CN110341834A - 一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法 - Google Patents

一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，包括如下步骤：S1、采用计算机软件设计3D挡风玻璃模型，并通过样点采集以作曲拟合；S2、将挡风玻璃的所有参数设置为变量，在所有视场的入射角度不变的情况下，针对200mm尺寸的光阑，更改挡风玻璃至少部分参数；本发明通过优化挡风玻璃的面型，改善抬头显示***的成像性能，使得场曲减小了70％，畸变减小了50％，MTF性能提升了1.5。

Description

一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法
技术领域
本发明属于技术领域，尤其是涉及一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法。
背景技术
在汽车上的抬头显示***中，汽车的前挡风玻璃通常作为最后一个成像面型，从而便于驾驶人员观察到汽车行驶的速度等行驶信息。其通常为通过抬头显示***发出的成像光束，经过汽车的前挡风玻璃反射后，进入驾驶员的眼球，从而使驾驶员能够看到通过挡风玻璃所成的图像。
但是汽车挡风玻璃的曲率半径是不断变化的非均匀曲面，而不是球面；在不同的驾驶员观察位置，看到的抬头显示***所成的图像是不同的，这是由于面型，体积，结构的限制，使得只有在***光阑内的位置，才能看到抬头显示***所生成的图像；但是由于抬头显示***的面型、体积、结构等方面的限制，使得在视场内，不同位置看到的图像是不同的，这里的不同是指在焦平面，场曲，畸变，亮度等方面的不同。特别是在抬头显示***的视场角较大的情况下，在光阑内靠近边缘的区域，抬头显示***所成图像的变化会更大，一般是亮度降低，或畸变增加，或场曲增加，或几个变化同时存在。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种场曲、畸变小，MTF性能高的优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，包括如下步骤：
S1、采用计算机软件设计3D挡风玻璃模型，并通过样点采集以作曲拟合；
S2、将挡风玻璃的所有参数设置为变量，在所有视场的入射角度不变的情况下，针对200mm尺寸的光阑，更改挡风玻璃至少部分参数。
本发明能够在不改动抬头显示***的光学设计和结构的情况下，通过优化挡风玻璃的面型，改善抬头显示***的成像性能；或通过同时优化挡风玻璃的面型和抬头显示***的光学设计，改善抬头显示***的成像性能，并且优化后的场曲减小了70％，畸变减小了50％，MTF性能提升了1.5倍。
优选的，步骤S2中调节挡风玻璃全部参数。
优选的，优化后挡风玻璃的参数为
Y半径792.57893930749
项数0
归一化半径-376.584066126959
二次曲面常数0.906365900644074
X-204.099080812565
Y 423.803258164381
X**2 78.8948751831503
X*Y 76.3175386182365
Y**2-469.903560278494
X**3 41.9489833416881
X**2*Y-59.8755195240684
X Y**2 49.0785760537215
Y**3 187.47337447581
X**4 36.3087593846579
X**3*Y-188.762598970198
X**2*Y**2 6.74155481818099
X*Y**3-188.269955052084
Y**4 55.9363936047694
X**5-200.43753981447
X**4*Y-83.5977244797606
X**3*Y**2 157.035165334969
X**2*Y**3 40.4069426569591
X*Y**4-0.113439855419322
Y**5 17.0676256267108
X**6-1967.19967402306
X**5*Y 815.494626528219
X**4*Y**2 164.554197112366
X**3*Y**3-6.87716130958145
X**2*Y**4 4.53350582865924
X*Y**5 47.9262547595979
Y**6-13.6527039050882。
优选的，所述挡风玻璃的面型为五次多项式自由曲面。
优选的，所述自由曲面的面型参数为
项数0
归一化半径0
二次曲面常数0
X-0.1908
Y-1.635
X**2-0.0002863
X*Y-7.485e-005
Y**2-0.0005568
X**3-2.123e-007
X**2*Y-2.56e-007
X Y**2-4.69e-007
Y**3-9.455e-007
X**4-3.11e-010
X**3*Y-5.779e-010
X**2*Y**2-8.962e-010
X*Y**3-2.966e-010
Y**4-1.446e-009
X**5-3.343e-013
X**4*Y-6.142e-013
X**3*Y**2-9.984e-013
X**2*Y**3-4.621e-013
X*Y**4 7.932e-014
Y**5-1.362e-012。
优选的，步骤S2中抬头显示***的所有参数为常量。
优选的，步骤S2中所述抬头显示***的参数为变量。
优选的，步骤S2中所述抬头显示***的参数和挡风玻璃的参数为同步调。
优选的，步骤S2中调节挡风玻璃的参数前，先考考虑并确定所述场曲、畸变及MTF表现的性能。
综上所述，本发明通过优化挡风玻璃的面型，改善抬头显示***的成像性能，使得场曲减小了70％，畸变减小了50％，MTF性能提升了1.5倍。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，包括如下步骤：
S1、采用计算机软件设计3D挡风玻璃模型，并通过样点采集以作曲拟合；
S2、先考虑并确定所述场曲、畸变及MTF表现的性能；然后将抬头显示***的所有参数为常量，将挡风玻璃的所有参数设置为变量，在所有视场的入射角度不变的情况下，针对200mm尺寸的光阑，更改挡风玻璃至少部分参数。
其中所述优化后挡风玻璃的参数为
Y半径792.57893930749
项数0
归一化半径-376.584066126959
二次曲面常数0.906365900644074
X-204.099080812565
Y 423.803258164381
X**2 78.8948751831503
X*Y 76.3175386182365
Y**2-469.903560278494
X**3 41.9489833416881
X**2*Y-59.8755195240684
X Y**2 49.0785760537215
Y**3 187.47337447581
X**4 36.3087593846579
X**3*Y-188.762598970198
X**2*Y**2 6.74155481818099
X*Y**3-188.269955052084
Y**4 55.9363936047694
X**5-200.43753981447
X**4*Y-83.5977244797606
X**3*Y**2 157.035165334969
X**2*Y**3 40.4069426569591
X*Y**4-0.113439855419322
Y**5 17.0676256267108
X**6-1967.19967402306
X**5*Y 815.494626528219
X**4*Y**2 164.554197112366
X**3*Y**3-6.87716130958145
X**2*Y**4 4.53350582865924
X*Y**5 47.9262547595979
Y**6-13.6527039050882
进一步的，所述挡风玻璃的面型为五次多项式自由曲面，该所述自由曲面的面型参数为
项数0
归一化半径0
二次曲面常数0
X-0.1908
Y-1.635
X**2-0.0002863
X*Y-7.485e-005
Y**2-0.0005568
X**3-2.123e-007
X**2*Y-2.56e-007
X Y**2-4.69e-007
Y**3-9.455e-007
X**4-3.11e-010
X**3*Y-5.779e-010
X**2*Y**2-8.962e-010
X*Y**3-2.966e-010
Y**4-1.446e-009
X**5-3.343e-013
X**4*Y-6.142e-013
X**3*Y**2-9.984e-013
X**2*Y**3-4.621e-013
X*Y**4 7.932e-014
Y**5-1.362e-012。
进一步的，在其他实施例中，在调节所述挡风玻璃的参数的同时，同步调节抬头显示***的参数；当然也可将挡风玻璃定为定量，然后调节所述抬头显示***的参数。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、采用计算机软件设计3D挡风玻璃模型，并通过样点采集以作曲拟合；
S2、将挡风玻璃的所有参数设置为变量，在所有视场的入射角度不变的情况下，针对200mm尺寸的光阑，更改挡风玻璃至少部分参数。
2.根据权利要求1所述的一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，其特征在于：步骤S2中调节挡风玻璃全部参数。
3.根据权利要求1所述的一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，其特征在于：优化后挡风玻璃的参数为
Y半径792.57893930749
项数 0
归一化半径 -376.584066126959
二次曲面常数 0.906365900644074
X-204.099080812565
Y 423.803258164381
X**2 78.8948751831503
X*Y76.3175386182365
Y**2-469.903560278494
X**3 41.9489833416881
X**2*Y-59.8755195240684
X Y**2 49.0785760537215
Y**3 187.47337447581
X**4 36.3087593846579
X**3*Y-188.762598970198
X**2*Y**2 6.74155481818099
X*Y**3-188.269955052084
Y**4 55.9363936047694
X**5-200.43753981447
X**4*Y-83.5977244797606
X**3*Y**2 157.035165334969
X**2*Y**3 40.4069426569591
X*Y**4-0.113439855419322
Y**5 17.0676256267108
X**6-1967.19967402306
X**5*Y 815.494626528219
X**4*Y**2 164.554197112366
X**3*Y**3-6.87716130958145
X**2*Y**4 4.53350582865924
X*Y**5 47.9262547595979
Y**6-13.6527039050882。
4.根据权利要求2所述的一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，其特征在于：所述挡风玻璃的面型为五次多项式自由曲面。
5.根据权利要求2所述的一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，其特征在于：所述自由曲面的面型参数为
项数 0
归一化半径 0
二次曲面常数 0
X-0.1908
Y-1.635
X**2-0.0002863
X*Y-7.485e-005
Y**2-0.0005568
X**3-2.123e-007
X**2*Y-2.56e-007
X Y**2-4.69e-007
Y**3-9.455e-007
X**4-3.11e-010
X**3*Y-5.779e-010
X**2*Y**2-8.962e-010
X*Y**3-2.966e-010
Y**4-1.446e-009
X**5-3.343e-013
X**4*Y-6.142e-013
X**3*Y**2-9.984e-013
X**2*Y**3-4.621e-013
X*Y**4 7.932e-014
Y**5-1.362e-012。
6.根据权利要求1所述的一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，其特征在于：步骤S2中抬头显示***的所有参数为常量。
7.根据权利要求1所述的一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，其特征在于：步骤S2中所述抬头显示***的参数为变量。
8.根据权利要求7所述的一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，其特征在于：步骤S2中所述抬头显示***的参数和挡风玻璃的参数为同步调节。
9.根据权利要求1所述的一种优化用于抬头显示***成像的汽车挡风玻璃的方法，其特征在于：步骤S2中调节挡风玻璃的参数前，先考考虑并确定所述场曲、畸变及MTF表现的性能。
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