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行业动态 | AR-HUD是未来发展趋势吗?

三菱MI-TECH


AR-HUD是通过内部特殊设计的光学系统将图像信息精确地结合于实际交通路况中,将胎压、速度、转速等信息投射到前挡风玻璃上。使车主在行车中,无需低头就能查看汽车相关信息。下面我们将结合部分案例,来看一下AR-HUD在未来的发展。

WayRay

HUD发展现状
HUD的出现已经有一段时间了,它早期是应用于航空器上的飞行辅助器,以便帮助飞行员实现更安全的飞行,之后,HUD逐渐向汽车行业发展。我们先来了解一下汽车HUD的发展过程:


  • C-HUD:组合式抬头显示,它被安装在一块儿透明玻璃上,光学图像经过三次折射反射到这块儿玻璃片里。在离驾驶员视线1.8-2.5米的位置形成一个虚像,显示不同信息。



  • W-HUD:风挡式抬头显示器,直接使用汽车的挡风玻璃为显示设备,显示效果更为一体化。



  • AR HUD:导航时可以融合实际的路况场景进行显示,更加形象生动,其代表了HUD的未来发展方向。


四维智联


  • 3D-AR HUD:基于一个3D虚拟显示器可以投射到挡风玻璃前方,此时AR技术将根据目标的3D位置动态投影。如,捷豹路虎和剑桥大学先进光子学和电子中心合作研究的最新的技术。使用3D投影技术开发3D平视显示器(3D HUD)的概念,可以显示前方道路的信息,以及为乘客提供个性化3D信息娱乐。



说完了HUD发展的几个阶段,我们再来了解一下,目前HUD在发展中存在的一些问题:


  • 多场景(白天和夜晚)下HUD的图像质量问题(亮度、颜色、清晰度、对比度、重影等);

  • HUD需要针对不同车型的挡风玻璃进行设计,所以,是否适配和高成本仍是一大问题;

  • 如何将各种信息及软硬件集成在一起,让界面一目了然,并控制好体积,也是一大难点;

  • HUD需要准确识别图像信息,如,车标、人、红绿灯、场景等。而且,导航是否具有延迟;

  • FOV与虚拟成像距离和图像大小的呈现,这需要我们自己频繁的去调整角度,会让人觉得疲劳,这里要是能结合眼动跟踪,是否会有不一样的效果;

  • HUD在设计上,由于虚拟和现实结合,且都是动态的,一旦成像效果无法被固定和匹配,驾驶员需分辨真实和虚拟动画,会不会产生眩晕,且是否会影响驾驶员注意力。



在技术方面,目前用在HUD上的投影技术,主要有LCD投影、DLP投影以及激光扫描投影。

大陆 AR-HUD

AR-HUD发展趋势


随着自动驾驶的发展,未来AR-HUD将在安全驾驶方面扮演着更为重要的角色。目前,大陆、华人运通、车萝卜、松下、WayRay、哈曼等都在对AR-HUD进行研究。


AR-HUD对于用户而言,具有很大的直观性,通过结合现实路况信息,实时出现一些虚拟箭头来直观地引导我们前进,从而避免在驾驶中出现开过路口和分散驾驶员注意力的情况。


在驾驶安全方面,AR-HUD将结合ADAS、汽车传感器来做出安全提醒。比如,跟车距离预警、压线预警、红绿灯监测、提前变道、行人预警、路标显示、车道偏离、前方障碍物、驾驶员状态监测等等。同时,通过颜色的变化来提醒驾驶员安全度。


Nissan

BMW-Vision-Next-100

BMW



同时,AR-HUD可以结合眼球跟踪,实时感知瞳孔和凝视位置,为驾驶员提供更准确的信息定位,同时为客户定制不同的体验要求。



在亮度调节方面,AR-HUD需要采用类似于光线自适应技术,具备自动侦测环境亮度功能,实现自动调节HUD照明亮度以适应环境(白天、夜晚、阴天、晴天等)。比如,宝马就利用了自感光系统,来调节环境亮度,以适应驾驶员需求。林肯的AR-HUD应用了DLP技术,从而平衡了外部亮度。



在驾驶娱乐方面,AR-HUD将结合当前位置、地图和场景AI等来为驾驶员提供路过景区、商场、餐厅等信息,实现车与道路环境的互联。同时,如果技术可以,是否可以将AR-HUD分为两个部分来显示,以满足主驾和副驾的不同需求,就像中控大屏的设计一样。左侧提供道路导航信息,右侧显示音乐、视频、通话等信息。





AR-HUD是自定义的,在不同场景下,驾驶员可以通过方向盘、中控等来操控显示信息,选择不同的AR-HUD场景模式和设置,从而将某些驾驶信息合理的叠加在驾驶员视野中。


Genesis G90


当然,在这里也可以选择驾驶场景下的车辆自适应模式。如,在高速公路设置为导航模式,仅显示导航和安全提醒信息;在街道和低速路段行驶则可以设置推荐周边信息的AR-HUD场景模式;在事故多发路段或山区则主要需要选择以安全AR-HUD为主要内容的场景模式等等,隐藏不必要的信息。



在未来AR-HUD的应用中,是否会加入全息、3D、眼球跟踪、面部监测等技术,一起完成安全驾驶呢?




AR-HUD设计重点

AR-HUD界面设计必须是简洁清晰的,首先,用户首要看到的一定是驾驶和安全相关信息,这包括:车速、档位、限速导航、路面虚拟导航、偏离提醒、危险提醒等信息;第二层信息设计可以包括多媒体和设置层面,如,音乐、通话、列表项等。下面我们具体来聊一聊:


  • 少用颜色和装饰,尽可能多的用可视化信息;

  • 根据层级来显示不同的信息,避免信息重叠;



  • 界面信息要清晰易读,避免分散驾驶员注意力;

  • 即使汽车带有光线调节,也可多设计两种显示模式,以适应白天、夜晚亦或是下雨天路况情况;

  • 在设计中尽量避免使用过多的文字,以图或简短的动图替代,以缩短驾驶员注意时长和避免字体变形;



  • 菜单选项应避免多层级的出现,可以使用列表和滑动模式,并且保证在三层之内,且不需要的信息在行车中,需要隐藏;



  • 在应用前,做好用户调研,避免因路况抖动而导致驾驶员无法看清或不能看见显示信息。以将AR-HUD投射到驾驶员始终能看到的位置;

  • 等等。