在幾年前說起HUD可能還是個挺新鮮的技術(shù),但目前來看HUD似乎成了一個不太顯眼的配置,只能在一塊很小的區(qū)域顯示車速、油量、車內(nèi)溫度等信息,看似高科技其實沒太大實用性。不過當(dāng)AR加上HUD的時候,效果就大不一樣了。
AR是增強現(xiàn)實技術(shù),它是基于現(xiàn)實場景實時疊加數(shù)字模型,等于在實景上加標(biāo)注,常用于醫(yī)療、教學(xué)中,人眼所見即所得。AR,增強現(xiàn)實;HUD,平視顯示器;兩個結(jié)合一起,增強現(xiàn)實抬頭顯示器。
AR-HUD是增強抬頭顯示技術(shù),它可以在駕駛員視線區(qū)域內(nèi)合理疊加顯示一些駕駛信息,并結(jié)合于實際交通路況當(dāng)中。通過AR-HUD技術(shù),駕駛員可以擴展并增強自己對于駕駛環(huán)境的感知。
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AR-HUD
AR-HUD全稱為Augmented-Reality-Head-up-Display,即增強現(xiàn)實抬頭顯示系統(tǒng)。有別于其他車型使用的HUD技術(shù)。
對于新手司機,開車過程中,應(yīng)該會經(jīng)常查看時速表和轉(zhuǎn)速表,另外還有其他的指示燈等。AR HUD就能展示這些數(shù)據(jù)內(nèi)容,一塊擋風(fēng)玻璃展示你所有想看到的數(shù)據(jù)信息。
通過舉例可以讓你更加容易理解,一旦用戶駕駛車輛偏離既定車道,AR-HUD系統(tǒng)可以在車道線邊緣處標(biāo)出紅線提醒用戶。而在ACC系統(tǒng)工作時,駕駛員則可以在前車后部看到一條標(biāo)記的亮帶??梢赃@樣說,AR-HUD不僅可以顯示信息,還可以將信息進(jìn)行模擬,滿足駕駛員的觀察需要。
與HUD相比,AR-HUD要復(fù)雜的多。前者只是一套投射并顯示信息的設(shè)備,雖然在上面也會顯示ADAS信息,但是和駕駛員輔助系統(tǒng)的整合并不算深入,而AR-HUD則需要和ADAS等系統(tǒng)深度整合,以實現(xiàn)更高級的效果和功能。
AR-HUD原理示意:
之所以可以實現(xiàn)這樣的效果,主要是由于AR-HUD技術(shù)使用了增強投影面,通過數(shù)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(fēng)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(jìn)行融合。有了AR-HUD的幫助,用戶在進(jìn)行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(dǎo)航信息與車道線已經(jīng)進(jìn)行了融合。
AR-HUD界面設(shè)計必須是簡潔清晰的,首先,用戶首要看到的一定是駕駛和安全相關(guān)信息,這包括:車速、檔位、限速導(dǎo)航、路面虛擬導(dǎo)航、偏離提醒、危險提醒等信息;第二層信息設(shè)計可以包括多媒體和設(shè)置層面,如,音樂、通話、列表項等。
汽車HUD的發(fā)展過程:
C-HUD:組合式抬頭顯示,它被安裝在一塊兒透明玻璃上,光學(xué)圖像經(jīng)過三次折射反射到這塊兒玻璃片里。在離駕駛員視線1.8-2.5米的位置形成一個虛像,顯示不同信息。
W-HUD:風(fēng)擋式抬頭顯示器,直接使用汽車的擋風(fēng)玻璃為顯示設(shè)備,顯示效果更為一體化。
AR HUD:導(dǎo)航時可以融合實際的路況場景進(jìn)行顯示,更加形象生動,其代表了HUD的未來發(fā)展方向。
3D-AR HUD:基于一個3D虛擬顯示器可以投射到擋風(fēng)玻璃前方,此時AR技術(shù)將根據(jù)目標(biāo)的3D位置動態(tài)投影。如,捷豹路虎和劍橋大學(xué)先進(jìn)光子學(xué)和電子中心合作研究的最新的技術(shù)。使用3D投影技術(shù)開發(fā)3D平視顯示器(3D HUD)的概念,可以顯示前方道路的信息,以及為乘客提供個性化3D信息娛樂。
應(yīng)用
兩大AR-HUD解決方案亮相
銳思華創(chuàng)致力研發(fā)車載裸眼AR顯示產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用,為客戶提供了帶有豐富數(shù)據(jù)接口的AR Generator 生態(tài)軟件平臺的AR-HUD軟硬件系統(tǒng),能夠結(jié)合車載人機交互系統(tǒng)靈活嵌入獨立的軟件算法/應(yīng)用程序,經(jīng)過AR圖形渲染轉(zhuǎn)換為玻璃上的AR視覺效果,并基于多源的環(huán)境感知數(shù)據(jù)精準(zhǔn)定位車道并顯示于人眼可視范圍內(nèi),結(jié)合獨有的OpticalCore光核引擎、光粒子空間成像技術(shù)提供廣角空間成像。
為滿足市場需求,銳思華創(chuàng)提供從單車道覆蓋至三車道,適配低、中、高階車款的三種型態(tài)的AR-HUD產(chǎn)品。本屆云棲大會,銳思華創(chuàng)將現(xiàn)場展示適合中高配和新型車企、針對無限廣角的AR-HUD Pro解決方案,和適合入門級車型、針對極限空間的Mini AR-HUD解決方案。
打造車載 AR-HUD,不僅需要出色的硬件結(jié)構(gòu)以及光學(xué)設(shè)計,還需要強大的軟件開發(fā)能力。為了能夠?qū)崿F(xiàn)真正的 AR 虛實融合,需要倚靠強大的算法使成像精準(zhǔn)貼合道路,融入現(xiàn)實以及確保沒有畸變。由于不同車型適配的曲面擋風(fēng)玻璃的曲度、弧形面皆不同,增加了設(shè)計和算法的難度。
隨著自動駕駛的發(fā)展,未來AR-HUD將在安全駕駛方面扮演著更為重要的角色。目前,大陸、華人運通、車蘿卜、松下、WayRay、哈曼等都在對AR-HUD進(jìn)行研究。在駕駛安全方面,AR-HUD將結(jié)合ADAS、汽車傳感器來做出安全提醒。比如,跟車距離預(yù)警、壓線預(yù)警、紅綠燈監(jiān)測、提前變道、行人預(yù)警、路標(biāo)顯示、車道偏離、前方障礙物、駕駛員狀態(tài)監(jiān)測等等。同時,通過顏色的變化來提醒駕駛員安全度。
AR-HUD對于用戶而言,具有很大的直觀性,通過結(jié)合現(xiàn)實路況信息,實時出現(xiàn)一些虛擬箭頭來直觀地引導(dǎo)我們前進(jìn),從而避免在駕駛中出現(xiàn)開過路口和分散駕駛員注意力的情況。
AR-HUD是技術(shù)的進(jìn)步,但也具備很大的技術(shù)難關(guān)等待攻克。光學(xué)部分當(dāng)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(shù)據(jù)進(jìn)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。
盡管存在挑戰(zhàn),但是隨著AR-HUD技術(shù)的成熟,越來越多的企業(yè)正在讓這項技術(shù)變?yōu)楝F(xiàn)實。您覺得AR-HUD會成為未來發(fā)展一大趨勢嗎?
(文章整理來源:GPS之家 GPSUU整理發(fā)布、普修設(shè)計、全球TMT 版權(quán)歸原文章所有)