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透过扩增实境驱动车用抬头显示器发展
[作者 Michael Firth]   2017年04月05日 星期三 浏览人次: [11855]

航向车用抬头显示器(HUD)的未来听起来或许像是个冲点击率的标题,但是这种显示技术的应用在未来几年内确实存在庞大的潜力。根据市场研究机构IHS Automotive的预测,配有HUD车辆的全球销量将从2012年的120万辆成长到2020年的910万辆,而这还不包含将消费者在现有车辆中使用的售后HUD解决方案销量纳入计算的结果。


若是开发人员或OEM厂商可能会想要知道,将HUD嵌入至一个车载(整合)或售后市场解决方案时所需要注意的事项。而从视野(Field-of-view,FOV)到影像品质,开发人员在建构各自的产品时有许多需要考量到的因素。



图一
图一

推动车用HUD未来的其中一个关键领域是扩增实境(AR)。首先厘清AR的定义。虽然每个人对AR的定义不同,但有一个非常直接的方式可以看出AR将如何影响车用显示器的未来。


如果将真实世界置于一端,并将虚拟实境(VR)置于另一端,AR恰好位于两端之间。在车辆中,AR将数位画面与驾驶人方向盘后方所看到的真实世界作堆叠,并将运算型智慧加入驾驶人的视线范围。


换句话说,AR HUD在帮助驾驶人的目光保持聚焦于前方道路的同时,将所有相关资料如速度和道路危险等,投射于挡风玻璃上。除了需要持续精进哪些相关资料应该且何时被显示,在设计AR HUD时有几个需要记住的技术性考量。


视野和虚拟影像间的距离

由于视野(FOV)直接影响到驾驶人所能看到的影像大小,是所有HUD解决方案中最重要的关键,对于AR HUD来说更是。目前,使用DLPR技术的OEM厂商,其最宽视野能够达12度,相较业界以往的HUD高出两倍之多。



图二 : (source: www.pinterest.com)
图二 : (source: www.pinterest.com)

虚拟影像的距离决定影像的投射距离,以及影像浮现于驾驶人前方的距离。在高速情况下,当有像是道路危险等重要的进阶资讯需要预先通知时,距离越显重要。而目前使用DLP晶片的HUD设计可将2-20公尺处出现的影像投射在驾驶人面前。


影像品质

值得注意的是,在这个情况下,影像品质并不等同于更高的解析度。影像品质受到包含影像更新率、色彩饱和度、亮度等多种变数的影响。而不同于电影院内,在混乱和难以预测的户外汽车环境中,影像品质的控制是极具挑战性的。随日夜变化的照明度意味着所有的车用AR HUD解决方案必须能够维持饱和且准确的颜色,以及高对比度,才能够在各种驾驶条件下正常运作。


举例来说,TI的DLP3000-Q1车用晶片组,包含了0.3吋DLP WVGA数位微型反射镜元件(DMD)、DLPC120数位控制器,其拥有400,000个能够快速切换可编程微镜以达到微秒级的高更新率和强化的影像品质。 DLP技术可与任何光源相容,帮助开发人员能够利用传统白炽灯、卤素光源、LED灯、甚至是雷射光等各种光源,有弹性地进行开发。


开发选项

大多数的车用AR HUD解决方案需要开发人员在同时满足其产品和客户需求的解决方案上进行合作。如前所述,HUD解决方案通常为拥有先进驾驶辅助系统(ADAS)和其它零组件整合解决方案中的一部分,以共同提升驾驶体验。 TI与开发商和TI开发设计网络中的合作伙伴合作,帮助他们善用TI丰富的半导体装置解决方案产品组合,创造更多的产品和服务。


(本文作者Michael Firth任职于德州仪器)


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