CN109697945A - Ar-hud的白平衡校准装置及其校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种AR‑HUD的白平衡校准装置，解决了现有技术的不足，技术方案为：用于受测AR‑HUD的白平衡检测，包括与受测AR‑HUD相适配的光路成像装置、用于连接受测AR‑HUD驱动器的控制设备、与受测AR‑HUD相适配的挡风玻璃样件和照度计，所述受测AR‑HUD中的DMD光源输出光线通过光路成像装置在挡风玻璃样件上成像，所述照度计的检测端对准挡风玻璃样件上的成像区域，所述照度计的输出检测到的照度信息至控制设备处，所述控制设备接收所述受测AR‑HUD中DMD光源驱动电流的占空比数据。

Description

AR-HUD的白平衡校准装置及其校准方法

技术领域

本发明涉及一种白平衡校准装置，具体涉及一种AR-HUD的白平衡校准装置。

背景技术

发光二极管简称为LED。当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，氮化镓二极管发蓝光。白光LED可以通过红、绿、蓝三种颜色光复合得到。

LED的光电参数中最重要的几个方面就是:光通量、发光效率、发光强度、光强分布、波长。在不同的电流下，波长会发生“红移”或“蓝移”现象，基于此，要调节复合白光LED光源的颜色，需要分别调节R、G、B各个驱动电路支路的电流脉冲即可实现。

现有解决方案在改善R、G、B三种颜色LED叠加使用产生标准白光的方法有一下几个方面：

1.从源头把控，要求LED生产厂商在出货时，批量挑选单一颜色波段的LED，在生产AR-HUD整机时，使用这些LED,来保证白光颜色的一致性。该方案从源头把控，能很好的控制AR-HUD投射出来的白光的一致性。现有的AR-HUD，从源头把控，控制AR-HUD投射出来的白光图像，能很好的控制AR-HUD投射出来的白光的一致性。但是，这就需要LED生产制造商在出厂时，多投入设备和人员去筛选相应的LED产品，直接导致LED的出厂价格大幅上升，不利于AR-HUD整机***的项目经济性。现有的AR-HUD，通过照度计连接上位机，根据编写的专用软件来输出占空比信息，实现校准的目的，虽然结果也比较精确，但需要专门人员来编写软件，比较繁琐复杂。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术要LED生产制造商在出厂时，多投入设备和人员去筛选相应的LED产品，直接导致LED的出厂价格大幅上升，不利于AR-HUD整机***的项目经济性的问题，提供一种AR-HUD的白平衡校准装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种AR-HUD的白平衡校准装置，用于受测AR-HUD的白平衡检测，包括与受测AR-HUD相适配的光路成像装置、用于连接受测AR-HUD电路控制器的控制设备、与受测AR-HUD相适配的挡风玻璃样件和照度计，所述受测AR-HUD中的DMD光源输出端输出光线通过光路成像装置在挡风玻璃样件上成像，所述照度计的检测端对准挡风玻璃样件上的成像区域，所述照度计的输出端与控制设备连接，所述控制设备与所述受测AR-HUD电路控制器连接。

本发明中，控制设备可以是工控机或个人电脑，实现的方式为：

在试制的整车人眼位置处设置一个照度计，实时监测图像，照度计可以直接获取白色图像的色坐标和R、G、B占比，通过数据线传输色坐标数据到PC上，PC通过另一个接口，获取DMD光源实时的R、G、B三个电路的电流值。DMD光源实时的R、G、B三个电路的电流值获取的方法比较多，可以直接由占空比检测装置直接检测，也可以由DMD光源实时的R、G、B三个电路的驱动器直接获取，当检测到的色坐标和R、G、B占比在目标范围内，校准完毕，反之，通过自动或手动调节电流值占空比，重新获取白色图像的色坐标和R、G、B占比，反复调节，即可最终实现白色校准。

作为优选，还包括有安装AR-HUD的支架，所述AR-HUD的白平衡校准装置整体配置在暗室中，所述支架位置与受测AR-HUD的拟安装位置相同，所述光路成像装置与受测AR-HUD的拟使用装置相同，所述照度计的位置为人为设定的驾驶员目光区域。

作为优选，所述的控制设备为电脑、工控机或DSP，所述受测AR-HUD电路控制器为电流占空比控制器，所述电流占空比控制器的三个输出端分别与DMD光源中的三原色输入端连接，所述电流占空比控制器的三个输出端还通过电流占空比检测设备与所述控制设备电连接。本发明中的电流占空比控制器指代所有对电流信号进行占空比控制的设备，可以是采用脉宽调制的方式进行，例如，对DMD光源中的三原色输入端之间设置电子开关，对电子开关的驱动端施加受控频率的触发信号，而触发信号的受控频率由电流占空比控制器输出，凡是起到类似功能的控制器、单排机或控制芯片均被认为是电流占空比控制器。以单片机为电流占空比控制器简单举例如下，其输出控制的信号1为电子开关导通0为电子开关关闭，调整一个周期内输出的1和0的比例即可调整其端口对应的DMD光源中的三原色输入电流的占空比，此例子中，电子开关可以是三极管场效应管或其他电子元件的组合。而控制设备以电脑为例，只需读出在单个周期内的1和0的比例，即可知道其端口对应的DMD光源中的三原色输入电流的占空比。本例子中电脑读取1和0的相应比例属于现有技术，在一般的电流占空比调节设备中均已有较为广泛的应用，本发明中不做赘述，其主要特点在于直接在DMD光源的三原色输入端获取了电流占空比，不需要任何的厂家数据，适应性更好。

一种AR-HUD的白平衡校准方法，适用于如上所述的AR-HUD的白平衡校准装置，包括以下步骤：

步骤一，AR-HUD的白平衡校准装置完成初始化后启动，DMD光源中的三原色LED通电发光，

步骤二， DMD光源通过光路成像装置输出成像，并进行数据采集，

步骤三，根据检测到的成像数据中RGB值占比进行结果判断，若成像数据中RGB值占比符合预设的白平衡的要求值则判定当前AR-HUD校准成功，否则的话调整DMD光源中三原色LED通电的占空比后重新执行步骤二。

作为优选，在所述步骤二中，同步采集当前DMD光源中三原色LED通电的占空比数值，

步骤三中，若检测到的成像数据中RGB值占比进行结果判断，若成像数据中RGB值占比符合预设的白平衡的要求值，且当前DMD光源中三原色LED通电的占空比数值也符合预定则判定当前AR-HUD校准成功；

若成像数据中RGB值占比符合预设的白平衡的要求值，当前DMD光源中三原色LED通电的占空比数值不符合预定则判定当前AR-HUD存在质量隐患；

若成像数据中RGB值占比不符合预设的白平衡的要求值，则调整DMD光源中三原色LED通电的占空比后重新执行步骤二。

作为优选，若成像数据中RGB值占比不符合预设的白平衡的要求值，则根据当前在成像数据中三原色的占比对应调节当前DMD光源中三原色LED通电的占空比后重新执行步骤二。

作为优选，所述步骤三中的符合预定的条件为同时满足一下三个条件：

符合红色LED通电的占空比数值DutyR1的区间范围为15≤DutyR1≤54，

符合绿色LED通电的占空比数值DutyG1的区间范围为25≤DutyG1≤73,

符合蓝色LED通电的占空比数值DutyB1的区间范围为10≤DutyB1≤32。

本发明的实质性效果是：基于R、G、B三种颜色LED为基础的DLP原理的AR-HUD设计，无需出厂多一道筛选LED的流程，比较经济。基于调节电路中电流占空比的校准装置设计，电路原理简单，使用人员上手比较快。基于AR-HUD的白平衡校准，提升图像质量，更好的运用到实际驾驶中，提高到安全系数。

附图说明：

图1：本发明中DMD光源的示意图；

图2：本发明的整体结构布置示意图；

图3：本发明的一种整体流程图。

1、AR-HUD设备，2、挡风玻璃样件，3、照度计，4、控制设备，5、受测AR-HUD电路控制器，6、DMD光源，7、第一反射镜，8、第二反射镜，10、三原色输出光源。

具体实施方式

下面通过具体实施例，结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种AR-HUD的白平衡校准装置，用于受测AR-HUD的白平衡检测，AR-HUD设备1为完整设备，其内置有一个DMD光源6，DMD光源内存在有三原色输出光源10，三原色输出光源相互混合后输出白色或其他颜色，包括与受测AR-HUD相适配的光路成像装置、用于连接受测AR-HUD电路控制器5的控制设备4、与受测AR-HUD相适配的挡风玻璃样件和照度计，

整个设备配置在在试制的整车或拟安装车型平台、试验台上，其中，光路成像装置包括一个第一反射镜7和第二反射镜8，第一反射镜和第二反射镜均为具备透镜功能的反射镜，所述受测AR-HUD中的DMD光源输出端输出光线通过光路成像装置在挡风玻璃样件2上成像，所述照度计3的检测端对准挡风玻璃样件上的成像区域，所述照度计的输出端与控制设备连接，所述控制设备与所述受测AR-HUD电路控制器连接。控制设备可以是工控机或个人电脑，实现的方式为：

在试制的整车人眼位置处设置一个照度计，实时监测图像，照度计可以直接获取白色图像的色坐标和R、G、B占比，通过数据线传输色坐标数据到PC上，PC通过另一个接口，获取DMD光源实时的R、G、B三个电路的电流值。DMD光源实时的R、G、B三个电路的电流值获取的方法比较多，可以直接由占空比检测装置直接检测，也可以由DMD光源实时的R、G、B三个电路的驱动器直接获取，当检测到的色坐标和R、G、B占比在目标范围内，校准完毕，反之，通过自动或手动调节电流值占空比，重新获取白色图像的色坐标和R、G、B占比，反复调节，即可最终实现白色校准。

还包括有安装AR-HUD的支架，所述AR-HUD的白平衡校准装置整体配置在暗室中，所述支架位置与受测AR-HUD的拟安装位置相同，所述光路成像装置与受测AR-HUD的拟使用装置相同，所述照度计的位置为人为设定的驾驶员目光区域。

所述的控制设备为电脑、工控机或DSP，所述受测AR-HUD电路控制器为电流占空比控制器，所述电流占空比控制器的三个输出端分别与DMD光源中的三原色输入端连接，所述电流占空比控制器的三个输出端还通过电流占空比检测设备与所述控制设备电连接。本发明中的电流占空比控制器指代所有对电流信号进行占空比控制的设备，可以是采用脉宽调制的方式进行，例如，对DMD光源中的三原色输入端之间设置电子开关，对电子开关的驱动端施加受控频率的触发信号，而触发信号的受控频率由电流占空比控制器输出，凡是起到类似功能的控制器、单排机或控制芯片均被认为是电流占空比控制器。以单片机为电流占空比控制器简单举例如下，其输出控制的信号1为电子开关导通0为电子开关关闭，调整一个周期内输出的1和0的比例即可调整其端口对应的DMD光源中的三原色输入电流的占空比，此例子中，电子开关可以是三极管场效应管或其他电子元件的组合。而控制设备以电脑为例，只需读出在单个周期内的1和0的比例，即可知道其端口对应的DMD光源中的三原色输入电流的占空比。本例子中电脑读取1和0的相应比例属于现有技术，在一般的电流占空比调节设备中均已有较为广泛的应用，本发明中不做赘述，其主要特点在于直接在DMD光源的三原色输入端获取了电流占空比，不需要任何的厂家数据，适应性更好。

基于R、G、B三种颜色LED为基础的DLP原理的AR-HUD设计，无需出厂多一道筛选LED的流程，比较经济。基于调节电路中电流占空比的校准装置设计，电路原理简单，使用人员上手比较快。基于AR-HUD的白平衡校准，提升图像质量，更好的运用到实际驾驶中，提高到安全系数。

本实施例中，选用电流型PWM控制芯片UC3844进行电流占空比的控制。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中，所述的控制设备为电脑、工控机或DSP，所述受测AR-HUD电路控制器为电流占空比控制器，所述电流占空比控制器的控制器与所述控制设备电连接，所述电流占空比控制器的三个输出端分别与DMD光源中的三原色输入端连接。此优选技术是一种在厂家应用较为合适的方法，可以通过直接控制驱动信号的占空比来确定DMD光源中的三原色输入，与前述差别在于，此优选方案需要厂家予以配合，需要直接使用厂家原厂的驱动信号，需要得到厂家的合作，数据的准确性较佳。

实施例3：

一种AR-HUD的白平衡校准方法，适用于如实施例1所述的AR-HUD的白平衡校准装置，包括以下步骤：

步骤一，AR-HUD的白平衡校准装置完成初始化后启动，DMD光源中的三原色LED通电发光，

步骤二， DMD光源通过光路成像装置输出成像，并进行数据采集，

步骤三，根据检测到的成像数据中RGB值占比进行结果判断，若成像数据中RGB值占比符合预设的白平衡的要求值则判定当前AR-HUD校准成功，否则的话调整DMD光源中三原色LED通电的占空比后重新执行步骤二。

实施例4：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中，在所述步骤二中，同步采集当前DMD光源中三原色LED通电的占空比数值，

步骤三中，若检测到的成像数据中RGB值占比进行结果判断，若成像数据中RGB值占比符合预设的白平衡的要求值，且当前DMD光源中三原色LED通电的占空比数值也符合预定则判定当前AR-HUD校准成功；

若成像数据中RGB值占比符合预设的白平衡的要求值，当前DMD光源中三原色LED通电的占空比数值不符合预定则判定当前AR-HUD存在质量隐患；

若成像数据中RGB值占比不符合预设的白平衡的要求值，则调整DMD光源中三原色LED通电的占空比后重新执行步骤二。

若成像数据中RGB值占比不符合预设的白平衡的要求值，则根据当前在成像数据中三原色的占比对应调节当前DMD光源中三原色LED通电的占空比后重新执行步骤二。

所述步骤三中的符合预定的条件为同时满足一下三个条件：

符合红色LED通电的占空比数值DutyR1的区间范围为15≤DutyR1≤54，

符合绿色LED通电的占空比数值DutyG1的区间范围为25≤DutyG1≤73,

符合蓝色LED通电的占空比数值DutyB1的区间范围为10≤DutyB1≤32。

本发明的AR-HUD的白平衡校准装置，只用了常规的控制器调节占空比电流，原理简单，易于操作。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种AR-HUD的白平衡校准装置，用于受测AR-HUD的白平衡检测，其特征在于：包括与受测AR-HUD相适配的光路成像装置、用于连接受测AR-HUD驱动器的控制设备、与受测AR-HUD相适配的挡风玻璃样件和照度计，所述受测AR-HUD中的DMD光源输出光线通过光路成像装置在挡风玻璃样件上成像，所述照度计的检测端对准挡风玻璃样件上的成像区域，所述照度计的输出检测到的照度信息至控制设备处，所述控制设备接收所述受测AR-HUD中DMD光源驱动电流的占空比数据。

2.根据权利要求1所述的AR-HUD的白平衡校准装置，其特征在于：还包括有安装AR-HUD的支架，所述AR-HUD的白平衡校准装置整体配置在暗室中，所述支架位置与受测AR-HUD的拟安装位置相同，所述光路成像装置与受测AR-HUD的拟使用装置相同，所述照度计的位置为人为设定的驾驶员目光区域。

3.根据权利要求1所述的AR-HUD的白平衡校准装置，其特征在于：所述的控制设备为电脑、工控机或DSP，所述受测AR-HUD驱动器为电流占空比控制器，所述电流占空比控制器的三个输出端分别与DMD光源中的三原色输入端连接，所述电流占空比控制器的三个输出端还通过电流占空比检测设备与所述控制设备电连接。

4.一种AR-HUD的白平衡校准方法，适用于如权利要求1所述的AR-HUD的白平衡校准装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，AR-HUD的白平衡校准装置完成初始化后启动，DMD光源中的三原色LED通电发光，

步骤二， DMD光源通过光路成像装置输出成像，并进行数据采集，

步骤三，根据检测到的成像数据中RGB值占比进行结果判断，若成像数据中RGB值占比符合预设的白平衡的要求值则判定当前AR-HUD校准成功，否则的话调整DMD光源中三原色LED通电的占空比后重新执行步骤二。

5.根据权利要求4所述的AR-HUD的白平衡校准方法，其特征在于：在所述步骤二中，同步采集当前DMD光源中三原色LED通电的占空比数值，

步骤三中，若检测到的成像数据中RGB值占比进行结果判断，若成像数据中RGB值占比符合预设的白平衡的要求值，且当前DMD光源中三原色LED通电的占空比数值也符合预定则判定当前AR-HUD校准成功；

若成像数据中RGB值占比符合预设的白平衡的要求值，当前DMD光源中三原色LED通电的占空比数值不符合预定则判定当前AR-HUD存在质量隐患；

若成像数据中RGB值占比不符合预设的白平衡的要求值，则调整DMD光源中三原色LED通电的占空比后重新执行步骤二。

6.根据权利要求5所述的AR-HUD的白平衡校准方法，其特征在于：若成像数据中RGB值占比不符合预设的白平衡的要求值，则根据当前在成像数据中三原色的占比对应调节当前DMD光源中三原色LED通电的占空比后重新执行步骤二。

7.根据权利要求5所述的AR-HUD的白平衡校准方法，其特征在于：所述步骤三中的符合预定的条件为同时满足一下三个条件：

符合红色LED通电的占空比数值DutyR1的区间范围为15≤DutyR1≤54，

符合绿色LED通电的占空比数值DutyG1的区间范围为25≤DutyG1≤73,

符合蓝色LED通电的占空比数值DutyB1的区间范围为10≤DutyB1≤32。