CN218156867U - 一种基于整车的下线ar-hud检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于整车的下线AR‑HUD检测设备，由车辆对中系统、车高测量系统、HUD标定系统、工控系统以及辅助照明系统构成，工控系统分别与车辆对中系统、车高测量系统、HUD标定系统以及辅助照明系统控制连接。HUD标定系统由协作机器人、图像测量单元、图像分析标定模块及成像背景板组成。本检测设备，对下线车辆的抬头显示进行检测，主要通过对虚像距离、视场角、亮度对比度、亮度均匀度、倾斜角、虚像畸变、重影、下视角、左视角九个方面对车辆抬头显示功能进行测量和修正；与目前不进行抬头显示测试的车辆相比，通过标定、调整可以确保抬头显示功能完好，使抬头显示成像处于人体感受最佳的位置，提升驾驶员的舒适性。

Description

一种基于整车的下线AR-HUD检测设备

技术领域

本实用新型涉及一种检测设备，具体涉及一种基于整车的下线AR-HUD检测设备。

背景技术

随着科技的不断更新发展，车内人性化、便利化的功能也不断完善，同时汽车消费者们也把车内配置是否丰富作为消费的考量点。由于车内功能较多，一些功能通过人工进行检测。

目前，市场上有许多车辆都配备了抬头显示功能，但由于抬头显示所包含的功能不同，需要进行的测试操作也不同。现有AR-HUD集成信息复杂，通过内部特殊设计的光学系统将图像信息精确地结合于实际交通路况中，将胎压、速度、转速等信息投射到前挡风玻璃上，使车主在行车中无需低头就能查看汽车相关信息。为保证功能完好可靠，需要使用相关设备对成像相关条件进行测试，并对可能出现的虚像畸变，在眼位处，虚像的变形，以畸变率作为判定指标，误差进行校正。针对市场上普遍的普通HUD，其只显示车速等简单信息，由于抬头显示的功能较为简单，不需要过高的精度，并不需要精细设备对功能进行验证，人工检查即可。

但是，通过人工进行检测会出现许多问题，例如：人工检测误差远大于设备检测；人工检测工时远大于设备检测；人工检测效率远不如设备检测。

发明内容

本实用新型的目的就在于提供一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，以解决对AR-HUD的测试与校正的问题。检测设备使用机械手与摄像头模拟人眼在车内观看抬头显示时的状态，通过摄像头读取HUD的图像参数，并与标准范围进行判定，并将可修正的畸变项进行修正，满足了车辆的出厂要求，降低了人工成本的同时提升了测试精度，保证了车辆的品质。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，由车辆对中系统、车高测量系统、HUD标定系统、工控系统以及辅助照明系统构成；

所述车辆对中系统、车高测量系统和HUD标定系统均与工控系统电连接；所述工控系统分别与车辆对中系统、车高测量系统、HUD标定系统以及辅助照明系统控制连接，通过协议控制交互。

进一步地，所述工控系统根据车辆信息发送信号至车辆对中系统；所述车辆对中系统能够将车辆对中至指定位置并将信号回传至工控系统；所述车高测量系统能够测量车辆轮眉高度并将信号回传至工控系统；所述工控系统控制HUD标定系统的图像测量模块、图像分析标定模块进行测量和分析标定，并将结果回传至工控系统；所述工控系统能够与车辆进行通讯，还能够控制HUD标定系统协作机器人移动。

进一步地，所述车辆对中系统设有卡槽，能够与车辆前轮固定，车辆对中系统上还设有对中机构，能够推动车辆至车辆对中系统标定台中心位置。

进一步地，所述车高测量系统用于测量汽车地面至轮眉的高度。

进一步地，所述HUD标定系统由协作机器人、图像测量模块、图像分析标定模块以及成像背景板组成；所述图像测量模块安装在协作机器人的手臂上，由协作机器人带动图像测量模块进行移位；所述图像分析标定模块集成在协作机器人内部。

更进一步地，所述图像测量模块能够拍实车前面成像背景板上的图像；所述图像分析标定模块用于进行实时分析，根据实际的投影与其作比对、分析，确认是否有偏差，误差大小。

更进一步地，所述成像背景板位于检测设备前方，此背景板为标准图案，用于成像校准，成像背景板设有龙门架，其上设有伺服电机，伺服电机前端驱动杆与龙门架相连，通过伺服电机控制器移动，伺服电机皮带转动时，驱动其上、下、左、右移动。

更进一步地，所述协作机器人为六自由度机器人，5KG负载能力，适用标定摄像头的安装与移动，定位精度为±0.05mm。

更进一步地，所述图像测量模块采用光度计成像相机以及电子对焦镜头，利用相机的焦距可以完成由近到远的距离测量用于评估沿着水平面上的各个点，并且相机能够采集到位于焦距内物体的图像。

进一步地，所述辅助照明系统为设置于工位上方的照明设备，以保证检测环境的亮度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型基于整车的下线AR-HUD检测设备，对下线车辆的抬头显示进行检测，主要通过对虚像距离、视场角、亮度对比度、亮度均匀度、倾斜角、虚像畸变、重影、下视角、左视角九个方面对车辆抬头显示功能进行测量和修正；与目前不进行抬头显示测试的车辆相比，通过标定、调整可以确保抬头显示功能完好，使抬头显示成像处于人体感受最佳的位置，提升驾驶员的舒适性；本实用新型使用机器人将相机送入车内模拟测试，只需要输入相关参数就可以让机器人移动至指定位置进行测试，使用相对便利；并且，检测设备是对下线车辆进行测量，不需要对玻璃进行旋转移动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1基于整车的下线AR-HUD检测设备结构图；

图2协作机器人样式结构示意图；

图3标准测试画面；

图4中心眼位示意图；

图5视场角示意图；

图6虚像畸变示意图；

图7左视角/下视角示意图；

图8畸变校正画面；

图9基于整车的下线AR-HUD检测设备测试流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型基于整车的下线AR-HUD检测设备，由车辆对中系统、车高测量系统、HUD标定系统、工控系统以及辅助照明系统构成。所述车辆对中系统、车高测量系统和HUD标定系统均与工控系统电连接。所述工控系统分别与车辆对中系统、车高测量系统、HUD标定系统以及辅助照明系统控制连接，通过协议控制交互。

车辆驶入后，通过扫描或设置在车辆对中系统的传感器进行感应。标定工作的工人可以手动输入或扫描的形式，将车辆信息发送至工控系统。工控系统发送信号至车辆对中系统，将车辆对中至指定位置并将信号回传至工控系统。通过车高测量系统测量其位置，测量后将信号回传至工控系统，对测量值进行判定，并发送至HUD标定系统的协作机器人，协作机器人移动至指定位置，并告知工控系统。工控系统控制HUD标定系统的图像测量模块、图像分析标定模块进行测量和分析标定，并将结果发送至工控系统，判断是否成功，不成功作调整。工控系统与车辆进行通讯，通过机械调整或控制器自调整HUD投影位置进行调整至合格后，回传至工控系统。工控系统控制机械臂等回至初始位置，方便车辆离开。

其中，所述车辆对中系统通过设置一个基准点保证所有车辆在检测设备的位置统一。车辆开到检测设备上时，车辆对中系统先进行横向定位，将前轮固定在卡槽内，所有车辆均固定于此位置。因车辆向左或向右时停的位置有差别，车辆对中系统上对中机构推动车辆至车辆对中系统标定台中心位置，以保证其水平度，实现所有车辆基准一致，在此基准上所有车辆标定均是统一的。

所述车高测量系统用于测量汽车地面至轮眉的高度，以制定统计标准，帮助调整图像测量模块位置。HUD能够进行投影成像，由于检测HUD投影时需要设置一个标准，而不同车辆轮胎气压等有轻微差异，车高也会有不同，操作者在空车情况下，模拟有人在车上，操作者眼睛看到的位置也会不同。可以通过车高测量系统确定基准点位，通过测量汽车地面至轮眉的高度，以将每辆车作一个统计标准，根据此标准来微调机械手臂放眼盒即图像测量模块的位置。

所述HUD标定系统由协作机器人、图像测量模块、图像分析标定模块以及成像背景板组成。所述图像测量模块安装在协作机器人的手臂上，由协作机器人带动图像测量模块进行移位。例如，图像测量模块通过螺栓与协作机器人手臂位置固定。

在车辆对中系统进行车辆对中，车高测量系统测量完轮眉高度后，HUD标定系统开始工作。由协作机器人将图像测量模块移至指定的位置，通过图像测量模块拍实车前面成像背景板上的图像，用于进行标定。所述图像分析标定模块集成在协作机器人内部，用于进行实时分析。根据实际的投影与其作比对、分析，确认是否有偏差，误差大小。如有误差，进行修正至在一定允许范围内，即为合格。其中，成像背景板位于检测设备前方，此背景板为标准图案，用于成像校准，成像背景板设有龙门架，其上设有伺服电机，伺服电机前端驱动杆与龙门架相连，通过伺服电机控制器移动，伺服电机皮带转动时，驱动其上、下、左、右移动。在没有作标定时位于高空位置，方便车辆正常通行。车辆到达作标定时，通过伺服电机控制其移动下来，与车辆保持一定距离，具体根据不同车型不同参数位置有所调整。

其中，所述协作机器人为六自由度机器人，5KG负载能力，适用标定摄像头的安装与移动，定位精度为±0.05mm。

如图1所示，所述图像测量模块为了满足AR-HUD所使用的成像系统，采用光度计成像相机以及电子对焦镜头，利用相机的焦距可以完成由近到远的距离测量用于评估沿着水平面上的各个点，并且相机能够采集到位于焦距内物体的图像。所述图像测量模块具备图像采集和检测功能，能够提供亮度、色度和对比度以及物体存在性、位置、尺寸、形状和距离方面的绝对测量保证。要求所述图像测量模块像素为1600万，照度精度±3％，亮度精度±3％，焦距范围≤100mm。

所述辅助照明系统为设置于工位上方的照明设备，以保证检测环境的亮度。

测量项目方法及要求如下：

虚像距离：虚像距离是在眼位处至虚像中心之间的距离。测试时HUD会投射出标准测试画面，设备移动至两个不同位置并拍摄测试画面，然后计算两个眼位中心点坐标的距离，通过相关参数计算虚像距离。

视场角：视场角为在眼点(Eye Point，以眼盒中心点为准)处看到虚像左右边缘和上下边缘的最大夹角。测试时HUD投影标准测试画面，设备至中心眼位(CE5)，拍摄图片通过FOV＝α*β计算视场角。测量V1和V3，V4和V6，V7和V9之间的距离，求平均值并根据公式算出水平视场角；测量V1和V7，V2和V8，V3和V9之间的距离，求平均值并根据公式算出水平视场角。

亮度对比度：亮度对比度为在眼位处看到影像的亮度对比度。测试时需要在光照度小于400lx时进行，HUD分别投影黑色和白色标准测试画面，设备移动至中心眼位(CE5)然后分别测量九个位置(V1到V9)的白画面亮度与黑画面亮度，将同一点位的白画面亮度与黑画面亮度做比值得出每个点的亮度对比度，然后算出平均值。

亮度均匀度：亮度均匀度为在眼位处看到影像的亮度均匀度。测试时需要在光照度小于400lx时进行，HUD分别投影白色标准测试画面，设备移动至中心眼位(CE5)取得测试时亮度的最大值和最小值，计算最小值与最大值的比值即为亮度均匀度。

倾斜角：倾斜角为在眼位处看到虚像的倾斜角度。测试时HUD投影标准测试画面，设备移动至中心眼位(CE5)，定位V4与V6并计算两点间垂直(dv)水平(dh)0距离，根据θ＝arctan(D_V/D_h)计算出虚像旋转角度。

虚像畸变：虚像畸变为在眼位处，虚像的变形，以畸变率作为判定指标。测试时HUD投影标准测试画面，设备移动至中心眼位(CE5)，依照坐标{V₁，V₃，V₇，V₉}，分别计算

形变量与

标准距离，根据公式计算四个点畸变率并取最大值。

重影：重影为眼位处看到虚像点位与重影点位间的距离。测试时HUD投影标准测试画面，设备移动至中心眼位(CE5)并显示检测画面，测量测试画面的重影距离并取最大值。

下视角：下视角为在眼位处看到虚像中心的下视角度。测试时HUD投影标准测试画面，设备移动至中心眼位(CE5)，计算虚像中心(CV)与CCD影像中心(CC)的纵轴落差量并通过公式计算下视角。

左视角：左视角为在眼位处看到虚像中心的左视角度，测试方法同下视角。

标定项目方法及要求如下：

虚像畸变：HUD投影畸变校正画面，检测设备启动标定，得出偏移值。设备将标定值写入HUD内重复进行测试，确认畸变是否已经合格。

测试前准备：

测试前观察机器人是否处于初始位置，并将驾驶员位置的玻璃降下，以便机器人携带照相机进入驾驶舱，车辆驶入到位后，插入OBD诊断接头将车辆对中等待进行测试。测试流程如图8所示，测试结束后拔出OBD插头并将车辆开出测试设备。本测试台可以兼容不同高度的车辆，同时测试项也可以自主选择，兼容多种工况下的抬头显示测试，并可以可以兼容驾驶辅助功能标定，节约空间资源。

本实用新型使用机器人与摄像头代替人工进行抬头显示检测，保证检测的精确性。可兼容不同参数的车辆进行测试，同时测试项目也可自主选择。后期可以兼容其他驾驶辅助设备的标定。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，其特征在于：由车辆对中系统、车高测量系统、HUD标定系统、工控系统以及辅助照明系统构成；

所述车辆对中系统、车高测量系统和HUD标定系统均与工控系统电连接；所述工控系统分别与车辆对中系统、车高测量系统、HUD标定系统以及辅助照明系统控制连接，通过协议控制交互。

2.根据权利要求1所述的一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，其特征在于：所述工控系统根据车辆信息发送信号至车辆对中系统；所述车辆对中系统能够将车辆对中至指定位置并将信号回传至工控系统；所述车高测量系统能够测量车辆轮眉高度并将信号回传至工控系统；所述工控系统控制HUD标定系统的图像测量模块、图像分析标定模块进行测量和分析标定，并将结果回传至工控系统；所述工控系统能够与车辆进行通讯，还能够控制HUD标定系统协作机器人移动。

3.根据权利要求1所述的一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，其特征在于：所述车辆对中系统设有卡槽，能够与车辆前轮固定，车辆对中系统上还设有对中机构，能够推动车辆至车辆对中系统标定台中心位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，其特征在于：所述车高测量系统用于测量汽车地面至轮眉的高度。

5.根据权利要求1所述的一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，其特征在于：所述HUD标定系统由协作机器人、图像测量模块、图像分析标定模块以及成像背景板组成；所述图像测量模块安装在协作机器人的手臂上，由协作机器人带动图像测量模块进行移位；所述图像分析标定模块集成在协作机器人内部。

6.根据权利要求5所述的一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，其特征在于：所述图像测量模块能够拍实车前面成像背景板上的图像；所述图像分析标定模块用于进行实时分析，根据实际的投影与其作比对、分析，确认是否有偏差，误差大小。

7.根据权利要求5所述的一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，其特征在于：所述成像背景板位于检测设备前方，此背景板为标准图案，用于成像校准，成像背景板设有龙门架，其上设有伺服电机，伺服电机前端驱动杆与龙门架相连，通过伺服电机控制器移动，伺服电机皮带转动时，驱动其上、下、左、右移动。

8.根据权利要求5所述的一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，其特征在于：所述协作机器人为六自由度机器人，5KG负载能力，适用标定摄像头的安装与移动，定位精度为±0.05mm。

9.根据权利要求5所述的一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，其特征在于：所述图像测量模块采用光度计成像相机以及电子对焦镜头，利用相机的焦距可以完成由近到远的距离测量用于评估沿着水平面上的各个点，并且相机能够采集到位于焦距内物体的图像。

10.根据权利要求1所述的一种基于整车的下线AR-HUD检测设备，其特征在于：所述辅助照明系统为设置于工位上方的照明设备，以保证检测环境的亮度。

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