一文了解HUD（HeadsUpDisplay）抬头显示

HUD技术原理

HUD 系统由投影单元和显示介质两大关键部件组成。投影单元内部集成了投影仪、反射镜、投影镜、调节电机及控制单元。其中，控制单元通过车辆数据总线获取车况、导航等信息，并通过投影仪输出图像。显示介质负责成像，成像载体主要是半透明树脂玻璃和汽车前挡风玻璃。

HUD 的原理和幻灯片投影类似，投影仪产生的图像经过反射镜、投影镜反射到汽车前挡风玻璃，驾驶员可以平视的角度获取HUD 所投射的信息。光源由图像生成单元 PGU（Picture Generation Unit）生成，高亮度图像信息通过多次平面或曲面镜进行放大和耦合，最后通过挡风玻璃反射的至驾驶员的眼部活动区域，即眼盒（Eyebox）。

远虚像距离（VID）和大视场角(FOV)是 AR-HUD 的核心要求

AR-HUD 将驾驶信息的投射虚像与现实事物叠加，实现图形与现实世界深度融合。为了实现这一功能，AR-HUD 要求在驾驶员前方至少 7m 处投射虚像。在 7m 或更远时，人类视觉对深度的感知能力降低，在这个距离投影图像会使驾驶者产生图像与现实世界融合的错觉。较长 虚像距离（VID）还可以缩短眼睛在现实世界物体和 HUD图像之间调节和适应的时间。同时AR-HUD 对视场角（FOV）也有更高的要求，较大的虚像尺寸使得显示内容更加丰富。

和 W-HUD 相比，AR-HUD 显示信息增加。AR-HUD 通过前置雷达和摄像头等设备收集到车外环境数据，通过 AR 算法，计算得到所需呈现的图像和数据信息，再通过 AR-HUD 中的光学结构将图像反射到挡风玻璃上，在挡风玻璃的前方产生叠加在实物上的虚像。

目前运用在 HUD 上的投影技术，主要有投影 TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）、DLP 投影（Digital Light Processing）、激光扫描投影、LCOS（Liquid Crystal on Silicon）投影等技术，其中 TFT-LCD 大量运用于 W-HUD，DLP 是目前 AR-HUD领域最为成熟的技术，但其成本较高。基于 LCOS 的 AR-HUD 解决方案正在快速推进中，未来可能成为黑马。