抬頭顯示(Head Up Display,HUD),車輛的抬頭顯示系統是一種基于人機工程學優化的儀表系統,儀表臺式HUD的優點在于固定相對穩定,其可以把車輛的重要信息,如車速、擋位、車道偏離、導航、胎壓等信息,通過光電顯示裝置投影到風擋玻璃上,在玻璃前方形成影像。駕駛員不用轉頭、低頭,即可了解車輛行駛狀態,且不受日光干擾,增加行車安全。
抬頭顯示技術最初是為軍用飛機開發的,在1988年開始在汽車行業運用。但直到2000年才變得相對普遍。由于抬頭顯示屏幕位于駕駛員的視野中,再加上增強現實技術的輔助,有了抬頭顯示系統的駕駛更加安全與便利。
抬頭顯示由于技術的發展,有不同的類型,主流的是擋風玻璃投影抬頭顯示,并且固定方式不同可以分為兩種不同類型。并且越來越多的主流汽車廠商在不同車型上運用。
發展簡史
抬頭顯示技術最初是為軍用飛機開發的,其歷史可以追溯到1940年代。抬頭系統在 80 年代進入汽車行業,當時通用汽車和日產開始使用它們。第一輛使用抬頭顯示的汽車是1988年的Oldsmobile Cutlass Supreme,顯示的唯一信息是速度。抬頭顯示直到2000年代才變得相對普遍。就現代抬頭顯示而言,標配它的汽車數量正在增加,而許多其他車型則可選配。抬頭顯示系統嚴格來說并不是單一的電子系統,其成像依賴光學技術和材料科學技術兩個方面,透明的高折射率鍍膜是成像的關鍵。
工作原理
車載抬頭顯示系統通過控制處理單元將儀表和信息電子控制裝置中的車況信息、駕駛輔助系統信息等送至投射器顯示屏,投射的文字、圖像信
息經過光學反射和折射至前風窗玻璃,再通過前風窗玻璃反射給駕駛員,駕駛員透過前風窗玻璃可以觀察到懸浮在前方發動機艙蓋上的HUD投射的圖像。
基本功能
抬頭顯示系統類型不同,功能也不同,但基本功能一般包括:
行車和報警信息顯示
行車信息是指在傳統儀表上顯示的部分重要信息,如車速、轉速、里程和油量等。與車輛安全相關的緊急報警信息,如請求駕駛員接管、燃油/電量、系統故障等重要信息。
導航信息顯示
包括前行或轉向箭頭提示、距離下一個操作的里程信息、距離目的地的時間信息等。
輔助駕駛信息顯示
特別是智駕駛技術越來越成熟,通過智能駕駛控制系統將車輛智能駕駛功能直觀地展現在抬頭顯示器上。
主要類型
物理儀表板抬頭顯示
最原始的抬頭顯示類型。它可作為售后升級提供,并非是汽車制造商(法蘭茜)出廠。它只不過是一個小型的物理數字顯示單元,安裝在方向盤上方的儀表板頂部。它包括投影儀上方的半透明屏幕,僅顯示基本內容。
組合投影抬頭顯示屏幕
透明塑料或玻璃HUD屏幕,從駕駛員前方的儀表板上升起,信息由隱藏的投影儀投射在儀表板上。這是一個不顯眼的平視屏幕,外觀類似于第三種類型,但更簡單,更便宜。
擋風玻璃投影HUD(和基于智能手機的HUD應用程序)
第三種類型的投影平視系統將信息投射到擋風玻璃的背面,使其看起來好像信息漂浮在汽車引擎蓋上方。它有時需要在擋風玻璃上涂上特殊的反光涂層才能工作。適用于移動設備的抬頭顯示應用程序,可以將手機屏幕上的鏡像信息從擋風玻璃上反射出來,并以正確的方式顯示給駕駛員。用增強現實技術與智能網聯數據深度融合,實現虛擬圖像與現實的疊加顯示,顯示在抬頭顯示器上。按照固定方式的不同,抬頭顯示又可分為兩種,各有優缺點:
應用車型
發展趨勢
隨著對乘客和車輛安全重要性的認識提高、衛星導航技術與HUD系統相結合的技術需求,以及車聯網和先進技術的發展,對抬頭顯示技術的需求增加,這推動了對平視顯示的發展。隨著汽車的智能化與網聯化趨勢越來越明確,汽車駕駛安全問題越發受到重視,各大車企陸續推出了搭載HUD裝置的車型。隨著座艙電子技術的快速發展和成熟以及成本的不斷下降,大眾化品牌的高端車型上也紛紛安裝了HUD。
參考資料 >
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Head-Up Display Market by Component, Type , Application and Geography - Global Forecast to 2023.CISIN.2023-10-09