智能汽车HUD应用 增实境与DLP方案成为关键技术

车用中控LCD显示屏与HUD显示屏各有使用优势，两者对驾驶的车载资通讯系统应用需求不同，也不会产生冲突，未来发展大有前景。Peugeot

车载资通讯技术与应用逐渐普及，传统透过中控显示屏呈现数据、数据或行车指引的人机界面其实已经碰到瓶颈，因为车辆驾驶人需要更不影响行车专注力、沉浸式人机互动界面，而车用HUD抬头显示技术即成最佳解决方案…

车载资通讯系统越来越成熟，加上车联网应用市场正夯，对于驾驶者信息的接收量也较以往用车多了数倍，过往车用电子在指示、引导驾驶额外行车信息多仰赖指示灯号、仪表板图示／数据、中控台LCD屏幕呈现，但在驾驶接收信息暴增，在维持驾车视野(Field-of-view；FOV)驾驶专注度前提下，新颖的车用有机会成长至910万辆，甚至有可能成为带动车用电子成长关键技术。

车载资通讯系统  结合AR技术提示车主安全信息

对于车载资通讯平台或车用解决方案开发业者来说，大量行车辅助信息透过LCD屏幕呈现是最便捷的选项，甚至可以直接与中控台显示屏进行设备整合，但中控台LCD屏幕一般低于行车视野FOV甚低，加上信息过多使得驾驶阅读数据或指示可能长达20？30秒，驾驶频频低头检视提示信息及可能影响行车安全。

相同的应用架构，若改用投影式HUD，透过AR(Augmented Reality)增实境于驾驶FOV内取得必要行车信息或指示，不仅可避免频频低头造成驾驶分心，也能将数据融入实际视野简化数据判读。

所谓的AR增实境其实有别于VR虚拟实境，增实境其实就是在真实环境视野再堆叠数据或影像，透过运算分析将数据带到驾驶人视野范围内，投过结合AR技术的HUD显示方案，开发重点即不在显示画面GUI的丰富与易用性，而是将行车关键数据、指示进一步精简实时呈现，使用的显示技术亦朝向非LCD显示屏直接显示的方案，目前有使用透镜镀膜反射LCD屏幕显像与DLP投影至透明镀膜显示信息等实作方案。

AR HUD显示方案  可满足不干扰驾驶FOV设计目的

AR HUD在产品实作其实有两大重点，一是不干扰驾驶FOV前提下进行信息显示、二是GUI(Graphical User Interface)极度精简，避免过多信息干扰车主视线，配合AR HUD使用目的，多数实作方案以镀膜或具偏光效果的透明材料，透过反射或投影方案呈现AR增实境内容。

在发展AR HUD产品仍有部分技术性考量重点可供参考，尤其是驾驶视野与虚拟影像之间的距离，在驾驶FOV范围内，使用AR技术置入信息到FOV范围有相当多种作法，简单一点的架构即如前述使用LCD搭配透明材料反射指示信息，这是成本最低、实作难度最低的方案，但实务上这类AR HUD在效果与实际效用表现并不佳，因为透明材料反射需与LCD屏或OLED屏幕距离接近，这导致AR信息于FOV区域会偏低呈现，这对前述改善驾驶频频低头检视中控屏幕问题。

TI DLP微投影技术  成为车载HUD热门解决方案

为了让AR HUD产品更具实用价值，提升AR融入FOV视野的效果，目前较佳的方案为使用微投影技术处理影像呈现，投影方案以小巧、高亮度选TI最DLP(Digital Light Processing)，透过DLP技术除可以投影在特殊透明平面上，甚至也有方案是将投射焦点放在驾驶视野面前，AR影像呈现效果融入驾驶视野，也能将关注行车路况的分心阅读信息问题降到最低。

若以DLP用于HUD投影品质，其实在HUD应用方向关注的影像品质并不等同于画面分辨率，HUD的呈现影像品质其实包含了画面更新速度、影像对比度、色彩饱和度、亮度等多重呈现效果，同时也会因为使用环境在日照或是高架桥下的高度环境亮度变化下的呈现效果能否趋于一致，这也代表着车用HUD必须在日间与夜间不同的显示状态，都能提供最佳的显示效果。

这对于图像呈现的控制是相对具高挑战性的设计目标，因为跟一般环境状态受控的是内投影或是电影院投影应用不同，室外同时面对移动环境，外在光源的环境变量太复杂，这对于AR HUD车用显示技术必须适应多变环境还能维持高品质呈像，技术难度相当高。

车载用途DLP光机  选用LED或雷射光源为佳

另车用DLP HUD方案，在实际组构DLP所需的光机上面，目前已有相当完整的方案可供选用，常用方案如采行TI现有的车用DLP投影解决方案，即包含具WVGA分辨率水准的DLP DMD(Digital Micromirror Device)微型反射镜元件、数码控制器等，加上现有DLP方案已可搭配多光源方案整合，例如选用LED光源或是雷射光元等，使用LED光源有体积小、光源寿命长优点，但选用雷射光源则有亮度高、对比度高、成像品质优异等优势，另车用HUD环境反而不适合采行白炽灯、卤素灯光源方案。

实际导入车用HUD的AR应用设计，在软硬件与信息架构，反而必须更专注HUD的使用需求进行功能开发，例如，车用HUD跟车载资通讯其他应用方案有其不同的设计概念区隔，因为车用HUD必须是跟行车安全相关信息更直接投射呈现在驾驶视野范围，反而是如音乐播放、导航加值信息LBS(Location Based Service)周边店家信息等，即不适合呈现于AR HUD画面中，反而适合放在中控区的显示屏呈现，而实时路况、ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)先进驾驶辅助系统等，如与前车距离、最近一个导航指引信息、车道偏移提示等优先权重较高的行车提示信息，就适合置入AR HUD资通讯整合内容之中。

HUD技术的实用化，其实是将驾驶与汽车衔接至车联网应用的关键角色，尤其是新一代的车联网与车载资通讯系统，对驾驶提供的信息平台整合的信息量越来越庞杂，即便使用更趋大尺寸化的LCD显示幕，在导入车用环境仍会有阻碍视野、干扰驾驶问题，对驾驶安全反而成为新问题。

而使用半透明的穿透式的屏幕投影显像，或采用车前视野影像投映，透过AR效果将行车提示信息融入驾驶视野之中，反而是兼具丰富行驶信息、提升驾驶注意力，达到行车安全与数据撷取双重须需求满足的最佳方案。