AR增強現(xiàn)實技術(shù)解析 開車就像開戰(zhàn)斗機

Augmented Reality增強現(xiàn)實技術(shù)（下稱AR技術(shù)）逐漸從電腦、電子產(chǎn)品進入到汽車產(chǎn)品領(lǐng)域。我們熟悉的帶軌跡線的倒車可視功能其實就是一種較為簡單的增強現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用。再進階一點的增強現(xiàn)實技術(shù)就是我們在一些高端車上看到的HUD（HeadUpDisplay）抬頭顯示技術(shù)。未來的十年，隨著AR技術(shù)的成熟，汽車上將越來越多地引入AR技術(shù)的應(yīng)用。就目前來看，駕駛員視野內(nèi)的圖像投影技術(shù)就是一個重要的發(fā)展方向。本文將詳細介紹AR技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及方向。

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●什么是AR增強現(xiàn)實技術(shù)?

　　增強現(xiàn)實是指在真實世界的視野中通過計算機疊加上由計算機產(chǎn)生的感官輸入。該感官輸入包括聲音，視頻，圖形或GPS數(shù)據(jù)等元素。這項技術(shù)能夠增強人類對當(dāng)前環(huán)境的感知。而與增強現(xiàn)實相對的是虛擬現(xiàn)實。虛擬現(xiàn)實采用完全虛擬的聲音，視頻，圖形等元素來模擬現(xiàn)實世界。

●AR技術(shù)廣泛用于飛機

　　飛機上采用的全息衍射技術(shù)就是增強現(xiàn)實概念的一個應(yīng)用，其原理與汽車上采用的HUD投影技術(shù)類似。早在1988年，通用汽車便把HUD技術(shù)引入到汽車中，但由于成本過高而沒有被廣泛采用。相反，對于飛機這種價格高昂的交通工具來說，HUD的成本則顯得微乎其微，因而HUD技術(shù)從那時開始便被航空業(yè)廣泛采用。

　　上圖為美軍F-22戰(zhàn)斗機上的全息衍射平顯模塊。

　　戰(zhàn)斗機駕駛員有了全息衍射平顯，視野就會變成上圖那樣。

● 倒車可視、HUD抬頭顯示、全景影像都是增強現(xiàn)實的成熟應(yīng)用

　　倒車可視功能一般會在倒車攝像頭圖像上疊加倒車軌跡線。一些高端車型倒車可視功能的倒車軌跡線會依據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角的不同而實時變化，這就是增強現(xiàn)實技術(shù)的一個典型應(yīng)用——在真實圖像上疊加計算機產(chǎn)生的感官輸入。

　　全景影像是通過合成位于車輛四周四個攝像頭采集的圖像，形成一個由車頂俯瞰車輛的圖像，為駕駛員停車入庫提供便利的一項實用技術(shù)。由于駕駛員一般是無法通過自己的眼睛從車頂俯瞰車輛的，因而此技術(shù)也算的上是AR技術(shù)。

　　HUD抬頭顯示器能夠在擋風(fēng)玻璃或者中控臺上方的投影屏上投影車速、導(dǎo)航信息等圖像，輔助駕駛員駕駛車輛。

● 寶馬維修工已經(jīng)采用AR技術(shù)維修汽車

　　寶馬在今年年初推出了一款專用眼鏡，這款眼鏡能夠指導(dǎo)維修工進行車輛維修。通過寶馬車輛智能鑰匙中存儲的故障代碼，智能眼鏡就可以對車輛進行故障診斷并給出維修建議。維修工佩戴此眼鏡后，眼鏡會在維修工視野上疊加彩色的三維立體圖像指示維修工要施工的部位、需要使用的工具以及需要進行的維修操作。寶馬維修眼鏡在汽車維修領(lǐng)域可謂是創(chuàng)新之舉，引領(lǐng)著汽車維修行業(yè)的潮流。

● 谷歌眼鏡涉足汽車領(lǐng)域受阻

　　提到可穿戴設(shè)備與AR技術(shù)的結(jié)合，我想某些對電子產(chǎn)品熟悉的讀者已經(jīng)想到了谷歌眼鏡（Google Glass）。的確，谷歌眼鏡是一款當(dāng)今最為成熟的結(jié)合了可穿戴設(shè)備及增強現(xiàn)實技術(shù)的成熟商品。雖然，在美國有些州已經(jīng)出臺法規(guī)禁止駕駛員在駕駛車輛時佩戴谷歌眼鏡。但在谷歌強大的影響力下，谷歌眼鏡的應(yīng)用也將如同蘋果CarPlay一樣延伸到汽車領(lǐng)域。

● 先鋒增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)

　　汽車上的AR技術(shù)應(yīng)用一般采用的是投影形式的圖像疊加技術(shù)，在駕駛員視野內(nèi)疊加信息圖像。由于前擋風(fēng)玻璃直接面對太陽光，難以通過在擋風(fēng)玻璃上通過投影技術(shù)獲得高亮度的疊加圖像。有鑒于此，日本先鋒公司采用了一種折中的辦法，在汽車遮陽擋的位置設(shè)置了一個大尺寸半透明投影屏用于投影駕駛員視野內(nèi)的疊加圖像。這樣的設(shè)計有效避免了車外光線對投影儀的影響，能在駕駛員視野內(nèi)疊加高亮度高對比度圖像。先鋒的這套系統(tǒng)被命名為NavGate HUD。配合大數(shù)據(jù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，先鋒這套系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航指引、興趣點提示、實時路況及危險警告燈多種信息提示。

● 通用全前擋HUD系統(tǒng)正在開發(fā)中

　　上文提到了，由于前擋風(fēng)玻璃直接面對太陽光，難以通過在擋風(fēng)玻璃上通過投影技術(shù)獲得高亮度的疊加圖像。而通用對于全前擋HUD系統(tǒng)也正在開發(fā)，并且已經(jīng)有相關(guān)試驗產(chǎn)品。該投影系統(tǒng)結(jié)合了一系列傳感器系統(tǒng)，包括夜視系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)以及攝像頭系統(tǒng)，為駕駛者提供全新的、更為便利的駕駛體驗。

● 中國將成為HUD技術(shù)增長最快的國家

　　根據(jù)IHS 2013年的報告，2020年，中國的HUD設(shè)備采用數(shù)量迎來高達34%的增長。也就是說HUD配置將更多出現(xiàn)在新車型的配置表上。隨著配置率的提升，更多低端車型會帶有HUD配置。但HUD始終是一個硬件成本較高的配置，筆者認為帶有AR增強現(xiàn)實技術(shù)的導(dǎo)航一體機將更加適合中國的國情，并較容易得到推廣，畢竟軟件成本比硬件成本要低廉許多。

　　總結(jié)：在可預(yù)見未來5年，AR技術(shù)將進一步進入人們的生活。無論是你用的手機、玩的電子游戲、佩戴的可穿戴設(shè)備甚至駕駛的汽車，都會與AR技術(shù)有交集。當(dāng)AR技術(shù)大行其道之時，或許你會感嘆電影里所呈現(xiàn)的未來生活終于來了！我們相當(dāng)樂意見到中國自主品牌的汽車在AR技術(shù)的配置上有超前外國汽車產(chǎn)品的機會，也期待技術(shù)進步為汽車生活帶來的便利。