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2021汽车AR HUD技术趋势
将AR增强现实技术整合于HUD的AR HUD,能整合ADAS传感器数据、行车信息,以更大的显示画面、更直观的显示效果将导航等信息以动态2D或3D效果展现给驾驶员。可以说,AR HUD是汽车智能化的代表配置,科技感满满,能更好的吸引年轻消费者。



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目前常见ARHUD显示画面基本上分为两层,Envisics AR HUD

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凯迪拉克发布的ARHUD,或于2022年量产




进入量产阶段的AR HUD

随着抬头显示技术的发展,AR HUD已进入量产阶段:除奔驰S级外,大众ID、奥迪、长城、红旗等车厂上市相关车型,而接下来还有现代艾尼氪5、凯迪拉克Lyriq跟随其后。有研究机构预测:今年AR-HUD搭载量有望突破1.5万辆,到2023年AR HUD占全部HUD前装搭载量的比重有机会上升至20%。


对比项

传统W HUD

ARHUD

VID

2.5m左右

7.5m以上

FOV

约6°×2°

>10°×3°

画面尺寸

10英寸左右

>50英寸

体积

可以做到3升左右

10升左右甚至更大


传统W HUD与AR HUD的重点参数对比

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现有量产的AR HUD相当于传统W HUD光路放大以实现高VID,扩大自由曲面镜面积以增加FOV和眼动盒,这其中有三个致命性难点严重影响量产进度:体积过大难以装配、严重的阳光倒灌发热、过大的图像畸变。这对相关厂商的工艺水平、光路设计有着严格的技术要求。

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现在市场主要的AR HUD主机大致可以分为影像源(光源+光机)、光学组件(平面镜+自由曲面及固定装置)、电路板、壳体几个部分,其体积主要由光学组件部分占据。这就造成AR HUD在不改变光学路径的前提下,很难产生革命性改变。因此,下一代的AR HUD研发方向将会是多种方案推进,以寻找性价比的最优解。

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HUD光学路径示意图,来源京龙睿信

AR HUD技术趋势



光源方面:基本上采用激光、LED

在影像源方面:现阶段TFT-LCD在量产上占据了极大的成本优势,DLP次之,此外LCOS方案的Demo案例也在变多。MEMS的LBS像源则要走的路还很长。


LCD影像方面的发展来看,除Mini LED的应用热点外(现阶段是背光,优势在Local Dimming分区调光;直显还早),自发光OLED(亮度太低,稳定性难题)以及Micro LED还有待低成本量产工艺进一步成熟。

光学组件方面按传统光路的两次光线反射,通过选择更耐热的材质、更精密的加工工艺、优化光路来改善。因此玻璃反射镜也是一个热点趋势。


而改变光路系统,则可以通过光波导技术或是全息投影的方式来实现。此时,可以最小化光路体积,同时解决阳光倒灌问题。但这里的难点在于如何实现提高体全息光栅波导的光效、耐候性和低成本大规模量产。

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光波导原理示意图,来源三极光电

除了以上的致命性难点外,AR HUD还有一些辅助性的组成也十分重要,比如说眼动追踪需要用到摄像头以确定眼盒位置(这个摄像头可以与DMS共用);此外由于需要根据实现调整投影位置,马达与传动也是非常重要的。


总之,ARHUD的进一步发展可能改变常规技术路线、甚至带来供应链的变动。新的背景之下,产业链中的各个企业有着更多的机会。关于AR HUD您有着怎样的见解呢欢迎扫码加群探讨:

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