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汽车屏类产品(三):抬头显示Head-Up Display(HUD)

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前言

你的下一台车,一定要考虑加装一个HUD。

汽车抬头显示器(也称为汽车HUD)是一种特殊的透明显示器,它能够直接显示车辆运行数据,无需用户调整视线。这种显示器的设计灵感来源于飞行员在抬头并向前方凝视信息,而非低头查看较低的仪器。在汽车中安装HUD有三种常见的OEM解决方案。第一种方法是通过反射挡风玻璃背面的图像至驾驶员。第二种解决方案采用一个小型分离式组合器,该组合器可以灵活地缩回以适应不同车辆的挡风玻璃尺寸。第三种方法则是在挡风玻璃层间进行层压处理,直接集成透明显示器。

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大陆集团的抬头显示器(HUD)产品能够直接显示在驾驶员视线中所需信息。在不查看仪表盘或辅助显示屏的情况下,驾驶员即可获取速度、警示信号和指示灯箭头等关键信息,从而实现导航操作。当采用平视挡风玻璃显示器时,驾驶员会看到一个悬浮在发动机盖上的虚拟图像,而非挡风玻璃上的静态平面图像。而在增强现实平视显示器的情况下,挡风玻璃HUD的信息则在汽车前方街道上增加了额外的一层信息。

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GUD到底应该是什么样的产品,具体来说,每家tier1的企业可能对它的定义或方向都有所不同,它应该呈现怎样的特征,才能满足用户的需求呢?

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HUD类型主要包括被淘汰后的C-HUD、利用挡风玻璃作为投影介质反射成像的W-HUD以及结合车外环境的AR-HUD。W-HUD具体而言,需要根据挡风玻璃的尺寸和曲率搭配高精度非球面反射镜。AR-HUD则在W-HUD的基础上,通过与车外环境的结合实现人机交互,具体来说,它不仅与车外环境相互结合,还实现了与车外环境的高效信息传递。C-HUD虽然被淘汰,但其核心功能依然在特定场景中发挥着辅助作用。

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在HUD界面中,投屏显示技术是最具吸引力的部分。在一定距离内,通过透明显示屏实现信息显示。

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HUD界面会显示大量信息,其中一些信息已经在仪表盘上显示,是否可以实现信息的一一对应?

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在现代驾驶系统中,HUD系统扮演着越来越重要的角色。从基础层面来看,HUD系统通过一系列措施来改善驾驶员的健康状况。这些措施包括实时监控驾驶数据、提供安全提示信息以及优化驾驶员的工作节奏。

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 在恶劣的驾驶条件下提供帮助

    
 提高驾驶员对车辆性能和当前道路事件的认识
    
 利用卫星导航信息的进步减轻压力
    
 就交通状况、当地停车选择和附近燃油供应情况提供建议
    
 通过附近餐馆、其他娱乐机会和特惠信息丰富旅行体验
    
 通过广播频道、播客或音乐提供娱乐和丰富内容
    
 允许免提通信
    
    
    
    
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系统架构

该系统通过巧妙设计实现了提升车辆安全性。在车辆的制造或售后维护阶段,该系统可被集成。从本质上讲,汽车HUD系统由三部分构成:

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 图片生成单元(PGU)--处理来自多个源的数据进行投影

    
 投影仪--生成和引导图像
    
 组合器——图像投影的表面(通常是挡风玻璃)
    
    
    
    
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由于该装置安装在仪表板上,图像通过挡风玻璃进行投影,从而导致PGU内部的一系列镜子和透镜对图像进行反射、折射、聚焦和放大处理,最终实现图像的显示。经过处理的夹层玻璃在两个平面之间的光路中,将图像向上传输至挡风玻璃上,并以适合驾驶员视线水平的方式进行显示。

HUD技术的主要优势在于显著减少了驾驶员的注意力分散,并显著增强了驾驶员的安全感。在操作车辆数据时,驾驶员会全神贯注地注视路面情况。当过多信息需要在视平面上显示时:

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 显示当前位置的地图

    
 GPS方向
    
 道路状况,如限速、绕行、事故或与天气有关的问题
    
 车辆信息,包括里程、燃油、发动机温度和系统警告
    
 关于不良驾驶行为的警告,如急转弯、突然变道,甚至关于驾驶员疲劳的警告
    
    
    
    
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驾驶是一项高度复杂的活动,需要驾驶员具备对道路和多任务处理的专注能力。驾驶员必须在瞬间做出决定。在将视线从道路移开并返回所需的时间内,驾驶员将经历一系列过程:

HUD技术自首次引入汽车以来,已经有了巨大的改进,包括:

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 能够适应环境光线,无论白天还是晚上都能清晰显示图像

    
 改进了驾驶员和车辆系统之间的通信过程,如燃油效率高的混合动力发动机、接近传感器、雨水检测挡风玻璃雨刷、内置多媒体娱乐和功率调节全轮驱动系统
    
 连接免提设备,如蓝牙、导航系统、声控命令和点播音频
    
    
    
    
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芯片选型

罗姆Rohm的ML86177:

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EPSON爱普生的S2D13V40(分辨率800x600),S2D13V42(分辨率1280x720):

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而国产替代有开阳电子的ARK1368。

WHUD,通常由域控制器输出。接通后,经由小屏输入。用于预畸变矫正。

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针对不同前挡风玻璃的曲度,进行校正是必须的。

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