交叉口駕駛輔助系統(tǒng)

1、HUD抬頭顯示系統(tǒng)HUD抬頭數(shù)字顯示系統(tǒng)隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，運(yùn)用于汽車上的駕駛輔助系統(tǒng)越來越多，主要有自適應(yīng) 巡航系統(tǒng)（ACC）、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、剎車輔助系統(tǒng)（BAS）、車道保持輔 助系統(tǒng)（LKAS）、交叉口駕駛輔助系統(tǒng)（IAS）、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDWS）， 車輛防撞預(yù)警系統(tǒng)（AWS）等等，這些駕駛輔助系統(tǒng)在現(xiàn)今許多款車上都得到了 廣泛的運(yùn)用，不僅通過輔助駕駛?cè)?，提高了駕駛安全，而且對(duì)行人以及整個(gè)交通 系統(tǒng)的安全都產(chǎn)生了很大的影響。 本文就HUD抬頭數(shù)字顯示系統(tǒng)做以簡(jiǎn)單的介 紹。一：功能抬頭數(shù)字顯示儀（Heads Up Display）風(fēng)窗玻璃儀表顯示，又叫平視顯示系統(tǒng)， 它可以

2、把重要的信息，映射在風(fēng)窗玻璃上的全息半鏡上， 使駕駛員不必低頭，就 能看清重要的信息。這種顯示系統(tǒng)，原是軍用戰(zhàn)斗機(jī)上的顯示系統(tǒng)，飛行員不必 低頭，就能在風(fēng)窗上看到所需的重要信息。 目前，一些高級(jí)汽車把它移植到汽車 上來。二：原理HUD原是軍用戰(zhàn)斗機(jī)上的顯示系統(tǒng)，它是一款半智能化投射顯示系統(tǒng)，HUD 利用光學(xué)反射，將重要的飛行相關(guān)信息投射在一片玻璃上面。 這片玻璃位于座艙 前端，文字和影像被投射在鍍膜鏡片（析光鏡）并平衡反射進(jìn)飛行員的眼睛。飛行員透過HUD往前方看的時(shí)候，能夠輕易的將外界的景象與HUD顯示的資料融合在一起。由于反射進(jìn)眼睛中的影像永遠(yuǎn)與飛機(jī)的中軸平衡，所以飛行員的身高不會(huì)對(duì)俯仰角或

3、目視瞄準(zhǔn)造成偏差。HUD設(shè)計(jì)的用意是讓飛行員不需要低頭查看儀表的顯示與資料，始終保持抬頭的姿態(tài)，降低低頭與抬頭之間忽略圖（1）抬頭顯示系統(tǒng)用于汽車外界環(huán)境的快速變化以及眼睛焦距需要不斷調(diào)整產(chǎn)生的延遲與不適。HUD的前身是使用在戰(zhàn)斗機(jī)上的光學(xué)瞄準(zhǔn)器，這種瞄準(zhǔn)器利用光學(xué)反射原 理，將環(huán)狀的瞄準(zhǔn)圈光網(wǎng)投射在裝置在座艙前端的一片玻璃或者是座艙罩上面， 投射的影像對(duì)于肉眼的焦距是定在無限遠(yuǎn)的距離上面， 當(dāng)飛行員瞄準(zhǔn)目標(biāo)的時(shí)候 不會(huì)妨礙到眼睛的運(yùn)作，維持清晰的顯示。這種瞄準(zhǔn)器最早出現(xiàn)是在第一次世界 大戰(zhàn)期間，到了二戰(zhàn)的時(shí)候開始被廣泛利用。HUD不是單純的放大顯示系統(tǒng)，而是一種半智能化的系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)模擬

4、計(jì)算，將預(yù)估、處理后的信息顯示出來。HUD誕生的最重要關(guān)鍵是模擬計(jì)算機(jī)開始運(yùn)用在飛機(jī)上。因?yàn)轱@示在HUD上的文字或者是圖形需要經(jīng)過處理之后 產(chǎn)生，傳統(tǒng)儀表產(chǎn)生的訊號(hào)無法直接使用在 HUD的顯示需求上，必須透過計(jì)算 機(jī)處理轉(zhuǎn)換之后，將需要的資料傳遞給 HUD的顯示單元，再將影像投射到前方 的玻璃上?，F(xiàn)有HUD系統(tǒng)也不是單一的一個(gè)電子系統(tǒng)，其成像的關(guān)鍵是在光學(xué)和材料 學(xué)方面，一種透明的高折射率鍍膜才是其真正的成像根基。這種膜并非單獨(dú)存在，它是特殊前風(fēng)擋玻璃的表層功能部分， 這種汽車風(fēng)擋 玻璃生產(chǎn)主要采用有浸漬法和網(wǎng)印法等。由于它含有氧化的 Ti和Si,所以它的 折射率介于1.8至2.2之間，大于普

5、通前風(fēng)擋玻璃1.52的折射率，所以表面的反 射率就可以增大，再經(jīng)過多次光干涉就可在遠(yuǎn)處成像。圖（2）平面顯示系統(tǒng)用于飛機(jī)在HUD上使用的透明放大反射膜，最初光透射率在70%左右，膜厚多在530 納米左右，這個(gè)厚度正是綠色的選擇性反射的峰值波長(zhǎng)， 這也就是大多數(shù)汽車?yán)?一代HUD顯示多為綠色的原因所在。它的缺點(diǎn)不僅僅是顏色單調(diào)，觀測(cè)方向不 同還會(huì)造成干涉色外觀的變化。所以寶馬等公司的HUD投影載體膜就增加了膜 厚，能支持整個(gè)可見光區(qū)域反射，從而實(shí)現(xiàn) HUD的多彩色顯示和與角度無關(guān)的 均勻外觀，當(dāng)然它需要高亮度的光源支持，而且成本較高。三：應(yīng)用為了大大提高了安全性，汽車上也開始配備，車輛高速行駛時(shí)

6、，特別是夜間高速行車時(shí)，如果駕駛員低頭觀看儀表顯示，前方遇有緊急情況就有可能因來不及 采取有效措施而造成事故。為避免這種情況發(fā)生 ，少數(shù)車型上裝用了 HUD系統(tǒng), 它可以將有關(guān)信息顯示在前風(fēng)擋玻璃的駕駛員平視范圍上，提高了汽車的安全性 與舒適性。四：優(yōu)點(diǎn)HUD抬頭數(shù)字顯示的優(yōu)點(diǎn)：1駕駛員不必低頭，就可以看到信息，從而避免分散對(duì)前方道路的注意力。2駕駛員不必在觀察遠(yuǎn)方的道路和近處的儀表之間調(diào)節(jié)眼睛，能夠有效地 避免眼睛的疲勞。五：抬頭顯示系統(tǒng)的應(yīng)用“高富帥”版的HUD曾是豪華車型中的身份象征，如寶馬、奧迪、雷克薩 斯、凱迪拉克等。其中寶馬最為癡迷 HUD，除入門款1系外，其余全系均標(biāo)配寶馬或選配

7、了抬頭顯示系統(tǒng)，是這一技術(shù)的最有力的推廣者。圖（3）： HUD應(yīng)用于豪華車圖（4）: HUD應(yīng)用于普通車除了圖里的八款車型以外，標(biāo)志508、標(biāo)志雪鐵龍DS4/DS5HUD、比亞迪 思銳HUD等車型也都具備了低成本但不低端的 HUD系統(tǒng)，坦白的說國產(chǎn)的納 智捷和比亞迪的HUD還不算是真正的HUD，因?yàn)榈谝凰狈UD必備的虛像 成像，駕駛員在觀察信息的時(shí)候眼睛依然需要變焦，而標(biāo)志508以及5008的虛像光程僅有1.2米左右，也未達(dá)到人眼舒適的程度。并且508是不透明的成像板， 為了在盡量不干擾駕駛員視線將成像點(diǎn)設(shè)計(jì)的過低，駕駛員在實(shí)際使用過程中依 然需要向前方“低頭”無論如何我們欣喜的看到，HUD的優(yōu)點(diǎn)