抬頭顯示HUD(Head Up Display)已不再是戰斗機的專利,HUD也一度作為豪華車型的高科技配置,而今HUD已經逐漸走向平民化。如下面是奔馳、寶馬、奧迪的HUD,大量彩色數字信息投射到擋風玻璃上。
下邊是馬自達和標致的HUD,數字信息投射在擋風玻璃前的一塊獨立可折疊的反射玻璃上,但和豪華品牌相比,它們顯示的信息更為單調。
一方面,HUD這樣的在前擋風玻璃上或者反射玻璃上呈現出行駛信息的形式,的確是一個很能夠吸引眼球的高科技,當然也可以作為廠家的賺錢利器。另一方面,HUD卻又是不少人口中的“然并卵”配置。今天咱們就來扒一扒HUD吧。
1、HUD優點
(1)HUD信息顯示位置比傳統的組合儀表位置高。也就是說,駕駛員想查看車輛信息時,通過HUD只需低下頭5-10°;而看組合儀表的話,則需低20-25°。
(2)駕駛員從組合儀表上查看駕駛信息時,眼睛從道路轉移到組合儀表再轉移到道路,由于道路亮度高而組合儀表(車內)的亮度低,眼睛就會經歷由亮到暗再到亮的過程,眼睛瞳孔會進行調整;同時眼睛的聚集點會由遠到近再到遠。而駕駛員從HUD上看信息時,眼睛就不需要這么折騰了。
以上兩個方面綜合起來,駕駛員使用HUD,可以減少視線轉移的時間、視線轉移帶來的眼睛瞳孔變化、眼睛聚集點的變化,最終結果就是駕駛員的視線和注意力更少的偏離道路,提升行車安全性。
2、HUD能夠顯示哪些信息?
(注:以下信息不一定都有,根據HUD的配置會有所差異)
(1)、當前車速。它是HUD最基本的信息,在限速攝像頭無處不在的城市道路上,掐著最高限速開車時或者攝像頭前減速時,這個信息就顯得尤為重要了。
(2)、導航信息。這個是很實用的信息,尤其是在市內車多、路雜導航時效果顯著。
(3)、紅色故障標記,紅色故障燈出現,意味著車子開起來會有很大的安全隱患。
(4)、駕駛輔助信息,如限速顯示、主動車道保持信息、巡航信息等,在使用車上高科技并進行調節的時候,這些信息可以顯示在HUD上,使得駕駛員不必低頭看儀表進行調節。
3、HUD是怎么實現的?(以投影至擋風玻璃為例)
HUD的原理類似于幻燈片投影。由投影儀發出光信息,經過“反射鏡”反射到“投影鏡”上,再由“投影鏡”反射到“擋風玻璃”,人眼看到的是位于眼前2-2.5米處的虛像,給人的感覺就是信息懸浮在前方路上。
HUD圖像在擋風玻璃上位置是可調的,而這其中的關鍵便是“投影鏡”,通過改變“投影鏡”的角度,就可以調節HUD圖像的位置。
擋風玻璃是彎曲的,圖像若是直接投射在彎曲的玻璃面上,會造成圖像變形。這就需要一個糾正措施——于是“投影鏡”和“反射鏡”被設計成彎曲的。
4、HUD的關鍵部件有哪些?
(1)投影單元
投影單元內部集成了投影儀、反射鏡、投影鏡、調節電機及控制單元,HUD控制單元從車上數據總線獲取車速、導航等信息,并在投影儀輸出圖像。
(2)擋風玻璃
大家可能會想,這擋風玻璃有啥特殊的?的確,下面左圖是普通擋風玻璃夾層結構示意,如果把HUD圖像投射到普通擋風玻璃上,很容易形成圖像重影,投射效果差。
而HUD擋風玻璃夾層內部的PVB膜呈楔形,即玻璃呈上厚下薄的狀態,這樣就不會形成圖像重影。
從這里也可以看到,為了降低玻璃成本,在大多A、B級車上搭配的HUD系統的,會另外配備一塊反射玻璃(如前面舉例的馬自達和標致的HUD系統);而在大多豪華品牌上,成本限制沒那么緊張,就會用HUD擋風玻璃。
就目前的后裝HUD設備來說,有兩種設計方案,一種是為以Navdy為代表的DLP投影方案,除了CarPro的絕大多數廠商都采用這種方案,另外一種是以CarPro為代表的TFT光學成像方案。這兩種方案都有各自的利弊。
相對來說,TFT光學成像方案比較成熟,能帶來清晰顯示效果,不過也帶來高溫問題。對此,CarPro的CEO侍強不太愿意具體說明,只回復“我們做了輻射、傳導、對流三重散熱系統解決了這個問題,可以做到80度環境可以正常工作。”
至于DLP投影方案,有一個天生的顯示和溫度缺點。德州儀器TI為投影產品研發DLP芯片,但現在卻使用在顯示產品中,這種邏輯有些別扭。這樣的方案也受到TFT派的詬病。其中之一的觀點是,顯示和投影是兩種類別的功能,“(DLP方案)是通過投影機把內容投影到微型顯示板上,然后再把顯示板的 內容發射到成像鏡片上被人看到,所以它是投影+反射”,Actisafety 產品HUD總設計師覃名健說。
對此,DLP方案的觀點是,TFT方案雖然成熟,但成本無法降低、體積也不會做大、散熱問題也難以解決,已經是一個定型問題。但DLP方案未來還有更多空間值得期待。
比如車蘿卜、哈德、CarPro、Carplus、HUDPLAY、Halo……
相比于去年6月深圳有十幾家做HUD,據CarPro的CEO侍強的不完全統計,深圳目前有三十多家。下面盤點一下汽車抬頭顯示HUD(Head Up Display)廠家。
1、車蘿卜HUD
車蘿卜Carrobot,是有北京樂駕科技有限公司研發,一款基于HUD+語音操控人機對話的智能車載機器人,能極大提升人們開車的安全性。
主要功能:
車蘿卜通過放置在方向盤正前方儀表臺上的HUD透明投影屏展現信息,并通過語音操控實現語音導航、接打電話、收發微信、聽歌點歌等功能。讓用戶在專心開車同時,安全兼顧導航及通訊、娛樂、社交需求,讓駕駛更加安全暢快。
核心技術優勢:
針對車載場景的核心需求,開發了接近自然語言交流的智能人機對話技術,能夠結合上下語意,智能理解用戶要表達的意思,并做出相應的操作,產品具有極高的技術壁壘。
2、哈德HUD
車聯網平視顯示新興技術公司哈德推出一款智能HUD抬頭顯示設備。
主要功能:
哈德智能HUD擁有AR(Augmented Reality)現實增強技術,真實路面場景與投影信息實時融合交互,如路人識別、前車測距、交通燈識別提示等信息,通過與實際場景結合變得更加生動。同時,哈德HUD還有手勢識別技術和語音識別功能,通過手勢操作或語音交互進行接聽電話、查看短信、微信等常用操作,大大提高行車安全性。
核心優勢:
實現這些功能的前提是哈德智能HUD采用先進的光學投影技術,采用了50流明DLP顯示方式,3米成像32英寸投影面積,同時可以根據外部光線可自動調整亮度,即使是在極為強烈的陽光下,也能清晰顯示。
3、CarPro HUD
CarPro HUD是由深圳前海智云谷科技有限公司,一家專注于車聯網智能硬件自主研發與運營的創新型科技公司研發。
主要功能:
CarPro 的導航包括實景路口放大圖、實景電子眼,可以對沖在復雜路況下 HUD 導航顯示信息過于簡單的問題。此外,CarPro 還支持語音查路況、以及路況定制播報、能夠顯示即時車速;位于HUD主機前方的攝像頭具有行車記錄的功能。
核心優勢:
在信息呈現方式上,CarPro 采用了與寶馬 HUD 相同的 TFT 光學方案,TFT 解決方案在圖像的純凈度、懸浮感、以及投影距離上都更有優勢。CarPro 的成像距離(指人眼到顯示圖像之間的距離)是 2 米,而 2 米可以讓人在開車時無需頻繁切換視距。
CarPro 采用的是安卓系統,針對夏天車內的高溫問題,CarPro 將環境存儲溫度做到了85 攝氏度,工作耐溫 80 攝氏度。
4、CarPlus HUD
CarPlus HUD 的功能、思路和Navdy類似,都是想給汽車戴上“Google Glass”,成為汽車內的信息中心。
主要功能:
通過現實增強技術將信息投射在司機視線前方,將外界環境和系統信息自然結合起來,司機無需切換視線就可以獲得所有行車和導航信息;同時支持讀取智能手機通知,接入來電,能夠語音操控回復短信,徹底又方便的解決司機開車用手機的痛點。在新版設計中,還會加入疲勞提醒和道路信息識別功能,更有效的為用戶增強駕駛安全。
技術優勢:
與其他的同類產品比,Car+采用了深度定制的安卓系統,可以實現更多更深層次的功能。很多HUD產品支持信息,但都是單任務,處理信息與導航智能二選一。不僅如此Car+就可以能夠自動規劃行程,調用地圖,幫助用戶實現零輸入導航。
5、HUD PLAY抬頭顯示
HUD PLAY是領先的汽車智能平視顯示儀,配備透明的高清顯示屏,可在線導航、接打電話、收發短信、微信、行車記錄、一鍵拍照、娛樂聽歌等等,并將汽車數據等信息投射到風擋玻璃上,無須再低頭或側臉尋覓儀表和中控臺信息,提高行車安全。
6、Navdy平視顯示器
美國一家名為Navdy的初創公司正在研發一款汽車用的HUD(平視顯示器),讓你的視線無需離開前方路面就可以輕松查看手機上的信息。這款全彩顯示設備可以安置在儀表盤的上方,能夠顯示汽車當前的速度、行進路線、手機通知信息。
Navdy配備了5.1英寸(15.24厘米)的透明HUD,集成高質量投影儀、用于手勢控制的紅外攝像頭、加速計、電子羅盤等傳感器。Navdy內置雙 核處理器,運行Android 4.4系統,支持Wi-Fi和藍牙LE連接技術,內置揚聲器和降噪麥克風,通過ODB接口連接車載電腦。
小結
這類硬件產品的智能化是一個不可逆大趨勢,這些產品可能更加能夠代表未來 HUD 的發展方向。由于基本上 HUD都安裝在 OBD 接口上(供電和車輛數據讀取),因此顯示車況車速的功能都是有的。
在系統層面,這些 HUD 基本上都是采用 Andorid 系統,然后根據 HUD 的交互進行相應的軟件調整。為了方便連接手機,藍牙模塊,WiFi 也都有。
目前挑戰不僅來自于產品本身,消費者的固有駕駛習慣也在一定程度上影響了HUD的推廣。未來無人駕駛技術的到來會將其融合,成為無人駕駛技術中重要的組成部分。
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