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  • HUD仰面表现技能将来的设计应战及设计办法

    作者:华一汽车科技    泉源:www.dayuepai.com    公布>###37    阅读:

    仰面表现技能(HUD)是发明更好驾驶体验的一个开展偏向,它们可以经过在驾驶员挡风玻璃上表现要害信息和功效来协助改进汽车设计,从而进步驾驶员的态势感知才能。
     
    比方,在驾驶员的视野中表现汽车的速率可以增加眼睛分开路面的工夫。而当与传感器和先辈的驾驶员帮助体系(ADAS)的才能相联合时,HUD技能也能使驾驶员更容易地检测到要挟或告诫,如许他们就能更快地接纳举动。比方,驾驶员可以看到一个突出表现真实物体(如行人或路障)的图形,而不是仅在车内设置白色闪耀灯或警报。
     
    仰面表现技能
     
    HUD体系的设计开端离开传统的表现技能,即便用薄膜晶体管(TFT)面板,而是接纳加强实际(AR)技能,将图像表现在司机后方更远的地方,在他们的天然视野范畴内。这种投影还容许这些图像代表真实天下,并提供更多有效的信息,好比导航、伤害辨认等等。
     
    固然传统的HUD体系的确具有先辈的汽车表现技能,但它们仍有范围性。比方,他们从驾驶员的有利地位提供一个小视野(FoV)。投影图像的空间很小 - 约莫5到7个程度度 ,而且通常在驾驶员后方表现2到3米的地方,这使得图像接近汽车的前保险杠左近。这种有限的FoV限定了可以表现的图像范例以及这些图像可以呈现在驾驶员视图中的地位。
     
    别的,有限的假造图像间隔(VID)难以将图形瞄准或掩盖到真实工具上。因而,传统HUD上表现的信息次要与驾驶员座位上其他地方可见的信息反复,而且没有添加其他功效。
     
    AR HUD经过较长的VID增加了重新调治工夫 - 从利用传统HUD约2米到利用AR HUD的7,10乃至20米 - 这意味着驾驶员的眼睛不用在实际天下之间转移核心到HUD标记,使他们更容易处置和了解信息。图1和图2表现了传统(已往和如今)HUD和AR(将来)HUD之间的这些FoV和VID差别。
     
    在思索下一代汽车的ADAS时,增加驾驶员的眼睛重新顺应工夫变得愈加紧张,由于ADAS容许要害信息十分天然和无效地表现在表现屏上。随着AR HUDs的接纳,汽车设计师如今可以选择将集群和传统的中心货仓信息间接安排在驾驶员的视野中,这可以在将来的汽车中提供更多的仪表板设计机动性。
     
    设计应战
     
    在设计历程中,AR HUDs与传统的HUD体系有着差别的特点和存眷点。AR HUDs提供了一个更宽的FoV,也提供了一个更大的眼睛框,这是司机的头部和/或眼睛必需在这个地区才干看到假造图像。更大的眼框更合适个子更高和更矮的司机。它们还容许更多的头部活动(上/下和左/右),而不会影响假造图像的可见性。拥有一个更大的眼框简化了HUD的设计,由于你不必要在软件中调解图形。不论驱动步伐的高度怎样,工具的掩盖都是准确的。
     
    在增长FoV和扩展眼箱时必要衡量:增长亮度或流明。光源提供的流明越多,光芒就越亮。当FoV的尺寸增长一倍时,所需的光量也会增长一倍。异样,当比力传统的HUD(一个小的FoV)和AR HUD(一个大的FoV)时,所需的光量增长,必要的光源不但是无效的,并且可以发生少量流明(光)。
     
    另一个设计应战是太阳能负载,太阳能负载的一个复杂类比是当你用缩小镜聚焦阳光时所产生的事变。它发生的点携带了少量的太阳能(太阳能负载)。当兼并AR HUDs时,由于你有一个很长的视频,如许做的光学在缩小方面变得十分壮大——约莫25到30倍。在不吸取一切热量的状况下,处置云云高的太阳能负荷是至关紧张的。
     
    AR HUD技能的另一个设计思索要素是功能分歧性:表现亮度、颜色、宽事情温度范畴(热/冷白昼和黑夜)下的质量,以及无论驾驶条件怎样的牢靠功能。驾驶要害信息,如碰撞告诫和车道偏离必需是可见的,在任何时分,如早晨,在暗中的隧道,经过雨,在亮堂的阳光。
     
    利用偏振光太阳镜来增加眩光,也被以为可以制止由TFT HUD图像发生的图像。AR HUD体系必要容许经过偏振光太阳镜检察图像。
     
    固然偏光太阳镜增加了眩光,但不幸的是,它们也会过滤失一些TFT HUD图像。DLP®技能是消弭偏光太阳镜对HUD图像影响的一种办法。
     
    HUD还必需一直如一地天生亮堂,美丽和饱和的颜色,这必要宽色托盘。高饱和度关于白色分外紧张,白色通常用作告诫颜色。经过准确的设计,AR HUD可以支持高亮度和宽调光范畴,并依据四周情况主动调解,使信息在一切驾驶条件下一直可见,使驾驶员可以检察和呼应种种信息。
     
    最初,另一个设计思索是诊断,当hud变得更大,并将要害信息定位在驾驶员的间接视野内时,表现器不克不及呈现妨碍是至关紧张的。这意味着HUD不该该表现超亮的图像或破坏的数据(静态)图像,这大概招致驱动步伐临时失明。对HUD映像举行牢靠的体系监督和诊断将变得越来越紧张。别的,假如体系产生妨碍,它必需可以立刻封闭。HUD图像不该该搅扰司机的视野,这将搅扰车辆的运转。
     
    将来的设计办法
     
    在AR HUD设计面对的最大应战之一是该设置装备摆设的物理尺寸,以使其无效地顺应古代汽车而不会影响其他紧张的车辆功效。HUD包装尺寸可以变得十分大 - 约莫15到20升(0.5到0.7英尺3),以是真正的测试是找出一种办法将它装入汽车。为了应对这一应战,公司正在研讨差别的和更新的技能,如波导和全息薄膜,以协助增加HUD封装尺寸。由于DLP技能与激光器共同利用,因而它支持波导和全息薄膜,这可以进一步减少单位的尺寸。
     
    该行业正开端用更新、更小的技能代替传统的HUD光学设置装备摆设,如镜子。作为一个分外的利益,这些差别的技能容许更大的FoV,以是如今有大概以15 x 5度或更大的FoV HUD为目的。这种替换设计办法使更多的汽车制造商可以更好地将加强实际技能使用到汽车中。
     
    别的,HUD设计必要支持及时车辆传感器数据和人机交互软件,以便在静态情况中正确地叠加标记。从多个体系获取传感器数据,并在实际天下中直观地表现它,以便驾驶员可以了解并接纳举动,这必要庞大的体系来举行通讯和处置少量数据。汽车体系设计职员正努力于开辟无效且高效的办法,以及时正确地捕捉,处置和表现该传感器数据。


     

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