汽車抬頭顯示的智能化旅程

想象一下，你正駕駛在一條陌生的高速公路上，導(dǎo)航提示前方500米右轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)的方式是低頭瞥一眼中控屏幕，確認(rèn)出口位置，但這短暫的分神卻可能就意味著潛在的危險(xiǎn)。

但如今，一組虛擬箭頭直接“畫”在你前方的真實(shí)路面上，如同游戲中的指引標(biāo)記，讓視線無需離開道路就能清晰知曉何時(shí)變道。

這就是現(xiàn)代抬頭顯示增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互帶來的改變。通過擋風(fēng)玻璃上的智能投影，車速、導(dǎo)航、警示信息都能懸浮在駕駛者視線范圍內(nèi)。

實(shí)際上，這項(xiàng)技術(shù)源自二戰(zhàn)時(shí)期戰(zhàn)斗機(jī)，進(jìn)入汽車領(lǐng)域之后，逐漸從簡(jiǎn)單的速度顯示，到融合AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的智能導(dǎo)航。而今，HUD正在重新定義人車交互方式。

從戰(zhàn)斗機(jī)到豪華轎車，再到普通家用車，HUD如何完成了它的平民化旅程？各大車企又在這一領(lǐng)域展開了怎樣的競(jìng)賽？

從飛行機(jī)到汽車：

HUD的跨界之旅

汽車抬頭顯示，是一種將車輛行駛信息投射到駕駛員視野前方的技術(shù)。簡(jiǎn)單來說，就是在風(fēng)擋玻璃上，顯示車速、導(dǎo)航指引等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，讓駛員無需低頭查看儀表盤或中控屏就能獲取所需信息，從而減少視線轉(zhuǎn)移和分心，提升駕駛安全。

為了實(shí)現(xiàn)近眼顯示，HUD通過小型顯示屏生成圖像，利用光學(xué)投影系統(tǒng)將圖像投射到風(fēng)擋玻璃或?qū)Ｓ梅瓷溏R上，仿佛這些信息“漂浮”在前方道路上。

它的起源可追溯到二戰(zhàn)戰(zhàn)斗機(jī)駕駛。為了解決飛行員視線頻繁轉(zhuǎn)移的問題，戰(zhàn)斗機(jī)率先采用了HUD技術(shù)。據(jù)國(guó)際民航組織統(tǒng)計(jì)，使用HUD后，68%的民航起降事故都能得到有效避免或降低危害程度。

戰(zhàn)后，工程師開始思考：汽車駕駛是否也能借鑒這一思路，提升安全性能？

1988年，通用汽車首次將HUD技術(shù)引入量產(chǎn)車，搭載于Oldsmobile Cutlass Supreme上。盡管只能顯示車速和簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)向提示，但這一嘗試讓原本屬于軍用飛機(jī)的技術(shù)走進(jìn)了普通人的駕駛艙。

然而，早期HUD受限于技術(shù)瓶頸，只能使用小型透明玻璃片作為投影介質(zhì)，成本高、亮度不足且信息量有限，很快淡出了主流市場(chǎng)。

這一停滯就是15年，直到21世紀(jì)，HUD才開始它的平民化旅程。2003年，寶馬首次使用HUD，豐田、本田等主流車型隨后跟進(jìn)。彈出式小屏幕的問世讓顯示內(nèi)容從單一車速擴(kuò)展到導(dǎo)航箭頭、限速標(biāo)志識(shí)別等多源信息。

2010年，HUD進(jìn)入快速發(fā)展期，車企普遍將汽車前擋風(fēng)玻璃作為投影介質(zhì)，更亮、更廣成為關(guān)鍵詞。寶馬HUD可以投影轉(zhuǎn)彎箭頭和道路標(biāo)識(shí)，奧迪則更進(jìn)一步，將其與夜視系統(tǒng)結(jié)合，在黑暗環(huán)境中高亮顯示行人。此時(shí)的HUD在競(jìng)爭(zhēng)中走向差異化，逐漸成為車企的產(chǎn)品賣點(diǎn)。

近年來，AR技術(shù)和智能化的興起讓HUD迎來了新一輪研發(fā)熱。AR-HUD將導(dǎo)航箭頭、碰撞預(yù)警等信息精準(zhǔn)疊加在真實(shí)道路上。與輔助駕駛深度結(jié)合后的HUD不再只是顯示信息，而是成為人車交互的重要一環(huán)。

縱觀HUD的發(fā)展歷程，可以看到一條清晰的脈絡(luò)：信息越來越豐富、顯示越來越直觀、與駕駛場(chǎng)景結(jié)合越來越緊密。

但是，HUD為什么需要智能化呢？

隨著大模型上車熱的興起，座艙智能化成為不可逆的趨勢(shì)。而HUD作為人機(jī)交互最直觀的界面，夠不夠智能，直接反映了整個(gè)座艙的體驗(yàn)水平。

一方面，它讓駕駛更安全了。結(jié)合輔助駕駛和傳感器數(shù)據(jù)的HUD能夠?qū)崟r(shí)主動(dòng)預(yù)警道路風(fēng)險(xiǎn)，減少安全隱患。例如，當(dāng)前方車輛突然減速時(shí)，HUD會(huì)在其尾部位置顯示剎車警示；當(dāng)檢測(cè)到行人橫穿時(shí)，會(huì)在行人所在位置高亮閃爍提醒；大霧、風(fēng)沙等惡劣天氣，HUD會(huì)增強(qiáng)道路邊界標(biāo)記。

另一方面，它讓駕駛更便利了。智能HUD能通過AI算法整合車輛、導(dǎo)航、環(huán)境等多源數(shù)據(jù)，并動(dòng)態(tài)調(diào)整車速、路況、天氣等信息優(yōu)先級(jí)，在高速行駛時(shí)突出車速和限速信息，擁堵時(shí)顯示實(shí)時(shí)路線建議。并且，學(xué)習(xí)用戶習(xí)慣后，智能HUD可根據(jù)駕駛員狀態(tài)調(diào)整界面亮度或布局，實(shí)現(xiàn)顯示內(nèi)容的個(gè)性化定制。

正是基于這些優(yōu)勢(shì)，HUD技術(shù)飛速發(fā)展的同時(shí)，頭部車企對(duì)HUD智能化的力度也正逐漸加碼。

AI時(shí)代，巨頭混戰(zhàn)HUD

最近，HUD已成車企的必爭(zhēng)之地。在走向智能化的過程中，參與者既有像華為這樣的科技巨頭，也有小鵬汽車這樣的造車新勢(shì)力，還有寶馬這樣的傳統(tǒng)豪華車企。

一個(gè)月前，小鵬和華為新勢(shì)力軟硬合璧，聯(lián)手推出“追光全景”AR-HUD，在路面上“畫”出導(dǎo)航光毯，讓虛擬信息與真實(shí)世界耦合，不漂移、不眩暈。

成像方面，追光全景AR-HUD可在前方10m虛像顯示距離投射出一個(gè)87英寸的巨幕，通過AI算法在真實(shí)路面上實(shí)時(shí)繪制導(dǎo)航光毯，畸變矯正算法將顯示畸變率控制在1%內(nèi)，避免眩暈。

安全輔助方面，AR-HUD集成了側(cè)向、后向預(yù)警，覆蓋雨霧天氣、窄路會(huì)車、行人“鬼探頭”等危險(xiǎn)場(chǎng)景，將事故率降低35%以上。例如，它會(huì)在雨霧等低能見度條件下高亮前方車輛和車道線，并在狹窄路段提示可通行空間，對(duì)急轉(zhuǎn)彎、盲區(qū)行人、前車突然切入等危險(xiǎn)情況提前預(yù)警。并且，AR車道級(jí)導(dǎo)航將導(dǎo)航路線直接“畫”在前擋風(fēng)玻璃上，與真實(shí)道路完美貼合，甚至能標(biāo)記錯(cuò)誤車道并以“×”提示，防止駕駛員誤入歧途。

據(jù)悉，“追光全景”AR-HUD 是全球首個(gè)真正實(shí)現(xiàn)AI智駕與AR顯示深度融合的車載抬頭顯示系統(tǒng)，它的出現(xiàn)或?qū)⑼苿?dòng)AR-HUD從選配到標(biāo)配普及。

另一邊，傳統(tǒng)車企也不甘示弱。寶馬2026款X5直接取消傳統(tǒng)儀表盤，用一塊1.5米長(zhǎng)“全景屏”橫貫擋風(fēng)玻璃下沿，將車速、導(dǎo)航、娛樂信息分區(qū)顯示，把HUD放大十倍。

智能化方面，寶馬的解決方案展現(xiàn)出三個(gè)亮點(diǎn)：首先，全景iDrive人機(jī)交互系統(tǒng)引入“視覺錐”設(shè)計(jì)理念，基于眼球追蹤技術(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化顯示內(nèi)容的位置和大小，確保從1.5米到2米高的用戶都能獲得最佳可視效果；其次，HUD深度整合駕駛輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知信息的實(shí)時(shí)可視化反饋，如在車道偏離軌道時(shí)預(yù)警；最后是交互邏輯的創(chuàng)新，寶馬HUD采用智能分區(qū)顯示，在高速行駛時(shí)突出車速和限速信息，擁堵時(shí)切換為路線建議，確保關(guān)鍵駕駛信息始終處于最佳可視區(qū)域。

雖然HUD智能化被普遍視為行業(yè)新賽點(diǎn)，但傳統(tǒng)車企在HUD技術(shù)智能化的進(jìn)程上卻呈現(xiàn)出明顯的分化。

以日本市場(chǎng)為例，豐田、本田等車企曾推動(dòng)HUD的大眾化普及，但在智能化方面相對(duì)滯后。曾在HUD專利量占據(jù)全球第一的供應(yīng)商日本精機(jī)在AR-HUD研發(fā)和落地上慢于德系三年，與輔助駕駛?cè)诤狭Χ纫膊粔?。就在中?guó)和德國(guó)車企已實(shí)現(xiàn)車道級(jí)AR導(dǎo)航與自動(dòng)泊車提示的同時(shí)，日系HUD仍以基礎(chǔ)預(yù)警為主，且多在雷克薩斯LS等高端車型上。至于它能不能扳回一局，未來兩年或是關(guān)鍵時(shí)刻。

可見，在HUD智能化的賽道上，傳統(tǒng)市場(chǎng)格局正在被打破。后來者如華為小鵬可能居上，曾引領(lǐng)市場(chǎng)的傳統(tǒng)勢(shì)力如日本精機(jī)也可能暫時(shí)落后。這無不說明，HUD正在成為車企在AI時(shí)代拉開競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵技術(shù)。

HUD智能化之旅，正在進(jìn)行時(shí)

在車企大力研發(fā)下，HUD技術(shù)已經(jīng)初步完成從基礎(chǔ)信息顯示到智能交互的轉(zhuǎn)型。根據(jù)高工智能汽車研究院的數(shù)據(jù)，2024年中國(guó)乘用車AR-HUD前裝交付量達(dá)到88.43萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)273.42%，搭載率提升至15.55%。預(yù)計(jì)到2025年，AR-HUD市場(chǎng)規(guī)模將突破120億元，搭載率有望達(dá)到25%。

可見，AR-HUD已經(jīng)逐漸從一項(xiàng)前沿技術(shù)走進(jìn)大眾視野。現(xiàn)階段，它還將沿著全景化、智能化和場(chǎng)景化的方向繼續(xù)演進(jìn)。

方向一，更大的顯示范圍與更高的清晰度。

對(duì)于普通車主而言，HUD技術(shù)最直觀的體驗(yàn)感就是顯示效果夠不夠大、夠不夠清晰。記得HUD技術(shù)剛上車的那幾年，不少人吐槽這是個(gè)噱頭，因?yàn)橥渡湓趽躏L(fēng)玻璃上的信息和圖案不僅模糊不清，還會(huì)隨著車輛行駛晃動(dòng)，不仔細(xì)看還以為是玻璃上沾上了污漬，與其說讓人專注不如說更分神了。

但現(xiàn)在，HUD已不再局限于前擋風(fēng)玻璃小塊區(qū)域，而是朝著全屏化、全景化方向發(fā)展。目前，部分寶馬等概念車型已經(jīng)展示了橫跨整個(gè)風(fēng)擋的HUD，可同時(shí)為駕駛員和前排乘客提供信息。隨著光學(xué)技術(shù)進(jìn)步，HUD分辨率和亮度也將大幅提升，使顯示內(nèi)容更加清晰。

而更大更清晰的顯示能夠呈現(xiàn)地圖、視頻等復(fù)雜內(nèi)容，為用戶帶來更佳的視覺體驗(yàn)。

方向二，更深入的AR融合與AI賦能。

如果說早期有車主認(rèn)為HUD顯示可有可無，那給HUD再加上AR和AI功能在他們看來就更是畫蛇添足了。這其實(shí)是一種誤解，與輔助駕駛深度融合的AR-HUD關(guān)鍵時(shí)刻甚至能救人一命，這在暴雨、沙塵暴等極端天氣條件下至關(guān)重要。

一方面，AI算法能識(shí)別的障礙物更多了，不僅是車輛和行人，還包括自行車、交通標(biāo)志、紅綠燈，甚至道路上的坑洼和散落物。當(dāng)駕駛員接近障礙物，HUD會(huì)根據(jù)駕駛情境智能對(duì)信息優(yōu)先級(jí)排序，自動(dòng)高亮并提供預(yù)警。例如，當(dāng)前方出現(xiàn)行人時(shí)，HUD會(huì)優(yōu)先顯示碰撞預(yù)警而暫時(shí)隱藏次要的導(dǎo)航，以確保駕駛員第一時(shí)間獲取關(guān)鍵信息。

另一方面，AR的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)HUD靜態(tài)化、平面化的缺點(diǎn)，讓虛擬信息動(dòng)態(tài)疊加到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，減少因抖動(dòng)產(chǎn)生的視線干擾。例如，追光全景AR-HUD的AR車道級(jí)導(dǎo)航將轉(zhuǎn)彎箭頭“貼”在真實(shí)路口的路面上，或通過虛擬光帶指引車道，降低畫面畸變率，控制眩暈，提高駕駛效率和安全度。

方向三，個(gè)性化、多模態(tài)與多場(chǎng)景交互。

隨著座艙智能化水平的提高，HUD顯示千人千面的個(gè)性化體驗(yàn)正在成為可能。HUD系統(tǒng)可以根據(jù)不同的駕駛偏好設(shè)置界面風(fēng)格。交互方式上，多模態(tài)逐漸落地，除了觸控，駕駛員還能用語(yǔ)音或手勢(shì)控制，不用分心按按鈕。

并且，抬頭顯示的應(yīng)用將跳出駕駛過程，進(jìn)一步拓展到停車、充電等場(chǎng)景。例如，自動(dòng)泊車時(shí)，HUD可以在前方地面投射出引導(dǎo)線，幫助駕駛員順利入庫(kù)；車輛充電時(shí)，HUD可以顯示電池電量和剩余充電時(shí)間。這些貼心的功能設(shè)計(jì)，正在重新定義人機(jī)交互的方式。

回望HUD發(fā)展歷程，從簡(jiǎn)單的信息提示到現(xiàn)在的全景AR交互，HUD一直在變得更大、更聰明、更貼心。而隨著技術(shù)進(jìn)一步突破，它將無縫融入我們的駕駛體驗(yàn)，在確保安全的同時(shí)，帶來前所未有的便利和樂趣。