智驾网 2021-12-14 13:14
走进华为深圳F5G光创新实验室:解密一个新物种“全光智能车”
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“把光技术带入每一辆车”是华为的新想法,同时它已经在这么做了。

智驾君日前走进华为深圳总部,进入了外界难得一见的华为深圳F5G光创新实验室。


光通信技术,可以说是华为在ICT领域最核心的技术之一,华为在这一领域布局已有20多年,持续12年排名全球第一,并且已经确立了其在光领域的基础研究方面走在世界前沿的地位,具体在空间光学、自由曲面镜、光学显示等方面有深入的技术研究和创新突破。


在商业应用层面,华为已将光通信技术外延至光应用研究,目前主要集中在智能车载光解决方案系列产品。


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▲华为位于深圳总部的F5G光创新实验室


万物皆屏:车载显示正从液晶屏时代进入超大屏的光成像时代


华为在智能汽车领域的布局已广受市场关注,比如光应用技术在智能汽车产业存在着巨大的想像空间,它的未来就是帮助车企打造一款“全光智能车”。在解释何为“全光智能车”之前,我们先来了解一下华为光应用技术在车载领域已经成熟并即将商用的一款产品:华为AR-HUD。从名字上来看,这款产品在当前的汽车市场上也都能找到同类产品,但华为AR-HUD皆有其独到之处。


先来看华为AR-HUD。


华为在空间光学、自由曲面镜、光学显示的技术十分成熟,特别是在通信光交叉领域,华为首创的全光背板和ODP(Optical Display Processor)技术实现了对光波长的精细控制和智能调度。华为将这种技术延展到智能汽车领域,通过对可见光的精准控制,大大提升了AR-HUD产品的性能。


HUD(抬头显示技术)现在已广泛应用在中高端乘用车领域,但当前普遍存在信息显示有限,逆光表现差,图像清晰度待提升等问题。


华为在今年4月的上海车展上发布了AR-HUD(Augmented Reality Head Up Display)增强现实抬头显示产品,据华为介绍,该产品大大提升了显示内容的广度,并将前挡风玻璃提升为集科技感、安全性、娱乐性于一体的智能信息“第一屏”, 而不是我们现在理解的物理屏。


一方面基于AR导航、仪表显示等功能可以辅助驾驶安全,同时该产品将影音娱乐和游戏引入HUD模式,这将有望重塑智能座舱的交互和展现模式。


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▲华为AR-HUD体积仅有10L


为打造车内“第一屏”,华为AR-HUD相对于业界同类产品,具有小体积、大画幅、超高清等特点。首先其体积仅有10L,但视角可达 13°x 5°,行业术语称之为“超大FOV体积比”,这让它可以适配多种车型。


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▲体积小但视角可达 13°x 5°,具有“超大FOV体积比”


那它的画幅能做到多大呢?


华为AR-HUD可以在驾驶者前方7.5米位置呈现70寸大画幅显示区域。你可以想像一下家内70寸电视的画面,远超当前车内物理屏所能实现的最大尺寸。


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▲华为AR-HUD可以在驾驶者前方7.5米位置呈现70寸大画幅显示区域


在此次实验室体验中,我们主要看到华为AR-HUD在前挡风玻璃下沿区域显示仪表信息、按需提供贴合路面、覆盖多车道的AR安全导航信息,例如在三叉路口可轻松自如地实现精确导航。


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其中有两个功能场景,或将成为AR-HUD提升驾乘体验的一次“质的飞跃”。


夜视/雨雾增强提示功能可精准显示前方及周边车辆和行人,当极端环境下视线不佳时,可有效提升驾驶安全。


试想一下,当深圳的台风天气造成暴雨行车视线不清,北方暴雪、沙尘暴等季节性极端天气造成能见度低、视野变窄等情况,你是否需要更为高科技的辅助功能显示前方的行车方向、车速、周边障碍物等提示?


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▲在雨雾及夜视情况下依然可以清晰显示和识别路上各种障碍物


而另一个功能,通过与实景地图POI(Point of Interest)的结合,AR-HUD还可在行驶过程中将停车场、餐厅、购物、娱乐、加油站等立体资讯实时显示。


对于任何年龄层的司机,该功能可与“行车目的”真正结合,当你赴约至某个咖啡厅,在即将到达时,该咖啡厅位置提示会精准出现至你的前方视线某方向,未来是否会大量减少 “赴约迟到率”?甚至可以再大胆设想,该场景会不会开创一个新的商业模式,除了显示“目的地”信息,还能植入“点评”等广告功能?


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▲与实景地图POI(Point of Interest)的结合,AR-HUD可在行驶过程中将停车场、餐厅、购物、娱乐、加油站等立体资讯实时显示


AR导航现在有不少汽车品牌已经具备,而AR-HUD之前有C-HUD/W-HUD已搭载至多款车型,“从早期HUD至AR-HUD产品迭代升级,华为的优势是什么?市场真的需要一款AR-HUD吗?”


我们独家对话了华为光应用领域总裁黄志勇,据他介绍,华为AR-HUD更大的进步是实现了高达2K的全高清视觉显示,同时解决了传统HUD画幅小、信息显示受限等问题,让AR-HUD直接进入了“超级视界”时代。


据华为介绍,该产品采用了业界领先的ODP(Optical Display Processor)光学引擎硬件技术,实现在微米级尺寸内,对精细像素点的显示控制,同时通过多参数组合迭代,并以匹配的畸变校正、空间矩阵转换等光学算法,实现了AR-HUD的高质量成像。


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▲华为ODP方案简介


如果说智能座舱引发了交互革命,华为认为AR-HUD将成为人车交互的新窗口,黄志勇提到随着语音识别、人脸识别等技术的发展,以前风挡为显示界面的AR-HUD则有望凭借更大的显示尺寸以及更优的沉浸式体验效果,可逐步替代仪表及中控。对于车企来说,华为AR-HUD带来的科技体验与智能汽车概念契合,这一创新产品将成为智能汽车的一大新卖点。


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▲AR-HUD可显示更多ADAS信息、导航信息


黄志勇透露目前有多个主流车企正合作AR-HUD商用测试,车企也提到随着自动驾驶的级别越来越高,需要HUD有更大的画幅,实现AR显示更多的ADAS信息、导航信息等,能够提升驾驶员的态势感知,进一步提升驾驶安全性。而搭载华为AR-HUD的智能汽车不久即将量产。


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▲AR-HUD可以实现打电话、游戏和高清电影播放,其画质让人惊讶


智驾君在深圳实验室亲自体验了一款基于AR-HUD的赛车游戏。


在70寸大小的画面中,驾车玩赛车游戏,是那种亦真亦幻的感觉。比当前某品牌智能电动汽车的一款基于操控方向盘但画面在中控屏显示的赛车游戏更有代入感。其画质固然将持续提升,但因为画面投放在距离体验者7.5米之处,其体验更为舒适自然,不像屏幕一样有压迫感。智驾君认为在消费者的体验上,反而更容易接受这种模式。


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▲赛车游戏画面


基于华为ODP方案的AR-HUD商用化,有助于减轻车内物理屏幕海量信息显示的负荷量,并引导司机注意力更聚焦于前方视线。除了AR-HUD,华为把领先的光技术应用于车围绕人眼所及之处的场景化需求,还将打造智能车灯、车载超级显示等多款光成像产品。


据智驾君在实验室参观时获得的信息,华为的智能车灯在未来更要发挥安全照明、传递信息的作用,而 “车载超级显示”为后排乘客打造一种随处可得的个人影院。


简单来说,前挡风玻璃、侧窗以及车顶的全景天幕都可以成为显示信息的屏幕,实现极具真实感的全息成像。


“智能汽车还有很多领域我们认为可以去探索,以光技术去赋能,比如作为汽车最重要的零部件,车灯在智能化方面,应发挥安全照明、信号提示等作用,减少安全事故的发生;而在个性化体验方面,车灯是否能呈现更多不同的图案表达,甚至交互功能等动态效果?这都是需要我们一起思考的。”黄志勇补充道,“其实无论是AR-HUD还是智能车灯、车载超级显示都会提升车的价值,在产品的迭代过程中持续推动智能汽车技术革新,反过来也是推动我们在智能车载光解决方案在场景化体验设计、人因工程研究等方面的持续进步。”


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不过,以上这三种应用,只是未来光应用技术在汽车领域应用的冰山一角。


打造以光为底层技术的“全光智能车”解决方案


据华为《智能汽车解决方案2030》报告介绍,华为对于车载光应用的未来畅想,显示类的场景是:


“光耀万物”构建全景化、沉浸式的全息视界,带给人类一个拥有极致视觉体验的光世界。


而车载光应用还有两个方向突破,一个是光感万物,一个是光联万物。


光正成为新的通讯语言、新的感知方式,也将是人类繁华世界的记录载体。


这与我们当下最时髦的万物智能、万物互联是不是有些契合?


那么什么是光感万物和光联万物呢?


对于车载光应用解决方案来说,“光感万物”在车内应用是实现全天候、全方位的智能守护,提升驾乘安全。车载光技术可提升环境建模的广度和深度,通过近红外光感知、热光感知和图像光感知等创新应用实现精确环境建模,实现“见所未见”。


建模后生成的外部环境感知信息不仅服务于智能驾驶,还将服务于车内人员,提升驾乘安全。在夜晚、雨雪和雾天等能见度极低环境下,感照融合车灯可还原精确环境信息,消除驾驶员在极限环境下的视觉障碍。而基于多波段感知信息的融合,能够更准确地识别生物和风险因素,实现“辨所难辨”。


而光联万物则是基于光网络的强大通信联接能力,为汽车的智能化、网联化铺好信息的高速公路,赋予汽车全新的交互通道,保障行车安全,建立情感连接。这其实有两个层面,一个层面是车内人机交互的数据通讯,一个层面是汽车底层的架构体系实现光纤通讯。


在智驾君看来,华为光应用更革命性的场景是华为正在利用光技术打造智能汽车网络底盘架构,它是建构在光通信基础之上的新一代智能汽车架构。


这就是从内到外,华为构想的“全光智能车”架构。


它可以概括为两点:即以光通信为基础的汽车底盘架构和以光联接和光成像技术为核心的人车交互、车载娱乐等光应用体系。


它让人充满想象。


华为智能汽车解决方案BU 首席运营官王军曾于今年9月表示,华为未来不排除在车内通讯系统上实现从电到光的转变,在未来最终实现从电车到光车的转变。


“对于华为来说,“把光技术带入每一辆车”不是一个从零开始的跨界,而是将多年积累的光学根技术加持至车载领域”黄志勇对智驾君表示,“除了车载领域,未来华为光应用将延伸到更多行业,比如通过充分挖掘光丰富的频谱资源,光谱可以用来做水质监测、气体检测、物质成分的检测,甚至可用于人体健康指标的检测。”


当前,华为光应用研发队伍群体还在不断扩张壮大,既有从事光技术研发20余年的老专家,也有20多岁的年轻工程师。一个无处不在的光联接和无所不及的光应用时代并不遥远。


“全光智能车”是正有望最早实现的一次激动人心的创新。

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