增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型（AR）抬頭顯示（HUD）產(chǎn)品，是車(chē)內(nèi)整合整車(chē)信息，然后將之以圖案化形式反饋給駕駛員的智能化配置，它可以有效防止駕駛員低頭看屏幕所帶來(lái)的分心駕駛。在智能汽車(chē)的風(fēng)口之下，眾多車(chē)企正在積極搶灘登陸，AR HUD有望成為各廠商秀肌肉的核心配置之一。
什么是AR HUD？
AR HUD即AR技術(shù)與抬頭顯示的結(jié)合體。
AR技術(shù)，全稱(chēng)Augmented Reality，翻譯一下就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)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(shí)世界并進(jìn)行互動(dòng)。最早于1990年提出。
HUD，全稱(chēng) head up display，即我們常說(shuō)抬頭顯示。它的作用，就是把時(shí)速、導(dǎo)航等重要的行車(chē)信息，投影到駕駛員前面的風(fēng)擋玻璃上，讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉(zhuǎn)頭就能看到時(shí)速、導(dǎo)航等重要的駕駛信息。常規(guī)的HUD有兩種模式，組合式的C-HUD與，風(fēng)擋式W-HUD。
AR HUD是在HUD光學(xué)投影系統(tǒng)中融入AR技術(shù)，在我們看到的真實(shí)世界中覆蓋上數(shù)字圖像，使得HUD投射出來(lái)的信息與真實(shí)的駕駛環(huán)境融為一體。
AR HUD是一個(gè)精密的光電系統(tǒng)，它需要整合ADAS系統(tǒng)所采集到的行車(chē)信息，搭配高精度地圖，再以?xún)?yōu)質(zhì)的HMI設(shè)計(jì)，將信息投射在前風(fēng)擋之上。
優(yōu)秀的AR HUD該具備哪些性能？
那么，具體下來(lái)，什么樣的AR HUD才是一臺(tái)可以給駕駛員提供智能化駕乘體驗(yàn)的優(yōu)秀產(chǎn)品呢？下面，就來(lái)聊聊AR HUD的部分關(guān)鍵性能。
1、虛像距離VID＞7.5m
VID(Virtual Image Distance)虛擬圖像距離，可以理解為圖像焦點(diǎn)到眼睛的距離。就我們的直觀感受而言，成像能夠覆蓋的距離越遠(yuǎn)，成像尺寸越大，AR-HUD的效果就會(huì)越好。
一般情況下，HUD的顯示圖像和道路并不是在一個(gè)平面，此時(shí)人眼需要在道路和顯示圖像之間也需要來(lái)回切換，調(diào)整焦點(diǎn)，會(huì)有一定的安全隱患。因此，行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可的AR HUD起碼需要具備傳統(tǒng)7.5m的VID，部分廠商的VID會(huì)做到10m甚至13m。
2、視場(chǎng)角FOV＞10°
Field of View，又名“視場(chǎng)角”， FOV是以眼睛為頂點(diǎn)，以眼睛看到虛像的最大范圍的兩條邊緣構(gòu)成的夾角。
FOV反應(yīng)了我們看到的AR-HUD圖像大小，AR-HUD的水平FOV至少需要達(dá)到10°以上。在保證成像距離、大小的同時(shí)，要擴(kuò)大FOV，以實(shí)現(xiàn)覆蓋多車(chē)道顯示，這對(duì)功耗控制與光學(xué)設(shè)計(jì)有著很高的技術(shù)要求。
3、亮度＞12000cd/m2
投影顯示的效果由投影光線(xiàn)的亮度和環(huán)境光亮度決定。白天，汽車(chē)前方的環(huán)境光往往非常強(qiáng)，特別是在陽(yáng)光直射的時(shí)候。為了保證AR HUD的顯示效果，就必須保證本身的亮度。目前業(yè)界的要求HUD最大亮度在12000cd/m2以上。
在具體的行駛過(guò)程中，HUD的亮度還需要隨著環(huán)境光的變化而變化，以保證最佳顯示效果。
以上這3點(diǎn)可以說(shuō)是有具體數(shù)字指標(biāo)的業(yè)界普遍標(biāo)準(zhǔn)，除此之外，還有著一些成像品質(zhì)方面的管控。
4、消除重影
擋風(fēng)玻璃由于其本身厚度原因，相當(dāng)于存在2個(gè)反射面，光線(xiàn)在經(jīng)過(guò)它兩個(gè)面的反射后會(huì)形成2個(gè)虛像，也就是我們平時(shí)所說(shuō)的重影。重影的存在，會(huì)極大地影響AR-HUD的成像質(zhì)量
常見(jiàn)的解決方案之一，是將前風(fēng)擋玻璃做成楔形，讓玻璃的兩個(gè)反射面形成一定的角度。這種方式一般是使用PVB楔形膜，會(huì)極大的提升前風(fēng)擋成本
楔形PVB玻璃，可以有效降低重影的影響，來(lái)源積水化學(xué)
第二種辦法就是通過(guò)鍍膜來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如說(shuō)福耀玻璃便有研發(fā)這一技術(shù)。除以上辦法之外，通過(guò)優(yōu)化光路或算法也能在一定程度上減輕重影。
5、畸變矯正
HUD的圖像畸變有兩種：其一是由于風(fēng)擋本身是一個(gè)不規(guī)則曲面，光線(xiàn)經(jīng)過(guò)反射進(jìn)入到人眼中很容易變形，就像哈哈鏡成像那樣。
第二種畸變則是HUD光學(xué)結(jié)構(gòu)中的反射鏡不可能100%的標(biāo)準(zhǔn)，在AR HUD較傳統(tǒng)WHUD數(shù)倍的放大倍數(shù)之下，輕微的畸變都不可忽視。
圖片截取自EPSON演講PPT
改善方案的話(huà)包括算法芯片將圖像矯正，改善光學(xué)路徑等，還有一種則是有廠商采用的裸眼3D技術(shù)。
6、良好的散熱
AR HUD在工作時(shí)的熱量來(lái)源也是兩個(gè)方面：第一個(gè)是由于AR HUD需要具備高亮度，光源發(fā)熱量大；第二個(gè)則是難點(diǎn)——陽(yáng)光倒灌問(wèn)題，由于光路的可逆性，自然界中的光線(xiàn)會(huì)沿著投影光路而集中到PGU中。過(guò)高的熱量會(huì)對(duì)PGU的光電元件造成嚴(yán)重?fù)p傷。因此散熱是一個(gè)重要的問(wèn)題。
目前量產(chǎn)的HUD都具備較大的散熱結(jié)構(gòu)
7、消除光斑
光線(xiàn)傳播的雙向性會(huì)導(dǎo)致外界的陽(yáng)光進(jìn)入HUD內(nèi)部，這么一來(lái)，部分外部光線(xiàn)經(jīng)過(guò)HUD內(nèi)部反射器件的反射之后，就可能進(jìn)入駕駛員的眼睛，從而產(chǎn)生所謂的“光斑”。光斑可能導(dǎo)致駕駛員無(wú)法看清前方的局部路況的情況，哪怕只是短時(shí)間的，也會(huì)給駕駛帶來(lái)安全隱患。所以，如何消除光斑也是AR-HUD不得不解決的一個(gè)問(wèn)題。
除了以上對(duì)HUD品質(zhì)方面的管控外，AR效果方面也要做到更好：
8、前方道路融合
將信息直接顯示在真實(shí)道路上是AR HUD的重要特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)這一特性需要通過(guò)ADAS前視攝像頭對(duì)前方的道路情況進(jìn)行解析建模，得到對(duì)象的位置、距離、大小；再把HUD需要顯示的信息精準(zhǔn)的投影到對(duì)應(yīng)的位置，讓人眼、HUD顯示面、真實(shí)道路在一條視線(xiàn)上，才能達(dá)到足夠沉浸的AR體驗(yàn)。
根據(jù)前視圖像建模后將信息疊加到實(shí)際道路上
9、眼盒&駕駛員視線(xiàn)追蹤
人眼、HUD、道路三點(diǎn)一線(xiàn)還有一個(gè)極其不穩(wěn)定的因素，就是眼睛的位置。駕駛員的高矮、坐姿、頭部位置等等都會(huì)影響眼睛的位置和視線(xiàn)的方向。
所謂“眼盒”，就是眼睛可移動(dòng)的區(qū)域，如果眼睛位于這塊區(qū)域內(nèi)則能夠看清整個(gè)圖像，反之出了這塊區(qū)域，則無(wú)法看全整個(gè)圖像。
一個(gè)好的AR HUD，會(huì)有一個(gè)合適的眼盒大小與位置。通過(guò)眼動(dòng)追蹤+圖像位置實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)，便可以保證良好的AR顯示效果
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邀請(qǐng)函：第三屆車(chē)載抬頭顯示HUD高峰論壇（12月16日，上海）
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議題
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擬邀請(qǐng)嘉賓
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抬頭顯示器HUD產(chǎn)品技術(shù)概述及發(fā)展趨勢(shì)概述
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擬邀請(qǐng)：主機(jī)廠
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HUD在自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)展中的角色演化
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擬邀請(qǐng)：主機(jī)廠
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從軟硬件的角度看ARHUD的前景與展望
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擬邀請(qǐng)：HUD 一級(jí)供應(yīng)商
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XXX抬頭顯示器HUD創(chuàng)新應(yīng)用案例介紹
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擬邀請(qǐng)：HUD 一級(jí)供應(yīng)商
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DLP數(shù)字光學(xué)處理技術(shù)在抬頭顯示器HUD的應(yīng)用介紹
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擬邀請(qǐng)：DLP供應(yīng)商
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ARHUD結(jié)合高精地圖在未來(lái)汽車(chē)導(dǎo)航的應(yīng)用趨勢(shì)
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擬邀請(qǐng)：高精地圖供應(yīng)商
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抬頭顯示器HUD玻璃自由曲面加工工藝介紹
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擬邀請(qǐng)：自由曲面加工供應(yīng)商
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自由曲面鏡的模具設(shè)計(jì)方案介紹
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擬邀請(qǐng)：自由曲面模具供應(yīng)商
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高精度車(chē)床在自由曲面鏡模具產(chǎn)品上的應(yīng)用
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擬邀請(qǐng)：自由曲面設(shè)備供應(yīng)商
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顯示屏在HUD產(chǎn)品架構(gòu)中的應(yīng)用介紹
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擬邀請(qǐng)：顯示屏供應(yīng)商
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抬頭顯示器HUD鍍膜技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用介紹
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擬邀請(qǐng)：鍍膜供應(yīng)商：
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抬頭顯示器HUD測(cè)量解決方案介紹
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擬邀請(qǐng)：檢測(cè)供應(yīng)商
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ARHUD導(dǎo)航帶來(lái)全新的安全駕駛體驗(yàn)
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擬邀請(qǐng)：AR HUD供應(yīng)商
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抬頭顯示器HUD散熱系統(tǒng)解決方案介紹
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HUD散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)供應(yīng)商
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圓桌會(huì)議：嘉賓和議題策劃中
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擬邀請(qǐng)：主機(jī)廠，TIER1, 方案供應(yīng)商
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原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（智能汽車(chē)俱樂(lè)部）：汽車(chē)擋風(fēng)玻璃黑科技AR HUD的9條必備性能
