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【观察】车载显示技术AR-HUD:智能汽车的“未来之眼”

【观察】车载显示技术AR-HUD:智能汽车的“未来之眼” 深圳市光学光电子行业协会
2026-03-06
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AR-HUD 即AR技术与抬头显示的结合体。AR技术,全称Augmented Reality,增强现实。是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。HUD技术最早于1990年提出。二战前用在枪械瞄具和战斗机瞄具上。二战之后,HUD技术开始逐步应用到战斗机上,到了现代,战斗机上的HUD逐渐被头盔式显示器(HMDS)取代。近年来,随着奔驰、奥迪、问界等品牌车型的相继落地应用,AR-HUD正以惊人的速度占领市场。数据显示,2023年全球 HUD 市场规模达到 25 亿美元,其中 AR-HUD 的市场份额已突破 27%,成为智能汽车领域的“新宠”。它不仅是一项技术革新,更是一场驾驶交互方式的颠覆性革命。

NexOptica

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AR-HUD

常规驾驶时,我们的视线往往需要在行车路面和仪表或手机导航之间来回切换,存在因视觉疲劳和注意力分散导致的安全风险。HUD通过将车速、油耗、导航等信息投影到前挡风玻璃(或第一代C-HUD 使用的独立树脂玻璃)上供驾驶员查看,可以很大程度上减少这种风险。

C-HUD(组合式 HUD)通过在仪表盘上加装透明树脂板进行投影,虽然成本低廉,但存在成像面积小、易遮挡驾驶员视线等问题。此外,由于光线反射效率低,C-HUD 在强光环境下显示效果差,安全隐患显著。因此,C-HUD 已逐渐被淘汰。

W-HUD( windshield HUD)将信息直接投射到挡风玻璃上,画面尺寸更大、投影距离更远,成为当前市场的主流方案。W-HUD 的典型代表是丰田的 HUD 系统,其投影距离可达 10 米以上,显示面积较 C-HUD 提升了 3 倍。然而,W-HUD 仍无法实现虚拟信息与真实场景的深度融合。

新一代AR-HUD利用AR技术与HUD融合创新,在前两代产品C-HUD(Combiner HUD,组合型HUD)和W-HUD (Windshield HUD,挡风玻璃型HUD)基础上,进一步将投影图像和信息叠加到现实路面行车中,形成虚实相生、如影随形的显示效果,从而增强驾驶员的信息感知便利性和人车交互体验。

结构上,AR-HUD主要由PGU (Picture Generation Unit,图像生成单元)、放大光路、挡风玻璃,以及AR-Creator 算法模块四部分构成。工作原理是由AR-Creator将导航、ADAS、车辆信号等信息融合进行图像渲染及虚实重叠,然后把显示模型输出给PGU,经过放大光路改变画面路径、焦距、大小等,最后在挡风玻璃上形成虚像并将画面反射至人眼。

商用HUD主要采用四种投影技术:薄膜晶体管液晶显示器(LCD-TFT)、数字光处理(DLP)、硅基液(LCOS)和微型发光二极管(Micro-LED)。其中,硅基液晶可分为两种类型:振幅型(Amplitude Type)和相位型 (Phase Type)。

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AR-HUD显示内容

HUD的初衷是帮助驾驶员减轻认知负荷,提升对当前情势的感知能力。通常可在
HUD上显示的信息包括:基本信息和外界信息。
1. 车辆基本信息
车辆基本信息指能够反映当前车辆状态的信息,HUD一般通过车载总线获取,具体包括以下四类:


  • 核心信息:指在传统仪表上显示的部分重要信息,如车速、转速、里程、油量等。
  • 提示信息:指在车辆行驶过程中需要显示部分提示信息,如挡位、转向灯、远光灯、雾灯、车内温度、瞬时油耗等。
  • 报警信息包括请求驾驶员接管、安全带提醒、燃油/电量不足、发动机状态、车门状态、驻车状态、机油剩余量、胎压、安全气囊状态、玻璃清洗液存量等。
  • 附加信息指部分车型上的特色功能信息,如四驱模式、转向模式、驾驶模式、天窗及天窗开启状态、座椅状态、底盘状态等。
2. 外界信息
HUD除了可获取车辆自身的状态信息外,还可通过与外界的交互获取更多外界信息,具体包括:
  • 出行:包含有定位、地图、导航、行人/障碍物检测、车道保持辅助等信息。
  • 安全:主要显示来自智能驾驶系统感知到的实时交通情况,以辅助驾驶员安全驾驶,包括:超速预警、前车碰撞预警、车距信息提示、交通信号灯提示、道路安全预警、远程故障诊断信息等。
  • 生活:主要指通过车联网获得的交通违章信息、保养信息、停车场车位信息、代驾预定等。
  • 智能办公:如微信、邮件、电话、语音/视频会议、文档处理等。
  • 娱乐:如音乐和电台的播放控制、音量控制、影音媒体播放及控制等。

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AR-HUD的意义

让驾驶更安全:正常驾驶时,人眼需要在道路和仪表之间来回切换,容易导致视觉疲劳和注意力分散。AR-HUD的远的虚像距离可以减少驾驶员视觉焦点在虚像和现实之间切换的视觉深度适应时间,减轻驾驶员的眼镜疲劳。此外,AR-HUD还可以结合ADAS系统 ,将ADAS功能呈现在挡风玻璃上,即使在低能见度的极端天气下,也能增强驾驶员对周围环境的感知能力。

让汽车更智能:AR-HUD 能够通过智能驾驶控制系统的数据,将车辆的智能驾驶功能展现在用户的眼前;AR-HUD丰富的显示功能可以赋能座舱的智能化,让座舱的视觉交互更加直观和有效,为驾驶人员提供沉浸式体验。

现代艾尼氪AR HUD,来源康宁视频

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AR-HUD未来挑战

尽管AR-HUD技术前景广阔,但其大规模普及仍需跨越三重挑战:
  • 光学瓶颈(雨雪反光、夜间眩光需依赖新型防反光材料与动态亮度调节技术突破)
  • 算力饥渴(依赖英伟达Orin、高通Snapdragon Ride等高算力芯片支撑实时AR渲染)
  • 生态割裂(车企各自为战的交互逻辑亟需产业链协同与行业标准统一)
然而,随着技术迭代与生态整合加速,AR-HUD的“终极形态”已清晰可见——它将驾驶信息化为“增强现实层”,与真实世界无缝融合,让挡风玻璃成为通往“车载元宇宙”的窗口。当这项技术从高端车型飞入寻常百姓家,汽车将不再是冰冷的机器,而是懂得“用光对话”的智慧伙伴。未来已来,这场关于视线交互的变革,正重新定义人、车与道路的关系。



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