眼镜hud(hud智能眼镜)

来源:配镜咨询网 时间:2023-10-18 13:59:16 责编:配镜顾问 人气:

汽车行业抬头显示(HUD)技术:赋能智能驾驶,加速放量正当时

(报告出品方/分析师:海通国际YJi)

眼镜hud(hud智能眼镜)

1.HUD(抬头显示)技术为汽车智能化赋能1.1HUD抬头显示系统:从航空领域到汽车行业

HUD(HUDi)抬头显示系统,作为一种综合电子显示设备,可以将车辆的信息,如车速、油耗、发动机转速、导航等,投影到前挡风玻璃上或其他显示介质上,供驾驶者查看,从而减少驾驶者因低头或视线转移而带来的安全隐患。

HUD起源于航空领域,1988年通用汽车首次将HUD应用在汽车领域。2003年,宝马成为欧洲车企中第一家配备HUD的公司,此后多家整车厂,如奔驰、奥迪、丰田、本田等,也开始推出装配HUD的车型。

随着2020年奔驰新S级推出业界首款量产AR-HUD(增强现实型抬头显示系统),整个HUD市场再次按下加速键。

1.2W-HUD为市场主流,AR-HUD初露锋芒

车载HUD经历三代升级,成像质量不断优化,信息量持续增加,科技感大幅增强。目前市场上W-HUD为主流,AR-HUD加速落地量产。

第一代为C-HUD(CiHUD),组合式抬头显示系统。C-HUD采用半透明树脂板作为显示介质,具有安装便利的优点,但是成像区域小、显示信息少,由于C-HUD是以配件的形式加装在车辆上,在发生事故时容易对驾驶员造成二次伤害。

第二代W-HUD(WihiHUD)风挡式抬头显示系统,是目前应用最广泛的HUD,已经实现量产。W-HUD利用光学反射将行车信息投射到汽车前挡风玻璃上。W-HUD较C-HUD显示范围更大、投影距离更远。

第三代AR-HUD(ARiHUD)增强现实抬头显示系统,是一种全新的抬头显示技术,和传统的W-HUD相比,AR-HUD投影范围大、信息量多,可以更好地结合ADAS采集到的数据,进行场景融合,通过数字图像与真实场景的叠加,增强HUD的实用性和科技感。

1.3HUD技术原理

HUD系统由投影单元和显示介质两大关键部件组成。投影单元内部集成了投影仪、反射镜、投影镜、调节电机及控制单元。其中,控制单元通过车辆数据总线获取车况、导航等信息,并通过投影仪输出图像。显示介质负责成像,成像载体主要是半透明树脂玻璃和汽车前挡风玻璃。

HUD的原理和幻灯片投影类似,投影仪产生的图像经过反射镜、投影镜反射到汽车前挡风玻璃,驾驶员可以以平视的角度获取HUD所投射的信息。

光源由图像生成单元PGU(PiGiUi)生成,高亮度图像信息通过多次平面或曲面镜进行放大和耦合,最后通过挡风玻璃反射的至驾驶员的眼部活动区域,即眼盒(Ex)。

1.4远虚像距离(VID)和大视场角(FOV)是AR-HUD的核心要求

AR-HUD将驾驶信息的投射虚像与现实事物叠加,实现图形与现实世界深度融合。为了实现这一功能,AR-HUD要求在驾驶员前方至少7处投射虚像。在7或更远时,人类视觉对深度的感知能力降低,在这个距离投影图像会使驾驶者产生图像与现实世界融合的错觉。较长虚像距离(VID)还可以缩短眼睛在现实世界物体和HUD图像之间调节和适应的时间。同时AR-HUD对视场角(FOV)也有更高的要求,较大的虚像尺寸使得显示内容更加丰富。

和W-HUD相比,AR-HUD显示信息增加。

AR-HUD通过前置雷达和摄像头等设备收集到车外环境的数据,通过AR算法,计算得到所需呈现的图像和数据信息,再通过AR-HUD中的光学结构将图像反射到挡风玻璃上,在挡风玻璃的前方产生叠加在实物上的虚像。

1.5常用图像生成单元(PGU)技术:TFT-LCD和DLP为主流技术

目前运用在HUD上的投影技术,主要有投影TFT-LCD(ThiFiTiLiiCDi)、DLP投影(DiiLihPi)、激光扫描投影、LCOS(LiiCSii)投影等技术,其中TFT-LCD大量运用于W-HUD,DLP是目前AR-HUD领域最为成熟的技术,但其成本较高。

基于LCOS的AR-HUD解决方案正在快速推进中,未来可能成为黑马。TFT-LCD投影技术比较成熟,其原理是利用液晶显示面板透射成像,透过背光照明,液晶挡住了大部分光,所以亮度不够,且产生大量热量。

DLP是美国德州仪器的专利技术,通过集成了数十万个超微型镜片的DMD(DiiMiiDvi)将强光源经过反射后投影出来。相较于TFT成像技术,DLP不需要液晶偏光片,而是采用DMD反射式投影,减少亮度损失。DLP技术产生的图像分辨率高,对比度高,成像逼真,但成本较高。

LCOS技术使光源经过分色镜后投射至三片LCOS面板,再通过合光系统形成影像。LCOS在分辨率、亮度、色彩等方面有优势。

LCOS芯片车规级化正在进行中,豪威、奇景光电等芯片产商已拥有成熟的LCOS芯片生产线,华为、一数科技等厂商先后入场推出基于LCOS的AR-HUD解决方案。(报告来源:远瞻智库)

激光扫描投影以激光作为光源,通过MEMS(Mihi)微振镜形成投影,具有组件小、能耗低、亮度高、视场大的优点,但是成本很高,激光二极管对温度较敏感,不能达到85℃的工作要求,因此激光扫描投影暂未大规模应用于车载HUD。

2.HUD产业链:国内供应商实力凸显HUD产业链可分为上、中、下游,上游为PGU供应商、PGU芯片供应商、光学镜面供应商、挡风玻璃供应商和相关光学或AR软件供应商。中游为HUD厂商,可分为国际厂商、国内厂商和初创公司。HUD的下游为整车厂。

2.1上游:PGU和自由曲面镜为核心部件

(1)图像生成单元PGU

HUD产业链上游的PGU为HUD的核心技术之一。在较为成熟的TFT-LCD领域,国内厂商已经能够实现量产,但是在DLP领域,所需的DMD芯片完全被德州仪器垄断。国内LCOS技术尚处于研发阶段,华为和一数科技前后入场LCOS解决方案市场。

基于TFT-LCD的主要PGU供应商有京东方、天马微电子、日本JDI等。

基于DLP的PGU供应商有水晶光电和广景视睿等。水晶光电在HUD行业耕耘已久,生产基于TFT和DLP的PGU,同时也具备HUD整机生产能力。水晶光电的AR-HUD在红旗EHS-9车型上实现量产。广景视睿主要是基于德州仪器的DLP开发PGU,目前应用于投影电视、AR眼镜、汽车HUD等方面。

基于MEMS激光扫描的PGU供应商有丰宝电子、Mivii等,LCOS供应商包括一数科技、Dii、Wvi等。

成像芯片是PGU的核心,DLP所芯片为德由州仪器独家生产,议价能力强。TFT-LCD芯片主要由爱普生提供,LCOS芯片厂商有索尼、JVC等,MEMS激光扫描的芯片供应商主要有意法半导体、MiVii、日本理光等。

(2)自由曲面镜

汽车前挡风玻璃是无对称性的自由曲面,会使成像扭曲,因此HUD系统中需要使用自由曲面投影镜来抵消畸变,主要厂商有舜宇光学、亮宇光学、福建富兰光学。

舜宇光学作为国内领先的光学元件生产企业,可以生产自由曲面,投影光机、整机等产品。根据舜宇光学2021年年报,公司已实现用于HUD的自由曲面镜的量产;应用于全息AR-HUD方案的核心光学引擎已开始小批量供货。亮宇光学为华阳HUD的供应商,富兰光学是国内W-HUD自由曲面镜的批量出货厂家之一。

(3)显示介质

在HUD显示介质供应商方面,福耀玻璃为AR-HUD的落地助力,其HUD抬头显示玻璃将夹层玻璃内部PVB膜片设计成楔形状,重叠主像和副像,校正重影,并在前挡风玻璃内部镀有透明纳米膜,增强主像亮度,消除重影。

2.2中游:打破国际巨头垄断,国内制造商持续发力

HUD行业市场空间广阔,吸引了众多供应商,包括全球汽车零部件供应商,如伟世通、日本精机、日本电装、德国大陆等,也有国内HUD供应商华阳集团和江苏泽景等,以及HUD初创公司,如未来黑科技、锐思华创、WR等。日本精机、日本电装、德国大陆等主要服务于中高端品牌,如奔驰、宝马、奥迪、别克、本田和丰田等,本土供应商多服务于国内车企,如红旗、长城、吉利、东风和蔚来等。

根据高工智能汽车研究院数据,2021年国内W/AR-HUD供应商市场份额(依据上险量统计),日本电装、华阳集团和怡利电子排名前三,占比分别为39.37%、16.18%、16.01%,搭载上险量分别为43.09万辆、17.71万辆和17.52万辆,打破2020年日本精机、大陆集团和日本电装CR3占比80%的局面。国内厂商在2020年市场份额仅为15.11%,2021年迅速提甚至36%,实力开始凸显。

华阳多媒体(华阳集团)是国内HUD龙头企业,自2012年组建HUD团队已深耕HUD领域近十年,拥有百余HUD相关专利技术,产品覆盖三代HUD。华阳自行搭建了完整的AR-HUD的平台,包括ADAS、仪表、DMS,导航的输入,在HUD方面在软件方面也具备雄厚的开发实力,从算法到AR平台的搭建完全自主。客户包含长城、长安、奇瑞、广汽、北汽等。

江苏泽景目前主要专注于W-HUD和AR-HUD领域,其自主研发的ARC是适配于AR-HUD的平台化应用软件,能够实现AR信息推送和渲染、生成AR画面。主要客户包括北汽、长城、吉利、奇瑞等。

水晶光电在HUD行业耕耘已久,生产基于TFT和DLP的PGU以及HUD整机。水晶光电的AR-HUD在红旗EHS-9车型上实现量产。

日本精机(NiSiki)主营车载仪表业务、零部件业务、树脂材料业务等,是全球最大的HUD设计制造商之一,主要有宝马、奥迪、通用等客户。日本精机将HUD定位为其仪器仪表后业务扩展的支柱,从1987开始研发,90年代后期实现量产,目前主要产品为W-HUD。日本精机在AR-HUD领域已经研发多年,目前已在奔驰GLE级车型上配置并批量生产。

德国大陆集团(Ci)从2003开始生产全彩HUD,2010年第二代HUD开始批量供应奔驰、宝马、奥迪等品牌。该公司也是全球最早部署AR-HUD研发的公司之一,2018年与全息光波导技术公司AR显示器初创公司DiiL建立合作伙伴关系。

日本电装(D)是世界汽车系统零部件的顶级供应商之一,其HUD产品主要客户为丰田等日系品牌。

伟世通(Vi)是智能座舱领域的主要供应商之一。伟世通在其SC智能座舱中集成HUD系统,主要客户为福特、斯巴鲁和PSA。

LG电子AR-HUD已经实现量产,主要客户为奥迪和大众。LG与自动驾驶汽车解决方案商SVii展开合作,不断优化其车载AR-HUD方案。

松下与英国全息显示初创公司ENVISICS合作,推出基于双板激光全息影像打造的ARHUD,应用于凯迪拉克近期推出的首款电动车Li中。

2.3下游:HUD渗透率增长,AR-HUD搭载量节点来临

目前HUD的前装产量以W-HUD为主,W-HUD逐步从选配向标配渗透。AR也开始规模化落地。根据高工智能汽车研究院数据,2021年度中国市场乘用车(不含进出口)新车前装标配搭载HUD上险量为116.72万辆,同比增长超50%,前装标配搭载率为5.72%,品牌车型选装HUD上险量为131.13万辆。其中,标配W-HUD或AR-HUD搭载量为109.45万辆,同比增长57.96%。

在HUD搭载量方面,2021年国内市场丰田、哈弗和别克搭载上险量排名前三位,在HUD搭载率上,红旗以45.72%的搭载率排名榜首。(报告来源:远瞻智库)

在国内AR-HUD细分市场,2021年AR-HUD前装搭载量突破5万辆,搭载AR-HUD的车型陆续上市,如红旗E-HS9、奔驰S级、大众ID系,应用规模迅速增长。

3.2025年全球前装HUD市场规模将达840亿元根据高工智能汽车研究院,2021年中国市场HUD前装标配搭载率为5.72%,搭载量为116.72万辆,其中C-HUD占比为6.23%,W-HUD占比为89.49%,AR-HUD占比为4.28%。

假设2025年W-HUD仍为车企主流方案,但由于AR-HUD的普及,W-HUD占比下降至60%,AR-HUD占比上升至40%,C-HUD市场由于成像效果、安全等多个因素的影响,将在2025年逐渐萎缩至0%。

新思界产业研究中心发布的《2021-2026年中国HUD行业应用市场需求及开拓机会研究报告》显示,2025年HUD在中国市场的渗透率将达到45%,经我们测算,2025年C-HUD、W-HUD、AR-HUD的渗透率分别为0%、27%、18%。

观研天下的数据显示,2019年我国C-HUD、W-HUD、AR-HUD的单车价值分别为900元、1500元、2700元。

佐思产研的数据显示,2020的W-HUD的平均价格约为245美元。假设随着规模效应的增加,HUD的单车价值在2020-2025年期间以每年2%的速度稳定下降,则2025年C-HUD、W-HUD、AR-HUD的单车价值分别为773元、1,329元、2,392元。

根据天津大学中国汽车战略发展研究中心的预测,2025年乘用车销量将达到2526万辆,由此,根据我们预测,2025年我国前装HUD市场规模将达到199亿元。

RhAMk的数据显示,2021年全球HUD市场的规模约为11亿美元,根据我们的估算,2021年国内HUD市场规模为17亿人民币,中国市场占全球市场比约为23.74%。假设国内HUD市场占比保持稳定,2025年全球HUD市场规模约为840亿元。

4.华阳集团:国内HUD的龙头企业华阳集团创立于1993年,是领先的汽车电子产品及其零部件的系统供应商,近年来重点围绕汽车智能化、轻量化进行产品布局,业务板块涵盖汽车电子、精密压铸、LED照明、精密电子部件等。

华阳集团汽车电子产品线涵盖智能座舱、智能驾驶、智能网联三大领域,目前是国内智能座舱产品线最齐全的企业之一,主要产品包括座舱域控制器、抬头显示HUD、流媒体后视镜、空调控制器、自动泊车系统(APA)、盲区监测(BSD)、驾驶员监测系统(DMS)等,公司持续丰富和升级产品线,增强配套能力。

2021Q1-Q3,面对汽车行业芯片短缺、疫情不稳定等形势,华阳集团采取多种保障物料供应措施,同时积极扩展新客户和新项目,公司经营业绩大幅提升,实现营业收入31.31亿元,较上年同期增长47.78%,实现归母净利润2.08亿元,较上年同期增长133.13%。

从营业收入的构成来看,2020年华阳集团汽车电子业务的营业收入占公司总营业收入的60%以上,公司近年来对汽车智能化的布局初显成效。精密压铸是公司营业收入的另一个增长引擎,占比19%。从毛利占比来看,汽车电子(61%)贡献最高,其次是精密压铸(25%)。

华阳集团电子汽车业务2020年销售量407.44万套,同比增长0.19%,生产量417.80万套,同比增长1.17%,公司精密压铸业务销售量25,880.51万件,同比增长5.13%,生产量25,732.29万件,同比增长4.13%。

近年来,公司积极拓展新业务,承接了长安福特、PSA、北京现代、长城、长安、蔚来、威马以及赛力斯等客户的新项目,在车载信息娱乐系统、车载显示屏、HUD、数字仪表等产品上的出货量及销售收入均实现同比大幅度增长。

公司精密压铸业务成功导入上海联电、芜湖纬湃、大疆、富临精工、北美及欧洲采埃孚等新项目,其中新能源汽车相关项目订单持续增加。

华阳集团全资子公司华阳多媒体自2012年开始自主研发HUD产品,目前W-HUD已实现规模化量产,实现产品升级,推出的W-HUD2.0是对W-HUD1.0产品的大幅升级,FOV和VID等关键参数有明显提升,增强了显示效果和客户体验。同时,在AR-HUD领域,华阳集团实现了TFT和DLP方案技术的研发,在2021年下半年,公司已经实现AR-HUD落地量产。

华阳集团的HUD产品线拥有长城汽车作为稳定客户,2020年公司的W-HUD在长城的三款车型上实现搭载量产。同时,公司自2021年以来获得多家车企的定点项目,如长城、长安、广汽、东风本田、北汽、奇瑞、比亚迪、越南Vif等,业务开拓取得明显进展。

得益于多年在汽车电子以及相关领域的布局,华阳集团在国内HUD市场上的份额快速上升,由2020年的2.39%迅速上升至2021年的16.18%,成为国内市场仅次于传统HUD巨头日本电装的供应商,成为国内HUD的龙头企业。

随着HUD市场的不断扩大,以及公司在W-HUD和AR-HUD领域的深耕,HUD有望助力华阳集团实现长期高速的业绩增长。

5.风险提示下游渗透率不及预期。

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智能头盔CrossHelmet X1评测,我来帮大家踩坑了

前两我,我从外国订购的智能头盔CHX1经历的千山万水终于来到了我的身边。

周日我在山里跑了大约50公里。车程约1小时10分钟。对该头盔有了一个大概的了解。也跟大家分享一下。

和我现在用的SHOEI相比,它的视野更广。从对比图片中可以看出,他的镜片面积要大于一般摩托车头盔的,好处是视野更宽阔了。坏处是这个头盔镜片属于非标准镜面。只能从这家头盔的厂商购买,价格倒是其次,问题是国内没有卖的。假如镜片损坏了重新买一个最少要等1-3个月。

降噪效果不错,当然这是和我的SHOEI的对比。CH具有主动降噪功能,原理大概是通过什么电子元件吧啦吧啦的,没文化说不清楚。不管怎么说,我觉得骑行时烦人风噪减少了很多。

头盔上自带LED警示灯带。好处一自然是能提高一定的安全性,当然满满的赛博朋克科技风也是吸引我买他的原因之一。

接下来说说不满意的地方。

首先,为了提供360度的视野,后置摄像头拍摄的图像显示在HUD上,但这很难看清楚。具体原因是HUD有两块屏幕,一个右眼,一个左眼,但是对于像我这样带眼镜人来说,如果眼镜因道路振动而移动,HUD的画面就看不见了,需要不停调整眼镜。

其次,如果头盔稍有偏差,HUD显示器就看不见了。因此必须经常停车调整。而且除非你的头把头盔卡的非常死。否则骑车时候的颠簸晃动也会让HUD显示器的屏幕一闪一闪的。

APP也不太好用,毕竟是外国的产品。手机应用也有些水土不服。CH头盔有一个专用的手机应用程序,可让您设置头盔和导航设置。谷歌地图也可以用于导航,但谷歌地图在中国水土不服啊。而且虽然能从HUB里看到导航信息,但他老晃悠啊!还不如手机支架上的手机看的清楚。

电池容量问题

我在充满电的情况下使用了大约1小时10分钟,电池指示灯显示大约在一半和3/4之间。说明书说电池将持续4到6小时,但根据我的感觉,电池将无法持续一天的骑行使用。还有就是一边骑车一边给头盔充电的话,后面的摄像头是不工作的!!!

总结一下

作为头盔买点的HUB抬头显示器及360无死角视野用起来并不方便。头盔与手机APP的交互性也不强。感觉小日子的程序员脑壳有包。如果仅从外观上来说当然不错,可这玩意售价是一万人民币啊!一万块就买了个花瓶?总之大家看看就好,买不买自己琢磨吧。

第三代Ray-Ban Stories智能眼镜配置了HUD和神经腕带

据报道,第三代R-BSi智能眼镜将于2025年发货,配置HUD和神经腕带。

作为M和Lxi合作的结果,R-BSi于2021年发售,该眼镜本质上是用于拍摄第一人称照片和视频的相机眼镜,而自2017年以来,另一家社交巨头Sh一直在销售类似产品S,并已更新数代。

近日MAR副总裁AxHi透露,第二代R-BSi将于今年晚些时候发布。ThIfi去年曾报道过这一点,这表明第二代眼镜或能拍摄更高质量的照片和视频,而第一代硬件在光线不足的情况下效果不佳。

另据报道,Hi计划在2025年推出第三代R-BSi,该产品具有显示屏并配有神经输入腕带。

据称命名为“viwfi”的HUD将用于显示通知、扫描二维码和实时翻译文本方面。需要明确的是:这不是真正的AR,它只是一个小型的浮动上下文显示。

第三代R-BSi神经腕带基于CTRL-L技术,这是一家Fk于2019年收购的初创公司。此后,M公开讨论了该技术的发展,神经腕带工作原理是基于EMG(肌电图)来读取从大脑传递到手指的神经信号,

这种设备甚至可以感应到附近的人无法清楚察觉的极其细微的手指动作。Hi表示眼镜用户将能“通过手部动作来控制眼镜,例如在想象中的方向键上滑动手指”。

另据报道,M已经在AR眼镜项目耕耘了八年,投入了数百亿美元,去年4月,ThV透露,M第一代AR眼镜计划在2024年上市,但在6月,该计划被推迟到了2026年,如今,Hi表示具体时间为2027年。

值得一提的是,经过业务重组,M已在考虑盈利策略,据报道,Hi计划“将销售虚拟商品、云备份等可选附加组件与AR广告相结合”。

来源:UVR

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