ARHUD技术难点分析 | 真正的ARHUD虚拟融合是关键

在最近结束的2023年消费电子展上，宝马发布了配备大尺寸HUD的i Vision Dee概念车，同时还在前挡风玻璃和其他玻璃上集成了显示系统。宝马集团首席执行官Oliver Zipse表示，超大屏幕将从车上消失，因为它会分散驾驶员的注意力。根据计划，这款概念车的一些设计，包括HUD部分，未来将覆盖宝马下一代Neue Klasse平台上的多个新车型，并将于2025年投产，包括下一代3系、X3等，可以看出，具有大尺寸和大边框显示的HUD将成为未来智能座舱的重要组成部分。目前，市场上配备的大型HUD仍然主要是图形较小、2D显示的W-HUD。此前，梅赛德斯-奔驰S级配备的HUD让人们感受到了ARHUD的更多可能性，但追求它只是W-HUD的一个小升级。那么，真正的ARHUD到底是什么呢？ARHUD应该给用户带来什么样的体验？

顾名思义，ARHUD是将AR技术集成到HUD上。AR技术，即增强现实技术，从根本上讲，旨在呈现真实世界的信息，同时实时显示虚拟信息。这两种类型的信息相互补充和重叠。AR系统具有三个突出特点：真实世界和虚拟世界的信息集成、实时交互以及在三维尺度空间中添加定位虚拟对象。结合HUD平视显示器的自然特性，将信息投影到车辆的前挡风玻璃上，应将AR技术应用于车辆的HUD场景，以实现基于真实道路场景的校准，实时生成适合道路的导航，并融合更多驾驶关键信息、POI和仪表盘信息等其他信息，为了增强智能座舱的体验，它是颠覆未来智能汽车下一代人机交互的关键环节。

从技术角度来看，实现虚拟融合有几点：从感知层和数据处理层面来看，ARHUD仍然普遍作为一个独立的模块存在，主要从智能驾驶领域和智能座舱领域获取环境感知信息和地图导航信息。具体包括：地图导航信息：路线引导曲线方程、前方道路与车辆的相对倾角、目的地信息和车辆的相对坐标、导航箭头形状信息和操纵点信息、导航剩余距离信息和导航剩余时间信息等。环境感知信息：车道线类型、车道线曲线方程和颜色、前车位置和速度、设定速度、行人和障碍物信息、信号灯状态信息、限速信息等。因此，HUD的体验升级需要整合相关V2X、ADAS数据，以及更高精度的地图数据。随着智能座舱系统的进一步升级，AR系统可以从智能驾驶领域获得更多信息，这对AR系统的计算能力提出了更高的要求，并进一步推动ARHUD成为汽车人机交互的第一个平台。目前，汽车行业正处于从燃料动力汽车向纯电动汽车的转型期，车型的平台化和规模化也处于早期阶段。随着智能座舱市场的快速增长，ARHUD也将面临显著的市场增长预期。在图像处理层面，HUD的图像失真有两种：一种是挡风玻璃本身是不规则的表面，反射到人眼中的光线很容易变形，就像扭曲的镜面成像一样。第二种类型的失真是HUD光学结构中的反射器不能满足100%的标准，与传统的WHUD相比，在AR HUD的放大倍数下，即使是微小的失真也不能忽略。因此，在畸变校正方面，光线思维采用自主研发的软件畸变校正算法，消除了挡风玻璃表面形状和安装误差造成的图像畸变。

此外，在驾驶过程中，人眼会跟随车辆产生伴随的抖动……

基于道路信息。如果图像处于完全静止状态，并且不遵循眼睛之间的距离，则很容易导致头晕，并影响ARHUD效果体验。因此，Raythink在AR软件算法中集成了DMS系统，该系统可以配备内置的眼动追踪相机，以确保图像随眼睛移动，在运动中保持相对静止，并提高ARHUD体验。

基于上述技术难点，光线思维凭借20多年的汽车软件开发经验，积累了稳定、成熟、高效的算法。经过多年的深入测试，它已经实现了AR可视化。其自主研发的AR软件算法集成AR Generator?融合车辆内外感知数据、坐标空间转换、虚拟3D空间实时重建，以及将虚拟AR内容映射到现实世界。使用轻量级算法集成各种数据源，包括车辆仪表、ADAS和移动设备。实时融合可确保图像的低延迟实时输出。主要功能：基于人工智能的AR显示调整、AR导航、车道预警系统、行人检测和前车防撞（FCW）。多个HMI屏幕和场景，支持多种皮肤切换，带来更酷炫的驾驶体验，如种族模式、可爱模式等。未来，随着智能驾驶的发展，它可以支持接入更多样化的应用，如面部识别停车支付等。同时，Raythink的AR渲染引擎支持多种软件和硬件平台。通过自主开发的仿真软件和基于光线追踪的实时渲染技术，模拟了AR HUD成像特性和真实环境照明。该测试系统可以在不同的照明和天气条件下实现HUD图像的可见性分析，而不需要真正的汽车或平台。AR HUD成像只需一台计算机即可轻松模拟。它可以快速满足客户不同的AR定制需求。目前，光线科技正在筹备ASPICE标准化流程管理审核认证，以及汽车行业软件开发流程和软件升级能力认证，预计2023年完成。随着睿思华创的国际化产业布局，以及印度班加罗尔算法与软件开发中心和长沙嵌入式软件开发中心的协同软件团队，未来光线思维将通过平台化的AR软件构建多场景AR产品开发落地生态系统。

标签：宝马奔驰奔驰S级

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