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抬头显示（Head Up Display，HUD），车辆的抬头显示系统是一种基于人机工程学优化的仪表系统，可以把车辆的重要信息，如车速、挡位、车道偏离、导航、胎压等信息，通过前风挡玻璃投影的方式显示在车辆前方。驾驶员无需低头，即可了解车辆行驶状态，增加行车安全。[2][3]
抬头显示技术最初是为军用飞机开发的，[3]在1988年开始在汽车行业运用。但直到2000年才变得相对普遍。由于抬头显示屏幕位于驾驶员的视野中，再加上增强现实技术的辅助，有了抬头显示系统的驾驶更加安全与便利。[4][5]
抬头显示由于技术的发展，有不同的类型，主流的是挡风玻璃投影抬头显示，并且固定方式不同可以分为两种不同类型。[1][3]并且越来越多的主流汽车厂商在不同车型上运用。[6]
发展简史
抬头显示技术最初是为军用飞机开发的，其历史可以追溯到1940年代。抬头系统在 80 年代进入汽车行业，当时通用汽车和日产开始使用它们。[3]第一辆使用抬头显示的汽车是1988年的Oldsmobile Cutlass Supreme，显示的唯一信息是速度。[7]抬头显示直到2000年代才变得相对普遍。就现代抬头显示而言，标配它的汽车数量正在增加，而许多其他车型则可选配。[3]抬头显示系统严格来说并不是单一的电子系统，其成像依赖光学技术和材料科学技术两个方面，透明的高折射率镀膜是成像的关键。[1]
工作原理
车载抬头显示系统通过控制处理单元将仪表和信息电子控制装置中的车况信息、驾驶辅助系统信息等送至投射器显示屏，投射的文字、图像信
息经过光学反射和折射至前风窗玻璃，再通过前风窗玻璃反射给驾驶员，驾驶员透过前风窗玻璃可以观察到悬浮在前方发动机舱盖上的HUD投射的图像。[5]
基本功能
抬头显示系统类型不同，功能也不同，但基本功能一般包括：[5]
行车和报警信息显示
行车信息是指在传统仪表上显示的部分重要信息，如车速、转速、里程和油量等。与车辆安全相关的紧急报警信息，如请求驾驶员接管、燃油/电量、系统故障等重要信息。[5]
导航信息显示
包括前行或转向箭头提示、距离下一个操作的里程信息、距离目的地的时间信息等。[5]
辅助驾驶信息显示
特别是智驾驶技术越来越成熟，通过智能驾驶控制系统将车辆智能驾驶功能直观地展现在抬头显示器上。[5]
物理仪表板抬头显示
最原始的抬头显示类型。它可作为售后升级提供，并非是汽车制造商（OEM）出厂。它只不过是一个小型的物理数字显示单元，安装在方向盘上方的仪表板顶部。它包括投影仪上方的半透明屏幕，仅显示基本内容。[3]
组合投影抬头显示屏幕
透明塑料或玻璃HUD屏幕，从驾驶员前方的仪表板上升起，信息由隐藏的投影仪投射在仪表板上。这是一个不显眼的平视屏幕，外观类似于第三种类型，但更简单，更便宜。[3]
挡风玻璃投影HUD（和基于智能手机的HUD应用程序）
第三种类型的投影平视系统将信息投射到挡风玻璃的背面，使其看起来好像信息漂浮在汽车引擎盖上方。它有时需要在挡风玻璃上涂上特殊的反光涂层才能工作。适用于移动设备的抬头显示应用程序，可以将手机屏幕上的镜像信息从挡风玻璃上反射出来，并以正确的方式显示给驾驶员。[3]用增强现实技术与智能网联数据深度融合，实现虚拟图像与现实的叠加显示，显示在抬头显示器上。[5]按照固定方式的不同，抬头显示又可分为两种，各有优缺点：
| 分类 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 悬挂式HUD | 产品适配性较高，安装相对简单 | 缺点之一是占用了遮阳板的功能；缺点之二是固定在遮阳板上相对不太稳定，造成投影信息显示不稳定；缺点之三则是投影信息位于风挡玻璃靠上的区域，难以实现驾驶员平视 |
| 仪表台式HUD | 固定相对稳定，可实现驾驶员平视 | 数字光处理（DLP）光机的发热较为明显，在中控台上、尤其是夏天，HUD产品的散热就成为难题，解决难题则需要一定成本。另外，仪表台式HUD产品，由于不同车型的中控台形状差异较大，适配性相对悬挂式则要差一些 |
| 资料整理自于[1] | ||
应用车型
品牌车型讴歌MDX，RDX，TLX奥迪A3，A4，A8，易创，Q8，RS3，RS5，S6，SQ8宝马2系，3系，4系，5系，7系，8系X2，X4，X5，X6，X7别克英克雷，安可GX卡迪拉克CT5，凯雷德，XT4雪佛兰科迈罗，克尔维特，西尔维拉多 2500/3500HD，Suburban福特Escape，野马谢尔比GenesisG70，G80，G90GMC塞拉1500，塞拉2500/3500，地形本田协议InfinitiQX60,QX80现代Ioniq5，科纳，圣达菲雷克萨斯NX，UX林肯海盗船，领航员马自达CX-30，马自达3梅赛德斯-奔驰C级、CLS级、E级、EQS、S级、GLA级、GLB级、GLC级日产探路者，盗贼保时捷卡宴公羊特雷克斯劳斯莱斯库里南丰田普锐斯总理沃尔沃S60，S90，V60，V90越野，XC902022年提供平视显示器的汽车截止2022年9月，部分车因配置会有变动[6]
发展趋势
随着对乘客和车辆安全重要性的认识提高、卫星导航技术与HUD系统相结合的技术需求，以及车联网和先进技术的发展，对抬头显示技术的需求增加，这推动了对平视显示的发展。[8]随着汽车的智能化与网联化趋势越来越明确，汽车驾驶安全问题越发受到重视，各大车企陆续推出了搭载HUD装置的车型。随着座舱电子技术的快速发展和成熟以及成本的不断下降，大众化品牌的高端车型上也纷纷安装了HUD。[5]
参考资料 8
- 参考 1
- 参考 2
- What is a Head-Up Display in Cars? — CARBUZZ
- Functional requirements of automotive head-up displays: A systematic review of literature from 1994 to present — sciencedirect
- 参考 5
- Which Cars Have Head-Up Displays? — cars.com
- The First Head Up Display Introduced by General Motors — SAE
- Head-Up Display Market by Component, Type , Application and Geography - Global Forecast to 2023 — CISIN