車企跑步進場！智能汽車人機交互再升級，AR-HUD或成流量密碼

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

數(shù)據(jù)、算力、算法是智能座艙發(fā)展的三大要素，同時智能座艙的升級也帶來算法需求的增加。AI算法通過與車內功能的聯(lián)動實現(xiàn)更高階的人機互動，例如與HUD技術的結合。但相對C-HUD、W-HUD，AR-HUD在實際應用落地上還面臨著技術瓶頸難題，包括投影距離、視場角、實時融合等方面。電子發(fā)燒友網(wǎng)就相關問題與虹軟科技視覺車載事業(yè)群副總經理陳鋒進行了交流。

虹軟科技視覺車載事業(yè)群副總經理：陳鋒

AR-HUD或成差異化競爭標配

目前，汽車HUD產品分為C-HUD、W-HUD、AR-HUD。數(shù)據(jù)顯示，2020年國內HUD市場規(guī)模約為65.6億元，同比增長超過300%；預計到2025年將達到244.8億元，其中W-HUD將始終占據(jù)中低端汽車，市場份額為60%， AR-HUD占比為20%。

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

AR-HUD技術概覽（圖源：大陸集團）

AR-HUD作為智能駕駛的另一個人機交互的窗口，虹軟、大陸、華陽通用電子等AR/VR技術產業(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領域的核心技術及視覺算法上有著長期的技術積累，針對一體式或分離式的 AR/VR 可穿戴設備的解決方案，已完成了相關核心引擎的開發(fā)驗證及產品導入；AR-HUD作為虹軟車載視覺系列產品之一，已有定點項目。

虹軟科技視覺車載事業(yè)群副總經理陳鋒向記者表示，在AR-HUD方面，虹軟為合作伙伴提供包括ADAS及DMS算法、AR Creator等全套技術和產品，與HUD光機合作伙伴聯(lián)合打造了完整的AR-HUD產品并進行長期的實車測試、產品迭代和提升。

2021年開始，AR-HUD逐漸成為汽車HUD產品的主要增量?；仡櫧鼉赡辏捡Y推出全球首款使用AR-HUD的汽車——新一代S級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技術開始往合資及自主品牌延伸，售價也從百萬元級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技術的影響，這也影響著FOV（廣角視野）、VID（長虛擬視像）。一般而言，F(xiàn)OV需要達到10°，VID達到7.5m才能呈現(xiàn)較為完美的增強現(xiàn)實效果，提供良好的駕駛體驗。

在上述公開車型中，VID普遍在7-10m之間，長城WEY摩卡更是達到了13m；成像方式以技術較為成熟的TFT(LCD)為主，因為會出現(xiàn)“陽光倒灌”的劣勢，且顯示亮度不夠，廣汽傳祺第二代GS8、奔馳S級等其他車企采用DLP方案，當然成本也會相對高一些。

在競爭激烈的智能汽車賽道，AR-HUD技術的成熟為車企實現(xiàn)差異化競爭帶來基礎。蓋世汽車關于“智能座艙核心產品滲透率”統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在2020年，HUD的滲透率為4%，到了2021年1-10月已經上升到5.5%。

實時融合是最大技術瓶頸

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

AR-HUD的實時融合可以簡單分為時間和空間的融合。在時間融合方面，業(yè)內人士指出，AR-HUD在同一時刻要保證導航即時定位信息、ADAS即時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試，針對不同硬件搭配以及車型都需要定制。要實現(xiàn)理想的實時融合，傳感器和算法延時需要高一個數(shù)量級以上。

圖：松下CES 2021上發(fā)布的AR-HUD效果視頻

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

AR-HUD要實現(xiàn)毫米級延時，更重要的還是依靠車身的邊緣計算能力。受限于多種技術的成熟度，例如激光雷達、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、訓練芯片等產業(yè)鏈上多方的合作。

陳鋒認為，未來AR-HUD的發(fā)展方向是ADAS與地圖導航、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)測系統(tǒng)）。據(jù)了解，虹軟AR-HUD結合了ADAS，并且融合了高精度定位等信息，通過深度學習和視覺算法，實現(xiàn)對道路環(huán)境進行檢測識別，提高駕駛體驗和安全性?？梢园l(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、內容等需求。

小結：
隨著VR/AR產業(yè)在內容端的豐富，AI算法、算力以及光學等多方面技術的成熟，AR技術不再局限于游戲應用領域，逐漸從娛樂變得更加實用。AR-HUD成為新一輪競賽，在大規(guī)模使用之后將帶動AR技術在智能汽車行業(yè)的滲透，另一方面，AR-HUD上車也會為車企帶來更強的競爭力。