HUD起源及三大HUD技�(shù)的發(fā)�
HUD也叫抬頭顯示,又叫平視顯示系�(tǒng),最初前身是作為美國的A-5艦載�(jī)的應(yīng)�,通過平視顯示屏投射到飛行員視野前方的透視�,使得飛行員更加安全高效完成重要信息的觀�,提高飛行安全。自1980年后,HUD技�(shù)開始用于民航客機(jī)用于顯示�(dǎo)航信��
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汽車HUD的崛�
1988年,通用汽車開始將HUD技�(shù)從飛行領(lǐng)域過渡到民用汽車�(lǐng)域中�,隨后第三年�1991年,日本豐田公司在皇冠車型上首次搭載HUD平視顯示系統(tǒng),隨著HUD的興起,�2003年后,寶�、奔�、奧迪等豪華品牌隨后加入到HUD技�(shù)的大家庭中來,當(dāng)時的HUD�(fā)展前期基本以C HUD組合式抬頭顯示為��
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三大HUD技�(shù)
HUD根據(jù)顯示屏的不同,HUD�(chǎn)品可劃分為三類:
C-HUD(組合型抬頭顯示系統(tǒng)�,早期的HUD技�(shù),是一種將時�、導(dǎo)航等重要的行車信�,投影到駕駛員前面儀表板上的一塊透明樹脂玻璃上的顯示系統(tǒng)。它通過即插即用或集成到儀表盤的方式提供,�(shè)計簡�,成本相對較�。C-HUD的核心是一個獨(dú)立的透明樹脂屏幕,一般會根據(jù)成像條件對鏡面�(jìn)行特殊處�,以確保信息清晰可見�
�(yōu)缺點(diǎn)�
�(yōu)�(diǎn):結(jié)�(gòu)簡單,成本較�,成像清��
缺點(diǎn):成像區(qū)域小,顯示內(nèi)容有限;成像距離�,成像高度較�;布置位置處于駕駛員前方的儀表板�,在車輛�(fā)生碰撞時可能會對駕駛員造成二次傷害�
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W-HUD(風(fēng)擋型抬頭顯示系統(tǒng))是利用光學(xué)反射的原�,將重要的行駛相�(guān)資訊投射在擋�(fēng)玻璃上面顯示,它提供了更為直觀且一體化的顯示效�,有助于駕駛員的安全行駛�
�(yōu)缺點(diǎn)�
�(yōu)�(diǎn):顯示效果一體化,有助于駕駛安全�
缺點(diǎn):由于擋�(fēng)玻璃一般為曲面玻璃,需要精確的非球面反射鏡來確保效�,導(dǎo)致成本較高�
AR-HUD(增�(qiáng)�(xiàn)實型抬頭顯示系統(tǒng)�
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AR-HUD是一種將虛擬信息疊加到實際道路上的顯示系�(tǒng),通過智能駕駛的傳感器(如攝像頭、雷�(dá)等)對前方的路況�(jìn)行解析建�,以得到對象的位�、距�、大小等要素,再把HUD顯示的信息精�(zhǔn)地投影到對應(yīng)的位置,它結(jié)合了車輛�(dǎo)�、ADAS功能等,提供行車中道路偏�、前車預(yù)警及障礙物識別等提示�
�(yōu)缺點(diǎn)�
�(yōu)�(diǎn):成像距離遠(yuǎn),成像尺寸大,顯示信息豐�,與真實駕駛�(huán)境融為一�,無視覺盲區(qū)�
缺點(diǎn):技�(shù)�(fù)�,研�(fā)、生�(chǎn)成本�,對光學(xué)�(shè)計、光源選擇等有較高要��
全景UHD(超高清全景顯示)并非特指一種HUD類型,而是指超高清晰度(Ultra High Definition,簡稱UHD)的全景顯示技�(shù),UHD是一種圖像分辨率�(biāo)�(zhǔn),其分辨率通常�3840×2160像素(也稱為4K UHD�,或者更高的7680×4320像素(也稱為8K UHD),全景UHD顯示技�(shù)能夠提供更廣闊的視野、更�(xì)膩的圖像�(xì)節(jié)和更逼真的視覺效果�
�(yīng)用領(lǐng)域:
影視娛樂:為觀眾帶來更加逼真、震撼的視覺享受�
游戲�(chǎn)�(yè):提供更加真�、沉浸式的游戲體��
廣告行業(yè):使廣告畫面更加生動、吸引人�
教育和醫(yī)療領(lǐng)域:高清晰度的圖像有助于更精確的診斷和教�(xué)�
D-HUD、W-HUD、AR-HUD是三種不同類型的抬頭顯示系統(tǒng),各自具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場�;而全景UHD則是一種超高清的全景顯示技�(shù),可廣泛�(yīng)用于多個領(lǐng)域�
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AR-HUD的構(gòu)�
HUD的核心部件主要由PGU(圖像生成單元)、Concave Mirror(自由曲面�)和Windshield(擋風(fēng)玻璃)�(gòu)�。PGU用以�(chǎn)生圖�、控制亮度,自由曲面鏡用以放大畫�,消除擋�(fēng)玻璃造成的畸�;擋�(fēng)玻璃�(fù)�(zé)再次放大畫面,消除重�(如通過形玻�)后再將圖形反射至人眼。由于HUD畫面虛像由擋�(fēng)玻璃反射而來,所以給人的視覺感覺就像畫面懸浮在玻璃外,呈�(xiàn)出一種全息影像的效果�
PGU(Picture Generation Unit)成像單元是AR-HUD的關(guān)鍵部�,直接影響HUD的成像效果與�(chǎn)品化成本。在AR-HUD成本中,PGU價值占比最�,可�(dá)整機(jī)BOM�30%~50%。目前行�(yè)公認(rèn)的PGU技�(shù)路徑可以分為四條,主要包括TFT-LCD(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display)、DLP( Digital LightProcessing)、LBS激光掃�(Laser Beam Scanning)、LCOS( LiquidCrystal on Silicon)等�
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AR-HUD光學(xué)零件難度
光學(xué)零件也是重要的技�(shù)壁壘,HUD�(nèi)置的自由曲面反射�,擋�(fēng)玻璃由于是不�(guī)則的自由曲面,正常投射的影像�(jīng)過擋�(fēng)玻璃反射后會形成畫面崎變,這時候就需要自由曲面鏡匹配汽車擋風(fēng)玻璃面型以消除靜�(tài)畸變、動�(tài)畸變、雙眼視差等問題。自由曲面鏡模具需要用精密儀器制�,做成納米級,非球面鏡需要一次成形,材料一般為為PC或者COC塑料材質(zhì),要求高面型精度,高反射�,良好的耐候性能�
HUD未來�(fā)展概�
從目前的市場�(fā)展來�,AR-HUD的發(fā)展崛起迅�,目前國�(nèi)以及國際多家知名企業(yè)開始往AR-HUD(即增強(qiáng)�(xiàn)實抬頭顯示系�(tǒng))發(fā)展,如華�、LG、松�、華陽多媒體、水晶光�、澤�、銳思華�(chuàng)等多家企�(yè)在逐步邁入AR-HUD車載市場,盡管存在難度技�(shù)�、制作成本高、體積大等技�(shù)難點(diǎn),但是隨著國�(nèi)目前車載技�(shù)的發(fā)展,這一難點(diǎn)被攻克的速度正在加快�
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