汽车抬头显示HUD技术原理及代表厂家盘点

　　抬头显示HUD（Head Up Display）已不再是战斗机的专利，HUD也一度作为豪华车型的高科技配置，而今HUD已经逐渐走向平民化。如下面是奔驰、宝马、奥迪的HUD，大量彩色数字信息投射到挡风玻璃上。

　　下边是马自达和标致的HUD，数字信息投射在挡风玻璃前的一块独立可折叠的反射玻璃上，但和豪华品牌相比，它们显示的信息更为单调。

　　一方面，HUD这样的在前挡风玻璃上或者反射玻璃上呈现出行驶信息的形式，的确是一个很能够吸引眼球的高科技，当然也可以作为厂家的赚钱利器。另一方面，HUD却又是不少人口中的“然并卵”配置。今天咱们就来扒一扒HUD吧。

　　1、HUD优点

　　（1）HUD信息显示位置比传统的组合仪表位置高。也就是说，驾驶员想查看车辆信息时，通过HUD只需低下头5-10°；而看组合仪表的话，则需低20-25°。

　　（2）驾驶员从组合仪表上查看驾驶信息时，眼睛从道路转移到组合仪表再转移到道路，由于道路亮度高而组合仪表（车内）的亮度低，眼睛就会经历由亮到暗再到亮的过程，眼睛瞳孔会进行调整；同时眼睛的聚集点会由远到近再到远。而驾驶员从HUD上看信息时，眼睛就不需要这么折腾了。

　　以上两个方面综合起来，驾驶员使用HUD，可以减少视线转移的时间、视线转移带来的眼睛瞳孔变化、眼睛聚集点的变化，最终结果就是驾驶员的视线和注意力更少的偏离道路，提升行车安全性。

　　2、HUD能够显示哪些信息？

　　（注：以下信息不一定都有，根据HUD的配置会有所差异）

　　（1）、当前车速。它是HUD最基本的信息，在限速摄像头无处不在的城市道路上，掐着最高限速开车时或者摄像头前减速时，这个信息就显得尤为重要了。

　　（2）、导航信息。这个是很实用的信息，尤其是在市内车多、路杂导航时效果显著。

　　（3）、红色故障标记，红色故障灯出现，意味着车子开起来会有很大的安全隐患。

　　（4）、驾驶辅助信息，如限速显示、主动车道保持信息、巡航信息等，在使用车上高科技并进行调节的时候，这些信息可以显示在HUD上，使得驾驶员不必低头看仪表进行调节。

　　3、HUD是怎么实现的？（以投影至挡风玻璃为例）

　　HUD的原理类似于幻灯片投影。由投影仪发出光信息，经过“反射镜”反射到“投影镜”上，再由“投影镜”反射到“挡风玻璃”，人眼看到的是位于眼前2-2.5米处的虚像，给人的感觉就是信息悬浮在前方路上。

　　HUD图像在挡风玻璃上位置是可调的，而这其中的关键便是“投影镜”，通过改变“投影镜”的角度，就可以调节HUD图像的位置。

　　挡风玻璃是弯曲的，图像若是直接投射在弯曲的玻璃面上，会造成图像变形。这就需要一个纠正措施——于是“投影镜”和“反射镜”被设计成弯曲的。

　　4、HUD的关键部件有哪些？

　　（1）投影单元

　　投影单元内部集成了投影仪、反射镜、投影镜、调节电机及控制单元，HUD控制单元从车上数据总线获取车速、导航等信息，并在投影仪输出图像。

　　（2）挡风玻璃

　　大家可能会想，这挡风玻璃有啥特殊的？的确，下面左图是普通挡风玻璃夹层结构示意，如果把HUD图像投射到普通挡风玻璃上，很容易形成图像重影，投射效果差。

　　而HUD挡风玻璃夹层内部的PVB膜呈楔形，即玻璃呈上厚下薄的状态，这样就不会形成图像重影。

　　从这里也可以看到，为了降低玻璃成本，在大多A、B级车上搭配的HUD系统的，会另外配备一块反射玻璃（如前面举例的马自达和标致的HUD系统）；而在大多豪华品牌上，成本限制没那么紧张，就会用HUD挡风玻璃。

　　就目前的后装HUD设备来说，有两种设计方案，一种是为以Navdy为代表的DLP投影方案，除了CarPro的绝大多数厂商都采用这种方案，另外一种是以CarPro为代表的TFT光学成像方案。这两种方案都有各自的利弊。

　　相对来说，TFT光学成像方案比较成熟，能带来清晰显示效果，不过也带来高温问题。对此，CarPro的CEO侍强不太愿意具体说明，只回复“我们做了辐射、传导、对流三重散热系统解决了这个问题，可以做到80度环境可以正常工作。”

　　至于DLP投影方案，有一个天生的显示和温度缺点。德州仪器TI为投影产品研发DLP芯片，但现在却使用在显示产品中，这种逻辑有些别扭。这样的方案也受到TFT派的诟病。其中之一的观点是，显示和投影是两种类别的功能，“（DLP方案）是通过投影机把内容投影到微型显示板上，然后再把显示板的 内容发射到成像镜片上被人看到，所以它是投影+反射”，AcTIsafety 产品HUD总设计师覃名健说。

　　对此，DLP方案的观点是，TFT方案虽然成熟，但成本无法降低、体积也不会做大、散热问题也难以解决，已经是一个定型问题。但DLP方案未来还有更多空间值得期待。

　　比如车萝卜、哈德、CarPro、Carplus、HUDPLAY、Halo……

　　相比于去年6月深圳有十几家做HUD，据CarPro的CEO侍强的不完全统计，深圳目前有三十多家。下面盘点一下汽车抬头显示HUD（Head Up Display）厂家。

　　1、车萝卜HUD

　　车萝卜Carrobot，是有北京乐驾科技有限公司研发，一款基于HUD+语音操控人机对话的智能车载机器人，能极大提升人们开车的安全性。

　　主要功能：

　　车萝卜通过放置在方向盘正前方仪表台上的HUD透明投影屏展现信息，并通过语音操控实现语音导航、接打电话、收发微信、听歌点歌等功能。让用户在专心开车同时，安全兼顾导航及通讯、娱乐、社交需求，让驾驶更加安全畅快。

　　核心技术优势：

　　针对车载场景的核心需求，开发了接近自然语言交流的智能人机对话技术，能够结合上下语意，智能理解用户要表达的意思，并做出相应的操作，产品具有极高的技术壁垒。

　　2、哈德HUD

　　车联网平视显示新兴技术公司哈德推出一款智能HUD抬头显示设备。

　　主要功能：

　　哈德智能HUD拥有AR（Augmented Reality）现实增强技术，真实路面场景与投影信息实时融合交互，如路人识别、前车测距、交通灯识别提示等信息，通过与实际场景结合变得更加生动。同时，哈德HUD还有手势识别技术和语音识别功能，通过手势操作或语音交互进行接听电话、查看短信、微信等常用操作，大大提高行车安全性。

　　核心优势：

　　实现这些功能的前提是哈德智能HUD采用先进的光学投影技术，采用了50流明DLP显示方式，3米成像32英寸投影面积，同时可以根据外部光线可自动调整亮度，即使是在极为强烈的阳光下，也能清晰显示。

　　3、CarPro HUD

　　CarPro HUD是由深圳前海智云谷科技有限公司，一家专注于车联网智能硬件自主研发与运营的创新型科技公司研发。

　　主要功能：

　　CarPro 的导航包括实景路口放大图、实景电子眼，可以对冲在复杂路况下 HUD 导航显示信息过于简单的问题。此外，CarPro 还支持语音查路况、以及路况定制播报、能够显示即时车速；位于HUD主机前方的摄像头具有行车记录的功能。

　　核心优势：

　　在信息呈现方式上，CarPro 采用了与宝马 HUD 相同的 TFT 光学方案，TFT 解决方案在图像的纯净度、悬浮感、以及投影距离上都更有优势。CarPro 的成像距离（指人眼到显示图像之间的距离）是 2 米，而 2 米可以让人在开车时无需频繁切换视距。

　　CarPro 采用的是安卓系统，针对夏天车内的高温问题，CarPro 将环境存储温度做到了85 摄氏度，工作耐温 80 摄氏度。

　　4、CarPlus HUD

　　CarPlus HUD 的功能、思路和Navdy类似，都是想给汽车戴上“Google Glass”，成为汽车内的信息中心。

　　主要功能：

　　通过现实增强技术将信息投射在司机视线前方，将外界环境和系统信息自然结合起来，司机无需切换视线就可以获得所有行车和导航信息；同时支持读取智能手机通知，接入来电，能够语音操控回复短信，彻底又方便的解决司机开车用手机的痛点。在新版设计中，还会加入疲劳提醒和道路信息识别功能，更有效的为用户增强驾驶安全。

　　技术优势：

　　与其他的同类产品比，Car+采用了深度定制的安卓系统，可以实现更多更深层次的功能。很多HUD产品支持信息，但都是单任务，处理信息与导航智能二选一。不仅如此Car+就可以能够自动规划行程，调用地图，帮助用户实现零输入导航。

　　5、HUD PLAY抬头显示

　　HUD PLAY是领先的汽车智能平视显示仪，配备透明的高清显示屏，可在线导航、接打电话、收发短信、微信、行车记录、一键拍照、娱乐听歌等等，并将汽车数据等信息投射到风挡玻璃上，无须再低头或侧脸寻觅仪表和中控台信息，提高行车安全。

　　6、Navdy平视显示器

　　美国一家名为Navdy的初创公司正在研发一款汽车用的HUD（平视显示器），让你的视线无需离开前方路面就可以轻松查看手机上的信息。这款全彩显示设备可以安置在仪表盘的上方，能够显示汽车当前的速度、行进路线、手机通知信息。

　　Navdy配备了5.1英寸（15.24厘米）的透明HUD，集成高质量投影仪、用于手势控制的红外摄像头、加速计、电子罗盘等传感器。Navdy内置双 核处理器，运行Android 4.4系统，支持Wi-Fi和蓝牙LE连接技术，内置扬声器和降噪麦克风，通过ODB接口连接车载电脑。

　　小结

　　这类硬件产品的智能化是一个不可逆大趋势，这些产品可能更加能够代表未来 HUD 的发展方向。由于基本上 HUD都安装在 OBD 接口上（供电和车辆数据读取），因此显示车况车速的功能都是有的。

　　在系统层面，这些 HUD 基本上都是采用 Andorid 系统，然后根据 HUD 的交互进行相应的软件调整。为了方便连接手机，蓝牙模块，WiFi 也都有。

　　目前挑战不仅来自于产品本身，消费者的固有驾驶习惯也在一定程度上影响了HUD的推广。未来无人驾驶技术的到来会将其融合，成为无人驾驶技术中重要的组成部分。
 
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