增强现实抬头显示(AR-HUD)技术这个领域有哪些挑战,谁在创新?

2021-09-27 13:57:54 来源:EETOP
增强现实技术一直是各种技术的焦点,但它在车辆平视显示器中的应用又如何呢?在这个领域有哪些挑战,谁在创新?

当大多数人想到增强现实 (AR) 时,首先想到的可能是智能眼镜和头戴式显示器。然而,AR 正在发现除此之外的许多应用,包括在您的智能手机上,甚至在您的汽车上。

AR HUD技术的开发与投影。图片由 德州仪器提供

汽车AR 平视显示器(AR HUD) 是一个重要的兴趣和研究领域,许多公司致力于将这项技术变为现实。上周,该领域发布了两项进展,一项来自华为,一项来自英飞凌。

本文将深入探讨这项新技术面临的一些挑战,以及像华为和英飞凌这样的公司带来的挑战。

AR HUD 的挑战

从光学和电气工程的角度来看,AR HUD 带来了一些重大的设计挑战。

这里的主要挑战之一是处理和图形对齐。AR HUD是一种技术,旨在从各种机载传感器中读入数据,然后处理这些数据,生成数据,最后显示与快速变化的环境相一致的图形,所有这些都是实时的。

完成所有这些都需要处理硬件,例如 GPU、高分辨率显示技术、用于引导光线的可调镜、跟踪用户的眼动追踪摄像头等等。最重要的是,需要将这些装置集成到空间受限的仪表盘中。

AR HUD 系统示例

第二个设计挑战是功耗。在 HUD 中,所需的流明与视野 (FOV) 和视线面积成正比(任何一项增加一倍都需要两倍的流明)。这个挑战需要权衡,因为大的视线区域和宽的 FOV 是可取的;然而,它们的代价是功耗增加和相应的热挑战。这种权衡产生了对高效成像技术的需求,其中数字光处理(DLP) 技术已变得非常流行。

尽管存在这些挑战,但随着AR HUD的发展,越来越多的公司正试图找到让这项技术成为现实的方法。

英飞凌的 AR HUD 芯片

为了实现更小、更高效的成像系统,英飞凌发布了新的 MEMS 扫描仪芯片组。

新的芯片组集成了MEMS 反射镜和MEMS 驱动器,这使得该设备能够实现小尺寸和低功耗。此外,该芯片组集成了一个新型倾斜镜,英飞凌表示,这可以为全新的激光束扫描仪 (LBS) 技术铺平道路。

总之,该芯片组希望能够实现体积小、重量轻、功耗低的 AR 微型投影仪。这将允许在用于汽车和头戴式显示器的 AR HUD 中使用更高效的成像技术。

英飞凌并不是最近唯一一家专注于 AR HUD 的公司,华为也刚刚推出了其最新的 HUD 技术。

华为推出全新HUD

上周,关于 AR HUD 的另一个重大新闻是华为在 IAA MOBILITY 2021上首次亮相其最新的汽车 AR HUD解决方案。

华为全新AR HUD系统图。图片由 华为提供

新的AR HUD提供13° x 5° FOV,允许在驾驶员前方7.5 m的距离显示70英寸的图像。总体而言,该系统利用 DLP 技术提供超过 100 PPD(每度像素)的全高清显示,具有约 10 L 的紧凑尺寸。此外,华为声称其 HUD 采用独特的光路设计和算法技术,提高图像清晰度,消除重影引起的头晕。 在应用和功能方面,华为HUD声称可以提供:

  • AR导航信息
  • 检测周围车辆和行人
  • 低能见度环境(如夜晚、雨天)中的视力增强

总而言之,AR HUD 技术已准备好提高驾驶员的安全性并重塑我们驾驶车辆的方式。虽然肯定存在挑战,但华为和英飞凌等公司正在努力克服这些挑战,结果肯定是有希望的。

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