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【芯观点】AR-HUD将呈几何级增长?华为、锐思华创加快量产上车

来源:爱集微

#人机交互#

#AR#

#芯观点#

05-11 19:33

芯观点──聚焦国内外产业大事件,汇聚中外名人专家观点,剖析行业发展动态,带你读懂未来趋势!

集微网报道,智能座舱领域,为提升驾驶的安全性与舒适性,高效的人机交互(HMI)方式是核心,这其中就包括了增强现实抬头显示器(AR-HUD,Augmented Reality HUD)。

AR-HUD最近在业界也引发一波热议。2021上海车展期间,WEY摩卡、华为、锐思华创等都搭载或带来了AR-HUD技术,并宣布即将量产上市。实则,AR-HUD的发展是后来者居上。

图片来源:大陆集团

HUD融合AR “鸡肋技术”将迎几何级增长

目前,市场上成熟的HUD产品已经有集成型抬头显示器(Combiner HUD,C-HUD)和挡风玻璃型抬头显示器(Windshield HUD,W-HUD)。C-HUD抬头显示器主要以低端车应用为主,市场应用并不多,W-HUD是目前的市场主流,但这两者往往因为不利于安全、显示效果差等缺陷被人诟病。

如同锐思华创CMO袁博在车展媒体交流会上所言,“HUD曾经被认为是一个十分鸡肋的车载装备,因为传统的车载HUD交互性差、显示信息少等问题,但我们认为其与AR技术相融合后将会是一个十分具有前景的技术路线”。

正是随着AR、数字化等技术的发展,AR-HUD迅速走到台前,而且超越了众前辈,并从概念产品落地于量产车型中。随着2020年9月,搭载现实增强抬头显示系统的奔驰全新一代S级轿车发布,AR-HUD进入应用元年。

如果说奔驰S级的应用还属于豪华车型的专配,那么,随着大众后来宣布在ID.3和ID.4等多款车型搭载AR-HUD,以及今年上海车展宣布搭载AR-HUD的自主品牌车型随即量产,这意味着该技术有望走入寻常百姓家,未来将逐渐向下渗透。

此前,在大陆集团抬头显示器系统在线技术研讨会上,大陆集团也表示,未来10年,AR-HUD将快速增长,并随着自动驾驶技术的发展而不断增长。从市场需求来看,到2030年,AR-HUD将占整个抬头显示器市场一半以上的份额,且呈几何级增长趋势。

AR-HUD快速增长的背后

AR-HUD市场快速增长的背后,源于该技术的功能性升级。

一方面技术的迭代,使得可以获得更多有价值的信息。从性能上看,C-HUD是在挡风玻璃前竖起一块塑料面板,所有信息投影在塑料面板上,它的最大投影尺寸可以做到5°×1.4°,投影距离在2.3米左右。不同于C-HUD,W-HUD和AR-HUD是把图像显示在挡风玻璃上。W-HUD的虚像尺寸最大可以到10°×4°,投影距离为4.5米。但AR-HUD的虚像尺寸最大可以到15°×5°,投影距离达15米。

例如,华为AR-HUD的可视角达到13°x 5°,能够展现更多内容;锐思华创广角视野AR-HUD的投影距离可以到15米+,有助于提前感知前方道路信息提示驾驶员。

另一方面也是更为关键的,AR技术具有更高的安全性。AR-HUD可为驾驶员提供更为直观的驾乘辅助,将增强现实功能应用于现实场景可以让驾驶员集中注意力并做出正确判别。

图片来源:锐思华创

目前,装载有锐思华创AR-HUD的Demo样车已完成了路测超过1年,能够呈现多层级的HMI信息,为驾驶者提供多项智能辅助驾驶功能,包括:AR导航、前车碰撞预警(FCW),前方行人碰撞预警(PCW)、车道偏离预警(LDW)等,这些信息让驾驶员行车更安全、更便捷。

巨大的市场份额与技术的迭代相辅相成,正在加速AR HUD从概念产品落地于量产车型中。

AR-HUD面临的技术挑战

尽管市场快速发展,但AR-HUD也面临着各种挑战。

AR HUD最大的技术瓶颈之一就是与前方道路的融合,这对于导航精度、图像识别的准确度与速度,以及AR算法灵敏度等都有极高的要求。袁博也谈到,“传统HUD设备无论前装后装,由于其显示信息无法与道路进行贴合,驾驶员在观察时需要眼球重新对焦,容易形成视觉疲劳。”

未来AR-HUD的发展方向是与地图导航、ADAS传感器等信息融合,最大程度保障驾驶者的行车安全。这其中,软件能力至关重要。例如,锐思华创通过软件开发,能够为驾驶者提供多层级布局的HMI信息,界面的导航信息将从2D层级到3D层级穿透,并充分贴合地图导航指向以及行车路面情况灵活变化。导航信息将给驾驶者带来富有空间感的裸眼AR视觉效果,让驾驶者不分神就能感知到路面变化和导航指示。

另外就是体积、成本方面的挑战。当下的AR-HUD动辄15L左右的体积、几大千的成本已经不能满足整车厂尤其是自主品牌车企前装布置的需求,如何将体积做得更小,成本降低是需要解决的问题。

面对这一难题,大陆集团提出的解决方案是TFT(薄膜晶体管) AR-HUD。这款产品可以把虚像尺寸做到9°×3°,投影距离大于4.5米,体积为7-8L,成本节约近30%,可以覆盖40米以内的路面。大陆集团人机界面事业部抬头显示器产品中国区研发负责人杨晶表示:“尽管传统的基于DLP(数字光技术)的AR-HUD虚像尺寸和投影距离更大,覆盖路面也更广(约100米),但无法解决体积和成本问题。中国车辆百分之七八十的使用场景是城市道路,需要关注的路面情况大多在40米以内的区域,我们可以断定的是,基于TFT技术的现实增强抬头显示器更能贴近中国市场需求。”

袁博表示,考虑到DLP技术成本高,TFT技术的可靠性仍有待解决等问题,锐思华创选择自研,成功推出针对广角视场AR-HUD,自主研发具有高清(720p)显示分辨率,高亮度和高可靠性的激光扫描成像模组OpticalCore。该模组具备低功耗,散热性能好,抗震动等优点,可靠性达到车规等级。去年,锐思华创与北京全路通信信号研究设计院达成合作,前者将基于OpticalCore光核引擎为高铁驾驶舱提供AR-HUD方案,OpticalCore光核引擎可在高铁时速达350km/h的情况下,除了能提供对标定物的高准确性和AR渲染的实时性之外,还能提供远超行业10°FOV的广角视场。

为了提升驾驶体验,整车厂、供应商仍然在不断更新技术,尤其是显示方面的技术。例如,大众收购了全息3D显示技术开发商SeeReal Technologies的少数股权,确保获取车载显示器领域的3D AR技术。大陆集团与位于硅谷的波导技术抬头显示器专家DigiLens建立了战略合作伙伴关系,波导技术可以有效解决显示增强显示器的尺寸问题以及其他技术需求。

AR-HUD的向上之路

当然也存在这样的疑问,随着自动驾驶的不断加速,系统将替代驾驶员为驾驶主体,AR-HUD原本提供给驾驶员的信息是否还有意义,这一功能是否很快消失?

对此,杨晶认为,现实增强抬头显示器是自动驾驶的推动器,从功能角度来说与自动驾驶有高度协同性。

合创汽车研发中心副总裁戚正刚表示:“当前的辅助驾驶汽车之中,AR-HUD可将导航、地图、路况信息投射于前挡风玻璃中,以提升用户体验和交互体验。随着无人驾驶的到来,5G、车联网等技术广泛应用之后,AR-HUD可应用于左右两侧的车窗之中,为乘客提供诸如车窗之外的道路实时信息。更大的层面来说,AR-HUD还可作为流量入口,为乘客全息广告以及生态APP,创造更多的商业价值。”

这意味,随着驾驶主体的转移,AR-HUD将迎来更为广阔的市场。但不可否认的是,AR-HUD的落地仍需通过重重考验,这并不是单一产品的落地,而是整个智能座舱围绕AR这样的HMI核心交互窗口的落地,可见AR-HUD的向上之路可谓任重而道远。

(校对/Jimmy)

责编: Carrie

Sharon

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