智能座舱系列五：AR-HUD

编纂导读：在有关飞行的影戏中，总是能望见很酷的一幕：飞行员从挡风玻璃上就能望见很多紧张信息，从而做出推断。这种体现体系叫做HUD，如今也使用于汽车上。本文作者对此举行了分析，渴望对你有协助。

一、看法

HUD，即仰面体现（Head Up Display），又叫平视体现体系。它的作用，就是把时速、导航等紧张的行车信息，投影到驾驶员前方的挡风玻璃上，让驾驶员尽力做到不低头、不转头就能看到。

这种体现体系，原是军用战役机上的体现体系，飞行员不必低头，就能在挡风玻璃上看到所需的紧张信息。

二、HUD产物演进

HUD使用在汽车上以前有十几年，对驾驶员也相反可以起到主动宁静的作用，继而催生出最初的C-HUD、W-HUD，多见于高端车型。

AR-HUD 是AR加强实际武艺和HUD仰面体现相团结的一种新型的车用HUD，与C-HUD和W-HUD最大的不同之处在于，AR-HUD拥有更大的视场角和更远的成像距离，并且可以直接将体现后果叠加到实际路面。将来两到三年，AR-HUD将碰面临量产的发作期，是将来智能座舱的紧张构成局部。

三、AR-HUD的主要功效

我们整理AR-HUD的功效，可以了解为三大类：车况及导航体系内容、车生态办事信息、行人预警

1）车况及导航体系内容

主要作用是体现如今车况及行驶信息，路途识别以及导航引导

寻常包含的功效：

如车辆情况，胎压监测、油量/电量、续航等；

如行驶情况，时速、转速/功率、能耗等；

如导航提示，转向、行驶里程、限速等。

2）车生态办事信息

主要作用是体现四周生存办事类的信息

寻常会有：

餐饮、购物等基于LBS的消耗引导；

加油/充电，泊车、洗车即是车辆办事干系的引导。

3）行人预警

主要面向繁复情况下的行人监测和提示，助力宁静出行

好比在多路口的特别路段、夜晚行车情况下，经过监测车辆前线的行人，在车内提示和预警驾驶员，注意行人。

四、行业情况

各大厂商的AR HUD的量产时间会合在2020年~2021年 现在各大主机厂，包含国内品牌和外洋品牌，都在与需求商协同研发AR HUD的量产方案，包含一汽、广汽、群众、宝马等厂商，且时间点均在2020年~2021年。可以说，迩来两年年会是AR HUD发作的时间。

五、AR-HUD武艺原理

HUD的主要计划原理是离轴三反射镜光学体系。即图形体现器（PGU）产生图像——小反射镜（fold mirror）折转光路——大反射镜（rotable mirror）反射扩大——风挡玻璃反射进入人眼成像。

AR-HUD则是将体现后果和内容叠加到实际路面，体系架构图及体系框图如下：

六、AR-HUD的开举事点

AR HUD实际上必要15米以上的成像距离，HUD的体积由于光路需求而大到寻常车辆装不下。

AR-HUD的规格也有干系要求，好比：

够宽的FOV，可以cover车道线，因此越宽越好，现在标准的FOV为10°×5°；

够远的VID，虚像可以稳稳锁定对应的实物（10m以上最佳）；

必要搭配AR Creator来共同运作；

HUD的凹面镜和凸面镜之间必要充足的光路空间，才干满意FOV以及虚像VID的要求，因此HUD的体积到达15L；

除此之外，AR-HUD在落地历程中要注意以下成绩：

1. 安装

AR HUD体积较大，散热布局计划繁复，要求高，且易与仪表板管梁和空调管路干涉，必要预留充足大空间举行安插;

AR HUD投影面积更大、距离更远，HUD本身曲面镜较大，现在开模资源较少，良品率较低，本钱较高;

必要安装HUD的车中控、管道、仪表、除霜口必要颠末专门的计划，以便于以上部件与HUD之间不产生干涉。

HUD不克不及安装在随意地点，起首必需满意驾驶者的视野，只能安装在驾驶员的正前线。

HUD的计划是基于整车的眼点、风挡玻璃、机舱盖、中控台等数据，因此与整车的计划是一个两边不休相反、和谐的历程。

2. AR-Creator必要完成的功效繁复

1）HUD体现与车道线 matching

在多车道的情况下，车辆在第几车道，会影响AR-HUD投影信息指示的准确性，故车辆本身须具有车道侦测的干系武艺，提供现在在第几车道的信息，且侦测补正体系会偶尔间延时，因此必需加上事先猜测算法。干系武艺：影像识别

2）HUD体现与车头朝向 matching

AR HUD体现的信息须避开战线车辆掩藏，投影在路面上，故需侦测前线停滞物的地点，动态调停AR HUD体现的信息地点,且侦测补正体系会偶尔间延时，因此必需加上事先猜测算法。干系武艺：77Ghz毫米波雷达/影像识别。

3）HUD体现与前线停滞物标定 matching

AR-HUD假造图像与车外实景结适时，会因车主的坐姿差别产生视角的差别，故需侦测眼球地点，动态调停假造图像的投射角度厘革。干系武艺：DMS/影像识别

4）HUD体现与转弯路口 matching

HUD体现的转弯箭头要到达精准标定到实践路途的路口，有以下需求：

• 精密舆图：提供路口精准的经纬度地点；
• 精准定位：提供车辆地点的精准经纬度与朝向；
• 车头晃动补偿：HUD体现必需补偿车头上下晃动的偏差；
• 搜集高精度舆图与V2X及六轴向陀螺仪、影像识别、毫米波雷达、GPS等各种传感器，经过繁复数字演算，准确定位现在车辆的地点，精密度必要至10cm品级。

七、开发办法

基于以上，寻常AR-HUD的开发为互助，主机厂基于域控制器平台，AR Creator只做软件，AR-HUD算法需求商提供库或可实行文件给主机厂集成到域控制器中。体系由AR-Creator算法及HUD-Projector体现光机构成。AR-Creator卖力交融导航、ADAS、车辆信号等信息，举行图像渲染及真假堆叠后，把体现模子输入给光机，光机卖力解码、体现。

PGU现在有TFT和DLP两种完成方案。二者在相反成像尺寸上，DLP方案在全体功能上，要优于TFT方案，同时价格也会更高。

固然，市场上另有Mini AR-HUD方案（折中本钱）、AR-HUD激光方案（质量优先），主要差别在于体积、成像质量和用度本钱。激光方案的成像质量最好，体积最小，但本钱最高。各车企依据本身情况会有不同的选择倾向。

本文由 @赛博七号 原创公布于各位都是产物司理，未经允许，克制转载。

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