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垂头显示技能(HUD)是创制更好驾驶体验的一个开展偏向,HUD将怎样改动驾驶方法?

浏览次数:143 发布日期:2019-09-27
垂头显示技能(HUD)是创制更好驾驶体验的一个开展偏向,它们可以通过驾驶员挡风玻璃上显示闭键新闻和功用来帮帮改良汽车计划,从而进步驾驶员的态势感知才能。
HUD
比如,驾驶员的视线中显示汽车的速率可以淘汰眼睛分开道面的时间。而当与传感器和先辈的驾驶员辅帮体系(ADAS)的才能相结适时,HUD技能也能使驾驶员更容易地检测到要挟或警告,如许他们就能更速地接纳举动。比如,驾驶员可以看到一个特出显示实物体(如行人或道障)的图形,而不是仅车内修立血色闪耀灯或警报。
HUD体系的计划开端离开古板的显示技能,即运用薄膜晶体管(TFT)面板,而是采用增强实行(AR)技能,将图像显示司机前线更远的地方,他们的自然视线范围内。这种投影还容许这些图像代外实活着界,并供应更众有用的新闻,比如导航、伤害识别等等。
AR HUD?
虽然古板的HUD体系确实具有先辈的汽车显示技能,但它们仍有范围性。比如,他们从驾驶员的有利位置供应一个小视野(FoV)。投影图像的空间很小 - 大约5到7个程度度 ,而且一般驾驶员前线显示2到3米的地方,这使得图像接近汽车的前保证杠附近。这种有限的FoV限制了可以显示的图像类型以及这些图像可以呈现驾驶员视图中的位置。
另外,有限的虚拟图像间隔(VID)使得难以将保形图形瞄准或掩盖到实对象上。于是,古板HUD上显示的新闻主要与驾驶员座位上其他地方可睹的新闻重复,而且没有添加其他功用。
AR-HUD
AR HUD通过较长的VID淘汰了从头调治时间 - 从运用古板HUD约2米到运用AR HUD的7,10以致20米 - 这意味着驾驶员的眼睛不必实行天下之间挪动核心到HUD符号,使他们更容易处理和了解新闻。图1和图2显示了古板(过去和现)HUD和AR(未来)HUD之间的这些FoV和VID差别。
古板HUD与AR HUD
图1:古板的HUD供应更小的FoV图像,驱动器前面显示2到3米的新闻。未来的AR HUD将容许10度或更高的FoV,从而可以显示更众新闻。
思索下一代汽车的ADAS时,淘汰驾驶员的眼睛从头顺应时间变得更加主要,因为ADAS容许闭键新闻十分自然和有用地显示显示屏上。跟着AR HUDs的采用,汽车计划师现可以挑选将集群和古板的中心堆栈新闻直接布置驾驶员的视线中,这可以未来的汽车中供应更众的仪外板计划灵敏性。
计划挑衅
计划进程中,AR HUDs与古板的HUD体系有着差别的特性和闭注点。AR HUDs供应了一个更宽的FoV,也供应了一个更大的眼睛框,这是司机的头部和/或眼睛必需这个区域才干看到虚拟图像。更大的眼框更适合个子更高和更矮的司机。它们还容许更众的头部运动(上/下和左/右),而不会影响虚拟图像的可睹性。具有一个更大的眼框简化了HUD的计划,因为你不需求软件中调解图形。不管驱动顺序的高度怎样,对象的掩盖都是准确的。
添加FoV和扩展眼箱时需求权衡:添加亮度或流明。光源供应的流明越众,光芒就越亮。当FoV的尺寸添加一倍时,所需的光量也会添加一倍。同样,当比较古板的HUD(一个小的FoV)和AR HUD(一个大的FoV)时,所需的光量添加,需求的光源不光是有用的,而且可以发生大宗流明(光)。
垂头显示技能
另一个计划挑衅是太阳能负载,太阳能负载的一个简单类比是当你用放大镜聚焦阳光时所爆发的事故。它发生的点带领了大宗的太阳能(太阳能负载)。当兼并AR HUDs时,因为你有一个很长的视频,如许做的光学放大方面变得十分强大——大约25到30倍。不接纳通通热量的状况下,处理云云高的太阳能负荷是至闭主要的。
AR HUD技能的另一个计划思索因素是功用同等性:显示亮度、颜色、宽义务温度范围(热/冷白天和黑夜)下的质料,以及无论驾驶条件怎样的牢靠功用。驾驶闭键新闻,如碰撞警告和车道偏离必需是可睹的,任何时分,如黄昏,昏暗的地道,通过雨,明亮的阳光。
运用偏振光太阳镜来淘汰眩光,也被认为可以阻遏由TFT HUD图像发生的图像。AR HUD体系需求容许通过偏振光太阳镜查看图像,如图3所示。
HUD垂头显示
图3:虽然偏光太阳镜淘汰了眩光,但不幸的是,它们也会过滤掉少许TFT HUD图像。DLP®技能是消弭偏光太阳镜对HUD图像影响的一种方法。
HUD还必需永久如一地生成明亮,漂亮和饱和的颜色,这需求宽色托盘。高饱和度凑合血色特别主要,血色一般用作警告颜色。通过准确的计划,AR HUD可以支撑高亮度和宽调光范围,并依据四周状况主动调解,使新闻通通驾驶条件下永久可睹,使驾驶员可以查看和呼应种种新闻。
着末,另一个计划思索是诊断,当hud变得更大,并将闭键新闻定位驾驶员的直接视线内时,显示器不行呈现妨碍是至闭主要的。这意味着HUD不应当显示超亮的图像或损坏的数据(静态)图像,这可以导致驱动顺序暂时失明。对HUD映像举行牢靠的体系监视和诊断将变得越来越主要。另外,假如体系爆发妨碍,它必需可以立即闭闭。HUD图像不应当搅扰司机的视线,这将搅扰车辆的运转。
未来的计划方法
AR HUD计划面临的最大挑衅之一是该配备的物理尺寸,以使其有用地顺应当代汽车而不会影响其他主要的车辆功用。HUD包装尺寸可以变得十分大 - 大约15到20升(0.5到0.7英尺3),以是真正的测试是寻得一种方法将它装入汽车。为了应对这一挑衅,公司正研讨差别的和更新的技能,如波导和全息薄膜,以帮帮淘汰HUD封装尺寸。因为DLP技能与激光器配合运用,于是它支撑波导和全息薄膜,这可以进一步缩小单位的尺寸。
该行业正开端用更新、更小的技能替代古板的HUD光学配备,如镜子。举措一个分外的好处,这些差别的技能容许更大的FoV,以是现有可以以15 x 5度或更大的FoV HUD为目标。这种交换计划方法使更众的汽车制制商可以更好地将增强实行技能运用到汽车中。
另外,HUD计划需求支撑及时车辆传感器数据和人机交互软件,以便动态状况中准确地叠加符号。从众个体系获取传感器数据,并实行天下中直观地外示它,以便驾驶员可以了解并接纳举动,这需求繁杂的体系来举行通信和处理大宗数据。汽车体系计划职员正努力于开辟有用且高效的方法,以及时准确地捕捉,处理和显示该传感器数据。
HUD未来计划方法
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