【行业动态】探索未来驾驶视野： PGU技术在HUD中的革命性应用

来源 | ALE资讯平台

在科技日新月异的今天，汽车行业正经历着一场前所未有的变革。从自动驾驶的初露锋芒到智能座舱的普及，每一点进步都在重新定义我们的驾驶体验。而在这其中，抬头显示（HUD, Head-Up Display）技术以其独特的魅力，正逐步成为高端乃至主流车型的标准配置。而支撑HUD实现卓越显示效果的核心，正是我们今天要深入探讨的PGU（Picture Generation Unit）技术。

从C-HUD到AR-HUD：
PGU技术的进化之路

抬头显示技术，简而言之，就是将车辆行驶信息、导航指引、安全警示等关键数据，以投影的方式直接投射到驾驶员前方的挡风玻璃上，形成一个虚拟的显示层。这一设计不仅让驾驶员无需低头查看仪表盘，减少了视线转移带来的安全隐患，还极大地提升了驾驶的便捷性和沉浸感。HUD技术自诞生以来，就以其独特的优势赢得了市场的广泛认可。

追溯HUD技术的演进轨迹，从早期的组合式HUD（C-HUD）到如今的增强现实HUD（AR-HUD），每一步跨越都深刻烙印着PGU（投影生成单元）技术的持续创新与重大突破。特别是AR-HUD技术的兴起，对PGU的性能提出了更为严苛的要求：更远的投影距离、更广阔的视场角以及更高标准的图像处理能力，旨在实现虚拟信息与现实驾驶场景的完美融合。这一过程中，PGU技术不仅需直面消除图像重影、提升亮度与对比度等技术难题，还需在成本控制与技术创新之间找到最佳平衡点，以确保技术的广泛普及与应用。

在全球汽车产业的宏大版图中，PGU技术的本土化进程与国际化趋势并行不悖，共同推动着行业的智能化转型。国内企业凭借自主研发与持续创新，在PGU领域迅速崛起，逐步打破了长期以来由外资品牌主导的市场格局。与此同时，国际行业巨头在成像芯片、精密光学设计等领域的深厚积累，也为PGU技术的持续进步提供了坚实的支撑与保障。这种本土化与国际化并进的良好态势，不仅加速了PGU技术的迭代升级，更为全球汽车产业的智能化、网联化变革注入了强劲的动力与活力。

PGU技术的多样性与创新

PGU，即图像生成单元，是HUD系统的“大脑”和“眼睛”，其成本约占HUD总体BOM成本的30%~50%，负责生成并控制显示在挡风玻璃上的图像。它集成了光源、图像处理芯片、光学元件等多个关键组件，通过精密的计算和控制，将数字信号转化为肉眼可见的光学图像。

随着技术的不断进步，PGU技术也呈现出多样化的发展趋势。目前市场上主流的PGU技术主要包括TFT-LCD、DLP、LBS以及LCOS等几种类型，每种技术都有其独特的优势和适用场景。国内供应商数量较多且包含多种技术路线，可以较大程度上满足国内AR-HUD的需求，在成像芯片方面，除DLP方案的DMD芯片由德州仪器独供外，其他路线的芯片供应商较为充足，且国内厂商都有所布局。

1. TFT-LCD：成熟稳定的经典之选

TFT-LCD技术以其成熟稳定、成本低廉的优势，在HUD领域占据了重要位置。它利用液晶显示面板生成图像，通过背光照射和RGB滤色片实现色彩的丰富呈现。TFT-LCD PGU在亮度、对比度、分辨率等方面表现出色，能够满足大多数驾驶场景的需求。同时，其成熟的产业链和广泛的应用基础，也为TFT-LCD HUD的普及提供了有力保障。

2. DLP：高端豪华的代名词

DLP（数字光处理技术）则以其高分辨率、高亮度和出色的成像效果，成为豪华品牌车型的宠儿。DLP PGU采用数字微镜芯片（DMD），通过精确控制微型镜片的翻转角度，实现光线的精确投射和图像的精准生成。这种技术不仅带来了震撼的视觉效果，还赋予了HUD更多创意和个性化的可能。然而，DLP技术的成本相对较高，且对光学系统的要求极为苛刻，这也限制了其在中低端车型中的普及。

3. LBS：激光扫描的未来之星

LBS（激光扫描投影）技术作为新兴力量，正逐渐崭露头角。它利用RGB激光模组发出红、绿、蓝三色光，并通过MEMS微镜进行高速扫描，形成图像。LBS PGU具有结构简洁、体积小、色彩表现优异等特点，是未来HUD技术的重要发展方向之一。然而，目前LBS技术还面临着激光光源的散热、散斑问题以及MEMS芯片的可靠性等挑战，需要进一步的技术突破和市场验证。目前，龙马璞芯在国内LBS方面处于领先地位，针对AR HUD，目前已开发出完整的基于LBS的解决方案LM-PGU-1000提供给合作伙伴。

4.LCOS：潜力无限的潜力股

LCOS（硅基液晶投影）技术则结合了LCD和DLP的优点，通过高精度的硅基液晶面板和高效的光学系统，实现了高亮度、高对比度和广色域的显示效果。LCOS PGU在成本、性能和可靠性之间找到了较好的平衡点，是未来HUD市场的重要竞争者之一。随着技术的不断成熟和成本的进一步降低，LCOS HUD有望在更多车型上得到应用。

PGU技术面临的挑战与未来展望

尽管PGU技术在HUD系统中取得了显著进展，但其发展仍面临着诸多挑战。

在保证图像质量的同时降低功耗和成本

PGU技术在HUD系统中的图像质量是衡量其性能的关键指标之一，包括分辨率、色彩饱和度、对比度以及视角等。然而，这些高质量的图像输出往往依赖于高功耗的显示技术和复杂的图像处理算法。为了在保证图像质量的同时降低功耗和成本，PGU技术需要不断创新，采用如MicroLED、OLED等新型显示技术，这些技术不仅具有更高的发光效率和色彩表现力，还能显著降低能耗。同时，优化图像处理算法，通过硬件加速和软件优化减少计算量，也是降低功耗的有效途径。此外，通过大规模生产、供应链优化和材料成本控制等手段，可以进一步降低PGU的制造成本，使其更加符合市场需求。

进一步提升PGU的抗干扰能力和稳定性

在汽车行驶过程中，电磁干扰和振动是影响PGU稳定性的主要因素。为了确保HUD系统的稳定运行和准确显示，PGU技术需要具备较强的抗干扰能力和高稳定性。在抗干扰方面，PGU设计应充分考虑电磁兼容性（EMC），采用多层屏蔽结构、合理的接地设计和滤波电路等措施，有效减少外部电磁干扰对内部电路的影响。同时，针对振动环境，PGU需要采用高可靠性的封装和固定方式，如使用防震垫、加强筋等结构，以提高其抗震性能。此外，还可以通过软件算法对振动进行补偿和校正，进一步提升PGU的稳定性。

PGU与车辆其他系统之间更加高效、无缝的集成

随着汽车智能化的发展，PGU作为HUD系统的核心部件，需要与车辆中的其他电子系统（如导航系统、驾驶辅助系统等）和传感器实现高效、无缝的集成。为了实现这一目标，PGU技术需要遵循汽车行业标准的通信协议（如CAN、LIN、Ethernet等），以确保与车辆其他系统之间的顺畅通信和数据交换。同时，PGU还需要具备强大的数据处理能力，能够实时处理来自不同系统的数据，并将其融合成统一的视觉信息显示在HUD上。为了实现高效集成，可以开发专门的中间件或集成平台，对PGU与车辆其他系统之间的通信和数据处理过程进行统一管理和优化。这些平台可以提供标准化的接口和API，简化系统集成过程，提高集成效率和稳定性。

未来，PGU技术有望与更多先进技术相结合，如AI、5G、物联网等，实现更加智能化、个性化的驾驶体验。同时，随着新能源汽车和自动驾驶技术的快速发展，PGU技术也将迎来更加广阔的应用前景。我们可以期待看到更加先进、智能、环保的PGU技术不断涌现出来，为驾驶者带来更加安全、便捷、舒适的驾驶体验。