SAE J1757-2:2018 汽车抬头显示（HUD）光学性能测量标准

SAE J1757-2:2018《汽车光学系统HUD》是一份行业标准，定义了车载抬头显示（HUD）光学性能的术语和计量方法，适用于挡风玻璃HUD（w-HUD）和组合器HUD（c-HUD），并涉及增强现实（AR）HUD。该标准不设定绝对阈值，但提供了参考指标，旨在统一测量方法，确保HUD在各种环境条件下满足驾驶员的视觉需求。以下从术语定义、测量方案及工程实践角度进行深度解读。

🔍 核心术语与定义

标准明确了若干关键术语，对理解HUD光学性能测量至关重要：

SAE J1757-2:2018 主要术语汇总

术语	定义
Eyellipse（眼椭圆）	根据SAE J941定义的驾驶员眼睛位置统计分布。
Eyebox（眼盒）	通过眼椭圆质心的垂直平面，其宽度和高度限定了驾驶员眼睛分布范围，是HUD虚拟图像可见区域的基础。
Paravan（测量屏）	带有正交刻线的垂直屏幕，用于评估HUD虚拟图像的亮度、尺寸、颜色、距离及视场角。
Field of View (FOV)（视场角）	从眼椭圆质心（CE5点）出发的立体锥角，以水平和垂直角度表示，反映HUD显示区域的大小。
Viewing Angle (δ)（视角）	从眼椭圆质心水平基准面向上或向下的侧视角。
距离 dOV（观察者至虚拟像）	从眼盒中心到Paravan上虚拟图像的距离，包含风挡玻璃路径的修正。
Luminance（亮度）	虚拟图像单位面积在单位立体角内发出的光通量，单位cd/m²。

此外，标准定义了五个测量点：CE5（中心）、UE2（上）、LE8（下）、LFT4（左）、R6（右），用于光学仪器的定位，确保测试重复性。

🛠️ 测量方法与工程要点

测量需在室内模拟典型汽车环境光照（如阳光、天光），并采用标准图像（标准方格或单面点阵）进行亮度、对比度、视场角等参数的采集。关键测量步骤包括：

• 确定Eyebox和测量点，将光度计或成像色度计置于CE5、UE2等位置。
• 使用Paravan测量虚拟图像的亮度、均匀性及颜色一致性。
• 计算虚拟图像对比度CR = L(白色信息) / L(黑色背景)，并用式C = CR – 1与对比度C换算。
• 通过V2、V8、V4、V6等测量点计算FOV。

标准推荐的测量环境包括暗室、模拟散射光（CRd）和模拟直射阳光（CRh）三种模式，对应不同光照场景下的对比度要求。

❓ 常见问题（FAQ）

1. 如何测量HUD虚拟图像的亮度？ 需使用标准图像（如5×5均匀方格），在暗环境（L[dark,w]和L[dark,k]）下通过成像亮度计在指定测量点（如CE5）采集虚拟图像上的亮度数据。
2. Eyebox和Eyellipse有何区别？ Eyellipse是驾驶员眼睛位置的三维统计分布，而Eyebox是其垂直投影，用于定义HUD图像的可见区域，即眼盒边界等于眼椭圆在Y方向和Z方向的极限。
3. 视场角（FOV）如何测定？ 在Paravan上标记虚拟图像的四个角（V2、V8、V4、V6），从CE5点测量这些点相对于眼椭圆质心的角度范围，即得水平和垂直FOV。
4. 标准是否指定合格/不合格阈值？ 没有，但提供了参考值（如对比度建议值），各厂商可依据实际车型和应用场景设定内部规范。

掌握这些基础与要点，可以有效评估HUD的光学表现，提升驾驶员的信息体验与安全性。