車載抬頭顯示（HUD）用于在駕駛員視野范圍內(nèi)顯示一些關(guān)鍵信息，以確保駕駛員能夠保持注視前方路況。HUD最初起源于20世紀(jì)50年代的航空航天行業(yè)，當(dāng)時主要用于軍用飛機(jī)，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于飛機(jī)駕駛艙和飛行員頭戴式（頭盔）系統(tǒng)。由于在車輛安全和操作方面提供了與飛機(jī)應(yīng)用類似的益處，如今，HUD系統(tǒng)在新上市車型中越來越常見。
車載抬頭顯示（HUD）在乘用車上的應(yīng)用正在穩(wěn)步增長。據(jù)估計，該細(xì)分市場在2022年的全球收入總額達(dá)到約10億美元1至12.7億美元2（來源：Mordor Intelligence），而且所有市場分析師一致認(rèn)為，車載HUD將會繼續(xù)快速普及，市場規(guī)模預(yù)計在未來五年內(nèi)將達(dá)到約30億至40億美元。其中，車載HUD在豪華汽車領(lǐng)域的普及速度最快。
傳統(tǒng)二維車載HUD，用于在駕駛員視野范圍內(nèi)顯示信息。
HUD系統(tǒng)有多種不同的部署技術(shù)和方法。有些HUD系統(tǒng)使用TFT/microLED顯示器進(jìn)行圖像投影，有些HUD系統(tǒng)則使用DLP投影儀等系統(tǒng)將圖像投影到汽車擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)，其他HUD系統(tǒng)采用自發(fā)光顯示屏，將圖像顯示在擋風(fēng)玻璃內(nèi)嵌入的顯示表面上。Luminiq在這篇文章中詳細(xì)討論了這些不同的方法。 此外，HUD系統(tǒng)還可以采用不同的可視化方法。傳統(tǒng)HUD通常為二維（平面）系統(tǒng)。圖像被投射到駕駛員前方數(shù)米的位置；這稱為虛擬圖像距離（VID）。投影顯示器的垂直和水平視場（FOV）大小以度數(shù)表示。HUD eyebox被定義為三維區(qū)域，在這個區(qū)域里，當(dāng)駕駛員的頭轉(zhuǎn)向不同方位，都可以看到整個顯示屏；由于擋風(fēng)玻璃上投影區(qū)域的尺寸限制，這個區(qū)域在現(xiàn)有的傳統(tǒng)二維HUD的中是有限的。因此，所投射的信息量也是有限的，通常僅包含基本的車速信息和導(dǎo)航符號。 除了視場（FOV）外，傳統(tǒng)二維HUD還存在其他限制，比如：它們不支持將圖形疊加到現(xiàn)實(shí)物體上，也無法與車載傳感器數(shù)據(jù)整合，以創(chuàng)建實(shí)時人機(jī)界面（HMI）功能，這種功能可用在相對于駕駛員視場（FOV）不斷變化的環(huán)境中投射虛擬圖像2。為了擴(kuò)展HUD功能，開發(fā)人員正在探索新一代AR-HUD系統(tǒng)。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)HUD（AR-HUD）
AR-HUD系統(tǒng)提供更寬的水平視場（FOV）和更遠(yuǎn)距離的投影（更長的VID）。通常，AR HUD系統(tǒng)提供VID至少7米和視場至少10°的功能性觀看區(qū)域（允許將虛擬圖像的圖形內(nèi)容投射在范圍更寬廣的可視環(huán)境中）。
傳統(tǒng)HUD系統(tǒng)的投影視場僅為5°，虛像距離僅為2.5米至3米；AR-HUD系統(tǒng)的投影虛像距離可達(dá)到7至20米，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬圖像與道路上真實(shí)元素的有效融合。（圖片： Texas Instruments3）
AR-HUD系統(tǒng)投射信息時能夠使信息看上去與現(xiàn)實(shí)環(huán)境融為一體，例如在前方道路上顯示方向指示標(biāo)志。這些先進(jìn)的系統(tǒng)還能夠整合傳感器信息，例如顯示偏離車道警告信息和指示，以幫助駕駛員糾正行駛路線。
整合后的AR-HUD系統(tǒng)發(fā)出偏離車道的警告信息，幫助引導(dǎo)駕駛員回到正確的車道上。（圖片 Continental AG，來源）
現(xiàn)已上市的首款商用AR HUD系統(tǒng)來自梅賽德斯-奔馳2021 S系車型。該系統(tǒng)整合來自車載傳感器（如前視雷達(dá)和光學(xué)傳感器）的各種輸入，向駕駛員提供警報和信息。舉例來說，HUD系統(tǒng)可以提供與前車之間的距離信息，在光線較暗的情況下顯示描繪道路邊緣的標(biāo)記，或者通過疊加顯示在車道上的方向箭頭提供導(dǎo)航幫助。
傳統(tǒng)HUD和AR HUD系統(tǒng)的關(guān)鍵質(zhì)量考慮因素
隨著新一代HUD系統(tǒng)的出現(xiàn)，制造商們用于確保虛擬圖像質(zhì)量的顯示器測試設(shè)備面臨新的要求。當(dāng)3D系統(tǒng)與AR-HUD系統(tǒng)相融合在更大的視場和不同的景深范圍內(nèi)投射新型虛擬圖像時，HUD測量過程發(fā)生了哪些變化？ 由于HUD是在車輛運(yùn)行時使用的，因此確保圖像和字符清晰易讀對于駕駛員和乘客安全至關(guān)重要。行業(yè)監(jiān)管法規(guī)針對抬頭顯示（HUD）制定了嚴(yán)格的光學(xué)規(guī)定，要求制造商必須仔細(xì)檢測系統(tǒng)的視覺性能，以確保符合監(jiān)管規(guī)定。為滿足此要求，汽車OEM制造商們需要使用有效的顯示器測量系統(tǒng)，其中，理想選擇是一體化的HUD測量解決方案，能夠同時解決2D、3D和AR-HUD光學(xué)質(zhì)量測試。
瑞淀光學(xué)系統(tǒng)提供全面的硬件/軟件解決方案，可實(shí)現(xiàn)車載HUD及其他HUD系統(tǒng)的全自動化測試。該解決方案經(jīng)過專門設(shè)計，以應(yīng)對OEM制造商和供應(yīng)商的測試要求（包括自定義要求及SAE和ISO等行業(yè)組織規(guī)定的要求），其包含ProMetric成像亮度計、電控鏡頭和TT-HUD軟件，能夠快速對HUD投影和虛擬圖像進(jìn)行自動化視覺檢測。
TT-HUD軟件使用所連接的ProMetric成像系統(tǒng)配備的電控鏡頭根據(jù)HUD虛擬圖像距離自動調(diào)節(jié)焦距。完成對焦后，VID計算會給出以米為單位的投射圖像的距離，測試出VID值，減少了手動測量的需要。
觀看此產(chǎn)品演示短視頻，了解瑞淀HUD測量解決方案如何能夠同時測試HUD系統(tǒng)的所有光學(xué)性能指標(biāo)，包括AR-HUD系統(tǒng)中的可變距離投影質(zhì)量。在此視頻中，您將可以了解到以下信息：
TT-HUD軟件測試套件，用于亮度、色度、對比度、MTF、鬼影、畸變、eyebox等指標(biāo)光學(xué)性能的評估。
使用電控鏡頭和瑞淀軟件針對可變距離投影快速對焦，并自動計算出實(shí)際距離單位的VID值。
1. Global Automotive Head-Up Display Market Size, Segments, Outlook, and Revenue Forecast 2022-2028 by Technology, Product Type, Dimension Type, Vehicle Type, Sales Channel and Region. Research and Markets, November 2022.2. Automotive Head-Up Display Market – Growth, Trends, COVID-19 Impact, and Forecasts (2022 – 2028), Mordor Intelligence, July 2022.3. Firth, M., “Introduction to automotive augmented reality head-up displays using TI DLP technology”, Texas Instruments, May 2019.4. Ibid.
瑞淀推出將成像色度計與光譜儀合二為一的全新一體化測量解決方案
AR/MR設(shè)備光學(xué)元件的未來：超透鏡
關(guān)于瑞淀光學(xué)系統(tǒng)
瑞淀光學(xué)系統(tǒng)致力于與世界一流的品牌商和制造商們合作，為客戶提供富有創(chuàng)意的視覺檢測解決方案，幫助他們提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本和提升客戶滿意度。瑞淀在亮度和色度成像領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新傳統(tǒng)和全球安裝基礎(chǔ)可追溯至30年多前，解決了消費(fèi)類電子產(chǎn)品、汽車制造等眾多行業(yè)的廣泛應(yīng)用。瑞淀光學(xué)系統(tǒng)的產(chǎn)品線包括用于質(zhì)量控制的TrueTest自動化視覺檢測軟件以及ProMetric成像色度計、亮度計和光源測量系統(tǒng)。瑞淀總部位于美國華盛頓州雷德蒙德市(Redmond)，在美國加州和密歇根州、中國、韓國和越南都分別設(shè)有戰(zhàn)略辦事處。自2015年8月起，瑞淀并入柯尼卡美能達(dá)公司(Konica Minolta)的傳感事業(yè)部。更多相關(guān)信息，請訪問公司網(wǎng)站：www.RadiantVisionSystems.com.