ARtrix HUD 工具箱 2021.9 版本发布

ARtrix HUD工具箱2021.9版本正式发布，该版本是21版本的第三个重要更新，除主工具箱的更新外，新增两个模块，持续为车载抬头显示助力，ARtrix工具箱经过四年的持续迭代更新，已经形成了覆盖光学设计（单PGU，双PGU，旋转式），自动化性能分析，杂光眩光分析，太阳倒灌分析，光机自动转换，图像视觉仿真，部件加工及装配公差分析，楔形膜消重影设计，扩散膜配光耦合，TFT/DLP耦合，面型测量数据校准导入，CAD跨平台自动校验，挡风玻璃分析，整车级误差分析（CCB支架等）的全光学解决方案。新版本自动化，智能化功能进一步提升，新增：跨平台CAD自动转换校验模块及整车级误差分析两个模块，进一步增强HUD光机装调，量产化测试功能，与传统光学软件方案相比，全体系流程化的方案设计，可为广大HUD光机研发人员节省数周甚至数月开发时间。

一．ARtrix HUD主工具箱更新：

1.数据参数自动检测录入

Setup菜单右侧新增Auto Check按钮，单击该按钮会自动对当前HUD设计文件进行参数检测, 并将数据自动填写到左侧数据栏，自动完成数据录入，节省设计人员的参数校验及录入时间，并减少出错几率。

2.提升HUD模组复用化测试计算效率

Optimization优化菜单中的自动更换玻璃，及HUD模组复用化测试功能，新版本对该功能算法进行了优化，计算效率显著提升。

3.眼椭球导入转换支持

Tools工具菜单下的Align Eyebox andWindshield Orientation功能(EyeBox与风挡玻璃坐标系自动定位与对齐功能)，以前版本要求Eyebox为一矩形面；新版本放宽了该限制，新增眼椭球的导入支持（可以不要求导入矩形Eyebox）,可以直接输入两椭球的物体编号，然后程序会根据双椭球与风挡玻璃的位置转向自动计算并匹配为Zemax自身的坐标系，无需人为调整，且坐标系调整对齐后，会根据双椭球的大小自动生成矩形Eyebox方便定位及尺寸检验，该过程为全自动化进行：

①导入CAD形式双椭球与风挡玻璃（装配体或者零件体形式）到Zemax非序列模式。

②爆炸成单独零件体形式，然后打开工具箱，切换到Tools菜单下的坐标系对齐功能，输入双椭球物体编号2,3。

③然后单击Align Coordinate按钮，等待几秒钟程序自动计算完成。坐标系对齐后，会自动生成Eyebox并显示Eyebox尺寸数据:如125X93mm。全过程不需要机械工程师及光学工程师做任何坐标系调整及转换，ARtrix程序自动完成。后续用户可以进行风挡玻璃平滑性分析、矢高采集、草图绘制及初始结构智能创建等工作。

4.风挡玻璃支持测量数据导入

以前版本风挡玻璃支持（STEP,IGS,SAT）等格式的输入，新版本扩充对STL格式的支持，STL格式可以支持仪器的实测数据导入。

5.新增自动背光耦合分析

在Tools菜单FileConversion(逆向光路向正向光路转换)功能右侧，新增Backlight Coupling分析：当用户完成序列光路系统设计，开始背光设计前期，需要确定背光耦合的光型分布，以最大化的利用光效。该分析工具可以直观的给出光型分布及定量数据（笛卡尔及极坐标形式），方便后续背光设计或者选择合适的PGU扩散膜。

背光耦合光型分析：

6.新增道路视点融合检查

在Sketch草图菜单的智能草图下方，新增道路融合覆盖检查Road Check功能，输入驾驶员距路面的高度信息（Road Height）可以一键式直观检查视野远近覆盖等信息。

视点及道路融合覆盖：

7.自由曲面、非球面模仁校正

自由曲面、非球面模仁校正模块（Correction菜单，独立模块），针对结构光自由曲面面型测量数据的校准导入（分析面型加工数据对光路性能影响时，在引入到Zemax之前必须将数据校准到Zemax自身的坐标系，否则会引入较大误差），新版本更新了数据校准算法，使得计算精度及速度都有大幅度提升，速度提升十几倍，支持20万以下的数据点阵，并且对瑞霏光电FF1000、FF2000自由曲面结构光检测仪的测量数据可以直接支持，并无缝转换到Zemax里进行光学性能分析。

二．新增跨平台CAD校验模块：CAD Check-HUD Module

该模块主要针对CAD形式的HUD模组部件进行性能校验检查，可以跨机械软件平台，也可以跨不同光学软件平台，CAD部件可以来自供应商或者其他同事，以及在加工前进行校验确认。

有很多客户反馈在拿到其他平台或者供应商的CAD文件后，直接导入到光学软件会存在一些麻烦，操作比较繁琐、费时，且易出错。我们也有客户遇到过不正确的CAD文件导出，会导致图像像质劣化严重、虚像距变短等问题。CAD形式的HUD光机部件（零件体或者装配体）由于缺乏显式的参数信息，直接导入会存在如下困难：

①CAD坐标位置及转向与光学软件平台不匹配,导致坐标位置调整相当繁琐，花费工程师大量时间精力，且易出错。
②不易确定光轴、光瞳、PGU的相对位置。
③以上导致光学性能检查如畸变、像散、光斑尺寸、MTF等信息比较困难。

新的CAD Check-HUD Module校验模块可以一键式创建Zemax校验光路，坐标转换对齐可以程序自动完成，保证转换精度，无需人为干预，有如下优点：

①HUD光机模组可以以装配体或者是零件体形式导入（STP，IGS等格式）。 ②可以选择将CAD部件构建为序列光路模式或者非序列光路模式。 ③可以自动确定光轴、光瞳、PGU等相对位置，保证对齐精度。 ④一键式全自动创建Zemax序列或者非序列文件，几秒钟创建完成。

界面形式如下：

实例：

用户存在问题的CAD文件经过该模块转换加载，在Zemax序列模式下进行核对校验后发现问题：注意瞳孔设置为5mm。

经过该模块校验核对发现问题后，反馈给用户排查问题，修改后无误的CAD文件，重新经过该模块核对校验后结果如下：

非序列模式下校验核对：

三．新增整车级误差分析模块：Tolerance-CAR&HUD Module

整车级误差分析模块主要针对整车的公差分布例如CCB支架安装，风挡玻璃安装，甚至HUD整机部件装调进行分析，确定性能指标随此类公差的变化情况，分析敏感项，从而实施精准最佳化的量产策略，因此该模块可以帮助工程研发人员走出实验室，进行务实工程实践，更有针对性地与主机厂进行沟通，探讨项目落地及量产的可实施性。至此，ARtrix HUD工具箱针对公差分析已形成完善的解决方案，具体表现在四个层次：元件加工级面型误差分析（包含风挡玻璃）、元件装配级公差分析、整车级HUD公差分析、测量数据导入（面型实测数据，风挡玻璃实测数据）。

Tolerance-CAR&HUDModule模块用户界面形式如下：

突出特点：
① 误差形式支持风挡玻璃移动，HUD模组不动方式
② 误差形式支持HUD模组移动，风挡玻璃不动方式
③ 允许用户开启HUD光机装调模式Auto Alignment进行装调姿势补偿
④ 六自由度运动，可与机械软件对应，自由度可以有更多扩展
⑤ 支持HUD正向光路形式，也支持HUD逆向光路形式
⑥ 接口含有大量冗余，允许用户定义其他Method动作形式
⑦ 评价模板含有大量冗余，允许定义其他评价指标
⑧ 开放式平台，参数设置可见，自动生成Zemax公差分析文件
⑨ 允许用户自行进行公差参数检查，保证运行正确及可靠性
⑩ 数据报表直观、易读；数据报告，设置文件等自动备份，数据安全性高

Report报告菜单，显示公差分析数据，可以选择报表形式或者概率图形式，也可以以绝对值显示或者相对值显示：

①畸变结果显示：