抬頭顯示HUD(Head Up Display)已不再是戰(zhàn)斗機(jī)的專利,HUD也一度作為豪華車型的高科技配置,而今HUD已經(jīng)逐漸走向平民化。如下面是奔馳、寶馬、奧迪的HUD,大量彩色數(shù)字信息投射到擋風(fēng)玻璃上。
下邊是馬自達(dá)和標(biāo)致的HUD,數(shù)字信息投射在擋風(fēng)玻璃前的一塊獨(dú)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(diào)。
一方面,HUD這樣的在前擋風(fēng)玻璃上或者反射玻璃上呈現(xiàn)出行駛信息的形式,的確是一個(gè)很能夠吸引眼球的高科技,當(dāng)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(lái)扒一扒HUD吧。
1、HUD優(yōu)點(diǎn)
?。?)HUD信息顯示位置比傳統(tǒng)的組合儀表位置高。也就是說(shuō),駕駛員想查看車輛信息時(shí),通過(guò)HUD只需低下頭5-10°;而看組合儀表的話,則需低20-25°。
?。?)駕駛員從組合儀表上查看駕駛信息時(shí),眼睛從道路轉(zhuǎn)移到組合儀表再轉(zhuǎn)移到道路,由于道路亮度高而組合儀表(車內(nèi))的亮度低,眼睛就會(huì)經(jīng)歷由亮到暗再到亮的過(guò)程,眼睛瞳孔會(huì)進(jìn)行調(diào)整;同時(shí)眼睛的聚集點(diǎn)會(huì)由遠(yuǎn)到近再到遠(yuǎn)。而駕駛員從HUD上看信息時(shí),眼睛就不需要這么折騰了。
以上兩個(gè)方面綜合起來(lái),駕駛員使用HUD,可以減少視線轉(zhuǎn)移的時(shí)間、視線轉(zhuǎn)移帶來(lái)的眼睛瞳孔變化、眼睛聚集點(diǎn)的變化,最終結(jié)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?
?。ㄗⅲ阂韵滦畔⒉灰欢ǘ加校鶕?jù)HUD的配置會(huì)有所差異)
?。?)、當(dāng)前車速。它是HUD最基本的信息,在限速攝像頭無(wú)處不在的城市道路上,掐著最高限速開(kāi)車時(shí)或者攝像頭前減速時(shí),這個(gè)信息就顯得尤為重要了。
(2)、導(dǎo)航信息。這個(gè)是很實(shí)用的信息,尤其是在市內(nèi)車多、路雜導(dǎo)航時(shí)效果顯著。
(3)、紅色故障標(biāo)記,紅色故障燈出現(xiàn),意味著車子開(kāi)起來(lái)會(huì)有很大的安全隱患。
?。?)、駕駛輔助信息,如限速顯示、主動(dòng)車道保持信息、巡航信息等,在使用車上高科技并進(jìn)行調(diào)節(jié)的時(shí)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(jìn)行調(diào)節(jié)。
3、HUD是怎么實(shí)現(xiàn)的?(以投影至擋風(fēng)玻璃為例)
HUD的原理類似于幻燈片投影。由投影儀發(fā)出光信息,經(jīng)過(guò)“反射鏡”反射到“投影鏡”上,再由“投影鏡”反射到“擋風(fēng)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(jué)就是信息懸浮在前方路上。
HUD圖像在擋風(fēng)玻璃上位置是可調(diào)的,而這其中的關(guān)鍵便是“投影鏡”,通過(guò)改變“投影鏡”的角度,就可以調(diào)節(jié)HUD圖像的位置。
擋風(fēng)玻璃是彎曲的,圖像若是直接投射在彎曲的玻璃面上,會(huì)造成圖像變形。這就需要一個(gè)糾正措施——于是“投影鏡”和“反射鏡”被設(shè)計(jì)成彎曲的。
4、HUD的關(guān)鍵部件有哪些?
?。?)投影單元
投影單元內(nèi)部集成了投影儀、反射鏡、投影鏡、調(diào)節(jié)電機(jī)及控制單元,HUD控制單元從車上數(shù)據(jù)總線獲取車速、導(dǎo)航等信息,并在投影儀輸出圖像。
?。?)擋風(fēng)玻璃
大家可能會(huì)想,這擋風(fēng)玻璃有啥特殊的?的確,下面左圖是普通擋風(fēng)玻璃夾層結(jié)構(gòu)示意,如果把HUD圖像投射到普通擋風(fēng)玻璃上,很容易形成圖像重影,投射效果差。
而HUD擋風(fēng)玻璃夾層內(nèi)部的PVB膜呈楔形,即玻璃呈上厚下薄的狀態(tài),這樣就不會(huì)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(jí)車上搭配的HUD系統(tǒng)的,會(huì)另外配備一塊反射玻璃(如前面舉例的馬自達(dá)和標(biāo)致的HUD系統(tǒng));而在大多豪華品牌上,成本限制沒(méi)那么緊張,就會(huì)用HUD擋風(fēng)玻璃。
就目前的后裝HUD設(shè)備來(lái)說(shuō),有兩種設(shè)計(jì)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(shù)廠商都采用這種方案,另外一種是以CarPro為代表的TFT光學(xué)成像方案。這兩種方案都有各自的利弊。
相對(duì)來(lái)說(shuō),TFT光學(xué)成像方案比較成熟,能帶來(lái)清晰顯示效果,不過(guò)也帶來(lái)高溫問(wèn)題。對(duì)此,CarPro的CEO侍強(qiáng)不太愿意具體說(shuō)明,只回復(fù)“我們做了輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流三重散熱系統(tǒng)解決了這個(gè)問(wèn)題,可以做到80度環(huán)境可以正常工作?!?/p>
至于DLP投影方案,有一個(gè)天生的顯示和溫度缺點(diǎn)。德州儀器TI為投影產(chǎn)品研發(fā)DLP芯片,但現(xiàn)在卻使用在顯示產(chǎn)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(diǎn)是,顯示和投影是兩種類別的功能,“(DLP方案)是通過(guò)投影機(jī)把內(nèi)容投影到微型顯示板上,然后再把顯示板的 內(nèi)容發(fā)射到成像鏡片上被人看到,所以它是投影+反射”,Actisafety 產(chǎn)品HUD總設(shè)計(jì)師覃名健說(shuō)。
對(duì)此,DLP方案的觀點(diǎn)是,TFT方案雖然成熟,但成本無(wú)法降低、體積也不會(huì)做大、散熱問(wèn)題也難以解決,已經(jīng)是一個(gè)定型問(wèn)題。但DLP方案未來(lái)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(jù)CarPro的CEO侍強(qiáng)的不完全統(tǒng)計(jì),深圳目前有三十多家。下面盤點(diǎn)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(lè)駕科技有限公司研發(fā),一款基于HUD+語(yǔ)音操控人機(jī)對(duì)話的智能車載機(jī)器人,能極大提升人們開(kāi)車的安全性。
主要功能:
車蘿卜通過(guò)放置在方向盤正前方儀表臺(tái)上的HUD透明投影屏展現(xiàn)信息,并通過(guò)語(yǔ)音操控實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音導(dǎo)航、接打電話、收發(fā)微信、聽(tīng)歌點(diǎn)歌等功能。讓用戶在專心開(kāi)車同時(shí),安全兼顧導(dǎo)航及通訊、娛樂(lè)、社交需求,讓駕駛更加安全暢快。
核心技術(shù)優(yōu)勢(shì):
針對(duì)車載場(chǎng)景的核心需求,開(kāi)發(fā)了接近自然語(yǔ)言交流的智能人機(jī)對(duì)話技術(shù),能夠結(jié)合上下語(yǔ)意,智能理解用戶要表達(dá)的意思,并做出相應(yīng)的操作,產(chǎn)品具有極高的技術(shù)壁壘。
2、哈德HUD
車聯(lián)網(wǎng)平視顯示新興技術(shù)公司哈德推出一款智能HUD抬頭顯示設(shè)備。
主要功能:
哈德智能HUD擁有AR(Augmented Reality)現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù),真實(shí)路面場(chǎng)景與投影信息實(shí)時(shí)融合交互,如路人識(shí)別、前車測(cè)距、交通燈識(shí)別提示等信息,通過(guò)與實(shí)際場(chǎng)景結(jié)合變得更加生動(dòng)。同時(shí),哈德HUD還有手勢(shì)識(shí)別技術(shù)和語(yǔ)音識(shí)別功能,通過(guò)手勢(shì)操作或語(yǔ)音交互進(jìn)行接聽(tīng)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(yōu)勢(shì):
實(shí)現(xiàn)這些功能的前提是哈德智能HUD采用先進(jìn)的光學(xué)投影技術(shù),采用了50流明DLP顯示方式,3米成像32英寸投影面積,同時(shí)可以根據(jù)外部光線可自動(dòng)調(diào)整亮度,即使是在極為強(qiáng)烈的陽(yáng)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(lián)網(wǎng)智能硬件自主研發(fā)與運(yùn)營(yíng)的創(chuàng)新型科技公司研發(fā)。
主要功能:
CarPro 的導(dǎo)航包括實(shí)景路口放大圖、實(shí)景電子眼,可以對(duì)沖在復(fù)雜路況下 HUD 導(dǎo)航顯示信息過(guò)于簡(jiǎn)單的問(wèn)題。此外,CarPro 還支持語(yǔ)音查路況、以及路況定制播報(bào)、能夠顯示即時(shí)車速;位于HUD主機(jī)前方的攝像頭具有行車記錄的功能。
核心優(yōu)勢(shì):
在信息呈現(xiàn)方式上,CarPro 采用了與寶馬 HUD 相同的 TFT 光學(xué)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(yōu)勢(shì)。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(kāi)車時(shí)無(wú)需頻繁切換視距。
CarPro 采用的是安卓系統(tǒng),針對(duì)夏天車內(nèi)的高溫問(wèn)題,CarPro 將環(huán)境存儲(chǔ)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(nèi)的信息中心。
主要功能:
通過(guò)現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)將信息投射在司機(jī)視線前方,將外界環(huán)境和系統(tǒng)信息自然結(jié)合起來(lái),司機(jī)無(wú)需切換視線就可以獲得所有行車和導(dǎo)航信息;同時(shí)支持讀取智能手機(jī)通知,接入來(lái)電,能夠語(yǔ)音操控回復(fù)短信,徹底又方便的解決司機(jī)開(kāi)車用手機(jī)的痛點(diǎn)。在新版設(shè)計(jì)中,還會(huì)加入疲勞提醒和道路信息識(shí)別功能,更有效的為用戶增強(qiáng)駕駛安全。
技術(shù)優(yōu)勢(shì):
與其他的同類產(chǎn)品比,Car+采用了深度定制的安卓系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)更多更深層次的功能。很多HUD產(chǎn)品支持信息,但都是單任務(wù),處理信息與導(dǎo)航智能二選一。不僅如此Car+就可以能夠自動(dòng)規(guī)劃行程,調(diào)用地圖,幫助用戶實(shí)現(xiàn)零輸入導(dǎo)航。
5、HUD PLAY抬頭顯示
HUD PLAY是領(lǐng)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(dǎo)航、接打電話、收發(fā)短信、微信、行車記錄、一鍵拍照、娛樂(lè)聽(tīng)歌等等,并將汽車數(shù)據(jù)等信息投射到風(fēng)擋玻璃上,無(wú)須再低頭或側(cè)臉尋覓儀表和中控臺(tái)信息,提高行車安全。
6、Navdy平視顯示器
美國(guó)一家名為Navdy的初創(chuàng)公司正在研發(fā)一款汽車用的HUD(平視顯示器),讓你的視線無(wú)需離開(kāi)前方路面就可以輕松查看手機(jī)上的信息。這款全彩顯示設(shè)備可以安置在儀表盤的上方,能夠顯示汽車當(dāng)前的速度、行進(jìn)路線、手機(jī)通知信息。
Navdy配備了5.1英寸(15.24厘米)的透明HUD,集成高質(zhì)量投影儀、用于手勢(shì)控制的紅外攝像頭、加速計(jì)、電子羅盤等傳感器。Navdy內(nèi)置雙 核處理器,運(yùn)行Android 4.4系統(tǒng),支持Wi-Fi和藍(lán)牙LE連接技術(shù),內(nèi)置揚(yáng)聲器和降噪麥克風(fēng),通過(guò)ODB接口連接車載電腦。
小結(jié)
這類硬件產(chǎn)品的智能化是一個(gè)不可逆大趨勢(shì),這些產(chǎn)品可能更加能夠代表未來(lái) HUD 的發(fā)展方向。由于基本上 HUD都安裝在 OBD 接口上(供電和車輛數(shù)據(jù)讀取),因此顯示車況車速的功能都是有的。
在系統(tǒng)層面,這些 HUD 基本上都是采用 Andorid 系統(tǒng),然后根據(jù) HUD 的交互進(jìn)行相應(yīng)的軟件調(diào)整。為了方便連接手機(jī),藍(lán)牙模塊,WiFi 也都有。
目前挑戰(zhàn)不僅來(lái)自于產(chǎn)品本身,消費(fèi)者的固有駕駛習(xí)慣也在一定程度上影響了HUD的推廣。未來(lái)無(wú)人駕駛技術(shù)的到來(lái)會(huì)將其融合,成為無(wú)人駕駛技術(shù)中重要的組成部分。
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評(píng)論