什么是 AR-HUD？它的實現原理是什么？都有哪些公司在研發這種技術？這篇文章告訴你。
說起 AR和 HUD這兩個概念，科技愛好者和汽車愛好者肯定有話要說。
AR（Augmented Reality）代表增強現實技術，而 HUD（Head Up Display）則代表抬頭顯示設備。
AR 現實增強技術
寶馬車的 HUD 抬頭顯示器
但如果將這兩項技術結合在一起會誕生出什么？估計有些人可能還沒思考過，而 AR-HUD 技術則恰好滿足了這種猜想。
AR-HUD 到底能夠實現什么？
簡單來講，AR-HUD（增強現實抬頭顯示器）可以在駕駛員視線區域內合理疊加顯示一些駕駛信息，并結合于實際交通路況當中。通過 AR-HUD 技術，駕駛員可以擴展并增強自己對于駕駛環境的感知。
看完上面這句話，有些人肯定在想，你說的還是有些復雜，我只關心 AR-HUD 與 HUD 究竟有什么不同？
C919 上的 HUD，來自于航空工業光電所
HUD 起初誕生于戰斗機上，可以降低飛行員低頭查看儀表盤的頻率，避免飛行員駕駛注意力不集中。隨后，由于 HUD 設備帶來了一些便利性同時成本進一步下降，汽車也開始慢慢跟進安裝。通過 HUD 設備，用戶可以觀察到車速、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，同時還改變了駕駛員觀察信息的方式。
通過與 ADAS、車道偏離報警系統以及 ACC 自適應巡航系統結合使用，AR-HUD 可以解鎖更多姿勢。舉個例子，一旦用戶駕駛車輛偏離既定車道，AR-HUD 系統可以在車道線邊緣處標出紅線提醒用戶。而在 ACC 系統工作時，駕駛員則可以在前車后部看到一條標記的亮帶。可以這樣說，AR-HUD 不僅可以顯示信息，還可以將信息進行模擬，滿足駕駛員的觀察需要。
AR-HUD 原理示意
之所以可以實現這樣的效果，主要是由于 AR-HUD技術使用了增強投影面，通過數字微鏡元件生成圖像元素，同時成像幕上的圖像通過反射鏡最終射向擋風玻璃。增強過后的顯示信息可以直接投射在用戶視野角度的道路上，與交通狀況進行融合。有了 AR-HUD的幫助，用戶在進行導航時可以直接抬頭觀察信息，重要的是，從駕駛員的視野來看，導航信息與車道線已經進行了融合。
都有誰在做 AR-HUD？
其實別看 AR-HUD這么科幻，但這項技術離我們卻并沒有那么遠。
2014年時，大陸就宣布將會打造 AR-HUD，他們還在試驗車輛上進行過演示。試驗車輛的前處和后視鏡上分別安裝有雷達以及 CMOS攝像頭，可以配合 ADAS、車道偏離警示系統、ACC自適應巡航控制系統以及導航系統使用。
大陸的這套 AR-HUD可以產生狀態投影面和增強投影面，狀態投影面的視線距離為 2.4米，可以顯示駕駛員所選的狀態信息，例如速度、限速值等等。而增強投影面的視線距離則為 7.5米，負責將增強信息與實時交通狀況進行融合。為了打造這套 AR-HUD，大陸使用了一種叫做 AR-Creator 的技術。這套技術主要負責處理三項數據：
1、單攝像頭繪制的道路幾何形狀，還包括前方車道曲率以及回旋率等數據。
2、雷達測量的前方車輛尺寸、位置以及與自身的距離。
3、大陸 eHorizon（電子地平線）技術所提供的地圖框架。
以上三項數據將會被處理成圖像，最終投射到駕駛員的視野范圍之內。
今年年初，阿里還曾投資過一家叫作 WayRay 的創業公司。這家瑞士初創公司同樣在研發 AR-HUD，他們更是號稱自己是「世界上第一個把 AR 整合進汽車」的公司。WayRay 并沒有透露自己使用的詳細技術，但卻放出一條消息：接受了阿里投資之后，WayRay 將會和上汽阿里的合資公司「斑馬智行」一起合作一款車載導航娛樂系統。
榮威光之翼概念車的 HUD 設備
明年，首款搭載 WayRay AR-HUD 的車型就將上市，量產車型將基于榮威「光之翼」概念車打造。如果計劃順利的話，這將是全球首款前裝了 AR HUD 功能的量產車。
對于 AR-HUD 這片市場，偉世通也開始采取行動，他們在一輛測試車展示了這項技術。駕駛員可以在視線范圍內觀察到車道線以及前方目標，另外，偉世通也可以將車道偏離預警以及導航功能與 AR-HUD 進行結合使用。他們的工程師透露，這款 AR-HUD 視線距離為 10 米，車輛的 A 柱和后視鏡處還安裝了面向駕駛員的攝像頭，用來檢測駕駛員的狀態。
除了國外公司之外，國內的一些創業公司也開始在 AR-HUD 領域有所作為。光暈 Halo 曾在去年發布過一款 HUD，除了手勢識別、語音控制之外，這套 HUD 還可以實現 AR 導航。用戶在駕車時，可以直接觀察到虛擬導航、地理位置信息呈現在眼前，同時與交通狀況進行融合。根據他們的說法，未來光暈的 HUD 設備也將利用 AR 技術與車道偏離系統、ADAS 等系統進行結合應用。
Futurus（此前叫作異視科技）同樣是國內的一家 HUD 廠商，此前主要的產品是后裝 HUD，而現在他們則將大部分精力放在了前裝 HUD 上。當然，他們想要做的可能還不止 HUD 這么簡單，例如全息成像、增強現實之類的技術也包含在內。他們曾經展示過一款光學顯示器，通過底座光學模組光場投影，用戶可以不依托于任何介質，裸眼看到憑空出現的影像。未來，將 AR 技術與路面信息進行結合應用也包含在他們的研發計劃當中。
其實說了這么多，AR-HUD 雖然很酷，但也具備很大的技術難關等待攻克。光學部分當中，如何去控制視域、顯像尺寸、視覺距離都是難點，其中每一項數據進行微小變動最終都會影響到成像的效果。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部分。
從頭到尾看完之后，回到文章開始時的那個問題你就會發現，與 HUD 相比，AR-HUD 要復雜的多。前者只是一套投射并顯示信息的設備，雖然在上面也會顯示 ADAS 信息，但是和駕駛員輔助系統的整合并不算深入，而 AR-HUD 則需要和 ADAS 等系統深度整合，以實現更高級的效果和功能。
無論如何，一項新技術的推出終究意味著進步，AR-HUD 的到來勢必將會重新建立用戶對于駕駛環境的感知，而可以肯定的是，還有不少我們沒有列舉到的公司，都在明里暗里研發這東西。
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