未来驾驶体验：智能座舱HUD技术革新与汽车行业转型 头豹词条报告系列

Leadleo.com 未来驾驶体验：智能座舱HUD技术革新与汽车行业转型头豹词条报告系列 付雪琰·头豹分析师 2024-11-08未经平台授权，禁止转载 版权有问题？点此投诉 综合及概念/自动驾驶/智能座舱/HUD 综合性企业 行业： 行业定义 HUD（HeadsUpDisplay）即抬头显示系… 行业分类 根据产品技术和显示形式不同，HUD可分为C-HUD(… 行业特征 智能座舱HUD行业具有市场集中度高、软硬件技术壁… 发展历程 智能座舱HUD行业目前已达到3个阶段 产业链分析 上游分析中游分析下游分析 行业规模 智能座舱HUD行业规模暂无评级报告 SIZE数据 政策梳理 智能座舱HUD行业相关政策5篇 竞争格局 数据图表 摘要HUD作为先进驾驶辅助系统，通过光学反射将行车信息投影至驾驶员视线前方，提升行驶安全。市场集中度高，但中国企业正逐步突破海外垄断。HUD技术壁垒高，核心在于精密硬件与先进软件。AR-HUD成为新增长点，整合智能驾驶功能，受市场青睐。智能座舱HUD市场规模快速增长，技术突破与消费者高期待推动发展。未来，HUD技术将更普及，AR-HUD多模交互将引领汽车人机交互新趋势，助力智能驾驶发展。 行业定义[1] HUD（HeadsUpDisplay）即抬头显示系统，是一种先进的驾驶辅助系统，利用光学反射原理将关键行车信息（如车速、油耗、发动机转速、导航指示等）投影至驾驶员视线前方的挡风玻璃上或专用透明显示屏，从而允许驾驶员在不必转移视线的情况下提高驾驶员的行驶安全性。HUD起源于军事航空领域，最初为战斗机飞行员 设计，目的为减少飞行员低头查看仪表次数，旨降低飞行中的认知负荷并提升态势感知能力。 [1]1：https://www.yiche.… 2：https://auto.jgvog… 3：汽车网，易车，盖世汽… 行业分类[2] 根据产品技术和显示形式不同，HUD可分为C-HUD(组合型）、W-HUD（挡风玻璃型）、AR-HUD（现实增强型）三大类型。 智能座舱HUD行业基于产品技术和显示形式分类 C-HUD（组 合型抬头显示） C-HUD技术采用透明树脂玻璃作为视觉显示区域，并通过独立镜面进行光学设计，以实现信息的投影显示。该技术拥有2至3米的投影距离，广泛应用于汽车产业中前装与后装市场，并已实现规模化生产。C-HUD以成本效益高而受到预算受限的消费者或车型的青睐。然而，C-HUD亦存在技术局限，包括有限的投影范围、受限的显示内容、相对较低的投影质量，以及在安全性方面存在一定风险。华阳集团是C-HUD技术在中国的代表厂商，受技术的发展与迭代，C-HUD技术逐渐被淘汰。 智能座舱HUD分类 W-HUD（挡 风玻璃型抬头显示） W-HUD技术以其前挡风玻璃作为视觉显示区域，通过光学反射原理实现信息投影。该技术拥有4至5米的投影距离，相较于C-HUD技术，W-HUD提供更大的投影范围和较丰富的显示内容，同时于投影质量上实现显著提升。得益于这些技术优势，W-HUD已在汽车产业中的前装市场实现大规模量产。然而，W-HUD技术同样面临挑战，主要体现在其较高的成本和技术要求。高成本主要由于其复杂的光学系统和与挡风玻璃集成的高精度非球面反射镜，而技术要求高则因为需要精确匹配挡风玻璃的尺寸和曲率，以确保最佳成像效果。行业内的代表厂商如华阳集团和未来黑科技等，随着技术的进步成熟和成本的降低，W-HUD目前为HUD行业主流应用。 AR-HUD（现 实增强型抬头显示） AR-HUD为W-HUD升级强化版，AR-HUD与ADAS （高级驾驶辅助系统）及车联网的相互融合能更好体现汽车智能化的价值。相较于W-HUD,AR-HUD能够形成面积更广的图像，其能显示的信息比W-HUD更多，投影距离可达到15米，同时为驾驶员带来3D沉浸式体验，如将导航、胎压、路况信息、车速等信息投射到前挡风玻璃上，并且可以结合眼球追踪，实时感知瞳孔和凝视位置。在新兴的人车交互模式中，AR-HUD被视为未来发展主要趋势。尽管如此，AR-HUD同样面临成本较高和技术挑战等困境。行业代表厂商方面，华阳集团凭借其早期市场布局，已展现输出强劲的发展势头和显著市场竞争力。 [2]1：file:///C:/Users/We… 2：file:///C:/Users/We… 3：file:///C:/Users/We… 4：file:///C:/Users/We… 5：盖世汽车，各大公司官… 行业特征[3] 智能座舱HUD行业具有市场集中度高、软硬件技术壁垒高、AR-HUD成为未来新的增长点等特征。 1HUD行业市场集中度高 过去,HUD市场主要由国际企业垄断,凭借中国头部企业的技术积累正在逐步获得HUD增量市场。2021年中 国HUD供应商中,日本企业占据主要份额,日本电装市占率达到39.4%,其次为华阳集团、怡利电子、大陆集团及日本精机,CR5达92%。随着中国在相关技术领域的持续创新与突破,本土品牌正逐步突破海外垄断,有望在AR-HUD领域实现弯道超车。2023年中国HUD供应商,CR5合计占据63.8%市场份额,其中中国企业开始 占领主要市场,日本电装、华阳集团、泽晶电子、未来黑科技及弗迪精工为主要供应商。 2HUD软硬件技术壁垒高 HUD技术的核心优势在于其精密的硬件成像和先进的软件配套系统。硬件成像的关键在于PGU（图像生成 单元），它负责产生HUD所展示的图像。在将虚拟图像与现实世界融合时，技术挑战主要来自于如何解决太阳光干扰和阳光反射等问题，以确保图像的清晰度和亮度。软件系统则涵盖了车载地图、导航、语音交互等功能。对于AR-HUD而言，它还需要高效整合导航和ADAS（高级驾驶辅助系统）信息，这要求软件不 仅要能够处理大量的显示信息，还要保证内容的易读性，并提供流畅的人机交互体验。 3AR-HUD成为未来新的增长点 随着语音识别和人脸识别等先进技术的快速发展，AR-HUD正逐步整合智能驾驶舱和智能驾驶功能，开辟 人车交互的新界面。尽管W-HUD目前仍占据市场主导地位，但技术革新正推动AR-HUD的市场接受度稳步提升。主要汽车制造商，包括理想、比亚迪、蔚来、宝马、奔驰和奥迪等，均已在其车辆中集成了AR-HUD技术。此外，随着智能汽车的广泛采纳，消费者对车辆智能化的需求日益增长，HUD的功能已从仅显示基本的行车信息如车速和油耗，扩展到满足对网络连接和智能化更深层次的需求，这一趋势正推动AR- HUD技术的持续进步和应用。 启动期2003~2019 2003年，宝马成为欧洲首家使用HUD技术的汽车制造商，引领了HUD技术在汽车行业的应用潮流。 随后，其他高端汽车品牌如奔驰、奥迪等车企逐渐应用此项技术；2006年，中国市场引入W-HUD技术，标志着HUD技术在中国汽车行业的起步和发展。 启动期阶段，HUD技术开始从单一的信息显示向信息化和数字化发展，并且逐渐渗透至高档轿车 中，应用范围和功能在不断扩展和丰富。 高速发展期2020~ 2020年，奔驰品牌在其S级车型中首次应用了AR-HUD技术，这一创新的显示系统通过增强现实技术 将导航信息与实际路况相结合，为驾驶员提供了更为直观和易于理解的导航体验；2022年，奔驰进一步推动AR-HUD技术的量产，使得这项先进的技术更加成熟并开始广泛应用于更多车型中。 [3]1：盖世汽车,高工智能汽车… 发展历程[4] 自1988年HUD技术首次亮相汽车产业以来，其发展历程可划分为三个显著的阶段。最初的萌芽期从1988年延续至2002年，在这一时期，HUD技术主要面临技术单一和多重技术挑战。随后，行业在2003年步入启动期，HUD技术开始由基础信息显示向更丰富的信息化和数字化功能转型。2020年之后，随着AR技术的进步和W-HUD显示技术的提升，HUD行业迎来了AR-HUD的新时代，这一阶段的HUD技术通过与ADAS功能的融合，实 萌芽期1988~2002 1988年，通用汽车采用HUD抬头显示，成为世界上首款搭载HUD技术的汽车；随后，HUD技术逐 渐在汽车领域普及，1997年，福特在其车型”Corvette”，首次搭载了彩色显示的HUD系统；2001年，东风日产蓝鸟是中国市场第一台搭载原厂HUD的车型，仅显示速度信息。 萌芽初期，HUD系统在汽车上的应用相对单薄，主要表现在显示信息的有限性，通常只能展示基本的行车数据和速度，且颜色单一。这些初期系统在技术层面仍不够成熟，面临着图像清晰度h和亮度调节等技术难题。此外，在市场定位和功能认知上，HUD系统较为模糊，无明确的方向和广泛应用 场景。 现了更加智能化的发展，为人车交互和驾驶安全带来了革命性的改进。 目前，HUD技术在汽车产业中的应用正逐步从W-HUD向AR-HUD过渡，AI技术的推动使得HUD技术更加智能化，通过与智能驾驶技术的深度融合，AR-HUD技术有望成为未来汽车智能化发展的关键组成部分。 [4]1：https://www.smart… 2：智能汽车 [ 产业链分析[5] 智能座舱HUD产业链分为三部分：产业链上游参与者为硬件与软件服务商，其构成整个产业链的核心部分，代表企业有京东方、德州仪器、日本京瓷、天马微电子等；产业链中游环节主体为HUD解决方案供应商，其提供集成的HUD系统，将上游的硬件和软件整合到一起为满足下游整车制造需求，代表企业有日本电装、日本精机、华阳集团、未来黑科技等；产业链下游环节主要由大型整车厂构成，将HUD系统作为智能座舱的一部分集合到汽 车中，代表企业有奔驰、宝马、奥迪、蔚来等。[7] 智能座舱HUD行业产业链主要有以下核心研究观点：[7] HUD全产业链快速扩张，此进程涉及从上游的零部件供应商、中游HUD集成商到终端整车厂，国产替代逐渐形成。 HUD产业主要依赖核心组件PGU（图像生成单元），占据HUD产业链总成本的50%。中国本土厂商在PGU技术的部分关键路线已实现自主突破，成功打破国际市场的早先垄断局面，取得了阶段性的显著进展。HUD产业链的中游，即HUD集成环节，主要参与者分为国际Tier1、中国本土Tier1及初创公司，目前中国与海外企业玩家之间的差距主要在于核心技术积累及专利方面。产业链下游的客户主要使用国产HUD厂商产品，外资车系选择海外供 应商。 中国智能座舱HUD市场进一步渗透，向AR-HUD技术发展 2024年一季度，HUD技术的渗透率达到12.9%，众多新势力车企及中低端选择安装HUD配置，未来HUD市场有望进一步扩大。AR-HUD的发展在目前汽车智能化的需求下具有意义，在汽车智能化背景下，传统HUD解决方案已无法满足智能座舱及ADAS功能的展示需求，AR-HUD通过结合虚拟现实技术，高质量的成像及投影可为驾驶员带来沉浸式的体验。[7] 生产制造端 硬件与软件服务生产企业 上游厂商 上 产业链上游 中 德州仪器半导体技术（上海）有限公司 北京一数科技有限公司 查看全部 京东方科技集团股份有限公司 产业链上游说明 PGU为HUD上游核心板块 HUD产业链上游主要由硬件与软件服务组成。硬件部分包括挡风玻璃、图像生成单元（PGU）、图像处理芯片、光源模组等关键部件，其中，PGU作为HUD系统的核心部件，负责生成图像并控制亮度，成本占据HUD总成本的50%，是技术难度高且对成像质量至关重要的原材料。PGU技术路径多样，主流分为TFT-LCD投影、DLP投影、LBS激光扫描投影及LCOS投影四类。TFT-LCD因其成熟度和成本效益而成为AR-HUD领域的主导技术，通过液晶显示面板实现图像生成；而LCOS作为一种新兴的反射式投影技术，以其具备高分辨率、高对比度和高可靠性逐渐崭露头角，有潜力成为市场的未来主流技术。软件服务涵盖地图、导航与光学软件设计等，软件服务对于提供高质量的用户体验至关重要。 本土厂商通过技术创新提升竞争力 随着技术的进步与成本的降低，中国厂商在HUD产业链上游的技术创新取得显著成