1、引言一、主驾第一屏发展历程和演进趋势1.1 驾驶员信息呈现及分类1.2 驾驶员信息屏幕特点1.3 主驾第一屏发展历程1.4 主驾第一屏的新选择HUD显示二、HUD作为主驾第一屏的可行性分析2.1 HUD显示方案2.2 HUD作为主驾第一屏的优势2.3 HUD典型应用场景三、标准与法规、可靠性分析3.1 主驾第一屏标准法规要求3.2 主驾第一屏可靠性要求分析四、HUD打造主驾第一屏现状及未来展望4.1 HUD成为主驾第一屏上车实例4.2 AR-HUD 已在众多车型上量产商用4.3 HUD面临的挑战与未来建议目 录01061317引言驾驶员在车辆驾驶时需要关注路况、车辆状态、车内人员等多方面的信息
2、，所以驾驶员一般会首选车辆的显示设备作为获取信息来源。随着显示技术与汽车技术融合的加深，车内显示屏的功能和位置在不断演进和重构，新的产品形态也在不断出现，但其核心目的都是为驾驶员提供所需的关键信息，以便驾驶员能够掌握车辆的状态并做出相应的操作和决策，同时带给驾乘人员更多、更便捷的功能和体验。在汽车发展初期，驾驶员较多选择车载仪表作为第一屏幕，通过仪表显示来了解车辆整体运行状态。随着车载显示屏的技术和代际演进，驾驶员也逐渐开始从仪表显示偏向安全性更强体验更好的HUD显示，作为日常驾驶过程中主要关注的信息显示来源。本研究报告研究HUD日益成为汽车主驾第一屏的产业趋势、应用场景和用户价值，并对产业未
3、来发展趋势进行了展望。本报告由CAICV联盟智能车载光显示任务组组织研究编制，感谢参与本研究报告研讨、审核修订的全体专家的努力和贡献！特别感谢编写组李晓龙、张懿坤、郑海、李江晖、汤志阳、唐秋阳、邹艳、林剑伟、詹华波、赵宣、汤轲、魏昌等专家和老师的成果贡献！感谢国汽智联、苏州计量测试院、中国汽研、比亚迪、广汽、长安汽车、北汽、一汽、华为、华阳、德赛西威等单位对本报告的评审及专业指导！一、主驾第一屏发展历程和演进趋势1.1 驾驶员信息呈现及分类在驾驶过程中，驾驶员需要获取一些必要的信息来辅助自身更好的驾驶车辆，从显示时间长度或显示概率来看，驾驶员信息主要分为常显和临时信息两类。常显信息一般包含车速
4、、车辆信息、续航里程、档位、时间、温度等信息。临时信息则主要分为报警指示灯、车辆基本信息、菜单、主动安全信息等（车道偏离、前方车距、左右方来车等）。进一步地，临时信息又分为主动信息和被动信息两类。主动信息主要为需要驾驶员主动去操作的提示报警信息，属于强提醒；被动信息则不需要驾驶员去操作，只是提示驾驶员一些临时情况，它过几秒（可设置）自动消失。由于驾驶过程中可显示的信息种类与数量较多，所以如何筛选和优先显示对驾驶员来说非常重要。在这种情况下，需要将驾驶员信息进行分级，根据重要程度筛选和排序。1)一类信息：包括仪表盘上最关键的信息，主要包含油量/电池状态、速度、警告信息、故障等多种驾驶必要信息，如
5、电池状态或油量信息驾驶员需要实时了解以确保车况和行程安全，速度可以帮助驾驶员安全导航并避免事故，而警告信息则包括提醒驾驶员注意需要注意的潜在危险或故障的警告信息，这类信息虽然重要，但是不会经常出现。此外，故障警报包含车辆驱动系统或关键部件的任何故障警报例如制动、转向或悬架问题，所以故障警报都应优先于所有其他信息。最后是其他警报，例如与安全使用驾驶辅助系统相关的警报、安全带警告或轮胎压力监测系统警报。2)二类信息：相比于一类信息重要程度较低，但能够辅助驾驶员驾驶车辆。主要包括：ADAS驾驶辅助系统、车况信息、导航等。驾驶辅助系统(ADAS)中自适应巡航控制、车道偏离警告和盲点监控等信息能够辅助驾
6、驶员确保安全驾驶。车况信息方面，通过实时监控汽车的车况信息，驾驶员可以了解汽车的健康状况，及时发现并处理潜在的问题，从而提高汽车的使用寿命和性能。同时，车况信息也可以为用户提供更准确的续航里程估计，帮助用户更有效地规划行车路线和节省燃油成本。123)三类信息：重要程度低于前两类，但仍会影响体验感。三类信息主要包含气温控制、车辆设置信息、来电提醒、娱乐系统。驾驶员通过调节温度和气流、设置车辆信息例如调整前灯、后视镜或雨刷器等可以提高驾驶过程中的舒适度。汽车来电提醒功能也可以提高用户在驾驶过程中的便利性，娱乐系统虽然对安全驾驶来说并不重要，但可以极大地提升体验感。驾驶员信息必须满足驾驶员的需求，同
7、时提供优先考虑驾驶员和乘客安全的基本信息。而将信息分类为分层结构可以确保驾驶员能够高效访问关键信息，而不会分心。1.2 驾驶员信息屏幕特点驾驶员信息屏幕的典型需求主要有：1)驾驶安全性：驾驶员信息屏幕必须将安全放在首位，确保界面不会分散驾驶员的注意力，获取信息过程不会产生过高干扰驾驶的风险，不会危及驾驶员或乘客的安全。2)可见性和易读性：驾驶员信息屏幕的核心功能是显示驾驶基本信息，所显示的信息必须清晰易读，不能对驾驶员获取信息产生阻碍，影响行驶。3)清晰的功能层级：驾驶员信息屏幕须提供驾驶员可以快速轻松访问的基本功能和特性。其控制界面必须直观、简单，使驾驶员无需将视线从道路上移开或双手从方向盘
8、上移开即可使用。确保驾驶员可以快速访问控件，同时将注意力集中在道路上。4)高效舒适性：驾驶员希望能直观的看到驾驶信息，减少侧头、偏头、低头等行为，减少驾驶过程中久看屏幕的疲劳感，提高驾驶过程中的舒适度。1.3 主驾第一屏发展历程主驾第一屏定义：主驾第一屏是驾驶员在驾驶过程中必备信息的主要显示载体，其核心功能是为驾驶员提供前述关键信息，是驾驶员默认的、最主用、最重要的屏幕。在汽车发展的初期，仪表作为主驾第一屏显示驾驶过程中的重要信息，随着科技的进步和用户的需求变化，主驾第一屏也在不断发展。由最初的机械、电气仪表演进为液晶仪表，同时随着辅助驾驶和娱乐功能的引入，中控开始作为仪表的辅助成为驾驶员操作
9、和获取信息的重要显示设备。1)机械式仪表最早的汽车都配置有一个机械仪表盘，这类仪表设计十分简单、功能单一，用以满足最基本的驾驶需求。机械仪表一般包含了车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等，功能比较分散、数量多、智能化程度较低。2)电气化仪表随着电气电子技术的不断发展，汽车仪表盘发生了重大变化，电气式仪表盘随之诞生，它包含了车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等，其原理是使用电信号显示驾驶相关信息。相较于机械仪表盘，电气化仪表在信息反馈方面反馈更加及时且信息内容也有所增加，但对于驾驶员更多更深层次的驾驶需求，电气式仪表仍无法满足。3)全液晶仪表随着技术的不断
10、进步，全液晶仪表盘开始流行，通过数字化方式显示驾驶信息。相较于传统的机械仪表盘和电气化仪表，全液晶仪表不仅在传递信息方面的数据更为精准更易阅读，功能更为完善，产品的视觉语义也相对丰富。同时仪表盘作为表的属性逐渐弱化，更多的是成为与驾驶强相关的信息展示区，不再单纯显示一类信息如车速、限速、油量电量，同时二类相关信息如导航、ADAS也展示其中。液晶仪表盘的优点是显示驾驶相关的内容更加丰富，更全面地满足了驾驶员在驾驶过程中的需求。与此同时，随着用户的娱乐和舒适性要求越来越高以及对驾驶安全的考虑，驾驶员需要中控屏幕作为第一屏的辅助屏幕。从信息方面来讲，仪表主要显示车用驾驶信息，而中控屏是显示娱乐和驾驶
11、舒适方面的信息，主要满足驾驶员个性化需求，相对全液晶仪表盘是一个辅助显示。尽管液晶仪表在满足驾驶员显示数据的全面性、及时性、精确度等方面都有较大提升，但由于其布置位置仍在视野线以下，驾驶员需要调低视线脱离路面获取信息，其及时性必然受到影响，及时性不足本身就是最大的安全风险。在高速时速100公里/时速度下低头1秒行进将近30米，在城区复杂路况下以36公里/时速度行驶低头1S会产生10米盲行，存在不可忽视的安全隐患。近年来，随着抬头显示(Head Up Display)方案走向成熟，快速广泛地上车应用，消费者接受度越来越高，其在提高驾驶员的安全性、舒适性和便利性上的优势逐步凸显，成为行业关注的新焦
12、点。3HUD作为智能化和网联化应用的入口与载体，是加快创新驱动，提升产品竞争力的着眼点之一。AR-HUD以实景融合显示方式及时直观地向用户传达实时ADS信息，整体提升用户对自动驾驶汽车的感知度和信任度，从需求端进一步促进自动驾驶的普及。HUD产品并不是单纯取代仪表而是进一步升级，HUD不仅显示包括车速、指示灯等信息，还可以同步显示ADAS、地图、导航、交通灯等驾驶过程中可能用到的各种信息，让驾驶者全面脱离仪表、中控。随着交互技术的进步，HUD将成为主驾第一屏的最佳选择。目前从整体市场上来看，短期内由于市场惯性和车型改款/上新窗口限制，多数车型仍有配置仪表，但从用户体验来看，驾驶员在驾驶过程中，
13、需要频繁低头观看仪表盘来读取信息，无法将注意力集中在道路上，不符合人因也降低了驾驶安全。使用HUD替代仪表作为主驾第一屏成为了越来越多车企的选择。41.4 主驾第一屏的新选择HUD显示HUD因其信息显示的及时性、最初是使用在战斗机中，后应用于汽车。随着用户对舒适度要求的提高，HUD因其显示直观、画幅大、信息反馈及时等优势逐渐演进成为驾驶员新的第一屏选择。从当前来看，HUD在汽车领域的发展已经历经三代，三代HUD对比如下表一所示：C-HUD(Combiner HUD)，为组合式抬头显示，主要是通过在汽车仪表上方或仪表板顶部加装一个半透明的树脂板，再将该树脂板作为投影介质反射出虚像，以显示车辆驾驶
14、信息。W-HUD(Windshield-HUD)，为风挡式抬头显示，利用光学反射将驾驶相关的信息投射到前挡风玻璃上。但由于挡风玻璃通常为曲面反射镜，因此W-HUD必须根据挡风玻璃的尺寸和曲率去适配高精度曲面反射镜。相对于第一代C-HUD,不管是信息量还是成像方面，都有所提升。AR-HUD(Augmented Reality HUD)，为增强现实抬头显示，是将AR技术与W-HUD技术进行了充分的融合，虽然同样是利用前挡风玻璃作为成像介质，但AR-HUD结合GPS、摄像头、雷达等传感器采集到的路况信息进行建模，将HUD显示的信息精准投射叠加在实景中，可以得到数字信息与实景交通高度融合的效果，其成像
15、区域更大、投射距离更远、消费者对信息的感知也更加清晰直观。5表一：HUD三代方案对比C-HUDW-HUDAR-HUD成像方式小块半透明树脂玻璃前挡风玻璃前挡风玻璃成像大小小（通常10英尺）中（通常50英寸)成像距离约1米23米7.5米AR融合无无有显示内容车速、油耗、温度、简易指示导航等较为基本的信息车速、油耗、温度、路况信息、行车警告、简易指示导航等车速、油耗、温度、路况信息、行车警告、来电显示、天气、AR实景导航、AR实景ADS信息、兴趣点（POI）信息等HUD相对于仪表和中控，能够使驾驶员更快更方便地得到信息，抬头即见。减少了低头看仪表、转头看中控的不舒适性；同时相对于仪表，画幅更大，信
16、息可分布在更宽大的视野中，平均在每度视野范围内的显示负荷相较于仪表实际可以做到更低。而AR-HUD因其可同实景结合的特征，其信息显示的直观性更优于W-HUD和仪表。2.1 HUD显示方案目前市场上较为先进的全液晶仪表，主流尺寸在12.5英寸以下，主要显示内容除了传统的车况信息（车速/档位/驾驶模式/剩余油量电量及里程/故障指示等）外，还进一步增加了导航信息、智驾场景重构图（BEV视图）的显示，甚至扩展到音乐播放/来电显示等。但由于仪表是实体屏，其在整车摆放位置会受到整车IP台高度限制；另外，宽度和高度方向均存在被方向盘轮圈遮挡一部分视野的情况，导致全液晶仪表可视区域受到限制，更大的液晶仪表也难
17、有用武之地，其未来可发展空间受到限制。而HUD原理上是在视野前方形成一块虚拟大屏，可视范围大大扩展且无遮挡，W-HUD已经可以轻松达到13英寸以上，而AR-HUD量产水平也已经可达90英寸，屏幕尺寸不再成为显示内容扩展的瓶颈。基于业界实践来看，液晶仪表的显示内容基本都可以经过一定图层处理后在HUD上得到良好显示。例如理想L9和蔚来ES8，已经将车速/限速/档位/智驾图标/导航/智驾场景重构图（BEV视图）等信息显示在HUD。6图 2-1 理想L9 HUD二、HUD作为主驾第一屏的可行性分析图 2-2 蔚来ES8 HUD上汽飞凡R7 AR-HUD画幅高达70英寸，在显示内容上则更进一步，将ADA
18、S和导航AR化，与实景结合更具科技感。并首次将高清电影播放引入HUD，且可以显示停车场和充电桩等POI信息、帮助车主了解周边信息。未来，HUD上显示内容还可以进一步扩展，例如倒车影像、虚拟数字人交互形象、各种LBS（Location Based Services）场景化的POI元素等均能在HUD显示，可随着车机OTA来持续增加。2021年前我们看到奔驰/宝马/奥迪/大众/福特/丰田/本田等外资车企以HUD凸显整车科技先进性，曾经在这个领域领先；近两年来国内车企在HUD领域的积极进取，已然赶超。理想/蔚来/比亚迪/长城/深蓝/领克/红旗等均积极部署大尺寸HUD并走向标配化。大量的车企实践和创新，
19、使得HUD正在以最自然、最舒适的方式满足驾驶员信息获取需求。2.2 HUD作为主驾第一屏的优势相比于传统的仪表盘，HUD作为主驾第一屏在安全显示、高效舒适、应用丰富和面向未来等方面都具有诸多优势和价值。2.2.1 抬头即见，更安全HUD可以为驾驶员提供更加直观简洁的信息和更加舒适方便的信息查看方式，增强驾驶员的环境感知能力，有效减少驾驶员视线离开路面的时间，降低盲驾风险，提高驾驶安全。由于座舱电子产品搭载数量的增多，驾驶员低头查看导航、车辆信息的需求也相应增多，而传统座舱内告警提示信息主要通过声音告警、震动告警、中控屏图形建模告警等这些方式来表达呈现。驾驶员面对这些类型的告警信息，从大脑接收信
20、号，到甄别信息类型，再到分析定位到告警信息源头并做出反应，一般都需要秒级的反应处理时间。而由于驾驶员在此期间注意力不再聚焦路面及外部环境，进入了分心驾驶状态，对驾驶安全引入了风险隐患。7图 2-3 传统车内告警 vs HUD安全辅助告警2.2.2 平视驾驶，更舒适1)最佳人因视角传统仪表盘位于方向盘后面，驾驶员需要穿过方向盘看仪表，视线易受方向盘阻挡，而HUD信息位于前方主视野，是驾驶位最自然最舒适的平视角度。8图2-4 仪表视角 vs HUD视角另外，在驻车等待或者停车充电的场景，人们通常可以选择通过观看视频电影进行娱乐消遣。如果是用中控屏来播放影片，中控显示的位置则需要驾驶员侧身偏头观看，
21、不符合人体工学坐姿的自然舒适要求，长时间观看会导致颈部肌肉紧张疲惫，产生不适。而这种场景下如果采用大画幅的HUD第一屏来观看，不仅抬头平视的视角完全符合人机坐姿，同时HUD大画幅高清晰能力可以提供影院级的视觉效果，能够让驾驶员拥有更舒适沉浸的体验。图2-5 传统中控 vs AR-HUD体验对比2)降低眼部疲劳当驾驶员观察物体的时候，需要根据物体的距离远近进行眼睛焦距的调节，以便不同距离的物体都能够清晰的呈现在视网膜表面。由于传统仪表及中控屏与驾驶员距离普遍都小于1米，驾驶员查看仪表或中控信息时，其睫状肌处于收缩的状态。驾驶时驾驶员的视线需要不断在近处的仪表与中控和远处的路面之间切换，在切换过程
22、中眼部睫状肌需要频繁的收缩放松，容易造成眼睛疲劳。使用HUD时，显示图像投影在远处，驾驶员不需要频繁切换视线，睫状肌将处于放松的状态，不易造成驾驶疲劳。2.2.3 应用丰富，更便捷人类感知的信息80%以上是依靠视觉来获取的，HUD作为主驾第一屏，将车辆的智能驾驶功能展现在用户的眼前，真正实现“所见即所知”。其丰富的显示功能使视觉交互更加直观和有效。同时，可以结合ADAS、汽车传感器对驾驶员进行安全提醒，比如跟车距离预警、压线预警、提前变道、行人预警等，通过颜色的变化来提醒驾驶员安全度。在驾驶娱乐方面，HUD可结合当前位置、地图和场景AI等来为驾驶员提供路过景区、商场、餐厅等信息，实现车与道路环
23、境的互联。HUD带给驾驶员前所未有的安全价值，同时正在以主驾第一屏的身份无限丰富驾驶体验。2.2.4 面向未来，可扩展HUD作为主驾第一屏，未来将会成为智慧城市信息的车载可视化窗口。在包含交通实时监控、公共车辆管理、旅行信息服务和车辆辅助控制四个方面的城市智慧交通领域，发挥更大价值。目前以VR、AR为主体的狭义元宇宙产业链，与汽车上的HUD、智能座舱、智能辅助驾驶等功能有不少重合的地方，所以汽车有希望成为连接物理世界和元宇宙的超级智能硬件。HUD作为主驾第一屏，承担着最重要的人机交互功能，未来随着车联网技术的发展，将扩展更多应用场景，搭建起现实世界与虚拟世界间的一座桥梁。92.3 HUD典型应
24、用场景传统仪表盘以及中控显示目前发展相对成熟，在智能座舱中互相配合，从而满足驾驶员在不同现代驾驶场景下的信息需求。HUD除了可显示仪表信息外，还可以扩展显示更多内容，已经逐步应用到智能座舱中并且成为传统仪表之外的驾驶员主用屏幕。以下举例说明几种已经应用的典型场景，未来还可以通过OTA手段增加更多显示场景。2.3.1 导航类场景导航类场景主要包含平面类导航方式以及实景融合导航方式。平面类导航方式包含TBT导航，鸟瞰地图，文字路名导航等方式。而实景融合导航方式则包含道路引导线，路口贴合箭头，目的地提示等方式。其中实景融合式的导航需要将虚拟图像投射到驾驶员的视野中,所以其实现依托于AR显示技术。另一
25、方面，对于导航类信息，HUD产品的核心价值在于将驾驶需要的所有信息全部投射到风挡前方，极大程度缩短驾驶员的视觉轨迹，从而确保驾驶员视线始终在路面上。如图2-7，有HUD导航和无HUD导航，从一定数量的典型驾驶员视线的对比实验可以发现，相对于未使用HUD的用户，使用HUD驾驶过程中用户的视线较集中，并且主要聚焦在在路面和HUD信息展示区域内。10图2-6 导航场景图2-7 驾驶员视线对比图2.3.2 ADAS辅助场景对于ADAS类信息，无论是告警类信息警示场景，还是打开智能辅助驾驶的智驾场景，HUD产品都具有明显优势。在警示类信息车辆碰撞告警场景下，HUD可以在真实环境中标注出车辆危险信息，从而
26、及时、准确的提醒驾驶员紧急避让，降低事故发生的概率。对于其他警示类信息，HUD因为存在于用户的第一视角中，所以警示效果相对更加及时也更加高效。对于智驾模式，HUD可以更好的帮助车企将智驾行为可视化，从而帮助用户更加直观的在智驾模式下，监控和控制高速行驶的车辆，例如：车道保持辅助，领航辅助变道提示，跟车目标标识等场景。11图2-8 车辆碰撞预警场景2.3.3 娱乐类场景随着智驾以及智能座舱内相关技术的发展，驾驶员以及乘客越来越倾向于在车内完成一些简单的娱乐活动，包括观影，打游戏，社交媒体等。而HUD抬头显示相比于其他传统实像屏幕在缓解视觉疲劳上有着天然的优势，它的屏幕显示位置的虚像距离可以有效帮
27、助用户降低睫状肌长时间收缩带来的视觉疲劳感，同时避免偏头观看中控的舒适性问题。图2-9 娱乐类场景2.3.4 POI资讯信息呈现HUD可以将周边商业区、充电桩、停车场等信息投射到用户第一视角，可以同用户更多生活元素相结合，未来想像空间较大。12图2-10 POI（兴趣点）场景从上述场景可知：一方面HUD相对于传统仪表可以显示更多的重要驾驶信息，未来随着信息可视化的普及和标准法规的完善，HUD也有潜力作为车况类信息的统一载体。另一方面，HUD相对于中控显示器同样具有高效和安全的特性。当前HUD的上车率在快速增长，应用场景也在逐步丰富，HUD替代仪表演进成为主驾的第一屏的趋势日益明显。3.1 主驾
28、第一屏标准法规要求当前国行标及相关国际标准对车用仪表类信息的主要要求及HUD演进成为主驾第一屏的需求满足度分析如下。3.1.1 国家标准在汽车仪表方面的国家标准主要有：GB 4094-2016汽车操纵件、指示器及信号装置的标志 GB 15082-2008汽车用车车速表 GB/T 4094.2 2017电动汽车操纵件、指示器及信号装置的标志 GB/T 19836-2019电动汽车仪表 GB 7258-2017机动车运行安全技术条件(一)GB 4094-2016汽车操纵件、指示器及信号装置的标志GB 4094-2016汽车操纵件、指示器及信号装置的标志中关于仪表主要要求有：1.标志相对于底色，应清
29、晰可辨，且永久保持。2.制动系统故障、前照灯远光、转向信号灯、安全带警报的信号装置不能共用同一显示区域。3.如果汽车上装备了如下汽车操纵件、指示器及信号装置，则其相应标志为强制性显示标志：灯光总开关/远光灯/近光灯/位置灯/前后雾灯/前照灯水平手动调节/驻车灯/转向灯/危险告警灯/雨刮器/洗涤器/前照灯洗涤器/除雾霜/档位/车门锁等。4.如果汽车上装备了如下汽车操纵件、指示器及信号装置，则其相应标志为非强制性显示标志，不强制显示：驻车P/后窗雨刮器/后窗洗涤器/后罩盖/发动机故障/后风窗玻璃除霜/空调/发动机启动/安全气囊/胎压等信号图标。当前基于TFT和OLED等实体车载仪表盘是满足这些要求
30、的，HUD做为下一代仪表，在考虑安全性和视野限制基础上，基于一定的HMI原则在常显内容上可以编排布置，挑战不大。HUD属于虚像显示，显示清晰度上当前国标暂未定义，未来可在国标中考虑做一定约束。13三、标准与法规、可靠性分析(二)GB 15082-2008汽车用车车速表GB 15082-2008 汽车用车车速表中关于仪表主要要求有：1.车速显示位于驾驶员的直接视野内，且昼夜都能清晰易读。2.车速表能显示车辆的最高车速。3.车速表的指示车速(v1)不得低于实际车速(v2)，并符合以下公式要求：0 25Hz，指针50Hz。声音提示报警音量:商用车60dB 90dB，乘用车：60dB80dB。光色：对
31、LED报警灯的波长/液晶屏颜色的色域有要求。表面硬度不低于3H/500G（铅笔硬度）。启动时间：-30下，仪表启动时间不应超过5s。响应时间：车速表/燃油表/温度表/电压表/电流表等。基本误差：显示车速和实际车速要符合要求；里程表/SOC等也有要求。暗电流300 cd/m2；均匀性 80%；对比度 500:1。耐高低温；耐湿热；耐盐雾；耐振动；IP5K2；耐化学；电磁兼容。耐反向电压；耐过电压；绝缘耐压性能；耐光照性能。经寿命试验温度循环，显示功能正常，亮度下降率不应超过50%。上述要求多是针对整车的要求，HUD显示性能要求可以参考液晶显示仪表的要求，同时，HUD的虚像显示也需要根据自身特性定
32、义显示清晰可见、报警灯颜色等标准，满足启动时间不超过5s。15(二)QC/T 727-2017 汽车、摩托车用仪表关于仪表主要要求有：里程计数器的整数部分和小数部分应能明显区别。仪表贮存温度应在-4085，工作温度范围在-3070。应按GB/T 2423.3 4 的规定在-10 65 进行10 个循环的温度/湿皮组合循环试验。每个循环为24 h，试验后仪表工作正常且误差在标准规定范围内。仪表按照GB/T 28046.3 中4.1.2.8 规定的要求进行随机振动试验。试验中和试验后各部分零件不应有松动和损坏现象，试验后仪表工作正常且误差在标准规定范围内。要满足耐盐雾、防尘实验后，不影响仪表正常工
33、作和读取HUD产品上市需在温度、震动、耐盐雾、防尘等方面满足QC/T 727-2017测试结果和要求。综上可见，HUD作为主驾第一屏还需要处理好显示图像大小、重影、畸变、视差等显示性能，让图像显示清晰不眩晕。在高/低温、雨雾天气、高亮阳光/夜晚、及雪地等特殊场景，应能支持清晰显示，提升用户体验。另外，值得一提的是，功能安全并非是法规要求，法规并未要求仪表满足功能安全。从法规角度来看，HUD的显示满足度较高，在做好清晰显示的情况下完全可以成为主驾第一屏。3.2 主驾第一屏可靠性要求分析为了满足高可靠性要求，通常要求核心零部件满足车规级AEC-Q要求，或者是高可靠性器件和设计，来保证可靠性的达成。
34、HUD提升可靠性的关键途径：1)软硬件接口固化，提高接口稳定性；2)核心零部件选择高可靠性器件，使用车规器件；3)结构设计优化：做好振动防护，提升长期可靠性；4)故障定界高效：功能简单，故障容易判定。车机可查询工作状态，支持问题定界。16当前汽车智能化进程加快，用户感知不断上升，多重因素使得HUD市场渗透率加速上升，呈现稳定增长态势。自2020年起，国内HUD市场进入快速增长期，C-HUD在前装市场已被淘汰，W-HUD已大规模量产和标配化，同时AR-HUD从高端车型快速向B级车普及。已经有多家车企弱化或者去掉了仪表，使用HUD作为主驾第一屏。17四、HUD打造主驾第一屏现状及未来展望图4-1
35、理想L9 HUD4.1 HUD成为主驾第一屏上车实例1)理想L9理想L9上摒弃了传统的仪表盘，取而代之的是在司机正前方提供了13.35英寸的W-HUD抬头显示屏作为驾驶第一屏；另外，在方向盘上方加了一个小尺寸的交互屏。理想L9搭载的HUD包含了传统仪表盘各项功能，能够直观的将导航信息、辅助驾驶信息、车速、交通标志识别等信息投射在驾驶者眼前，减少了低头等不安全行为，专注视线在道路上。同时，其辅助驾驶功能能够通过车机传感器的路况捕捉，实时渲染周边环境和车辆位置并显示在HUD上，使驾驶员能够更加全面地掌握路况，减少视觉死角，进行更加顺畅的道路规划指引。L9中控屏也会显示部分仪表信息。2)深蓝S7深蓝
36、S7 使用AR-HUD作为主要的信息显示屏。其AR-HUD成像尺寸等效53英寸（视野前方约8米）。显示导航、指示灯、智驾场景重构图、行人及车辆标记、并线辅助、车道偏离、限速提醒等，让驾驶者更便捷地关注车辆信息与周边环境，同时在中控屏也会显示部分仪表信息。18图4-2 深蓝S73)高合Hiphi Z高合Hiphi Z使用HUD作为主要的主驾显示屏，去掉了仪表，同时在中控屏显示车速等部分仪表信息。图4-3 高合Hiphi Z，配置HUD，取消了仪表194.2 AR-HUD 已在众多车型上量产商用2020年上半年，奔驰宣布S级轿车搭载AR-HUD，AR-HUD正式量产上车。2021年3月，大众ID系
37、列首次将AR-HUD下沉到20万左右的大众车型，此后国内自主品牌纷纷发布搭载AR-HUD的爆款车型。目前，已经有多家车企搭载AR-HUD进入量产车型，其中大部分AR-HUD车型都为标配，少部分车型为选配。奔驰S级从2020年9月，奔驰S级轿车成为首个搭载AR-HUD的量产车型,加快了AR-HUD的上车应用，其虚像显示距离为33英尺（即10米），等效于77英寸显示器。图4-4 奔驰S级轿车图4-5 红旗E-HS9红旗E-HS9其AR-HUD的投影距离达到了7.5米，全彩可视距离覆盖40米，投影面积达44英寸，在汽车的自动行驶过程中，AR-HUD可以实时显示出前面的汽车的情况，突出显示出危险的物体
38、，从而提高行车的安全性。20上汽飞凡R7装备了业内最大视场角（13x 5）的AR-HUD，分辨率达1920730。显示导航、实时ADAS，并且具了充电站、停车场等地理位置周边信息（POI）推荐及驻车环境的巨幕影音播放。图4-6 上汽飞凡R7图4-7 长城WEY 摩卡未来会有越来越多的车企搭载AR-HUD上车。据2023年上海车展期间第三方机构不完全统计，已有300+款车型配置了HUD，新车搭载率快速提升，HUD逐渐成为中国汽车的标配。随着HUD产品渗透率不断扩大，用户认知度提升，未来HUD完全有望成为主驾第一屏幕。长城WEY摩卡其AR HUD是在WHUD基础上，融进AR导航、辅助驾驶等信息，并
39、融合前方实景增强显示，WEY摩卡的 HUD 分为三个区域，右侧显示导航信息，中间是 AR 动态引导，左侧是限速、时速和定速巡航信息，显示画面可以覆盖3个车道。4.3 HUD面临的挑战与未来建议2020年以前，由于HUD国内产业链尚在起步期，HUD自身价格相对较高，导致整车配置率不高，HUD面临的最大挑战是用户对产品的认知程度不足，以及部分用户未使用过、尚未形成使用习惯。近几年HUD技术发展迅速、国内产业链逐步成熟，HUD价格逐步亲民化，在新四化普及过程中产生的大量新车型中HUD配置率越来越高，配置率快速上升。HUD的用户使用习惯教育逐步广泛化、用户对HUD产品的认知程度也越来越高。随着HUD技
40、术不断发展，其显示范围不断扩大，显示内容日渐丰富。驾驶人在的可用信息和信息需求增加，人机交互复杂的复杂程度也随之增加。驾驶人作为执行驾驶任务的核心，信息过载或交互方式不合理会引发对其认知能力的挑战。因此，如何提升HUD信息交互的高效性和安全性成为重要课题。HUD界面设计、交互设计应充分考虑到驾驶人的认知能力。通过构建视觉负荷指数、AR图像干扰指数和分心风险指数，在不同应用场景中评估HUD对驾驶人认知的影响，可为HUD界面设计、交互设计奠定相应的理论基础。未来，HUD的大画幅优势并结合AR技术以更自然直观的方式向驾驶员呈现信息。结合整车算力和感知能力提升，AR车道级导航和路径规划、自动驾驶、智能交互、POI生活信息、娱乐等应用场景也越来越丰富。我们可以预期HUD会给驾驶员带来更多的驾驶安全和体验提升。总的来讲，随着AR-HUD的显示潜力和直观体验逐步被挖掘和释放，其越来越将成为主驾第一屏的演进方向，推动智能出行不断革新。21
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