HUD là gì? Cấu tạo, công dụng của màn hình HUD trên xe ô tô

HUD là gì? Khi sử dụng ô tô hẳn bạn đã từng nghe tới thuật ngữ này. Hiện nay trên nhiều dòng xe ô tô hiện đại đã được trang bị thêm màn hình HUD giúp hiển thị các thông tin trên kính lái xe rất tiện lợi. Trong khi nhiều mẫu xe chưa được trang bị cũng đem lại nhiều bất tiện, nên nhiều chủ xe muốn lắp thêm phụ kiện màn hình HUD. Ngày càng nhiều người quan tâm tới HUD vì những ưu điểm hiện đại, thông minh của nó đem lại.

Bài viết sau đây bạn hãy cùng Tip Công Nghệ tìm hiểu xem màn hình HUD là gì? cấu tạo, công dụng cũng như những thông tin về HUD, có nên lắp HUD cho ô tô hay không.

1. Màn hình HUD là gì?

Màn hình HUD (viết tắt của từ tiếng Anh: Head Up Display) là màn hình hiển thị trên kính lái ứng dụng công nghệ Head-up Display (HUD), có tác dụng hiển thị chiếu các thông tin trực tiếp lên trên kính lái (kính chắn gió), bảng điều khiển, tấm màn hình trong suốt hay cửa sổ bên của xe như: tốc độ xe, vòng tua động cơ, quãng đường, mức nhiên liệu, chỉ đường,… dưới dạng số hoặc dạng hình ảnh. Các thông tin được hiển thị vừa đúng với tầm quan sát của người lái, giúp cho tài xế dễ dàng nắm bắt các thông số quan trọng mà không cần phải cúi xuống nhìn bảng đồng hồ, tránh bị mất tập trung khi đang lái xe.

Hiện nay, màn hình hiển thị thông tin trên kính lái HUD được trang bị trên xe hơi như là 1 loại phụ kiện ô tô nhỏ gọn giúp cung cấp các thông tin chính xác cho tài xế một cách tiện lợi và an toàn hơn, đem tới trải nghiệm lái xe tiện lợi. Hiện nay, tính năng HUD là 1 trang bị hỗ trợ lái hữu ích có sẵn trong một số thiết kế của các mẫu xe trung và cao cấp, tuy nhiên người dùng cũng có thể trang bị lắp thêm màn hình HUD như là 1 phụ kiện tùy chọn cho xế yêu nếu muốn.

HUD (phát âm /hʌd/) là chữ viết tắt của từ tiếng Anh “Head Up Display” – tạm dịch “màn hình hiển thị hướng lên, ngẩng cao đầu” / “thiết bị hiển thị ở trên”, là bất kỳ màn hình trong suốt nào hiển thị dữ liệu mà có thể nhìn thấy ngay trong tầm mắt, không yêu cầu người dùng rời mắt khỏi tầm quan sát của họ hoặc phải cúi đầu xuống. Nguồn gốc của cái tên HUD bắt nguồn từ việc phi công có thể xem thông tin với đầu ở vị trí hướng “lên” và nhìn về phía trước, thay vì cúi xuống nhìn vào các thiết bị thấp hơn. HUD cũng có ưu điểm là mắt của phi công không cần phải lấy nét lại để nhìn ra bên ngoài sau khi nhìn vào các thiết bị ở gần hơn về mặt quang học.

Bộ thiết bị HUD trước đây được phát triển để phục vụ cho quân sự và chỉ được trang bị trên những chiếc máy bay chiến đấu, lần đầu tiên được sử dụng trên máy bay quân sự của Mỹ vào đầu những năm 1960 giúp việc vận hành máy bay an toàn và hiệu quả hơn. HUD với màn hình trong suốt giúp phi công có thể tập trung điều khiển mà vẫn theo dõi được dữ liệu cần thiết, tránh xao nhãng dù trong 1 tích tắc cho việc phải nhìn lên xuống kính và bảng điều khiển.

Vào năm 1988, hãng General Motors (GM) đã trang bị công nghệ HUD cho mẫu xe Oldsmobile Cutlass Supreme. Ngày nay, có rất nhiều hãng xe đã trang bị màn hình HUD cho các dòng xe ô tô của họ giúp tài xế có thể quan sát các thông số cơ bản nhất được hiển thị trên kính lái, giúp họ tập trung lái xe cũng như có thêm thời gian xử lý những tình huống trên đường.  Số lượng và tính linh hoạt của các thông tin có sẵn sẽ khác nhau giữa các dòng xe hơi và tùy từng thương hiệu.

Các dòng xe sang đa số được trang bị màn hình HUD tích hợp sẵn như: Mercesdes, BMW, Audi, Volvo, Lexus,… Ở hạng phổ thông, các xe được trang bị HUD như Toyota Camry, Mazda 3, Mazda 6, Mazda CX-5, Mazda CX-8, Hyundai SantaFe, Hyundai Kona,…

>> Xem thêm: Taplo là gì? Nắp capo là gì?

2. Cấu tạo của HUD gồm những gì?

Sau khi hiểu HUD là gì, hãy cùng tìm hiểu cấu tạo chính của thiết bị HUD. Màn hình HUD tiêu chuẩn được tích hợp trên xe có cấu tạo khá đơn giản gồm các thành phần cơ bản sau:

• Bộ điều khiển điện tử cho hệ thống.
• Một máy chiếu để tạo ra hình ảnh phản chiếu các thông tin cần hiển thị trên kính chắn gió hoặc màn hình trong suốt.
• Cảm biến điều khiển ánh sáng tự động.
• Loa phát tín hiệu âm thanh.
• Cáp để kết nối với nguồn điện của xe.
• Bảng điều khiển với các nút bật và tắt âm thanh, điều chỉnh độ sáng.
• Bộ giải mã (máy tính) có chức năng kết nối, giải mã, xử lý các dữ liệu trước khi hiển thị trên màn hình.
• Bộ liên kết chuyển hướng dữ liệu để hiển thị trong tầm quan sát của tài xế.
• Cáp nối kết nối với các mô-đun xe để lấy thông tin dữ liệu.

Đối với các thiết bị HUD lắp đặt rời thường sẽ gồm các bộ phận chính là hộp điều khiển, bộ máy chiếu thông tin, một màn hình rời hoặc có thể dán lên kính lái nhỏ gọn với kích thước từ 5 – 6 inch để chiếu thông tin lên đó và dây cáp tín hiệu cắm vào cổng OBD II.

3. Nguyên lý hoạt động của màn hình HUD

Về cơ bản, mặc dù thiết kế hay bố cục màn hình HUD có thể khác nhau tùy vào số lượng thông tin hiển thị, tính năng, chi phí, nhưng nguyên lý hoạt động, kết nối, sơ đồ lắp đặt, nguyên lý hiển thị thông tin của HUD đều giống nhau.

Nguyên lý hoạt động của HUD dựa trên hiện tượng vật lý là sự phản chiếu để hiển thị dữ liệu lên trên kính chắn gió. Cụ thể như sau:

• Màn hình HUD có một kích thước đạt chuẩn với công nghệ hiển thị màn hình máy chiếu ảo để hiển thị thông tin lên kính chiếu, phản ánh đến tài xế.
• Bộ hiển thị màn hình HUD được kết nối với ô tô thông qua cổng OBD-II (On-board Diagnostics) và mọi thông tin dữ liệu từ xe (đồng hồ tốc độ, vòng tua máy,…) sẽ được truyền về máy tính.
• Máy tính hay bộ giải mã sẽ xử lý và mã hóa thông tin này để truyền tới máy chiếu.
• Máy chiếu gắn trong bảng điều khiển có chức năng chiếu các thông tin, hình ảnh lên trên kính chắn gió của xe hay màn hình hiển thị của thiết bị HUD.
• Sau khi thông tin được xuất ra từ máy chiếu, 1 loạt gương sẽ điều hướng lật và phóng to nó lên, đồng thời cảm biến điều chỉnh ánh sáng tích hợp trong máy chiếu giúp cho hình ảnh hiển thị lên sắc nét, rõ ràng trong mọi điều kiện thời tiết môi trường, tài xế không phải nheo mắt hay nghiêng đầu để đọc thông tin.

Ngoài ra, một số loại màn hình HUD thông minh còn được nhà sản xuất thiết kế kèm thêm miếng film chống chói đem tới trải nghiệm tốt hơn cho lái xe. Hiện nay nhiều hãng xe hơi đang nỗ lực để nâng cấp lên thế hệ HUD thực tế ảo (VR) giúp hiển thị nhiều thông tin tiện dụng hơn, hỗ trợ nhận diện con người.

>> Xem thêm: Apple CarPlay là gì?

4. Các thông số được hiển thị trên HUD

Màn hình HUD (Head-up Display) có khá nhiều mẫu mã, kiểu dáng, kích thước, thông tin và cách thể hiện khác nhau. Tùy thuộc vào nhà sản xuất mà các thông tin hiển thị trên màn hình HUD sẽ hiển thị các thông số khác nhau, người dùng có thể tùy chọn dữ liệu nào sẽ hiển thị ra.

Về cơ bản thì màn hình HUD trên xe ô tô sẽ hiển thị các thông số liên quan tới quá trình di chuyển của xe sau (có thể nhiều hơn):

Mọi thông số hiển thị trên màn hình HUD dù ít hay nhiều đều nhằm mục đích giúp tài xế dễ dàng nhìn ngay được các chỉ số, thông số hoạt động của xe mà không phải cúi xuống theo dõi bảng taplo hay bất kỳ thiết bị điều hướng nào khác. Tài xế có thể lựa chọn hiển thị thông tin nào trên HUD, không bắt buộc phải hiển thị quá nhiều thông số cùng lúc. Rõ ràng HUD đem tới sự tập trung, an toàn và thuận tiện hơn rất nhiều.

5. Công dụng của màn hình HUD trên xe ô tô

Sau khi đã tìm hiểu rõ HUD là gì, chúng ta cần biết tác dụng của màn hình HUD trên xe ô tô là gì? Đến nay, HUD trở thành món phụ kiện ô tô sở hữu nhiều tính năng tuyệt vời nhằm đem tới cho người dùng sự an toàn, trải nghiệm tuyệt vời khi người lái không phải cúi xuống nhìn bảng đồng hồ taplo như thông thường.

Dưới đây là các công dụng của HUD trên xe ô tô:

5.1. Đảm bảo an toàn cho người lái xe

Công dụng quan trọng của màn hình HUD chính là hỗ trợ vận hành ô tô an toàn hơn, đảm bảo an toàn cho tài xế khi tham gia giao thông. Theo đó thì các thông tin hiển thị ngay tầm nhìn của người lái, họ có thể nắm bắt được nhanh chóng các thông số hoạt động của xe cũng như những cảnh báo khi đang di chuyển mà không mất 1 khoảng thời gian ngắn đánh mắt xuống bảng đồng hồ taplo.

Điều này đem tới sự tập trung vào việc quan sát đường đi, mắt không bị phân tán khỏi tầm quan sát trên đường, không mệt mỏi xao nhãng, từ đó tránh được những tình huống nguy hiểm bất ngờ.

Không những vậy, HUD là thiết bị thông minh hiện đại được tích hợp nhiều công nghệ mới như công nghệ trí tuệ nhân tạo AI đem đến trải nghiệm tuyệt vời thoải mái cho lái xe, công nghệ này có khả năng điều chỉnh theo ngữ cảnh, đưa ra các cảnh báo kịp thời qua bộ hiển thị HUD.

5.2. Hiển thị thông số đa dạng và hỗ trợ quá trình điều khiển xe

Màn hình HUD giúp hiển thị các thông số và thông tin về tình trạng hoạt động của xe một cách đa dạng, chi tiết, đầy đủ, chính xác, nhất là các thông tin quan trọng như: hiển thị tốc độ trên kính lái, số đo vòng tua máy động cơ, nhiệt độ nước làm mát, quãng đường xe đang di chuyển, lỗi động cơ,… Đồng thời HUD cũng hiển thị nhiều cảnh báo quan trọng. Điều này cũng hỗ trợ cho quá trình điều khiển xe của tài xế tốt hơn.

Nhiều dòng thiết bị HUD tiên tiến còn có những tính năng thông minh cao cấp rất tiện lợi cho người dùng như: cảnh báo tốc độ giới hạn, cảnh báo bằng giọng nói, kết nối cảm biến áp suất lốp TPMS, hiển thị điện áp xe, hiển thị chỉ dẫn ngã rẽ, hướng dẫn chỉ đường chi tiết, cung cấp thông tin dữ liệu giao thông,… mà không đòi hỏi người sử dụng thay đổi góc nhìn giúp việc lái xe dễ dàng và an toàn.

5.3. Định vị và chỉ đường

Công nghệ HUD định vị vị trí trên bản đồ, giúp chỉ ra con đường bạn cần đến. HUD có thể hiển thị chỉ đường từng chặng, cho phép người lái xe điều hướng mà không cần rời mắt khỏi đường. Tính năng này giúp loại bỏ nhu cầu nhìn vào thiết bị định vị hoặc điện thoại thông minh riêng biệt, giảm nguy cơ bị lạc hoặc lỡ đường.

Hệ thống màn hình HUD tái hiện lại quang cảnh con đường phía trước xe, đồng thời hiển thị các mũi tên chỉ đường, làn đường, khoảng cách giữa các xe rất thông minh và trực quan. So với xem trên bản đồ, HUD hiển thị quãng đường xe đang chạy trùng khớp với những gì bạn nhìn thấy trước mặt thực tế, giúp bạn dễ dàng theo dõi quãng đường di chuyển hơn.

5.4. Áp dụng cho mô hình lái xe tự động/ xe tự lái

Màn hình HUD hiện nay được áp dụng trên một số dòng xe lái tự động thông minh. Công nghệ HUD góp phần cải thiện đáng kể, khắc phục những khó khăn hạn chế của mô hình lái tự động. Ví dụ như việc người lái xe sẽ bị động trong việc tiếp nhận thông tin và điều khiển hành trình xe chạy.

>> Xem thêm: Phanh tay điện tử là gì?

6. Ưu và nhược điểm của màn hình HUD

Màn hình hiển thị trên kính lái HUD có các ưu, nhược điểm sau đây:

+) Ưu điểm:

• Hiển thị các thông tin cần thiết nên tài xế không cần phải nhìn xuống khi lái xe.
• Hỗ trợ vận hành ô tô tiện lợi, hiệu quả, an toàn hơn.
• Hiện đại, tiện lợi, tích hợp nhiều tiện ích cho trải nghiệm lái xe tốt hơn. HUD giúp việc truy cập thông tin quan trọng trở nên nhanh chóng và dễ dàng. Người lái xe có thể xem các dữ liệu quan trọng như tốc độ, chỉ đường điều hướng và cảnh báo mà không cần rời mắt khỏi đường.
• Hỗ trợ việc quan sát và đảm bảo tầm nhìn khi lái xe.
• Cách lắp đặt, vận hành dễ dàng.
• Giá thành không quá cao để lắp thêm HUD cho ô tô.
• Màn hình HUD có thể dễ dàng tùy chỉnh để phù hợp với sở thích cá nhân, cho phép người lái xe chọn dữ liệu nào sẽ xem và cách hiển thị dữ liệu đó.
• HUD nhỏ gọn, tinh tế, hiện đại bổ sung thêm nét hiện đại và công nghệ cho chiếc xe của bạn, mang lại cảm giác tương lai. Nó cũng có thể làm tăng giá trị bán lại chiếc xe của bạn vì nó được coi là một tính năng cao cấp trên nhiều loại xe.

+) Nhược điểm:

• Tất cả thông tin hiển thị trên bề mặt kính chắn gió nên ít nhiều gây cản trở tầm nhìn.
• Vấn đề về khả năng hiển thị: Màn hình HUD dựa vào màn hình trong suốt hoặc kính chắn gió để chiếu thông tin và khả năng hiển thị có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như độ chói, ánh sáng mặt trời hoặc kính râm phân cực. Điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của HUD trong một số điều kiện lái xe nhất định.
• Âm báo và đèn báo có thể gây mất tập trung cho tài xế khi lái xe.
• Nhìn quá tập trung vào HUD đôi khi có thể gây mất cảnh giác cho tài xế trong lúc lái. Mặc dù HUD được thiết kế để giảm bớt sự mất tập trung nhưng nó vẫn có thể gây mất tập trung nếu không được sử dụng phù hợp. Người lái xe vẫn có thể muốn tập trung vào màn hình HUD hơn là đường, dẫn đến những mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn.
• Công nghệ HUD chưa được trang bị phổ biến trên các dòng xe phổ thông, người dùng cần mua bộ thiết bị HUD gắn rời để sử dụng nếu muốn. Công nghệ đằng sau HUD vẫn còn tương đối mới và tiên tiến, khiến việc lắp đặt và bảo trì trở nên tốn kém. Điều này có thể không khả thi đối với những chủ xe có ngân sách tiết kiệm hoặc những người lái xe cũ.

7. Phân loại màn hình HUD phổ biến trên thị trường hiện nay

Mặc dù không phải là bộ phận tiêu chuẩn bắt buộc trên ô tô nhưng màn hình HUD hiện nay ngày càng thu hút sự quan tâm của nhiều người. Các loại màn hình hiển thị kính lái HUD phổ biến trên thị trường được chia làm 3 loại cơ bản: màn hình HUD kết nối OBD, màn hình HUD kết nối GPS và thiết bị di động, màn hình kết nối OBD và GPS. Mỗi loại đều có đặc trưng ưu điểm và nhược điểm riêng.

Sau khi tìm hiểu HUD là gì? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu từng loại HUD sau đây:

7.1. Màn hình HUD kết nối cổng OBD II

Màn hình HUD kết nối qua cổng OBD hay cổng OBD II là loại HUD có thể kết nối trực tiếp với xe thông qua cáp nối cổng OBD 2 để lấy các thông tin dữ liệu từ xe, sau đó hiển thị lên màn hình. Màn hình HUD kết nối OBD được dùng khá nhiều vì dễ dàng lắp đặt, dùng cáp OBD để cắm vào cổng OBD 2 của xe và sẽ có được tất cả các thông số trực tiếp của xe hiện thời.

OBD là thuật ngữ ô tô, viết tắt của On-Board Diagnostics – hệ thống chẩn đoán tích hợp trên xe, trong đó tiêu chuẩn OBD II (OBD 2) là tiêu chuẩn mới nhất. Cổng kết nối OBD II được tích hợp trên xe ô tô từ những năm 1996 tại Mỹ và các dòng xe sản xuất tại châu Âu từ năm 2004 trở đi, các dòng xe sản xuất tại châu Á từ năm 2009 trở đi. OBD là hệ thống có chức năng giảm sát các hoạt động của các bộ phận quan trọng trên xe, đọc thông số trên xe, đồng thời chẩn đoán lỗi của các bộ phận này và phát ra tín hiệu cảnh báo trên taplo thông qua đèn “Check Engine” hoặc “MIL”, điều khiển lượng khí thái xả độc của xe.

Cổng OBD 2 thường được đặt ở phía dưới hoặc xung quanh chân phanh với giắc 16 chân. Nếu bạn chưa rõ hãy liên hệ tới nhà sản xuất hoặc nhà phân phối để biết vị trí của cổng OBD 2.

+) Ưu điểm:

• Đọc toàn bộ dữ liệu liên quan tới hệ thống vận hành của ô tô: tốc độ, vòng tua, điện áp, nhiệt độ động cơ, cảnh báo, lỗi,… và hiển thị đầy đủ, đảm bảo thông số chính xác để người dùng thuận tiện theo dõi.
• Dễ dàng lắp đặt, phổ biến trên các dòng xe đời mới.

+) Nhược điểm:

• Không dùng được nếu xe không hỗ trợ cổng OBD 2.
• Không hiển thị được nếu bộ giải mã của HUD không tương thích với tín hiệu từ OBD 2 của xe.
• Tốc độ hiển thị trên màn hình HUD thường trễ hơn chút so với trên đồng hồ xe.

7.2. Màn hình HUD kết nối GPS/ điện thoại

Màn hình HUD dùng GPS sử dụng tín hiệu vệ tinh GPS để từ đó xác định được tốc độ, quãng đường xe di chuyển được.

+) Ưu điểm:

• Dễ dàng sử dụng, có thể gắn trên bất kỳ loại xe nào dù cũ hay mới. Không quan tâm xe có trang bị cổng OBD hay không.
• Hiển thị tốc độ nhanh, chính xác theo thời gian thực tốt hơn loại kết nối cổng OBD 2.
• HUD kết nối với điện thoại có thêm tính năng hiển thị cuộc gọi, tin nhắn, bản đồ dẫn đường,…

+) Nhược điểm:

• Giới hạn hiển thị thông tin: thường chỉ có tốc độ, quãng đường,… Không hiển thị được các thông số khác trên xe do HUD không kết nối được với hệ thống vận hành của xe.
• Thông tin tốc độ chỉ hiển thị tốt trong điều kiện đi đường dài, thời tiết đẹp.
• Kết nối GPS đôi khi không ổn định tại 1 số khu vực hoặc trong thời tiết xấu.

7.3. Màn hình kết nối OBD 2 và GPS

Màn hình HUD kết nối OBD và GPS là loại HUD kết hợp giữa 2 loại trên, nó có thể sử dụng dữ liệu thông tin từ hệ thống xe cùng dữ liệu từ tín hiệu vệ tinh GPS để định vị xác định vận tốc của xe. HUD loại này có ưu điểm lớn là khả năng tương thích với nhiều dòng xe, có thể dùng cho xe có cổng OBD 2 hoặc không.

HUD còn được trang bị các tính năng hiện đại như cho phép người dùng kết nối với điện thoại để thực hiện cuộc gọi, nhắn tin, bản đồ dẫn đường,…. Để kết nối HUD, bạn chỉ cần chọn phương thức kết nối lấy dữ liệu qua cổng OBD II hoặc lấy nguồn từ cổng USB để kết nối GPS.

Tổng kết

Trên đây là toàn bộ các thông tin hữu ích về màn hình hiển thị trên kính lái ô tô HUD (Head Up Display) nhằm giúp bạn hiểu rõ về HUD là gì? cũng như công dụng, các loại HUD. Từ đó sẽ giúp bạn có thêm kinh nghiệm dùng HUD để đem tới những tiện ích lái xe tốt nhất và lái xe an toàn trên mọi chặng đường.

Đừng quên đăng ký theo dõi Tipcongnghe.com để đón đọc những bài viết về công nghệ, kinh nghiệm lái xe, kiến thức lái xe mới nhất nhé!

Bài viết có tham khảo: Wikipedia