Raythink銳思華創(chuàng):AR HUD將重新定義汽車HMI_全球關(guān)注

隨著智能駕艙的出現(xiàn),越來越多的工具和信息被添加到駕駛體驗中。這些功能雖然強大且實用,但還有一個缺陷,信息和系統(tǒng)會分散駕駛員的注意力。對此,行業(yè)在積極探索應(yīng)對方案。


(資料圖片)

Raythink銳思華創(chuàng)市場專家姜叡石坦言,AR HUD將會是智能汽車領(lǐng)域里最重要的HMI特色之一,AR HUD是汽車HMI的入口點,增強現(xiàn)實的信息系統(tǒng),在擋風(fēng)玻璃呈現(xiàn)真實的AR技術(shù),將導(dǎo)航、儀表、娛樂和道路通信集成在一起,實現(xiàn)虛擬數(shù)字信息在前擋風(fēng)玻璃上的實時動態(tài)顯示,為完全自主駕駛的全面升級打下基礎(chǔ);以限制分心的方式向駕駛員提供重要信息。隨著AR HUD技術(shù)和性能的不斷提高,將來會大規(guī)模地被采用。

姜叡石 - Raythink銳思華創(chuàng)市場專家

以下是演講內(nèi)容整理:

Raythink銳思華創(chuàng)市場專家姜叡石:"我最近從一個報告了解到,交通事故的發(fā)生率在上升。汽車的智能化將提高安全性,有了智能駕艙,汽車就有了眼睛、耳朵和大腦,可以幫助我們理解周圍復(fù)雜的環(huán)境,汽車會越來越智能,智能駕艙是必然趨勢。"

AR HUD將如何重新定義汽車HMI?

隨著智能駕艙的出現(xiàn),越來越多的工具和信息被添加到駕駛體驗中 -- ADAS作為高級的駕駛輔助系統(tǒng),大多數(shù)人都使用過ADAS功能,人們對它所帶來的優(yōu)點深信不疑;導(dǎo)航也是每個人都在使用的工具;除此之外還有很多信息、娛樂、電話等等。這些功能雖然非常強大,但也有一個致命的缺陷,即信息和系統(tǒng)使駕駛員的注意力分散,導(dǎo)致駕駛員分心。

怎樣更好地給駕駛員提供信息?汽車制造商和一級供應(yīng)商都在尋找解決方案,很多企業(yè)選擇增加顯示屏的數(shù)量或者擴大顯示屏等方式,例如特斯拉將儀表盤的信息移植到中央顯示屏上。我們看到汽車有不同的反饋系統(tǒng),包括語音輔助和觸覺反饋等,越來越多的汽車采用了AR HUD功能,我認為AR HUD會是智能汽車領(lǐng)域里面最重要的HMI方式之一,以減少分心的方式向駕駛員提供重要信息的唯一方法。

此外,隨著AR HUD技術(shù)和性能的提高,將來會被大規(guī)模地采用。這可不是一家之言,我們的客戶訂單數(shù)量已增加到40萬件,最近客戶原來把AR HUD視為是選配的產(chǎn)品,現(xiàn)在已轉(zhuǎn)向標配,因此行業(yè)內(nèi)已經(jīng)把AR HUD看成未來的發(fā)展方向。今年1月份美國CES,BMW亮相了他們的iVision Dee的概念車。其中一個重點宣傳技術(shù)就是AR HUD。BMW CEO表示AR HUD將最終取代儀表盤。其他汽車制造商也在追求這一趨勢,例如理想汽車在減少儀表盤使用的方式上,采用HUD。此外AR HUD領(lǐng)域在汽車行業(yè)里吸引了廣泛的投資。

實現(xiàn)AR HUD需要解決的三大關(guān)鍵技術(shù)

與CHUD和WHUD相比,AR HUD是更先進的技術(shù)。在AR HUD廣泛應(yīng)用前還面臨諸多挑戰(zhàn)。我們公司在這方面引領(lǐng)行業(yè),并成為AR HUD行業(yè)定義的最佳實踐。

AR HUD可以簡單地理解為將AR圖形投射到擋風(fēng)玻璃上的一個設(shè)備,這個圖形覆蓋到現(xiàn)實世界中,以不分散注意力的方式向駕駛員提供重要信息。聽起來簡單,但要實現(xiàn)真正的去實現(xiàn)AR HUD需要至少三項關(guān)鍵技術(shù):

首先,需要更大的視場角和長的虛像距離,以獲得更好的用戶體驗;

此外,需要光學(xué)設(shè)計和PGU的專業(yè)知識,確保穩(wěn)定的圖像,清晰明亮、無重影、不變形、無畸變;還需要減少AR HUD的體積以支持AR HUD的廣泛采用;

最后,需要一個強大的軟件平臺,對各種輸入執(zhí)行實時的數(shù)據(jù)融合,處理該信息。結(jié)合AR的算法正確渲染AR圖形。

接下來將詳細的介紹這三項關(guān)鍵技術(shù):

第一,為什么要有一個強大的視場角呢?因為我們希望盡可能的覆蓋到駕駛員的視野。如果視場角太小,AR圖形就會分散注意力。有了更大的顯示區(qū)域,ADAS功能就可以充分的展現(xiàn)出來,減少對駕駛員視線的遮擋。

不同的視場角帶來不同的功能,每個功能都是專屬的。FOV可以展示儀表盤信息,以及簡單的轉(zhuǎn)換車道提醒,同時可以顯示駕駛員的關(guān)注點。AR HUD作為HMI的新功能,能與駕駛員互動,讓駕駛員可以獲取虛擬信息來了解現(xiàn)實世界環(huán)境。大視場角的AR HUD給我們打開了更多的可能性,讓產(chǎn)品有更好的用戶體驗。

圖源:Raythink銳思華創(chuàng)

我們還需要更長的VID,虛像距離可以和FOV結(jié)合使用。虛像距離可以增強虛像覆蓋范圍,更長的虛像距離可以從根本上欺騙人眼,將虛擬的圖像視為現(xiàn)實世界的一部分,從而提高駕駛安全;如果VID變短,眼睛會重新聚焦、重新調(diào)整視角,造成疲勞,重新聚焦所需要的時間又會產(chǎn)生安全問題。

基于各種研究,駕駛員在自然狀態(tài)下向前看,在15米延伸的道路上,可以獲得最佳的駕駛體驗。VID距離越長,優(yōu)點越多。比如減少重影問題;允許從更遠的地方向駕駛員發(fā)出警告,從而使駕駛員有更多反應(yīng)時間;較長的VID也會帶來更好的用戶體驗。

第二,大量研究表明,提高AR HUD體驗必須有更大的VID和FOV,這對于傳統(tǒng)的PGU來說相當困難。目前的PGU - TFT/DLP很難在不產(chǎn)生其他問題的情況下實現(xiàn)20度FOV和15m VID,例如成本、陽光倒灌、光窗、大體積等等。

因此,我們一直致力于開發(fā)更好的解決方案,例如投入大量資金研發(fā)LBS模塊。我們相信在不久的將來,LBS會成為AR HUD的明確選擇。LBS同其他光源相比體積更小,而且能夠接近TFT的成本。當我們掃描出圖象時,可以打開、關(guān)閉單個像素,功耗更低,而當畫面不顯示內(nèi)容時,也不會像傳統(tǒng)光源一樣顯示黑色像素,因此沒有光窗問題;由于是基于激光的,具有很高的亮度和非常寬的色域,當穿過比較暗的隧道,可以看到前面是不是有亮窗或其他背景的亮光;LBS模塊還允許大的市場角和長的虛像距離以消除重影;進而減少對PVB的需求,并且能夠減輕陽光倒灌的問題。

我們的產(chǎn)品即將投產(chǎn),已開發(fā)很多的原始模型,并且已經(jīng)在AR HUD成功實施,將在下個月上海的車展上亮相。

第三,強大的AR軟件架構(gòu)。將AR軟件分成三個基本步驟,輸入和數(shù)據(jù)的融合階段、算法處理和渲染階段、輸出階段。

首先,AR HUD需要整合多種數(shù)據(jù)源進行數(shù)據(jù)的融合以及提高準確性。輸入包括各種來源的數(shù)據(jù),包括視覺相機的數(shù)據(jù),包括來自雷達、地圖、光傳感器、慣性傳感器、儀表盤等等的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)要能夠?qū)崟r地融合,不能有延遲現(xiàn)象。

當獲得了這些信息之后,我們能夠進行數(shù)據(jù)的處理和渲染,使用AR算法來分析數(shù)據(jù)。會對畸變進行補償,例如對失真進行補償?shù)龋贿€有其他能夠用來提高AR圖象的算法給到駕駛員。經(jīng)過算法和處理,最終輸出精準的AR功能圖象,以適應(yīng)不同的情況。AR HUD的功能包括碰撞警告、LDW、PCW、盲點檢測、AR導(dǎo)航等等。

真正的AR HUD需要完成上面提及的三個關(guān)鍵技術(shù),才能體現(xiàn)出出色的駕駛體驗。而Raythink是唯一的AR HUD廠商能夠達到這些關(guān)鍵技術(shù)的門檻要求,并帶來以AR技術(shù)賦能的智能座艙最佳HMI解決方案。

(以上內(nèi)容來自Raythink銳思華創(chuàng)市場專家姜叡石于2023年3月17日在2023第三屆中國汽車人機交互創(chuàng)新大會發(fā)表的《AR HUD - Redefining Automotive HMI》主題演講。)

Raythink銳思華創(chuàng)簡介

公司于2019年成立的,2014年開始我們就一直在研究AR HUD技術(shù),并且取得多項行業(yè)第一。我們是一家國際公司,總部和工廠位于深圳,軟件算法中心位于印度,光學(xué)創(chuàng)新中心位于臺北,產(chǎn)品系統(tǒng)中心設(shè)在上海,嵌入式軟件團隊在長沙。我們能夠適應(yīng)客戶的需求,通過豐富的功能,為客戶提供最合適的解決方案。包括范圍從6.5到20度不等的FOV;10-15米的VID或更遠;還消除了擋風(fēng)玻璃對PVB楔形膜的需求;提供AR Generator  SDK。由于我們領(lǐng)先的技術(shù)和專業(yè)知識,目前已經(jīng)獲得了多個量產(chǎn)合同。

銳思華創(chuàng)技術(shù)有限公司成立于2019年,是智慧交通、輔助駕駛與 AR 顯示的整體解決方案提供商,致力于打造以創(chuàng)新光源為導(dǎo)向,搭載AI視覺引擎的大視場小體積的ARHUD,核心技術(shù)包括了光學(xué)、PGU、AR Generator SDK、算法和硬件等方面。

目前已成功開發(fā)產(chǎn)業(yè)內(nèi)少有的大視場角ARHUD 產(chǎn)品,同時擁有豐富的產(chǎn)品線,可滿足客戶對ARHUD不同級別的產(chǎn)品需求。具備車規(guī)級量產(chǎn)制造能力,目前已通過IATF16949認證,并取得多個定點合作項目。

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