车载增强现实抬头显示系统(AR-HUD)对提升驾驶安全至关重要,但其显示效果受环境光照影响显著。为评估不同光照下AR-HUD界面颜色的可见性,本研究采用太阳光模拟器模拟真实道路光照环境,在实验室仿真驾驶场景中,系统评估 AR-HUD 中速度信息在不同颜色、不同轮廓设计下的可见性、视觉疲劳度、颜色偏好及视觉干扰程度。
一、实验环境与设备

车辆模拟环境
实验使用一台搭载 AR-HUD 系统的智能汽车原型,其视场角为 12°×5° 。道路环境通过大型曲面投影屏模拟,以最大程度还原真实驾驶场景。光照条件采用太阳光模拟器进行精确控制,分别模拟**日间(照度约 100,000 lx)和夜间(照度 30 lx)**两种典型驾驶光环境。
二、实验材料与变量
实验选取了七种颜色作为信息显示颜色:红(R)、橙黄(YR)、黄(Y)、绿(G)、蓝(B)、紫(P)、白(W)。除基本颜色外,YR 和 W 参考了交通信号灯常用色。每种颜色字符设置三种轮廓状态:无轮廓、白色轮廓、灰色轮廓,轮廓占比为字符面积的 20%。字符内容为车速'45 km/h',尺寸为 242 mm(宽)× 142 mm(高)。
三、实验方法与流程

太阳光模拟驾驶环境
实验共招募 25 名具备驾驶经验的参与者,在模拟驾驶环境中进行,参与者无需实际操作车辆,仅对屏幕上依次呈现的 19 种视觉刺激材料进行评价。每项刺激展示时间不超过 10 秒,参与者基于 5 级李克特量表对可见性、视觉疲劳、颜色偏好和视觉干扰四个维度进行评分。为消除光适应对实验结果的影响,实验先进行夜间光照条件下的测试,再进行日间光照条件下的测试。
四、实验结果分析

1. 轮廓对可见性的影响
在太阳光模拟器还原的日间照度模式下,除黄色外,其余颜色字符的白色轮廓可见性均显著高于灰色轮廓(如 R1 > R2,YR1 > YR2 等)。夜间模式下,除绿色外,白色轮廓同样表现更优。统计检验表明,白色轮廓能显著提升低亮度颜色(如 B、P)的可见性,主要归因于白色轮廓与字符颜色之间更高的亮度对比度。
2. 颜色本身的可见性差异
在无轮廓条件下,日间可见性从高到低依次为:Y > G > R > YR > B ≈ P。黄色与绿色因本身亮度较高,在强光下表现最佳。夜间模式下,红色(R)的可见性最高,甚至超过亮度更高的黄色和绿色。分析发现,夜间环境下,,从而提升了其视觉显著性。


