深蓝汽车:基于与辅助驾驶深度融合的AR-HUD体验设计

2025-05-09 21:11:07 来源: 盖世汽车 阅读量:12831   

2025年4月25日,在汽车消费趋势洞察大会上,深蓝汽车智能座舱高级总监赵曜指出,近年来,在中国车企的推动下,HUD快速发展,逐渐取代组合仪表成为车型标配。AR-HUD通过提供丰富的导航信息、场景重构信息及智能驾驶控制器感知内容,显著提升了驾驶安全性。随着高精定位技术的应用,AR-HUD能够实现更精准的车道偏离预警和导航贴地效果,为用户提供更优质的驾驶体验。

AR-HUD基于智能辅助驾驶的场景化体验需求,具备动态车道级导航、自动驾驶状态可视化等功能,能够清晰展示刹车、加速、并线状态及实时环境感知下的风险预警,增强用户在复杂路况下的驾驶信心。在极端天气和夜间行车时,AR-HUD也能有效投射车辆距离与成像,提升驾驶安全性。深蓝汽车等车企正积极探索AR-HUD的终极形态,旨在实现大FOV下全挡风玻璃显示效果,为用户提供更直观的导航和信息展示。

深蓝汽车智能座舱高级总监

以下为演讲内容整理:

智能辅助驾驶平权为AR-HUD技术发展带来新机遇

1988年,通用汽车首次搭载HUD,自此HUD产品由军用走向民用。HUD在汽车中从落地应用到形成产业规模,历经了漫长时间。最初是C-HUD,通过一块塑料光板进行投射,随后发展为能够投射在前挡风玻璃上的W-HUD,如今则是AR-HUD。

HUD的快速发展阶段始于2020年以后,在中国车企的引领下,从用户体验感知和性价比等方面,逐渐让用户接受。2023年以后,HUD逐渐取代组合仪表,成为车型标配。

首先是FOV大小的变化趋势。从原先的9×3°以下,逐步发展为10×4°,未来将达到13.5×5°。可以看出,HUD为用户带来的体验观感越来越好,从C-HUD到W-HUD再到AR-HUD,其占比也在逐年变化。

图源:演讲嘉宾素材

HUD上的信息显示从最初简单的车速、指示灯、安全带及危机提醒等安全报警类信息,逐渐拓展到导航信息、场景重构信息、车道偏离信息等,以多种方式呈现给用户,核心目的在于提升驾驶安全性。

在中国市场中,城市NOA以及2.5级辅助驾驶的搭载率不断上升,今年开始,城区辅助驾驶配置的搭载数量呈指数级增长。在这种趋势下,我们在进行HUD交互设计时,希望让用户了解智能驾驶控制器的感知内容,从而更安全地监控车辆辅助驾驶状态。

我们对相关信息进行了分解与收集,在较低阶阶段,信息相对较少;到了L1、L2级别,我们突出展示了基础导航信息、环境信息以及主动安全告警信息。同时我们发现,HUD并非显示内容越多越好,在没有高精定位之前,很多AR场景在实际应用中无法精准实现,因为定位精度只能达到米级,车辆无法准确判断自身所在车道,导致在进行贴地效果等场景呈现时存在延迟,效果不佳。

随着高精定位技术的应用,车辆将能够明确自身所在车道,基于此,我们可以更好地实现车道偏离预警、导航贴地效果等,这依赖于自动驾驶性能的提升,也为用户带来了更好的体验。

基于智能辅助驾驶的场景化体验需求

动态场景方面,HUD的主要功能之一是实现动态车道级导航与路径引导,无论是在自动驾驶还是人工驾驶状态下,都能帮助用户规划路径,避免走错路。

自动驾驶状态可视化方面,HUD通过引导线、箭头等方式,展示自动驾驶的刹车、加速情况,以及并线时的状态,让用户清晰了解车辆是否可以安全变道。另外还会展示实时环境感知下的风险预警功能,在雨雾等恶劣天气条件下,无论是人驾还是辅助驾驶,HUD都能更清晰地识别前方车辆,为用户提供安全保障。

以重庆的黄桷湾立交桥为例,这是亚洲较为复杂的立交桥之一,匝道众多。我们在此测试AR-HUD的效果,针对导航性能展开了一系列工作,包括车道引导、实时路况标注、实时交通信息呈现等。在进行UI交互设计时,我们借鉴了类似《极品飞车》等游戏中的场景化、游戏化交互元素,使AR-HUD的导航显示更加直观。

关于场景化需求,我们提出了三个问题。在自动驾驶状态下,车辆为何会突然刹车?车辆变道时为何速度会很快?为何快撞上前车时车还不减速?作为HUD设计方,我们希望以最快速度将这些信息呈现给用户,让用户了解车辆的决策过程,例如通过车距的黄色、红色标识来体现自动驾驶的决策距离等,目的是让用户清楚知晓自动驾驶的运行状态。

在春秋季节,经常会遇到雾天、雨天等极端天气。AR-HUD能够很好地解决这些情况下的驾驶问题,只要自驾控制器能够感知到,HUD就能清晰显示相关信息。在外界车辆可视度不佳时,HUD能在前挡风玻璃上清晰投射出车辆距离与成像。在夜间行车方面,即使在大灯未照射区域,激光雷达探测到行人后,AR-HUD也能显示出人员走动情况,满足用户对夜间驾车安全性的更高需求。

图源:演讲嘉宾素材

全民智能驾驶辅助时代下AR-HUD的演变趋势探讨

我们理解的AR-HUD终极形态是,在大FOV下,能够在不同场景中清晰显示导航和自驾信息,实现全挡风玻璃显示效果。在变道等情况下,主驾、主驾后侧及副驾人员都能在全挡风玻璃上看到AR-HUD的效果。

目前需要解决前车标记不准、告警不及时、实景融合效果差以及引导线无法绘制等难题。随着自驾高精定位技术的应用,前车标记不准和告警不及时等问题得到改善,延迟降低,用户体验提升,这也延长了用户在自动驾驶状态下的预判时长,延长了用户接管车辆的时长,增加了安全防御时间。

FOV越大,AR-HUD占用前方仪表台板的空间就越大。在车辆设计开发布置初期,需要精心规划每一寸空间,以满足仪表台板对支撑空间下沉位置的要求,确保光线投射效果,实现更好的FOV体验性能。

当前设计思路发生了变化。对于SUV车型,若要增大AR-HUD的FOV,会与组合仪表的空间需求产生冲突。深蓝汽车认为,未来AR-HUD是发展趋势,因此坚定取消组合仪表,为AR-HUD腾出空间。

当前,AR-HUD越来越成为用户体验的核心。在车辆前期设计布置时,将AR-HUD作为核心进行布置。即使需要对转向支撑的弯曲曲率等进行大幅调整,也要确保AR-HUD的体验效果。这是由于软件定义汽车后,设计理念发生了重大变化。

保证大FOV后,虚拟成像距离可从7.5米以上拓展到更远,以虚拟图像在路面上投影,实现增强现实HUD投影距离的真正落地。经过实践发现,将成像距离设置为7.5-10米,远端20米时,对于近端信息显示和远端场景的AI-HUD融合效果最为合适。基于此,我们开发大FOV功能。

针对大FOV设计的痛点,我们有以下解决方案。首先,光波导技术对下部体积的要求较低,原本布置一个13×5规格的AR-HUD可能需要16-19升空间,采用光波导技术后,体积至少减少一半,特别是在z轴深度方向上有很大提升空间。

关于分辨率低、颗粒感明显的问题,今年随着主流的3.1英寸TFT逐渐升级为4.1英寸、5.1英寸,在7.5米的前方离地距离下,5.1英寸TFT在显示颗粒感和分辨率方面有较大提升,PPI已提升至大于等于100以上,显示效果更加直观细腻。

针对阳光倒灌导致温升风险,可能对TFT屏造成损伤的问题,通过多年算法积累,我们已完美规避这一风险,使AR-HUD能够真正替代仪表显示,让用户无需低头看中控屏,即可在AR-HUD上获取所需信息。

在本次车展中,我们还发现了一种可使FOV更大的途径,即HOE,通过全息投影方式实现AR-HUD的PGO方案,使整个体积更小。HUD产业发展趋势呈现多样化,包括向PHUD方向发展,有一次投影方式,也有像光波导这样的两次投影模式。围绕大FOV体验感的提升,不同技术路径和解决方案正在快速发展迭代。

我们期待未来两年,随着AR-HUD技术及行业的快速发展,在不同技术路径下,围绕大FOV、小体积的终极目标,能够为用户带来更好的体验。

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