本文關(guān)鍵詞：車載抬頭顯示系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,道路交通技術(shù)和汽車安全技術(shù)已經(jīng)成為研究的熱點,尤其是基于汽車輔助駕駛技術(shù)的研究更是引起了全世界的關(guān)注。車載視覺輔助駕駛系統(tǒng)是一種基于增加道路交通安全的技術(shù)手段,旨在增大駕駛員的視覺范圍,消除駕駛視野盲區(qū),縮短視覺干擾時間。本文所研究的抬頭顯示器系統(tǒng)HUD是一種車載視覺輔助系統(tǒng),駕駛員通過該系統(tǒng)即可在平視范圍內(nèi)觀察到疊加在路況上的重要行車信息的虛像,消除了因低頭而產(chǎn)生的視覺盲區(qū),增加了行車安全。本文針對車載抬頭顯示系統(tǒng)展開研究,主要工作有以下幾個方面:第一,介紹了車載抬頭顯示系統(tǒng)的圖像源—DLP微型投影機的光學(xué)設(shè)計方案,投影機采用RTIR的結(jié)構(gòu)形式,照明部分采用復(fù)眼透鏡進行勻光和光斑尺寸的調(diào)整,投影成像鏡頭為三片式遠(yuǎn)心光路設(shè)計。成像效果表明,此投影成像系統(tǒng)的像質(zhì)均勻性好、對比度高、分辨率優(yōu),滿足作為車載抬頭顯示系統(tǒng)圖像源的使用要求。第二,進行了車載抬頭顯示系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計,利用ZEMAX多重結(jié)構(gòu)設(shè)計功能模擬了人眼在EYEBOX內(nèi)不同位置處的觀察情形,結(jié)合設(shè)計指標(biāo)要求和像差與性能分析圖對不同結(jié)構(gòu)組態(tài)的光路系統(tǒng)進行了成像質(zhì)量分析,結(jié)果表明,系統(tǒng)很好得平衡了像差,光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計合理,設(shè)計結(jié)果滿足車輛人機工程學(xué)的要求,駕駛員可以獲得較好的視覺效果。第三,提出了基于柱面變形投影鏡頭的后裝車載抬頭顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),分析了在引入柱面變形投影鏡頭前后抬頭顯示系統(tǒng)尺寸的變化,分析結(jié)果證明柱面變形投影鏡頭可有效減小抬頭顯示裝置的厚度。設(shè)計了應(yīng)用于抬頭顯示系統(tǒng)的柱面變形投影鏡頭,經(jīng)此鏡頭投影后,圖像的垂直方向相對于水平方向被壓縮。依據(jù)各個光學(xué)特性曲線圖和像差曲線圖,分析了該變形投影鏡頭的成像質(zhì)量,分析結(jié)果表明,該設(shè)計合理地平衡了像差,鏡頭設(shè)計滿足成像質(zhì)量要求。
【關(guān)鍵詞】：抬頭顯示系統(tǒng) 光學(xué)設(shè)計 DLP微型投影 柱面變形投影鏡頭
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U463.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 選題背景與研究意義8-9
• 1.2 車載抬頭顯示系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 投影顯示技術(shù)10-14
• 1.3.1 投影顯示技術(shù)概述10-11
• 1.3.2 微投用圖像顯示芯片介紹11-14
• 1.4 論文研究內(nèi)容14-15
• 第二章 車載抬頭顯示系統(tǒng)及光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計原理15-33
• 2.1 車載抬頭顯示系統(tǒng)的技術(shù)原理15
• 2.2 車載抬頭顯示系統(tǒng)的主要類型15-19
• 2.2.1 直接反射式（Entry HUD）15-16
• 2.2.2 擋風(fēng)玻璃集成式（Windows-Shield HUD）16-18
• 2.2.3 間接集成式（Combiner HUD）18-19
• 2.3 車載抬頭顯示系統(tǒng)的光學(xué)特性19-25
• 2.3.1 投影虛像與駕駛員之間的距離19
• 2.3.2 圖像感知與觀察俯角的關(guān)系19-21
• 2.3.3 視場角21-22
• 2.3.4 投影虛像的顯示亮度與對比度22-23
• 2.3.5 EYEBOX眼動范圍23-24
• 2.3.6 車載抬頭顯示系統(tǒng)的圖像源24-25
• 2.4 光學(xué)設(shè)計原理與分析25-32
• 2.4.1 光學(xué)系統(tǒng)的像差25
• 2.4.2 像差校正與平衡方法25-27
• 2.4.3 光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)化步驟27-29
• 2.4.4 系統(tǒng)設(shè)計的像質(zhì)評價29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 車載抬頭顯示系統(tǒng)的設(shè)計33-59
• 3.1 DLP投影光學(xué)引擎的設(shè)計33-36
• 3.1.1 照明部分的設(shè)計33-35
• 3.1.2 投影成像部分的設(shè)計35-36
• 3.2 抬頭顯示系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計36-55
• 3.2.1 離軸虛像顯示方式36-38
• 3.2.2 EYEBOX的多重結(jié)構(gòu)設(shè)計38-41
• 3.2.3 抬頭顯示器光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)果與分析41-55
• 3.3 抬頭顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案55-57
• 3.4 本章小結(jié)57-59
• 第四章 后裝車載抬頭顯示系統(tǒng)的研究59-70
• 4.1 后裝車載抬頭顯示系統(tǒng)存在的問題59-60
• 4.2 柱面變形投影鏡頭的引入60-61
• 4.3 柱面透鏡的成像原理與光學(xué)特性分析61-62
• 4.4 柱面變形投影鏡頭的設(shè)計62-69
• 4.4.1 柱面變形投影鏡頭的光學(xué)結(jié)構(gòu)62-64
• 4.4.2 柱面變形投影鏡頭的光學(xué)參數(shù)64-65
• 4.4.3 鏡頭成像質(zhì)量分析65-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第五章 總結(jié)與展望70-72
• 參考文獻72-75
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利75-76
• 致謝76

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