高工智能汽车研究院监测多个方面数据显示,2022年中国市场(不含进出口)乘用车前装标配搭载W/AR HUD交付150.04万台,同比增长38.12%。亿欧智库预计2025年HUD市场规模达到317.4亿元。更多供应商正在蜂拥而入,AR HUD慢慢的变成了风口。
我们通过查看2022年AR HUD出货量榜和已量产车型明细表发现,能真正的完成量产供货的没几家,不少厂家还是停留在样机研发阶段中。为何会出现吆喝声大量产少的现象?本文来细数AR HUD量产要跨过的五大坑。
HUD的主要设计原理是离轴三反射镜光学系统。即光机(PGU)产生图像——小反射镜(fold mirror)折转光路——大反射镜(rotable mirror)反射放大——风挡玻璃反射进入人眼成像。
在AR HUD的批量生产中,镜片面型精度的一致性如果得不到保证,会带来严重的场曲问题。场曲又称“像场弯曲”。当透镜存在场曲时,整个光束的交点不与理想像点重合,虽然在每个特定点都能得到清晰的像点,但整个像平面则是一个曲面。一般拍摄团体人像,安排成弧型,就是纠正这一缺点。
PV值 (Peak to valley),也叫峰谷值,是光学表面面形质量的常见指标。它是指在取样范围内去除基准面之后最高点和最低点之间的高度差。PV值以物理长度为单位,直截了当地反映了当前光学表面的加工质量。
ZINGER智云谷科技在成功量产AR HUD过程中,通过大量的工作发现,把大小反射镜的PV值控制在120um以下时,能有很大成效避免场曲问题。反射镜片供应商出厂检验时,通过扫描镜面成像区域的面型检测,按120um的PV值标准来放行。同时ZINGER智云谷科技在工厂在来料时也会再次按照此标准全检。
大凹面反射镜片与镜片支架之间需要组装固定,保证镜片在随车行驶中的稳定性。两者用什么胶水粘贴,胶水涂在哪个部位,怎么保证涂的均匀,必然的联系到镜片是否变形。胶水涂的太薄,没固定效果;胶水涂的太厚,镜片发生变形。如果镜片变形,也会导致场曲问题,影响画面效果。
ZINGER智云谷科技在成功量产AR HUD时发现,有2个组装工艺来保证大凹面反射镜片与镜片支架之间无应力变形。首先,大凹面反射镜片与镜片支架的组装固定用到常温胶,可减少螺丝固定镜片产生的内应力变形。其次,采用自动点胶机固化相关参数保证胶水涂覆一致性。如果采用人工点胶的方式,会带来的大量的点胶不均匀的问题。
每个驾驶员身高是不一样的,为了让驾驶员能看到最佳的画面(眼盒范围),一个好的HUD产品必须能自动适应人眼高度,不然就是看不全画面。目前行业的通用思路是和智能座舱里的DMS(驾驶员监测系统)进行联动,自动判定驾驶员眼睛高度。但我们也注意到目前市面上有相当的HUD产品没做到高度自适应,有些甚至还是大厂车型。
ZINGER智云谷科技在成功量产AR HUD时发现,可以用步进电机来精准的控制大反射镜片的翻转步数,经过高精密齿轮箱带动镜片翻转,从而带来画面高度的变化。
车厂下线的整车会通过种种路况测试比如鹅卵石路和搓板路,车主实际用车中也会经过各种颠簸路况。如何保证在颠簸路时AR HUD画面的稳定?ZINGER智云谷科技通过大量的对比测试发现,给大反镜片支架背后加入拉簧后,拉簧施加抖动的反作用力,可以消除镜片在行车过程的抖动,来保证AR HUD投射画面的稳定。
在目前量产HUD产品中,大部分都是采用凹面镜放大投影的光学原理。类似于凸透镜,凹面镜也有光学聚焦的特性,太阳光倒灌进PGU会因为光线汇聚而导致温度过高,甚至导致PGU被烧毁。
根据光路可逆原理,为避免太阳倒灌烧坏TFT屏,ZINGER智云谷科技在防尘罩的里面增加一层红外截止膜,能有效隔绝破坏性的红外、紫外光。通过实测发现,红外截止膜能大幅度的降低倒灌进PGU的光线强度。
以上五大坑为ZINGER智云谷科技在量产AR HUD过程中发现并顺利克服。作为正在给知名前装车厂稳定供货的供应商,ZINGER智云谷科技智云谷愿分享量产过程中的坑和处理方法,带动行业把AR HUD体验做好,把高昂的价格降下来,引导车企提高搭载率和普及AR HUD。AR HUD只有普及了,才有助于整个行业的健康发展和价值体现!