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​真正的AR-HUD将成为智能座舱最重要的交互窗口

时间:2022-12-14 11:53 来源:网络 阅读量:8852   

当高级自动驾驶时代到来,如何建立驾驶员与汽车之间的信任?2022年12月5日,在由盖世汽车主办,中国自贸试验区临港新区管委会指导,上海金桥临港综合区投资发展有限公司协办的2022年第四届智能驾驶舱及用

当高级自动驾驶时代到来,如何建立驾驶员与汽车之间的信任?

2022年12月5日,在由盖世汽车主办,中国自贸试验区临港新区管委会指导,上海金桥临港综合区投资发展有限公司协办的2022年第四届智能驾驶舱及用户体验大会上,Raythink市场专家蒋介石表示:“真正的AR-HUD将成为智能驾驶舱最重要的人机交互方式。”

要真正实现AR-HUD与实景的融合,需要实现更大的视场和更远的虚像距离(VID),而解决这个问题的关键就在于HUD的核心光源模块:PGU。

姜氏瑞思睿华斯创市场专家

以下是演讲内容:

我今天分享的主题是如何搭建一个真正的AR-HUD,包括以下三个方面:AR-HUD在智能座舱时代扮演什么角色?你有什么样的定位?这项技术现在面临哪些挑战?

智能驾驶舱时代,汽车需要集成和显示更多的信息,也需要结合更多的移动终端,实现自动驾驶的多种功能。这就带来了很多驾驶舱的新玩法:比如用HUD代替仪表盘,用中控屏代替仪表盘……AR-HUD在上述快速变化下面临着怎样的发展趋势?

AR-HUD:智能座舱新时代最重要的人机交互方式

在我看来,AR-HUD是智能驾驶舱新时代最重要的人机交互方式。核心原因是AR-HUD可以集成各种系统信息,包括汽车仪表盘、中控面板、驾驶辅助系统、娱乐系统、手机等。上述所有系统显示的信息都可以以直观、易懂的方式显示给驾驶员,从而加强了驾驶过程中的整体安全性,提高了驾驶员和乘客在车内的交互体验。

智能座舱是消费者购车的关键因素。市场调研显示,40%的用户认为HUD是驾驶舱必备技术。但是,为什么AR-HUD的普及率似乎远没有普及呢?

在我看来,这是因为AR-HUD在功能上,尤其是用户体验上,还有很多需要解决的问题和需要改进的地方。例如,AR-HUD必须是智能驾驶舱的一部分,而不仅仅是通过一个新的屏幕,而是必须与显示屏和系统集成和连接。

再来看看传统HUD的市场空间。C-HUD和W-HUD是普及率比较高的。这些产品的主要功能是信息呈现,但不具备AR-HUD的功能效果。同时,它们还会造成驾驶分心。

从技术角度来说,真正的AR-HUD需要做的是融入车、机的现有系统,扩大呈现空间与虚拟图像的距离,这必然对配套的软件平台和算法提出更高的要求。

AR-HUD和W-HUD有什么区别?它们在硬件上非常相似,都是基于成像PGU,走光学路线。但更好的AR算法和软件平台支持AR-HUD,从而实现更大的视角,实现多焦点的表面呈现,给驾驶者与现实生活融合的感觉。

目前市面上的AR-HUD一般采用7-10°视角,10米虚像距离。但如果采用15米的虚像距离,就不会有失焦的风险,给驾驶员更多的反应时间,从而提高安全性。

我们来看看不同FOV的区别:当FOV为10,VID在10米以内时,HUD只能显示仪表盘的信息,实现简单的导航功能和辅助驾驶的预警功能,整体只能覆盖前面的车,体验非常有限。当FOV为20,VID大于15米时,AR-HUD可以真正覆盖三条车道,实现更多指示功能,集成其他驾驶辅助传感器信息,实现“安全左右转弯、盲点预警”等功能,信息传递更快捷、更人性化、更智能。

AR-HUD核心技术详解

为用户提供突破性的成像体验,关键在于AR-HUD核心光源模块的升级。PGU是HUD的核心模块,负责图像和亮度的生成,直接影响成像质量、硬件体积、功耗等核心性能。同时,光机根据PGU的光源类型分为两类,即面光源和点光源。

HUD面光源主要有三种:TFT、DLP和Lcos,应用于AR-HUD时各有缺陷。目前比较成熟的技术是TFT,可以实现更大的FOV,但是实现更远距离的VID会有烧屏的风险。另一种成熟的方案是DLP,DLP的核心技术被垄断,成本高,只能在高端机型上实现,而且体量比较大。

最后,Lcos方案的量产问题还没有解决,其可能性还有待探讨。

Raythink的核心技术OpticalCore是基于LBS技术的光学模块,属于点光源,是由激光二极管和MEMS组成的图像制作模块(PGU)。OpticalCore可以带来AR-HUD产品更好的参数,在FOV和VID参数相同的情况下,可以降低产品体积和产品成本。

在HUD的设计过程中,为了应对不同的外界光线、天气等影响,需要更高的亮度来达到更好的画质和视觉效果。在更高瓦数的激光光源下,使用OpticalCore可以有效增加HUD系统的整体亮度。

Raythink基于LBS技术开发了一款袖珍型PGU模块:OpticalCore,具有色域大、功耗低、体积小、发热量低、无后向太阳光隐忧的技术优势。

同时,Raythink也在积极拓展OpticalCore模块在其他领域的应用,如全息显示、智能大灯等。由于LBS使用激光作为光源,目前市面上的LBS方案都存在散斑的问题。通过Raythink技术团队的不断创新,推出了多光源微合光透过扩散器成像技术方案,这是业内唯一成功解决LBS散斑问题的方案。

总结LBS光源的优势,它的价值不仅仅体现在体积和成本上。我们认为LBS将成为未来AR-HUD的主要成像光源。

除了光源,AR-HUD的核心技术还包括软件部分,需要结合摄像头、雷达、高精地图等数据,创建非常精确的渲染模型,从而达到实景融合的显示效果。目前Raythink在这方面的技术已经比较成熟。

如何实现真正的AR-HUD?

要实现真正的AR-HUD,必须在光源上花很多功夫,做到大视场角,超长虚像距离。AR-HUD除了硬件部分,还需要有良好的软件支持,集成到各种平台,结合各种数据。

值得注意的是,我们距离完全自动驾驶的时代还有一定距离,驾驶员“看路”和接管的需求不容忽视。在这个过渡时期,AR-HUD可以作为一个非常好的桥梁,提高人车之间的信任度,能够高效全面的反映车外的紧急情况。驾驶员也会对自动驾驶系统的决策依据有更深入的了解。

在娱乐功能方面,AR-HUD也有很大潜力,比如元宇宙、车内会议、AI全息助手...再比如进停车场。AR-HUD可以在线寻找空位,辅助实现自动泊车。

最后简单介绍一下Raythink华创。Raythink成立于2019年,是一家国际化公司,总部位于深圳。它在印度有一个软件算法中心,在长沙有一个嵌入式软件中心,在台北有一个光学研究中心,在上海有一个产品系统中心...AR-HUD业务进展方面,目前已经实现了包括国内自主汽车品牌、合资主机厂商在内的多个定点量产项目。

我们70%的主要成员从事RD和工程,现在我们已经获得了100多项专利,预计今年将达到200项。

Raythink现有的主要产品是FOV为10到20的AR-HUD产品,提供定制服务。光源技术路线涵盖LBS、TFT、DLP。在成熟的TFT和DLP方案上,我们也有相关的技术布局,可以提供比竞品体积更小、VID和FOV更大的产品,尤其是FOV为15和20的产品,Raythink可以提供双焦面的设计方案。

由自贸试验区临港新区管委会指导,上海金桥临港综合区投资发展有限公司协办的2022年第四届智能驾驶舱及用户体验大会发布的《如何打造真正的AR-HUD》?主旨演讲。)

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