平视显示HUD2.0系统 将助力ADAS迅速普及

　　现有的平视显示（HUD）系统往往只能显示冗余信息，即车中其他位置也可以获得的信息。而此技术的新一代，即HUD2.0，能够显示高级驾驶员辅助系统（ADAS）信息。除了车载传感器、摄像头和车辆对车辆/基础设施通信（V2X），车辆所了解的其周围的信息量也呈指数级增长。我们面临的挑战在于如何有效地沟通什么重要信息是车辆“已知的”，并将其传递给驾驶员，但只有当我们向半自主和自主驾驶功能迁移时，这些信息才会增多。

　　采用HUD2.0将以自然、直观的方式传达这类信息，增强驾驶员的全局固定视图，以正形投影图形显示车辆已知的信息。导航指示、车道偏离告警（LDW）和自适应巡航控制（ACC）指示灯功能将从驾驶员的视角以自然的图像距离来显示。如图1所示，此图显示了如何‘增强’驾驶员视图的现实，实时提供有用的信息。在这里我们可以，图像以鲜亮、栩栩如生的色彩来显示，并以自然距离叠加在实物上，因此驾驶员可以最小的干扰轻松地使用信息。

　　此外，与用户界面范式中用作“辅助”显示系统的现有HUD不同的是，HUD2.0位于人机界面（HMI）策略的中心，并将作为主信息显示系统。同样，新一代HUD也期望在不同日照条件 下获得出色的图像质量和一致的可读性。

　　HUD2.0的发展动力

　　现有的平视显示（HUD）系统往往只能显示冗余信息，即车中其他位置也可以获得的信息。而此技术的新一代，即HUD2.0，能够显示高级驾驶员辅助系统（ADAS）信息。除了车载传感器、摄像头和车辆对车辆/基础设施通信（V2X），车辆所了解的其周围的信息量也呈指数级增长。我们面临的挑战在于如何有效地沟通什么重要信息是车辆“已知的”，并将其传递给驾驶员，但只有当我们向半自主和自主驾驶功能迁移时，这些信息才会增多。

　　采用HUD2.0将以自然、直观的方式传达这类信息，增强驾驶员的全局固定视图，以正形投影图形显示车辆已知的信息。导航指示、车道偏离告警（LDW）和自适应巡航控制（ACC）指示灯功能将从驾驶员的视角以自然的图像距离来显示。如图1所示，此图显示了如何‘增强’驾驶员视图的现实，实时提供有用的信息。在这里我们可以，图像以鲜亮、栩栩如生的色彩来显示，并以自然距离叠加在实物上，因此驾驶员可以最小的干扰轻松地使用信息。

　　

　　图1 AR HUD的正形投影图形

　　此外，与用户界面范式中用作“辅助”显示系统的现有HUD不同的是，HUD2.0位于人机界面（HMI）策略的中心，并将作为主信息显示系统。同样，新一代HUD也期望在不同日照条件 下获得出色的图像质量和一致的可读性。

　　

　　图 2 FOV和VID影响感知的HUD图形大小

　　面临的挑战

　　HUD 2.0要求在传统HUD设计的基础上获得许多新的方面的内容。虽然HUD设计的详细说明超出了本文范围，但仍有必要查看一些关键参数。视野（FOV）和虚拟映像距离（VID）在确定感知图像尺寸方面有重要作用。虽然传统的HUD视野仅涵盖了一个车道，但拥有更大视野和更长虚拟映像距离的HUD2.0使驾驶员能够看到超出一个车道车流的图像。在视野和虚拟映像距离方面的这些增强要求更高的亮度、更饱和的色彩、更高的功效和更强的日照耐受度。此外，需要符合这些新参数，同时满足所有传统汽车的环境条件。

　　亮度与功效

　　更大的视野和更高的亮度水平为驾驶员提供易于浏览的图像。为了确保各种光线条件下的可读性，HUD应当能够在指定的15，000cd/m2和30，000cd/m2之间生成虚像。然而，需要创建此图像的绝对功率应保持较低，这样不仅能最大程度降低热管理所需的容量，也能在可行的光源（LED）范围内保持光通量。为了扩大视野并提高亮度，同时不增加功耗，更高效的成像器十分必需。德州仪器DLP 0.3” WVGA类A100数字微镜器件（DMD）的效率高于66%，显著提高了系统效率，以符合以上参数。借助效率提升，基于DLP技术和RGB LED的HUD系统可以实现所需的亮度并扩大视野。例如，采用.3” WVGA DMD和OSRAM Q8WP RGB LED［2］设计的系统仅使用6.0 W的LED功率，就能以10度视野实现超过15，000 cd/m2亮度，甚至比目前更小的辅助HUD系统的功率还要低。此系统的功效为10.6 lm/W（每瓦的流明数）。

　　随着ADAS技术在汽车中的应用越来越普及，HUD对车辆HMI策略也愈发重要。随着HUD从小型辅助显示器向大型主用显示器逐渐过渡，人们对图像质量、可读性和可靠性的期望也越来越高。DLP技术已在消费电子和商业应用中广泛采用了近二十年，为汽车级芯片奠定了坚实的基础。