AR HUD量产窗口期开启

进入2021年，汽车市场的竞争将日趋激烈。然而，对于技术创新来说，这是一个转折点。每一次新技术的爆发都将不可避免地带来巨大的潜在市场需求。

AR HUD就是其中之一。作为传统HUD（C-HUD/W-HUD）的全面革新，去年奔驰全新S级轿车和大众ID系列纯电动车率先实现量产搭载，分别由日本精机和LG提供AR HUD解决方案。

随后，在今年1月初，长城WEY旗下全新旗舰SUV“摩卡”正式亮相，搭载车规级高通8155芯片、车规级5G+V2X以及自主品牌首个前装量产AR-HUD。

传统HUD只是提供基础的行车信息和简单的导航，AR HUD的导入则进一步通过融合ADAS以及实际道路AR导航提升对车外行人、车辆的驾驶安全。这项技术被视为智能汽车不可替代的一部分只是个时间问题。

随着相关供应商技术成熟度逐步达到量产水平，安装成本的下降将促使更多的汽车制造商陆续开始采用这项技术，而不是仅仅限于高端豪华品牌车型。

2020年作为AR HUD前装量产的元年，这项技术仍然存在巨大的提升空间，包括光路设计、散热、算力优化、AR引擎（比如，ADAS融合）、图像延迟及叠加效果、设备体积、可视角度/距离等等方面。

一、多种技术路线并存

前装市场的成功导入，也带动AR HUD行业投资热情高涨，并且继续推动更多技术路线的量产落地。“目前整个市场仍处于早期阶段，各种技术路线还有很多正面竞争的机会。”

目前，行业内用于AR-HUD的三条基本技术路线，分别是基于TFT、DLP或者LCOS激光技术，还有一种是全息投影技术，后两种技术被认为是未来的趋势。

去年8月，新浪旗下微博公司宣布投资微美全息，后者本轮融资额超6000万美元，随后该公司推出了“WiMi HoloAR HUD”，可以根据客户需求定制功能模块。

去年10月，研发AR激光全息技术的Envisics公司拿到了现代汽车、上汽以及通用汽车5000万美元的投资。该公司通过电子方式操控激光束，在三维空间中创造出真正的全息图像。

该公司负责人表示，“这种方法有很多好处，包括高清分辨率、超宽的色域和低功耗，以及在不同距离同时创建多个图像的能力。”

目前，该公司已经披露的量产客户，将是通用汽车和现代汽车。其中，凯迪拉克的新车预计2023年上市，现代汽车用于自动驾驶的AR HUD计划2025年大规模生产（现代摩比斯联合研发）。

紧接着，来自中国的车载AR显示产品及解决方案提供商锐思华创宣布，获得东方富海数千万元Pre-A轮融资，已经与某主机厂商签署达成千万级技术定点开发合作项目。

该公司的目标是第一个实现量产级别基于激光成像的AR-HUD产品，采用自研的激光微衍射技术解决激光散斑，该方案相比TFT或DLP方案大幅减小系统体积、增大了视场角。

不过，上述多种技术路线各有优劣势，其中TFT、DLP技术路线是目前行业的主流应用技术。从产品性能上来说，DLP技术AR-HUD的FOV，投影距离、路面覆盖范围各方面性能都优于TFT式AR-HUD，但缺点是体积较大。

而DLP-HUD则因为光机和工艺复杂造成了成本较高，另外国内竞品商直接采购海外模组的供货方式，也进一步推高了DLP HUD的价格。

如果想真正呈现完美的增强现实（AR）或者混合现实（MR）的效果，FOV甚至要高达20度，这样才能覆盖车外的所有车道和所有的POI。

而大幅度提升FOV，意味着HUD的投影面积要更大、亮度需要更高、功耗效率更高，同时还要控制设备的体积满足主机厂要求。

目前，DLP技术是第一代AR HUD的主流趋势。不过，最大的限制是DMD芯片组与阵列本身和投影平台的不对齐，从而导致清晰度和锐度方面的异常、重影和原始失真。

从理论上来说，基于激光的AR HUD设备可以使用更小的部件，节省车内空间。由于它们能耗低，但输出功率高，因此具有极高的亮度，能够产生非常明亮的图像。

当然，对于终极的全息技术，也得到了车企的认可。

“增强现实将是未来移动和交互概念的关键组成部分。“大众集团创新部负责人阿克塞尔·海因里希博士表示，这就是为什么我们把重点放在全息显示等关键创新技术上。

在高工智能汽车看来，目前行业已经从此前的技术论证、量产方案测试阶段进入真正规模化量产周期，不管采用哪种技术路线，AR HUD市场已经启动。

加上C-V2X技术也在步入商业化落地阶段，更多的道路及车辆数据接入，使得未来AR HUD的数据丰富度以及用户体验会得到持续提升。

“AR改变了司机未来使用导航的方式，”哈曼互联汽车部门负责人表示，该技术将进一步增强ADAS、V2V和V2X通信技术的融合。

二、相关产业链配套技术受益

而对于AR HUD来说，未来将形成一个完整的闭环产业链，不仅仅是光学设计以及相关硬件的成熟，配套软硬件技术也是关键。

比如，AR引擎需要提供了一个可以开发平台独立功能的环境，允许在不同的操作系统（Linux、Android）上开发，为了方便与车辆的传感器和功能集成，核心引擎需要传感器接口、API和基于代码的引擎软件和工具。

此外，基于AR引擎可以开发各种类型的显示应用，包括CID和HUD。开发人员可以根据车辆传感器获取的数据，使用AR核心引擎的功能，无论通过何种显示平台。

AR引擎通过使用计算机生成的视觉图形增强真实世界，显示情景关键信息，如ADAS警报、导航提示、兴趣点（POI）或行人检测。它还支持完全可定制的AR用户界面建模，而无需复杂的编码来增强用户体验（UX）。

业内人士表示，AR HUD体验的优化，必须建立在传感器融合框架之上，能实时合并车内传感器观察到的信息，并预测汽车周围所有感兴趣物体的未来状态。

信号处理框架确保AR内容针对车辆动态运动的稳定性，并减少AR内容与现实世界之间由系统延迟引起的时间延迟。同时，AR引擎在计算复杂度方面需要更好的优化，从而在低性能SoC环境中也可以获得理想的帧数。

比如，LG通过与Candera公司合作，借助后者的渲染引擎增强HUD显示效果，以最小化延迟，并提高指示信息的清晰度。此外，还有随时可用的控件和自动化的工作流程支持汽车制造商根据个性化需求定制显示方案。

同时，还有图像的清晰度。以松下在今年初展示的下一代AR HUD（基于激光和全息技术，与Envisics合作）为例，该系统可获得4K分辨率高清图像、可计算驾驶员移动头部时间的眼球追踪技术，以及补偿崎岖道路的振动控制。

此外，松下公司的最新技术，还通过增强的微光和夜间性能检测行人和物体，实现ADAS、增强现实环境信息更新时间不到300毫秒。

业内人士表示，未来几年AR HUD在光学处理、图像处理、语音等多模态交互、夜视成像、更多ADAS数据及功能融合、V2X以及云服务等方面会不断丰富功能模块，同时带动其他软硬件加快上车进程。

比如，在梅赛德斯的S级车上，增强现实技术将融合人工智能语音公司Cerence最新推出的Travel Knowledge功能，驾驶员可以通过眼球扫视街道及两侧建筑物，并通过智能语音助手进行交互，比如“前方是什么?”

近年来，随着座舱基础硬件的革新，以及汽车制造商对于软件定义汽车和用户体验升级的需要，提供逼真的可视化交互功能越来越受到重视。

戴姆勒公司首席设计官Gorden Wagener更是明确表示：“屏幕是新的马力。”而改变的不仅仅是屏幕硬件（HUD会成为新的第四块屏幕），还有屏幕上显示的内容。