ARHUD技術難點分析 | 真正的ARHUD虛擬融合是關鍵

在最近結束的2023年消費電子展上，寶馬發布了配備大尺寸HUD的i Vision Dee概念車，同時還在前擋風玻璃和其他玻璃上集成了顯示系統。寶馬集團首席執行官Oliver Zipse表示，超大屏幕將從車上消失，因為它會分散駕駛員的注意力。根據計劃，這款概念車的一些設計，包括HUD部分，未來將覆蓋寶馬下一代Neue Klasse平臺上的多個新車型，并將于2025年投產，包括下一代3系、X3等，可以看出，具有大尺寸和大邊框顯示的HUD將成為未來智能座艙的重要組成部分。目前，市場上配備的大型HUD仍然主要是圖形較小、2D顯示的W-HUD。此前，梅賽德斯-奔馳S級配備的HUD讓人們感受到了ARHUD的更多可能性，但追求它只是W-HUD的一個小升級。那么，真正的ARHUD到底是什么呢？ARHUD應該給用戶帶來什么樣的體驗？

顧名思義，ARHUD是將AR技術集成到HUD上。AR技術，即增強現實技術，從根本上講，旨在呈現真實世界的信息，同時實時顯示虛擬信息。這兩種類型的信息相互補充和重疊。AR系統具有三個突出特點：真實世界和虛擬世界的信息集成、實時交互以及在三維尺度空間中添加定位虛擬對象。結合HUD平視顯示器的自然特性，將信息投影到車輛的前擋風玻璃上，應將AR技術應用于車輛的HUD場景，以實現基于真實道路場景的校準，實時生成適合道路的導航，并融合更多駕駛關鍵信息、POI和儀表盤信息等其他信息，為了增強智能座艙的體驗，它是顛覆未來智能汽車下一代人機交互的關鍵環節。

從技術角度來看，實現虛擬融合有幾點：從感知層和數據處理層面來看，ARHUD仍然普遍作為一個獨立的模塊存在，主要從智能駕駛領域和智能座艙領域獲取環境感知信息和地圖導航信息。具體包括：地圖導航信息：路線引導曲線方程、前方道路與車輛的相對傾角、目的地信息和車輛的相對坐標、導航箭頭形狀信息和操縱點信息、導航剩余距離信息和導航剩余時間信息等。環境感知信息：車道線類型、車道線曲線方程和顏色、前車位置和速度、設定速度、行人和障礙物信息、信號燈狀態信息、限速信息等。因此，HUD的體驗升級需要整合相關V2X、ADAS數據，以及更高精度的地圖數據。隨著智能座艙系統的進一步升級，AR系統可以從智能駕駛領域獲得更多信息，這對AR系統的計算能力提出了更高的要求，并進一步推動ARHUD成為汽車人機交互的第一個平臺。目前，汽車行業正處于從燃料動力汽車向純電動汽車的轉型期，車型的平臺化和規模化也處于早期階段。隨著智能座艙市場的快速增長，ARHUD也將面臨顯著的市場增長預期。在圖像處理層面，HUD的圖像失真有兩種：一種是擋風玻璃本身是不規則的表面，反射到人眼中的光線很容易變形，就像扭曲的鏡面成像一樣。第二種類型的失真是HUD光學結構中的反射器不能滿足100%的標準，與傳統的WHUD相比，在AR HUD的放大倍數下，即使是微小的失真也不能忽略。因此，在畸變校正方面，光線思維采用自主研發的軟件畸變校正算法，消除了擋風玻璃表面形狀和安裝誤差造成的圖像畸變。

此外，在駕駛過程中，人眼會跟隨車輛產生伴隨的抖動……

基于道路信息。如果圖像處于完全靜止狀態，并且不遵循眼睛之間的距離，則很容易導致頭暈，并影響ARHUD效果體驗。因此，Raythink在AR軟件算法中集成了DMS系統，該系統可以配備內置的眼動追蹤相機，以確保圖像隨眼睛移動，在運動中保持相對靜止，并提高ARHUD體驗。

基于上述技術難點，光線思維憑借20多年的汽車軟件開發經驗，積累了穩定、成熟、高效的算法。經過多年的深入測試，它已經實現了AR可視化。其自主研發的AR軟件算法集成AR Generator?融合車輛內外感知數據、坐標空間轉換、虛擬3D空間實時重建，以及將虛擬AR內容映射到現實世界。使用輕量級算法集成各種數據源，包括車輛儀表、ADAS和移動設備。實時融合可確保圖像的低延遲實時輸出。主要功能：基于人工智能的AR顯示調整、AR導航、車道預警系統、行人檢測和前車防撞（FCW）。多個HMI屏幕和場景，支持多種皮膚切換，帶來更酷炫的駕駛體驗，如種族模式、可愛模式等。未來，隨著智能駕駛的發展，它可以支持接入更多樣化的應用，如面部識別停車支付等。同時，Raythink的AR渲染引擎支持多種軟件和硬件平臺。通過自主開發的仿真軟件和基于光線追蹤的實時渲染技術，模擬了AR HUD成像特性和真實環境照明。該測試系統可以在不同的照明和天氣條件下實現HUD圖像的可見性分析，而不需要真正的汽車或平臺。AR HUD成像只需一臺計算機即可輕松模擬。它可以快速滿足客戶不同的AR定制需求。目前，光線科技正在籌備ASPICE標準化流程管理審核認證，以及汽車行業軟件開發流程和軟件升級能力認證，預計2023年完成。隨著睿思華創的國際化產業布局，以及印度班加羅爾算法與軟件開發中心和長沙嵌入式軟件開發中心的協同軟件團隊，未來光線思維將通過平臺化的AR軟件構建多場景AR產品開發落地生態系統。

標簽：寶馬奔馳奔馳S級

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