從今年開始,汽車制造商爭(zhēng)相完善的一項(xiàng)主要搭載技術(shù)就是抬頭顯示器(HUD)。這項(xiàng)技術(shù)正在迅速完善,因?yàn)榇蠹野阉醋魇瞧囎?a target="_blank">智能化的下一個(gè)重大進(jìn)步。
HUD技術(shù)并不是最近幾年才出現(xiàn),它最初出現(xiàn)在1988年。行業(yè)已經(jīng)等待了30年,我們正處于技術(shù)最終走向主流的邊緣。尤其是AR技術(shù)正在助推HUD成為ADAS外圍設(shè)備的重要組成部分。
盡管在過(guò)去幾年,不少豪華汽車品牌都有搭載HUD技術(shù),同時(shí)汽車后市場(chǎng)也有不少后裝HUD產(chǎn)品,但對(duì)于大多數(shù)消費(fèi)者來(lái)說(shuō),HUD還是一個(gè)比較新鮮的產(chǎn)品。
在大多數(shù)車輛中,車輛導(dǎo)航和信息娛樂(lè)系統(tǒng)已經(jīng)多年,但盡管技術(shù)相對(duì)陳舊,但消費(fèi)者的成本并未降低。而隨著智能互聯(lián)功能在中國(guó)市場(chǎng)的快速滲透,可能會(huì)使駕駛安全更糟糕的是,人們比以前更傾向于中控多媒體系統(tǒng)。
解決分心駕駛的問(wèn)題,事實(shí)上,需要HUD。早在3年前,蘋果公司就公布了HUD的研發(fā)計(jì)劃,這款被外界視為下一代蘋果革命性產(chǎn)品的投射面積約27-50英寸的AR-HUD,同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)擋風(fēng)玻璃與傳感器的連接,進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別控制。
近日,蘋果公司的一份HUD專利獲得審批。提交的專利中包括一種AR擋風(fēng)玻璃HUD系統(tǒng)。不同自動(dòng)駕駛車輛的乘客之間甚至可以用FaceTime對(duì)話。另外,當(dāng)乘客出現(xiàn)恐慌情況時(shí),系統(tǒng)能夠進(jìn)行檢測(cè)和判斷,然后做出相應(yīng)的調(diào)整,以幫助乘客保持冷靜。
通過(guò)這一系統(tǒng),很多情況下都可以在透明表面(包括窗戶)的感知環(huán)境中疊加圖像。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),它可以結(jié)合實(shí)際交通路況,在用戶視線區(qū)域內(nèi)合理疊加顯示一些駕駛信息,從而駕駛員可以增強(qiáng)自己對(duì)于駕駛環(huán)境的感知能力。
此外,在一些情況下,顯示圖形能夠覆蓋環(huán)境中的特定對(duì)象,并能增強(qiáng)、改變、控制與環(huán)境相關(guān)的信息。
與傳統(tǒng)兩代HUD(C-HUD1.0時(shí)代、W-HUD2.0時(shí)代)相比,AR-HUD顯示的范圍更大、距離更遠(yuǎn)、而且更為復(fù)雜。前者只是投射并顯示信息的設(shè)備,而AR-HUD則需要與輔助駕駛系統(tǒng)深度融合,以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的效果和功能。
顯然,HUD正在成為汽車科技行業(yè)的增長(zhǎng)最快的興奮點(diǎn)之一。在今年初的CES展上,就已經(jīng)有不少科技巨頭和汽車廠商們強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)。而圍繞未來(lái)智能座艙的趨勢(shì),以HUD、液晶儀表、中控大屏為核心的多屏聯(lián)動(dòng)正在成為各大汽車制造商產(chǎn)品規(guī)劃的重點(diǎn)之一。
同時(shí),相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也在加快推動(dòng)市場(chǎng)的成熟。
去年,美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)(SAE)發(fā)布了用于評(píng)估HUD的顯示質(zhì)量的新標(biāo)準(zhǔn)(SAE J1757-2“汽車HUD光學(xué)測(cè)量”)。所有需要符合 SAE J1757-1 標(biāo)準(zhǔn)和 ISO 15008 標(biāo)準(zhǔn)的HUD制造商和汽車品牌,都必須根據(jù)新的 SAE J1757-2 HUD測(cè)量方法來(lái)設(shè)計(jì)自己的測(cè)量系統(tǒng)。
標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量方法將確保虛擬圖像相對(duì)于駕駛者雙眼的準(zhǔn)確投射(包括景深(DOF)、視場(chǎng)(FOV)、屈光度、焦距、圖像位置和圖像距離)、HUD虛擬圖像在典型環(huán)境光線條件下的可識(shí)別性(需要進(jìn)行亮度、色度、均勻性和對(duì)比度測(cè)試)以及通過(guò)與目標(biāo)虛擬圖像的點(diǎn)偏差來(lái)測(cè)量HUD的圖像失真、像差和重影程度。
未來(lái)幾年HUD需求爆發(fā)基于:
1、汽車OEM廠商可能在未來(lái)十年為旗下車型搭載更多的ADAS應(yīng)用。這些系統(tǒng)有助于監(jiān)控道路狀況,并向駕駛員發(fā)出預(yù)警甚至控制。這其中,以電動(dòng)汽車初創(chuàng)公司、中國(guó)高端自主品牌都在把HUD作為產(chǎn)品規(guī)劃重點(diǎn)。
2、汽車消費(fèi)者更關(guān)心自身的安全性。在碰撞發(fā)生時(shí),HUD可能不起作用,但其預(yù)防事故的能力是眾所周知的。汽車OEM已經(jīng)認(rèn)可了消費(fèi)者的這些需求,并與不同的供應(yīng)商合作或投資于自己研發(fā)HUD。
3、HUD技術(shù)的不斷發(fā)展,帶來(lái)核心器件體積變小,成本下降,以及性能提升比如顯示面積越來(lái)越大,尤其是AR技術(shù)的結(jié)合。
4、帶動(dòng)HUD和信息娛樂(lè)系統(tǒng)的整合,只需要高度集成化的單一硬件,OEM能夠大大節(jié)省硬件上的成本。同時(shí),不需要任何OS安裝在HUD上。
而市場(chǎng)強(qiáng)預(yù)期也來(lái)自于目前在售車輛HUD的低滲透率。
根據(jù)高工智能產(chǎn)業(yè)研究院(GGAI)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前市面上的量產(chǎn)銷售車進(jìn)口品牌、合資品牌、自主品牌配備HUD的車型數(shù)量占比為28.97%,14.54%和3.9%。
由于此前大多數(shù)HUD僅配置于頂配車型,HUD的實(shí)際市場(chǎng)滲透則更低,進(jìn)口品牌、合資品牌、自主品牌的HUD滲透率僅為15.82%,4.56%和0.76%。而整體市場(chǎng)HUD滲透率僅為4.17%。
此外,隨著ADAS滲透率快速提升,帶動(dòng)更多與駕駛安全信息的互動(dòng)。比如,AR-HUD的同步定位與映射技術(shù),可以結(jié)合車輛位置信息,以及有前向攝像頭采集的道路數(shù)據(jù),利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行可視畫面疊加。
目前,全球主要HUD的供應(yīng)商包括Nippon Seiki(日本精機(jī))、Yazaki(矢崎)、Visteon(偉世通)、Continental AG(大陸集團(tuán))、Denso(電裝)、Pioneer(先鋒電子)、WayRay、MicroVision等,而國(guó)內(nèi)近年來(lái)也有一批快速成長(zhǎng)的初創(chuàng)公司,包括未來(lái)黑科技、京龍睿信、車蘿卜、衍視科技等。
而這些企業(yè)無(wú)一例外都在加大AR技術(shù)的投入。今年5月,大陸集團(tuán)再次增加了對(duì)DigiLens的投資,股權(quán)比例增至18%,雙方一直在聯(lián)合研發(fā)基于AR技術(shù)的HUD產(chǎn)品,基于DigiLens的全息波導(dǎo)技術(shù),新的平視顯示器通過(guò)同時(shí)減小盒體積來(lái)實(shí)現(xiàn)更大的顯示面積。
波導(dǎo)技術(shù)是對(duì)光進(jìn)行衍射,從而減少了硬件和垂直軸上的體積。特別是,對(duì)于大型投影,如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR技術(shù)的需要,基于傳統(tǒng)反射鏡的平視顯示器則需要大量的空間在儀表臺(tái)位置。
在今年初的北京車展上,偉世通就展示了一款A(yù)R-HUD產(chǎn)品,它可以在風(fēng)擋玻璃上投射一個(gè)虛擬圖形信息顯示界面,并可以集成到多個(gè)電子控制單元中。同時(shí),其推出的SmartCore?域控制器,使用高通驍龍 820AM 驍龍處理器,可集成HUD與儀表。
業(yè)內(nèi)人士表示,HUD技術(shù)本身仍然處于快速上升周期,應(yīng)用成熟度還有待提升。此外,由于各家主機(jī)廠的座艙設(shè)計(jì)、HUD技術(shù)的應(yīng)用深度都有差異,也給這個(gè)市場(chǎng)帶來(lái)很多差異化的需求。
而全擋風(fēng)玻璃式HUD,結(jié)合AR技術(shù),正在從根本上改變消費(fèi)者過(guò)去對(duì)HUD顯示尺寸小,可視距離短,顯示信息有限等瓶頸。此外,HUD系統(tǒng)需要大的動(dòng)態(tài)范圍的環(huán)境亮度、極端亮度和亮度控制能力。
按照目前全球各大零部件廠商和主機(jī)廠的車型規(guī)劃,搭載初級(jí)AR技術(shù)全擋風(fēng)玻璃式HUD將在2019年-2020年進(jìn)入真正前裝量產(chǎn)元年。同時(shí),車型也將從原來(lái)的豪華高端車型,向經(jīng)濟(jì)型市場(chǎng)鋪開。
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原文標(biāo)題:HUD3.0時(shí)代:AR+ADAS帶來(lái)重生 | GGAI頭條
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