看!你的前風擋上有導航!
說起 AR和 HUD這兩個概念,一些科技愛好者們肯定有話要說。AR(Augmented Reality)代表增強顯示技術,而HUD(Head Up Display)則代表抬頭顯示設備。
(AR 現實增強技術)
(HUD 抬頭顯示設備)
但如果將這兩項技術結合在一起會誕生出什么?估計有些人可能還沒思考過,而 AR-HUD 技術則恰好滿足了這種猜想。
AR-HUD 到底能夠實現什么?
簡單來講,AR-HUD(增強現實抬頭顯示器)可以在駕駛員視線區域內合理疊加顯示一些駕駛信息,并結合于實際交通路況當中。通過 AR-HUD 技術,駕駛員可以擴展并增強自己對于駕駛環境的感知。
看完上面這句話,有些人肯定在想,你說的還是有些復雜,我只關心 AR-HUD 與 HUD 究竟有什么不同?
國產飛機 C919 上的 HUD 設備,來自于航空工業光電所
HUD 起初誕生于戰斗機上,可以降低飛行員低頭查看儀表盤的頻率,避免飛行員駕駛注意力不集中。隨后,由于 HUD 設備帶來了一些便利性同時成本進一步下降,汽車也開始慢慢跟進安裝。通過 HUD 設備,用戶可以觀察到車速、限速指示、駕駛路線圖等信息。而與 HUD 相比,AR-HUD 不僅可以顯示駕駛信息,同時還改變了駕駛員觀察信息的方式。
通過與 ADAS、車道偏離報警系統以及 ACC 自適應巡航系統結合使用,AR-HUD 可以解鎖更多姿勢。舉個例子,一旦用戶駕駛車輛偏離既定車道,AR-HUD 系統可以在車道線邊緣處標出紅線提醒用戶。而在 ACC 系統工作時,駕駛員則可以在前車后部看到一條標記的亮帶。可以這樣說,AR-HUD 不僅可以顯示信息,還可以將信息進行模擬,滿足駕駛員的觀察需要。
之所以可以實現這樣的效果,主要是由于 AR-HUD技術使用了增強投影面,通過數字微鏡元件生成圖像元素,同時成像幕上的圖像通過反射鏡最終射向擋風玻璃。增強過后的顯示信息可以直接投射在用戶視野角度的道路上,與交通狀況進行融合。有了 AR-HUD的幫助,用戶在進行導航時可以直接抬頭觀察信息,重要的是,從駕駛員的視野來看,導航信息與車道線已經進行了融合。
都有誰在做 AR-HUD?
其實別看 AR-HUD這么科幻,但這項技術離我們卻并沒有那么遠。
2014年時,大陸就宣布將會打造 AR-HUD,他們還在試驗車輛上進行過演示。試驗車輛的前處和后視鏡上分別安裝有雷達以及CMOS攝像頭,可以配合 ADAS、車道偏離警示系統、ACC自適應巡航控制系統以及導航系統使用。
大陸的這套 AR-HUD可以產生狀態投影面和增強投影面,狀態投影面的視線距離為 2.4米,可以顯示駕駛員所選的狀態信息,例如速度、限速值等等。而增強投影面的視線距離則為 7.5米,負責將增強信息與實時交通狀況進行融合。為了打造這套 AR-HUD,大陸使用了一種叫做 AR-Creator 的技術。這套技術主要負責處理三項數據:
1、單攝像頭繪制的道路幾何形狀,還包括前方車道曲率以及回旋率等數據。
2、雷達測量的前方車輛尺寸、位置以及與自身的距離。
3、大陸 eHorizon(電子地平線)技術所提供的地圖框架。
以上三項數據將會被處理成圖像,最終投射到駕駛員的視野范圍之內。
今年年初,阿里還曾投資過一家叫作 WayRay 的創業公司。這家瑞士初創公司同樣在研發 AR-HUD,他們更是號稱自己是「世界上第一個把 AR 整合進汽車」的公司。WayRay 并沒有透露自己使用的詳細技術,但卻放出一條消息:接受了阿里投資之后,WayRay 將會和上汽阿里的合資公司「斑馬智行」一起合作一款車載導航娛樂系統。
明年,首款搭載 WayRay AR-HUD 的車型就將上市,量產車型將基于榮威「光之翼」概念車打造。如果計劃順利的話,這將是全球首款前裝了 AR HUD 功能的量產車。
對于 AR-HUD 這片市場,偉世通也開始采取行動,他們在一輛測試車展示了這項技術。駕駛員可以在視線范圍內觀察到車道線以及前方目標,另外,偉世通也可以將車道偏離預警以及導航功能與 AR-HUD 進行結合使用。他們的工程師透露,這款 AR-HUD 視線距離為 10 米,車輛的 A 柱和后視鏡處還安裝了面向駕駛員的攝像頭,用來檢測駕駛員的狀態。
除了國外公司之外,國內的一些創業公司也開始在 AR-HUD 領域有所作為。光暈 Halo 曾在去年發布過一款 HUD,除了手勢識別、語音控制之外,這套 HUD 還可以實現 AR 導航。用戶在駕車時,可以直接觀察到虛擬導航、地理位置信息呈現在眼前,同時與交通狀況進行融合。根據他們的說法,未來光暈的 HUD 設備也將利用 AR 技術與車道偏離系統、ADAS 等系統進行結合應用。
Futurus(此前叫作異視科技)同樣是國內的一家 HUD 廠商,此前主要的產品是后裝 HUD,而現在他們則將大部分精力放在了前裝 HUD 上。當然,他們想要做的可能還不止 HUD 這么簡單,例如全息成像、增強現實之類的技術也包含在內。他們曾經展示過一款光學顯示器,通過底座光學模組光場投影,用戶可以不依托于任何介質,裸眼看到憑空出現的影像。未來,將 AR 技術與路面信息進行結合應用也包含在他們的研發計劃當中。
其實說了這么多,AR-HUD 雖然很酷,但也具備很大的技術難關等待攻克。光學部分當中,如何去控制視域、顯像尺寸、視覺距離都是難點,其中每一項數據進行微小變動最終都會影響到成像的效果。而在軟件層面,如何去控制算法精確處理道路信息也是非常重要的一個部分。
從頭到尾看完之后,回到文章開始時的那個問題你就會發現,與 HUD 相比,AR-HUD 要復雜的多。前者只是一套投射并顯示信息的設備,雖然在上面也會顯示 ADAS 信息,但是和駕駛員輔助系統的整合并不算深入,而 AR-HUD 則需要和 ADAS 等系統深度整合,以實現更高級的效果和功能。
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