車企跑步進(jìn)場(chǎng)！智能汽車人機(jī)交互再升級(jí)，AR-HUD或成流量密碼

隨著自動(dòng)駕駛關(guān)鍵元器件的技術(shù)迭代，以及相關(guān)算法的升級(jí)，汽車智能化進(jìn)展加快，智能座艙的滲透率也在不斷提高。億歐智庫(kù)數(shù)據(jù)顯示，截至2021年10月，智能座艙的滲透率已經(jīng)超過了50%。

數(shù)據(jù)、算力、算法是智能座艙發(fā)展的三大要素，同時(shí)智能座艙的升級(jí)也帶來算法需求的增加。AI算法通過與車內(nèi)功能的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)更高階的人機(jī)互動(dòng)，例如與HUD技術(shù)的結(jié)合。但相對(duì)C-HUD、W-HUD，AR-HUD在實(shí)際應(yīng)用落地上還面臨著技術(shù)瓶頸難題，包括投影距離、視場(chǎng)角、實(shí)時(shí)融合等方面。電子發(fā)燒友網(wǎng)就相關(guān)問題與虹軟科技視覺車載事業(yè)群副總經(jīng)理陳鋒進(jìn)行了交流。

虹軟科技視覺車載事業(yè)群副總經(jīng)理：陳鋒

AR-HUD或成差異化競(jìng)爭(zhēng)標(biāo)配

目前，汽車HUD產(chǎn)品分為C-HUD、W-HUD、AR-HUD。數(shù)據(jù)顯示，2020年國(guó)內(nèi)HUD市場(chǎng)規(guī)模約為65.6億元，同比增長(zhǎng)超過300%；預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到244.8億元，其中W-HUD將始終占據(jù)中低端汽車，市場(chǎng)份額為60%， AR-HUD占比為20%。

AR-HUD指的是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示器，駕駛員在行駛過程中可從前擋風(fēng)玻璃中獲得車輛狀態(tài)、導(dǎo)航、地圖、路況信息；在駕駛安全方面，通過結(jié)合ADAS、汽車傳感器等提示紅綠燈、壓線等情況。

AR-HUD技術(shù)概覽（圖源：大陸集團(tuán)）

AR-HUD作為智能駕駛的另一個(gè)人機(jī)交互的窗口，虹軟、大陸、華陽(yáng)通用電子等AR/VR技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈上的玩家早已開啟布局。電子發(fā)燒友網(wǎng)了解到，虹軟在AR/VR領(lǐng)域的核心技術(shù)及視覺算法上有著長(zhǎng)期的技術(shù)積累，針對(duì)一體式或分離式的 AR/VR 可穿戴設(shè)備的解決方案，已完成了相關(guān)核心引擎的開發(fā)驗(yàn)證及產(chǎn)品導(dǎo)入；AR-HUD作為虹軟車載視覺系列產(chǎn)品之一，已有定點(diǎn)項(xiàng)目。

虹軟科技視覺車載事業(yè)群副總經(jīng)理陳鋒向記者表示，在AR-HUD方面，虹軟為合作伙伴提供包括ADAS及DMS算法、AR Creator等全套技術(shù)和產(chǎn)品，與HUD光機(jī)合作伙伴聯(lián)合打造了完整的AR-HUD產(chǎn)品并進(jìn)行長(zhǎng)期的實(shí)車測(cè)試、產(chǎn)品迭代和提升。

2021年開始，AR-HUD逐漸成為汽車HUD產(chǎn)品的主要增量?；仡櫧鼉赡?，奔馳推出全球首款使用AR-HUD的汽車——新一代S級(jí)W223，大眾、奧迪也分別推出大眾ID.4 X、Q4 e-tron等搭載AR-HUD功能的車型?？梢园l(fā)現(xiàn)在外資品牌之后，AR-HUD技術(shù)開始往合資及自主品牌延伸，售價(jià)也從百萬元級(jí)的車型向十萬的中低端車型覆蓋。

電子發(fā)燒友根據(jù)公開資料整理

AR-HUD的成像效果受到光學(xué)技術(shù)的影響，這也影響著FOV（廣角視野）、VID（長(zhǎng)虛擬視像）。一般而言，F(xiàn)OV需要達(dá)到10°，VID達(dá)到7.5m才能呈現(xiàn)較為完美的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果，提供良好的駕駛體驗(yàn)。

在上述公開車型中，VID普遍在7-10m之間，長(zhǎng)城WEY摩卡更是達(dá)到了13m；成像方式以技術(shù)較為成熟的TFT(LCD)為主，因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)“陽(yáng)光倒灌”的劣勢(shì)，且顯示亮度不夠，廣汽傳祺第二代GS8、奔馳S級(jí)等其他車企采用DLP方案，當(dāng)然成本也會(huì)相對(duì)高一些。

在競(jìng)爭(zhēng)激烈的智能汽車賽道，AR-HUD技術(shù)的成熟為車企實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)帶來基礎(chǔ)。蓋世汽車關(guān)于“智能座艙核心產(chǎn)品滲透率”統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在2020年，HUD的滲透率為4%，到了2021年1-10月已經(jīng)上升到5.5%。

實(shí)時(shí)融合是最大技術(shù)瓶頸

不過，行業(yè)紛紛看好也不代表AR-HUD量產(chǎn)上車就是一帆風(fēng)順，陳鋒提到，“它最大的技術(shù)瓶頸之一是與前方道路的實(shí)時(shí)融合，這對(duì)于導(dǎo)航精度、圖像識(shí)別的準(zhǔn)確度與速度，以及AR算法靈敏度等都有極高的要求。”

AR-HUD的實(shí)時(shí)融合可以簡(jiǎn)單分為時(shí)間和空間的融合。在時(shí)間融合方面，業(yè)內(nèi)人士指出，AR-HUD在同一時(shí)刻要保證導(dǎo)航即時(shí)定位信息、ADAS即時(shí)信息與前視攝像頭解析建模圖像的信息保持高度的同步。對(duì)于這部分的融合處理，需要軟件與各類傳感器硬件做深度整合調(diào)試，針對(duì)不同硬件搭配以及車型都需要定制。要實(shí)現(xiàn)理想的實(shí)時(shí)融合，傳感器和算法延時(shí)需要高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

圖：松下CES 2021上發(fā)布的AR-HUD效果視頻

在空間方面，如果強(qiáng)行在視線距離小于VID時(shí)，將道路實(shí)景和HUD顯示內(nèi)容融合，則會(huì)容易造成駕駛員眩暈。另一方面，對(duì)于汽車擋風(fēng)玻璃也有一定的要求，業(yè)內(nèi)人士向記者表示，汽車前擋風(fēng)玻璃的一部分需要嵌入高透光率、折射率的光波導(dǎo)AR專用玻璃晶圓，加入光柵設(shè)計(jì)等等步驟，不同于AR眼鏡，汽車擋風(fēng)玻璃是一塊曲面玻璃，難度更大。

AR-HUD要實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)延時(shí)，更重要的還是依靠車身的邊緣計(jì)算能力。受限于多種技術(shù)的成熟度，例如激光雷達(dá)、AI推理芯片等。在有限的傳感器數(shù)據(jù)融合情況下，需要AI算法、訓(xùn)練芯片等產(chǎn)業(yè)鏈上多方的合作。

陳鋒認(rèn)為，未來AR-HUD的發(fā)展方向是ADAS與地圖導(dǎo)航、高精度傳感器等信息融合，最大程度保障駕駛者的行車安全。這其中，軟件能力至關(guān)重要。

近年來，AR-HUD性能的不斷優(yōu)化，越來越多的功能與之融合，例如DMS（駕駛員狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）。據(jù)了解，虹軟AR-HUD結(jié)合了ADAS，并且融合了高精度定位等信息，通過深度學(xué)習(xí)和視覺算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)道路環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別，提高駕駛體驗(yàn)和安全性。可以發(fā)現(xiàn)，智能座艙在交互上不僅只局限于安全，還增加了服務(wù)、內(nèi)容等需求。

小結(jié)：
隨著VR/AR產(chǎn)業(yè)在內(nèi)容端的豐富，AI算法、算力以及光學(xué)等多方面技術(shù)的成熟，AR技術(shù)不再局限于游戲應(yīng)用領(lǐng)域，逐漸從娛樂變得更加實(shí)用。AR-HUD成為新一輪競(jìng)賽，在大規(guī)模使用之后將帶動(dòng)AR技術(shù)在智能汽車行業(yè)的滲透，另一方面，AR-HUD上車也會(huì)為車企帶來更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。