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HUD的技术原理与应用发展

浏览次数:199 发布日期:2021-10-18

HUD——head up display抬头显示器,最早是应用于飞机上的辅助仪器,通过参数的集中透射,驾驶员可以不需要低头查看仪器就能掌握载具的大部分驾驶信息,目前这项技术也被引入汽车,尽管在过去一段时间发展相对缓慢,但是克服了成本和规模等障碍,HUD又重新回到人们的视野,随着AR技术的出现,HUD的优势也越来越明显。
HUD的工作原理就是投影——将汽车道路信息投影到驾驶员前方,这样就不需要频繁低头看仪表盘,提高驾驶的安全性和便捷性,同时提升汽车的科技感。

HUD的分类

按照显示屏的不同,HUD可分为CHUD 、WHUD 以及AR-HUD。CHUD是一种将信息镜像到透明面板,根据成像条件对面板做出处理,这种集合式的 HUD 可以加装并拆卸,且成本相对较低,目前普遍应用。缺点就是CHUD置于仪表上方,车辆碰撞时不利于驾驶员的安全。

WHUD是利用光学反射的原理,将信息直接显示在挡风玻璃上。驾驶员看到的是虚拟图像,不是挡风玻璃上的静态图像,而是漂浮在引擎盖上的图像,显示效果更为一体化,也有肋于车主的安全行驶,但是WHUD一定要根据挡风玻璃去选择高精度非球面反射镜,会导致了WHUD的成本较高。
AR-HUD其实也是W-HUD系统的一类,真正的AR-HUD需要集成驾驶员监控和前向物体识别系统,具有数据融合和图像处理功能,可提供实时图像校正。导航时可以融合实际的路况场景进行显示,更加形象生动,它或许代表了HUD的未来发展方向。

根据上面介绍可以得出,HUD的关键部件就是投影单元,HUD控制单元从车上数据获取车速、路况等信息,并在投影仪输出图像。
另一个关键部件就是挡风玻璃,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。
HUD投影技术
目前运用在HUD上的投影技术,主要有LED投影、激光扫描投影、DLP投影、LCOS投影等技术。

LED投影技术

LED投影是最基础的HUD投影技术,成本较低但灵活性以及使用效果较差。

微型激光投影技术

该技术就是用激光作为投影光源,具有色彩还原度高、色度均匀、聚焦效果好、可调节等优点,但是这种成像方式对于周围光照和温度变化的适应性较差,不能达到车规要求的85℃的工作要求。

DLP投影技术

DLP技术是指数字光处理技术,也就是说这种技术要通过数字处理把影像信号投影出来。投影技术具有亮度高、分辨率高、成像逼真等特点,但是DLP技术中的芯片容易受控制器的影响,产生坏点,使用寿命较低。此外,DLP技术需要定制高精度的反射非球面镜,这也直接导致了DLP成本的提高。

LCOS投影技术

LCOS是硅基液晶技术,是一种基于反射模式的矩阵液晶显示技术装置。这项技术最大的特点就是尺寸虽小,但是却能展示丰富的信息,显示效果极佳,LCOS技术的应用会使HUD的使用更加有科技感,缺点也显而易见,就是成本太高。
HUD技术是汽车智能化的一大象征,未来也会继续发展,成为汽车必不可少的技术,目前也有很多车型已经应用HUD系统。
HUD汽车抬头显示技术的未来

在汽车智能发展的大时代,HUD也会迎来挑战与机遇,增强现实技术,提升配置率和用户体验,才能进一步实现HUD的发展。
投影技术、光学设计、系统算力、散热、光路设计等因素都会限制HUD的显示与布置,要想HUD显示变得更加智能,就必须解决以上问题,技术的应用钻研,又增加了产品的成本,或许这也是HUD技术常常出现在豪车的原因。
伴随着车联网的升级,未来HUD技术将加强与辅助驾驶系统的融合,成为自动驾驶中重要技术组成部分,这也加快了HUD的发展,再加上国内自主品牌对中高端品牌的挑战,众多高科技配置和技术已经相对成熟,新技术的发展需要不断进化,不断更新,期待HUD技术的发展,在不久的将来成为汽车标配,助力汽车产业的更上层楼。

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