一、座艙發展歷程

  汽車自其誕生之日起經歷了從機械化到電子化再到即將進入的智能化時代，在此發展歷程中，座艙作為駕乘人員的移動空間，同樣經歷著機械式向電子式再到智能式的迭代過程。

  受益于人民生活水平的提高，在此市場需求的驅動之下，智能座艙依托于傳統電子式座艙功能，通過引入人工智能、大模型等先進技術，對座艙內產品進行了迭代，從而演化為如今集液晶儀表、信息娛樂系統、HUD、流媒體后視鏡等多種電子部件于一體的復雜系統。此系統可通過多屏互動、語音識別、手勢識別等多模態人機交互方式為駕乘人員提供簡單、安全、高效且多樣的車載功能的控制，并能夠通過云端技術等手段為用戶提供個性化的建議與服務，是代表了汽車座艙技術的最高水準以及最新發展階段。

圖1 智能座艙產業鏈

  由于座艙完整功能的體現是一個多功能集合體的統一表達，簡短篇幅并無法將其功能盡述，為此本文僅拾取其中一項即抬頭顯示（Head Up Display，HUD）技術以與諸君討論。

  二、駕駛員信息顯示特性

  在車輛的駕駛過程中，為了更好的確保駕駛的安全性，駕駛員需實時對車輛自身以及外部物體的相關信息進行識別，在此需求下，根據這些信息對駕駛員提供駕駛幫助的重要程度，通常會將這些信息分為三類，并在儀表盤上進行適當的顯示。

  其中，一類為關鍵信息，主要是能為駕駛員提供駕駛安全性判斷的信息，如車速、報警指示、故障信息、燃料信息等多種駕駛必要的信息；二類為重要信息，是能為駕駛員提供駕駛輔助的相關信息，如ADAS駕駛輔助系統、車況信息、導航信息等；三類為一般信息，是能為駕乘人員提供駕駛舒適性的相關信息，如座艙溫度、車輛設置、來電提醒、娛樂系統信息等。

圖2 駕駛員對信息顯示的類別

  但由于車輛內外信息多樣且復雜，若儀表盤對所有信息都進行長期顯示將會由于無重點反而讓駕駛員陷入眼花繚亂的慌亂之中。為此根據此三類信息在顯示上是否能為駕駛員提供必要的駕駛安全輔助，需對其進行常顯與臨時顯示的處理。一般常顯信息包括車速、車輛信息、續航里程、檔位等；臨時顯示信息包含報警指示燈、車輛基本信息、菜單、主動安全信息等。

  在臨時顯示的信息中根據是否主動喚醒又將信息分為主動顯示與被動顯示兩種。其中主動顯示需要駕駛員主動去操作的提示報警信息，此類信息屬于強提醒信息，如車輛轉向燈等；被動顯示信息不需要駕駛員去操作，系統會根據車輛內外狀況對駕駛員進行一些臨時提醒，此類信息在顯示一段時間后便會消失，如外部車輛靠近報警等信息。

  在此多信息交互的智能化時代，為了應對繁雜多樣的信息顯示問題，同時以突出向駕駛員顯示重點信息以確保駕駛的安全性為首要目的，以當前汽車技術狀態為背景，對于向駕駛員所呈現的相關信息的顯示載體提出了更加嚴格且明確的需求，其主要體現在以下幾方面：

     1）駕駛安全性：以安全為首要，確保信息載體界面不會分散駕駛員的注意力，獲取信息過程不會產生干擾駕駛的風險；

     2）易讀性：清晰易讀，不能對駕駛員獲取信息產生阻礙；

     3）清晰明確：界面直觀、簡單，駕駛員無需將視線從道路上移開或雙手從方向盤上移開即可使用；

     4）高效舒適：減少側頭、偏頭、低頭等行為。

圖3 信息顯示特性及要求

  三、HUD的由來

  為適應汽車發展所帶來的信息顯示的變化，主駕駛位處的顯示產品作為車輛駕駛過程中必備的信息顯示載體，也經歷了從顯示簡單信息的機械分布式儀表到傳統的集多信息顯示于一體的電子式組合儀表再到如今以被廣泛應用的具有更豐富且更精準信息顯示的全液晶儀表。

圖4 主駕信息顯示產品發展歷程

  而伴隨著汽車智能化的到來，車輛功能豐富化所帶來的相關信息也呈階躍式增長，在此背景之下，儀表盤作為顯示各種轉速、溫度等信息的表的屬性也在得到弱化，隨之而來的是與駕駛性相關的信息展示，同時在車輛功能豐富的當下，多聯屏交互等功能成為了汽車智能化下提升用戶駕駛體驗的重要標志。

  在此人與屏形成交互的同時，由于儀表盤常位于方向盤前方且處于駕駛員水平視線下方，在此物理位置的限制之下，駕駛員需通過移動視線或移動頭部來獲取相關信息，而隨著車輛信息顯示的多樣化，其視線在偏移后再恢復至道路的及時性必然會受到一定的影響，而此影響的結果將有可能導致車輛出現駕駛安全。

  簡單以一組數據為例，若車輛以100km/h的時速行駛，當視線偏離車道1s的時長，車輛將會駛出約27.8m的距離；若車輛以30km/h的時速行駛，當視線偏離車道1s的時長，車輛將會駛出約8m的距離，而在慣性的作用下，其實際所會產生的盲區距離將會更遠。因此通過傳統儀表進行相關信息的顯示，對于如今汽車環境下的駕駛行為而言存在不可避免的安全隱患，而為了盡可能的規避這些風險的存在，同時由于相關技術的發展，HUD從最初的航空領域被應用到了車載之中。

圖5 應用于航空領域的HUD

轉自覺知汽車