AR HUD「崛起前夜」
发布日期: 2020-12-07来源: 建约车评
注:本文讨论的HUD均为W-HUD(挡风玻璃型抬头显示器),不含C-HUD(集成型抬头显示器)。
在传统HUD(抬头显示器)尚未大规模普及的2020年,AR HUD(增强现实型抬头显示)已经呼之欲出,似乎风头还要更劲。
以往,功能简陋的HUD想成为汽车的「第三屏」都是被嫌弃的,而AR HUD则是另外一个维度的东西,它将极有可能成为智能电动车的「第一屏」,甚至更多。
在9月的北京车展上,全新奔驰S亮相,科技成了最大的看点。随车配备的全球首个AR HUD系统,极大提升了整车的科技感。
几乎与此同时,大众MEB平台车型ID.3在欧洲市场攻城掠地,10月份问鼎欧洲电动车销量冠军,ID.4在中美两地发布,引起广泛关注。这两款车也都配备了AR HUD功能。
据业内人士称,接下来一两年,还会有更多的自主、合资品牌的一些非豪华车型,将配备AR HUD。
在更远的2023年、2025年,通用、现代、大陆等厂商,还将量产下个世代的AR HUD。
这些产品基于全息光波导等衍射光学技术开发,可以突破现有几何光学AR HUD只有10米左右投影距离的掣肘,从车内投射一个无限远的虚像,彻底地将现实与虚拟世界结合,为智能汽车开启「万花筒」,将智能汽车带入激动人心的全新时代。
一
在固有的印象中,HUD作为科技亮点,是车企在竞争中的锦上添花,市场基盘主要在高端车型,主要在高端车型中以选装的形式出现,价格不算便宜,需求也并不火爆。
如蔚来选装HUD的价格为6,500元,宝马5系选装HUD的价格为11,600元,奥迪A6L则高达18,700元。
在传统燃油车时代,座舱内的数字内容并不丰富,仪表和中控足以满足信息展示和交互需求。主机厂和零部件公司开发HUD的诉求,主要出于安全的考量。
以仪表盘和中控屏为主的信息显示,大多位于驾驶员的视线下方,需要驾驶员向下移动视线焦点方能观察。
如果在高速上以120公里/小时的速度,低头查看2秒仪表,等于盲驾了66米,这显然对驾驶安全不利。
大陆集团整理的数据显示,在美国大约80%的交通事故碰撞源于驾驶中的分心。
而W-HUD(Windshield HUD,挡风玻璃型抬头显示器)可以生成一个显示在挡风玻璃前的虚像,只有驾驶者可以看到,这些虚像呈现的是行车过程中的车辆状态信息,主要是速度、导航信息等。
这样,驾驶员便不用低头即可读取重要的行车数据。
但仅以安全为出发点,希望将HUD开发成车内的「第三屏」,并不现实。
从成本和收益来看,车企付出的是:
1、1000左右的硬件成本;
2、几升的仪表板内布置空间,而在仪表板内拥挤的空间里堆放着仪表、空调管道、刹车踏板、方向盘管柱等部件,可谓“寸土寸金”,需要做定制化开发;
3、原本带有弧度的前挡风玻璃直接反射虚像,会有重影,造成驾驶员眩晕,需要做特殊定制,做楔形角的处理,这里也是成本;
注:HUD挡风玻璃与普通挡风玻璃的差异,主要是夹层内部的PVB膜呈楔形
4、软件、测试、验证等成本。
而用户的收益是什么呢?
是在车前几米远的位置投射出一个虚像,这个虚像上显示着时速数据和导航信息,这个导航信息一般只有左转、右转、直行等,甚至不如手机显示全面。
显然,这样的体验既干不掉仪表,也干不掉手机。
狭窄的应用场景,使得HUD产品在用户体验改善上不明显,导致需求起不来,也不能进一步推动供给端扩大规模,进而降低价格,产业的发展陷入了「鸡生蛋、蛋生鸡」的怪圈。
从现有的产业格局上来看,Tier 1占据着HUD市场的主要份额,传统HUD已经是非常成熟的产品,成本竞争非常激烈。Tier 1希望可以提高复用,进行模块化设计,提供一个普适方案,来降低成本,提高竞争力。
而W-HUD是复杂的光学定制产品,做好一款好用的HUD需要大量针对性开发,需要根据每辆车的挡风玻璃的厚度和曲率做定制化开发和验证,另外不同的车型仪表板内部结构不同,针对单一车型开发的方案,难以同时适配多种车型,导致了规模效应差,成本难以有效下降。
据高工智能汽车研究院监测数据显示,2020年上半年,中国市场在售新车(自主及合资品牌)HUD的前装(标配)搭载上险量25.4万台,搭载率为3.38%,其中,标配搭载W-HUD的新车上险量为21.6万台。
传统HUD的发展不尽如人意,最大的问题在于缺少场景和数据,随着智能电动车的发展,这种情况正在发生改变。
在以往的燃油车上,受限于仪表台的体积布置以及发动机震动、热量等问题,HUD开发难度较大,但这些在电动车上都不是问题。
例如在空间布置方面,大众ID系列车型通过将空调鼓风机从仪表台挪到了发动机舱中,可以容纳当前技术体系下尺寸更大的AR HUD。
在应用层面,自动驾驶和数字座舱技术,使得汽车不再仅仅是驾驶工具,而是移动智能空间,是下一代内容的载体。
车内内容和信息开始爆发增长,传统的仪表、中控已经不能满足车内信息显示的需求。另外,内容增多也会导致驾驶员驾驶时的分心,新的交互方式变得更有必要。
传统HUD只是相当于给汽车增加了一块“屏幕”,承担了一部分仪表的职能,但AR HUD将突破限制,更精准地指导现实中的决策,并且将现实世界与虚拟世界不断融合,与其他传感器之间的融合、交互,带来更多的想象空间。
在导航方面,AR HUD可以与高精度地图、摄像头、雷达等融合,拿到自动驾驶相关信号,生成导航信息、道路信息、警示信息等投影到挡风玻璃上,与实际道路进行“虚实结合”,以更直观的方式提醒驾驶员。
在更远的未来,车内AR技术还可以和电商、游戏、物联网、社交、教育等结合,开发出丰富的应用场景。
AR HUD,是AR技术在汽车上落地的最佳场景,它建造了一个更直观、更适合汽车场景的人机交互方式。
新的交互方式意味着,新的生态、新的时代。
1979年,乔布斯拜访施乐公司,他意识到了图形界面的巨大价值,并「窃取」了这个技术,PC进入千家万户的梦想不再是一句空话。
2007年,当乔布斯拿出了配备3.5英寸可触摸电容屏的初代iPhone时,移动互联网的大幕也随之拉开。
AR HUD将是智能电动车关键的下一代交互方案。
二
纵使征途是星辰大海,也需要先发展一块根据地。
车机以及车联网在当前还不能干掉手机支架,最主要的原因则是车载导航产品的体验,相对于手机导航并没有明显的差异化,甚至还有倒退,在这一点上,特斯拉的用户非常有发言权。
AR导航则能提供远胜于手机导航的体验,是AR HUD当前最重要的落地场景,也是车机取代手机的关键一战。
为了能让AR导航上车,一些车企及供应链企业推出了初步的替代方案。
主要的方案是,通过前摄像头的视频图像,与生成的AR导航图像进行拟合,对导航信息进行增强,最终在仪表、中控上将AR导航信息展示出来。
但这并不是终极方案,体验不佳,驾驶员仍需要低头查看,显示结果也并不直接。在技术层面,基于实时视频的导航对延迟要求较高,对座舱芯片算力的要求也不低。
尽管斑马、四维图新等公司在前两年都推出了类似的产品,但市场反应寥寥。
AR HUD拥有终极的AR导航方案。