HUD抬頭顯示技術在近年的汽車領域中開始被頻頻提及,HUD最早的應用是在第一次世界大戰(zhàn)的軍用飛機上,能夠降低飛行員低頭看儀表盤的頻率。隨著HUD設備成本的降低,這種技術慢慢被應用到民航飛機以及汽車身上。HUD的最終目的就是為了讓我們更好地將虛擬投射在現(xiàn)實當中,將眼睛從屏幕上移開,這和AR有異曲同工之妙。如今AR-HUD(增強現(xiàn)實抬頭顯示器)已經(jīng)成為了HUD下一個階段各廠商所希望實現(xiàn)的產(chǎn)品,無論是軍機或者是汽車上各式新型的車載抬頭顯示設備,甚至是微軟的hololens,我們都看到了AR-HUD已經(jīng)有了一定的研究深度和極其廣泛的應用前景。
AR-HUD技術,重新定義駕駛樂趣!
目前主流HUD技術包括C-HUD、W-HUD、AR-HUD三種技術類型。C-HUD是將圖像與信息投射到一塊單獨玻璃上,其成像范圍窄、顯示內(nèi)容少;W-HUD直接將圖像與信息投射到汽車前擋風玻璃上,其成像區(qū)域大,一體化優(yōu)勢明顯;AR-HUD是W-HUD技術的延伸,與后者相比,其采用增強現(xiàn)實技術,顯示的圖像與環(huán)境相融合,立體感更強,提供的功能更多。C-HUD、W-HUD因其有各自的缺陷,不利于安全、顯示效果差,因此不被看好。隨著AR、5G、AI等概念的興起,AR-HUD技術重新定義駕駛樂趣走入人們眼中。AR-HUD可與ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))相結合,采用虛擬箭頭指引車輛前進,提前提示變道、拐彎等信息,將極大提升駕駛體驗。
傳統(tǒng)HUD解決方案無法滿足智能座艙與ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))功能的展示需求,具備沉浸式體驗的AR-HUD將成為最終解決方案。AR-HUD是第三代HUD(抬頭顯示)技術,是通過特殊設計的光學系統(tǒng)將圖像及信息投射在汽車擋風玻璃上,通過光場顯示級別的HUD將虛擬信息與實景融合,全新的交互方式更加安全、直觀、便利。AR-HUD與ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))功能相結合,可以實時呈現(xiàn)自動巡航、車道偏離、車輛行人監(jiān)測等信息反饋給車主,使車主無需低頭便可實時查看,有助于駕駛員提早作出反應,減少交通事故發(fā)生,增強對駕駛的信心。此外,光場AR技術,可以實現(xiàn)人、車、路(真實世界)、云(虛擬世界)的完美融合,如通過LBS,提供充電、加油、餐飲等增強現(xiàn)實形式的內(nèi)容提示,并基于時間、空間、用戶等多維度的推廣服務。
AR-HUD也可配合自動駕駛技術使用,隨著自動駕駛技術日益成熟,在提高汽車科技感、保障汽車行駛安全方面地位重要,AR-HUD市場空間正在快速擴大。除奔馳外,大眾、奧迪等汽車品牌也已推出或計劃推出搭載AR-HUD的車型,據(jù)數(shù)據(jù)顯示,至2025年,全球AR HUD的市場規(guī)模預計將增長至43億美元。全球范圍內(nèi),進入AR-HUD行業(yè)布局的企業(yè)數(shù)量較多,主要有德國大陸、日本松下、瑞士WayRay、美國谷歌、美國Facebook等國外企業(yè)。我國HUD行業(yè)起步較晚,在核心零部件領域與國外領先企業(yè)存在較大差距,但在AR-HUD開發(fā)與推廣方面,我國企業(yè)與國外企業(yè)之間的差距較小,有望與國外企業(yè)爭奪市場份額。
AR-HUD因其無干擾、顯示效果佳、安全性高等優(yōu)點被視為HUD的最終形態(tài)。因此2021年AR-HUD將進入規(guī)模化量產(chǎn)階段,未來市場份額占比將持續(xù)攀升。巨大的市場份額讓國內(nèi)行業(yè)玩家加速入場,AR HUD迅速從概念產(chǎn)品落地于量產(chǎn)車型中。國內(nèi)企業(yè)微美全息擁有圖像處理和展示、模型輸入/輸出、3D建模方面的相關技術專利195件,擁有軟件著作權325項,制作的高品質(zhì)的、高逼真度的全息內(nèi)容超過4600項,其核心零部件領域與領先內(nèi)企業(yè)。微美全息著力于全息AR技術的深度開發(fā),以AR科技驅動汽車領域,將全息AR同自動駕駛導航系統(tǒng)結合。內(nèi)置在汽車中的全息AR自動導航系統(tǒng)的最大特點是,可以在真實路面基礎上投射立體圖像,并且根據(jù)司機的特定視角自動進行調(diào)節(jié),提供精準的行車導航。
自動駕駛AR-HUD需求快速增長,微美全息技術解法攻克AR-HUD難題
據(jù)悉,微美全息成立于2015年,于2020年4月納斯達克上市,納斯達克股票代碼:WiMi。
微美全息(WiMi)專注于全息云服務,主要聚集在車載AR全息HUD、3D全息脈沖LiDAR、頭戴光場全息設備、全息半導體、全息云軟件、全息汽車導航等專業(yè)領域,覆蓋從全息車載AR技術、3D全息脈沖LiDAR技術、全息視覺半導體技術、全息軟件開發(fā)、全息AR廣告技術、全息AR娛樂技術、全息ARSDK支付、互動全息通訊等全息AR技術的多個環(huán)節(jié),是一家全息云綜合技術方案提供商。微美全息其中一項光學全息用的3D全息脈沖激光處理裝置的專利,可解決AR-HUD在全息數(shù)據(jù)采集和全息數(shù)據(jù)呈現(xiàn)問題。
微美全息致力于全息投影技術的研究,擁有專業(yè)的研發(fā)團隊,是全息VR/AR行業(yè)的先行者。目前,微美全息云擁有全球領先的3D計算機視覺技術和SAAS平臺化技術,自從公司宣布獲得光學全息用的3D全息脈沖激光處理裝置的專利后,多家行業(yè)應用客戶表現(xiàn)出較強的市場需求,微美全息又開始研發(fā)3D全息脈沖激光雷達。微美全息擴展產(chǎn)品3D全息脈沖激光雷達產(chǎn)品“WiMi HoloPulse LiDAR”,是激光雷達產(chǎn)品方案是安全性更高的,是目前性價比最高的全息裸眼3D設備。作為領先的全息平臺,能夠將自動駕駛安全性發(fā)揮最大,是高級自動駕駛傳感器的安全擔當。司機在看到鮮艷和精準的全息圖像,導航信息還會根據(jù)汽車行駛速度進行實時調(diào)整,還能通過擋風玻璃提醒司機注意路面突發(fā)情況。這兩方面舉措利于可以解決司機交通定位不準確,安全缺失,出行困難,事故多發(fā)的現(xiàn)象,為司機出行提供安全性保障。
微美全息3D WiMi HoloPulse LiDAR方案提供與硬件產(chǎn)品配套的軟件開發(fā)包,包括目標檢測、分類和計數(shù)等功能。結合軟件識別算法,不僅自動駕駛,可為眾多領域如環(huán)境感知、3D全息成像、先進的駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)、交通管理、3D打印等提供解決方案。微美全息經(jīng)過6年的發(fā)展,已經(jīng)建立了較為完善的全息技術研發(fā)體系、全息內(nèi)容生產(chǎn)與存儲體系、全息商業(yè)化體系。微美全息從原有3D投影技術的量級和能耗出發(fā),不斷推出芯片、顯示技術、通訊方式、算法等方面的進步,以及高性價比的產(chǎn)品,有效應對3D投影的高效內(nèi)存分配需求并解決實際問題。目前AR-HUD的難點主要是道路感知、識別和環(huán)境融合,光學成像和投影技術仍然不夠和成熟較長的開發(fā)周期和成本。微美全息還獲得微博等投資機構累計投資數(shù)億美元,擁有充足的實力和能力假以時日必然突破AR-HUD的其他技術難點。
行業(yè)分析人士表示,未來AR-HUD發(fā)展方向會向低成本及光波導技術衍生。反射式的AR-HUD有基于DLP技術和基于TFT技術,據(jù)說可以滿足車輛在高速環(huán)境中使用。針對更高性能AR-HUD技術,業(yè)內(nèi)開始研究全息光波導技術,相比于反射式HUD技術,光波導技術只需增加光機投影表面積,大幅減少立體體積。目前在研究的AR-HUD光波導技術有幾何光波導和衍射光波導,其中衍射光波導又有利用光刻技術制造的表面浮雕光柵波導和基于全息干涉技術制造的全息體光柵波導VHG或HOE。相信AR-HUD市場發(fā)展及技術趨勢勢必讓大眾生活越來越智能化,充滿現(xiàn)代高科技感。
