一、什么是 AR-HUD
HUD 的前世、今生
1.1 从天空到地面的迁移
1.1.1 HUD 在飞机上的应用
HUD 又被叫做平视显示系统,是一种机载光学显示系统,技术起源于飞行器辅助仪。最早作为一种飞行器辅助仪, HUD 可以把飞行信息(例如飞行参数、姿态信息、导航信息等)投射到飞行员视野正前方的透视镜上,减少飞行员低头看仪表的频率,确保飞行员保持平视状态时,在同一视野中可以兼顾仪表参数和外界目视参照物。也就是说,飞行员可几乎不用改变眼睛焦距即可方便地随时查看叠加在外景上的飞行信息,可视度也不会受到日光照射的影响,从而提升驾驶体验,确保飞行安全。
HUD 技术最早应用在军事飞行器上。1960 年,第一台装有 HUD 的战斗机美国海军的 A-5 舰载机研发成功,该机型上的 HUD 可以显示部分导航信息和武器信息。直到二十世纪八十年代初,HUD 才开始应用于民用客机,主要用于提供导航信息。目前 HUD 已经广泛应用于航空领域,被越来越多的航空公司选用,美国波音公司、欧洲空客公司和一些公务机制造商都把 HUD 作为驾驶舱必备设备安装在部分新型号飞机上。

民用客机上 HUD 显示的飞行信息
民用客机的 HUD 上可以显示各种飞行信息,例如:空速、高度、航向、垂直速度、迎角、飞行航径或速度矢量、有坡度姿态和 / 或起始俯仰姿态、带有偏离指示的航线和下滑道、自动驾驶相关仪器运行状态显示(如导航传感器、自动驾驶仪、飞行指引仪)和警告显示(如机载防撞系统、风切变、近地警告)等。在飞机整个飞行运行期间,尤其是在滑行、起飞、进近和着陆时,HUD 对飞行员的态势感知发挥着重要作用:
(1) HUD 可以辅助飞行员在不间断观察外界情景的同时,及时地了解相关飞行参数和状态信息,做到一目了然,有效减少了飞行员在外界环境和飞行参数之间频繁切换视线,减轻视觉疲劳,减轻飞行疲劳。
(2) HUD 可以为飞行员提供更多更及时的信息和指引,减少起飞、进近和着陆时的飞行技术差错,从而有效降低误判或操作失误风险,提升飞机运行品质,确保飞行安全。
(3) HUD 的推广可以有效降低天气因素对航班运行的影响,在确保安全的前提下,提高航班运行效率,保证航班的正常运行。例如:HUD 技术可以使飞机起飞 / 降落时的天气能见度标准降低。
近年来,随着汽车的智能化与网联化趋势越来越明确,汽车驾驶安全问题日益受到各方重视,奔驰、宝马、奥迪、雷克萨斯等大部分豪华品牌厂商都推出了搭载 HUD 装置的车型。同时随着技术成熟和成本下降,HUD 已经逐渐走向平民化,大众、马自达和标致等大众化品牌的高端车型也纷纷装配 HUD,将数字信息投射在挡风玻璃前一块独立可折叠的反射玻璃上,但与豪华品牌相比,它们显示的信息较为单一,功能相对较少。与此同时,前装 HUD 正在从外资品牌的高端车型向国内自主品牌的中高端车型拓展,部分国内自主品牌厂商,如长城、吉利等也相继分别在其 WEY 摩卡、吉利星越 L、几何 A 等车型上前装 HUD。
中国汽车市场 HUD 应用情况可从装备率、装车率角度来看。从装备率来看,由于成本压力、技术成熟度等问题, 2021 年 1-12 月,HUD 的平均装备率为 6.56%,仍处于较低水平。但是,随着人机交互技术的不断升级,HUD 有望成为汽车全新的流量入口,将迎来快速发展阶段。
