深圳2023年1月16日 /美通社/ -- 近日由蓋世汽車主辦，中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)管理委員會指導(dǎo)，上海金橋臨港綜合區(qū)投資開發(fā)有限公司協(xié)辦的2022第四屆智能座艙與用戶體驗大會上，Raythink銳思華創(chuàng)市場專家姜叡石發(fā)表題為《如何打造真正的AR-HUD？》主題演講，并表示："真正的AR-HUD 將成為智能座艙中最重要的人機(jī)交互方式。"
AR-HUD真正要做到與實景融合，必然需要實現(xiàn)更大的視場角（FOV）及更長虛像距離（VID），而解決這一問題的關(guān)鍵則是在于HUD的核心光源模組：PGU。
姜叡石 Raythink銳思華創(chuàng)市場專家
以下是演講內(nèi)容整理：
我今天分享的主題是《如何打造真正的AR-HUD》，內(nèi)容包括以下三個方面：智能座艙時代，AR-HUD扮演什么樣的角色？擁有什么樣的定位？現(xiàn)在這一技術(shù)又面臨怎樣的挑戰(zhàn)？
智能座艙時代，汽車需要集成顯示更多的信息，也需要聯(lián)合更多的移動終端，實現(xiàn)自動駕駛的多項功能，這為座艙帶來了許多新的玩法：比如用HUD取代儀表盤，用中控屏取代儀表盤……以上的快速轉(zhuǎn)變下，AR-HUD又面臨著怎樣的發(fā)展趨勢？
ARHUD -- 智能座艙新時代最重要的一種人機(jī)交互方式
我認(rèn)為，AR-HUD是智能座艙新時代最重要的一種人機(jī)交互方式。核心原因在于：AR-HUD可以融入各種系統(tǒng)信息，包括車機(jī)儀表盤、中控屏、輔助駕駛系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)、手機(jī)等，以上提到的所有系統(tǒng)顯示出來的信息都可以用直觀、易懂的方式展現(xiàn)給駕駛?cè)藛T，加強(qiáng)駕駛過程中的整體安全性，提高駕乘人員在汽車內(nèi)的交互體驗感。
智能座艙是消費(fèi)者選購汽車時的關(guān)鍵因素，市場調(diào)查顯示，40%的用戶認(rèn)為HUD是座艙必備的技術(shù)，然而，為什么AR-HUD的滲透率似乎遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到它的受歡迎程度？
在我看來，這是因為AR-HUD在功能上，尤其在用戶體驗上仍然有很多需要解決的問題和需要提升的地方。比如說，AR-HUD必須要成為智能座艙的一部分， 不能只是通過新的屏幕實現(xiàn)，AR-HUD必須要和顯示屏、系統(tǒng)進(jìn)行融合、銜接。
讓我們看看傳統(tǒng)HUD的市場空間，滲透率比較高的是C-HUD，W-HUD，這些產(chǎn)品的主要功能在于信息呈現(xiàn)，并不具備AR-HUD的功能性效果，同時也會造成分心駕駛。
從技術(shù)層面上看，而真正的AR-HUD需要做的就是融入到車機(jī)已有的系統(tǒng)中，將呈現(xiàn)空間、虛像距離擴(kuò)大，這必然會對配套的軟件平臺、算法提出了更高的要求。
AR-HUD和W-HUD有什么差異？它們在硬件上是很類似的，都是基于成像PGU，走光學(xué)路線，但支撐AR-HUD的是更好的AR算法、軟件平臺，才可以實現(xiàn)更大的視場角，做到多焦面的呈現(xiàn)，給駕駛員以實景融合的感覺。
目前市面上的AR-HUD，普遍采用的是7-10°的視場角，10米的虛像距離，但如果采用15米的虛像距離，就不會有失焦的風(fēng)險，給駕駛?cè)藛T更多（至少1s）的反應(yīng)時間，從而實現(xiàn)安全性上的提升。
再來看看不同F(xiàn)OV（視場角）的差異：FOV為10°，且VID為10米內(nèi)時，HUD只能顯示儀表盤的信息、實現(xiàn)簡單的導(dǎo)航功能、輔助駕駛的預(yù)警功能，整體只能覆蓋到前方的車子，在體驗上非常有限。當(dāng)FOV為20°，且VID 達(dá)15米以上時，AR-HUD才能真正做到覆蓋三個車道，實現(xiàn)更多的指示功能，并融合其他的輔助駕駛傳感器信息，實現(xiàn)"安全左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)、盲點(diǎn)預(yù)警"等功能，在信息傳達(dá)上更快、更人性化、更智能化。
圖片來源：Raythink
AR-HUD核心技術(shù)詳解
要為用戶提供突破性的成像體驗，關(guān)鍵就在于AR-HUD核心光源模組的升級。PGU（光機(jī)/光源模組）是HUD的最核心模塊，負(fù)責(zé)圖像及亮度的生成，直接影響成像質(zhì)量、硬件體積、功耗等核心性能，同時光機(jī)按PGU的光源類型分兩大類，面光源及點(diǎn)光源。
現(xiàn)有的HUD面光源主要有三種：TFT、DLP以及Lcos（驗證中），這幾種光源在應(yīng)用到AR-HUD 上時，各有其缺陷。目前，技術(shù)較為成熟的有TFT，可以實現(xiàn)更大的FOV，但是在實現(xiàn)更長距離的VID時就會有燒屏的風(fēng)險。另一個比較成熟的方案是DLP，DLP的核心技術(shù)處于被壟斷的狀態(tài)，且成本較高，一般在高端車型中才可以實現(xiàn)，體積也比較大。
最后提一下，Lcos方案的量產(chǎn)問題還沒有解決，故其可能性仍有待商榷。
Raythink的核心技術(shù) -- OpticalCore®是基于LBS技術(shù)的光學(xué)模組，屬于點(diǎn)光源，是利用激光二極管搭配微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）組成之圖像生產(chǎn)模塊（PGU）。OpticalCore®能夠帶來更優(yōu)秀的AR-HUD產(chǎn)品參數(shù)，在相同的FOV和VID參數(shù)下，能夠減小產(chǎn)品體積，以及降低產(chǎn)品成本。
在HUD的設(shè)計過程中，為了對應(yīng)不同的外部光線、天候等影響，需要更高的亮度來達(dá)到較佳的影像質(zhì)量與視覺效果，使用OpticalCore®，可以在更高瓦數(shù)的激光光源下，有效增加HUD系統(tǒng)整體的亮度。
Raythink已經(jīng)研發(fā)出基于LBS技術(shù)的口袋尺寸PGU模組：OpticalCore®，具備色域大，功耗低，體積小、發(fā)熱量小、無陽光倒灌隱憂的技術(shù)優(yōu)勢。
同時，Raythink也在積極拓展OpticalCore®模組的其他領(lǐng)域應(yīng)用，比如全息display、智能大燈等。由于LBS是以激光作為光源的原因，目前市面上普遍的LBS方案存在散斑的問題，經(jīng)Raythink技術(shù)團(tuán)隊的不斷創(chuàng)新，目前已經(jīng)推出多光源微合光通過Diffuser成像技術(shù)方案，這也是業(yè)內(nèi)唯一成功解決LBS散斑問題的方案。
總結(jié)一下LBS光源的優(yōu)勢，它的價值不僅體現(xiàn)在體積和成本上，我們相信，LBS會成為AR-HUD未來的主要成像光源。
除了光源，AR-HUD的核心技術(shù)還包括軟件部分，需要結(jié)合相機(jī)、雷達(dá)、高精地圖等多種數(shù)據(jù)，并打造非常精準(zhǔn)的渲染模型，從而達(dá)到實景融合的展示效果，目前Raythink在這一領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)比較成熟。
如何實現(xiàn)真正的AR-HUD？
要實現(xiàn)真正的AR-HUD，一定要在光源上花功夫，達(dá)到大視場角和超長虛像距離。除了硬件部分，AR-HUD需要有很好的軟件支持，要融入各種不同平臺，結(jié)合多種數(shù)據(jù)。
值得注意的是，我們現(xiàn)在離完全的自動駕駛時代仍有一定距離，駕駛員對于"看路"和接管的需求仍然不可忽視。在這個過渡時期，AR-HUD可以作為提高人車之間信任感的非常好的橋梁，可以高效、全面的反映車外的緊急情況，駕駛員也會對自動駕駛系統(tǒng)的決策依據(jù)有更深的了解。
在娛樂功能上，AR-HUD也有很大的潛力，比如說元宇宙，車內(nèi)線上會議，AI全息助手……再比如進(jìn)入停車場，AR-HUD可以線上尋找空位，輔助自動泊車的實現(xiàn)。
最后簡單介紹一下Raythink 銳思華創(chuàng)，Raythink在2019年成立，總部在深圳，是一個國際化的公司，在印度有軟件算法中心，在長沙有嵌入式軟件中心，在臺北有光學(xué)研究中心，在上海有產(chǎn)品系統(tǒng)中心……在AR-HUD業(yè)務(wù)進(jìn)展方面，目前已取得包含國內(nèi)自主汽車品牌及合資主機(jī)廠商在內(nèi)等眾多定點(diǎn)量產(chǎn)項目。
我們主要成員的70%都從事研發(fā)和工程，現(xiàn)已拿到超過百項專利，預(yù)計今年累計達(dá)到200項。
Raythink的現(xiàn)有主要產(chǎn)品是10°至20°FOV的AR-HUD產(chǎn)品，提供定制化的服務(wù)，光源技術(shù)路線覆蓋LBS、TFT、DLP。在發(fā)展較為成熟的TFT和DLP方案上，我們也有相關(guān)的技術(shù)布局，可以提供相比競品體積更小、VID和FOV更大的產(chǎn)品，尤其在FOV15°、20°的產(chǎn)品上，Raythink可以提供雙焦面的設(shè)計解決方案。
（以上內(nèi)容來自Raythink銳思華創(chuàng)市場專家姜叡石于2022年12月5日由蓋世汽車主辦，中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)管理委員會指導(dǎo)，上海金橋臨港綜合區(qū)投資開發(fā)有限公司協(xié)辦的2022第四屆智能座艙與用戶體驗大會發(fā)表的《如何打造真正的AR-HUD？》主題演講。）
