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2020年最火爆的汽车电子——AR HUD

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抬头显示系统HUD是为了在行车过程中避免驾驶员低头看仪表盘,而引入的一项技术。这项技术初始于战斗机上,早在1988年便有被引入到汽车上。随着宝马为首的豪华品牌带动,HUD渐渐变得为人所知。


随着全球居民消费水平和汽车智能化程度的提升,消费者对于安全性和智能性的需求正在不断上涨,HUD不再是高端车型的标志,越来越多较低价位车型上也开始出现了它的身影。



谈到HUD市场快速的增长,就不得不提到AR HUD(增强现实抬头显示技术)。比如说2020年以来,随着奔驰新S级AR HUD的发布,整个HUD市场再次按下加速键,进入新一轮的快速增长。


一、早期HUD的缺点


此前,HUD之所以不瘟不火,主要还是在于显示内容简单、显示效果略为粗糙,同时其成本较高,性价比的不足,让众多主机厂及消费者在选择时比较保守。


早期HUD存在的缺点:

项目
具体描述
使用场景
HUD现有功能简单,显示方式、内容单一
成本高昂
前装 W HUD成本高,C型成本稍低,但显示效果进行了妥协
显示效果差
挡风玻璃的影响HUD投影存在畸变、重影等问题


而AR 技术的引入,可以让HUD的显示效果更加丰富与直接,同时也变得充满科技感。接下来,小编就重点为大家介绍下AR HUD的优势,以及为何这一技术一经问世便受到各大厂商所重视。


AR HUD 就是利用增强现实技术(AR),整合先进驾驶辅助系统如ADAS、ACC,将导航与驾驶信息投影到车辆前方,与前方实物相结合,以获得更好的驾驶体验。


二、ARHUD与常见HUD的具体区别



在介绍区别之前我们先来了解下在HUD上的两个重要指标:VID、FOV
VIDVirtual Image Distance)虚拟图像距离

FOV分为HFOV和VFOV,水平视角和垂直视角


前面说AR HUD主要的特点便是AR增强现实的引入,那么具体来说AR HUD到底是怎么样的呢?下面将从硬件与软件上进行一个简单介绍。

1. 虚像指标

现有HUD的VID可能最大在2.5m,而据TI官网介绍:“真正的增强现实”需要至少 10° 的广角视野以及至少 7.5m 的长虚拟视像VID。AR 背后的原理是在现实世界的基础上叠加数字信息,从而提高驾驶员的情景意识,并改善驾驶体验。这种“现实世界”取决于您所能支持的 FOV 广度和虚拟视像距离长度。为了与驾驶员视野进行有意义的交互,视野越大、虚拟视像越长就越好。”
未来黑科技联合创始人尉鸿轩此前被采访时有提到一个AR HUD的硬性指标:实现AR的关键在于FOV(视场角)的大小,50度以上的FOV,能够覆盖4条车道,才可能真正呈现AR的效果。”FOV的大幅度提升意味着HUD产品需要实现显示尺寸的扩大、亮度需要更高、功耗更低,还要控制体积。楔形膜、自由曲面、PGU等传统HUD方案的关键零部件都需要升级,甚至重新设计。


2. AR导航软件

ARHUD肯定要实现AR导航,这就必须具备三个方面的能力:

第一是车道级导航能力。因为AR导航归根到底是导航的一种特殊的形式,对用户而言,最根本的需求还是基于实时路况信息和交通大数据的精准引导,只有实现了车道级的导航,AR 导航的小箭头才能准确地铺设在真实车道上。


第二是图像识别和检测能力。AR的本质是虚实结合,识别真实路况数据是实现AR功能的基础,只有对实际场景进行图像识别,分辨出车辆、车道线、红绿灯等各种道路元素,导航才能进行精准引导。

    第三是融合算法能力,也就是把定位、地图导航以及道路交通大数据等导航信息在实景图像上实时渲染,并在对应的车道位置上精准呈现。


由于驾车的场景复杂,行驶速度快,实时性要求高,因此车载的AR导航技术实现难度非常高,对导航精度、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。


当然,还有一个差异性的技术就是AR导航如何呈现给驾驶员。据艾邦群友了解,初期的AR HUD 可能还仅仅只是2D虚像与实物的重合,到后期,3D虚像才是正确姿势。


三、AR HUD技术难点



AR-HUD量产难点:

1. 硬件车规级要求:车规级芯片、环境温度要求、散热;

2. 光学效果:成像清晰度,成像距离,成像大小,眩晕感的消除;

3. 生产加工技术与成本:自由曲面的生产,塑胶or玻璃;

4. 体积:在仪表和空调管道周围的狭小空间内要能够安装;

5. 信息显示和人机交互:要遵循行业标准,显示信息丰富而又不影响驾驶安全。


随着奔驰新S级发布,AR HUD引爆市场,整个AR HUD产业的量产应用走向快车道。艾邦现建有汽车抬头显示HUD微信群,大陆电子、未来黑科技、泽景、马瑞利、华阳、法雷奥、前海智云谷、613所、怡利电子、矢崎仪表、疆程、乐驾科技、萤欧科技、均胜电子、炽云科技、舜宇光学、广景、宝沃汽车、北汽、日产、比亚迪、一汽、上汽、蔚来、吉利、3M、积水、福耀玻璃、富兰光学、亮宇光学、京瓷等



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