一种用于HUD光学检测的五轴光学平台的制作方法

本实用新型属于汽车HUD技术领域，尤其涉及一种用于HUD光学检测的五轴光学平台。

背景技术：

HUD(Head Up Display)为抬头显示器，被广泛地应用于汽车上，避免了驾驶员需要低头才能看清仪表信息，使驾驶过程更方便和安全。现有的HUD影像测试多采用人眼的主观判断，没有用设备进行定性和定量的检测。现有的检测设备如CCD图像传感器、亮度计等，只能对HUD影像进行单一的影像内容检测，单一的亮度检测，无法同时进行HUD影像范围、像质、尺寸、色彩、亮度的检测，检测效率低，测试精度不高，无法实现自动测试，同时，在风挡式HUD成像系统中，风挡玻璃作为其成像原件，架设精度要求高，且由于风挡玻璃的尺寸较大，装夹过程容易变形，需根据不同汽车制定不同的工作台才能完成HUD影像测试，测试工艺复杂，成本高，效率低。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种用于HUD光学测试的五轴光学平台，其可以实现在同一台设备上对HUD影像视野范围、像质、尺寸、色彩、亮度进行自动测试。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于HUD光学检测的五轴光学平台，包括底座、环境模拟显示屏、挡风玻璃、HUD调整模块、CCD调整模块；所述挡风玻璃、所述HUD调整模块和所述CCD调整模块均安装在所述底座上；所述底座用于模拟进行HUD测试的汽车驾驶环境；所述环境模拟显示屏可移动地设置在所述底座的前方，用于模拟道路环境；所述挡风玻璃安装在所述底座的前端上方，俯仰角度可调节；所述HUD调整模块可移动地安装在所述挡风玻璃的下方后侧；所述CCD调整模块可移动地安装在所述HUD调整模块的后侧。

可选的，所述CCD调整模块包括X轴导轨、Z轴导轨、Y轴升降机构、Y轴升降电机、俯仰转动电机和旋转夹持机构；所述Z轴导轨安装在所述X轴导轨上，可沿X轴移动；所述Y轴升降机构安装在所述Z轴导轨上，可沿Z轴移动；所述旋转夹持机构安装在所述Y轴升降机构的顶部，用于夹持CCD相机；所述CCD相机与所述旋转夹持机构转动连接，所述俯仰转动电机用于控制所述CCD相机俯仰方向的转动角度。

可选的，所述HUD调整模块包括第一X/Y/Z方向平动调节机构和第一二维旋转调节机构；所述第一X/Y/Z方向平动调节机构用于驱动HUD引擎设备沿X轴方向和/或Y轴方向和/或Z轴方向移动；所述第一二维旋转调节机构用于驱动所述HUD引擎设备朝水平方向和/或俯仰方向转动。

可选的，所述环境模拟显示屏包括第二X/Y/Z方向平动调节机构和第二二维旋转调节机构；所述第二X/Y/Z方向平动调节机构用于驱动显示屏沿X轴方向和/或Y轴方向和/或Z轴方向移动；所述第二二维旋转调节机构用于驱动所述显示屏朝水平方向和/或俯仰方向转动。

可选的，所述底座可通过设置在底部的滚轮移动。

可选的，本平台还包括刹车装置，用于固定所述滚轮，防止所述滚轮沿地面滚动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型实现在同一台设备上对HUD影像视野范围、像质、尺寸、色彩、亮度进行自动测试；通过滚轮来实现五轴光学平台的移动；通过俯仰角度可调节的挡风玻璃适用多种车型；本实用新型的五轴光学平台测试效率高、测试精度高、测试成本低，并且适用于多种车型的HUD影像测试。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的一种用于HUD光学检测的五轴光学平台；

图2为本实用新型一实施例的CCD调整模块的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的CCD调整模块的图像未对准的示意图；

图4为本实用新型一实施例的CCD调整模块的图像发生俯仰偏转的示意图；

图5为本实用新型一实施例的CCD调整模块的图像发生水平偏转的示意图。

图中，1-底座；2-环境模拟显示屏；3-挡风玻璃；4-HUD调整模块；5-CCD调整模块；6-滚轮；7-刹车装置；51-X轴导轨；52-Z轴导轨；53-Y轴升降机构；54-Y轴升降电机；55-水平转动电机；56-俯仰转动电机；57-CCD相机。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。

如图1所示，一种用于HUD光学检测的五轴光学平台，包括底座1、环境模拟显示屏2、挡风玻璃3、HUD调整模块4、CCD调整模块5；挡风玻璃3、HUD调整模块4和CCD调整模块5均安装在底座1上；底座1用于模拟进行HUD测试的汽车驾驶环境；环境模拟显示屏2可移动地设置在底座1的前方，用于模拟道路环境；挡风玻璃3安装在底座1的前端上方，俯仰角度可调节；HUD调整模块4可移动地安装在挡风玻璃3的下方后侧；CCD调整模块5可移动地安装在HUD调整模块4的后侧。

在一实施例中，底座1可通过设置在底部的滚轮6移动，从而可以方便地移动整个五轴光学平台。进一步地，滚轮6旁边还设有刹车装置7，用于固定滚轮6，防止滚轮6沿地面滚动，从而使整个平台固定下来。

如图2所示，CCD调整模块5包括X轴导轨51、Z轴导轨52、Y轴升降机构53和旋转夹持机构；Z轴导轨52安装在X轴导轨51上，可沿X轴移动；Y轴升降机构53安装在Z轴导轨52上，可沿Z轴移动；旋转夹持机构安装在Y轴升降机构53的顶部，用于夹持CCD相机57；CCD相机57与旋转夹持机构转动连接，俯仰转动电机56用于控制CCD相机57俯仰方向的转动角度。进一步地，Y轴升降机构53的Y轴升降运动可以是由Y轴升降电机54进行驱动，旋转夹持机构的水平转动运动由水平转动电机55驱动，CCD相机57的俯仰转动由俯仰转动电机56驱动。

本实施例中，X轴导轨51主要控制CCD相机57离挡风玻璃3的相对距离，精度为1mm，移动范围为20cm。Y轴升降机构53和Z轴导轨52对Y轴方向和Z轴方向的控制精度为0.5mm，移动范围为40cm，以实现对准功能和对图像各个区域进行扫描。当HUD显示的图像存在俯仰偏转和水平偏转的时候，可以通过旋转夹持机构水平方向的转动和CCD相机57的俯仰角度的转动，实现对图像的对准，对准精度为0.1°，转动角度范围为5°。

在一实施例中，HUD调整模块4包括第一X/Y/Z方向平动调节机构和第一二维旋转调节机构；第一X/Y/Z方向平动调节机构可以是包括第一X轴方向平动调节机构、第一Y轴方向平动调节机构和第一Z轴方向平动调节机构，它们之间的相互安装关系并不作限制，一起驱动HUD引擎设备沿X轴方向和/或Y轴方向和/或Z轴方向移动；第一二维旋转调节机构可以是包括第一水平转动调节机构和第一俯仰转动调节机构，一起驱动HUD引擎设备朝水平方向和/或俯仰方向转动。较佳的，第一二维旋转调节机构安装在第一X/Y/Z方向平动调节机构上，具体的是第一二维旋转调节机构中的任意一个机构安装在第一X/Y/Z方向平动调节机构中的任意一个机构上。

在一实施例中，环境模拟显示屏2包括第二X/Y/Z方向平动调节机构和第二二维旋转调节机构；第二X/Y/Z方向平动调节机构可以是包括第二X轴方向平动调节机构、第二Y轴方向平动调节机构和第二Z轴方向平动调节机构，它们之间的相互安装关系并不作限制，一起驱动显示屏沿X轴方向和/或Y轴方向和/或Z轴方向移动；第二二维旋转调节机构可以是包括第二水平转动调节机构和第二俯仰转动调节机构，一起驱动显示屏朝水平方向和/或俯仰方向转动。较佳的，第二二维旋转调节机构安装在第二X/Y/Z方向平动调节机构上，具体的是第二二维旋转调节机构中的任意一个机构安装在第二X/Y/Z方向平动调节机构中的任意一个机构上。

本实用新型还可以通过相应的电机、分析处理模块以及计算机设备等来实现五轴光学平台测试的自动控制。

如图3所示，对HUD的图像的对准是最基本的，主要是对中心点位置进行对准，CCD相机57的光轴与成像面完全垂直，本平台可以通过相应电机的驱动来使两副图像的中心点自动对准。

如图4和图5所示，在HUD测试的过程中，图像发生俯仰角度和水平角度方向的偏转，主要为安装时产生的误差，可以通过相应电机的驱动来校正。

当然，CCD相机57中图像对齐的评价方式不止一种，常见的评价方式包括：

a、通过对测试图像多个区域进行对焦，在保证中心点对准的前提下，通过对焦的系数进行加权平均，当调节到系数最佳时，则中心点完全对齐；

b、通过多副图像的旋转，通过图像算法对图像计算得到倾斜角度，当得到的角度最小时，则是完全对准。

本实用新型的一个应用的测试流程为：

S1，操作人员将CCD相机57安装在CCD调整模块5上，并通电；

S2，操作人员将HUD引擎设备安装在HUD调整模块4上，并通电；

S3，操作人员将挡风玻璃3安装在底座1的前端上方，并调整到需要的角度；

S4，操作人员将环境模拟显示屏2移动需要的位置，并设定好需要的环境；

S5，气动测试系统，系统自动对样件进行亮度、色度等参数的测试；

S6，得到测试结果后，分析软件在挡风玻璃3投射影像中选取设置的测试点，得到测试点的亮度、色度以及均匀度等数据；

S7，将数据结果与参考标准进行对比判断，给出OK/NG的判定结果，将数据保存，最后输出到记录表格中。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。