高通、苹果、谷歌、TI竞争：抬头显示是汽车的第二块屏？
发布时间：2015-6-30 10:42
发布者：eechina
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汽车电子市场毫无疑问会成为下半年半导体产业最大的舞台。作为汽车娱乐系统新加入的一种新兴技术成员——车载抬头显示系统（HUD）还未大规模上市就引发了不少争议：有人认为它可以提升安全性，有人则担心它会进一步分散驾驶员的精力。特别是对于女司机而言，抬头显示设备或许更加合适。 先让我们来看一段车载抬头显示系统辅助汽车驾驶的场景：调一调空调温度，换一换电台节目，扫一眼车速和油表，然后回头照顾一下后座的孩子，顺便拿起手机看看是谁刚发的短信，百忙之中还得注意不要把车上的咖啡打翻，而更重要的是时刻保持双手紧握方向盘。 以上描述的情况相信每一位经常开车的驾驶员都不会感到陌生，很显然，每天开车出行已经变成了一项令人头晕脑胀的复杂任务，虽然我们中的很多人都早已司空见惯，然而，驾驶员注意力不集中往往是导致交通事故的众矢之的。 根据美国国家公路安全局(NHSTA)的调查显示，平均每天都有9个人在由驾驶员注意力不集中而导致的交通事故中丧生，而每天因此受伤的人数也高达1200人。 是否能有一项技术帮助人们在驾驶过程中尽量把视线集中在前方的道路上？将驾驶信息和源自智能手机的信息投影到驾驶员的视野中？ 有一段广为流传的YouTube视频：一位男子驾车在洛杉矶穿梭时，他的手机突然响了起来。来电者的信息显示在仪表盘上方的一个小屏幕上。但切换视角后会发现，这些图像在驾驶者看来就像直接漂浮在前方的道路上一样。 而抬头显示(HUD)恰好就是解决这个问题的最佳方案之一。这项技术在十几年前首次面世，被广泛的应用于战斗机被飞行员驾驶系统使用，目前正逐渐应用于汽车之中。从侧面来说，它们很安全。 HUD是一种将关键数据和相关信息直接显示在驾驶员视野前方的增强现实技术形式，可以避免在行驶过程中通过各种仪表查看信息。随着该技术逐步走向成熟，HUD功能也得到了持续的改进，用户可以借助手势和语音实现常规控制。 这项技术还处于发展初期，目前还难以判断它在实际使用过程中的效果能否像视频中那样完美。但由于可以增强安全性，这种模式已经成为大势所趋，部分汽车厂商也会将速度和导航等基本的驾驶信息显示在挡风玻璃上。 高通风投最近就向Navdy注资300万美元，Navdy是一家汽车抬头显示设备制造的新创公司，迄今为止已经完成2680万美元融资。 谷歌和苹果也分别推出了Android Auto和CarPlay，希望将手机上的信息通过USB接口传输到汽车中控屏上。市场研究公司IHS Automotive预计，很多汽车都将整合这些系统，而驾驶员也都希望借助这类系统获取地图、音乐、新闻和社交内容。 不过，这类产品也引发了很多争议。 安全还是不安全，专家和交通说了也不算 据美国《纽约时报》刊文报道，有人认为，这些技术的前提就是错误的，驾驶员难以在处理社交信息的同时安全驾驶，因此这种所谓的安全模式反而是在鼓励危险行为。但还有人认为，既然无法禁止，那就尽量减少这些行为所蕴含的风险，让驾驶员尽量不要低头看手机或手持通话。 科罗拉多州立大学教授、抬头显示领域的顶尖专家克里斯多夫·维金斯(Christopher Wickens)却说：“事实并非如此。”他表示，飞机的抬头显示系统只会显示对飞行至关重要的信息，而且通常会叠加在现实图像上。相比而言，车载抬头显示系统则会提供很多与驾驶无关的信息，而且无法与道路“对齐”。 他表示，如果投影与驾驶相关的简单信息，的确可以在一定程度上提升安全性。但社交信息对驾驶员毫无益处。 神经科学家和安全倡导人士却表示，任何的杂乱视觉信号都会产生干扰，导致驾驶员的注意力无法集中于道路之上，难以对突发状况做出反应。 另外，以社交信息和通信为重点的抬头显示技术，也会令开车时从事其他任务变成常态。美国国家安全委员会CEO德波拉·赫斯曼(Deborah Hersman)认为，“这就好像告诉人们，这样做没有问题。” 赫斯曼曾经是美国国家交通安全委员会的主席，参与过航空业的抬头显示系统监管。她认为，这项技术是在最安全的模式下经过了全面的测试后，才最终获得批准的，因此“汽车也应该采取同样的措施。” “汽车行业的科技和创新速度过快，监管者根本无力追赶。”她说。美国交通部已经赞助弗吉尼亚理工大学交通学院展开了一项研究，了解车载抬头显示系统是否利大于弊。该研究有望于2016年完成。 “我们不是告诉你应该在开车时发短信。”加拿大车载抬头显示系统开发商DD Technologies联合创始人迪诺·马里奥蒂(Dino Mariutti)说，“我们只是说，你做这件事情时应该安全一点。” 孰是孰非目前似乎还难有定论。于是，本刊邀请到德州仪器DLP中国区业务经理王洋昔（Michael Wang）先生回答了这个问题，深入了解了抬头显示的应用未来和趋势。 抬头显示有望成为汽车最重要的一块屏幕？ 因为TI是DLP技术及产品的唯一发明人和所有者，对HUD技术有很强的发言权。虽然很多人仍然认为这样的场景往往只会出现在科技片中，然而凭借业界久经验证的DLP Cinema技术，已经可以让这一梦想成为现实。 实际上，HUD显示由来已久，并在军用和民用飞机上广泛应用。为何现在才开始在汽车驾驶上面推广此类应用？是技术的原因，还是成本考量？ 据王洋昔介绍，抬头显示、或平视显示设备（Head-Up Display）最先在战斗机中使用，方便飞行员在观察机外环境的同时，能透过挡风罩或特殊透明材质看到飞行或战斗数据等，而无需低头查看仪表盘。车载抬头显示其实早在上世纪80年代末就已经出现，只不过近年来才成为研究和市场的热点并得到广泛的关注。推动车载抬头显示发展的力量来自多个方面：一方面是来自抬头显示技术的内在进步-从最早的阴极射线管CRT及真空荧光显示器技术到今天LCD及DLP技术的出现的进步使得抬头显示的性能得到大幅提升，从而能够为驾驶员显示更多内容并配备更佳画质，抬头显示得以有望成为汽车最重要的显示终端。 另一方面，在车联网及汽车智能化的推动下，车厂及消费者现在有着更加多样化的诉求-例如一个更强大的显示终端，它能在兼顾驾驶安全性的同时让驾驶者观看到更多的驾驶信息和其他有价值的内容。同时，更宽视角的抬头显示为大众所期待的智能驾驶和无人驾驶提供了坚实的技术基础。这些都在从各个方面推动汽车抬头显示技术近年来的兴起。 随着视野宽度（FOV）、图像质量和亮度的不断改进，抬头显示能够帮助驾驶员时刻关注路面状况，并提供更加信息化的体验。比如如何解决强光照射下的清晰显示，车身震动出现的闪烁情况，黑夜成像显示的平衡。 抬头显示并非无名之辈，引入奥斯卡级别成像技术 DLP Cinema技术是世界领先的数字影院成像技术，如今全世界所有的数字影院中有超过80%的影院都使用了这项技术。 同样，DLP技术也发展多年，在电视、会议、影院和数码相机等领域应用成熟。将这项技术应用在汽车驾驶中，有必要加强和简化现代汽车的驾驶环境，有哪些特别的挑战和关键点？ DLP产品自1996年正式量产以来，在众多领域有广泛建树。特别的，在数字影院、数据投影机及微型投影等市场，德州仪器斩获颇多。因为DLP技术为数字影院做出的杰出贡献（目前全球超八成的影院均采用DLP影院显示技术），今年早些时候DLP芯片的发明人Larry Hornbeck博士被授予了电影艺术与科学学院奖（即奥斯卡奖）而现在，DLP产品在先进光学控制（例如机器视觉，数字曝光）及车载显示等新兴领域也正在取得长足的进步和发展。 这其中，将抬头显示及DLP技术带入汽车中所面临的挑战和关键点大致来自三个方面： 1) 进一步提高抬头显示的性能：抬头显示不同于人们所接触到的常规显示，例如LCD或投影显示等，其呈现的是一个需聚焦在道路上的虚像。抬头显示受显示方式及使用环境的影响，有若干特别的技术指标，例如： i)显示视场角（Field of View, FOV）。越大的视角意味着驾驶者可以观看到一个更大的、允许容纳更多信息和内容的显示区域。同时，更大的视场角也意味着需要更高的显示背光亮度。ii)虚像成像距离(Virtual Image Distance, VID）。虚像成像距离决定了驾驶员人眼聚焦于什么位置可以获取清晰的图像。iii) 抬头显示需要极大的的动态背光亮度范围，这要求该显示器既能在高亮度环境下（例如正午阳光下）让驾驶员观看到清晰画面；也能在低亮度环境下（例如黑夜中）不至于过于明亮而使得驾驶员无法看到外界环境。提升这些技术指标是抬头显示的众多挑战之一。 2) 抬头显示技术和设备需要符合车载要求。 3) 本质上说来，抬头显示充当的是一块屏幕的作用，其显示内容和方式，即车厂的人机界面策略（Human Machine Interface， HMI）决定了抬头显示的未来发展方向。 全息影像视野宽大，HUD芯片卖相有前途？ 日前，TI宣布推出DLP3000-Q1芯片组，其中包含了一个DLP 0.3英寸视屏图形阵列(WVGA) 数字微镜装置 (DMD) 以及DLPC120控制器，这款全新的芯片集可帮助开发具有业界最开阔视野(FOV)的12度HUD。与竞争对手相比，DLP3000-Q1芯片组具有哪些先进的卖点？目前已经有现货了吗？ DLP3000-Q1芯片组将DLP技术屡获殊荣的图像质量与汽车电子可靠性完美结合，实现了能够带来业界最宽视野（FOV）的平视显示器，其视角最宽可达12°。此外，它还实现了高亮度、丰富色彩和高对比度，并为制造商提供可扩展的设计平台。这个芯片组现在可为汽车制造商和一级供应商提供样品。DLP 0.3英寸的WVGA DMD将以A类封装供货，DLPC120将以ZXS封装供货，，它具有以下几个特点： 支持业界最宽视场角的抬头显示： DLP3000-Q1的灵活性能支持业界最宽视场角的抬头显示（宽达12°视角）。更大视场角意味着能显示更多内容和信息，如将导航路径和实时地标等详细信息显示在驾驶员正常驾驶视线中（前方2米至20米景深内），有助于驾驶员集中精力关注路况的同时获取更多信息。更宽视角的抬头显示也为未来车载增强现实显示（Augmented Reality, AR）提供了坚实基础。 出色的亮度、动态范围和色彩精确度：基于DLP3000-Q1的平视显示器具有与全球80%以上的数字影院屏幕相同的核心技术。这催生了能够产生亮度为15,000坎德拉/平方米（cd/m2），动态调光范围为5,000:1，全开全关对比度（FOFO）大于1,000:1以及125%美国国家电视系统委员会（NTSC）规定的色域表现。此表现不会受温度变化影响，且在车辆一般使用寿命内无论在任何观看场景下都可呈现清晰的图像。此外，DLP技术无需光的偏振。这帮助了汽车原始设备制造商（OEM）设计一种即使佩戴偏振光太阳镜也能看见内容的平视显示器。 可扩展性：DLP技术并不局限于某一种光源，而能和LED，激光及其他多种光源一起使用。采用DLP技术实现的抬头显示能适应未来光源的技术发展，具有很好的可扩展性。 王洋昔最后表示，由于汽车产品的研发和测试周期相较其他行业更长，市场上在售的汽车还没有配备基于DLP技术的抬头显示设备。TI目前在和众多知名汽车厂商积极合作，详细情况尚不方便透露。 来源: esmchina |
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