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撬动千亿蓝海市场,AR-HUD站上“风口”

2022-11-16 08:19| 发布者: 老黄Charlin| 查看: 144| 评论: 0|原作者: Vivi|来自: 盖世汽车

摘要: 经过近两年的技术迭代及市场培育,AR-HUD正式迎来前装量产大潮。过去一段时间,包括新一代领克03、博越L、长安锐程PLUS、飞凡R7、哪吒S、北汽魔方等多款新车相继上市,这些车在智能座舱方面不约而同搭载了AR-HUD,来 ...

经过近两年的技术迭代及市场培育,AR-HUD正式迎来前装量产大潮。

过去一段时间,包括新一代领克03、博越L、长安锐程PLUS、飞凡R7、哪吒S、北汽魔方等多款新车相继上市,这些车在智能座舱方面不约而同搭载了AR-HUD,来提升座舱体验和驾驶安全。

而在此之前,AR-HUD一直被认为是高端车的“专属”。这意味着,目前AR-HUD的量产车型已经从几十万元级下探到了十几万元级,进入规模化应用拐点。

图片来源:锐思华创

但这其实并不令人意外。一方面AR-HUD作为继C-HUD和W-HUD之后的第三代车载HUD,相对于前两代产品性能本就有质的飞跃,无论是投影质量、人机交互体验还是功能的可拓展性都更符合当前的智能化发展需求。这也是为什么在很多人眼里,AR-HUD是下一代车载 HUD的理想选择。

另一方面,AR-HUD广阔的发展前景在过去几年也吸引了大批企业的关注和加入,争相开展核心技术攻关,也在一定程度上加速了AR-HUD的普及应用。

锐思华创Raythink作为AR-HUD领域的主要玩家之一,自成立就致力于研发以创新光源为导向的AR解决方案。其中面向AR-HUD,锐思华创开发了三款不同的产品——Mini AR-HUD、AR-HUD和AR-HUD Pro,以应对中低阶至高阶不同细分市场的需求。

目前,相关产品已经获得众多自主及合资车企的量产定点,正处于批量交付中。近日,锐思华创正式宣布首批MINI AR-HUD量产顺利下线,由此标志着锐思华创正式迈入规模化量产阶段。

主流车企纷纷搭载,车载HUD迈入AR时代

作为汽车行业百年之大变革,智能化正在全面重塑汽车产业。

一个显著的变化是,过去汽车作为一种交通工具,无论在产品定义还是功能开发阶段,都是遵循“以车为中心”。而新一代智能汽车,基于全新的算法和软硬件架构,开始越来越注重“以人为中心”。

为此,过去几年很多新功能和应用相继被集成到了车内,不断颠覆着传统驾乘体验。

但问题也随之而来。尽管智能电动汽车功能越来越复杂,智能驾驶的演进却仍然停留在人机共驾阶段,并且预计这种状态会持续很长一段时间。这种情况下,如何实现驾驶员与系统之间安全、快捷地交互?

推进智能座舱交互变革,是必然选择,诸如大屏化、多屏化、人机交互的多模态化,都是业界正在探索的新发展路径。AR-HUD,也是基于这一背景发展起来的。

作为第三代车载HUD,AR-HUD与传统的C-HUD和W-HUD相比,在投影范围、投影质量、投影内容等方面均有显著提升。

目前主流的W-HUD,VID(虚拟图像距离)距离一般在4~5米,FOV(视场角)最大可以到10°×4°。而AR-HUD则可以达到10米,甚至更远,FOV可以到15°×5°,在交互方面给予用户更好的体验。

业界普遍认为,VID增大可以在视觉上消除重影,而只有当VID大于6米,最好达到7.5米时,真实环境与图像才可以较好地贴合,使驾驶者产生图像与现实世界融合的错觉。另外相对较长的VID,还可以缩短眼睛在现实世界和HUD图像之间调节和适应的时间,有效缓解用眼疲劳。

撬动千亿蓝海市场,AR-HUD站上“风口”

图片来源:锐思华创

例如锐思华创专门针对极限车内空间设计的Mini AR-HUD,VID就达到了10米,FOV达10° x 5°;其针对中高端市场的AR-HUD和AR-HUD Pro,VID甚至达到了15米以上,FOV分别为15° x 5°和23° x 5°。相较于同类产品,可以实现更好的AR融合显示效果,同时真正做到大视场角,实际应用中能覆盖三车道,充分提升驾乘安全性。

在投影内容方面,AR-HUD除了显示常规的车辆、行车、导航等信息,更能实时融合道路景象,通过接入ADAS和高级导航等信息形成3D显示,有效解决传统二维导航复杂路况显示不清、实时性差、交互性差等问题,赋予用户更加沉浸式的交互体验,充分满足智能座舱与自动驾驶的发展需求。基于强大的软件算法,锐思华创的AR-HUD还可以融合DMS或眼球追踪技术,实时调整HUD图像的位置,即使在颠簸的路面,也能实现清晰且稳定的画面投影。

正是基于这些优势,在下一代车型的开发过程中,越来越多的车企开始选择AR-HUD。例如刚刚于9月底上市的长安锐程PLUS,搭载了AR-HUD的自动领航版和自动旗舰版车型,分别仅售11.59万元和12.29万元。北汽魔方配备了AR-HUD的钻石版车型,价格也不过13.19万元。

据相关统计数据显示,2021年AR-HUD在国内市场的前装搭载量已经突破了5万辆。进入2022年,AR-HUD落地步伐进一步加快。根据盖世汽车研究院统计,今年1-7月,AR-HUD的装载量占比已经达到了6.9%,其中自主品牌AR-HUD搭载量较多,市场份额领先合资。

撬动千亿蓝海市场,AR-HUD站上“风口”

图片来源:盖世汽车

不难预见,接下来随着越来越多的自主品牌不断将AR-HUD 作为智能座舱的主打卖点,与此同时本土供应商不断在核心技术领域取得关键突破,AR-HUD必将具备更大的想象空间。甚至在很多业内人士看来,未来AR-HUD有望逐步替代中控及仪表,成为下一代人车交互的新窗口。

“对于AR-HUD在未来智能座舱领域的发展趋势,我们认为会越来越好,也是可以继续期待的。尤其是光波导、激光等新一代光学技术已逐步运用到AR-HUD领域,可能会带来体积更小、投影画幅更广、清晰度更高的HUD产品出现,届时结合软件算力的升级,将会给用户带来越来越好的抬头显示体验。长城汽车产品数字化中心智能座舱产品总监高志林就表示。

据华安证券预测,随着AR-HUD渗透率迅速提升,特别是高价值量AR-HUD占比的提升和软件升级,未来该市场有望呈现量价齐升的局面,到2025年市场空间或将达到160亿美元。届时,据相关机构预测,AR-HUD有望占整个车载HUD市场40%以上的份额。

大规模量产,PGU模组升级是关键

AR-HUD量产上车,较早其实可以追溯到2020年。但这项技术真正开始大规模商用,今年才是关键之年。而这,与AR-HUD本身存在较高的技术壁垒不无关系。

目前普遍认为,一个标准的AR-HUD,FOV必须大于10°×3°,VID必须大于7.5米。但更大的FOV和VID,同时也意味着更大的AR-HUD整机体积。

因为现阶段主流的AR-HUD均采用的是两次反射的光路结构,这种情况下要实现更大的FOV和VID, 需要更大的非球面反射镜,加之PGU模组本身的限制,最终会导致整个AR-HUD的体积非常大。

另外在核心的PGU模组方面,行业技术路线也仍未统一。目前市场上PGU模组大多采用的是TFT及DLP技术,这两种方案虽然技术上十分成熟,实际应用起来限制重重。

其中TFT适用于小视场AR-HUD,但没办法做大 FOV/VID,否则会导致模组烧屏,且光效、产品亮度等也相对较欠缺。而DLP较之TFT虽然更容易获得高亮度,也适合大视场AR-HUD,并能很好地应对阳光倒灌问题,缺点在于成本相对较高,体积大。例如奔驰S级的AR-HUD,体积就达到了惊人的27L,这对于很多车型来说其实都不友好。

换言之,一套出色的AR-HUD解决方案,要能够实现性能、成本、功耗与体积之间的平衡。

但要如何做才不会顾此失彼?锐思华创认为:需要基于全新的技术路线,升级PGU光源模组,锐思华创的微型激光全彩高清显示模组Opticalcore®由此而来。这其实不难理解,对于一款AR-HUD而言,PGU模组不仅是价值量最高的部分,也直接决定了AR-HUD的体积大小。

撬动千亿蓝海市场,AR-HUD站上“风口”

图片来源:锐思华创

具体来看,锐思华创的Opticalcore®模组是基于激光扫描成像技术,利用MEMS振镜精准控制/调制激光光束成像,其中的激光光芯模块也是由锐思华创自主研发,相较于现有解决方案,具有对比度高、色域大、功耗低、发热量小、体积小等多重优势。

考虑到目前TFT/DLP模组已经有较广泛的应用,锐思华创在设计AR-HUD解决方案时,也可以根据市场及客户需求调制市面上已有的光源,即TFT/DLP模组定制化调制, 实现更优异的产品性能。基于多年的经验积累,锐思华创在设计应用传统模组的AR-HUD时,可以达到FOV与体积接近1:1的规格级别,即当FOV 为10°的时候,AR-HUD整机体积可以同步做到10L 或者小于10L。而应用LBS模组后,体积还可进一步缩小。

由于LBS所使用的光源为RGB三原色的激光二极管,可以在更高瓦数的激光光源下,有效增加HUD系统整体亮度,且无光窗效应。加之LBS整体光机所使用组件的设计与结构相对的简单,相较于TFT与DLP技术,在同等体积下更容易实现更大的FOV,达到更小的产品体积。例如锐思华创刚刚启动交付的定制 AR-HUD,针对客户需求将体积做到了4L,不仅能满足狭小的仪表空间,即便是未预留HUD空间的车型中,在不改变结构的情况下也能完美嵌入。

不仅如此,与TFT等方案基于面光源原理不同,点光源LBS还可以有效避免阳光直射PGU,实现更好的散热设计,以及避免阳光倒灌烧屏。配合锐思华创领先的光学设计,无需挡风玻璃楔形膜,即可实现高清晰、无重影、无散斑的AR视觉效果,提效的同时帮助整车厂显著降本。

但这也只是解决了硬件及光学层面的问题。AR-HUD的另一个核心是要融合实景道路,呈现虚实结合的视觉效果,这意味着对空间定位及相关的软件算法有较高的要求。另外,为避免使用过程中出现眩晕感,AR-HUD整体解决方案还需要同步匹配眼球捕捉、图像矫正、画面防抖等相关的算法,来实现较好的驾驶体验。

撬动千亿蓝海市场,AR-HUD站上“风口”
 

图片来源:锐思华创

对此,锐思华创在核心软件算法方面也进行了深度的布局,并打造了一套平台化软件系统AR Generator®SDK。该系统由AR渲染引擎、AR投影矫正模块、支持地图SDK的数据接口等组成,可直接嵌入车机或者域控制器,配合增减运算模块,以及OpticaCore®光核引擎模组,助力整车厂快速打造差异化的AR-HUD解决方案,大大提升开发效率。

全方面的技术能力背后,离不开研发团队的支持。锐思华创搭建了一支完善的研发团队,涵盖光学设计、光学测试、结构设计、硬件及软件研发等多个领域,并组建了从设计到量产的全流程体系团队,包括深圳产品开发中心、长沙嵌入式软件应用服务团队、台北光学创新研发中心以及印度班加罗尔算法和软件开发中心、上海产品系统中心,这些均是锐思华创全栈式能力背后的重要支撑。

正因为如此,锐思华创的AR-HUD在推出后,迅速就拿到了近2位数的定点项目,覆盖众多主流车企。其中多个项目已进入落地阶段,更多合作定点将陆续公布。

为了更好地满足汽车产品的高车规要求,锐思华创在深圳光明建立了生产基地,拥有万级无尘+十万级无尘生产车间,同时自主研发了自动化AR-HUD光学测试流程和测试机,并成功通过车规认证。不久前,锐思华创首批AR-HUD量产已于该生产基地顺利下线,锐思华创由此成功迈入了规模化量产阶段。

撬动千亿蓝海市场,AR-HUD站上“风口”

图片来源:锐思华创

下一步,锐思华创CEO卢睿表示,公司将会继续紧跟智能座舱及智能驾驶发展趋势,推进AR-HUD迭代创新,以行业领先的技术赋能AR-HUD探索更多新的市场机会。毕竟在很多人的远景想象里,AR-HUD除了优化座舱体验,助力提升驾驶安全性,未来还可以与高精地图、各类生活服务等结合,成为元宇宙在车内的绝佳入口。特别是随着高阶自动驾驶快速发展,AR-HUD主要功能不断从驾驶辅助向生活娱乐转变,其价值空间将远超想象。

除此之外,锐思华创还将积极推进Opticalcore®成像模组标准化,使其不仅仅用于AR-HUD,也能用在侧窗投影、AR显示大灯及车内微投等,甚至更广泛的轨道、工业等领域,真正实现以创新光源驱动跨时代的人机交互变革。

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