ARtrix HUD 工具箱 2021.9 版本發(fā)布

ARtrix HUD工具箱2021.9版本正式發(fā)布，該版本是21版本的第三個重要更新，除主工具箱的更新外，新增兩個模塊，持續(xù)為車載抬頭顯示助力，ARtrix工具箱經過四年的持續(xù)迭代更新，已經形成了覆蓋光學設計（單PGU，雙PGU，旋轉式），自動化性能分析，雜光眩光分析，太陽倒灌分析，光機自動轉換，圖像視覺仿真，部件加工及裝配公差分析，楔形膜消重影設計，擴散膜配光耦合，TFT/DLP耦合，面型測量數據校準導入，CAD跨平臺自動校驗，擋風玻璃分析，整車級誤差分析（CCB支架等）的全光學解決方案。新版本自動化，智能化功能進一步提升，新增：跨平臺CAD自動轉換校驗模塊及整車級誤差分析兩個模塊，進一步增強HUD光機裝調，量產化測試功能，與傳統光學軟件方案相比，全體系流程化的方案設計，可為廣大HUD光機研發(fā)人員節(jié)省數周甚至數月開發(fā)時間。

一．ARtrix HUD主工具箱更新：

1.數據參數自動檢測錄入

Setup菜單右側新增Auto Check按鈕，單擊該按鈕會自動對當前HUD設計文件進行參數檢測, 并將數據自動填寫到左側數據欄，自動完成數據錄入，節(jié)省設計人員的參數校驗及錄入時間，并減少出錯幾率。

2.提升HUD模組復用化測試計算效率

Optimization優(yōu)化菜單中的自動更換玻璃，及HUD模組復用化測試功能，新版本對該功能算法進行了優(yōu)化，計算效率顯著提升。

3.眼橢球導入轉換支持

Tools工具菜單下的Align Eyebox andWindshield Orientation功能(EyeBox與風擋玻璃坐標系自動定位與對齊功能)，以前版本要求Eyebox為一矩形面；新版本放寬了該限制，新增眼橢球的導入支持（可以不要求導入矩形Eyebox）,可以直接輸入兩橢球的物體編號，然后程序會根據雙橢球與風擋玻璃的位置轉向自動計算并匹配為Zemax自身的坐標系，無需人為調整，且坐標系調整對齊后，會根據雙橢球的大小自動生成矩形Eyebox方便定位及尺寸檢驗，該過程為全自動化進行：

①導入CAD形式雙橢球與風擋玻璃（裝配體或者零件體形式）到Zemax非序列模式。

②爆炸成單獨零件體形式，然后打開工具箱，切換到Tools菜單下的坐標系對齊功能，輸入雙橢球物體編號2,3。

③然后單擊Align Coordinate按鈕，等待幾秒鐘程序自動計算完成。坐標系對齊后，會自動生成Eyebox并顯示Eyebox尺寸數據:如125X93mm。全過程不需要機械工程師及光學工程師做任何坐標系調整及轉換，ARtrix程序自動完成。后續(xù)用戶可以進行風擋玻璃平滑性分析、矢高采集、草圖繪制及初始結構智能創(chuàng)建等工作。

4.風擋玻璃支持測量數據導入

以前版本風擋玻璃支持（STEP,IGS,SAT）等格式的輸入，新版本擴充對STL格式的支持，STL格式可以支持儀器的實測數據導入。

5.新增自動背光耦合分析

在Tools菜單FileConversion(逆向光路向正向光路轉換)功能右側，新增Backlight Coupling分析：當用戶完成序列光路系統設計，開始背光設計前期，需要確定背光耦合的光型分布，以最大化的利用光效。該分析工具可以直觀的給出光型分布及定量數據（笛卡爾及極坐標形式），方便后續(xù)背光設計或者選擇合適的PGU擴散膜。

背光耦合光型分析：

6.新增道路視點融合檢查

在Sketch草圖菜單的智能草圖下方，新增道路融合覆蓋檢查Road Check功能，輸入駕駛員距路面的高度信息（Road Height）可以一鍵式直觀檢查視野遠近覆蓋等信息。

視點及道路融合覆蓋：

7.自由曲面、非球面模仁校正

自由曲面、非球面模仁校正模塊（Correction菜單，獨立模塊），針對結構光自由曲面面型測量數據的校準導入（分析面型加工數據對光路性能影響時，在引入到Zemax之前必須將數據校準到Zemax自身的坐標系，否則會引入較大誤差），新版本更新了數據校準算法，使得計算精度及速度都有大幅度提升，速度提升十幾倍，支持20萬以下的數據點陣，并且對瑞霏光電FF1000、FF2000自由曲面結構光檢測儀的測量數據可以直接支持，并無縫轉換到Zemax里進行光學性能分析。

二．新增跨平臺CAD校驗模塊：CAD Check-HUD Module

該模塊主要針對CAD形式的HUD模組部件進行性能校驗檢查，可以跨機械軟件平臺，也可以跨不同光學軟件平臺，CAD部件可以來自供應商或者其他同事，以及在加工前進行校驗確認。

有很多客戶反饋在拿到其他平臺或者供應商的CAD文件后，直接導入到光學軟件會存在一些麻煩，操作比較繁瑣、費時，且易出錯。我們也有客戶遇到過不正確的CAD文件導出，會導致圖像像質劣化嚴重、虛像距變短等問題。CAD形式的HUD光機部件（零件體或者裝配體）由于缺乏顯式的參數信息，直接導入會存在如下困難：

①CAD坐標位置及轉向與光學軟件平臺不匹配,導致坐標位置調整相當繁瑣，花費工程師大量時間精力，且易出錯。
②不易確定光軸、光瞳、PGU的相對位置。
③以上導致光學性能檢查如畸變、像散、光斑尺寸、MTF等信息比較困難。

新的CAD Check-HUD Module校驗模塊可以一鍵式創(chuàng)建Zemax校驗光路，坐標轉換對齊可以程序自動完成，保證轉換精度，無需人為干預，有如下優(yōu)點：

①HUD光機模組可以以裝配體或者是零件體形式導入（STP，IGS等格式）。 ②可以選擇將CAD部件構建為序列光路模式或者非序列光路模式。 ③可以自動確定光軸、光瞳、PGU等相對位置，保證對齊精度。 ④一鍵式全自動創(chuàng)建Zemax序列或者非序列文件，幾秒鐘創(chuàng)建完成。

界面形式如下：

實例：

用戶存在問題的CAD文件經過該模塊轉換加載，在Zemax序列模式下進行核對校驗后發(fā)現問題：注意瞳孔設置為5mm。

經過該模塊校驗核對發(fā)現問題后，反饋給用戶排查問題，修改后無誤的CAD文件，重新經過該模塊核對校驗后結果如下：

非序列模式下校驗核對：

三．新增整車級誤差分析模塊：Tolerance-CAR&HUD Module

整車級誤差分析模塊主要針對整車的公差分布例如CCB支架安裝，風擋玻璃安裝，甚至HUD整機部件裝調進行分析，確定性能指標隨此類公差的變化情況，分析敏感項，從而實施精準最佳化的量產策略，因此該模塊可以幫助工程研發(fā)人員走出實驗室，進行務實工程實踐，更有針對性地與主機廠進行溝通，探討項目落地及量產的可實施性。至此，ARtrix HUD工具箱針對公差分析已形成完善的解決方案，具體表現在四個層次：元件加工級面型誤差分析（包含風擋玻璃）、元件裝配級公差分析、整車級HUD公差分析、測量數據導入（面型實測數據，風擋玻璃實測數據）。

Tolerance-CAR&HUDModule模塊用戶界面形式如下：

突出特點：
① 誤差形式支持風擋玻璃移動，HUD模組不動方式
② 誤差形式支持HUD模組移動，風擋玻璃不動方式
③ 允許用戶開啟HUD光機裝調模式Auto Alignment進行裝調姿勢補償
④ 六自由度運動，可與機械軟件對應，自由度可以有更多擴展
⑤ 支持HUD正向光路形式，也支持HUD逆向光路形式
⑥ 接口含有大量冗余，允許用戶定義其他Method動作形式
⑦ 評價模板含有大量冗余，允許定義其他評價指標
⑧ 開放式平臺，參數設置可見，自動生成Zemax公差分析文件
⑨ 允許用戶自行進行公差參數檢查，保證運行正確及可靠性
⑩ 數據報表直觀、易讀；數據報告，設置文件等自動備份，數據安全性高

Report報告菜單，顯示公差分析數據，可以選擇報表形式或者概率圖形式，也可以以絕對值顯示或者相對值顯示：

①畸變結果顯示：