HUD（Heads-UpDisplay）汽车抬头显示组件的组成以及优缺点

HUD（Heads-Up Display）汽车抬头显示组件的组成以及优缺点

HUD的结构原理类似于幻灯片投影。由投影仪发出光信息，经过“反射镜”反射到“投影镜”上，再由“投影镜”反射到“反射屏幕（挡风玻璃）”，人眼看到的是位于眼前1-10米处的虚像，给人的感觉就是信息悬浮在前方路上。HUD广泛应用于航空器和汽车中。下面是一个典型的汽车HUD系统的组成部分：

图1 AR HUD组成以及工作原理

根据上图现有HUD的组成可以看到HUD整体可以分为三个部分。图像产生单元（PGU），反射镜，挡风玻璃。

二  现有HUD的优缺点

车辆中的仪表盘在确保驾驶安全平稳方面起着至关重要的作用，它通过提供相关数据，如速度、转速、油量、警告等。但是，随着越来越多的数据呈现在车辆中的多个屏幕上，关键信息有时会丢失并且变得难以看到。此外，尤其是当驾驶员需要集中注意力并保持抬头时，在仪表盘和道路之间扫视可能很危险。

这就是为什么近年来抬头显示器（HUD）在交通行业中越来越受欢迎，它可以在驾驶员面前显示关键信息并减少驾驶员分心。

汽车中使用抬头显示器（HUD）有以下几个方面优点：    

１）HUD上显示的数据包括:发动机转速、车速、发动机温度、燃油容量、行人和车辆警告、物体回避引导。HUD将取代普通汽车上的仪表盘，也称为低头显示器(HDD)

２）HUD将信息直接呈现在驾驶员视野范围内的挡风玻璃上，从而减少了驾驶员看向显示器的频率和持续时间。驾驶员可以轻松地控制驾驶，并能快速响应来自车载通信系统的与道路环境相关的信息。

从应对紧急事件的响应时间来看，使用HUD的反应速度更为迅速（具有较低的驾驶负担HUD vs. HDD:　1.0073 vs. 1.8684s；在较高的驾驶负担—HUD vs. HDD:　 1.3235 vs. 2.3274s)。

３）与低头显示器（HDD）相比，给驾驶员带来的精神压力更小。在使用抬头显示器时，汽车速度能保持在更稳定的水平（在限速范围内保持 120 公里 / 小时），驾驶员更清楚自己车辆的速度，并且更严格地遵守道路限速规定。此外，使用抬头显示器的驾驶员的速度平均比那些必须低头看仪表盘的驾驶员速度更快。

４）解决方案成熟，因为它已经在汽车市场上存在并经过了多年的测试。现在能够适应环境光，所以无论在白天还是晚上驾驶，图像都同样清晰。

５）HUD还可用于：手机接入（电话、短信、多媒体）；显示导航信息、交通信息和手机交互；处理用于手机交互的语音命令以及乘客状态监测。

2.２　缺点

１）如果抬头显示器用于显示除驾驶信息之外的不同信息，例如：在驾驶时更改音乐播放列表、发送餐厅预订或查看电子邮件，那么分心程度会呈指数形式增加。抬头显示器必须显示与汽车相关的信息。

２）虽然它在视线范围内呈现信息，但你仍然需要将焦点从道路下方切换到HUD，然后再切换回来。

３）交通中紧跟着一辆白色汽车时，HUD上的彩色字体的易读性很差。

４）在某些情况下，某些特定身高的驾驶员在根据自己的喜好调整座椅后，可能看不到抬头显示器。

５）结构复杂，抬头显示器支持的视场（FOV）与它的自由曲面非球面镜的尺寸成正比。如果想要一个具有大视场的抬头显示器，就必须使用一个大的非球面镜，这就会导致抬头显示器更大。占用仪表盘前方太多空间（AR－HUD甚至达到10 ～20升）。在汽车仪表板中与横梁、电线、供暖、通风和空调系统、仪表组电子设备以及转向柱竞争空间。

６）需要特殊的挡风玻璃 。挡风玻璃有内外两层，当同一光线照射在玻璃上就会出现两条反射光线，造成“重影”，目前主要解决方案是采用楔形PVB膜夹层玻璃来调整反射光线。

７）当车辆震动时，HUD跟着晃动，导致图像模糊。

８）不适用于垂直窗户和挡风玻璃，在大多数情况下，不适合公交车、休闲车、卡车或面包车。