自由曲面的仿真方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种自由曲面的仿真方法及装置，属于光学领域。在本申请实施例中，通过对三维虚拟场景中包括自由曲面镜的HUD投射影像的过程进行仿真，以确定第一像差结果，并根据仿真指标条件和第一像差结果对自由曲面镜所对应的自由曲面方程中的系数进行调整，以得到与汽车前挡风玻璃的曲率相匹配的自由曲面镜，这样，可以使HUD投射至汽车前挡风玻璃上的影像更为清晰。上的影像更为清晰。上的影像更为清晰。

【技术实现步骤摘要】
自由曲面的仿真方法及装置


[0001]本申请实施例涉及光学领域，特别涉及一种自由曲面的仿真方法及装置。

技术介绍

[0002]抬头显示器(Head Up Display，HUD)，又叫平视显示器，主要作为飞行辅助仪器应用于航空器上。由于HUD可以将飞行数据直接投射至飞机前挡风上，使飞行员不需要低头就能随时查看飞行数据，所以提高了飞行的安全性。
[0003]目前，一些汽车上也开始安装HUD，用于将车况信息投射至汽车的前挡风玻璃上，使驾驶员在不低头的情况下就能随时查看车况信息，例如，车速，油量等，可以提高驾驶安全性。其中，HUD主要包括一个液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)、一个平面镜和一个自由曲面镜。但是，在HUD中的自由曲面镜的曲率与汽车前挡风玻璃的曲率不匹配的情况下，容易导致投射在汽车前挡风玻璃上的车况信息不清晰，影响了驾驶员对车况信息的查看。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种自由曲面的仿真方法和装置，可以使HUD投射至汽车前挡风玻璃上的影像更为清晰。所述技术方案如下：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自由曲面的仿真方法，其特征在于，所述方法包括：基于自由曲面方程和仿真指标条件，确定所述自由曲面方程中各次项的初始系数，所述仿真指标条件用于约束所述自由曲面的仿真结果；基于所述自由曲面方程中各次项的初始系数，对三维虚拟场景中包括自由曲面镜的抬头显示器HUD投射影像的过程进行仿真，以确定第一像差结果；展示所述第一像差结果；响应于所述第一像差结果不满足仿真需求，对所述自由曲面方程中与至少一个像差所对应次项的系数进行调整，所述至少一个像差为所述第一像差结果不满足所述仿真需求时所影响的像差；基于调整后的系数，对所述HUD投射影像的过程重新进行仿真，直至得到满足所述仿真需求的第二像差结果；将用于确定所述第二像差结果的所述自由曲面镜的自由曲面确定为自由曲面仿真结果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自由曲面方程为：z＝c1x+c2y+c3x2+c4xy+c5y2+c6x3+c7x2y+c8xy2+c9y3+c
10
x4+c
11
x3y+c
12
x2y2+c
13
xy3+c
14
y4+c
15
x5+c
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x4y+c
17
x3y2+c
18
x2y3+c
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xy4+c
20
y5+c
21
x6+c
22
x5y+c
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x4y2+c
24
x3y3+c
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x2y4+c
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xy5+c
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y6+c
28
x7+c
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x6y+c
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x5y2+c
31
x4y3+c
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x3y4+c
33
x2y5+c
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xy6+c
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y7+c
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x8+c
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x7y+c
38
x6y2+c
39
x5y3+c
40
x4y4+c
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x3y5+c
42
x2y6+c
43
xy7+c
44
y8其中，所述z为所述自由曲面在z轴方向上的矢高，所述x为所述自由曲面在x轴方向上的矢高，所述y为所述自由曲面在y轴方向上的矢高，所述c1‑
c
44
为所述自由曲面方程的各次项所对应的系数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述自由曲面方程中各次项的系数与其所影响的像差之间的关系如下：c1影响的像差为x轴倾斜；c2影响的像差为y轴倾斜；c3、c5影响的像差为离焦；c3、c4、c5、c6、c7、c9、c
10
、c
11
、c
13
、c
14
、c
21
、c
22
、c
24
、c
26
、c
27
影响的像差为像散；c6、c7、c8、c9、c
15
、c
16
、c
17
、c
18
、c
19
、c
20
、c
28
、c
29
、c
30
、c
31
、c
32
、c
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、c
34
、c
35
影响的像差为彗形像差；c
10
、c
12
、c
14
、c
21
、c
23
、c
25
、c
27
、c
36
、c
38
、c
40
、c
42
、c
44
影响的像差为球型像差；c
10
、c
11
、c
12
、c
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、c
14
、c
15
、c
16
、c
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、c
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、c
19
、c
20
、c
21
、c
22
、c
23
、c
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、c
25
、c
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、c
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、c
28
、c
29
、c
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、c
31
、c
32
、c
33
、c
34
、c
35
、c
37
、c
39
、c
41
、c
43
影响的像差为叶形像差。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述像散包括一阶像散、三阶像散和五阶像散，其中，c3、c4、c5影响的像差为所述一阶像散，c6、c7、c9、c
21
、c
22
、c
24
、c
26
、c
27
影响的像差为所述三阶像散，c
10
、c
11
、c
13
、c
14
影响的像差为所述五阶像散；所述彗形像差包括一阶彗形像差、五阶彗形像差和七阶彗形像差，其中，c6、c7、c8、c9影响的像差为所述一阶彗形像差，c
15
、c
16
、c
17
、c
18
、c
19
、c
20
影响的像差为所述五阶彗形像差，c
28
、c
29
、c
30
、c
31
、c
32
、c
33
、c
34
、c
35
影响的像差为所述七阶彗形像差；
所述球型像差包括一阶球型像差、五阶球型像差和七阶球型像差，其中，c
10
、c
12
、c
14
影响的像差为所述一阶球型像差；c
21
、c
23
、c
25
、c
27
影响的像差为所述五阶球型像差；c
36
、c
38
、c
40
、c
42
、c
44
影响的像差为所述七阶球型像差；所述叶形像差包括三叶形像差、四叶形像差、五叶形像差、六叶形像差和七叶形像差，其中，c
15
、c
16
、c
17
、c
18
、c
19
、c
20
、c
28
、c
29
、c
30
、c
31
、c
32
、c
33
、c
34
、c
35
、c
37
、c
39
、c
41
、c
43
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树利，贺肖影，王天功，杨鹏，姚巧丽，王本强，吕文文，冯俊田，王依林，邹晓波，
申请(专利权)人：海信集团控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：