什么是 AR-HUD？它的實(shí)現(xiàn)原理是什么？都有哪些公司在研發(fā)這種技術(shù)？這篇文章告訴你。 說(shuō)起 AR和 HUD這兩個(gè)概念，科技愛(ài)好者和汽車(chē)愛(ài)好者肯定有話要說(shuō)。 AR（Augmented Reality）代表增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，而 HUD（Head Up Display）則代表抬頭顯示設(shè)備。

AR 現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)

寶馬車(chē)的 HUD 抬頭顯示器

但如果將這兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合在一起會(huì)誕生出什么？估計(jì)有些人可能還沒(méi)思考過(guò)，而 AR-HUD 技術(shù)則恰好滿(mǎn)足了這種猜想。 AR-HUD 到底能夠?qū)崿F(xiàn)什么？ 簡(jiǎn)單來(lái)講，AR-HUD（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示器）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(shí)際交通路況當(dāng)中。通過(guò) AR-HUD 技術(shù)，駕駛員可以擴(kuò)展并增強(qiáng)自己對(duì)于駕駛環(huán)境的感知。 看完上面這句話，有些人肯定在想，你說(shuō)的還是有些復(fù)雜，我只關(guān)心 AR-HUD 與 HUD 究竟有什么不同？

C919 上的 HUD，來(lái)自于航空工業(yè)光電所

HUD 起初誕生于戰(zhàn)斗機(jī)上，可以降低飛行員低頭查看儀表盤(pán)的頻率，避免飛行員駕駛注意力不集中。隨后，由于 HUD 設(shè)備帶來(lái)了一些便利性同時(shí)成本進(jìn)一步下降，汽車(chē)也開(kāi)始慢慢跟進(jìn)安裝。通過(guò) HUD 設(shè)備，用戶(hù)可以觀察到車(chē)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(shí)還改變了駕駛員觀察信息的方式。 通過(guò)與 ADAS、車(chē)道偏離報(bào)警系統(tǒng)以及 ACC 自適應(yīng)巡航系統(tǒng)結(jié)合使用，AR-HUD 可以解鎖更多姿勢(shì)。舉個(gè)例子，一旦用戶(hù)駕駛車(chē)輛偏離既定車(chē)道，AR-HUD 系統(tǒng)可以在車(chē)道線邊緣處標(biāo)出紅線提醒用戶(hù)。而在 ACC 系統(tǒng)工作時(shí)，駕駛員則可以在前車(chē)后部看到一條標(biāo)記的亮帶?？梢赃@樣說(shuō)，AR-HUD 不僅可以顯示信息，還可以將信息進(jìn)行模擬，滿(mǎn)足駕駛員的觀察需要。

AR-HUD 原理示意

之所以可以實(shí)現(xiàn)這樣的效果，主要是由于 AR-HUD技術(shù)使用了增強(qiáng)投影面，通過(guò)數(shù)字微鏡元件生成圖像元素，同時(shí)成像幕上的圖像通過(guò)反射鏡最終射向擋風(fēng)玻璃。增強(qiáng)過(guò)后的顯示信息可以直接投射在用戶(hù)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(hù)在進(jìn)行導(dǎo)航時(shí)可以直接抬頭觀察信息，重要的是，從駕駛員的視野來(lái)看，導(dǎo)航信息與車(chē)道線已經(jīng)進(jìn)行了融合。 都有誰(shuí)在做 AR-HUD？ 其實(shí)別看 AR-HUD這么科幻，但這項(xiàng)技術(shù)離我們卻并沒(méi)有那么遠(yuǎn)。 2014年時(shí)，大陸就宣布將會(huì)打造 AR-HUD，他們還在試驗(yàn)車(chē)輛上進(jìn)行過(guò)演示。試驗(yàn)車(chē)輛的前處和后視鏡上分別安裝有雷達(dá)以及 CMOS攝像頭，可以配合 ADAS、車(chē)道偏離警示系統(tǒng)、ACC自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)以及導(dǎo)航系統(tǒng)使用。 大陸的這套 AR-HUD可以產(chǎn)生狀態(tài)投影面和增強(qiáng)投影面，狀態(tài)投影面的視線距離為 2.4米，可以顯示駕駛員所選的狀態(tài)信息，例如速度、限速值等等。而增強(qiáng)投影面的視線距離則為 7.5米，負(fù)責(zé)將增強(qiáng)信息與實(shí)時(shí)交通狀況進(jìn)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(shù)。這套技術(shù)主要負(fù)責(zé)處理三項(xiàng)數(shù)據(jù)： 1、單攝像頭繪制的道路幾何形狀，還包括前方車(chē)道曲率以及回旋率等數(shù)據(jù)。 2、雷達(dá)測(cè)量的前方車(chē)輛尺寸、位置以及與自身的距離。 3、大陸 eHorizon（電子地平線）技術(shù)所提供的地圖框架。 以上三項(xiàng)數(shù)據(jù)將會(huì)被處理成圖像，最終投射到駕駛員的視野范圍之內(nèi)。 今年年初，阿里還曾投資過(guò)一家叫作 WayRay 的創(chuàng)業(yè)公司。這家瑞士初創(chuàng)公司同樣在研發(fā) AR-HUD，他們更是號(hào)稱(chēng)自己是「世界上第一個(gè)把 AR 整合進(jìn)汽車(chē)」的公司。WayRay 并沒(méi)有透露自己使用的詳細(xì)技術(shù)，但卻放出一條消息：接受了阿里投資之后，WayRay 將會(huì)和上汽阿里的合資公司「斑馬智行」一起合作一款車(chē)載導(dǎo)航娛樂(lè)系統(tǒng)。

榮威光之翼概念車(chē)的 HUD 設(shè)備

明年，首款搭載 WayRay AR-HUD 的車(chē)型就將上市，量產(chǎn)車(chē)型將基于榮威「光之翼」概念車(chē)打造。如果計(jì)劃順利的話，這將是全球首款前裝了 AR HUD 功能的量產(chǎn)車(chē)。 對(duì)于 AR-HUD 這片市場(chǎng)，偉世通也開(kāi)始采取行動(dòng)，他們?cè)谝惠v測(cè)試車(chē)展示了這項(xiàng)技術(shù)。駕駛員可以在視線范圍內(nèi)觀察到車(chē)道線以及前方目標(biāo)，另外，偉世通也可以將車(chē)道偏離預(yù)警以及導(dǎo)航功能與 AR-HUD 進(jìn)行結(jié)合使用。他們的工程師透露，這款 AR-HUD 視線距離為 10 米，車(chē)輛的 A 柱和后視鏡處還安裝了面向駕駛員的攝像頭，用來(lái)檢測(cè)駕駛員的狀態(tài)。 除了國(guó)外公司之外，國(guó)內(nèi)的一些創(chuàng)業(yè)公司也開(kāi)始在 AR-HUD 領(lǐng)域有所作為。光暈 Halo 曾在去年發(fā)布過(guò)一款 HUD，除了手勢(shì)識(shí)別、語(yǔ)音控制之外，這套 HUD 還可以實(shí)現(xiàn) AR 導(dǎo)航。用戶(hù)在駕車(chē)時(shí)，可以直接觀察到虛擬導(dǎo)航、地理位置信息呈現(xiàn)在眼前，同時(shí)與交通狀況進(jìn)行融合。根據(jù)他們的說(shuō)法，未來(lái)光暈的 HUD 設(shè)備也將利用 AR 技術(shù)與車(chē)道偏離系統(tǒng)、ADAS 等系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用。 Futurus（此前叫作異視科技）同樣是國(guó)內(nèi)的一家 HUD 廠商，此前主要的產(chǎn)品是后裝 HUD，而現(xiàn)在他們則將大部分精力放在了前裝 HUD 上。當(dāng)然，他們想要做的可能還不止 HUD 這么簡(jiǎn)單，例如全息成像、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)之類(lèi)的技術(shù)也包含在內(nèi)。他們?cè)?jīng)展示過(guò)一款光學(xué)顯示器，通過(guò)底座光學(xué)模組光場(chǎng)投影，用戶(hù)可以不依托于任何介質(zhì)，裸眼看到憑空出現(xiàn)的影像。未來(lái)，將 AR 技術(shù)與路面信息進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用也包含在他們的研發(fā)計(jì)劃當(dāng)中。 其實(shí)說(shuō)了這么多，AR-HUD 雖然很酷，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(jué)距離都是難點(diǎn)，其中每一項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行微小變動(dòng)最終都會(huì)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(gè)部分。 從頭到尾看完之后，回到文章開(kāi)始時(shí)的那個(gè)問(wèn)題你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，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(huì)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(shí)現(xiàn)更高級(jí)的效果和功能。 無(wú)論如何，一項(xiàng)新技術(shù)的推出終究意味著進(jìn)步，AR-HUD 的到來(lái)勢(shì)必將會(huì)重新建立用戶(hù)對(duì)于駕駛環(huán)境的感知，而可以肯定的是，還有不少我們沒(méi)有列舉到的公司，都在明里暗里研發(fā)這東西。 來(lái)源：極客汽車(chē) 關(guān)注微信公眾號(hào)：VR陀螺（vrtuoluo）,定時(shí)推送，VR/AR行業(yè)干貨分享、爆料揭秘、互動(dòng)精彩多。