北京2018年12月28日電 /美通社/ -- 近日德州儀器 Michael Firth 發(fa)布了(le)一篇標題為《AR HUD中陽(yang)光負載建模的重要性(xing)》的博文(wen)。以下是文(wen)章全文(wen)：
通過將關鍵(jian)駕駛(shi)信息(xi)疊(die)加到真(zhen)實(shi)世界中(zhong)，增強現(xian)實(shi)（AR）抬(tai)頭顯示（HUD）將徹(che)底改變駕駛(shi)體驗。如今，AR顯示的較佳示例是用于戰斗機，可在飛(fei)行員的直接視線中(zhong)置放大量(liang)關鍵(jian)信息(xi)。
在汽(qi)車環境(jing)中(zhong)，圖(tu)形直接置放于駕駛員視(shi)線內取(qu)代了基本警告(gao)音或符(fu)號，通(tong)過這(zhe)種方式可以(yi)傳達信(xin)息并(bing)識別(bie)駕駛員視(shi)野中(zhong)的威脅，使其能夠立即采取(qu)行動。圖(tu)形表現為真實(shi)世(shi)界(jie)的自然保形延伸；它們不僅僅是(shi)現今(jin)HUD中(zhong)的二次(ci)信(xin)息顯示。
正如我之前在關于陽光負載的博客文章中所(suo)討論的(de)，太(tai)陽(yang)輻(fu)照度(du)(du)對AR HUD設計提出了(le)(le)重大挑戰。與(yu)傳(chuan)統的(de)HUD不同，AR HUD具有寬視場和長(chang)虛(xu)像距離，并且需要(yao)將車輛的(de)傳(chuan)感器數據與(yu)HUD顯(xian)示進行(xing)實時(shi)集成(cheng)。長(chang)虛(xu)像距離（>7m）及較(jiao)(jiao)小程度(du)(du)上的(de)較(jiao)(jiao)寬視場（至少水平10度(du)(du)角(jiao)x垂直4度(du)(du)角(jiao)）導致太(tai)陽(yang)能集中度(du)(du)顯(xian)著提高(gao)，并在成(cheng)像儀(yi)面(mian)板上發生相應的(de)熱升。為了(le)(le)防止太(tai)陽(yang)輻(fu)照度(du)(du)造成(cheng)的(de)熱損傷，您必須仔細設計AR HUD并運行(xing)詳細的(de)陽(yang)光負(fu)載模擬以(yi)驗證操作是否可靠。
在模擬陽光負(fu)載對AR HUD設計(ji)的影響時，需要考慮(lv)以下(xia)幾點。
陽光負載模型的準確性
雖然看起來很明顯，但我不能夸大模型元素中準確性的重要性。AR HUD陽光負載模擬需要精確的陽光光源模型（具有適當的角度、光譜和輻照度特性），以及針對汽車中光學元件的精確光譜透射曲線，包括（但不限于）擋風玻璃、眩光陷阱和熱/冷鏡。
離軸太陽輻照度的影響
在日常駕駛條件下，當車輛轉彎及上下坡時，各種角度的日照均會射入車內。因此，重要的是在適當的角度范圍內掃描入射的太陽光，如圖1所示。TI發現，在采用TI DLP®技術的(de)(de)(de)AR HUD原(yuan)型中，離軸峰(feng)值太(tai)陽(yang)輻(fu)照(zhao)度(du)(du)比主(zhu)光線水平差(cha)2.7倍(bei)，導致(zhi)熱負荷顯著增加。模擬(ni)的(de)(de)(de)峰(feng)值太(tai)陽(yang)輻(fu)照(zhao)度(du)(du)如圖2所示。如果(guo)您的(de)(de)(de)系統設計無法(fa)處理最壞情況下(xia)的(de)(de)(de)離軸太(tai)陽(yang)輻(fu)照(zhao)度(du)(du)，那(nei)么(me)您將面(mian)臨因受損(sun)成像儀面(mian)板(ban)造成的(de)(de)(de)不(bu)可接受的(de)(de)(de)現場故(gu)障(zhang)風險。
太陽輻照度的熱效應
模擬峰(feng)值太(tai)陽(yang)輻照度(du)只是預(yu)測和避免熱失效的(de)(de)(de)第(di)一步。太(tai)陽(yang)能根據其所(suo)射入材料(liao)的(de)(de)(de)光譜吸(xi)收轉(zhuan)換為熱量。例如，在我(wo)們的(de)(de)(de)測試中，如圖3所(suo)示，由于陽(yang)光負載(zai)導致的(de)(de)(de)薄膜晶體管（TFT）面板的(de)(de)(de)溫升比基于DLP技術的(de)(de)(de)系(xi)統中所(suo)用的(de)(de)(de)透(tou)射式微透(tou)鏡陣列(lie)散射屏快6倍(bei)，從而使(shi)TFT面板更(geng)易受(shou)到太(tai)陽(yang)輻照度(du)的(de)(de)(de)損害。
在85°C的環境溫度下，由于其低光譜吸收和高工作溫度的特性，HUD系統中采用DLP技術的Kuraray散射屏可以承受高達82kW/m2的太陽輻照度。這種熱性能使DLP技術能夠支持AR HUD中的長虛像距離。
AR HUD的設計挑戰與當今HUD設計中的挑戰有很大不同。AR HUD中的陽光負載明顯較高，您必須運行詳細的熱模擬并考慮設計中的離軸太陽輻照度。有關陽光負載建模的更詳細討論，請參閱白皮書“DLP技術：加載在增強現實抬頭顯示系統中的太陽能。”
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