智能座舱系统装调与测试 课件 项目三 抬头显示系统

任务3.1抬头显示系统的拆装项目三抬头显示系统《智能座舱系统装调与测试》目录PART01任务导入PART02教学目标PART03背景知识PART04任务实施PART05课程思政PART06课堂总结PART01任务导入任务导入

如果驾驶员因对行车路线不熟悉，在行驶过程中一边低头查看中控导航研究路线，又一边驾驶车辆，最终导致车辆与前车相撞。在这起事故中，驾驶员行驶时低头查看导航的行为是事故发生的直接原因。在此，我们不妨思考一下，有哪些方法可以有效减少此类事故的发生呢？PART02教学目标教学目标1.培养学生的创新思维精神。2.激发学生的爱国情怀、产生高度的社会责任感。知识目标素质目标能力目标1.描述抬头显示技术的概念和应用。2.理解抬头显示技术工作原理和结构组成。3.区分抬头显示系统的类型。1.能规范完成抬头显示系统的装配。2.能规范完成抬头显示系统的拆卸。PART03背景知识一、抬头显示器的概念抬头显示（Head-UpDisplay，简称HUD）是驾驶辅助系统的重要组成部分。它通过投影装置，将对驾驶员有用的信息以醒目的数字、图像或视频形式投射在驾驶员前方的挡风玻璃或显示屏幕上。该技术使驾驶员在驾驶过程中能够保持视线聚焦于道路，减少因低头查看仪表和中控而分散注意力的频率，从而提升驾驶安全性。抬头显示二、抬头显示的应用1.飞机上的应用抬头显示技术最初应用于军用飞机，通过飞行员前方的玻璃面板实时显示关键飞行信息。飞行员可在视线不离开飞行路径的情况下获取重要信息，如目标提示、瞄准目标、航速、高度及装备状态等。随后，该技术逐渐推广至民用飞机，飞行员可在抬头显示设备上查看航速、高度以及距目标航点的距离等信息。军用飞机上应用的抬头显示技术二、抬头显示的应用2.游戏上的应用在早期的现实类射击游戏中，HUD（抬头显示）界面设计被引入，用于在游戏界面上展示信息。当时的游戏画面较为简陋，HUD设计仅用于单纯显示信息，缺乏美感，甚至可能对视线产生一定影响。随后，HUD的应用逐渐扩展到游戏中除环境画面外的其他显示内容，如剩余子弹数、小地图等，这些都属于抬头显示的范畴。抬头显示界面设计的主要目的是为玩家提供便利，使玩家能够专注于屏幕，无需频繁查看键盘等其他设备。游戏上应用抬头显示技术界面二、抬头显示的应用3.汽车上的应用汽车领域首次引入HUD技术是在20世纪80年代末，当时汽车制造商出于对行车安全的重视，借鉴了飞行显示技术。1988年，通用汽车在其旗下的Oldsmobile（奥兹莫比尔）CutlassSupremeIndy500PaceCar车型中首次采用HUD抬头显示器，这标志着世界上首款应用HUD技术的汽车诞生。早期的HUD仅能显示车速信息，尚未具备导航或ADAS功能。如今，汽车中的抬头显示技术已能够将时速、导航、自适应巡航以及变道辅助等关键行车信息投影至驾驶员前方的风挡玻璃上，使驾驶员无需低头或转头即可获取重要的驾驶信息，从而提升行车安全性汽车上的抬头显示技术的应用三、抬头显示器的基本原理汽车上抬头显示技术工作原理眩光陷波器透光孔可旋转透镜（非球面）折叠透镜（平面或非球面）光源与显示器抬头示画面光学路径挡风玻璃光学元件头部运动与眼动范围投影距离α车载芯片将信息传输到投影设备，经设备处理形成影像，随后通过光学反射或折射，将影像投影至驾驶员前方的挡风玻璃或透明显示屏上，最终呈现在驾驶员视野中。HUD的原理与幻灯片投影类似，投影仪发出光信息，经“反射镜”反射至“投影镜”，再由“投影镜”反射至“挡风玻璃”。驾驶员所见为虚像，仿佛信息悬浮于前方道路上。三、抬头显示器的基本原理抬头显示系统的工作流程：传感器→车载计算单元→投影仪→反射镜→投影镜→挡风玻璃→人眼。HUD工作流程传感器获取云端信息、路况和车况信息。车载计算单元处理车辆信息和HMI界面的展示投影仪投影反射镜反射投影信息投影镜改变投影角度挡风玻璃显示信息人眼接收信息投影设备计算单元显示设备三、抬头显示器的基本原理1.车载计算单元车载计算单元负责处理来自不同系统的车况数据，并将处理后的信息输出为驾驶员所需的投影内容。这些信息包括导航、车速等具体数据，交互界面的布局以及虚拟图像的位置。计算单元需结合路况和车况，精准匹配虚拟图像的显示位置。车载计算单元三、抬头显示器的基本原理2.投影设备投影设备内部集成了投影仪、反射镜、投影镜、调节电机及控制单元。HUD控制单元通过车辆数据总线获取车速、导航等信息。投影设备的主要功能是根据车载计算单元的输出，生成并显示图像。投影设备三、抬头显示器的基本原理3.显示设备显示设备通常是车载挡风玻璃（C-HUD为自带的小屏幕）。其作用是将数据和图像清晰展示给驾驶员。普通挡风玻璃因夹层结构可能导致HUD图像重影，影响显示效果。而HUD专用挡风玻璃的夹层内PVB膜呈楔形，即玻璃上厚下薄，可有效避免图像重影。普通挡风玻璃夹层与HUD挡风玻璃夹层对比四、抬头显示器的分类1.C-HUDC-HUD（CombinerHUD），即组合型抬头显示，采用独立镜面光学设计，置于仪表盘上方，可作为独立系统进行光学设计。其投影成像载体为驾驶员前方的一块6～8英寸的透明树脂玻璃屏幕，投影成像距离小于2米。由于C-HUD的成本较W-HUD更低，制造商已开始在中等价位车型中部署该系统。例如，起亚的B级车型Seltos（2019年在印度推出）便针对尚未开发的印度中等价位车型HUD市场进行了布局。C-HUD四、抬头显示器的分类2.W-HUDW-HUD（WindscreenHUD），即风窗型抬头显示，它是利用光学反射原理，将重要的行驶信息投射在车辆前挡风玻璃上显示，其显示效果更为一体化。W-HUD是最常见的HUD技术类型，信息直接显示在挡风玻璃上。驾驶员看到的是虚拟图像，而非挡风玻璃上的静态图像，而是漂浮在引擎盖上的图像，通常距离驾驶员的眼睛约2米。奥迪A3、宝马5系和奔驰C级等车型均采用了这种技术。W-HUD四、抬头显示器的分类3.AR-HUDAR-HUD，即增强现实型抬头显示，它通过车身行车电脑控制车身数据输出，并将不同数据与实景结合。车辆与导航系统结合进行导航指示，ADAS功能则通过AR呈现来提供行车中的道路偏移、前车预警及障碍物识别等提示。对于用户而言，AR-HUD具有很强的直观性。它通过结合现实路况信息，实时显示虚拟箭头等元素，直观地引导驾驶员前进，从而避免驾驶中错过路口或分散驾驶员注意力的情况。AR-HUD四、抬头显示器的分类4.HUD三大类型比较类型介绍优势劣势C-HUD组合型抬头显示放置于仪表上方的一块透明树脂坡璃，一般会根据成像条件对这块玻璃进行特殊处理。做成模形来避免玻璃两面的反射重影可以有效控制成本，提高显示效果。置于仪表上方，在车辆碰撞时对驾驶员产生二次伤害，不利于车内安全。W-HUD风挡型抬头显示显示屏直接使用汽车的挡风玻璃，使用TFT投影技术。显示效果更为一体化，也有助于造型布置，较为安全。要根据挡风玻璃的尺寸和曲率去适配高精度非球面反射镜，这也直接导致了WHUD成本的升高。AR-HUD增强现实抬头显示AR实景模拟，使用DLP数字光处理技术。图像信息精准结合实际交通路况，更加逼真，使用方便。成本高，技术难关较多。PART04任务实施一、工具设备介绍教学车抬头显示器无纺布安全帽绝缘垫工作手套二、实施前检查1.安全与防护（1）规范着装入场（着装整洁、不佩戴首饰、长发需挽起等）。（2）放置安全警示牌，正确设置安全围挡。（3）检查并穿戴工作手套和安全帽。安全与防护要求二、实施前检查2.抬头显示器的外观检查（1）外观结构应完整，表面无脏污、破损、划痕、裂纹、凹痕和凸点等问题。（2）抬头显示器插头针脚无损坏、变形或生锈等缺陷。抬头显示器二、实施前检查3.教学车的检查（1）仔细绕车一周检查，并检查两个阻车器是否放置在车轮的前后位置。（2）装配座椅、地板、方向盘、变速杆四件套（3）踩住制动踏板，教学车READY上电，仪表“READY”灯应点亮，挡位处于“P”挡。（4）检查手刹指示灯是否点亮，保证手刹处于驻车状态。（5）检查教学车剩余电量是否充足。（6）关闭教学车。教学车的检查二、实施前检查4.抬头显示器线束检查（1）检查教学车上的抬头显示器线束，外观结构应完整，表面无破损、变形、裂痕等问题。（2）教学车上的线束插头针脚无损坏、变形或生锈等缺陷。抬头显示器线束的检查抬头显示器线束接口定义HUD线束接口定义说明针脚功能1接地2CAN-H3CAN-L4空5电源三、抬头显示系统的装配1.抬头显示器的装配（1）连接抬头显示器线束。（2）将抬头显示器压装至固定座上，听到“嗒”一声后，确认压装成功。（3）旋转抬头显示器下方的塑料螺母，将抬头显示器固定于固定座上。抬头显示器的装配三、抬头显示系统的装配2.车辆READY上电（1）踩住制动踏板，按下教学车启动开关，教学车READY上电。（2）检查仪表“READY”灯是否点亮，挡位是否处于“P”挡，手刹指示灯是否点亮。车辆READY上电三、抬头显示系统的装配3.调节抬头显示器的显示高度手动调整抬头显示器的显示高度，直至投影影像位于驾驶员平视视野范围内。调节抬头显示器的显示高度四、抬头显示系统的拆卸1.关闭车辆教学车下电，并拔出教学车钥匙放置工作台。关闭车辆四、抬头显示系统的拆卸2.拆卸抬头显示器（1）拆卸抬头显示器下方的塑料螺母，再将抬头显示器与固定座分离。（2）拔出抬头显示器线束插头。拆卸抬头显示器五、系统复原和整理清洁1.进行现场6S整理2.回收安全与防护设备现场6SPART05课程思政课堂思政创新驱动，助力智慧交通发展2025年6月，中国一汽红旗车路云一体化技术测试成功，并在实车联合测试中展现出卓越性能。此次技术突破标志着中国一汽在智能交通系统集成方面迈出关键一步，成功打破车辆与交通基础设施之间的信息壁垒，实现车、路、云之间的无缝对接和深度融合，为智慧交通、智慧城市发展提供了创新解决方案。一汽红旗车路云一体化实车联合测试课堂思政创新驱动，助力智慧交通发展在当今智能交通飞速发展的时代，抬头显示系统（HUD）作为智能座舱的关键技术之一，不仅提升了驾驶的安全性和便捷性，更是智慧交通建设的重要组成部分。中国一汽红旗车路云一体化技术的成功测试，是无数科研人员的辛勤付出和对技术创新的不懈追求，体现了我国在智能交通领域的自主创新能力和责任担当。我们关注行业动态，了解智能交通的最新发展，培养我们的创新意识和社会责任感，激发我们为我国智能交通事业贡献力量的热情。中国一汽红旗车路云一体化技术测试成功PART06课堂总结课堂总结谢谢观看主讲教师：XXX《智能座舱系统装调与测试》任务3.2抬头显示系统的调试与测试项目三抬头显示系统主讲教师：XXX《智能座舱系统装调与测试》目录PART01任务导入PART02教学目标PART03背景知识PART04任务实施PART05课程思政PART06课堂总结PART01任务导入任务导入

一位车主反馈HUD存在显示延迟、信息不准确等问题，影响驾驶安全。学生需通过一系列标准化流程，对抬头显示系统进行调试和测试，确保HUD能够准确、及时地显示车速、挡位等关键信息，提升驾驶体验和行车安全性。那么，大家知道抬头显示系统是如何进行调试与测试的？抬头显示系统PART02教学目标教学目标1.引导学生树立质量意识。2.培养学生严格执行行业企业标准规范。知识目标素质目标能力目标1.区分HUD的产品模式。2.叙述抬头显示器的发展趋势。1.能规范完成抬头显示系统的调试。2.能规范完成抬头显示系统的测试。PART03背景知识一、HUD的产品模式HUDHUD（抬头显示）技术作为一种重要的车载显示系统，根据其安装方式的不同，主要分为前装HUD和后装HUD两种模式。一、HUD的产品模式宝马的抬头显示1.前装HUD前装HUD是指在车辆生产过程中，由汽车制造商直接集成到车辆中的抬头显示系统。这种模式通常应用于高端车型或作为选装配件提供给消费者。前装HUD的优势在于其与车辆的整体设计高度融合，能够实现更好的显示效果和系统兼容性。例如，宝马、奥迪、奔驰等品牌的部分高端车型已经配备了前装HUD系统，这些系统能够将车速、导航、ADAS等重要信息直接投射到挡风玻璃上，为驾驶者提供更加直观和安全的驾驶体验。前装HUD的设计和安装过程严格遵循汽车制造商的质量标准，确保其在各种工况下的稳定性和可靠性。一、HUD的产品模式后装HUD2.后装HUD装HUD则是指在车辆出厂后，由第三方供应商或用户自行安装的抬头显示系统。后装HUD通常通过连接车辆的OBD接口取电或读取数据，安装过程相对简单，成本也相对较低。后装HUD的优势在于其灵活性和可扩展性，用户可以根据自己的需求选择不同的功能和品牌。然而，后装HUD的市场规模近年来逐渐缩小，主要原因是其在显示效果、系统兼容性以及安装后的整体性方面存在一定的局限性。此外，随着汽车智能化的发展，消费者对前装HUD的需求逐渐增加，后装HUD的未来发展空间相对有限。前装HUD凭借其高度集成化和优异的显示效果，逐渐成为高端车型的标配；而后装HUD则在一定程度上满足了部分用户对车辆升级的需求，但在市场上的占比逐渐下降。二、抬头显示器的发展趋势技术层面不断革新，显示精度与清晰度显著提升，从早期的单色显示逐步过渡到全彩显示，信息呈现更加丰富直观。集成化程度日益加深，与车辆的自动驾驶系统、车联网系统深度融合，能够实时显示路况、车速、导航等多元信息，为驾驶者提供全方位的辅助。市场需求推动其应用场景拓展，从高端车型逐渐普及至中低端车型，甚至有望在公共交通领域得到应用。随着虚拟现实（VR）与增强现实（AR）技术的引入，HUD将为驾驶者带来沉浸式交互体验，发展前景广阔。（1）（2）（3）（4）PART04任务实施一、工具设备介绍1.设备介绍教学车联机通讯线（网线）智能座舱测试装调台架抬头显示器联机通讯线（航空接头）一、工具设备介绍1.工具介绍安全帽绝缘垫工作手套无纺布二、实施前检查1.安全与防护（1）规范着装入场（着装整洁、不佩戴首饰，长发需挽起等）。（2）放置安全警示牌，并正确设置安全围挡。（3）检查并正确穿戴工作手套和安全帽。安全与防护要求二、实施前检查2.线束外观的检查线束包含智能座舱测试装调台架电源线、联机通信线（网线）、联机通信线（航空接头）三条。（1）线束外观结构应完整，表面无有破损、变形、裂痕等问题。（2）线束连接针脚无损坏、变形或生锈。联机通讯线（网线）联机通讯线（航空接头）二、实施前检查3.台架的检查（1）检查台架的万向轮是否已锁止，确保其处于锁止状态。（2）检查台架上的设施是否齐全。台架的检查二、实施前检查4.教学车的检查（1）仔细绕车一周检查，并检查两个阻车器是否放置在车轮的前后位置。（2）装配座椅、地板、方向盘、变速杆四件套（3）踩住制动踏板，教学车READY上电，仪表“READY”灯应点亮，挡位处于“P”挡。（4）检查手刹指示灯是否点亮，保证手刹处于驻车状态。（5）检查教学车剩余电量是否充足。（6）关闭教学车。车辆的检查三、抬头显示系统的线路连接联机通讯线（网线）的连接4.教学车的检查（1）检查并正确连接教学车与台架的联机通信线（网线）。三、抬头显示系统的线路连接联机通讯线（航空接头）的连接4.教学车的检查（2）检查并正确连接教学车与台架的联机通信线（航空接头）。四、抬头显示系统的调试教学车READY上电1.教学车READY上电（1）踩住制动踏板，按下教学车启动开关，教学车READY上电。（2）检查仪表“READY”灯是否点亮，挡位是否处于“P”挡，手刹指示灯是否点亮。四、抬头显示系统的调试启动台架和电脑2.启动台架和电脑连接台架电源线，并启动台架和电脑。四、抬头显示系统的调试3.抬头显示系统显示功能的调试在台架电脑桌面上打开“智能座舱系统测试软件”，再单击“HUD”，进入抬头显示器显示功能的调试界面。抬头显示器显示功能的调试界面四、抬头显示系统的调试3.抬头显示系统显示功能的调试（1）全暗模式调试单击“测试模式”下拉菜单，选择“全暗测试”模式，再单击“开始测试”，查看测试软件和教学车上的抬头显示器应显示全暗。全暗模式调试四、抬头显示系统的调试3.抬头显示系统显示功能的调试（2）全亮模式调试单击“测试模式”下拉菜单，选择“全亮测试”模式，再单击“开始测试”，查看测试软件和教学车上的抬头显示器应显示全亮。全亮模式调试四、抬头显示系统的调试3.抬头显示系统显示功能的调试（3）手动模式调试单击“测试模式”下拉菜单，选择“手动测试”模式，再单击“开始测试”，手动单击各个指示灯，查看测试软件和教学车上的抬头显示器应显示该指示灯。手动模式调试四、抬头显示系统的调试3.抬头显示系统显示功能的调试（4）正常显示模式调试先单击“测试模式”下拉菜单，选择“正常显示”模式。单击“开始测试”，查看测试软件和教学车上的抬头显示器应显示“车速+剩余电量”。单击“显示挡位”，查看测试软件和教学车上的抬头显示器应显示“车速+挡位”，随后在3秒钟后恢复“车速+剩余电量”的显示。正常显示模式调试五、系统的固件烧入1.进入固件烧入界面在“智能座舱系统测试软件”主界面，单击右上角的设置图标，选择“SSH”进入固件烧入界面。单击设置图标五、系统的固件烧入2.设置并连接网络在弹出的固件烧入界面，IP输入“192.168.1.102”，Name输入“e300”，Passward输入小写英文字母“root”，再单击“连接”按钮，连接台架和教学车。设置并连接网络五、系统的固件烧入3.发送文件单击“选择文件”，选择抬头显示系统的代码文件can.py（文件路径为：桌面/E300/task1），再单击“发送任务一文件”，在窗口显示“传送成功”，说明文件发送成功。发送文件六、抬头显示系统的测试1.READY灯的测试查看教学车上的抬头显示器ready指示灯是否正常点亮。ready指示灯的测试六、抬头显示系统的测试2.剩余电量指示灯的测试查看教学车上的抬头显示器剩余电量指示灯是否正常显示，且与教学车仪表数据是否相同。剩余电量指示灯的测试六、抬头显示系统的测试3.车速指示灯的测试查看教学车上的抬头显示器车速指示灯是否正常显示，且与教学车仪表数据是否相同。车速指示灯的测试六、抬头显示系统的测试4.转向指示灯的测试在教学车上分别打开和关闭左右转向灯，查看抬头显示系统的转向指示灯是否正常显示。转向指示灯的测试六、抬头显示系统的测试5