隨著汽車智能化的到來，ACC、PCW、LDW、盲點檢測、360俯視攝像頭等先進的輔助駕駛系統(tǒng)這些應用正在汽車座艙中滲透。同時座艙趨向于多種屏幕交互，除了控制面板之外，還有數(shù)字儀表板，甚至有些車型在車門上配有屏幕。
汽車座艙發(fā)展趨向以多個屏幕同時呈現(xiàn)信息，涵蓋從娛樂到電話、導航等數(shù)據(jù)傳送給駕駛員。而AR HUD可以作為HMI的窗口之一，是最直觀、最安全的方式。
AR HUD技術在汽車生態(tài)中的地位
AR HUD不僅可以幫助避免駕駛員受到不同形式的潛在干擾，也可成為用戶體驗與應用自動駕駛技術的重要媒介，因為AR HUD讓駕乘人員清晰直觀地理解到未來自動駕駛系統(tǒng)為汽車行駛過程中所作的決策。
然而目前AR HUD仍處于相當早期的階段，但市場呈現(xiàn)趨向蓬勃發(fā)展的局面。市面上AR HUD，F(xiàn)OV不超過10度，VID不超過10m，因此AR HUD的功能也受到限制?；旧?，這個規(guī)格只能做單車道AR導航，有很多功能也無法實現(xiàn)。加上擋風玻璃上的成像區(qū)域尺寸有限，因此可以呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)也受到限制。
目前市場面已有的AR HUD其實只是對傳統(tǒng)WHUD的小幅升級。實際上，AR HUD可以做得更好且提供更多的體驗，為了實現(xiàn)這一目標，要超越簡單的WHUD 2.0，AR HUD需要更多的信息處理能力，整合許多數(shù)據(jù)源，能夠以低延遲進行實時計算，圖形渲染和坐標矯正。總而言之，與普通WHUD相比，實現(xiàn)真正的AR HUD需要應用更多的技術。
行業(yè)內(nèi)普遍認為，HUD最重要的影響參數(shù)是FOV，以下圖為例，第1階段的視場角為10度，覆蓋了大約1條車道，而第2階段的視場角為15度，然后是視場角為20度的第3階段，姜叡石相信這是AR HUD真正開始顯示其價值的階段，也是Raythink目前一款產(chǎn)品：AR HUD PRO所擁有視場角參數(shù)。Raythink AR HUD提供車道級AR導航，以及超車和接近車輛預警，某種程度上可以大大降低汽車被擦撞或追尾的風險。如圖所示，超過20度FOV 的AR HUD能實現(xiàn)更多的功能，也是行業(yè)發(fā)展的最終目標。
分析痛點 提出解決方案
在設計全面的AR HUD解決方案時，開發(fā)者仍然面臨許多困難和挑戰(zhàn)。要設計AR HUD解決方案，必須至少考慮PGU解決方案、光學設計、系統(tǒng)整合、軟件和算法以及HMI設計。
對于PGU，目前在使用和開發(fā)的技術有4種，分別是TFT、DLP、LCOS和LBS。 其中TFT和DLP是較為成熟的技術，已經(jīng)實現(xiàn)了量產(chǎn)。但是，它們還有一些缺陷，主要是體積、散熱還是成本。而LCOS和LBS是新技術，它們各自具有一些優(yōu)點，但尚未實現(xiàn)量產(chǎn)，因此這2種技術仍然需要被驗證。
Raythink認為基于激光掃描技術的PGU方案提供了最佳的平衡，能夠?qū)崿F(xiàn)大的FOV和長的VID與表現(xiàn)出出色的性能，包括亮度、對比度、分辨率、散熱和功耗等。選擇PGU后，AR HUD產(chǎn)品須進行光學設計。目前，光學設計包括了自由曲面鏡技術，波導，全息光學組件以及其它如電腦全息術等技術。除了自由曲面鏡以外，使用其他技術來實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)都存在許多困難，但這些技術具有前景，特別是在減少HUD體積方面。
AR HUD需要考慮許多數(shù)據(jù)源的整合，其中許多數(shù)據(jù)源有不同的語言和格式。AR HUD需要整合儀表板信息，ADAS和DMS系統(tǒng)、導航、電話等信息。將來，還有信息娛樂、V2X和V2V等數(shù)據(jù)信息可能需要融入至AR HUD顯示系統(tǒng)中。然而，將所有這些數(shù)據(jù)源集成到一個系統(tǒng)中并保持穩(wěn)定性和低延遲并非易事。
繼PGU設計，光學設計和系統(tǒng)整合之后， AR HUD需要軟件和算法進行處理成像。系統(tǒng)需要能夠?qū)崟r計算和渲染圖形，與外界匹配，實現(xiàn)真實的AR，而有了DMS，系統(tǒng)還需要計算眼睛的位置，調(diào)整顯示位置。軟件還可以實現(xiàn)在不同場景下的其他功能，例如在進入隧道或陰天區(qū)域時利用光傳感器自動調(diào)整HUD的顯示亮度，例如利用扭矩和加速/減速來智能地調(diào)整顯示圖像。在未來，可預見在HUD中將呈現(xiàn)的各種主題和圖形，甚至也可能實現(xiàn)AR HUD的應用程序生態(tài)系統(tǒng)（特別是當自動駕駛變得更加普遍時）。
最后，必須考慮HMI、UI和UX方面的設計。雖然AR HUD限制了駕駛員將視線從道路上移開的時間，但如果HMI設計不佳，過多的信息可能會分散駕駛者注意力，甚至讓駕駛者感到困惑。HMI的設計應盡可能簡單，并對要顯示的信息進行功能性的優(yōu)先級排序。此外還需要考慮人類行為，生理學方面和關于注意力持續(xù)時間的研究。比如，我們將如何通過顏色和亮度來減少駕駛員疲勞，如何使用動態(tài)或靜態(tài)圖像，以及如何充分利用色彩理論？這些，都是目前仍有待驗證的。
前路漫漫 未來仍可期
考慮到所有這些困難，要將真正的裸眼AR HUD 推向市場化并不容易，在AR HUD落地化前，還有很多挑戰(zhàn)需要克服。不過，很多人看好這個市場，各大研究報告預計AR HUD市場在未來幾年將快速增長。 Raythink也相信越來越多的車型將裝配AR HUD，隨著AR HUD技術的發(fā)展和成本的下降，它會逐漸替代現(xiàn)有的WHUD。
Raythink希望推動AR HUD創(chuàng)新并助力行業(yè)發(fā)展。Raythink總部及生產(chǎn)基地位于深圳，在全球建立起國際化的研發(fā)中心，擁有長沙嵌入式軟件應用服務團隊、臺北光學創(chuàng)新研發(fā)中心以及印度班加羅爾算法和軟件開發(fā)中心，專注于下一代汽車人機界面的開發(fā)。
目前，Raythink 已擁有百余項發(fā)明及創(chuàng)新專利，可透過裸眼AR 技術實現(xiàn) AR 導航、前方碰撞預警（FCW）、行人碰撞預警（PCW）、車道偏離預警（LDW）等功能。
目前Raythink有3種產(chǎn)品，F(xiàn)OV范圍從10度到20度 ， VID有10米和15米。Raythink的AR HUD PRO產(chǎn)品實現(xiàn)了目前市場上最大的視場角，而在縮小體積方面也具備顯著優(yōu)勢。Raythink的AR HUD解決方案可以集成ADAS、DMS、儀表板、信息娛樂系統(tǒng)，同時提供出色的穩(wěn)定性和低延遲性能。Raythink的AR HUD可以顯示ADAS功能，包括ACC，LDW，Cut-In預警，AR導航等。除汽車領域外，Raythink還有軌道交通的部署，可以幫助提高駕駛者的反應能力和應對能力，減少事故的發(fā)生。
強大團隊, 已多方合作
Raythink具備強大的研發(fā)隊伍，目前擁有超過百余項專利，涵蓋了光學設計等方面的技術成果。其中，得益于專利技術OpticalCore?光核引擎，銳思華創(chuàng)的AR HUD產(chǎn)品能夠減弱HUD對擋風玻璃PVB楔型膜夾層的依賴，在任何擋風玻璃上均可呈現(xiàn)清晰、無重影、無散斑的AR視覺效果。軟件技術上，其能夠與ADAS融合的顯示算法集成，從而提供極具觀賞性與實用性的AR輔助駕駛功能。通過在車機或域控制器上嵌入銳思華創(chuàng)開發(fā)的AR Generator? SDK工具套件，可以接入Map或HD Map的SDK數(shù)據(jù)、ADAS核心數(shù)據(jù)融合模塊，并經(jīng)由AR渲染引擎、ML光學補償矯正，并將多層級的交互信息呈現(xiàn)在擋風玻璃上。
與此同時，為更好響應客戶的需求，Raythink組建了國際化生產(chǎn)管理團隊，引進先進設備，持續(xù)優(yōu)化制程，建立行業(yè)領先的智能化生產(chǎn)和管理體系。Raythink完善的質(zhì)量管控流程，包括AR HUD的光學檢測，如PGU、光機和下線檢測等，確保每一個出廠產(chǎn)品符合車規(guī)標準和客戶對質(zhì)量的要求。
憑借領先技術、團隊實力、以及高性能和高可靠性的產(chǎn)品屬性等優(yōu)勢，Raythink已經(jīng)和多家車企以及一級供應商合作，共同推進AR HUD量產(chǎn)落地。
隨著行業(yè)發(fā)展，在不久的將來，當元宇宙的概念成為了現(xiàn)實，AR HUD將被定義為車載元宇宙的具現(xiàn)化交流窗口。
（轉(zhuǎn)載）
