การประเมินจอแสดงผลบนกระจกหน้ารถ (HUD) ที่ง่ายขึ้น

จอแสดงผลแบบ Head-up Display (HUD) จากเดิมที่เป็นฟังก์ชันระดับพรีเมียมเฉพาะในรถยนต์รุ่นเรือธง ปัจจุบันถูกนำมาใช้ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถยนต์เพื่อการพาณิชย์หลากหลายรุ่นมากขึ้น โดยแสดงข้อมูลความเร็ว ระบบนำทาง และข้อมูลช่วยเหลือผู้ขับขี่เข้าสู่แนวสายตาโดยตรง เพื่อช่วยลดความจำเป็นที่ผู้ขับขี่ต้องละสายตาจากถนน

อย่างไรก็ตาม ภาพที่แสดงผ่าน HUD เป็นภาพเสมือนที่ปรากฏในมุมมองของผู้ขับขี่ ไม่ใช่ภาพบนหน้าจอจริง การตรวจสอบความถูกต้องของภาพจึงซับซ้อนกว่าการทดสอบจอแสดงผลทั่วไป ดังนั้น การวัดที่แม่นยำและให้ผลสม่ำเสมอเมื่อวัดซ้ำจึงมีความสำคัญ เพื่อให้มั่นใจว่าข้อมูลที่แสดงผ่าน HUD มีความชัดเจน อ่านง่าย และอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง

ทำไมการตรวจสอบคุณภาพภาพ HUD ในรถยนต์จึงซับซ้อน

ภาพเสมือนที่ผู้ขับขี่มองเห็นจาก HUD เกิดจากแสงที่เดินทางผ่านระบบฉายภาพ เลนส์ภายใน และพื้นผิวที่สะท้อนภาพเข้าสู่สายตา ซึ่งโดยทั่วไปคือกระจกหน้ารถ ความคลาดเคลื่อนในแต่ละส่วน ไม่ว่าจะเกิดจากความโค้งของกระจกหน้ารถ การสะท้อนภายใน หรือเลนส์ของชุดฉายภาพ ล้วนอาจส่งผลต่อภาพที่ผู้ขับขี่มองเห็น

การประเมินคุณภาพของ HUD จึงต้องวัดจากตำแหน่งสายตาของผู้ขับขี่ โดยระบบการวัดต้องจำลองตำแหน่งดังกล่าวให้ใกล้เคียงกับการใช้งานจริงมากที่สุด เพื่อให้ผลการวัดสะท้อนภาพที่ผู้ขับขี่มองเห็นได้อย่างถูกต้อง

การประเมินยังซับซ้อนขึ้นจากปัจจัยเพิ่มเติมหลายประการ ภาพเสมือนต้องปรากฏในระยะที่กำหนด มีความคมชัด และอ่านได้ง่ายในสภาพแสงที่หลากหลาย ตั้งแต่แสงแดดโดยตรงจนถึงสภาพแสงน้อย

นอกจากนี้ อาจต้องประเมินคุณภาพภาพภายในขอบเขตการมองเห็นของผู้ขับขี่ ซึ่งเป็นพื้นที่สามมิติที่ดวงตาสามารถอยู่ในตำแหน่งต่าง ๆ และยังมองเห็นภาพได้ตามที่กำหนด โดยความสูงของผู้ขับขี่ ตำแหน่งที่นั่ง และการเคลื่อนไหวของศีรษะ ล้วนส่งผลต่อตำแหน่งและมุมในการมองเห็นภาพ

เครื่องมือวัดแบบจุดทั่วไปวัดได้ทีละจุด การตรวจสอบภาพ HUD ที่ซับซ้อนในหลายจุดและจากตำแหน่งการมองที่แตกต่างกันจึงอาจใช้เวลานาน

ระบบวัดแบบภาพสามารถเก็บข้อมูลทั่วทั้งภาพได้ในครั้งเดียว จึงเหมาะสำหรับการประเมินคุณภาพภาพ HUD อย่างครอบคลุม

ระบบการวัดที่แนะนำ: เครื่องวัดสีภาพ Radiant ProMetric และซอฟต์แวร์ TT-HUD

เครื่องวัดสีแบบภาพ (Imaging Colorimeter) เป็นระบบวัดระดับวิทยาศาสตร์ที่ใช้วัดความสว่างและสีตามมาตรฐานการตอบสนองของสายตามนุษย์ โดยเก็บข้อมูลจากหลายตำแหน่งในภาพได้พร้อมกัน ต่างจากเครื่องวัดแบบจุดที่วัดได้ทีละตำแหน่ง จึงช่วยให้ประเมินความสม่ำเสมอ การบิดเบี้ยวของภาพ และคุณลักษณะอื่น ๆ ได้ทั่วทั้งภาพ โดยไม่ต้องวัดแยกทีละจุดจำนวนมาก

สำหรับงานตรวจสอบความถูกต้องของ HUD ในรถยนต์ Konica Minolta นำเสนอโซลูชันการวัด HUD ที่ผสมผสานคุณสมบัติต่างๆ เข้าด้วยกันเครื่องวัดสีภาพ Radiant ProMetric Iและซอฟต์แวร์ TrueTest™ TT-HUDสำหรับการวัดค่าทางโฟโตเมตริก คัลเลอริเมตริก และเชิงพื้นที่ โซลูชันนี้สร้างขึ้นจากส่วนประกอบหลักสองส่วน:

• เครื่องวัดสีภาพ Radiant ProMetric I:ระบบถ่ายภาพความละเอียดสูงระดับวิทยาศาสตร์ มีให้เลือกหลายรุ่นความละเอียดสูงสุดถึง 61 เมกะพิกเซล ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงช่วยให้วิศวกรสามารถบันทึกรายละเอียดภาพและค่าความแปรผันเชิงพื้นที่ได้อย่างแม่นยำทั่วทั้งขอบเขตการมองเห็นของจอแสดงผลแบบ HUD
• ซอฟต์แวร์ Radiant TrueTest (โมดูล TT-HUD):ซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการทดสอบจอแสดงผล HUD และจอแสดงผลความเป็นจริงเสริม (AR) ซอฟต์แวร์นี้ให้การวิเคราะห์อัตโนมัติของคุณลักษณะภาพ HUD รวมถึงความสว่าง ความถูกต้องของสี ความคมชัด ความสม่ำเสมอ การบิดเบี้ยว การโก่งงอ ภาพซ้อน ขอบเขตการมองเห็น ความคมชัดของภาพ และระยะห่างของภาพเสมือน TT-HUD รองรับวิธีการวัดที่สอดคล้องกับมาตรฐาน SAE J1757-2

ระบบการถ่ายภาพ ProMetric และซอฟต์แวร์ TT-HUD เมื่อใช้ร่วมกันจะมอบแนวทางที่ครอบคลุมในการประเมินประสิทธิภาพทางแสงของ HUD จากตำแหน่งการวัดที่กำหนดไว้สำหรับสายตาของผู้ขับขี่ แทนที่จะพึ่งพาการวัดแบบจุดเดียวที่จากแยกกัน

พารามิเตอร์หลักของ HUD

เพื่อวิเคราะห์ประสิทธิภาพทางแสงของ HUD อย่างครอบคลุม วิศวกรสามารถประเมินพารามิเตอร์ต่างๆ โดยใช้วิธีการวัดที่เป็นมาตรฐานและข้อกำหนดของ OEM ที่เกี่ยวข้อง

• ความสว่าง (ความส่องสว่าง):ค่าความสว่างวัดเป็นแคนเดลาต่อตารางเมตร (cd/m²) ซึ่งวัดปริมาณแสงที่ปล่อยออกมาหรือสะท้อนไปยังผู้สังเกตจากภาพบนจอแสดงผลแบบ HUD ค่าความสว่างที่เพียงพอช่วยรักษาความชัดเจนของภาพในสภาวะแสงแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง รวมถึงแสงแดดจ้า การวัดภาพจะสร้างแผนที่ความสว่างที่สามารถแสดงให้เห็นถึงความแปรผันทั้งในระดับโดยรวมและระดับเฉพาะจุด
• คอนทราสต์ : ความแตกต่างของความสว่างระหว่างข้อมูลบน HUD กับสภาพแวดล้อมหรือพื้นหลัง คอนทราสต์ที่เพียงพอช่วยให้มองเห็นและอ่านข้อมูลได้ชัดเจน โดยเฉพาะในสภาพแสงจ้า TT-HUD รองรับการทดสอบคอนทราสต์ทั้งแบบตารางหมากรุกและแบบลำดับ
• ความสม่ำเสมอ: ประเมินว่าความสว่างและสีสม่ำเสมอกันทั่วทั้งภาพที่ฉายหรือไม่ จุดที่สว่างหรือมืดเกินไป รวมถึงความแตกต่างระหว่างบริเวณต่าง ๆ อาจส่งผลต่อคุณภาพและความชัดเจนของภาพ TT-HUD รองรับการวิเคราะห์ความสม่ำเสมอทั้งด้านความสว่างและสีความแม่นยำของสี
• ระบุคุณสมบัติสีขององค์ประกอบ HUD และสามารถแสดงได้โดยใช้พิกัดสี CIE เช่น x,y หรือ u′,v′สามารถนำค่าที่วัดได้เหล่านี้ไปเปรียบเทียบกับค่าเป้าหมายสีหรือค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนด เพื่อประเมินความสม่ำเสมอและความแม่นยำของสีได้

• การบิดเบี้ยวของภาพ: ความคลาดเคลื่อนระหว่างตำแหน่งที่กำหนดไว้กับตำแหน่งที่วัดได้ขององค์ประกอบในภาพที่ฉาย ซึ่งอาจเกิดจากส่วนประกอบทางแสง รูปทรงของกระจกหน้ารถหรืออุปกรณ์รวมแสง และปัจจัยอื่น ๆ ในเส้นทางแสง TT-HUD รองรับการทดสอบการบิดเบี้ยวทั้งแบบจุดและแบบเส้น เพื่อวัดความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งทั่วทั้งขอบเขตการมองเห็นของ HUD

• ภาพซ้อน : การสะท้อนภายในกระจกหน้ารถหรืออุปกรณ์รวมแสงอาจทำให้เกิดภาพซ้อน ซึ่งมักเห็นได้ชัดในสภาพแสงน้อยหรือเวลากลางคืน ระบบวัดแบบภาพสามารถตรวจจับภาพซ้อน พร้อมวัดความสว่างของภาพซ้อนและระยะห่างจากภาพหลักได้

• จุดสนใจ : ภาพเสมือนต้องมีความคมชัดตามที่กำหนดทั่วทั้งขอบเขตการมองเห็นที่เกี่ยวข้อง โดยสามารถประเมินด้วยฟังก์ชันถ่ายโอนการมอดูเลชั่น (MTF)ซึ่งวัดว่าภาพยังคงรักษาคอนทราสต์ของรายละเอียดขนาดต่าง ๆ ได้ดีเพียงใด

• การทดสอบขอบเขตตำแหน่งสายตา : Eyebox ตำแหน่งสายตาของผู้ขับขี่แตกต่างกันตามความสูง ตำแหน่งที่นั่ง และการเคลื่อนไหวของศีรษะ จึงต้องประเมินประสิทธิภาพของ HUD จากหลายตำแหน่งภายใน Eyebox หรือบริเวณที่ผู้ขับขี่ยังคงมองเห็นภาพได้ตามที่กำหนด TT-HUD รองรับการทดสอบนี้เพื่อประเมินประสิทธิภาพของ HUD จากตำแหน่งสายตาที่ระบุไว้

ขั้นตอนการวัดค่า HUD โดยทั่วไป

1. ติดตั้งชุด HUD (จอแสดงผลข้อมูลบนกระจกหน้ารถ) ไว้ภายในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้ เพื่อลดแสงรบกวนและการสะท้อนที่ไม่ต้องการ ไม่ว่าจะเป็นในรถยนต์หรือบนแท่นทดสอบเฉพาะที่มีกระจกหน้ารถหรือตัวรวมแสงที่เป็นตัวแทน
2. วางเครื่องวัดสีภาพ ProMetric I ไว้ที่ตำแหน่งสายตาคนขับหรือตำแหน่งการวัดที่กำหนดไว้ และจัดแนวให้ตรงกับรูปทรงเรขาคณิตทางแสงที่เกี่ยวข้องของภาพเสมือนที่ฉายออกมา
3. ตั้งค่าเลนส์และเรขาคณิตการวัดของระบบสร้างภาพเพื่อประเมินภาพเสมือนที่ระยะการรับรู้ที่ระบุไว้ ปรับเทียบระบบการวัดสำหรับค่าความสว่าง สี และการวัดทางเรขาคณิตที่ต้องการ
4. ทดสอบการทำงานของ HUD ด้วยรูปแบบการทดสอบ TT-HUD ซึ่งครอบคลุมคุณลักษณะทางแสงที่ต้องการ เช่น ความสว่าง ความถูกต้องของสี ความคมชัด ความสม่ำเสมอ การบิดเบี้ยว ภาพซ้อน ความคมชัดของภาพ ระยะภาพเสมือน มุมมองภาพ และพารามิเตอร์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง
5. บันทึกและวิเคราะห์รูปแบบการทดสอบแต่ละแบบ TT-HUD ที่จะระบุพื้นที่ที่สนใจที่กำหนดไว้โดยอัตโนมัติและคำนวณค่าตัวชี้วัดที่เกี่ยวข้อง
6. ทำการวัดซ้ำในตำแหน่งการมองที่กำหนดไว้หลายตำแหน่งตามความจำเป็น เพื่อประเมินประสิทธิภาพในตำแหน่งสายตาและตำแหน่งสายตาของผู้ขับขี่ที่เกี่ยวข้อง
7. รวบรวมผลลัพธ์ลงในรายงานที่มีโครงสร้าง โดยประเมินว่าผ่านหรือไม่ผ่านตามข้อกำหนดของ OEM ที่เกี่ยวข้อง ค่าความคลาดเคลื่อนทางวิศวกรรมภายใน หรือเกณฑ์การยอมรับอื่นๆ ที่กำหนดไว้

เหตุใดเรื่องนี้จึงสำคัญต่อความปลอดภัยและคุณภาพของยานยนต์

เมื่อการนำระบบ HUD มาใช้ขยายวงกว้างออกไปนอกเหนือจากระบบพรีเมียมกลุ่มยานยนต์ผู้ผลิตและซัพพลายเออร์ระดับ Tier-1 จำเป็นต้องมีวิธีการที่เชื่อถือได้เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพด้านแสงที่สม่ำเสมอ ก่อนที่ผลิตภัณฑ์จะถึงมือผู้ขับขี่ ปัญหาต่างๆ เช่น การบิดเบือนมากเกินไป ความคมชัดไม่เพียงพอ สีไม่สม่ำเสมอ หรือภาพซ้อนที่รบกวน สามารถลดความชัดเจนและความอ่านง่ายของข้อมูลที่ผู้ขับขี่เห็นได้

การวัดภาพอย่างเป็นกลางและสามารถทำซ้ำได้โดยใช้เครื่องวัดสีภาพ Radiant ProMetric I และซอฟต์แวร์ TT-HUD ร่วมกับวิธีการที่เป็นมาตรฐาน เช่น SAE J1757-2 ช่วยให้ผู้ผลิตและซัพพลายเออร์มีวิธีที่สม่ำเสมอและตรวจสอบย้อนกลับได้ในการตรวจสอบคุณภาพของภาพ HUD ให้เป็นไปตามเกณฑ์การยอมรับของ OEM หรือเกณฑ์การยอมรับภายในที่เกี่ยวข้อง

หากคุณต้องการเสริมความแข็งแกร่งให้กับกระบวนการวัด HUD หรือปรับโปรแกรมการทดสอบให้สอดคล้องกับมาตรฐาน SAE J1757-2 และข้อกำหนด OEM ที่เกี่ยวข้องสามารถติดต่อผู้เชี่ยวชาญด้านการวัดของเรา และเราจะช่วยคุณกำหนดระบบการถ่ายภาพ เลนส์ และขั้นตอนการวัดที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ