作為智慧座艙的重要配置之一,HUD由於能很好地提升駕駛員注意力集中度,提高駕駛安全,正隨著相關技術的日趨成熟進入普及階段。目前很多車企都將HUD作為了一項“加分”配置在新車上搭載,特別是寶馬、賓士、奧迪等豪華車以及日系品牌,HUD的配置率普遍較高。在此背景下,HUD的滲透率不斷提升,技術迭代也隨之迅速加速,比如前兩年還處於概念階段的AR-HUD,今年就隨著相關車型的推出逐步拉開量產大幕。
HUD加速迭代, W-HUD成市場主流
HUD抬頭顯示,顧名思義就是將時速、導航等重要的駕駛資訊投射到司機前方,讓司機抬頭就可以看到,從而減少駕駛過程中低頭、轉頭的情況,提高新車安全。這項技術最早應用在飛機上,2000年左右才逐步被運用到汽車上。
然而由於顯示技術解析度較低、顯示內容單一,早期HUD給人的感覺很“雞肋”,且主要應用在中高階車型上。直到近幾年,隨著汽車智慧化變革的不斷深入,以及顯示、智慧駕駛等技術的快速發展,HUD才逐漸往中低端車型下探,並呈現爆發之勢。
據高工智慧汽車研究院監測資料顯示,2020年1-10月國內銷售上險搭載HUD的新車數量為57.78萬輛,相較於去年同期增長102.67%。接下來隨著更多搭載HUD的車型上市,預計到2022年HUD前裝搭載率將超過10%,2025年國內前裝滲透率將達到25%,市場空間近100億元。
支撐HUD市場增長的,是背後技術的快速迭代。從HUD開始在汽車上應用到現在,該領域共出現了三種產品形態:C-HUD、W-HUD和AR-HUD。其中C-HUD主要是以放置在儀表上方的半透明樹脂板作為投影介質,反射出虛像,比如廣汽本田皓影、日產天籟上的HUD,以及黑科技的百路達HUD,都是C-HUD,這類HUD曾經在後裝市場風靡一時。
但因為C-HUD螢幕小、成像區域小、距離近,顯示內容有限,加之C-HUD一般置於儀表上方,在發生碰撞時可能會對駕駛員產生二次傷害,於是便催生了更為先進的W-HUD。與C-HUD不同,W-HUD主要是以前擋風玻璃為投影介質來反射成像,無論是成像範圍、投影距離還是內容豐富度,均有了極大的最佳化,因此在近幾年成為了車企的“新寵”,逐漸取代C-HUD。
比如一向對新興技術反應迅速的豪華品牌代表寶馬,早在數年前就開始佈局W-HUD,並於近兩年逐漸將這項配置從早期的寶馬7系下放到寶馬5系、寶馬3系等車型上。另外諸如凱迪拉克CT5、謳歌RDX等二線豪華品牌車型,馬自達CX-5、別克君越、廣汽豐田雷凌等合資品牌車型以及幾何A、吉利星越、威馬EX6、紅旗HS6、哈弗大狗等自主品牌新車,也紛紛開始搭載W-HUD。在此背景下,W-HUD逐漸在HUD市場佔據主導,並有望在未來進一步提升市佔率。
本土玩家密集佈局,AR-HUD蓄勢待發
在HUD領域,如果說C-HUD代表了過去,W-HUD象徵著現在,那麼AR-HUD則屬於未來。由於引入了AR技術,AR-HUD可以將限速標識、轉向方位、路面資訊等車輛行駛資訊以更動態的畫面投放到擋風玻璃上,且相較於W-HUD,這種方案可以呈現的資訊更豐富,並具有很強的互動性,正被普遍認為是HUD將來的主要發展方向。
“如同C-HUD只是HUD演進過程中的一個過渡產品,W-HUD雖然能展示的內容多一些,依然是一個過渡產品,未來AR-HUD才是最終的發展方向。”百度車聯網事業部AR方向資深專家鄧蘇南指出。
寶沃汽車人機工程高階經理、整車人機工程開發總負責人黃超俊也認為,“儘管從技術應用來看,目前W-HUD相對成熟,但下一個階段肯定是屬於AR-HUD的,這是所有車企未來兩到三年應該重點佈局的技術。”
事實確實如此,目前,大眾ID.4 X、全新一代賓士S級已經率先“嚐鮮”AR-HUD。11月3日,ID.4 X在深圳重磅首發,並同步開啟預訂。據官方介紹,該車配備的AR-HUD增強現實抬頭顯示功能可以將行車資訊及路況導航資訊投射在前擋風玻璃上,並與前方道路視覺融合,提升駕駛趣味性和科幻感。據悉,大眾ID.4 X也是同級電動車中唯一一款裝配AR-HUD的車型。
與此同時,一汽、廣汽、奇瑞等也在進行相應的規劃。而為了更好地應對主機廠的需求,除大陸集團、偉世通、日本精機等傳統國際Tier1,百度、華陽集團、未來黑科技、銳思華創等國內技術供應商也在積極開展AR-HUD相關的佈局。
其中百度早在2018年就於業內首發了AR-HUD,透過將儀表盤和導航內容簡約地對映在智慧大屏上,使駕駛員無需低頭看儀表盤就可以瞭解車輛行駛資訊。據鄧蘇南透露,目前百度的AR-HUD已經進行了多次迭代,特別是對硬體進行了升級,以支援相關的ADAS功能。“到現在我們已經交付了一個POC,還有一個POC轉量產的專案,另有多個量產專案在談,累計合作的品牌有數十家。” 鄧蘇南表示。
華陽集團也於2018年就開展了AR-HUD預研,目前已經獲得定點。此前,有投資者在互動平臺上詢問華陽HUD量產情況時,華陽表示自公司2012年組建HUD研發團隊至今,W-HUD產品已搭載東風日產一款車型量產上市,且獲得了長城系列車型以及海外車企的定點專案,AR-HUD則預計2021年底開始陸續搭載量產車型面市。
而未來黑科技和銳思華創作為HUD領域創企的代表,目前也和相關車企就AR-HUD達成了合作。其中未來黑科技早在2018年就與寶馬展開了合作,而銳思華創近日透露其 AR-HUD 也已經在BMW i3上路測AR導航及ADAS功能超過半年,預計2020年底對當前車AR-HUD進行全面升級,2022年實現廣角AR-HUD產品量產。
在新舊勢力的密集佈局下,AR-HUD市場正不斷被開啟。據相關預測資料顯示,到 2030 年AR-HUD有望佔據HUD市場一半以上的規模,這意味著接下來幾年AR-HUD將呈現幾何倍數增長。
多重難點待破,AR-HUD普及尚需時日
對於HUD未來的發展方向,雖然目前業界已經達成一致,但不容忽略的是,在AR-HUD邁向大規模應用的過程中,其實還面臨多重挑戰。
比如在顯示屏的設計上,AR-HUD該呈現哪些內容,這些資訊該怎麼分佈及呈現,螢幕反光問題如何處理,視距怎麼控制等等,都是需要考慮的問題。對此,百度車聯網事業部AR方向資深專家鄧蘇南認為,AR-HUD最基礎的能力其實是AR導航,這是後續自動駕駛邁向L4一個重要技術積累。在這個基礎上,未來HUD還可以擁有藍芽電話、音樂及各種小程式,以實現精準的資訊提醒和多樣化的資訊推送,成為一個生態化的載體。
而在華陽多媒體電子有限公司總經理助理張環宇看來,HUD和ADAS的結合,才是HUD存在的基礎。特別是在L0~L2階段,由於人類駕駛員對車輛有著絕對的控制權,這時候透過在HUD上顯示導航、ADAS報警和狀態等資訊,可以有效減少駕駛員低頭頻率,提升駕駛安全。“從這一點上來講,儀表上很多和行駛相關的資訊,其實都可以放在HUD上,而那些需要備份的資訊,比如里程、檔位等,則可以放在車機上。”
成本過高,也是導致AR-HUD商業化受阻很重要的一個因素。雖然目前HUD整體應用趨勢在逐步下探,但成本仍然非常高,所以現階段其實還是以中高階及以上車型應用為主。此前長城證券研究所就曾統計過汽車之家上在售的700多款車型的HUD裝配情況,發現80%的車型價格在 25 萬元以上。更不用說技術門檻更高、剛剛邁入量產階段的AR-HUD,更非一般車型承受得起。
還有AR-HUD體積過大,不易與儀表板整合亦是很關鍵的一方面。目前普通 HUD 的體積一般為 2-3L,而AR-HUD由於追求更大的視場角、更遠的成像距離以及更豐富的顯示內容,導致內部的光路結構更復雜、更大,裝置體積也隨之變大。比如全新賓士S級,據悉為了搭載酷炫的AR-HUD,在方向盤前挖出了27L的空間,這對於其他很多車型來說是不現實的。
“所以對於AR-HUD,其實SUV佈置相對容易一點,而轎車則相應更困難一些,並且電動車比燃油車更容易佈置AR-HUD。” 寶沃汽車人機工程高階經理、整車人機工程開發總負責人黃超俊指出。“因此我們給出了一個建議,AR-HUD的匹配順序應該是從電動SUV到電動轎車,燃油車SUV到燃油車轎車。 ”
華陽多媒體電子有限公司總經理助理張環宇也認為,由於體積較大,目前在A級車上搭載AR-HUD相對較困難,加之AR-HUD成本較高,W-HUD一時半會不會完全被AR-HUD取代。“除非將來有全新的技術,比如光波導技術,讓AR-HUD的體積有一個顛覆性的縮減,屆時A級車搭載AR-HUD的可能性或許會大很多。”
不過由於光波導技術又分為幾何光波導和衍射光波導,其中幾何光波導現階段技術相對較成熟、容易實現,百度車聯網事業部AR方向資深專家鄧蘇南認為這一技術路線在未來三到五年將是比較好的選擇。而全息光波導方案雖然有助於縮小AR-HUD體積,但現階段技術還不是很成熟,距離量產還有一定的距離。
“因此,如果整車廠有在新車上搭載HUD的規劃,在車型設計最開始的時候,就要為HUD騰出空間。” 談及對車企HUD規劃的建議時,華陽多媒體電子有限公司總經理助理張環宇表示。