Ansys Zemax | 设计抬头显示器时要使用哪些工具 – 第三部分
软件: ANSYS
使用OpticStudio正向分析并优化HUD抬头显示器系统的高级技术说明
引言及背景
本技术文档作为使用OpticStudio工具设计优化HUD抬头显示器系统的一部分，集中阐述了如何通过OpticStudio的非序列模式工具，正向分析HUD系统性能，并介绍后续的扩展分析策略。前两部分介绍了如何反向建模HUD系统，对系统进行初始性能分析，并掌握系统控制与优化的方法。本文将重点深入探讨使用OpticStudio非序列模式性能进行整体评估的步骤，内容涵盖了从正向翻转系统、系统性能指标、转换至非序列模式方法、以及进一步的分析技巧等。
翻转系统的修正与准备
在将系统转换为非序列模式前，直接应用元件翻转工具会遇到问题，特别是关于Z轴“翻转”的问题，这主要是出于系统非对称性考虑。转而使用“Make Double Pass”工具，仅针对表面12上的反射面进行翻转与检查（对于HUD系统中LCD反射面的处理）。设置新的HALF Diameter表面24，并将“孔径”参数更改为“按光阑大小浮动”，将“STOP”表面定义为此。系统所需的整理步骤包括删除表面对应于从“虚像”到“显示器”之间定义的所有表面，以及起初从表面1至11的所有定义。
后续设置“STOP”表面13作为全局坐标参考表面，删除表面定义，并将“物面厚度(表面0)”设置为0mm，确保系统准备就绪以进行下一步转换至非序列模式。
系统性能分析
系统性能指标包括光斑尺寸（模糊性评估）、图像模拟特性以及驾驶员双眼在不同距离下感知到的视觉偏转，即发散/会聚（双目视差）。光斑模糊低于2′，接近人眼分辨率，表明系统初步性能良好。图像模拟透明显示HUD抬头显示器对车辆速度的成像效果，让视觉评估更具直观性与可视化。
非序列模式转换与优化
系统转换过程中遵循以下步骤确保结构有效并且协调性增加：
1. 全局坐标定义：保留单个视场表示投射给定尺寸的光源，通过第一视场中心并调整剩余视场参数（删除非活性视场设置），利用矩阵光源（包括宽度与尺寸设定）进行预处理布局光线引用。
2. 逐级取消非活性元素：过滤去除不必要的表面定义，删除特定元素以简化模型结构，显式表达符合优化准则。
3. 空间关系校正：进行空间重组与坐标系统优化，确保反射与接收元素与车辆内部的物理空间保持正确关联。运用风挡玻璃作为布尔操作对象示例，检查描绘光源与三维布局元素的一致性。
4. 物体赋形与特性调整：引入特定特性以满足系统模拟需要，例如设置激光点光源为有限视场输入、调整材性属性（玻璃材质）以及优化成像及结果显示参数（增量调整视场参数、增加平台动态视觉表现）。
结论与扩展分析
最终系统配置采用郑彩图像和动态分析功能进行可视模拟，允许用户通过人眼模型在非序列模式下做出高级决策。利用“Detector Viewer”及光栅布局功能展示模拟结果，真实色彩展现驾驶员的观察概况。额外的非序列分析选项，如Straylight Analysis(杂散光分析) 等高级功能，为HUD系统的性能评估与优化提供了宝贵信息。整个解决方案走向越增加对外部环境互动、驾驶员操控敏感度等方面考虑，推动了更深层次的系统整合与个性化电子产品设计。
通过深化OpticStudio非序列模式应用，能够更全面地理解和优化HUD抬头显示器系统性能，进一步拓展人机交互界面的创新边界，为驾驶安全与便携性优化奠定坚实基础。
引言及背景
本技术文档作为使用OpticStudio工具设计优化HUD抬头显示器系统的一部分，集中阐述了如何通过OpticStudio的非序列模式工具，正向分析HUD系统性能，并介绍后续的扩展分析策略。前两部分介绍了如何反向建模HUD系统，对系统进行初始性能分析，并掌握系统控制与优化的方法。本文将重点深入探讨使用OpticStudio非序列模式性能进行整体评估的步骤，内容涵盖了从正向翻转系统、系统性能指标、转换至非序列模式方法、以及进一步的分析技巧等。
翻转系统的修正与准备
在将系统转换为非序列模式前，直接应用元件翻转工具会遇到问题，特别是关于Z轴“翻转”的问题，这主要是出于系统非对称性考虑。转而使用“Make Double Pass”工具，仅针对表面12上的反射面进行翻转与检查（对于HUD系统中LCD反射面的处理）。设置新的HALF Diameter表面24，并将“孔径”参数更改为“按光阑大小浮动”，将“STOP”表面定义为此。系统所需的整理步骤包括删除表面对应于从“虚像”到“显示器”之间定义的所有表面，以及起初从表面1至11的所有定义。
后续设置“STOP”表面13作为全局坐标参考表面，删除表面定义，并将“物面厚度(表面0)”设置为0mm，确保系统准备就绪以进行下一步转换至非序列模式。
系统性能分析
系统性能指标包括光斑尺寸（模糊性评估）、图像模拟特性以及驾驶员双眼在不同距离下感知到的视觉偏转，即发散/会聚（双目视差）。光斑模糊低于2′，接近人眼分辨率，表明系统初步性能良好。图像模拟透明显示HUD抬头显示器对车辆速度的成像效果，让视觉评估更具直观性与可视化。
非序列模式转换与优化
系统转换过程中遵循以下步骤确保结构有效并且协调性增加：
1. 全局坐标定义：保留单个视场表示投射给定尺寸的光源，通过第一视场中心并调整剩余视场参数（删除非活性视场设置），利用矩阵光源（包括宽度与尺寸设定）进行预处理布局光线引用。
2. 逐级取消非活性元素：过滤去除不必要的表面定义，删除特定元素以简化模型结构，显式表达符合优化准则。
3. 空间关系校正：进行空间重组与坐标系统优化，确保反射与接收元素与车辆内部的物理空间保持正确关联。运用风挡玻璃作为布尔操作对象示例，检查描绘光源与三维布局元素的一致性。
4. 物体赋形与特性调整：引入特定特性以满足系统模拟需要，例如设置激光点光源为有限视场输入、调整材性属性（玻璃材质）以及优化成像及结果显示参数（增量调整视场参数、增加平台动态视觉表现）。
结论与扩展分析
最终系统配置采用郑彩图像和动态分析功能进行可视模拟，允许用户通过人眼模型在非序列模式下做出高级决策。利用“Detector Viewer”及光栅布局功能展示模拟结果，真实色彩展现驾驶员的观察概况。额外的非序列分析选项，如Straylight Analysis(杂散光分析) 等高级功能，为HUD系统的性能评估与优化提供了宝贵信息。整个解决方案走向越增加对外部环境互动、驾驶员操控敏感度等方面考虑，推动了更深层次的系统整合与个性化电子产品设计。
通过深化OpticStudio非序列模式应用，能够更全面地理解和优化HUD抬头显示器系统性能，进一步拓展人机交互界面的创新边界，为驾驶安全与便携性优化奠定坚实基础。
武汉格发信息技术有限公司，格发许可优化管理系统可以帮你评估贵公司软件许可的真实需求，再低成本合规性管理软件许可,帮助贵司提高软件投资回报率，为软件采购、使用提供科学决策依据。支持的软件有: CAD,CAE,PDM,PLM,Catia,Ugnx, AutoCAD, Pro/E, Solidworks ,Hyperworks, Protel,CAXA,OpenWorks LandMark,MATLAB,Enovia,Winchill,TeamCenter,MathCAD,Ansys, Abaqus,ls-dyna, Fluent, MSC,Bentley,License,UG,ug,catia,Dassault Systèmes,AutoDesk,Altair,autocad,PTC,SolidWorks,Ansys,Siemens PLM Software,Paradigm,Mathworks,Borland,AVEVA,ESRI,hP,Solibri,Progman,Leica,Cadence,IBM,SIMULIA,Citrix,Sybase,Schlumberger,MSC Products...
相关推荐
