车企跑步进场！智能汽车人机交互再升级，AR-HUD或成流量密码

随着自动驾驶关键元器件的技术迭代，以及相关算法的升级，汽车智能化进展加快，智能座舱的渗透率也在不断提高。亿欧智库数据显示，截至2021年10月，智能座舱的渗透率已经超过了50%。
 
数据、算力、算法是智能座舱发展的三大要素，同时智能座舱的升级也带来算法需求的增加。AI算法通过与车内功能的联动实现更高阶的人机互动，例如与HUD技术的结合。但相对C-HUD、W-HUD，AR-HUD在实际应用落地上还面临着技术瓶颈难题，包括投影距离、视场角、实时融合等方面。电子发烧友网就相关问题与虹软科技视觉车载事业群副总经理陈锋进行了交流。

虹软科技视觉车载事业群副总经理：陈锋

AR-HUD或成差异化竞争标配

目前，汽车HUD产品分为C-HUD、W-HUD、AR-HUD。数据显示，2020年国内HUD市场规模约为65.6亿元，同比增长超过300%；预计到2025年将达到244.8亿元，其中W-HUD将始终占据中低端汽车，市场份额为60%， AR-HUD占比为20%。

AR-HUD指的是增强现实抬头显示器，驾驶员在行驶过程中可从前挡风玻璃中获得车辆状态、导航、地图、路况信息；在驾驶安全方面，通过结合ADAS、汽车传感器等提示红绿灯、压线等情况。

 AR-HUD技术概览（图源：大陆集团）

AR-HUD作为智能驾驶的另一个人机交互的窗口，虹软、大陆、华阳通用电子等AR/VR技术产业链上的玩家早已开启布局。电子发烧友网了解到，虹软在AR/VR领域的核心技术及视觉算法上有着长期的技术积累，针对一体式或分离式的 AR/VR 可穿戴设备的解决方案，已完成了相关核心引擎的开发验证及产品导入；AR-HUD作为虹软车载视觉系列产品之一，已有定点项目。
 
虹软科技视觉车载事业群副总经理陈锋向记者表示，在AR-HUD方面，虹软为合作伙伴提供包括ADAS及DMS算法、AR Creator等全套技术和产品，与HUD光机合作伙伴联合打造了完整的AR-HUD产品并进行长期的实车测试、产品迭代和提升。
 
2021年开始，AR-HUD逐渐成为汽车HUD产品的主要增量。回顾近两年，奔驰推出全球首款使用AR-HUD的汽车——新一代S级W223，大众、奥迪也分别推出大众ID.4 X、Q4 e-tron等搭载AR-HUD功能的车型。可以发现在外资品牌之后，AR-HUD技术开始往合资及自主品牌延伸，售价也从百万元级的车型向十万的中低端车型覆盖。

电子发烧友根据公开资料整理

AR-HUD的成像效果受到光学技术的影响，这也影响着FOV（广角视野）、VID（长虚拟视像）。一般而言，FOV需要达到10°，VID达到7.5m才能呈现较为完美的增强现实效果，提供良好的驾驶体验。
 
在上述公开车型中，VID普遍在7-10m之间，长城WEY摩卡更是达到了13m；成像方式以技术较为成熟的TFT(LCD)为主，因为会出现“阳光倒灌”的劣势，且显示亮度不够，广汽传祺第二代GS8、奔驰S级等其他车企采用DLP方案，当然成本也会相对高一些。
 
在竞争激烈的智能汽车赛道，AR-HUD技术的成熟为车企实现差异化竞争带来基础。盖世汽车关于“智能座舱核心产品渗透率”统计数据显示，在2020年，HUD的渗透率为4%，到了2021年1-10月已经上升到5.5%。
 
实时融合是最大技术瓶颈

不过，行业纷纷看好也不代表AR-HUD量产上车就是一帆风顺，陈锋提到，“它最大的技术瓶颈之一是与前方道路的实时融合，这对于导航精度、图像识别的准确度与速度，以及AR算法灵敏度等都有极高的要求。”
 
AR-HUD的实时融合可以简单分为时间和空间的融合。在时间融合方面，业内人士指出，AR-HUD在同一时刻要保证导航即时定位信息、ADAS即时信息与前视摄像头解析建模图像的信息保持高度的同步。对于这部分的融合处理，需要软件与各类传感器硬件做深度整合调试，针对不同硬件搭配以及车型都需要定制。要实现理想的实时融合，传感器和算法延时需要高一个数量级以上。

图：松下CES 2021上发布的AR-HUD效果视频

在空间方面，如果强行在视线距离小于VID时，将道路实景和HUD显示内容融合，则会容易造成驾驶员眩晕。另一方面，对于汽车挡风玻璃也有一定的要求，业内人士向记者表示，汽车前挡风玻璃的一部分需要嵌入高透光率、折射率的光波导AR专用玻璃晶圆，加入光栅设计等等步骤，不同于AR眼镜，汽车挡风玻璃是一块曲面玻璃，难度更大。
 
AR-HUD要实现毫米级延时，更重要的还是依靠车身的边缘计算能力。受限于多种技术的成熟度，例如激光雷达、AI推理芯片等。在有限的传感器数据融合情况下，需要AI算法、训练芯片等产业链上多方的合作。
 
陈锋认为，未来AR-HUD的发展方向是ADAS与地图导航、高精度传感器等信息融合，最大程度保障驾驶者的行车安全。这其中，软件能力至关重要。
 
近年来，AR-HUD性能的不断优化，越来越多的功能与之融合，例如DMS（驾驶员状态监测系统）。据了解，虹软AR-HUD结合了ADAS，并且融合了高精度定位等信息，通过深度学习和视觉算法，实现对道路环境进行检测识别，提高驾驶体验和安全性。可以发现，智能座舱在交互上不仅只局限于安全，还增加了服务、内容等需求。
 
小结：
随着VR/AR产业在内容端的丰富，AI算法、算力以及光学等多方面技术的成熟，AR技术不再局限于游戏应用领域，逐渐从娱乐变得更加实用。AR-HUD成为新一轮竞赛，在大规模使用之后将带动AR技术在智能汽车行业的渗透，另一方面，AR-HUD上车也会为车企带来更强的竞争力。