智能座艙抬頭顯示HUD的3種C-HDU、W-HDU及AR-HUD產(chǎn)品形態(tài)概述

相比于自動駕駛技術(shù)落地、政策監(jiān)管上的不確定性，智能座艙作為與消費者最高頻的觸點，已經(jīng)成為傳統(tǒng)汽車向智能終端轉(zhuǎn)變過程中最典型的縮影，智能座艙的商用化落地能力也被各主機廠預(yù)見，成為相互競爭的一大著力點。智能座艙的發(fā)展也讓汽車逐漸擺脫代步工具的固定認(rèn)知，成為人們?nèi)粘９ぷ髦胁豢苫蛉钡膴蕵樊a(chǎn)品與出行硬件。智能座艙的發(fā)展也讓汽車個性化程度更高，帶來的也不僅僅是汽車產(chǎn)品的創(chuàng)新，更體現(xiàn)了造車思維的創(chuàng)新，通過生物識別技術(shù)、語音交互、手勢交互、車窗智能互聯(lián)、多屏聯(lián)動技術(shù)等技術(shù)革新，可以根據(jù)每個人不同的出行習(xí)慣，定制獨特的智能座艙環(huán)境，滿足乘坐者更多的出行體驗和娛樂需求。

汽車技術(shù)的發(fā)展更像是手機從功能機時代向智能手機時代的變革，使得汽車從出行代步工具成為生活娛樂硬件，智能座艙的出現(xiàn)也讓汽車內(nèi)部的操作界面變得自定性程度更強，憑借大屏互動、智能助力、5G、智能網(wǎng)聯(lián)等技術(shù)的加持，通過對汽車駕駛及乘坐環(huán)境的優(yōu)化和升級，讓汽車智能化程度更高，給駕駛員提供更智能的駕駛環(huán)境，給乘客提供更優(yōu)質(zhì)的乘坐體驗，提升了車輛出行期間駕乘的安全性。抬頭顯示（Head Up Display，HUD）作為智能座艙具有代表性的功能之一，成為越來越多主機廠競爭的技術(shù)重點，也成為很多消費者在購車過程中考慮的一大重心。

HUD最早是應(yīng)用在軍用飛機上的一項技術(shù)，是飛行的輔助儀器，可以讓飛行員在操控飛機時不需要低頭就能夠看到重要的飛行數(shù)據(jù)，降低飛行員飛行過程中低頭查看儀表的頻率，避免注意力中斷及喪失對狀態(tài)意識的掌握。1988年通用首次將HUD應(yīng)用到汽車上，2003年寶馬成為歐洲第一家使用HUD的汽車公司，此后HUD被越來越多的汽車主機廠應(yīng)用到自家汽車上，主要是通過將重要的行車信息實時顯示在擋風(fēng)玻璃上，避免因為駕駛員低頭、轉(zhuǎn)移視線等帶來的安全隱患，HUD功能的出現(xiàn)，也成為智能座艙一大亮點，前衛(wèi)的設(shè)計理念及炫酷的體現(xiàn)方式，也成為汽車銷售過程中介紹的一大賣點。

HUD主要是由投影單元和顯示介質(zhì)2個部分構(gòu)成，其中投影單元內(nèi)部集成了投影儀、反射鏡、投影鏡、調(diào)節(jié)電機及控制單元等，HUD從車上數(shù)據(jù)總線獲取車速、導(dǎo)航等信息，在投影儀輸出圖像，利用光學(xué)發(fā)射原理，將輸出圖像顯示在顯示介質(zhì)上，顯示介質(zhì)可以是單獨安裝的透明樹脂玻璃或者前擋風(fēng)玻璃。

目前汽車行業(yè)HUD主要有3種產(chǎn)品形態(tài)，分別是C-HDU、W-HDU及AR-HUD。

C-HUD通過放置于組合儀表上方的一個半透明的樹脂板作為投影介質(zhì)反射出虛像，這樣的設(shè)計安裝便利，由于C-HUD的投影介質(zhì)主要是放置于儀表上方的一個半透明的樹脂板，比較適合用于后裝市場。但是C-HDU弊端也比較為明顯，主要呈現(xiàn)在三個方面：

成像區(qū)域小、顯示內(nèi)容有限；

成像距離近，位置較低；

C-HUD置于儀表上方，在車輛碰撞時可能會對駕駛員產(chǎn)生二次傷害，不利于車內(nèi)安全。也正因為有這些弊端，C-HUD逐步被邊緣化。

W-HUD主要通過擋風(fēng)玻璃作為投影介質(zhì)來反射成像，可以支持更大的成像區(qū)域和更遠(yuǎn)的投影距離，這樣的產(chǎn)品光學(xué)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，成本相對較高，目前主要應(yīng)用在中高端車型上，但隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，這項技術(shù)也將會在中低端車型上普及。

AR-HUD和W-HUD一樣使用擋風(fēng)玻璃作為投影介質(zhì)來反射成像，但是由于AR-HUD使用了增強投影面，通過數(shù)字微鏡原件生成圖像元素，同時成像幕上的圖像通過反射鏡最終射向擋風(fēng)玻璃，使得增強過后的顯示信息可以直接投射在用戶視野角度的道路上，將顯示信息可以和交通狀況進(jìn)行融合。AR-HUD相對于W-HUD而言成像區(qū)域更大、投影距離更遠(yuǎn)、成像也更加地生動直觀。AR-HUD可以在駕駛員視線區(qū)域內(nèi)合理疊加顯示一些駕駛信息，將導(dǎo)航和ADAS信息與前方道路融合，直接將轉(zhuǎn)向指示、障礙物警告、車道偏離、前車預(yù)警、盲區(qū)監(jiān)測等內(nèi)容顯示出來。但是由于AR-HUD將信息直接顯示在真實道路上，實現(xiàn)這一特性需要通過前視攝像頭對前方的路況進(jìn)行解析建模，得到對象的位置、距離、大小，再把HUD需要顯示的信息精準(zhǔn)地投影到對應(yīng)的位置，這就需要強大的運算能力，AR-HUD也是智能座艙比較好的整體解決方案。

AR-HUD即AR和抬頭顯示的融合，AR技術(shù)，全稱Augmented Reality，翻譯一下就是增強現(xiàn)實。是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，這種技術(shù)的目標(biāo)是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并進(jìn)行互動。AR-HUD分為近投影和遠(yuǎn)投影2個成像點，近投影主要顯示諸如車輛速度、油量等車輛的基本信息，遠(yuǎn)投影擁有更大的視場角，成像距離更遠(yuǎn)，可以有更大的顯示尺寸，可以將虛擬圖像和現(xiàn)實路況融合到一起，可以加入導(dǎo)航信息，將導(dǎo)航路況及時顯示在擋風(fēng)玻璃并與路面進(jìn)行融合，給車主提供更好的駕駛體驗。

HUD未來發(fā)展會如何？AR-HUD是否會普及并商用化？汽車未來會向著自動駕駛發(fā)展，但在發(fā)展的過程中，尤其是在L2、L3及L4階段，駕駛員或安全員的角色是必不可少的，AR-HUD將助力駕駛，有了AR-HUD的加持，會提供更加安全的駕駛提示，提供更加完善的駕乘體驗，因此AR-HUD將會有一個蓬勃發(fā)展的未來。

若自動駕駛真到了普及的那一天，就無需駕駛員的介入，屆時AR-HUD就會像一個雞肋，成為一個沒有使用場景的功能，但那時候的AR-HUD或許會以另一種方式應(yīng)用到車輛上，在車輛自動駕駛的時候，類似游戲、觀影等可視化的娛樂場景，就可以通過AR-HUD的方式進(jìn)行展示，給乘客提供沉浸式的駕乘體驗。