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文档简介
1、2022中国汽车智能化功能模块系列研究-HUD篇前言中国汽车智能化功能模块系列研究报告随着L2及L2+的高级辅助驾驶功能加速上车,中国逐步进入“人机共驾”阶段。在此阶段汽车安全性与人车交互性成为整车厂与产业链上下游企业重点关注的方向。在 汽车智能化的深入发展下,车载智能化功能作为可提升驾驶员安全性与便捷性的系统,愈发被整车厂以及相关产业链供应商重视,智能化功能模块正在加速上车。亿欧智库作为长期关注汽车领域的研究机构,为了进一步深度洞察中国汽车智能化功能领域发展现状与其细分模块下的技术原理、市场表现以及企业竞争格局等问题, 特此推出“2022中国汽车智能化功能模块系列研究”报告。目前已推出智能座
2、舱、语音交互、车载DMS等细分模块的报告,未来还将持续输出,敬请关注。2022中国汽车智能化功能模块系列研究-HUD篇HUD(抬头显示系统)是将外界信息、车况信息等行车关键信息进行融合,通过视觉效果传递实现与驾驶员进行深度人机交互的一套显示系统。市场上,不同品牌及车 型HUD显示的内容有着很大的差异。有些车型只显示车速信息,有些车型可显示虚拟道路、实时导航、行人预警等与驾驶相关的信息。起初,HUD是为了让驾驶员在开车过程中不用低头就可以看到仪表盘信息。可以使驾驶员的注意力集中在前方道路上,避免因低头观察仪表盘而忽视前方路况,从而降 低事故发生的风险。随着AR-HUD的出现,AR-HUD将实况场
3、景与虚拟技术融合,使驾驶更加形象生动。AR-HUD这项功能在提升安全性的同时,也将驾驶体验提升到 更高的维度,并且成为最具跨时代意义的人机交互功能系统。中国HUD产业发展晚于国外,在中国市场上较早搭载HUD的汽车品牌以外资与合资品牌为主。随着AR-HUD的出现,中国HUD供应商及整车厂在AR-HUD的赛道上逐渐发力,并加速AR-HUD的量产上车。中国HUD供应商及整车厂正在借助AR-HUD的趋势,加速推动智能汽车人机交互的发展,向智慧出行的方向继续前进。2022中国汽车智能化功能模块系列研究-HUD篇聚焦于中国前装HUD市场。通过对HUD系统的技术解析、HUD产业链的拆解与研究、HUD市场发展
4、现状分析、典 型参与企业的调研,对中国HUD市场进行了全面客观的分析与解读,并对中国HUD产业发展趋势进行预测。使行业内外人士可以更直观的了解当下HUD功能的发展进 程与未来发展趋势。2目录CO N T E N T S1. 中国车载HUD发展背景HUD介绍及发展历程HUD发展痛点HUD与车端结合情况HUD产业图谱中国车载HUD市场现状与典型案例市场发展现状市场玩家类型主要玩家分析中国车载HUD发展观点洞察HUD产品发展趋势HUD发展洞察1. 中国车载HUD发展背景HUD介绍及发展历程HUD发展痛点HUD与车端结合情况HUD产业图谱1.1 座舱智能化交互高速发展中,HUD成智能汽车标配5数据来源
5、:亿欧智库C-HUD(组合抬头显示)W-HUD(挡风玻璃抬头显示)AR-HUD(增强现实抬头显示)视觉显示区域半透明树脂玻璃前挡风玻璃前挡风玻璃投影范围小:仅限于树脂玻璃区域较大大:可投影整个前挡风玻 璃投影内容少:车道显示、车速等较多:车况、车速等多:信息量大、质量好投影质量较差无色差AR完全融合实景最大投影距离2-3米4-5米15米图像生成器技术TFT技术TFT技术或DLP技术TFT、DLP或LCoS技术最大亮度12,000cd/15,000cd/15,000cd/成本低光学复杂结构,成本高需要强大算法,成本高现状逐渐淘汰已实现量产、目前是主流初进量产阶段、未来主流代表车型-东风日产启辰星
6、、哈弗大 狗、蔚来ET7、理想L9等红旗E-HS9,奔驰S级, 飞凡汽车R7等HUD (抬头显示)最早在军用飞机中搭载,随着技术的发展与延伸,HUD技术渗透至汽车产业。亿欧智库认为,HUD在汽车产业的应用经历 了3个发展阶段。在引入期,HUD技术单薄,显示信息有限;在成长期,HUD走向信息化数字化;在快速发展期,AI技术推动HUD走向智能化。HUD是人机交互方案的重要组成部分,当下HUD可分为C-HUD、W-HUD以及AR-HUD。C-HUD提供较为基础的抬头显示功能,其本质仍 是中控和仪表信息的简单迁移。W-HUD实用性较高,可显示车况、ADAS信息等功能,是当下HUD发展主流。AR-HUD
7、不仅可以融合智能座 舱及ADAS相关功能,也可以为驾驶员带来沉浸式体验。具备“充分信息展示+沉浸式体验”的AR-HUD或成为最终解决方案。HUD发展历程198019902000201020201988年,通用汽 车采用了 HUD 抬 头显示器,是世界 上首款采用 HUD 技术的整车厂。1991年,丰田在 皇冠玛杰斯塔上首 次搭载了HUD。1997年,通用汽车在雪佛兰“克尔维特”第五代车型上首次搭载了彩色显示HUD。2003年,宝马成 为了欧洲第一家使 用 HUD 技术的汽车公司。随后奔驰、 奥迪等车企也开始 引入HUD技术。2020年,奔驰首次将 AR-HUD 放入S级车型,并对功能与效果进行
8、了大力提升。推动HUD向智能化方向发展。2022年,奔驰首发量产AR-HUD。宣告AR-HUD的智能化时代到来。引入期技术相对单薄、显示信息有限、颜色单一。定位和功能比较模糊,是大牌汽车厂商的噱头之一。成长期HUD逐渐渗透至高档轿车中。技术也开始朝信息化和数字化的方向发展。快速发展期随着汽车智能化高 速 发 展 ,AR- HUD成为车企首 选。2001年,东风日产蓝鸟是中国市场第一台搭载原厂HUD的车型,其HUD只能显示速度信息。2006年,在中国 市场第二台搭载 HUD的量产车是 泛亚改的老君越, 其采用了W-HUD 的设计形式。1.2 在政策、技术等多重因素驱动下,HUD产业进入发展黄金期
9、6在汽车人机交互系统高速发展的背景下,政策对汽车产业发展的支持、 技术的逐步提升、HUD软硬件成本的持续走低、以及消费者需求度提升 推动HUD产业正在向积极的方向发展。亿欧智库认为,政策、技术、成本、以及消费者等驱动因素正在加快汽车HUD的渗透率的提升,推动市 场逐渐活跃,并且车企及相关厂商选择将搭载HUD提上关键日程。当下HUD功能主要覆盖汽车核心信息、外界信息、智能导航、生活娱乐等,是车辆实现智能化、网联化的重要构成。通过多信息交互为驾驶员 提供全新驾驶体验。亿欧智库测算,2021年新发布车型HUD渗透率为34.3%,仍有很大的发展空间。在2022年逐步进入发展黄金期。核心信息车速、油量/
10、电量、温度等外界信息交通信号、安全预警、车距信息等智能导航定位、导航、泊车辅助等生活娱乐视频、电话、音乐、互联网应用等HUD主要功能应用50.9%72.6%85.8%86.0%97.9%13.8%34.3%多模态交互HUDOTA智能座椅智能后视镜智能语音中控彩屏渗透率亿欧智库:2021中国新发布车型(含改款)座舱智能化模块渗透率数据来源:2022中国汽车智能化功能模块系列研究-语音交互、亿欧智库亿欧智库:2022中国HUD发展驱动因素底层支撑技术进步决定因素核心需求政策中共中央、国务院、工信部及交通运输部均对智能汽车和智能驾 驶的推动表示大力支持,而HUD作为汽车人机交互中的重要组 成,其需求
11、与商业化价值将得以提升。技术随着技术逐步升级的推动,由传统W-HUD升级到AR-HUD, AR-HUD为汽车科技出行添加了更多的可能性。成本随着技术的提升,HUD成本逐渐走低是必然趋势。HUD成本的 下降也推动更多车型搭载,提升渗透率。消费者消费者对HUD的需求度、使用率提升,推动汽车HUD搭载率提 升,推动HUD逐渐成为智能汽车标配。1.3 智能汽车进入人机共驾阶段,AR-HUD是人与车机交互的桥梁7AR-HUD是驾驶员与智能驾驶技术最具交互性的代表之一。驾驶员在驾驶过程中最大的需求就是对路况信息的掌控,AR-HUD整合摄像头、雷 达、高精度地图等车辆获取的信息,继而在前挡风玻璃上实现箭头导
12、航、人像指引等功能,并对事物(车或人)进行标记,并实时生成图像。随着智能驾驶的发展,智能汽车产业逐步进入“人机共驾”阶段。在这个阶段里,由于人机交互频率会越来越高,驾驶员需与智能驾驶系统建 立信任。通过AR-HUD,驾驶员可以更精确的掌握智能驾驶系统对车外环境的判断和识别。在提升安全性的同时,驾驶员逐渐对智能驾驶产生 信任与依赖,加速推动智能驾驶向L4及以上发展。摄像头智能驾驶系 统导航智能驾驶 接收器导航 接收器图像接收道路 路标交通信号灯 车辆行人AR-HUD系统图像输出道路 行车状态导航车速路标交通信号灯 车辆行人 目的地 安全预警 泊车提示 变道辅助 路径规划HUD与 ADAS交互所显
13、示 信息各层操作流程解析输入层AR-HUD目前仍普遍作为一个独立模块 存在,其主要从智能驾驶域获取环境感 知信息及地图导航信息。更依赖于智能 驾驶算法的能力。执行层AR-HUD对于空间定位要求很高,需要 精确到车道级的定位信息。 获取图像后 快速运算,在毫秒级的时间内生成图像。 对软件算法以及硬件要求非常高。输出层AR-HUD图像需要在任何车速下保持实 时渲染的稳定性,避免出现驾驶员眩晕 感。对软件算法及光学成像要求非常高。AR-HUD开发平台视频/ 图 像视频/图像道路、汽车、警告等识别导航、定位相对定位数据视频/图像数据来源:专家访谈、亿欧智库输入层执行层输出层AR-HUD道路 行车状态导
14、航 车速 路标交通信号灯 车辆标注 行人标注 目的地 ADAS提示 安全预警 泊车提示 变道辅助 路径规划实时动态信息图像类型1.3 软件迭代是座舱智能化发展的核心,AR-HUD软件升级提升交互体验8AR-HUD的升级,除了硬件的更迭,还需要依靠软件的不断迭代升级。例如优化长距离的显示效果、提升虚像与实物的融合度、增加新的标识 等。亿欧智库认为,AR-HUD软件的持续升级是HUD产业向积极方向发展的重要一环,也是提升驾驶体验的关键因素。亿欧智库认为AR-HUD软件升级主要在显示信息量、内容可读性、以及人机交互性中体现。随着AR-HUD软件功能的迭代,显示信息量会逐渐 增多,并且内容会越来越清晰
15、、排版会越来越合理且美观。此外,人机交互性也会增强。AR-HUD不仅会通过传感器捕捉驾驶员眼睛位置,保 证图像显示的清晰与稳定,也会与座舱其余功能进行深度交互,实现驾驶的高效与安全。亿欧智库:2022中国AR-HUD软件升级主要方向显示信息量内容可读性人机交互性除了显示传统的行车、导航信息之外, 系统还能与 ADAS 功能深度融合,能够实现车道偏离、前车碰撞、行人 预警、超速提醒等高级功能,并将显 示信息与周边环境相融合。核心要点:AR-HUD软件升级在信息 的显示中,信息量逐渐多元化。AR-HUD 的VID更长、FOV更大, 成像尺寸更大,并且可以将行车信息 更好地与 HUD 显示内容融合,
16、 能 够让驾驶员更加便捷地获取信息,带 来更佳的使用效果。核心要点:AR-HUD软件升级在内容 的显示中重点提升内容清晰度、渲染 美观度。AR-HUD通过车内传感器捕捉驾驶员 眼睛位置, 对成像进行实时调整, 保障显示的清晰和稳定。此外,AR-HUD功能与语音、蓝牙等 其他座舱功能进行交互,实现驾驶高 效性、安全性。核心要点:AR-HUD软件升级在人机 交互中重点提升内容精确性、图像实 时性、渲染稳定性。数据来源:亿欧智库实现难度较小实现难度较大实现难度大易形成标准化迭代周期短风格差异化较大迭代周期较长风格差异化很大迭代周期长随着元宇宙概念的火爆,迅速发展的AR、VR技术延伸到汽车座舱内,互联
17、化和AI化将会成为AR-HUD的主要发展趋势。目前对于AR-HUD的功能、画面、交互、标准都在探索阶段,车身各系统间的数据通路、协议、信号的精度差异也比较大,打造出更成熟、可靠、优秀 的AR-HUD产品,需要软件企业、硬件企业、汽车 厂商共同努力,才能真正赋能高效驾驶,实现美好出行。“东软集团东软汽车电子创新解决方案事业部 技术总监张鑫1.4 HUD产业链上游外资巨头企业优势较大,中游国内企业发展较快9HUD产业分为上游、中游和下游。上游主要是由成像部分(芯片、PGU) 、光学镜面、挡风玻璃等零部件企业构成。中游由国内外HUD解决 方案供应商构成。下游主要是由外资品牌、合资品牌以及自主品牌等整
18、车厂构成。HUD产业上游目前中国主要依赖于进口,尤其是在成像芯片部分,但PGU层面国内企业正加速崛起。中游外资供应商市场份额较大,但主要集 中在W-HUD。随着中国AR-HUD的高速发展,国内供应商借新技术实现弯道超车,逐渐抢占份额,与外资供应商展开竞争。下游传统整车厂 目前以W-HUD为主,并且有着较高的搭载率。新势力品牌更专注开发AR-HUD并加速上车,同时引领着HUD产业链向AR-HUD的方向发展。光学镜面成像部分上游挡风玻璃芯片PGU(图像生成单元)外资供应商国内供应商中游下游外资/合资品牌自主品牌2. 中国车载HUD市场现状与典型案例市场发展现状市场玩家类型主要玩家分析2.1 HUD
19、市场规模逐步扩大,AR-HUD渗透率迎来爆发式提升112019-2021年中国车载HUD保持稳定增长态势,2021年中国汽车前装HUD的市场规模达到29.6亿元。随着汽车智能化进程加速,HUD进入放 量阶段,亿欧智库预计2022年HUD的市场规模将实现大幅提升,达到90.5亿元,并持续保持高速增长,预计2025年市场规模达到317.4亿元。当前中国汽车HUD的搭载率仍处于较低水平,在2021年汽车总体销量中,HUD搭载率仅有5.7%。随着HUD进入快速放量期,亿欧智库预计 HUD搭载率将实现高速增长。AR-HUD预计将在2024年成为增长主力,在2025年渗透率提升到18%。亿欧智库预计202
20、5年HUD的搭载量将达到45%,将有1372.0万辆汽车搭载HUD功能,HUD逐渐成为中国汽车的标配。数据来源:天津大学中国汽车战略发展研究中心、亿欧智库预测亿欧智库:2019-2025中国汽车前装HUD搭载率2019-2025中国前装HUD搭载量(单位:万辆)45.0%35.2%2019202020212022E2023E2024E2025EC-HUD0.2%0.3%0.4%0.7%0.8%0.6%0.0%W-HUD1.3%3.4%5.1%12.8%19.0%23.7%27.0%AR-HUD0.1%0.1%0.3%2.1%5.6%10.9%18.0%25.4%15.5%4.0%5.7%1.8
21、%2019202020212022E2023E2024E2025EC-HUDW-HUDAR-HUD亿欧智库:2019-2025中国汽车前装HUD市场规模(亿元)2019-2025各类HUD市场规模(亿元)317.4238.42019202020212022E2023E2024E2025EC-HUD0.50.60.81.71.91.30.0W-HUD6.617.324.259.788.0108.4120.7AR-HUD2.11.74.629.170.7128.7196.7160.690.59.219.729.62019202020212022E2023E2024E2025EC-HUDW-HUDA
22、R-HUD2.1 进口品牌搭载HUD的车型更多,HUD在高端车型的集中度较高12亿欧智库统计,2022年中国286个车系的2552款车型中,有1148款车型搭载HUD功能,其中进口品牌车型HUD搭载量最高,是搭载HUD的 主力军。自主品牌车型HUD搭载量为247款,仍有较大提升空间。亿欧智库认为,在W-HUD向AR-HUD升级阶段,自主品牌HUD搭载呈现出 较大的爆发力。自主品牌或会借助HUD技术转型契机,加速HUD渗透提供核心增量,实现“弯道超车”。当下HUD主要搭载于中高端及高端车型,亿欧智库统计,HUD搭载车型价格主要集中在25万以上,是当下HUD搭载的主力军。其中HUD搭载 车型价格在
23、25万到50万的中高端车型共有435款车,占比为38.1%。亿欧智库认为当下HUD已有向下渗透趋势,20-25万的车型将成主力。数据来源:汽车之家、亿欧智库亿欧智库:2022中国各类品牌HUD车型搭载量247388513自主品牌进口品牌合资品牌车型搭载量(款)亿欧智库:2022中国HUD搭载车型价格区间分布42911072102252602120p5 1 5p1010p1515p2020p2525p3535p50 50p100100p车型数量(款)50p10023%35p5020%100p18%25p3518%20p259%15p20107.5m且FOV10 ,AR-HUD会输出更大的显示范围
24、以及更丰富的显示信息。亿欧智库 认为,长虚像距离和大视场角是AR-HUD供应商所追逐的方向,但体积较大的问题仍难以攻克。目前运用在HUD上的投影技术,主要有TFT-LCD、DLP 、激光扫描、LCoS等投影技术,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,但其可靠性较低。LCoS技术可以在放大VID和FOV的同时,将硬件体积减小,很好的解决AR-HUD当下“卡脖子” 的问题。亿欧智库认为,基于LCoS的AR-HUD解决方案正在快速推进中,未来将成为主流。亿欧智库:2022中国AR-HUD成像投射情况亿欧智库:2022中国HUD四项投影技术性能对比20
25、m10m10 FOV20 FOV注:VID:虚像距离。指图像到眼睛的距离FOV:指视场角。指人眼可观察到部分的边缘与人眼瞳孔中心连线的夹角数据来源:亿欧智库注:TFT-LCD:薄膜晶体管液晶显示器。 DLP:数位光处理技术。 LCoS:硅基液晶技术。142.3 京瓷研发3D裸眼视觉系统,或打破图像生成空间的局限性15京瓷早在2015年就开始批量生产了HUD专用液晶屏,目前主要服务车载Tier 1客户,如日本电装、华阳多媒体等。当下京瓷重点通过研发3D裸眼视觉系统来提升图像生成质量。通过眼球追踪系统实时自动矫正,可实现高画质的3D图像及7.5米的虚像距离。通过人眼追踪系统,京瓷3D-HUD可以实
26、时的根据眼球位置进行畸变校正。随着眼睛位置的变化来对虚像的图标显示位置进行调节,使得HUD 跟现实世界的融合更加容易。京瓷3D-HUD理论上可以在面内的任意位置显示任意视线距离的画面,因此能够对驾驶员需要的信息更加全面地 显示出来。数据来源:京瓷官网、亿欧智库人眼追踪仪LCD+光栅 3D算法(图片控制软件)摄像头传感器HUD图像生成系统眼球追踪系统行车信息路况信息HUD图像输出导航信息安全预警ADAS信息V2I信息车速人/车标识限速道路标识油耗/电耗动态信息箭头引导道路规划车道显示碰撞预警减速预警变道预警智能驾驶 信息展示信号灯信 息路障信息亿欧智库:京瓷3D-HUD图像生成架构亿欧智库:京瓷
27、3D-HUD显示技术概况京瓷视觉光栅3D Depth形成 的立体显示区域焦点距离2.3 水晶光电利用光学优势切入汽车产业,并率先进行AR-HUD量产16水晶光电在AR领域拥有多年的技术沉淀,利用水晶光电的光学技术、AR技术,解决AR-HUD的设计、制造、量产的问题,用AR-HUD作为汽 车电子行业的敲门砖,是非常成功的切入点。目前企业已有6-7家整车厂、十几个车型项目在推动中。水晶光电不满足于做纯粹的Tier2,凭借自身光学技术、软件算法等优势以及量产能力,打破传统供应链模式,逐渐切入Tier 1直接为主机厂提 供AR-HUD解决方案。2020年12月,由水晶光电提供方案的红旗E-HS9正式上
28、市,成为国产品牌较早搭载AR-HUD的量产汽车。其搭载的AR- HUD系统投影距离7.5m,全彩可视距离覆盖30m,投影画面达到44英寸。为“后来者”树立起较高的标杆。PGUPGU模组是基于DLP技术自主研发的一款光学引擎, 结合自研的测试设备和算法软件,拥有全面的DLP光 机设计和生产能力。特点:亮度(高) 200,000 cd/m2;色域(广)90%;畸变(小)1.0%;投影画面尺寸可定制。W-HUDAR-HUD车载摄像头亿欧智库:2022水晶光电汽车产业主营业务数据来源:水晶光电官网、亿欧智库W-HUD为基于TFT显示技术的汽车平视显示技术产品,具有丰富的色彩、多元的信息,可满足不同客户
29、的定 制化需求。特点:低畸变;高亮度;高均匀性。利用了AR的成像技术,在真实世界中覆盖上数字图像, 使得HUD投射出来的信息与真实的驾驶环境融为一体。 同时融合ADAS信息,投影显示的信息更加丰富,。特点:视场角12*3;投影距离可达12米;高对比度, 高亮度;投影显示信息更丰富、多彩。车载摄像头用于采集图像信息,结合ADAS系统可以 实现路标识别、车道线感应、行人识别、车辆识别、 驾驶员监控等功能。特点:工艺精密;可定制化设计开发;防护等级达IP69。光学技术标杆作为光学元器件头部企业,在 AR领域深耕多年,具备出色的 AR技术及量产能力合作资源较多具备较多汽车产业内外的资源, 同时已于多家
30、整车厂进行合作 研发量产。全栈技术能力强打破传统供应链模式,不仅可 以提供成像硬件,还可提供整 套HUD解决方案。当下发展模式:AR-HUD与W-HUD双线共同推动,为不同的 客户提供合适的HUD解决方案。技术发展方向:2022年水晶光电会把反射光波导、衍射光波 导核心方案的量产研究提到新的高度,在 AR/VR领域有新的业务突破。突破量产:水晶光电南方基地AR-HUD生产线已搭建完成, 为汽车电子业务的进一步扩张提供了物理空间 保障。水晶光电核心优势搭载水晶光电AR-HUD的红旗E-HS92.3 外资HUD供应商仍主导国内市场,自主HUD供应商本土优势逐渐显现1728.8%25.6%15.8%
31、13.6%7.4%8.8%精机电装华阳集团怡利大陆其他数据来源:亿欧智库HUD供应商发展情况量产情况主要客户外资供应商外资头部 企业精机外资头部企业在技术、出货量等方面实力较 强,在国内市场占据较大的市场份额。规模化量产奔驰、宝马、奥迪等电装规模化量产丰田、马自达、雷克萨斯、沃 尔沃、通用等大陆规模化量产大众、戴姆勒、宝马等自主供应商自主领先 企业华阳集团自主领先企业技术水平提升较大,具备成本 优势和完善的配套服务体系,有足够的能力 与外资供应商展开竞争。规模化量产长城、长安、东风日产、东风 本田、广汽、北汽、奇瑞、比 亚迪等怡利集团规模化量产吉利、一汽红旗等泽景电子规模化量产蔚来、吉利、北汽
32、、奇瑞、一 汽、长安、比亚迪等黑马企业水晶光电在HUD领域进行多年的开发与产品布局,具 备优秀的研发能力,但尚未完全实现量产应 用,与整车厂的合作较少。已量产一汽红旗FUTURUS已量产宝马、上汽大通、奇点、理想 汽车等一数科技已量产一汽奔腾疆程已量产上汽大众华为已量产飞凡汽车中国HUD供应商竞争格局仍然是以外资头部供应商为主导。外资头部HUD厂商在中国零部件领域起步较早,沉淀时间较长,并且在资金、技术 等方面具备先发优势,目前精机和电装占据着中国HUD市场的主导地位。但中国头部自主供应商凭借完善的配套设施、较低的成本、以及较大 的客户订单等本土化优势实现抢夺外资供应商市场份额。目前华阳集团凭
33、借13.6%的市场占有率进入市场份额前三,并仍存在上升空间。外资HUD供应商在中国的主要客户还是奔驰、宝马、大众等外资以及合资品牌为主。在自主品牌汽车智能化的趋势下,长城、吉利等自主品牌 加速AR-HUD的搭载,释放本土化积极信号,中国自主HUD供应在与合作整车厂深度捆绑的同时,积极开拓下游市场,目前头部企业已实现量 产,黑马企业凭借着优秀的技术能力,即将实现量产,有望打破外资HUD企业垄断。亿欧智库:2021中国前装HUD供应商市场份额(出货量维度)亿欧智库:2021中国前装AR-HUD供应商发展概况2.3 自主领先企业更专注于放量,黑马供应商具有后发优势18自主领先企业发展较早,主营业务较
34、广,客户资源累计较多,产品技术较成熟,已形成较稳定的配套供应体系。亿欧智库认为,这类企业由于客户资源较多,所以更专注于量产。在量产的过程中,成本控制是企业主要在意的,因此更具性价比的HUD解决方案是自主领先企业的首选。随着自主品牌对AR-HUD的需求量增加,逐渐涌现出例如锐思华创等具备竞争力的“黑马”企业。这类HUD企业迅速成长,并向自主领先企业 发起冲击。亿欧智库认为,AR-HUD是HUD供应商竞争的拐点,一批国内新兴的黑马企业会更聚焦于AR-HUD的技术研发与量产。通过夯实技 术基础并加强客户合作,不断增强本土竞争力,通过“后发制人”实现对本土HUD市场的扭转。HUD供应商主营业务AR-H
35、UD技术参数发展进度主要特点解决方案VIDFOV成像尺寸体积自主领先 企业华阳集团W-HUD AR-HUDTFT+DLP8m10*555英寸10L(下一代压缩至4L)根据客户和市场需求,公司已着手研发下一代双光路 AR-HUD 产品,特点是能够在同一屏幕上实现远近程双 投影。 主营业务较广; 具备较强的量产能力; 拥有较多的整车厂合作资源; 有规模化生产及放量“任务”。怡利集团W-HUD AR-HUDDLP10m10*5/当下自主研发的3D AR-HUD克服了传统AR-HUD技术 路线存在的体积过大、成像距离固定不可调整等问题。泽景电子W-HUD AR-HUDDLP7.5m13.0*470英寸
36、10L已获车企项目定点,预计2022年实现量产。黑马企业水晶光电W-HUD AR-HUDTFT12m12*344英寸/实现小批量量产,目前已为多家整车厂提供AR-HUD解 决方案 保持在前沿技术领域的创新与研发能力; 充分利用先发技术优势形成技术壁垒; 整合公司整套系统开发及落地的能力; 加速触达整车厂,推动AR-HUD量产应用。FUTURUSW-HUD AR-HUDTFT4m18*8/10L与理想完成量产合作,开发光场显示技术锐思华创AR-HUDDLP15m20*5/15L与安波福建立合作,预计2022-2023年实现量产一数科技AR-HUDLCoS10-15m12*4/7.5L2021年与
37、三家整车厂合作,预计2022年实现量产,同 时研发光波导AR-HUD。华为AR-HUDLCoS10m13*570英寸10L为数不多使用LCoS技术的企业,目前已经在飞凡汽车投 入量产,预计2022年将在阿维塔11以及问界M7投入量 产使用。数据来源:亿欧智库2.3 FUTURUS未来黑科技全面覆盖驾乘多阶需求,追求优质人车交互体验19数据来源:FUTURUS未来黑科技、亿欧智库智能HUD智能HUD是FUTURUS适应汽车智能化浪潮推出的基础款产品,量产经验丰富。体验更舒适特 征内容更丰富在功能上可以取代传统仪表并替代中控屏或手机的高频使用场景,让用户无需分心低头看中控和手机,提高驾驶安全,是适
38、合在驾驶过程中高频使用的画质更清晰科学、合理的交互技术。模块化设计光场 AR-HUDFUTURUS的光场AR-HUD采用了3D光场显示器,结合极低延迟实时融合系 统,可以实现实时的AR融合。通过HUD画面虚像与道路实景的实时、动态贴 合,结合ADAS高级驾驶辅助系统,极大提高了行车便利性及安全性。3D光场显示AR Engine特 征全景显示光场MR全景显示系统光场MR全景显示系统更加关注车内与车外环境的交互,可基于LBS地理位置 信息提供商场、咖啡馆、加油站等POI信息推送,开辟了面向下一代增强现实 互联网的全新入口,具备极大的想象空间和商业价值。FUTURUS是专注于汽车领域增强现实显示技术
39、研发及应用的新锐企业,也是中国首批将HUD带入量产的企业之一。目前产品已覆盖W-HUD, AR-HUD,全景显示等诸多产品线,为用户提供极优质的人车交互体验。FUTURUS的智能HUD、光场AR-HUD、全景显示、光场MR全景显示系统四款产品在视场角(FOV)和成像距离(VID)两个维度上逐步进 阶,能够满足自动驾驶L2-L5不同阶段仪表、驾驶辅助、信息娱乐、车内车外互联互通等需求,其中智能HUD产品已成功量产于理想L9车型, 光场AR-HUD和光场MR全景显示系统拥有三维光场显示技术、AR实时渲染引擎和多传感器融合算法,技术壁垒高。亿欧智库:2022 FUTURUS产品矩阵亿欧智库:2022
40、 FUTURUS迭代产品及特征汽车变身超大 智能终端POI智能推荐,所见即所需特 征实时动态融合FUTURUS全景显示解决方案可以把汽车的前挡风玻璃变成一整块透明屏幕, 并可根据需求进行功能分区,主驾显示相关驾驶辅助信息,副驾则可利用前 挡风玻璃满足获取资讯、在线办公、影音娱乐等需求,左右分区相互独立。超广视野特 征高亮度 低功耗纳米挡风玻璃 专利投射距离远近大小光场AR-HUD(适配L2-L3) 虚实融合真AR,3D光场显示、AR Engine、融合算法,2024年量产智能HUD(适配L2)取代中控仪表+智能车机,已量产光场MR全景显示系统(适配L5)下一代互联网全景虚拟实景融合交互全景显示
41、(适配L3-L4)全车窗显示,高亮低耗,纳米挡风玻璃专利画面尺寸2.3 FUTURUS自研多传感器融合算法,打造车载HUD沉浸式AR交互体验20在驾驶中车速与周围环境高速变化的情况下,AR-HUD显示内容与道路实时动态融合是非常困难的,所以能够实现增强现实显示效果的AR- HUD供应商更具竞争优势。FUTURUS的光场AR-HUD产品通过3D光场显示技术、AR Engine和自研多传感器融合算法,可以实时保持虚拟信息与实景在空间位置上的一致性,消除车载AR融合不佳引起的不适。同时,FUTURUS也将光场AR-HUD多项核心技术下沉,提供搭载防抖算法和AR渲染引擎的普通2DAR-HUD产品。3D
42、光场显示基于车身自有传感器数据的感知结果,在驾驶员视野前方4m及 以上视线范围内连续变焦投射适应多焦段距离的画面,降低视 觉疲劳,用户体验更佳。沉浸式AR体验多传感器融合架构和算法、独家坐标系融合、防抖动与延迟算 法,快速实现道路实景与HUD画面在空间位置上的对齐与时间 上的0延迟显示,虚实融合更自然,解决眩晕问题。多重驾驶辅助信息指引与ADAS相结合,为驾驶员提供夜视系统、碰撞预警、车道保 持、车道偏离预警、盲区预警、行人预警、障碍物预警、交通 信号灯监测等服务,采用与真实道路融合的虚拟箭头指引车辆。超大FOV视场角可达18*8(可基于实车空间进行调整),HUD画面可 覆盖全车道,拓宽驾驶视
43、野,提供更全面的安全守护 。车身自有传感器数据AR Engine多传感器融合算法通过多传感器数据融合与防抖算法,实现驾驶辅助信息与现实环境的实时融合,从感知到显示零延 时响应,有效移除顿挫感,解决车载AR由于融合不佳出现的眩晕问题。160+项HUD相关技术30+项全息显示60+项增强现实技术50+项全景显示FUTURUS HUD相关专利在全球范围HUD申请专利数前20的企业中,FUTURUS成为上榜的两家中国企业之一。3D光场显示数据来源:FUTURUS未来黑科技、亿欧智库真实世界感知时间融合虚拟世界呈现空间融合通过原车网络,获 得所有传感器数据, 结合AR软件系统的 传感器融合算法, 得到高
44、精度、低延 时的真实世界坐标。数字虚拟信息必须通过三维光场显示空间坐标系融合算 法和渲染引擎,确器呈现,以避免眩保虚拟信息和现实 晕和视觉辐辏效应。环境完美融合。时间坐标轴融合(延时控制)算法和系统,确保6个 自由度运动时,空 间坐标系仍然能够 零延时完美融合。突破4大技术难题FOV:18*8FUTURUS 光场AR-HUD产品2.3 锐思华创打造大视场角AR-HUD,通过软件平台化实现车型定制化21数据来源:锐思华创、亿欧智库Mini AR-HUDAR-HUDAR-HUD ProFOV10*515*520*5VID10m15m15mPGUOpticalCore/DLP/TFTOpticalC
45、ore/DLPOpticalCore特点针对极限空间的AR-HUD解决方案兼顾体积和AR-HUD效果的折中 方案针对中高配车型,实现完美的 AR-HUD效果OpticalCore 技术基于激光束扫描成像技术的OpticalCore光核引擎,采用自主研发的激光光心模块,具有高清显示、高亮度、高可靠性等特 点,采用全新的光源技术,成功的解决TFT烧屏问题,同时又能在同样视场角的需求下,减少AR-HUD的体积,降低光芯能耗。 由于无需聚焦,可以投影到任何表面,也无阳光倒灌等隐忧。模组显示纯黑像素时可调节关闭,故更易提高对比度,且零光窗效应。从成本的角度上看,锐思华创自研的PGU模组具有更高的性价比;
46、且在供应链方面,具有较高的可持续性。Mini AR-HUDAR-HUDAR-HUD Pro车道1车道3整车厂定制化需求地图及导航车身数据ADAS手机数据AR功能输出AR导航基本信息路况信息前车防撞POI信息根据整车厂的需求,可对各个需 求模块进行定制化开发。通过整车厂自定义功能模块,平 台化系统架构可快速精准的输出 相应的功能。在有限的体积内将AR-HUD的视场角做大是一件困难的事,锐思华创研发微型激光全彩高清显示模组OpticalCore并应用在AR-HUD中,打 造出可覆盖3车道的AR-HUD解决方案。针对市场不同需求开发出适配中低阶至高阶车的三种形态AR-HUD,以满足客户对规格的不同需
47、求。此外锐思华创打造平台化软件系统AR Generator SDK,可向整车厂提供定制化服务。AR Generator SDK可以基于客户系统需求,通过灵活性 的配置平台,增减运算模块配置,精准有效的控制算力负荷。锐思华创通过平台化软件系统AR Generator SDK,结合OpticalCore光核引擎模 组,大大提升开发效率,还可以为不同整车厂提供定制化需求服务。亿欧智库:2022锐思华创定制化服务流程概况AR Generator SDKOpticalCore光核引擎模组2.3 东软以软件融合创造软件价值,持续迭代AR-HUD引领座舱新趋势22AR-HUD设备核心功能是依托导航和智能驾驶
48、,因此导航厂商在其中具有较大的发挥空间。AR-HUD的成像效果与动态更新更依赖于软件能力。 东软深耕汽车电子领域30余年,以软件能力为核心,构建软硬一体平台及软件平台,在智能座舱、4G/5G/V2X BOX、全球导航、软件工程服 务等领域有着较强的行业积累。亿欧智库认为,东软对于AR-HUD面向的地图、导航、ADAS、V2X等软件功能开发,具有得天独厚的优势。东软AR-HUD采用真实路况引导算法,呈现虚实结合的视觉效果,通过算法持续迭代升级保证稳定、精准、响应灵敏的指引效果。东软打造出 自然交互体验、灵活软硬件匹配以及丰富信息集成等核心优势,全方位覆盖导航、ADAS、车载信息领域,为客户提供一
49、站式服务。目前已与 多家主流汽车厂商开辟合作新局,达到量产销售状态。AR HUD V1.0AR HUD V2.0AR HUD V3.0AR HUD V4.0FUTURE - 互联化/AI化NOW - 高精化/场景化PAST - 智能化亿欧智库:东软AR-HUD发展历程及核心优势核 心 优 势国家标准乘用车抬头显示系统性能要求及试验方法核心起 草团队唯一软件企业30余年车载导航研发经验NDS(导航数据标准)协会会员ADASIS协会会员导航信息仪表/车载娱乐信息AD/ADAS信息出行服务信息丰富信息集成自然交互体验虚实算法提升拟合效果自然信息提示,保障驾驶安全多场景下不同引导模式切 换适配国内外主
50、流车规光机支持多操作系统灵活的软件部署方案支持定制化灵活软硬件匹配东软集团行业积累HUD硬件厂商自研导航厂商自研整车厂自研导航智能 驾驶AR-HUD 软件研发企业类型数据来源:东软集团、亿欧智库2.3 显性座舱功能更贴近用户,整车厂搭载AR-HUD的意愿逐渐强烈23数据来源:2021中国汽车座舱智能化发展市场需求研究报告、亿欧智库座舱智能化功能环境感知多模态人机交互智能驾驶/车联网车内车外温度驾&驶湿员度信感息 知声 音泊夜车视影系像统系统高合 定 位视觉听觉嗅觉触觉中精控度H大融U屏D/连 屏眼 球 追 踪驾 驶 员 动 态 监 测语 音 交 互智 能 方 向 盘智能驾驶车载 系统路路车径况
51、路规信协划息同空 气 净 化智 能 座 椅OTA手 机 远 程 控 制弱强注:显性特征强弱由三个维度决定:感知度:用户在功能开启的时候,对功能的感知度。科技感:功能所具备的科技感属性,以及对用户的视觉冲击的强度。人机交互性:在驾驶过程中,人与车机交互的频繁度与体验感。在汽车座舱功能中,亿欧智库将容易被用户感知的功能称之为“显性功能”。亿欧智库根据感知度、科技感、以及人机交互性三个维度对座舱 各功能进行评分,据结果显示,HUD、中控大屏等功能更具显性特征。基于功能感知度明显、科技感十足、人机交互性强等显性特征,整车厂 或将HUD作为拉近客户的重要方式。从客户支付意愿来看,有30.2%的用户愿意支
52、付HUD功能, 在用户愿意支付的功能排名中位于前列。亿欧智库认为,由于HUD渗透率较低、潜力较大,以及用户支付意愿强,整车厂将HUD打造成主要的功能搭载方向。亿欧智库:2022中国智能座舱主要功能分布及显性特征情况亿欧智库:2021年用户对于座舱内各功能的支付意愿7.9%14.3%30.2%30.2%27.0%23.8%23.0%23.0%23.0%21.4%19.8%19.1%36.5%43.7%OTA智能方向盘 车载语音助手HUD座舱内细菌消毒系统手机远程控制 中控大屏/连屏/多屏联动车联网智能家居 在线学习、办公、订票、购物等座舱内生命体征监测车机互联高级驾驶辅助功能智能氛围灯不愿为其支
53、付2.3 整车厂专注AR-HUD成像情况,AR-HUD仍是高端车型的“标配”24截至2022年6月,国内已有十余家整车厂及数十款量产车型搭载AR-HUD。亿欧智库统计,AR-HUD在各品牌高端量产车型搭载率较高且成像质量更好。在主流量产车型搭载情况来看,整体技术参差不齐。VID达到10m、FOV达到10*4,且成像超过60英寸已成为业内“标准”。当下AR-HUD仍然是整车厂最大的卖点之一。从整车厂搭载AR-HUD车型配置来看,AR-HUD主要还是以车型选配为主,且只有在较高配置车 型中搭载。例如红旗E-HS9车型只有510km旗领四座版与旗领四座版实现搭载AR-HUD,且售价均超过70万元。亿
54、欧智库认为,AR-HUD仍然 是高配车型搭载的首选,尽管随着AR-HUD进入量产阶段,但是成为搭载车型的标配仍有不小的挑战。数据来源:红旗、亿欧智库亿欧智库:中国整车厂前装量产AR-HUD主流车型情况(截至2022年6月)整车厂车型上市时间价格(万元)AR-HUD信息成像方式VIDFOV成像大小(英寸)配置情况供应商红旗E-HS92020年12月50.98-77.98TFT7.5m-44选配水晶光电奔驰S级2021年1月91.78起DLP10m10*577标配精机大众ID.42021年3月15.98-33.59TFT10m10*470选配LG长城WEY 摩卡2021年5月18.78-22.38
55、TFT13m-75选配MAXELL奥迪Q5 e-tron2021年11月42.00-52.00TFT10m10*470选配LG广汽传祺第二代GS82021年12月18.88-24.68DLP8m10*460选配华阳集团飞凡汽车R72022年5月/LCoS/13*570/华为车型车价(万)AR-HUD配备460km 旗悦 七座版50.98-旗悦 七座版50.98-460km 旗享 六座版53.98-旗享 六座版53.98-510km 旗畅 六座版63.98-旗畅 六座版63.98-510km 旗领 四座版72.98旗领 四座版75.00亿欧智库:2022红旗E-HS9 AR-HUD搭载情况2.3
56、 飞凡汽车发布企业首款AR-HUD量产车型,联手华为打造视觉优势25由于AR-HUD成本高,技术难度大等因素,整车厂当下实现“高质量AR-HUD”量产是一件比较难的事情。整车厂与供应商深度合作是当下最好的解决方案之一。飞凡汽车联合华为在飞凡R7上搭载了全球首发量产的视觉增强AR-HUD平视系统,拥有全球量产车型中较大视场角(13*5)及业界较高(1920730)的高清分辨率,及12000nits的亮度。打造出更智能、更高效、更安全的出行模式。AR-HUD的成像质量是各品牌追求的方向,例如在成像质量中,飞凡汽车注重精致与细节的演绎,基于华为ODP光学引擎,可以实现高对比度、 高分别率的画质,并将
57、其优势在基础信息及路况标识、POI信息提示等画面清晰展现出来。此外,在路况标识中,AR-HUD还会对实时安全距离进行提示预警,以及可以在不同天气下自适应调节光照亮度,实现全天候全场景的使用体验。FOV(视场角):实现当下全球量产车型最大可视角13*5,界面范围更广,内容更丰富。屏幕分辨率:可达1920730分辨率,细腻画质提供最优体验。驻车平视影音体验:可享受等同于车前7.5m处70英寸影院级观影画幅效果。全天候适应:雨雪、暗夜、正午强光等,实时视觉强,最高亮度可达12000nits。在亮度调节方面,具备自动侦测环境亮度功能,实现自动调节HUD照明亮度以适应环境的能力。对比度:保证画面灵动清透
58、,在正常行驶、导航状态下,持续保障驾驶员视角无遮挡。飞凡汽车 R7飞凡R7 Trinity多维感官交互智舱中所搭载的华为视觉增强 AR-HUD平视系统,将前挡风玻璃化身为集科技感、安全性、 娱乐性于一体的智能信息“第一屏”,提供仪表信息显示、 AR导航、夜视/雨雾增强等智驾辅助提示和影音娱乐等丰富应 用场景。13*5FOV1920730屏幕分辨率70英寸7.5m外驻车平视观影画幅效果12000nit最高亮度1200:1对比度飞凡汽车R7主要优势及特征核心黑科技:华为ODP光学引擎华为ODP光学引擎在自主的光学设计下,可以实现鲜艳、透亮、细腻的画质,其采用先进的LCoS光 学显示芯片,包含超过两
59、百万个反射像素单元,在先进的工艺支持下,单像素大小仅为4.25微米,像素集成率高于业界百分之40,终实现业界最高分辨率1920 x730。同时LCoS支持8bit精准旋偏控制, 实现画面色彩明暗精准调制,对比度达1200:1,实时保证画面清晰。数据来源:飞凡汽车、亿欧智库全天候适应在暗夜、强光或雨雾等极端天气下, 可随实际情况实时调整呈现投影效果, 以减轻驾驶员在光照条件变化之后眼 睛出现的短暂不适感。基础信息及路况标识不仅可以通过可视化的方式对前车 进行识别,同样利用智能化设备对 安全距离进行提示预警,时刻保证 驾驶员安全驾驶。地图POI信息提示AR-HUD与地图深度结合,可以将 行进途中网
60、红餐厅、景点等场所进 行精准实时动态标识。2.3 飞凡汽车联合华为定义全新视觉场景,为用户创造绿色智能出行体验26飞凡汽车R7搭载的视觉增强AR-HUD平视系统采用华为AR视觉叠加算法,它基于IMU(惯性传感器)+DMS(驾驶员监控系统),实现人、 车、路的视觉协调,为用户提供沉浸式的驾驶体验。除车速信息、导航引导之外,飞凡R7的AR-HUD系统还可以接入智能驾驶系统,并将信息 进行实景叠加,为驾驶员提供全场景的驾驶体验。从华为AR-HUD首搭飞凡汽车可以看出,飞凡汽车在打造产品时,出发点是以用户体验为中心。飞凡汽车通过与合作伙伴的深度共创,给予用 户更智能的用车体验。通过上下游产业链以及以用
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