车载抬头显示（HUD）市场前景展望

2023年 2月 21日

话题:

作者:

Anne Corning

车载抬头显示（HUD）用于在驾驶员视野范围内显示一些关键信息，以确保驾驶员能够保持注视前方路况。HUD最初起源于20世纪50年代的航空航天行业，当时主要用于军用飞机，现在广泛应用于飞机驾驶舱和飞行员头戴式（头盔）系统。由于在车辆安全和操作方面提供了与飞机应用类似的益处，如今，HUD系统在新上市车型中越来越常见。

车载抬头显示（HUD）在乘用车上的应用正在稳步增长。据估计，该细分市场在2022年的全球收入总额达到约10亿美元¹至12.7亿美元²（来源：Mordor Intelligence），而且所有市场分析师一致认为，车载HUD将会继续快速普及，市场规模预计在未来五年内将达到约30亿至40亿美元。其中，车载HUD在豪华汽车领域的普及速度最快。

传统二维车载HUD，用于在驾驶员视野范围内显示信息。

HUD技术

HUD系统有多种不同的部署技术和方法。有些HUD系统使用TFT/microLED显示器进行图像投影，有些HUD系统则使用DLP投影仪等系统将图像投影到汽车挡风玻璃内侧，其他HUD系统采用自发光显示屏，将图像显示在挡风玻璃内嵌入的显示表面上。Luminiq在这篇文章中详细讨论了这些不同的方法。

此外，HUD系统还可以采用不同的可视化方法。传统HUD通常为二维（平面）系统。图像被投射到驾驶员前方数米的位置；这称为虚拟图像距离（VID）。投影显示器的垂直和水平视场（FOV）大小以度数表示。

HUD eyebox被定义为三维区域，在这个区域里，当驾驶员的头转向不同方位，都可以看到整个显示屏；由于挡风玻璃上投影区域的尺寸限制，这个区域在现有的传统二维 HUD的中是有限的。因此，所投射的信息量也是有限的，通常仅包含基本的车速信息和导航符号。

除了视场（FOV）外，传统二维 HUD还存在其他限制，比如：它们不支持将图形叠加到现实物体上，也无法与车载传感器数据整合，以创建实时人机界面（HMI）功能，这种功能可用在相对于驾驶员视场（FOV）不断变化的环境中投射虚拟图像³。为了扩展HUD功能，开发人员正在探索新一代AR-HUD系统。

增强现实HUD(AR-HUD)

AR-HUD系统提供更宽的水平视场（FOV）和更远距离的投影（更长的VID）。通常，AR HUD系统提供VID至少7米和视场至少10°的功能性观看区域（允许将虚拟图像的图形内容投射在范围更宽广的可视环境中）。

传统HUD系统的投影视场仅为5°，虚像距离仅为2.5米至3米；AR-HUD系统的投影虚像距离可达到7至20米，能够实现虚拟图像与道路上真实元素的有效融合。（图片：© Texas Instruments⁴）

AR-HUD系统投射信息时能够使信息看上去与现实环境融为一体，例如在前方道路上显示方向指示标志。这些先进的系统还能够整合传感器信息，例如显示偏离车道警告信息和指示，以帮助驾驶员纠正行驶路线。

整合后的AR-HUD系统发出偏离车道的警告信息，帮助引导驾驶员回到正确的车道上。（图片 © Continental AG, 来源）

现已上市的首款商用AR HUD系统来自梅赛德斯-奔驰2021 S系车型。该系统整合来自车载传感器（如前视雷达和光学传感器）的各种输入，向驾驶员提供警报和信息。举例来说，HUD系统可以提供与前车之间的距离信息，在光线较暗的情况下显示描绘道路边缘的标记，或者通过叠加显示在车道上的方向箭头提供导航帮助。

梅赛德斯-奔驰2021 S系汽车上的AR系统正在运行。

传统HUD和AR HUD系统的关键质量考虑因素

随着新一代HUD系统的出现，制造商们用于确保虚拟图像质量的显示器测试设备面临新的要求。当3D系统与AR-HUD系统相融合在更大的视场和不同的景深范围内投射新型虚拟图像时，HUD测量过程发生了哪些变化？

由于HUD是在车辆运行时使用的，因此确保图像和字符清晰易读对于驾驶员和乘客安全至关重要。行业监管法规针对抬头显示（HUD）制定了严格的光学规定，要求制造商必须仔细检测系统的视觉性能，以确保符合监管规定。为满足此要求，汽车OEM制造商们需要使用有效的显示器测量系统，其中，理想选择是一体化的HUD测量解决方案，能够同时解决2D、3D和AR-HUD光学质量测试。

全面的自动化HUD测试解决方案

瑞淀光学系统提供全面的硬件/软件解决方案，可实现车载HUD及其他HUD系统的全自动化测试。该解决方案经过专门设计，以应对OEM制造商和供应商的测试要求（包括自定义要求及SAE和ISO等行业组织规定的要求），其包含ProMetric^®成像亮度计、电控镜头和TT-HUD™ 软件，能够快速对HUD投影和虚拟图像进行自动化视觉检测。