AR增强现实技术解析 开车就像开战斗机

Augmented Reality增强现实技术（下称AR技术）逐渐从电脑、电子产品进入到汽车产品领域。我们熟悉的带轨迹线的倒车可视功能其实就是一种较为简单的增强现实技术的应用。再进阶一点的增强现实技术就是我们在一些高端车上看到的HUD（HeadUpDisplay）抬头显示技术。未来的十年，随着AR技术的成熟，汽车上将越来越多地引入AR技术的应用。就目前来看，驾驶员视野内的图像投影技术就是一个重要的发展方向。本文将详细介绍AR技术的发展现状及方向。

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●什么是AR增强现实技术?

　　增强现实是指在真实世界的视野中通过计算机叠加上由计算机产生的感官输入。该感官输入包括声音，视频，图形或GPS数据等元素。这项技术能够增强人类对当前环境的感知。而与增强现实相对的是虚拟现实。虚拟现实采用完全虚拟的声音，视频，图形等元素来模拟现实世界。

●AR技术广泛用于飞机

　　飞机上采用的全息衍射技术就是增强现实概念的一个应用，其原理与汽车上采用的HUD投影技术类似。早在1988年，通用汽车便把HUD技术引入到汽车中，但由于成本过高而没有被广泛采用。相反，对于飞机这种价格高昂的交通工具来说，HUD的成本则显得微乎其微，因而HUD技术从那时开始便被航空业广泛采用。

　　上图为美军F-22战斗机上的全息衍射平显模块。

　　战斗机驾驶员有了全息衍射平显，视野就会变成上图那样。

● 倒车可视、HUD抬头显示、全景影像都是增强现实的成熟应用

　　倒车可视功能一般会在倒车摄像头图像上叠加倒车轨迹线。一些高端车型倒车可视功能的倒车轨迹线会依据方向盘转角的不同而实时变化，这就是增强现实技术的一个典型应用——在真实图像上叠加计算机产生的感官输入。

　　全景影像是通过合成位于车辆四周四个摄像头采集的图像，形成一个由车顶俯瞰车辆的图像，为驾驶员停车入库提供便利的一项实用技术。由于驾驶员一般是无法通过自己的眼睛从车顶俯瞰车辆的，因而此技术也算的上是AR技术。

　　HUD抬头显示器能够在挡风玻璃或者中控台上方的投影屏上投影车速、导航信息等图像，辅助驾驶员驾驶车辆。

● 宝马维修工已经采用AR技术维修汽车

　　宝马在今年年初推出了一款专用眼镜，这款眼镜能够指导维修工进行车辆维修。通过宝马车辆智能钥匙中存储的故障代码，智能眼镜就可以对车辆进行故障诊断并给出维修建议。维修工佩戴此眼镜后，眼镜会在维修工视野上叠加彩色的三维立体图像指示维修工要施工的部位、需要使用的工具以及需要进行的维修操作。宝马维修眼镜在汽车维修领域可谓是创新之举，引领着汽车维修行业的潮流。

● 谷歌眼镜涉足汽车领域受阻

　　提到可穿戴设备与AR技术的结合，我想某些对电子产品熟悉的读者已经想到了谷歌眼镜（Google Glass）。的确，谷歌眼镜是一款当今最为成熟的结合了可穿戴设备及增强现实技术的成熟商品。虽然，在美国有些州已经出台法规禁止驾驶员在驾驶车辆时佩戴谷歌眼镜。但在谷歌强大的影响力下，谷歌眼镜的应用也将如同苹果CarPlay一样延伸到汽车领域。

● 先锋增强现实导航系统

　　汽车上的AR技术应用一般采用的是投影形式的图像叠加技术，在驾驶员视野内叠加信息图像。由于前挡风玻璃直接面对太阳光，难以通过在挡风玻璃上通过投影技术获得高亮度的叠加图像。有鉴于此，日本先锋公司采用了一种折中的办法，在汽车遮阳挡的位置设置了一个大尺寸半透明投影屏用于投影驾驶员视野内的叠加图像。这样的设计有效避免了车外光线对投影仪的影响，能在驾驶员视野内叠加高亮度高对比度图像。先锋的这套系统被命名为NavGate HUD。配合大数据及物联网技术，先锋这套系统能够实现导航指引、兴趣点提示、实时路况及危险警告灯多种信息提示。

● 通用全前挡HUD系统正在开发中

　　上文提到了，由于前挡风玻璃直接面对太阳光，难以通过在挡风玻璃上通过投影技术获得高亮度的叠加图像。而通用对于全前挡HUD系统也正在开发，并且已经有相关试验产品。该投影系统结合了一系列传感器系统，包括夜视系统、GPS系统以及摄像头系统，为驾驶者提供全新的、更为便利的驾驶体验。

● 中国将成为HUD技术增长最快的国家

　　根据IHS 2013年的报告，2020年，中国的HUD设备采用数量迎来高达34%的增长。也就是说HUD配置将更多出现在新车型的配置表上。随着配置率的提升，更多低端车型会带有HUD配置。但HUD始终是一个硬件成本较高的配置，笔者认为带有AR增强现实技术的导航一体机将更加适合中国的国情，并较容易得到推广，毕竟软件成本比硬件成本要低廉许多。

　　总结：在可预见未来5年，AR技术将进一步进入人们的生活。无论是你用的手机、玩的电子游戏、佩戴的可穿戴设备甚至驾驶的汽车，都会与AR技术有交集。当AR技术大行其道之时，或许你会感叹电影里所呈现的未来生活终于来了！我们相当乐意见到中国自主品牌的汽车在AR技术的配置上有超前外国汽车产品的机会，也期待技术进步为汽车生活带来的便利。