Optische Validierung als neue Königsdisziplin

Mit dem Sprung von klassischen HUDs hin zu großflächigen Panorama- und AR-Systemen verschiebt sich die Herausforderung fundamental.

Denn plötzlich geht es nicht mehr nur darum, ob etwas angezeigt wird – sondern wie präzise und stabil die Darstellung unter den erschwerten Verhältnissen von Lichteinflüssen, Spiegelungen und weiteren Umwelteinflüssen erfolgt. Genauer gesagt, ob die Projektion für alle Fahrzeuginsassen verzerrungsfrei, farbstabil und korrekt registriert zur realen Umgebung zu erkennen ist.

Die Qualität hängt von einem hochsensiblen Zusammenspiel ab:

• Windschutzscheibengeometrie und Einbauposition
• Verzerrungen über große Projektionsflächen
• Leuchtdichte, Homogenität und Farbortstabilität
• virtuelle Bilddistanz (der scheinbare Abstand des projizierten Bildes vor dem Fahrzeug) und Sichtfeldabdeckung
• Wahrnehmung unter realen Licht- und Fahrbedingungen
• Sichtbarkeit für unterschiedliche Fahrerpositionen

Schon minimale Abweichungen werden sichtbar. Und was für den Fahrer irritierend wirkt, kann schnell zum echten Sicherheitsrisiko werden. Mit der Verlagerung sämtlicher Informationsanzeigen von klassischen Konsolen auf die Windschutzscheibe wird die Bildqualität von HUD-Systemen unmittelbar sicherheitsrelevant. Verzerrungen, Farbabweichungen oder eine fehlerhafte Registrierung der Projektion wirken direkt auf die Wahrnehmung des Fahrers – und können in kritischen Situationen zu Fehlentscheidungen führen. Deshalb ist die optische Performance der Anzeige heute nicht nur Komfortfrage, sondern ein Zulassungskriterium.

Die Zukunft der HUD-Entwicklung entscheidet sich deshalb nicht nur im Designstudio – sondern auch am Messstand.

Automatisierte HUD-Messstände als Antwort auf die Komplexität

Um dieser neuen Dimension gerecht zu werden, hat Cognizant Mobility aus langjähriger Prüfstand-Expertise und tiefem HUD-Domänen-Know-how eine Vielzahl spezialisierter Messstände entwickelt. Für die Anzeigemessung von Next Gen HUDs wurde ein innovativer Ansatz realisiert:

Roboter und Linearstages übernehmen vollautomatisiert die präzise Positionierung des HUDs sowie der Messgeräte – etwa Kamera oder Spektrometer. So lassen sich zentrale optische Parameter zuverlässig und reproduzierbar erfassen:

• Bildlage und Rotation
• Helligkeit und Homogenität
• Farbkoordinaten und spektrale Eigenschaften
• Optische Qualität über die gesamte Projektionsfläche, einschließlich Verzerrungsanalyse und Ghosting-Effekte

Die anschließende bildbasierte Auswertung erfolgt vollständig automatisiert, wodurch Messwerte unabhängig von manuellen Einflüssen entstehen, und eine hohe Reproduzierbarkeit garantiert ist. Anschließend werden die Ergebnisse in einem kundenspezifischen Messbericht zusammengefasst, der alle relevanten Parameter, Analysen und Kennwerte übersichtlich dokumentiert.

Der wahre Vorteil liegt in der Skalierung

Der größte Mehrwert wird deutlich, wenn man sich die Komplexität vergegenwärtigt, der sich ein HUD-Tester heute gegenübersieht. Next Gen Systeme bedeuten:

• mehr Varianten
• mehr Randfälle
• mehr optische Abhängigkeiten
• höheren Entwicklungsdruck

Manuelle Messaufbauten stoßen hier zwangsläufig an ihre Grenzen.

Kollaborative Robotik schafft einen entscheidenden Vorteil: unabhängig vom Bediener der Messtechnik gewährleistet sie eine hohe Reproduzierbarkeit der Messergebnisse. Gleichzeitig ermöglicht sie eine signifikante Beschleunigung des Prüfprozesses – eine vollständige Vermessung eines HUD kann in nur 2–3 Stunden durchgeführt werden. Durch den flexiblen Einsatz eines Roboters an mehreren Messständen entstehen zudem Skaleneffekte und echte Kostenvorteile, ganz ohne starre Prüfkonzepte oder aufwendige Einhausungen.

Darüber hinaus erlaubt die kollaborative Robotik nicht nur objektive Messungen, sondern auch die systematische Durchführung subjektiver Beurteilungen – etwa zur Fahrerwahrnehmung von Helligkeit, Farbtreue oder Verzerrungen – unter reproduzierbaren Bedingungen.

Mobile Messsysteme: Der Prüfstand on Board

Doch auch der beste Prüfstand hilft nur begrenzt, wenn die Realität auf der Straße anders aussieht. Deshalb hat Cognizant Mobility zusätzlich mobile Messgeräte entwickelt, die direkt im Fahrzeug eingesetzt werden können. Das bedeutet: HUD-Messungen unter realen Bedingungen, mit maximaler Positioniergenauigkeit und vollautomatisiertem Ablauf.

Die Systeme sind einfach zu integrieren, flexibel nutzbar und schnell einsatzbereit, wodurch aufwendige, zeitintensive Messaufbauten im Fahrzeug der Vergangenheit angehören.

Scheibenprüfstand: Präzision unter Laborbedingungen

Neben den mobilen Messsystemen bietet Cognizant Mobility auch einen innovativen Scheibenprüfstand, der speziell für den Einsatz in der Automotive-Vorentwicklung konzipiert ist. Der Prüfstand kombiniert Robotik mit einer motorisiert verstellbaren Frontscheibenaufnahme, wodurch das HUD unter kontrollierten Bedingungen präzise positioniert und ausgerichtet werden kann.

So lassen sich optische Parameter über die gesamte Windschutzscheibe hinweg reproduzierbar messen – von Bildlage und Farbtreue bis hin zu Verzerrungen und Ghosting-Effekten. Durch die flexible Justierung der Frontscheibe können unterschiedliche Fahrzeuggeometrien getestet werden, während die Roboterarme eine vollautomatisierte, hochpräzise Durchführung aller Messungen ermöglichen.

Next Gen HUDs sind mehr als ein Display-Trend

Next Gen HUDs sind ein zentraler Baustein zukünftiger Cockpit-Architekturen – dort, wo Information, Navigation und Entertainment nahtlos verschmelzen.

Damit diese Vision Realität wird, braucht es Mess- und Validierungslösungen, die ebenso innovativ sind wie die Technologie selbst.

Wir unterstützen Sie mit automatisierten Messständen und mobilen Validierungslösungen – von der Idee bis zur Serie.

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