风挡上的进阶革命一篇文章读懂ARHUD

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编者按：本文来自，作者铭扬；36氪经授权发布。GeekCar说起AR和HUD这两个概念，科技爱好者和汽车爱好者肯定有话要说。AR（AugmentedReality）代表增强现实技术，而HUD（HeadUpDisplay）则代表抬头显示设备。AR现实增强技术宝马车的HUD抬头显示器但如果将这两项技术结合在一起会诞生出什么？估计有些人可能还没思考过，而AR-HUD技术则恰好满足了这种猜想。AR-HUD到底能够实现什么？简单来讲，AR-HUD（增强现实抬头显示器）可以在驾驶员视线区域内合理叠加显示一些驾驶信息，并结合于实际交通路况当中。通过AR-HUD技术，驾驶员可以扩展并增强自己对于驾驶环境的感知。看完上面这句话，有些人肯定在想，你说的还是有些复杂，我只关心AR-HUD与HUD究竟有什么不同？C上的HUD，来自于航空工业光电所HUD起初诞生于战斗机上，可以降低飞行员低头查看仪表盘的频率，避免飞行员驾驶注意力不集中。随后，由于HUD设备带来了一些便利性同时成本进一步下降，汽车也开始慢慢跟进安装。通过HUD设备，用户可以观察到车速、限速指示、驾驶路线图等信息。而与HUD相比，AR-HUD不仅可以显示驾驶信息，同时还改变了驾驶员观察信息的方式。通过与ADAS、车道偏离报警系统以及ACC自适应巡航系统结合使用，AR-HUD可以解锁更多姿势。举个例子，一旦用户驾驶车辆偏离既定车道，AR-HUD系统可以在车道线边缘处标出红线提醒用户。而在ACC系统工作时，驾驶员则可以在前车后部看到一条标记的亮带。可以这样说，AR-HUD不仅可以显示信息，还可以将信息进行模拟，满足驾驶员的观察需要。AR-HUD原理示意之所以可以实现这样的效果，主要是由于AR-HUD技术使用了增强投影面，通过数字微镜元件生成图像元素，同时成像幕上的图像通过反射镜最终射向挡风玻璃。增强过后的显示信息可以直接投射在用户视野角度的道路上，与交通状况进行融合。有了AR-HUD的帮助，用户在进行导航时可以直接抬头观察信息，重要的是，从驾驶员的视野来看，导航信息与车道线已经进行了融合。都有谁在做AR-HUD？其实别看AR-HUD这么科幻，但这项技术离我们却并没有那么远。年时，大陆就宣布将会打造AR-HUD，他们还在试验车辆上进行过演示。试验车辆的前处和后视镜上分别安装有雷达以及CMOS摄像头，可以配合ADAS、车道偏离警示系统、ACC自适应巡航控制系统以及导航系统使用。大陆的这套AR-HUD可以产生状态投影面和增强投影面，状态投影面的视线距离为2.4米，可以显示驾驶员所选的状态信息，例如速度、限速值等等。而增强投影面的视线距离则为7.5米，负责将增强信息与实时交通状况进行融合。为了打造这套AR-HUD，大陆使用了一种叫做AR-Creator的技术。这套技术主要负责处理三项数据：1、单摄像头绘制的道路几何形状，还包括前方车道曲率以及回旋率等数据。2、雷达测量的前方车辆尺寸、位置以及与自身的距离。3、大陆eHorizon（电子地平线）技术所提供的地图框架。以上三项数据将会被处理成图像，最终投射到驾驶员的视野范围之内。今年年初，阿里还曾投资过一家叫作WayRay的创业公司。这家瑞士初创公司同样在研发AR-HUD，他们更是号称自己是「世界上第一个把AR整合进汽车」的公司。WayRay并没有透露自己使用的详细技术，但却放出一条消息：接受了阿里投资之后，WayRay将会和上汽阿里的合资公司「斑马智行」一起合作一款车载导航娱乐系统。荣威光之翼概念车的HUD设备明年，首款搭载WayRayAR-HUD的车型就将上市，量产车型将基于荣威「光之翼」概念车打造。如果计划顺利的话，这将是全球首款前装了ARHUD功能的量产车。对于AR-HUD这片市场，伟世通也开始采取行动，他们在一辆测试车展示了这项技术。驾驶员可以在视线范围内观察到车道线以及前方目标，另外，伟世通也可以将车道偏离预警以及导航功能与AR-HUD进行结合使用。他们的工程师透露，这款AR-HUD视线距离为10米，车辆的A柱和后视镜处还安装了面向驾驶员的摄像头，用来检测驾驶员的状态。除了国外公司之外，国内的一些创业公司也开始在AR-HUD领域有所作为。光晕Halo曾在去年发布过一款HUD，除了手势识别、语音控制之外，这套HUD还可以实现AR导航。用户在驾车时，可以直接观察到虚拟导航、地理位置信息呈现在眼前，同时与交通状况进行融合。根据他们的说法，未来光晕的HUD设备也将利用AR技术与车道偏离系统、ADAS等系统进行结合应用。Futurus（此前叫作异视科技）同样是国内的一家HUD厂商，此前主要的产品是后装HUD，而现在他们则将大部分精力放在了前装HUD上。当然，他们想要做的可能还不止HUD这么简单，例如全息成像、增强现实之类的技术也包含在内。他们曾经展示过一款光学显示器，通过底座光学模组光场投影，用户可以不依托于任何介质，裸眼看到凭空出现的影像。未来，将AR技术与路面信息进行结合应用也包含在他们的研发计划当中。其实说了这么多，AR-HUD虽然很酷，但也具备很大的技术难关等待攻克。光学部分当中，如何去控制视域、显像尺寸、视觉距离都是难点，其中每一项数据进行微小变动最终都会影响到成像的效果。而在软件层面，如何去控制算法精确处理道路信息也是非常重要的一个部分。从头到尾看完之后，回到文章开始时的那个问题你就会发现，与HUD相比，AR-HUD要复杂的多。前者只是一套投射并显示信息的设备，虽然在上面也会显示ADAS信息，但是和驾驶员辅助系统的整合并不算深入，而AR-HUD则需要和ADAS等系统深度整合，以实现更高级的效果和功能。无论如何，一项新技术的推出终究意味着进步，AR-HUD的到来势必将会重新建立用户对于驾驶环境的感知，而可以肯定的是，还有不少我们没有列举到的公司，都在明里暗里研发这东西。

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