课件22-车辆信息显示系统（车辆平视显示HUD）

1、 课件22车辆信息显示系统（车辆平视显示HUD、汽车抬头显示、投影显示、立体显示） （修订稿）目录：一、概述二、发展历程三、功能作用四、工作原理五、设置装置六、市场现状一、概述 车辆在高速行驶时,特别是傍晚及夜间高速行车时,驾驶员可能会低头观看仪表显示、观看运行中的参数或指示灯符号等显示，此时如果前方遇有可疑情况就有可能因来不及采取有效措施而造成不必要的事故。为避免这种情况发生,有些高档车辆上装配了车辆平视显示HUD(或曰：抬头显示)系统,它可以将车辆有关运行中的参数信息，显示在前风挡玻璃的驾驶员平视范围上,且显示位置、显示亮度可调,这样可以避免低头看仪表，从而缩短眼球对前方的视觉盲区时间。对

2、减少因低头走神引起的交通事故有着重要的安全价值。 驾驶员注意力不集中往往是导致交通事故的众矢之的。毫无疑问，我们需要加强和简化车辆的驾驶环境，从而帮助驾驶员将注意力集中在路面上，而车辆平视显示HUD(或曰：抬头显示)系统恰好就是解决这个问题的最佳方案之一。根据美国国家公路安全局(NHSTA)的调查显示，平均 HYPERLINK /motorvehiclesafety/distracted_driving/ 每天都有9个人在由驾驶员注意力不集中而导致的交通事故中丧生，而每天因此受伤的人数也高达1200人。车辆信息显示系统HUD是一种将关键数据和相关信息直接显示在驾驶员视野前方的增强现实技术形式，

3、可以避免在行驶过程中，低头看各种仪表查看信息。随着该技术逐步走向成熟，HUD功能也得到了持续的改进，先进的投影显示技术能够为HUD提供驾驶员最开阔的视野、出色的亮度以及灵活地显示方式。车辆信息显示系统HUD就像是各类不同驾驶员信息的汇集中心。试想一下，通过HUD显示，驾驶员在无需将视线从前视路面上转移，甚至不影响注意力的情况下就可以了解到例如车速、路面障碍以及周围车辆靠近等全部信息，而所有的这些关键信息都可以直接被投射到前挡风玻璃上，而浮现在驾驶员眼前，从而杜绝因低头观看信息参数，注意力不集中造成的，不必要的交通事故。二、发展历程车辆信息显示系统HUD ，最早出现在轿车上是在80年代末,HUD

4、 的特性被当时日渐重视安全性的汽车制造商看中,1988年,HUD 作为一项安全特性出现在通用旗下的奥兹莫比Cutlass Supreme 车型的选装清单上。轿车所使用的 HUD 原理是位于仪表台后端的 HUD 显示屏将所重要的信息 ( 如车辆速度、导航提醒等信息 ) 投射到挡风玻璃上 ,通过挡风玻璃再将其反射到给驾驶员, 由于驾驶员看到的是HUD 显示屏的虚像 ,所以会看到HUD 所显示的内容仿佛是浮在前方发动机盖上面一样。车辆信息显示系统HUD，由于时期不同、翻译不同有多种名称，车辆平视显示HUD、汽车抬头显示、投影显示、风窗玻璃仪表显示、立体显示等。HUD是抬头显示器或平视显示器-（Hea

5、dUpDisplay）的简称。抬头显示器HUD是目前普遍运用在航空飞行器上的飞行辅助仪器。飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯。HUD最早出现在军用飞机上，降低飞行员需要低头查看仪表的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识(SituationAwareness）的掌握。这种显示系统80年代应用到高档车上，作用是提高车辆的安全性。当然这种系统成本昂贵，当时还难以在汽车上普及。早期HUD系统在99%的车辆上根本没有配备，这让广大的汽车驾驶人无法享受到它所带来的安全性提升，驾驶更加舒适与便捷，降低驾驶疲劳等优点，GPSHUD抬头显示器导航特此推出了集转速表，水温表，车速表为一体的HUD抬头/平

6、视显示系统，通过驾驶人的亲身实验，肯定了在驾驶过程中HUD所带来的优势，特别是高速公路及繁忙的市区道路，效果更加明显。车载信息系统处于无限的信息输入和极为有限的操作交互冲突中：一方面信息系统的使用者是处于全神贯注的驾驶状态，另一方面要将车辆信息、位置信息、导航信息、用户信息以及互联网信息融入车载系统，并且由于位置变化的丰富性，所引发的LBS类信息的输入也要远远大过PC或手持设备 随着科学的进步，系统功能的不断完善，车辆信息显示系统逐步成长为：车辆信息、定位导航信息、道路情况、附近车辆情况、交通信息提示等，综合车辆信息显示系统。三、功能作用车辆信息显示系统，又叫平视显示系统，抬头显示仪，它可以把

7、重要的信息，映射在风窗玻璃上的全息半镜上，使驾驶员不必低头，就能看清重要的信息。这种显示系统，原是军用战斗机上的显示系统，飞行员不必低头，就能在风窗上看到所需的重要信息。目前，一些高档车型把它移植到车辆上来。 这种显示系统的优点是：1.驾驶员不必低头，就可以看到信息，从而避免分散对前方道路的注意力。2.驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛的疲劳。 总之，这种显示系统的作用是提高车辆的安全性。当然这种系统成本较高，目前还难以在所有车辆上普及虽然很多人仍然认为这样的场景往往只会出现在科技大片中，然而凭借业界久经验证的 HYPERLINK /ww/dlp/automotiv

8、e/hud.html?DCMP=HUD&HQS=dlp-embed-auto-hud-14q4-b-dlppromo-cn DLP Cinema技术，TI已经可以让这一梦想成为现实。DLP Cinema技术是世界领先的数字影院成像技术，如今 HYPERLINK /lsds/ti_zh/dlp/video-and-data-display/getting-started.page 全世界所有的数字影院中有超过80%的影院都使用了这项技术。日前，TI宣布推出 HYPERLINK /cn/pr/docs/preldetail.tsp?prelId=cnsc01928&contentId=187195

9、&keyMatch=DLP3000-Q1&tisearch=Search-CN-Everything DLP3000-Q1芯片组，其中包含了一个DLP 0.3英寸 HYPERLINK /lsds/ti_zh/dlp/advanced-light-control/pattern-rate-less-8khz-overview.page?paramCriteria=no 视屏图形阵列(WVGA) HYPERLINK /lsds/ti_zh/dlp/advanced-light-control/micromirrorarray-less-than-1million-overview.page?par

10、amCriteria=no 数字微镜装置(DMD) 以及 HYPERLINK /cn/pr/docs/preldetail.tsp?prelId=cnsc01928&contentId=187195&keyMatch=DLPC120&tisearch=Search-CN-Everything DLPC120控制器，这款全新的芯片集可帮助开发具有业界最开阔视野(FOV)的12度HUD。随着FOV、图像质量和亮度的不断改进，抬头显示能够帮助驾驶员时刻关注路面状况，并提供更加信息化的体验。车辆信息显示系统HUD抬头数字显示的优点：1.驾驶员平视不必低头，就可以看到信息，从而避免分散对前方道路的注意力

11、。2.驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，能够有效地减轻眼睛的疲劳。四、工作原理 HUD是Head Up Display（平视显示器）的简称。以前用在战斗机上，后来一些汽车厂家也运用起来，但并不广泛。HUD的基本构架包含两个部分：资料处理与影像显示。资料处理单元是将车辆各项参数资料信息整合处理之后，以图形或文字等形态输出；影像显示装置安装在驾驶座前方仪表台上，将接收来的资料处理单元的信息，投射在前风挡玻璃上面。系统附有控制面板，能够调节或者是改变输出的影像。 实现原理很简单，就是利用光学反射的原理，将车辆相关信息投射在玻璃、镀膜镜片(析光镜)，然后平衡反射进驾驶员的眼睛。车辆信

12、息显示系统HUD，其实严格说来并不是单一的一个电子系统，其实成像的关键是在光学和材料学方面，一种透明的高折射率镀膜才是其真正的成像根基。这种膜并非单独存在，它是特殊前风挡玻璃的表层功能部分，这种汽车风挡玻璃生产主要采用有浸渍法和网印法等。由于它含有氧化的Ti和Si，所以它的折射率介于1.8至2.2之间，大于普通前风挡玻璃1.52的折射率，所以表面的反射率就可以增大，再经过多次光干涉就可在远处成像。 车辆信息显示系统HUD上，使用的透明放大反射膜，最初光透射率在70%左右，膜厚多在530纳米左右，这个厚度正是绿色的选择性反射的峰值波长，这也就是大多数汽车老一代HUD显示多为绿色的原因所在。它的缺

13、点不仅仅是颜色单调，观测方向不同还会造成干涉色外观的变化。所以各大汽车公司的HUD投影载体膜就增加了膜厚，能支持整个可见光区域反射，从而实现HUD的多彩色显示和与角度无关的均匀外观，当然它需要高亮度的光源支持，而且成本较高。工作原理示意图：五、设置装置车辆信息显示是人和车辆的交互界面，为驾驶员提供所需的车辆运行参数、工作状态及故障警示等信息，是车辆很有必要的部件。车辆信息显示直观与美观使得驾驶不但是代步之必需，也成为舒适驾驶的一部分，而车辆参数信息传递的准确性与可靠性则直接关系到车辆行驶的安全。 传统的车辆仪表显示以机械式为主，通讯方式以线束为主。存在着信号传输线路多、电磁干扰大、仪表体积大、

14、显示精度不高、不能实现车辆电控单元信息共享等缺点。2000年以前，车辆信息显示系统HUD，开始逐渐装备在跑车和高档车辆中，并且其技术也开始朝着信息化和数字化的方向不断发展。2001年福特在其车型“corvette”首次搭载了彩色显示的HUD系统，2003年宝马成为了欧洲第一家使用HUD技术的汽车公司。时至今日，车辆信息显示系统HUD（平视显示系统）也不仅仅局限于高档轿车和跑车之中。奔驰，吉普JEEP，奥迪，本田，Nissan等多个汽车厂家都有车型装备了，车辆信息显示系统HUD（平视显示系统）。从技术的角度来看，车辆信息显示系统HUD（平视显示系统）也得到了很大的发展；如今该系统除了可以显示车辆

15、的基本信息之外（水温、燃油量、车速、转速、报警指示等），还可以将导航信息，道路信息等一并投射到前风挡玻璃显示，甚至结合车载电脑，外置传感器，通过实景增强技术，将投射的信息与实际的路况高精度的同步提示，引导驾驶员转弯，变道或者避开有威胁的车辆，防撞探测预警前方车辆等。该装置一般由：控制面板，控制器（数据信息接口采集、数据信息的处理、数据信息的整合输出），投影仪器（按工作原理分：光电显示器、CRT显示器、平板显示器、二极管矩阵等），显示镀膜或贴膜（前风挡玻璃镀膜或贴膜）等组成。六、市场现状由于车辆信息显示系统需投影到，需要特殊加工的前风挡玻璃，并且光源要求较好，所以其造价较高，前期主要是配置在部分

16、相对来说中高端一点的车型上。有的人可能会说，我买不起高端车型，但也想体验一下该系统带来的驾驶体验，怎么办？这个其实很简单，独立的抬头显示器就能很好的给驾驶者提供很大程度上的行车安全性和便利性，当然，前提是好的独立抬头显示器。目前，后装市场上的抬头显示器良莠不齐。优秀的抬头显示器，接入汽车 HYPERLINK /supply/OBD.html?i=%C6%FB%B3%B5%B5%E7%D7%D3 t _blank OBD后，信息丰富，有些甚至还具有无线连接功能，可以连接到手机，将手机导航移植到显示器中并投射到前挡风窗或者自带的反光玻璃板。但毕竟这种抬头显示器最大的缺点就是其受制于外界的光线。由于其投射在普通的车窗上，如果阳光直射或者光线很亮的话，它的显示效果就会很一般了。车辆信息显示系统HUD的投射光很稳定，光源较亮，所以它投射出来的文字图像信息也要稳定的多