基于双自由曲面的增强现实抬头显示系统设计

增强现实抬头显示系统(AR-HUD)在传统抬头显示系统(HUD)上结合了增强现实(AR)技术,可更为直观有效地展示与驾驶有关的车速、导航等信息,保证驾驶员的视线不离开路面,从而提升驾驶安全性。文章首先介绍了AR-HUD系统的原理及结构组成,并基于双自由曲面反射的成像光路结构,给出了AR-HUD的光学设计优化及评价方法,完成了投影距离7.5m、视场角为10°×3°的AR-HUD光学系统整体设计。每个视场的光斑均落在艾里斑之内,图像的调制传递函数均接近衍射极限,成像效果满足要求。最后,我们开展了样机的制作,并对实际的显示效果进行了测量展示,验证了设计的正确性和可行性。