隨著汽車智能化的到來，ACC、PCW、LDW、盲點(diǎn)檢測(cè)、360俯視攝像頭等先進(jìn)的輔助駕駛系統(tǒng)這些應(yīng)用正在汽車座艙中滲透。同時(shí)座艙趨向于多種屏幕交互，除了控制面板之外，還有數(shù)字儀表板，甚至有些車型在車門上配有屏幕。
       汽車座艙發(fā)展趨向以多個(gè)屏幕同時(shí)呈現(xiàn)信息，涵蓋從娛樂到電話、導(dǎo)航等數(shù)據(jù)傳送給駕駛員。而AR HUD可以作為HMI的窗口之一，是最直觀、最安全的方式。

AR HUD技術(shù)在汽車生態(tài)中的地位
       AR HUD不僅可以幫助避免駕駛員受到不同形式的潛在干擾，也可成為用戶體驗(yàn)與應(yīng)用自動(dòng)駕駛技術(shù)的重要媒介，因?yàn)锳R HUD讓駕乘人員清晰直觀地理解到未來自動(dòng)駕駛系統(tǒng)為汽車行駛過程中所作的決策。
       然而目前AR HUD仍處于相當(dāng)早期的階段，但市場(chǎng)呈現(xiàn)趨向蓬勃發(fā)展的局面。市面上AR HUD，F(xiàn)OV不超過10度，VID不超過10m，因此AR HUD的功能也受到限制。基本上，這個(gè)規(guī)格只能做單車道AR導(dǎo)航，有很多功能也無法實(shí)現(xiàn)。加上擋風(fēng)玻璃上的成像區(qū)域尺寸有限，因此可以呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)也受到限制。
       目前市場(chǎng)面已有的AR HUD其實(shí)只是對(duì)傳統(tǒng)WHUD的小幅升級(jí)。實(shí)際上，AR HUD可以做得更好且提供更多的體驗(yàn)，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，要超越簡(jiǎn)單的WHUD 2.0，AR HUD需要更多的信息處理能力，整合許多數(shù)據(jù)源，能夠以低延遲進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，圖形渲染和坐標(biāo)矯正。總而言之，與普通WHUD相比，實(shí)現(xiàn)真正的AR HUD需要應(yīng)用更多的技術(shù)。
       行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，HUD最重要的影響參數(shù)是FOV，以下圖為例，第1階段的視場(chǎng)角為10度，覆蓋了大約1條車道，而第2階段的視場(chǎng)角為15度，然后是視場(chǎng)角為20度的第3階段，姜叡石相信這是AR HUD真正開始顯示其價(jià)值的階段，也是Raythink目前一款產(chǎn)品：AR HUD PRO所擁有視場(chǎng)角參數(shù)。Raythink AR HUD提供車道級(jí)AR導(dǎo)航，以及超車和接近車輛預(yù)警，某種程度上可以大大降低汽車被擦撞或追尾的風(fēng)險(xiǎn)。如圖所示，超過20度FOV 的AR HUD能實(shí)現(xiàn)更多的功能，也是行業(yè)發(fā)展的最終目標(biāo)。

分析痛點(diǎn) 提出解決方案
       在設(shè)計(jì)全面的AR HUD解決方案時(shí)，開發(fā)者仍然面臨許多困難和挑戰(zhàn)。要設(shè)計(jì)AR HUD解決方案，必須至少考慮PGU解決方案、光學(xué)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)整合、軟件和算法以及HMI設(shè)計(jì)。
       對(duì)于PGU，目前在使用和開發(fā)的技術(shù)有4種，分別是TFT、DLP、LCOS和LBS。 其中TFT和DLP是較為成熟的技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。但是，它們還有一些缺陷，主要是體積、散熱還是成本。而LCOS和LBS是新技術(shù)，它們各自具有一些優(yōu)點(diǎn)，但尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，因此這2種技術(shù)仍然需要被驗(yàn)證。
       Raythink認(rèn)為基于激光掃描技術(shù)的PGU方案提供了最佳的平衡，能夠?qū)崿F(xiàn)大的FOV和長(zhǎng)的VID與表現(xiàn)出出色的性能，包括亮度、對(duì)比度、分辨率、散熱和功耗等。選擇PGU后，AR HUD產(chǎn)品須進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)。目前，光學(xué)設(shè)計(jì)包括了自由曲面鏡技術(shù)，波導(dǎo)，全息光學(xué)組件以及其它如電腦全息術(shù)等技術(shù)。除了自由曲面鏡以外，使用其他技術(shù)來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)都存在許多困難，但這些技術(shù)具有前景，特別是在減少HUD體積方面。
       AR HUD需要考慮許多數(shù)據(jù)源的整合，其中許多數(shù)據(jù)源有不同的語言和格式。AR HUD需要整合儀表板信息，ADAS和DMS系統(tǒng)、導(dǎo)航、電話等信息。將來，還有信息娛樂、V2X和V2V等數(shù)據(jù)信息可能需要融入至AR HUD顯示系統(tǒng)中。然而，將所有這些數(shù)據(jù)源集成到一個(gè)系統(tǒng)中并保持穩(wěn)定性和低延遲并非易事。
       繼PGU設(shè)計(jì)，光學(xué)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)整合之后， AR HUD需要軟件和算法進(jìn)行處理成像。系統(tǒng)需要能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算和渲染圖形，與外界匹配，實(shí)現(xiàn)真實(shí)的AR，而有了DMS，系統(tǒng)還需要計(jì)算眼睛的位置，調(diào)整顯示位置。軟件還可以實(shí)現(xiàn)在不同場(chǎng)景下的其他功能，例如在進(jìn)入隧道或陰天區(qū)域時(shí)利用光傳感器自動(dòng)調(diào)整HUD的顯示亮度，例如利用扭矩和加速/減速來智能地調(diào)整顯示圖像。在未來，可預(yù)見在HUD中將呈現(xiàn)的各種主題和圖形，甚至也可能實(shí)現(xiàn)AR HUD的應(yīng)用程序生態(tài)系統(tǒng)（特別是當(dāng)自動(dòng)駕駛變得更加普遍時(shí)）。
       最后，必須考慮HMI、UI和UX方面的設(shè)計(jì)。雖然AR HUD限制了駕駛員將視線從道路上移開的時(shí)間，但如果HMI設(shè)計(jì)不佳，過多的信息可能會(huì)分散駕駛者注意力，甚至讓駕駛者感到困惑。HMI的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，并對(duì)要顯示的信息進(jìn)行功能性的優(yōu)先級(jí)排序。此外還需要考慮人類行為，生理學(xué)方面和關(guān)于注意力持續(xù)時(shí)間的研究。比如，我們將如何通過顏色和亮度來減少駕駛員疲勞，如何使用動(dòng)態(tài)或靜態(tài)圖像，以及如何充分利用色彩理論？這些，都是目前仍有待驗(yàn)證的。

前路漫漫 未來仍可期
       考慮到所有這些困難，要將真正的裸眼AR HUD 推向市場(chǎng)化并不容易，在AR HUD落地化前，還有很多挑戰(zhàn)需要克服。不過，很多人看好這個(gè)市場(chǎng)，各大研究報(bào)告預(yù)計(jì)AR HUD市場(chǎng)在未來幾年將快速增長(zhǎng)。 Raythink也相信越來越多的車型將裝配AR HUD，隨著AR HUD技術(shù)的發(fā)展和成本的下降，它會(huì)逐漸替代現(xiàn)有的WHUD。
       Raythink希望推動(dòng)AR HUD創(chuàng)新并助力行業(yè)發(fā)展。Raythink總部及生產(chǎn)基地位于深圳，在全球建立起國際化的研發(fā)中心，擁有長(zhǎng)沙嵌入式軟件應(yīng)用服務(wù)團(tuán)隊(duì)、臺(tái)北光學(xué)創(chuàng)新研發(fā)中心以及印度班加羅爾算法和軟件開發(fā)中心，專注于下一代汽車人機(jī)界面的開發(fā)。
       目前，Raythink 已擁有百余項(xiàng)發(fā)明及創(chuàng)新專利，可透過裸眼AR 技術(shù)實(shí)現(xiàn) AR 導(dǎo)航、前方碰撞預(yù)警（FCW）、行人碰撞預(yù)警（PCW）、車道偏離預(yù)警（LDW）等功能。
       目前Raythink有3種產(chǎn)品，F(xiàn)OV范圍從10度到20度 ， VID有10米和15米。Raythink的AR HUD PRO產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了目前市場(chǎng)上最大的視場(chǎng)角，而在縮小體積方面也具備顯著優(yōu)勢(shì)。Raythink的AR HUD解決方案可以集成ADAS、DMS、儀表板、信息娛樂系統(tǒng)，同時(shí)提供出色的穩(wěn)定性和低延遲性能。Raythink的AR HUD可以顯示ADAS功能，包括ACC，LDW，Cut-In預(yù)警，AR導(dǎo)航等。除汽車領(lǐng)域外，Raythink還有軌道交通的部署，可以幫助提高駕駛者的反應(yīng)能力和應(yīng)對(duì)能力，減少事故的發(fā)生。

強(qiáng)大團(tuán)隊(duì), 已多方合作

       Raythink具備強(qiáng)大的研發(fā)隊(duì)伍，目前擁有超過百余項(xiàng)專利，涵蓋了光學(xué)設(shè)計(jì)等方面的技術(shù)成果。其中，得益于專利技術(shù)OpticalCore?光核引擎，銳思華創(chuàng)的AR HUD產(chǎn)品能夠減弱HUD對(duì)擋風(fēng)玻璃PVB楔型膜夾層的依賴，在任何擋風(fēng)玻璃上均可呈現(xiàn)清晰、無重影、無散斑的AR視覺效果。軟件技術(shù)上，其能夠與ADAS融合的顯示算法集成，從而提供極具觀賞性與實(shí)用性的AR輔助駕駛功能。通過在車機(jī)或域控制器上嵌入銳思華創(chuàng)開發(fā)的AR Generator? SDK工具套件，可以接入Map或HD Map的SDK數(shù)據(jù)、ADAS核心數(shù)據(jù)融合模塊，并經(jīng)由AR渲染引擎、ML光學(xué)補(bǔ)償矯正，并將多層級(jí)的交互信息呈現(xiàn)在擋風(fēng)玻璃上。
       與此同時(shí)，為更好響應(yīng)客戶的需求，Raythink組建了國際化生產(chǎn)管理團(tuán)隊(duì)，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，持續(xù)優(yōu)化制程，建立行業(yè)領(lǐng)先的智能化生產(chǎn)和管理體系。Raythink完善的質(zhì)量管控流程，包括AR HUD的光學(xué)檢測(cè)，如PGU、光機(jī)和下線檢測(cè)等，確保每一個(gè)出廠產(chǎn)品符合車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和客戶對(duì)質(zhì)量的要求。
       憑借領(lǐng)先技術(shù)、團(tuán)隊(duì)實(shí)力、以及高性能和高可靠性的產(chǎn)品屬性等優(yōu)勢(shì)，Raythink已經(jīng)和多家車企以及一級(jí)供應(yīng)商合作，共同推進(jìn)AR HUD量產(chǎn)落地。
       隨著行業(yè)發(fā)展，在不久的將來，當(dāng)元宇宙的概念成為了現(xiàn)實(shí)，AR HUD將被定義為車載元宇宙的具現(xiàn)化交流窗口。

（轉(zhuǎn)載）