Question

汽车实现HUD平视显示功能的技术有哪些难点

Answer 1

1.影像距离要够远
人眼是有对焦机制的，影像距离太近，驾驶员就要在影像和路况之间来回对焦，不安全，20多年前美国人就做过人因实验，安全的影像距离大约在驾驶员3m到4m的样子。实际中，要在车内狭小的空间做到这么远是很难的，所以市面产品几乎没有能达标的，BMW的原配HUD大约在2.2m左右，那种淘宝买的带反光板的产品，有1.5m就不错了
2.最好用windshield而不是独立的光学板做最后一片反射镜
车后市场卖的HUD，都是有一片透明板来承接影像，把影像和路况合到一起（Combiner），但是这么一片东西的安全性是经不起考验的，发生撞车的时候，这片东西的行为未知，所以最佳化方案是用windshield来承接影像，比如BMW的HUD。但是windshield是个很不规则且不对称的曲面形状，影像投射上去有曲率不均匀变形和透视变形，要修正就要一些功夫了。
3.影像要够亮和够暗
一般认为HUD的影像亮度（Luminance）要在环境亮度的15%到300%之间，最佳是50%，太亮或者太暗都会导致驾驶员只注意到路况和HUD影像中的一个。环境亮度的变化可以达到5到6个数量级，但是影像亮度一般只能变化4个数量级，这会导致两种情况：暗情况下影像过亮喧宾夺主，
亮情况下影像亮度又不够。飞机HUD比汽车HUD发展早很多，原因就在于高亮LED出现之前，很难找到亮度足够且体积紧凑可靠性高的光源，即便是现在，亮度要完全达标也不容易，给你算一笔账：最亮环境下，人眼看到的HUD影像要有10000nit左右，windshield反射率最好也就是8%左右（独立combiner可以coating会好一些，但透过率也不能低过法规要求的80%），影像被投射到远处需要有放大的动作，亮度会和面积平方成反比，LC面板一般只有8%左右透过率，那么光源就要有千万级nit数！
4.鬼影
windshield也好，独立的combiner也好，内外两个界面会成两个位置不同的像，而且亮度很接近（都在4%左右），驾驶员看起来就是很糟糕的重影，最自然的解决办法是外面做ARcoating，但是windshield外面风吹雨淋的，半年左右coating就会掉光，所以现在一般用有楔角的楔形玻璃来调整外面成像的位置，但是这种玻璃还是比较贵，而且消掉鬼影的条件和驾驶员身高等都有关系，做一些调整影像高度的动作后（以适应不同身高），鬼影又会出来。