技術(shù)干貨｜推動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示 (AR-HUD) 的未來發(fā)展

    隨著汽車的電氣化和連接程度越來越高，抬頭顯示 (HUD) 的未來正在迅速改變。特別的是，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) AR -HUD 已成為智能駕駛艙設(shè)計(jì)的核心要素，有助于通過駕駛輔助和安全功能提升整體駕駛體驗(yàn)。設(shè)計(jì)下一代 AR-HUD 時(shí)，需要牢記幾項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)。

    視場 (FOV) 和虛擬圖像距離

    視場可能是 AR-HUD 解決方案的最重要參數(shù)之一，因?yàn)樗鼤?huì)直接影響駕駛員所看到的圖像的尺寸。DLP4620S-Q1 DMD 等 DLP® 技術(shù)可實(shí)現(xiàn) 15 度以上的視場，可為駕駛員在多個(gè)車道上投影信息。

    虛擬圖像距離指示圖像的投射距離，以及駕駛員能看到前方多遠(yuǎn)距離的投影圖像。由于駕駛員需要提前知曉道路障礙等情況，這在車速較高時(shí)特別重要。更重要的是，更長的虛擬成像距離（大于7.5m）可以極大的減小因?yàn)轳{駛員目光在 HUD 與實(shí)際場景圖像聚焦切換時(shí) (Convergence) 而帶來的眩暈感；抵消因?yàn)檐囕v振動(dòng)，駕駛員姿勢調(diào)整等帶來的移動(dòng)視差 (Movement Parallax) 從而更精準(zhǔn)的進(jìn)行 AR 融合，增強(qiáng)駕駛體驗(yàn)，保證駕駛安全。當(dāng)前使用 DLP 芯片的 AR-HUD 設(shè)計(jì)可將圖像投影到駕駛員前方 2 至 20 米的距離，與傳統(tǒng) HUD 相比，可顯著擴(kuò)大虛擬圖像距離，如圖 1 所示。

圖 1：采用 DLP 技術(shù)的 AR-HUD 圖像距離范圍

    圖像質(zhì)量

    需要注意的是，在這種情況下，圖像質(zhì)量好并非等同于分辨率更高。圖像質(zhì)量與多個(gè)變量有關(guān)，包括圖像刷新率、顏色深度、亮度等。與當(dāng)?shù)仉娪霸翰煌�，在混亂、甚至不可預(yù)測的汽車戶外環(huán)境中控制圖像質(zhì)量是一件非常有挑戰(zhàn)性的事情。白天和夜間的光照不同，因此汽車的 AR-HUD 解決方案必須能準(zhǔn)確維持色深和一致的高對(duì)比度，從而在各種駕駛條件下正常投影。

    例如，我們的 DLP4620S-Q1 符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的芯片組可與 LED 或激光器和光學(xué)系統(tǒng)一起使用，實(shí)現(xiàn)高達(dá) 125% NTSC 色域的高飽和顏色。DMD 還可實(shí)現(xiàn) 15,000cd/m2 以上的超高亮度，并具有超過 5000:1 的高動(dòng)態(tài)調(diào)光比。借助全新的 FMV (filled mirror via) 像素工藝，DLP4620S-Q1 可以進(jìn)一步在系統(tǒng)設(shè)計(jì)不變的前提下提升 >35% 的對(duì)比度。這些特性組合有助于在各種環(huán)境下向駕駛員提供鮮明的圖像。

    開發(fā)選項(xiàng)

    對(duì)于大部分的汽車 AR-HUD 解決方案而言，要滿足產(chǎn)品和客戶的需求，需要多個(gè)開發(fā)人員協(xié)作開發(fā)。AR-HUD 解決方案是集成式解決方案的一部分，集成式解決方案還包括高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和其他部分，各部分通過協(xié)同工作才能提供更好的駕駛體驗(yàn)。

    TI 擁有寶貴的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和由相關(guān)合作伙伴組成的 TI 設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)，可幫助開發(fā)適用于 TI 各種半導(dǎo)體器件解決方案的產(chǎn)品和服務(wù)。

    結(jié)語

    AR-HUD 可將擋風(fēng)玻璃作為焦點(diǎn)來投影所有相關(guān)數(shù)據(jù)（如速度和道路障礙），同時(shí)使駕駛員關(guān)注前方道路情況。隨著汽車的連接程度持續(xù)提高，AR-HUD 有助于提高駕駛員和乘客的安全性，并改善整體駕駛體驗(yàn)。DLP  技術(shù)還將繼續(xù)實(shí)現(xiàn)高性能分辨率、亮度、效率、對(duì)比度和顏色，從而幫助汽車設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)下一代 AR-HUD。