随着智能驾舱的出现,越来越多的工具和信息被添加到驾驶体验中。这些功能虽然强大且实用,但还有一个缺陷,信息和系统会分散驾驶员的注意力。对此,行业在积极探索应对方案。
锐思华创(raythink)市场专家姜叡石坦言,ar hud将会是智能汽车领域里最重要的hmi特色之一,ar hud是汽车hmi的入口点,增强现实的信息系统,在挡风玻璃呈现真实的ar技术,将导航、仪表、娱乐和道路通信集成在一起,实现虚拟数字信息在前挡风玻璃上的实时动态显示,为完全自主驾驶的全面升级打下基础;以限制分心的方式向驾驶员提供重要信息。随着ar hud技术和性能的不断提高,将来会大规模地被采用。
锐思华创(raythink)市场专家姜叡石:我最近从一个报告了解到,交通事故的发生率在上升。汽车的智能化将提高安全性,有了智能驾舱,汽车就有了眼睛、耳朵和大脑,可以帮助我们理解周围复杂的环境,汽车会越来越智能,智能驾舱是必然趋势。
ar hud将如何重新定义汽车hmi?
随着智能驾舱的出现,越来越多的工具和信息被添加到驾驶体验中 -- adas作为高级的驾驶辅助系统,大多数人都使用过adas功能,人们对它所带来的优点深信不疑;导航也是每个人都在使用的工具;除此之外还有很多信息、娱乐、电话等等。这些功能虽然非常强大,但也有一个致命的缺陷,即信息和系统使驾驶员的注意力分散,导致驾驶员分心。
怎样更好地给驾驶员提供信息?汽车制造商和一级供应商都在寻找解决方案,很多企业选择增加显示屏的数量或者扩大显示屏等方式,例如特斯拉将仪表盘的信息移植到中央显示屏上。我们看到汽车有不同的反馈系统,包括语音辅助和触觉反馈等,越来越多的汽车采用了ar hud功能,我认为ar hud会是智能汽车领域里面最重要的hmi方式之一,以减少分心的方式向驾驶员提供重要信息的唯一方法。
此外,随着ar hud技术和性能的提高,将来会被大规模地采用。这可不是一家之言,我们的客户订单数量已增加到40万件,最近客户原来把ar hud视为是选配的产品,现在已转向标配,因此行业内已经把ar hud看成未来的发展方向。今年1月份美国ces,bmw亮相了他们的ivision dee的概念车。其中一个重点宣传技术就是ar hud。bmw ceo表示ar hud将最终取代仪表盘。其他汽车制造商也在追求这一趋势,例如理想汽车在减少仪表盘使用的方式上,采用hud。此外ar hud领域在汽车行业里吸引了广泛的投资。
实现ar hud需要解决的三大关键技术
与chud和whud相比,ar hud是更先进的技术。在ar hud广泛应用前还面临诸多挑战。我们公司在这方面引领行业,并成为ar hud行业定义的最佳实践。
ar hud可以简单地理解为将ar图形投射到挡风玻璃上的一个设备,这个图形覆盖到现实世界中,以不分散注意力的方式向驾驶员提供重要信息。听起来简单,但要实现真正的去实现ar hud需要至少三项关键技术:
首先,需要更大的视场角和长的虚像距离,以获得更好的用户体验;
此外,需要光学设计和pgu的专业知识,确保稳定的图像,清晰明亮、无重影、不变形、无畸变;还需要减少ar hud的体积以支持ar hud的广泛采用;
最后,需要一个强大的软件平台,对各种输入执行实时的数据融合,处理该信息。结合ar的算法正确渲染ar图形。
接下来将详细的介绍这三项关键技术:
第一,为什么要有一个强大的视场角呢?因为我们希望尽可能的覆盖到驾驶员的视野。如果视场角太小,ar图形就会分散注意力。有了更大的显示区域,adas功能就可以充分的展现出来,减少对驾驶员视线的遮挡。
不同的视场角带来不同的功能,每个功能都是专属的。fov可以展示仪表盘信息,以及简单的转换车道提醒,同时可以显示驾驶员的关注点。ar hud作为hmi的新功能,能与驾驶员互动,让驾驶员可以获取虚拟信息来了解现实世界环境。大视场角的ar hud给我们打开了更多的可能性,让产品有更好的用户体验。
我们还需要更长的vid,虚像距离可以和fov结合使用。虚像距离可以增强虚像覆盖范围,更长的虚像距离可以从根本上欺骗人眼,将虚拟的图像视为现实世界的一部分,从而提高驾驶安全;如果vid变短,眼睛会重新聚焦、重新调整视角,造成疲劳,重新聚焦所需要的时间又会产生安全问题。
基于各种研究,驾驶员在自然状态下向前看,在15米延伸的道路上,可以获得最佳的驾驶体验。vid距离越长,优点越多。比如减少重影问题;允许从更远的地方向驾驶员发出警告,从而使驾驶员有更多反应时间;较长的vid也会带来更好的用户体验。
第二,大量研究表明,提高ar hud体验必须有更大的vid和fov,这对于传统的pgu来说相当困难。目前的pgu - tft/dlp很难在不产生其他问题的情况下实现20度 fov和15m vid,例如成本、阳光倒灌、光窗、大体积等等。
因此,我们一直致力于开发更好的解决方案,例如投入大量资金研发lbs模块。我们相信在不久的将来,lbs会成为ar hud的明确选择。lbs同其他光源相比体积更小,而且能够接近tft的成本。当我们扫描出图象时,可以打开、关闭单个像素,功耗更低,而当画面不显示内容时,也不会像传统光源一样显示黑色像素,因此没有光窗问题;由于是基于激光的,具有很高的亮度和非常宽的色域,当穿过比较暗的隧道,可以看到前面是不是有亮窗或其他背景的亮光;lbs模块还允许大的市场角和长的虚像距离以消除重影;进而减少对pvb的需求,并且能够减轻阳光倒灌的问题。
我们的产品即将投产,已开发很多的原始模型,并且已经在ar hud成功实施,将在下个月上海的车展上亮相。
第三,强大的ar软件架构。将ar软件分成三个基本步骤,输入和数据的融合阶段、算法处理和渲染阶段、输出阶段。
首先,ar hud需要整合多种数据源进行数据的融合以及提高准确性。输入包括各种来源的数据,包括视觉相机的数据,包括来自雷达、地图、光传感器、惯性传感器、仪表盘等等的数据。这些数据要能够实时地融合,不能有延迟现象。
当获得了这些信息之后,我们能够进行数据的处理和渲染,使用ar算法来分析数据。会对畸变进行补偿,例如对失真进行补偿等;还有其他能够用来提高ar图象的算法给到驾驶员。经过算法和处理,最终输出精准的ar功能图象,以适应不同的情况。ar hud的功能包括碰撞警告、ldw、pcw、盲点检测、ar导航等等。
真正的ar hud需要完成上面提及的三个关键技术,才能体现出出色的驾驶体验。而锐思华创(raythink)是唯一的ar hud厂商能够达到这些关键技术的门槛要求,并带来以ar技术赋能的智能座舱最佳hmi解决方案。
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