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HUD科普 | 大家都在讨论的AR HUD到底是什么?

盖世汽车快讯 忻文 2022-08-08 13:01:24

AR HUD即AR技术与抬头显示的结合体。AR技术,全称Augmented Reality(增强现实)。是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。HUD,全称 head up display,即我们常说抬头显示。

世界上最早搭载了HUD系统的战斗机是美帝海军的A-5舰载攻击机。这款于1960年首飞的飞机的设计初衷是为了让战斗机驾驶人可以更好的衡量地平线及瞄准,帮助海军具备战术核打击能力,因此需要高速突防能力。80年代初期,HUD最早出现在概念级的轿车上,当时的HUD功能显示只有时速。不过,HUD技术一直在不断改进中,功能越来越多,实用性也大幅提高。

HUD科普 | 大家都在讨论的AR HUD到底是什么?

增强现实型(AR)抬头显示(HUD)产品,是车内整合整车信息。使用前挡风玻璃作为投影介质来反射成像,通过结合现实路况信息,将导航和ADAS信息与前方道路融合,将转向指示、障碍物警告、车道偏离、前车预警、盲区监测等内容显示出来。

AR HUD想要达到图形更贴合在实物上,实时出现虚拟箭头来直观地引导我们前进,然后将之以图案化形式反馈给驾驶员的智能化配置。所以驾驶人员不会有失去对焦的问题,AR HUD能使显示信息可以与驾驶人员看到的实际交通状况进行融合,有效防止驾驶中出现开过路口和分散驾驶员注意力的情况,从而提升驾驶人员的人身安全问题。

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VID(Virtual Image Distance)虚拟图像距离

可以理解为图像焦点到眼睛的距离。就我们的直观感受而言,成像能够覆盖的距离越远,成像尺寸越大,AR-HUD的效果就会越好。

FOV(Field of View)又名“视场角”

FOV是以眼睛为顶点,以眼睛 看到虚像的最大范围的两条边缘构成的夹角。反应了我们看到的AR-HUD图像大小,AR-HUD的水平 FOV至少需要达到10°以上。在保证成像距离、大小的同时, 要扩大FOV,以实现覆盖多车道显示,这对功耗控制与光学设计有着很高的技术要求。

EYEBOX(眼位)

人眼、HUD、道路三点一线还有一个极其不稳定的因素,就是眼睛的位置。驾驶员的高矮、坐姿、头部位置等都会影响眼睛的位置和视线的方向,导致每个人的行车视角都不一致。所谓“眼盒”,就是眼睛可移动的区域,不同的眼箱位置会影响图形对齐。需要适应不同的驾驶员高度,需要使用小型电机调整高度向上或向下倾斜其中一个HUD后视镜。如果眼睛位于这块区域内则能够看清整个图像,反之出了这块区域,则无法看全整个图像。如何调整AR HUD投射的画面,使之避免出现画面发虚、错位等问题,比较考验HUD厂商的能力。

PGU(光机部分)

AR HUD是一个光学投影系统,其影像源部分(PGU,也就是光机部分)是一个重要所在。占据了极大比例的产品硬件成本,也是决定整个AR HUD体积的最大因素。成像方式是影像源成像的技术方案,业内初创企业基本都是采用传统方式。

市场HUD分类

大家比较熟悉市面上HUD分为三种,组合式的C HUD、风挡式W HUD和增强现实型AR HUD,作为成熟的方案具备可量产性。C HUD, W HUD渗透率现在比较高,但AR HUD会是未来的趋势在快速暴涨中。

#ARHUD主要技术难点

AR HUD作为行业未来方向,也是裸眼AR显示窗口的系统方向,方案及其复杂,实现难度较高。AR作为HUD的应用技术,主要体现难度在于四个方面:

01 光学层面

-FOV过小,影像只能呈现在驾驶者视线范围中的一小部分

-HUD影像的亮度,为了对应不同的外部光线、天候等影响,需要更高的亮度来达到较佳的影像品质与视觉效果

-降低HUD的系统整体体积,现有TFT/DLP等模组本身的限制,加上需求较大的FOV,都会让HUD系统的体积越来越大,与车体的空间分配冲突

-支持大眼盒、无畸变

02 软件层面

-需要兼容各种数据/平台,进行实时矫正。确保AR的图形和真实路况是匹配的

-具备支持低延迟、二次开发能力以此支持不同HMI和应用

03 PGU层面

-发光源需要亮度足够, 需要能支持大FOV但同时支持小体积的AR HUD

-散热好,避免烧屏

-光窗,散斑等问题

04 硬件结构层面

-需要高稳定度

-减少体积

-降低成本

HUD科普 | 大家都在讨论的AR HUD到底是什么?

ARHUD的主要环节

锐思华创以创新光源为导向,搭载AI引擎

打造大视场小体积的真正ARHUD

锐思华创打造小体积、大视场角AR HUD,是目前使命上真正实现FOV20度以上,成像距离在15m以内的可覆盖3车道的真正AR HUD解决方案,并经过长时间实车测试,符合最佳的人机交互体验,赋予驾驶人员兼具安全性与炫酷的驾驶体验的AR HUD解决方案。同时可结合车机ADAS及车载摄像头数据,充分解决当车辆行驶在雨天及夜晚等能见度较低的场景中,造成交通事故高发的问题,进一步保证驾驶安全性。

此外锐思华创打造平台化软件系统AR Generator SDK,可向整车厂提供定制化服务。AR Generator SDK可以基干客户系统需求,通过灵活性的配害平台,增减运算模块配苦,精准有效的控制算力负荷。锐思华创通过平台化软件系统AR Generator SDK,结合OpticaCore®光核引整模组,大大提升开发效率,还可以实现为不同整车厂提供定制化需求服务。

为响应市场不同需求,锐思华创开发出试配中低阶至高阶车款的三种型态AR HUD产品, Mini AR HUD是针对极限空间的AR HUD解决方案、AR HUD兼顾体积与ARHUD效果的折中方案、AR HUD Pro则针对中高配车型,实现完美的效果。

Mini AR HUD

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显示:仪表盘、单车道偏离警告、正面碰撞警告、简单导航

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AR HUD

投影面积Fov15投影面积范围为210英寸

显示:车道指南、导航(车道变更)、巡航控制系统

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AR HUD Pro

显示:高级导航、兴趣点、车道变更(停车)警告等更多

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在有限的体积内将AR HUD的视场角做大是一件困难的事,锐思华创研发微型激光全彩高清显示模组OpticalCore®并应用在AR HUD中,打造出可覆盖3车道的AR HUD解决方案。

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本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202208/8I70310028C601.shtml

 
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