HUD虚像距离测试概述
发布时间：2025-10-16 15:15:09 分类：营销学堂
HUD（Head-UpDisplay，抬头显示）是一种将关键信息投射到用户视线前方，使其无需低头即可查看的技术设备。其核心原理是通过光学系统将图像投射到半透明屏幕或挡风玻璃上，形成虚拟影像，让用户能同时看到现实场景与叠加的信息。
早期HUD主要用于军用飞机（20世纪60年代），帮助飞行员实时获取飞行数据；后逐步应用于汽车、工业等领域。在汽车上引入HUD，主要目的是使驾驶员不用转移视线就可以看到行驶关键信息，从而集中注意力观察路面情况，减少眼睛离开路面的时间，提升驾驶安全。同时，可以有效避免眼睛焦点在汽车仪表与前方道路之间频繁切换，从而减少瞳孔调整频率，缓解眼睛疲劳。
目前在汽车HUD市场，W-HUD（Windshield Head-Up Display）和AR-HUD （Augmented Reality Head-Up Display） 是当前主流方案。
HUD结构示意图
在HUD的成像质量评估中，虚像距离是一个重要的参数，会直接影响使用效果和用户体验，因此，准确的测试方法对评估性能具有重要意义。
在下文中，我们将分析目前常用的两种测量原理和影响因素，并对比其适用的场景。
方法1 - 单目调焦原理法
原理：单目调焦法利用相机清晰成像时遵循的物像关系来计算 HUD 虚像距离。上图为对比度检测对焦的原理，通过调节镜片或者相机靶面位置，使 HUD 虚像在相机成像平面上清晰成像，依据镜头焦距、像距等参数之间的几何光学关系，结合相机标定参数（如已知的焦距等），推算出虚像到相机的距离，也就是虚像距离。
方法2 - 双目视差原理法
原理：基于视差原理，利用两个相机从不同位置（一般使用人眼瞳距67mm）对HUD虚像进行拍摄。通过计算两个相机成像中对应点的位置差异（视差），结合相机的基线距离（两相机光心之间的距离）和焦距等参数，依据三角几何关系来计算虚像上各点的空间距离和三维坐标，进而得到虚像距离。
优势：能够较为精确地测量虚像距离，可获取虚像的三维信息，对虚像的空间形态分析有帮助。适用于对HUD进行详细的性能评估和研究。
局限：需要对两个相机进行精确的校准和同步；测量过程相对复杂，对测试环境要求较高，例如需要在相对稳定的光照和背景环境下进行，以避免干扰成像和视差计算。
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• 虚像距测试仪
