抬頭顯示（HUD）系統(tǒng)通過(guò)將車(chē)速、導(dǎo)航等信息投射至駕駛員視野前方，已成為提升駕駛安全性的核心配置。然而，當(dāng)車(chē)輛電動(dòng)天窗開(kāi)啟時(shí)，直射陽(yáng)光不僅帶來(lái)雜散光干擾，更會(huì)通過(guò)熱能作用導(dǎo)致HUD 光學(xué)組件變形，引發(fā)虛像偏移。紫創(chuàng)測(cè)控Luminbox深耕太陽(yáng)光模擬器技術(shù)創(chuàng)新，其全光譜、高穩(wěn)定性的模擬系統(tǒng)為HUD 測(cè)試提供了可靠實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，可助力電動(dòng)天窗直射工況下的HUD測(cè)試。

太陽(yáng)光模擬器HUD測(cè)試環(huán)境的構(gòu)建

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太陽(yáng)光模擬器在一系列輸入角度上模擬太陽(yáng)光

復(fù)現(xiàn)電動(dòng)天窗直射工況需構(gòu)建熱- 光耦合測(cè)試平臺(tái)，其精度取決于太陽(yáng)光模擬器性能，該模擬器需滿足三項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)：

光譜匹配性，符合AM1.5G 標(biāo)準(zhǔn)，保證可見(jiàn)光與紅外熱能比例同真實(shí)太陽(yáng)光一致，避免光譜偏差導(dǎo)致熱效應(yīng)失真；

輻照強(qiáng)度與均勻性，穩(wěn)定提供1000W/m2 輻照度（等效正午陽(yáng)光），光斑區(qū)域均勻性控制在 ±5% 內(nèi)，確保 HUD 組件受熱一致；

角度可控性，支持0°-90° 入射角度調(diào)節(jié)以模擬不同時(shí)段太陽(yáng)高度角，可聚焦照射 PGU 模塊、反射鏡等關(guān)鍵部件。

被測(cè)HUD按實(shí)車(chē)參數(shù)固定于模擬駕駛艙，與駕駛員眼點(diǎn)相對(duì)位置誤差≤±1mm。太陽(yáng)光模擬器測(cè)試中監(jiān)控溫濕度，控制照射時(shí)長(zhǎng)（0-120 分鐘），覆蓋短時(shí)暴曬與長(zhǎng)時(shí)照射場(chǎng)景。

HUD熱效應(yīng)與虛像偏移機(jī)理的測(cè)試

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直射陽(yáng)光透過(guò)天窗形成的高能量光斑，在HUD 表面形成“熱焦點(diǎn)”，熱效應(yīng)顯著。HUD 組件材料熱膨脹系數(shù)不同：PGU 外殼為壓鑄鋁（約 23×10??/℃），反射鏡支架常用 PBT + 玻纖（約 30×10??/℃），光學(xué)鏡片為玻璃（約 8×10??/℃）。太陽(yáng)光模擬器光斑照射下，局部10 分鐘內(nèi)升至 60-80℃，未受照區(qū)域約 30℃，形成溫度梯度。

非均勻熱負(fù)荷引發(fā)差異化膨脹：金屬支架伸縮致反射鏡法線偏移0.1°，塑料殼體變形使 PGU 光源位移 5μm。經(jīng) 100-500 倍光學(xué)系統(tǒng)放大，2-3 米處虛像偏移 1-5cm，超出 ±1.5cm 范圍，影響信息可讀性。

HUD虛像偏移量的高精度動(dòng)態(tài)捕捉技術(shù)測(cè)試

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HUD的構(gòu)造

借助太陽(yáng)光模擬器系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉偏移，核心是“眼點(diǎn)還原 - 特征追蹤 - 精度計(jì)算” 閉環(huán)設(shè)計(jì)。先三維定位還原駕駛員主視區(qū)“眼點(diǎn)”（距方向盤(pán) 650-750mm，高 700-800mm），固定 500 萬(wàn)像素以上工業(yè)相機(jī)，配遠(yuǎn)心鏡頭（畸變率 < 0.1%）消透視偏差。

HUD 投射特制測(cè)試圖案，邊緣對(duì)比度≥90% 以提識(shí)別精度。照射前采基準(zhǔn)圖像記特征點(diǎn)坐標(biāo)，照射中相機(jī) 10 幀 / 秒拍攝，經(jīng)亞像素邊緣檢測(cè)算法提取實(shí)時(shí)坐標(biāo)，計(jì)算水平（X 軸）與垂直（Y 軸）偏移量（單位：mm）。

HUD雜散光干擾下的測(cè)量精度保障

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HUD系統(tǒng)外側(cè)眩光形成示意圖

直射陽(yáng)光產(chǎn)生的雜散光會(huì)降低虛像對(duì)比度，需通過(guò)多維度技術(shù)抑制干擾。

太陽(yáng)光模擬器光學(xué)濾波：相機(jī)鏡頭加窄帶通濾光片（半帶寬≤10nm），中心波長(zhǎng)匹配HUD 光源，雜散光透過(guò)率≤0.1%。

圖案與成像優(yōu)化：用≥10,000cd/m2 高亮度 LED 提信噪比，相機(jī) HDR 模式（3 次曝光合成，動(dòng)態(tài)范圍 120dB）避免過(guò)曝或暗部丟失。時(shí)序上同步模擬器與相機(jī)觸發(fā)，通過(guò) 100 幀平均算法將噪聲降至 0.5 像素以內(nèi)，確保測(cè)量穩(wěn)定性。

電動(dòng)天窗直射工況下的HUD 測(cè)試，是驗(yàn)證智能駕駛交互系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)高精度太陽(yáng)光模擬器復(fù)現(xiàn)真實(shí)熱- 光環(huán)境，結(jié)合亞像素級(jí)測(cè)量技術(shù)，可精準(zhǔn)量化虛像偏移規(guī)律，為 HUD 結(jié)構(gòu)優(yōu)化、熱管理設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。

Luminbox 全光譜準(zhǔn)直型太陽(yáng)光模擬器

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紫創(chuàng)測(cè)控Luminbox 全光譜準(zhǔn)直型太陽(yáng)光模擬器為跨行業(yè)材料提供高精度老化測(cè)試與性能驗(yàn)證，能精準(zhǔn)模擬自然光環(huán)境，支持光譜/ 亮度 / 色溫調(diào)控。

全光譜覆蓋：350nm-1100nm 光譜，貼近自然光權(quán)重

高動(dòng)態(tài)亮度：2 米處 20,000-150,000Lux，滿足 HUD 亮度響應(yīng)測(cè)試

強(qiáng)光抗擾驗(yàn)證：直射模擬復(fù)現(xiàn)圖像模糊/ 重影問(wèn)題場(chǎng)景

多場(chǎng)景適應(yīng)：支持日間/ 夜間 / 隧道等光照動(dòng)態(tài)切換測(cè)試

紫創(chuàng)測(cè)控Luminbox 全光譜準(zhǔn)直型太陽(yáng)光模擬器以精密光學(xué)的工程化應(yīng)用，可有效縮短從基礎(chǔ)研究到工業(yè)驗(yàn)證的周期，為電動(dòng)天窗直射工況下HUD測(cè)試提供可靠的“人工太陽(yáng)”。將實(shí)驗(yàn)室級(jí)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化能力，助力能源材料、環(huán)境技術(shù)、航空航天等領(lǐng)域的技術(shù)革新。