车载抬头显示HUD从“黑科技”走向标配,AR-HUD处于爆发前夜

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电子发烧友网报道(文/吴子鹏)在高端乘用车完成试点以及认知普及之后,车载HUD(抬头显示系统)终于在2020年开始了规模商用,很多人将这一年定义为车载HUD的产业化元年。在智能驾驶汽车的推动下,HUD有望在乘用车搭载方面更进一步,成为系统标配,产业将迎来爆发期。

 

根据QYResearch的《2022-2028中国车载HUD系统市场现状研究分析与发展前景预测报告》市场调研报道,2022年全球车载HUD市场规模有望达到22亿美元,渗透率达到9.5%;到2025年,车载HUD渗透率有望达到45%,2019年-2025年的年复合增长率高达71%。

 

 

从C-HUD到AR-HUD

HUD的英文全称是Head Up Display,所以中文译作抬头显示系统,最早应用于军用飞机上,帮助驾驶员减轻认知负荷。发展至今,车载HUD已经演化出三种形式,也完成了从C-HUD到AR-HUD的蜕变,另外一种是W-HUD。

 

C-HUD是指Combiner HUD,组合式抬头显示系统。C-HUD是将信息投放在仪表盘上方的树脂板上,这是一个半透明的板子,能够反射出投射信息的虚像。由于C-HUD需要树脂板作为投放介质,因此往往会以后装的方式安装,这就导致C-HUD存在一些“先天性”的弊病,比如投射范围小,距离近,且容易引发车祸时的二次伤害。

 

W-HUD是指Windshield HUD,属于C-HUD的升级版,不再需要树脂板这样的辅助器材,如其名称所显露的,W-HUD直接将信息投放在汽车前挡风玻璃上。由于没有介质板的限制,W-HUD的投射范围更大、更远。不过,由于汽车挡风玻璃的形状是弧形、斜向的,增加了光学信息的投射难度,产品光学结构相对复杂,成本相对较高。

 

比W-HUD更进一步的便是AR-HUD,全称为Augmented Reality HUD。顾名思义,AR-HUD便是AR技术在汽车领域的一次成功的应用尝试。AR-HUD的投放介质同样是汽车挡风玻璃,相较于W-HUD投放信息和道路实况是脱离的,AR-HUD通过数字微镜原件生成图像元素,经过反射镜投射出去的图片具有层次感,分为近投影和远投影。其中近投影所包含的速度和油表信息与W-HUD差别不大,不过远投影能够实现虚拟图像和现实路况的融合,增加驾驶员对道路信息的认知,使得驾驶更方便安全。

 

根据德州仪器的介绍和演示,如果要实现AR-HUD,VID>7米,并且FOV>10°。在远投影方面,将融入跟车提醒、行人预警、车道偏离指引、变道指引等信息。

 

目前,在车载HUD市场上,W-HUD是市场主流,AR-HUD则是未来的趋势,已经进入量产和推广阶段。不过,AR-HUD比W-HUD的光学系统更复杂,成本也就更高,因此最先搭载AR-HUD的车型大都价格不菲,以中高端车型为主。

 

 

产业上下游积极布局

无论是现阶段的W-HUD,还是未来的AR-HUD,都受到了车厂的推崇,是汽车智能座舱重要的组成部分,也是汽车核心卖点之一。

 

从产业链分布来看,车载HUD的上游主要是原材料供应厂商和软件方案公司,中游是各大车载HUD品牌商,下游则是整车厂。车载HUD所用到的原材料除了挡风玻璃和曲面镜以外,最重要的还是显示源,也就是光学系统。

 

车载HUD显示源用到的主要芯片包括控制芯片、ISP芯片、DLP、LCD芯片、LCOS芯片等。供应商包括德州仪器、京东方、爱普生、非宝电子、索尼等企业。目前,W-HUD用到的主要激光显示技术包括四种:DLP、LCD、LCOS以及MEMS激光投影。

 

在DLP方面,和全球数字放映机市场类似,TI在车载DLP芯片方面具有绝对的领先优势。该公司自2015年发布首款应用车载HUD的DLP芯片组之后,此后一直深耕于此,目前基于TI的DLP芯片组已经能够实现AR-HUD方案。

 

LCD液晶投影技术具有图像色彩饱和度好,层次丰富,色彩分离好等优点,主要的核心技术掌握在索尼和爱普生手中,不过国内的京东方、天马、信利等也在布局这一块;LCOS是硅基液晶技术,索尼同样是重要的技术提供商,此外还有JVC和晶典等。

 

MEMS激光投影是将RGB三基色激光模组与微机电系统结合的投影显示技术,优点是高亮度、体积小、色域广,不过成本也相对较高。相较于其他显示方案的核心技术握在国际厂商手里,MEMS激光投影被认为是自主品牌在车载HUD核心芯片突围的好机会。目前,车规级MEMS激光投影芯片主要供应商是Microvision、丰宝电子等。

 

在品牌方面,目前W-HUD的主要市场份额主要掌握在外资品牌手中,包括电装、日本精机、伟世通、德国大陆等,这些公司占据着国内外大部分的市场份额,并拥有成熟的前装供应链体系,也具备前装优势。当然,国内的汽车零部件生产商泽景电子、华阳集团、均胜电子等也在布局车载HUD。随着AR-HUD进入量产阶段,目前华为、欧菲光等科技企业以及未来黑科技、点石创新等初创企业迎来市场机遇。

 

据统计,2021年以来AR-HUD密集上车,长城摩卡、吉利星越L、大众ID系列、广汽传祺GS8、北汽魔方、飞凡R7等车型均选择搭载了AR-HUD,在2021年上半年,AR-HUD在国内的装配量达到3.5万辆,并且已经在2021年8月份超过了C-HUD。

 

对于国产厂商而言,想要突围目前来看还是任重道远。截止到2020年的统计数据显示,国内车载HUD市场的前三大厂商均为国际厂商,分别是精机、大陆集团和电装,市占比分别为33.3%、27%和20%。

 

 

写在最后

目前,车载HUD正处在W-HUD向AR-HUD过渡的时代,国际Tier 1级汽车零部件供应商的话语权在降低,国产品牌迎来了机会,在核心器件和品牌方面都已经打入到市场中心区域。不过,汽车供应链一直以来都较为稳定,国产品牌想要更进一步,还需在技术和产品性能上领先于人。

 

HUD    

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