增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型（AR）抬頭顯示（HUD）產(chǎn)品，是車內(nèi)整合整車信息，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的分心駕駛。在智能汽車的風(fēng)口之下，眾多車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。最早于1990年提出。
HUD，全稱 head up display，即我們常說抬頭顯示。它的作用，就是把時速、導(dǎo)航等重要的行車信息，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投射出來的信息與真實(shí)的駕駛環(huán)境融為一體。
AR HUD是一個精密的光電系統(tǒng)，它需要整合ADAS系統(tǒng)所采集到的行車信息，搭配高精度地圖，再以優(yōu)質(zhì)的HMI設(shè)計，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，什么樣的AR HUD才是一臺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的效果就會越好。
一般情況下，HUD的顯示圖像和道路并不是在一個平面，此時人眼需要在道路和顯示圖像之間也需要來回切換，調(diào)整焦點(diǎn)，會有一定的安全隱患。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會做到10m甚至13m。
2、視場角FOV＞10°
Field of View，又名“視場角”， 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，要擴(kuò)大FOV，以實(shí)現(xiàn)覆蓋多車道顯示，這對功耗控制與光學(xué)設(shè)計有著很高的技術(shù)要求。
3、亮度＞12000cd/m2
投影顯示的效果由投影光線的亮度和環(huán)境光亮度決定。白天，汽車前方的環(huán)境光往往非常強(qiáng)，特別是在陽光直射的時候。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個反射面，光線在經(jīng)過它兩個面的反射后會形成2個虛像，也就是我們平時所說的重影。重影的存在，會極大地影響AR-HUD的成像質(zhì)量
常見的解決方案之一，是將前風(fēng)擋玻璃做成楔形，讓玻璃的兩個反射面形成一定的角度。這種方式一般是使用PVB楔形膜，會極大的提升前風(fēng)擋成本
楔形PVB玻璃，可以有效降低重影的影響，來源積水化學(xué)
第二種辦法就是通過鍍膜來實(shí)現(xiàn)，比如說福耀玻璃便有研發(fā)這一技術(shù)。除以上辦法之外，通過優(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)擋本身是一個不規(guī)則曲面，光線經(jīng)過反射進(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在工作時的熱量來源也是兩個方面：第一個是由于AR HUD需要具備高亮度，光源發(fā)熱量大；第二個則是難點(diǎn)——陽光倒灌問題，由于光路的可逆性，自然界中的光線會沿著投影光路而集中到PGU中。過高的熱量會對PGU的光電元件造成嚴(yán)重?fù)p傷。因此散熱是一個重要的問題。
目前量產(chǎn)的HUD都具備較大的散熱結(jié)構(gòu)
7、消除光斑
光線傳播的雙向性會導(dǎo)致外界的陽光進(jìn)入HUD內(nèi)部，這么一來，部分外部光線經(jīng)過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)致駕駛員無法看清前方的局部路況的情況，哪怕只是短時間的，也會給駕駛帶來安全隱患。所以，如何消除光斑也是AR-HUD不得不解決的一個問題。
除了以上對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ADAS前視攝像頭對前方的道路情況進(jìn)行解析建模，得到對象的位置、距離、大?。辉侔袶UD需要顯示的信息精準(zhǔn)的投影到對應(yīng)的位置，讓人眼、HUD顯示面、真實(shí)道路在一條視線上，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&駕駛員視線追蹤
人眼、HUD、道路三點(diǎn)一線還有一個極其不穩(wěn)定的因素，就是眼睛的位置。駕駛員的高矮、坐姿、頭部位置等等都會影響眼睛的位置和視線的方向。
所謂“眼盒”，就是眼睛可移動的區(qū)域，如果眼睛位于這塊區(qū)域內(nèi)則能夠看清整個圖像，反之出了這塊區(qū)域，則無法看全整個圖像。
一個好的AR HUD，會有一個合適的眼盒大小與位置。通過眼動追蹤+圖像位置實(shí)時自動調(diào)節(jié)，便可以保證良好的AR顯示效果
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文章部分內(nèi)容參考來源：知乎@史高玻，聯(lián)創(chuàng)汽車電子
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邀請函：第三屆車載抬頭顯示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)展趨勢概述
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擬邀請：主機(jī)廠
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HUD在自動駕駛技術(shù)發(fā)展中的角色演化
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擬邀請：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：HUD 一級供應(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：HUD 一級供應(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：DLP供應(yīng)商
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ARHUD結(jié)合高精地圖在未來汽車導(dǎo)航的應(yīng)用趨勢
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擬邀請：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：自由曲面加工供應(yīng)商
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自由曲面鏡的模具設(shè)計方案介紹
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擬邀請：自由曲面模具供應(yīng)商
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高精度車床在自由曲面鏡模具產(chǎn)品上的應(yīng)用
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擬邀請：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：顯示屏供應(yīng)商
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抬頭顯示器HUD鍍膜技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用介紹
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擬邀請：鍍膜供應(yīng)商：
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抬頭顯示器HUD測量解決方案介紹
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擬邀請：檢測供應(yīng)商
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ARHUD導(dǎo)航帶來全新的安全駕駛體驗(yàn)
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擬邀請：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)計供應(yīng)商
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圓桌會議：嘉賓和議題策劃中
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擬邀請：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（智能汽車俱樂部）：汽車擋風(fēng)玻璃黑科技AR HUD的9條必備性能
