摘要：由于老年驾驶员感知和认知能力退化,他们在交通中面临着更高的安全风险。车载抬头显示器是提升他们驾驶表现和安全性的潜在工具之一,不当的设计和应用场景可能会导致负面效果。文章通过对老年驾驶员的特征进行分析,得出了基于“技能—规则—知识”分类法的老年驾驶员能力模型,并梳理了当前车载抬头显示器的交互设计现状。据此提出了抬头显示器的适老化交互设计策略,并通过设计实践进行了验证,以期为即将普及的车载抬头显示器的适老化设计提供新思路。

摘要：设计了一种自由曲面车载抬头显示器(Head-up Display,HUD)光学系统.在HUD光学系统初始结构设计中,基于种子曲线扩展算法,对HUD中两个自由曲面上的采样数据点进行计算,并拟合成扩展多项式.将设计的HUD光学系统初始结构进行光线追迹,验证了设计结果.结果表明,在0.5mm光线采样间隔下,初始光学系统的性能达到了衍射极限,可作为进一步全视场优化的起点.对系统进行优化,利用多重结构模拟人眼在孔径光阑移动范围(眼动范围)内的观察情况,对于不同的孔径光阑位置,光学系统的调制传递函数在6lp/mm下均大于0.5,接近衍射极限,并且系统畸变小于2%.最后对系统中的自由曲面反射镜进行面形公差分析,两个曲面在其各自面形公差峰谷值分别为0.42μm和0.62μm下的调制传递函数均高于0.3,完全满足现在自由曲面加工精度.

摘要：设计完成了一款具有特定结构的光阑,光阑孔径深度设计为15mm,光阑孔径张角设计为左右张角各为10°,上方张角设计为6.5°,下方张角设计为3°,光阑安装在一级反射镜后,光阑中心线与对应主光线重合,同时采用双光电传感器与多温度传感器作为信号探测器接收信号幅值。通过特定孔径深度、张角等结构设计的光阑使得边界内、外幅值区分明显且幅值成正态分布,结合传感器的使用将光照强度及像源面温度以数值显示,便于检测标定。这检测设计光阑体积小、检测效果明显、成本低,通过光阑与传感器的逻辑配合使用,可以用于车载抬头显示器阳光倒灌的检测,对车载抬头显示器行业起到一定借鉴作用。

摘要：为了降低直下式背光的厚度并提升亮度,设计了一种光学增亮膜。基于Snell定律设计了对单个LED发出光线起均匀照度作用的二维微结构曲线。该微结构曲线是把LED看做理想点光源设计并计算的,但考虑到实际的LED是一个正方形发光面,因此对该微结构曲线进行了优化,提升了它对实际尺寸LED的均匀照度作用。根据LED的排布规律提出了一种正六边形蜂窝拼接排布方案,并进行了仿真分析。仿真结果表明:使用光学增亮膜的背光中心亮度提升了172.4%。根据微结构设计结果采用无掩膜直写光刻工艺制作了实际样品并进行了效果测试,测试结果表明:中心亮度提升了136.2%,厚度降低了13mm。采用本文设计的光学增亮膜可以有效地提高背光亮度同时降低背光厚度,满足汽车抬头显示器的直下式背光亮度高、体积小的要求。

摘要：本文是基于STM32便携式车身全方位雷达抬头显示器的硬件和软件程序设计。与传统OBD车载器相比,该车载抬头显示器既可以监测车身在泊车过程中的危险距离并可产生预警提示,又可以在车辆运行中精确定位安全距离的方位。该方案设计的全方位抬头显示器可以投影显示汽车运行参数和周围雷达测量距离,能够给驾驶人员提供一个驾驶安全预警提示值。结合STM32控制单元作为数据处理依据,使用超声波雷达传感器测量车辆周围距离信息,配合OBD II接口读取车辆信息,最终将提示信息显示在抬头显示器上。

摘要：为了解决汽车司机驾驶时需要频繁低头查看仪表盘时容易忽略前方路况信息,从而造成交通事故发生的问题,将早期应用到战斗机上的抬头显示系统(Head Up Display,以下简称HUD)引用到汽车上,使司机无需低头即可查看车辆运行时的一些重要参数信息。采用STM32单片机作为主控,将接收到的数据信息显示在像源上,将像源中的信息透射到反光镜中,再反射到合成器上,司机通过合成器即可观察到像源上显示的内容。为了验证本设计的HUD上能显示准确的温度值并且显示的信息能随环境亮度而变化,采用温度传感器采集水温的信息来模拟温度传感器采集汽车水箱的温度信息;采用光敏传感器检测不同光照强度来调节像源的亮度。实验结果表明,像源能在不同光照强度下都能实时显示水温变化的信息,且在合成器上显示的信息稳定、可靠。

摘要：提出了一种变焦型双光路增强现实抬头显示光学系统,并利用矢量像差理论进行初始结构设计。该系统用两块图像生成单元搭建近光路和远光路,分别用于显示基础信息和交互信息,且远光路成像距离可在一定范围内进行连续调节,最终得到了一个眼盒大小为120 mm×60 mm、视场角分别为5°×1°和10°×5°、成像距离分别为2.5 m和10~20 m的双光路车载抬头显示系统。本研究为增强现实抬头显示系统提供了一种新的设计结构,提高了增强现实显示效果。

摘要：增强现实型抬头显示器拥有比传统抬头显示器更加丰富的显示内容。理想的增强现实型抬头显示器需要显示多个不同深度的虚像来呈现基础与交互信息,但传统的解决方案多为通过高速旋转反射镜或光学变焦系统来显示两种深度的内容,可靠性较低,存在驾驶安全隐患。提出了一种采用两块图像生成单元和单块自由曲面镜实现双焦面显示的离轴反射式光学结构,通过添加一块平面反射镜增加远场光路物距,从而实现双焦面的显示,最终得到一个视野盒大小为130 mm×50 mm、视场角分别为5°×1°和10°×5°、虚像距离分别为2.5 m和7.5 m的双焦面抬头显示器系统。该研究结果不仅满足了近场基础信息与远场交互信息同时显示的需求,景深的显示效果也同样得到了改善。

摘要：基于实际测试的典型环境数据,采用CIE1976L*u*v*色度空间进行计算,分析车载抬头显示器(HUD)显示颜色在环境影响下的变化。结果表明:绿色显示比红色和蓝色显示更不容易受背景影响发生变色;环境越暗,HUD显示的颜色越不容易受背景影响发生变色。这与测试中的实际视觉感知相一致,为车载HUD图案色彩的设计提供了一种实用的分析方法。