自战机到汽车钢铁侠的HUD指日可待！

来源：网通社原创 2016-10-11 07:00

徐飞

平视显示器（HUD）曾是豪车专属，如今十万元的小车也有搭载。HUD由哪来又将发展到何方？除了看着炫，对驾驶有什么实际帮助？今天我们聊个明白。

导语

平视显示器（HUD）曾是豪车专属，如今十万元的小车也有搭载。HUD由哪来又将发展到何方？除了看着炫，它对驾驶有什么实际帮助？今天我们来聊个明白。

平视显示器（HUD）对驾驶者有何帮助？

平视显示器（Head Up Display，下统称HUD）又是一个军用转民用的安全辅助设备，目前还在服役的飞机都有搭载。划重点：HUD减少了驾驶员观察信息时眼球需要转动的角度和视距差（视距差越大重新对焦时间越长），尽量减少驾驶员注意力脱离实际路况的时间。

HUD对于驾驶员的帮助有多大？引用一下著名HUD供应商大陆集团的数据：

“在使用传统仪器组的情况下，读取显示器信息，包括两次调节视距，至少需要半秒钟。这意味着，当驾驶员以120千米/小时的速度移开视线时，将盲驾约 33 米。

抬头显示器 (HUD) 将在需要的情况下在水平视线范围内直接而准确地呈现信息。驾驶员无需低头看组合仪表或辅助显示器即可获取诸如速度、警告信号及导航指示箭头等所有重要信息。”

HUD需要关注的几个技术点

1.投影距离：虚拟影像的对焦点距离，根本体现HUD“缩小视距差”的使用初衷；

2.成本门槛；

3.光学性能；

4.防震稳定性。

以下两节都会从这几个技术点来分析几种HUD的优劣。

仪表台式与悬挂式两种安装方案的优劣

目前绝大部分HUD（包括前装和后装）都使用了仪表台式安装方案，某非主流厂推出了一个装在遮阳挡上的HUD后装部件——Pioneer-IC-VH99HUD，大概是这样：

Pioneer“或许”给未来的HUD位置提供了一些灵感。不过再回过头看上一节需要关注的几个点，就发现了这种安装方式目前来看有点不太靠谱：第一投影距离太近，对焦点只能在1-2米左右；第二后装在遮阳挡上的非刚性固定部件防震稳定性太差；第三光学性能不稳定；最后，事故时可能会与安全气囊有干涉。

依个人观点，目前来看悬挂式HUD配件不靠谱，也不符合HUD的未来发展模式，是可能会被废弃的方案。

集成式、玻璃投射式HUD的技术路线之争

目前集成式与玻璃投射式HUD两个技术并行使用于现代汽车上，可以预期的是这两种技术路线也会在未来很长一段时间内继续并行发展。

无论集成式HUD还是玻璃投射式HUD，它们的成像原理基本相似，它们的核心理念都是由图像生成器产生图像，通过一系列光学手段将图像拉远、放大后显示到驾驶员面前。这就意味着两种HUD都可以使用同样的UI设计，同一厂家没必要开发两套UI用以适配不同HUD技术。

1.集成式HUD技术路线

集成式HUD，理念上是使用一次反射来达到将图像显示到驾驶员面前的技术。尺寸小（容易塞进小车）、成本低（多个车型可共用一种型号、反光次数少故可以降低发光元件亮度需求），最便宜的集成式HUD，采购价格不足一百块，可知它的入门门槛之低。故更多平民品牌汽车使用了集成式HUD。

当然它的劣势也很明显，第一它的投影距离比较近，对焦点大约在2m左右，视距差相对大一些；第二为了保证反光板防震稳定性，尺寸就很难做大，大量信息的排列会成问题，驾驶员观察信息时的俯视角依旧存在；最后就是由于尺寸与成本所限，集成式HUD很难做到与玻璃投射式HUD一样的显示效果。

2.玻璃投射式HUD技术路线

图中可见玻璃投射式HUD技术路线的画面使用了两次反射，最终将图像投射到反光玻璃上展示给驾驶员面前。这种技术一定程度上解决了集成式HUD技术对焦点相对近（可做到2.5m以上）、观察信息俯视角依旧存在（可做到真正平视）、尺寸做不大（理论上玻璃驾驶员位置玻璃有多大就能投多大）等问题。

当然它也有它特定的问题——成本和空间。玻璃投射式HUD必须专车开发，成本很难控制；仪表台下占用大量空间导致小车很难塞得进去（现在通用的玻璃投射式HUD已经是第二代技术，第一代时还要再大）；挡风玻璃内侧需使用适用HUD的专用玻璃且对误差非常敏感。这些问题限制玻璃投射式HUD技术的下放。

做个总结：集成式HUD技术路线门槛低，玻璃投射式HUD技术路线效果好。目前来看除非有一方有技术突破，否则两个技术将会分别在所属市场占有绝对领先地位。

钢铁侠的HUD我们什么时候能用上？

上文聊到的两种技术路线之争，个人看好玻璃投射式HUD的发展前景，2014年博世发布的下一代AR-HUD（增强现实平视显示技术）同样基于玻璃投射式HUD技术路线开发。

AR-HUD技术虚拟出了两个对焦点而不是现在的一个，距离驾驶员2.4m的近对焦点显示速度、车道保持等传统信息、距离驾驶员7.5m的远对焦点显示导航信息、来车警告、红绿灯警示实时信息，基本上只有想不到没有投不了。目前大陆集团给出的AR-HUD技术投射区域大概是7.5m远、130cm宽、60cm高的视野面，基本可以涵盖驾驶员直视时的大部分观察范围。