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AR-HUD成行业新风口,距离量产还有多远?

2020-06-29 来源:盖世汽车 

近两年,随着智能网联汽车的快速发展,一直处于不温不火状态的HUD逐渐受到重视,如合资品牌中,宝马几乎将其应用于全系车型;自主品牌中,东风日产启辰星、红旗HS5等新车中亦有呈现。尤其是AR-HUD技术,其增强现实功能有更好的用户体验、更实用的用户价值,成为车企和相关技术提供商的关注热点。

图片来源:华阳多媒体

智能互联时代 AR-HUD成行业新风口

HUD起源于航空领域,在汽车上出现迄今已有30余年。目前汽车行业有三种产品形态:C-HUD、W-HUD以及 AR-HUD。据在此领域深耕多年的惠州市华阳多媒体电子有限公司(以下简称“华阳多媒体”)产品总监张环宇介绍,以上三种产品形态的分类主要依据成像方式及成像内容。

当中,C-HUD主要采用一个半透明的树脂板来反射出虚像,该产品因安装便利,曾在售后市场引起一阵风潮。不过,弊端亦较为明显,主要呈现在两个方面:1、成像区域小、显示内容有限;2、成像距离近,位置较低。也正因为此, C-HUD形态逐步被边缘化。

W-HUD则直接使用挡风玻璃反射成像,可支持更大的成像区域、更远的投影距离。因其技术已经成熟,目前成为市场主流,宝马、奔驰、凯美瑞等诸多量产车型中已有配备。

图片来源:华阳多媒体

AR-HUD同样投射于挡风玻璃上,不过相较W-HUD而言,成像区域更大、投射距离更远,成像上也更为生动直观。简单来说,AR-HUD是在驾驶员视线区域内合理叠加显示一些驾驶信息,并结合于实际交通路况中。

“随着汽车智能网联时代到来,现有的HMI(人机交互系统)亟待升级。AR-HUD改变了屏幕对信息的孤立显示,将信息与实景融合,变成指引性显示,不仅更炫酷,也更易读,更符合消费者对智能网联汽车的预期。另从安全性上来讲,AR-HUD与ADAS功能相结合,更直观呈现跟车距离预警、车道偏离预警、红绿灯监测等信息,方便驾驶员快速作出反应,提升驾驶安全。因此,从长期发展来看,AR-HUD是行业大势,也是HUD技术未来主流发展方向。”张环宇说道。

也正因为此,AR-HUD吸引到越来越多车企以及技术提供商对相关产品的关注和投入。整车方面,如近期曝光的全新奔驰S级,尽管尚未量产,却已将AR-HUD配置作为一大宣传点。而在技术研发上,除了较早涉入的大陆等国际零部件巨头外,国内如ADAYO华阳多媒体等目前也已取得较大进展。

据了解,华阳多媒体于2012年开始组建HUD团队,目前已推出较为成熟的C-HUD、W-HUD及AR-HUD产品及解决方案,其中W-HUD已获得了多个国内以及海外车企的量产项目;在AR-HUD方面,基于母公司华阳集团汽车电子业务在智能座舱领域的多年耕耘,华阳多媒体自行搭建了完整的AR-HUD的平台,包括ADAS、仪表、导航的输入,相关产品将于2021底开始陆续搭载量产车型面世。

华阳多媒体DLP AR-HUD讲解视频

大规模商用存难点 ADAYO华阳多媒体给出解决方案

尽管AR-HUD前景向好,但在其量产化道路上还存在诸多难点。

“在HUD方面,与国际零部件企业相比,国内企业涉入较晚。不过在AR-HUD研发和推广上,大家基本处于同一起跑线。这给我们创造了更多的机会,目前华阳针对部分量产‘痛点’已找到解决方案。”张环宇表示。

首先, HUD成像过程一直存在“阳光倒灌”现象( 根据光路可逆,外部阳光可以照进HUD内部,被当中的非球面镜聚集,像放大镜点火柴一样在成像单元处产生一个高温点,这被称为“阳光倒灌”,俗称“光害”),这对成像单元的耐高温性提出较高要求。目前量产的HUD几乎都采用的是TFT成像,它的优势在于技术成熟,成本较低,然而缺陷也很明显,如显示亮度不够,且耐高温能力较弱,无法承受高规格AR-HUD“阳光倒灌”。相对而言,另一成像技术DLP显示亮度高,且具有较高的耐热性,但不足之处是DLP成本高。

针对以上性能和成本无法兼备的问题,华阳多媒体通过探索HUD参数、偏光、滤光之间的关系,形成了整套理论及验证模型,在可控范围内使用“TFT+光学膜”的方案以降低成本,而在更高参数的产品中使用DLP成像方案。“这样能够推动AR-HUD在各级别车型上得以广泛配置。”张环宇说道。

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“TFT+光学膜”AR-HUD

其次,AR-HUD发展中还存在一个至关重要的问题——让人眼、HUD显示面、真实道路三者之间在一条视线上,这样才能达到足够沉浸的AR体验,保障行驶安全。若要达到这一点,需强大的运算能力。基于此,华阳多媒体在不断优化AR-HUD的进程中,增加了DMS功能。基于DMS的输入,HUD根据眼睛的空间位置,自动调节画面高度,自动重构3D UI。“下一步,为了适应车厂不同配置情况,我们要在没有DMS输入的情况下,通过算法及模型实现上述功能。”张环宇说。

图片来源:华阳多媒体

当然,AR-HUD要达到量产,除了以上外,还存在如何与自动驾驶功能更好的融合,在诸多场景显示中如何保障安全等问题。“AR-HUD是为安全而生的产品,但显示内容过多,势必也会对驾驶员产生干扰。这当中涉及到一个非常重要的问题——人机交互逻辑。“张环宇表示,“AR-HUD硬件只是载体,只有UI设计及交互逻辑能够为驾驶员带来安全与便利,市场才会为该配置买单。华阳多媒体硬件及算法已经成熟,下一步就是研究交互逻辑,如何让显示内容实现‘少即是多’,是公司未来一段时间的重点方向。”

从目前市场发展来看,随着智能网联技术商业化进程加快,HUD迎来增长期,而AR-HUD作为行业大势所趋,在车企及技术提供商共同努力下,量产指日可待。据了解,为了应对当前W-HUD的需求量激增以及AR-HUD即将量产问题,华阳多媒体已经着手解决产线升级的问题,并且新增了几条多功能的自动化产线,以充分准备后续的交付工作。