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汽车平视显示器从C-HUD到AR-HUD
汽车平视显示器从天空到地面
HUD正在成为汽车人机交互中越来越重要的一部分。平视显示器是一种光学设备,其工作原理与投影仪基本相同,将要显示的信息投影到驾驶员面前的透明介质上。HUD最早应用在军用飞机上,随着技术的进步,HUD技术逐渐渗透到汽车行业。HUD提高了驾驶安全性,减少了驾驶疲劳,而且随着AR技术的应用,HUD日益成为汽车人机交互的重要组成部分。
产品形态的变化车载HUD技术的开发
需求驱动型车辆HUD技术的开发。根据不同的实现方式和产品形态,HUD产品大致可分为三类1)C-HUD由于图像有效性低、图像尺寸有限、存在安全风险而被逐步淘汰。2)相比C-HUD,W-HUD在图像尺寸和图像质量方面都有所提升,技术也相对成熟,因此是目前主流的HUD方案。3)AR-HUD利用增强现实技术,大大扩展HUD的使用场景,例如驾驶时导航。道路信息显示在HUD上,结合周围实际路况显示,与ADAS功能结合,可以提供前方碰撞预警、车道偏离预警、交通标志识别等提示,并及时预测的道路状况。通过将行车警告信息和行车电脑的车辆数据与实际路况有机结合,还可以实现AR呈现。我们相信ARHUD的使用场景将会变得更加丰富,未来HUD将逐渐从W-HUD过渡到AR-HUD。
产品形态变化从C-HUD到AR-HUD
AR-HUD与智能网络技术紧密结合,显示极其丰富的内容。C-HUD是车辆仪表信息的简单图形和文本显示,而W-HUD是简单的图形显示。AR-HUD采用增强现实技术,与智能网络数据紧密结合,实现虚拟图像与现实的叠加显示。未来,HOLOHUD计划将3D技术与AR显示相结合,打造内容更丰富、形式更生动的全视野显示。价格方面,据未来黑科技创始人徐俊峰介绍,目前普通的W-HUD售价在1000元左右,2DAR-HUD则可以达到2000至3000元。
AR-HUD发展的重点是虚像距离远、市场角度广。
AR-HUD发展的关键是虚像距离长、视场宽。AR-HUD的主要技术模式是将图像贴合叠加到真实物体上,深度集成要求AR-HUD将虚拟图像投射到驾驶员前方至少75米的距离。当VID>75m且FOV>10时,AR-HUD输出更宽的显示范围和更丰富的显示信息。然而,我们认为仅凭光学参数无法完全定义ARHUD。未来黑科技资深科学家吴惠军认为,AR增强现实的定义包括三个要素增强现实的形状、位置等关键要素。真实和虚拟的物体被准确地识别和呈现。现实与虚拟世界的完美融合,实时互动。
AR-HUD需要更高的软件能力
软件的持续升级是AR-HUD发展的重要组成部分。与现有的W-HUD相比,AR-HUD必须整合从车辆获得的信息,如摄像头、雷达和高精度地图,然后在挡风玻璃上实现箭头导航和垂直引导等功能。由于图像是在采集后在毫米级时间内生成的,因此需要复杂的软件算法和硬件。另外,AR-HUD必须保证实时渲染的稳定性,这对软件算法和光学成像提出了很高的要求。EO智库认为,ARHUD软件升级主要体现在信息显示量、内容可读性、人机交互等方面。
AR-HUD产业链回顾
PGU技术演进TFT现已成为主流
TFT-LCD显示技术TFT是LCD液晶显示器的一种,是指通过改变集成在液晶面板每个像素后面的薄膜晶体管TFT驱动的光源的偏振状态来显示图像。TFT-LCD平视显示器的原理是背光源照射LCD,TFT改变像素的光源偏振状态来表达不同的明暗,然后通过RGB色滤光片显示色图像。TFT-LCD是最常见、应用最广泛的平视显示器类型,具有技术成熟、价格低廉的优点,但也存在热管理、亮度对比度有限、清晰度差等题。
PGU技术演进DLP成像效果好,但成本较高。
DLP显示技术DLP的核心是数字微镜芯片DMD。在DMD中,微镜是最小的工作单元。微镜可以在-12和+12之间倾斜以切换信号投射。当DLP光机工作时,需要投影的图像最终被转换为二进制信号并输入到DMD中。图像中的每个像素都由反射器精确控制和映射。DMD通常是安装在铰链上的数百万个微型反射器的矩形阵列。每个微反射器对应一个像素,通过倾斜角度来控制像素的显示效果。与TFT解决方案相比,DLP具有更好的显示效果,并且可以有效解决阳光侵入的题。但由于DLP是TI德州仪器的专利技术,下游厂商议价能力有限,成本较高。
PGU技术演进LCoS解决方案实现汽车级创新
LCoS显示技术LCoS硅基液晶是一种新型反射式投影技术。LCoS光学器件工作时,入射光必须经过偏振才能形成偏振光,光线进入LCoS面板,到达反射层,然后沿原来的路径返回。控制LCoS背板的电极可以精确控制S光穿过每个液晶像素并转换为不同偏振方向的线偏振光的比例,而成像光路中仅处理P光,最终实现图像创作.做.与TFT和DLP解决方案相比,LCoS解决方案还不太成熟,目前已被华为、易数科技等公司部署。搭载华为AR-HUD的飞凡R7计划于2022年正式发布。这意味着LCoS解决方案正式实现汽车级量产。
PGU技术演进LBS解决方案廉价且有效,但成熟度相对较低。
LBS显示技术激光扫描投影是RGB三色激光模组与微机电系统相结合的投影显示技术解决方案,方案结构包括三色激光模组+MEMS振镜+滤光片。优点是成本低、对比度好、无光窗题。最大的缺点是该解决方案的成熟度较低。激光二极管中的红色激光器对温度更加敏感,难以达到汽车级。目前,日亚化学的激光光源已经比较成熟。此外,LBS解决方案还存在散斑题。目前国内专注LBS的一级厂商是瑞思华创,国内较为成熟的影像芯片厂商是龙马普芯。
各种PGU性能对比总结
DLP和LCoS解决方案的渗透率正在不断提高。目前,TFT/DLP和LCoS解决方案均已进入量产,而LBS解决方案由于成熟度较低,并不是主流技术解决方案。相比之下,TFT-LCD的显示效果一般,温升控制性能较差,但成本较低。DLP解决方案可以更好地解决温升题,但其独特的技术特性使得DLP变得困难。虽然图像分辨率提升有一定的局限性且成本较高,但LCoS在一定程度上提高了图像分辨率并降低了成本,并已量产并安装在车辆上。
自由曲面镜国内光学镜供应商拥有相对成熟的研发能力。
消除图像失真。——自由形状镜子。HUD的第二个技术障碍是内置的自由曲面反射器;挡风玻璃是不规则的自由曲面,因此投影图像在挡风玻璃反射后通常会失真。您需要一面与您的爱车相匹配的镜子,挡风玻璃表面形状消除了静态畸变、动态畸变、双眼视差等题。自由曲面镜模具必须采用纳米级精密设备制作,非面镜必须一次成型,材质一般为PC或COC塑料,要求表面精度高、反射率高、耐候性好。反抗。目前国内拥有自由曲面镜生产能力的供应商有舜宇光学、良宇光学、福建富兰光学等。
光波导技术降低了AR-HUD的体积要求,是未来重要的发展方向。
光波导技术降低了AR-HUD的体积要求,是未来HUD的重要发展方向。AR-HUD因其宽视角和长投影距离而存在尺寸过大的题,但光管技术由于其扁平超薄结构和大型两片式结构,可以简化现有HUD内部的机械和光学机构。-立体扩瞳功能,将光源信息直接投射到挡风玻璃上。占用体积可以是传统机械解决方案的1/10。此外,该光波导方案还具有透过率高、视场宽、显示效果优异等优点。光波导技术分为几何光波导和衍射光波导,其中衍射光波导技术是AR-HUD发展的主要方向。目前,国内苏达维格、智格科技等厂商正在推出光波导技术解决方案。
体验的提升和成本的降低使得AR-HUD广受欢迎。
HUD普及率较低,未来增长空间很大。
目前HUD渗透率仍较低,未来还有相当大的增长空间。高工智能汽车数据显示,2022年中国市场将有15004万辆前端乘用车标配W/ARHUD。考虑可选数据,预计2022年HUD整体出货量。要超过200万台,渗透率还不到10。以AR-HUD为例,预计2022年中国市场乘用车标准前置AR-HUD保有量将达到1096万台,较上年增加11575台,呈现快速增长态势。渗透率仍然很低。不同品牌的HUD安装率差异很大。目前,日系车型HUD装配率最高,到2022年,丰田标准HUD在中国市场的销量预计将达到376万台,安装率达到2075台。吉利、理想、比亚迪等配备HUD的车型销量较高。
通过AR技术的应用,提供更好的HUD体验
HUD可以取代前置仪表板,成为下一个主要交互窗口。我们相信AR技术的应用将是催化HUD成为下一个主要交互窗口的关键技术。现有的W-HUD仅重复显示设备内容,了用户体验的提升。“全信息显示+沉浸式体验”的AR-HUD可能是终极解决方案。AR-HUD实现了更远距离、更大格式的显示,信息更丰富、多维度。在汽车智能化发展的过程中,AR-HUD将成为提供更多信息的显示载体,也是汽车显示信息最重要的方式之一。随着智能手机技术的进步,整个挡风玻璃可以成为一个互动载体,可以提供玩、看电影等需求。
通过降低成本并充当基准模型来加速HUD部署
未来,AR-HUD或将进入千元时代。目前,AR-HUD应用的另一个主要因素是成本,但随着HUD渗透率的提高以及产业链的成熟和稳定,成本下降的空间将会更大。据锐思华创CEO陆锐介绍,AR-HUD与W-HUD在硬件结构上没有大的区别,未来AR-HUD将进入千元时代。未来,当AR-HUD跌至千元左右时,渗透率有望进一步加速。标杆车型的热销可能是加速HUD替代传统设备的另一个重要因素。立德在L9上率先采用HUD替代传统仪表,深蓝S7也采用了与L9类似的技术方案。此外,宝马正式推出了下一代HUD,将安装在下一代BMWNEUEKLASSE车型上,宝马CEO甚至在2023年CES展上直接表示,未来的宝马车型将取消车内大屏。
HUD市场空间计算
到2025年,国内HUD安装量预计将达到800万个。根据左思车研《2023Q2HUD数据及公司追踪分析报告》,预计2025年中国乘用车标准HUD保有量将达到4865万台。但考虑到实际选配,实际出货量有望达到汽车内后视镜的水平,为何变得如此紧张?如果您的汽车内后视镜松动,可以使用以下方法将其拧紧。
1旋钮或螺钉调节车内后视镜的底部或侧面通常有一个旋钮或螺钉,用于调节车内后视镜的松紧度。使用适当尺寸的螺丝刀或扳手,顺时针转动旋钮或螺钉,增加车内后视镜的张力。逐渐增加强度,直到松动得到解决。
2检查支架连接。车内镜通常通过支架连接到后视镜底座。检查支架连接是否松动,如有,用螺丝刀或扳手拧紧螺钉。确保螺钉正确拧紧,以避免损坏或拧得过紧。
3.使用胶带或垫片如果上述方法不能解决题,可以通过在车内镜和后视镜底座之间添加垫片来增加摩擦力。您可以使用双面胶带或其他合适的材料将垫片固定到支架上或支架与车内后视镜之间。确保垫片厚度正确,以允许适当增加张力。
一般汽车能拉动1.7米长的后视镜吗?不,你不能用普通的旧车拉它,因为镜子是玻璃制成的,而且它有1.7米长。典型的紧凑型轿车的高度仅为1.65米左右。内部空间再宽敞,长宽只有1.7米,还不够。所以它无法到达1.7米的镜子。这是因为玻璃镜很硬。所以里面没办法收纳,所以拉不起来。无法将其固定在车顶上。
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