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AR技术,会带来车载导航的革命吗?


作者:钱亚光 来源:汽车商业评论 2019-03-29 08:56:28 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容:

摘要:当前5G通信最能催化爆发的产业,AR技术带来的应用首当其冲,从2012年谷歌发布AR眼镜以来,AR概念火起来,但产业一直不温不火,主要因为通信技术的限制,如今5G商用在即,“AR导航”能否率先落地?

关键词:AR技术[2篇]  车载导航[9篇]  

目前AR技术主要应用于远程指导、建筑模拟、教学、广告、旅游、医疗、零售、娱乐和军事等多个领域,受制于硬件产品和AR基本技术 市场普及度并不高,AR导航则为AR技术在汽车领域的应用开了一个好头。

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图片来自“123rf.com.cn”

现在开车,人们对导航的依赖越来越严重,不认路的时候,要导航来指路,即使认识路,大家也会利用导航来了解路况,避免拥堵。

不过,太依赖导航也不是什么好事,比如碰到复杂的路口,到底怎么走?听导航的,有时会由于信号迟滞,或路标指示不明而走错路,看屏幕上的地图,又怕分神影响安全。总之,现在的导航,无论是车机,还是手机,导航的过程还是不够人性化,不够直观。

于是,“AR导航”这种更好的车载导航解决方案应运而生了。

其实,AR(Augmented Reality,增强现实)技术并不是什么新技术,早在50年前就已经发明,但一直鲜为人知,直到2012年谷歌发布AR眼镜,2015年AR手游《pokemon go》开始风靡,AR技术才逐渐为人所知。

全球AR公司在2010年后开始大量出现,国内AR公司则起步较晚,从2012年开始出现,在2015年-2016年进入快速上升期。

目前AR技术主要应用于远程指导、建筑模拟、教学、广告、旅游、医疗、零售、娱乐和军事等多个领域,受制于硬件产品和AR基本技术 市场普及度并不高,AR导航则为AR技术在汽车领域的应用开了一个好头。

在2018年世界大会上,百度展示了基于HUD 的AR 导航功能,高德地图与阿里巴巴达摩院合作研发了一款AR 车载导航产品,而斑马网络为Marvel X装备了AR-driving系统,使之成为了目前市面上第一款带AR 导航功能的量产车。

其实,这几家在AR导航上算不上先驱,不过是在中国影响比较大。本田早在2015年就推出了一款概念车,采用AR技术,可以在汽车的前挡风玻璃上加载各种有用的车辆信息和路况提醒。

宝马也曾联合高通推出AR眼镜,驾驶员除了能在开车时看到导航数据、行驶速度等,通过“透视”功能,能看到被车身遮挡的障碍物、行人和其他机动车。最近宝马和未来黑科技(Futurus )合作研制增强现实平视显示器(AR HUD),不久的将来会应用在宝马车上。

大众汽车也透露将在I.D.电动车型上搭载AR HUD,并计划于2020 年投产。其他的零部件供应商,如大陆、伟世通,以及国内外一系列初创企业如WayRay、Navdy、疆程科技、乐驾科技等也都在研发自己的AR导航技术,有的已经有产品上市。

AR导航 PK 传统导航

地图导航虽然现在普及率很高,但人们在使用时仍然需要一定的理解成本,尤其一些复杂的岔路口,理解起来需要更长时间,但哪怕只是几秒,在高速行驶过程中就有可能错过关键路口。

AR导航通过将导航指引信息在显示场景中叠加显示,使人们可以以最直观的方式理解导航信息,大幅降低用户对于传统电子地图的读图成本。

AR是一种创新的交互方式,也给地图导航带来新的思路。

与传统地图导航不同的是,车载AR导航首先利用摄像头将前方道路的真实场景实时捕捉下来,再结合汽车当前定位、地图导航信息以及场景AI识别,进行融合计算,然后生成虚拟的导航指引模型,并叠加到真实道路上,从而创建出更贴近驾驶者真实视野的导航画面,大幅降低了用户对传统2D或3D电子地图的读图成本。

高德地图产品专家姚红向汽车商业评论介绍,车载AR导航可以在多种驾车场景下指引用户做关键性动作。

比如,它可在道路上直观地提示用户何处该转弯,何处需要提前变道并线,以及在岔路口等复杂路况下做更清晰地方向指引,避免用户在高速行驶中因决策延误而导致错过路口。

此外,车载AR导航还能够对过往车辆、行人、车道线、红绿灯位置以及颜色、限速牌等周边环境,进行智能的图像识别,从而为驾驶员提供跟车距离预警、压线预警、红绿灯监测与提醒、前车启动提醒、提前变道提醒等一系列驾驶安全辅助,给用户带来比传统地图导航更加精细、更加安全的服务体验。

与传统地图导航不同的是,AR导航需要图像识别设备,比如摄像头等。为了更好与真实场景融合,AR导航需要精确了解车辆的姿态、朝向等,因此需要加速度计、陀螺仪等传感器的支持。软件层面,对导航精度、图像识别的准确度与速度,以及AR算法灵敏度等也都有很高要求。

通过与车辆自身传感器数据结合,AR导航能够带来更精准流畅的使用体验,在这方面前装产品更有优势。但前装产品通常取决于车辆自身的换代周期,相比之下后装产品更为灵活。

入门的三大门槛

要实现AR导航,就必须具备三个方面的能力:

第一是车道级导航能力,因为AR导航归根到底是导航的一种特殊的形式,对用户而言,最根本的需求还是基于实时路况信息和交通大数据的精准引导,只有实现了车道级的导航,AR 导航的小箭头才能准确地铺设在真实车道上。

第二是图像识别和检测能力。AR的本质是虚实结合,识别真实路况数据是实现AR功能的基础,只有对实际场景进行图像识别,分辨出车辆、车道线、红绿灯等各种道路元素,导航才能进行精准引导。

第三是融合算法能力,也就是把定位、地图导航以及道路交通大数据等导航信息在实景图像上实时渲染,并在对应的车道位置上精准呈现。

由于驾车的场景复杂,行驶速度快,实时性要求高,因此车载的AR导航技术实现难度非常高,对导航精度、图像识别的准确度与速度,以及AR算法灵敏度等都有极高的要求。

当然,还有一个差异性的技术就是AR导航如何呈现给驾驶员。

一般来说,AR导航的显示方式有车机屏幕、智能后视镜、液晶仪表盘、前风挡HUD等不同位置显示。从功能实现的角度,智能后视镜由于通常内置了摄像头,因此对外接设备要求较低,但受限于显示屏幕尺寸和位置,体验通常不如其他几种方式。

液晶仪表盘显示方式,虽然比智能后视镜体验要好一些,但查看时还是要将视线下移,离开路面,会有短暂时间在盲开。

相比之下,通过HUD方式显示的AR导航体验最为自然,驾驶员在驾驶过程中无需转移视线,只要改变眼睛的焦点即可直观了解导航引导信息。这种方式对硬件和软件层面的要求比较高,但以后肯定会成为AR导航最主流的显示方式。

对于AR-HUD来说,FOV(视场角)的大小非常关键,如果想真正呈现AR的效果,FOV就要达到50度以上,这样才能覆盖4条车道的。大幅度提升FOV,意味着HUD的投影面积要更大、亮度需要更高、功耗更低,同时还要控制设备的体积。

潜力更大的AR-HUD市场

虽然AR导航并不一定能够完全革掉传统导航的命,但作为AR导航的主要载体,HUD行业会因为AR技术的引入得到快速发展。AR-HUD对于传统HUD来说,是从底层的技术方案到应用层的产品体验的一次彻底革新。

AR技术让HUD成为ADAS系统的重要组成部分,可以监控道路状况,并向驾驶员发出预警甚至控制,甚至有可能取代中控屏幕、仪表盘,革新汽车内饰,AR-HUD未来将成为人类生活第四屏。

人们对HUD市场的乐观,还来自于目前在售车辆HUD的低渗透率。

根据高工智能产业研究院(GGAI)统计数据显示,由于此前大多数HUD仅配置于顶配车型,在中国, HUD整体市场渗透率仅为4.17%。将是汽车电子领域增长最迅速的产品。

锡安市场研究公司(Zion Market Research)在报告中预测,2015年至2020年,中国HUD市场的复合年均增长率预计将达到66.7%,到2020年市场规模将达到28.7亿美元。

目前,日本精进、德国博世等老牌零部件厂商有着丰富的技术储备,成熟的供应链与生产体系,占据着主要市场份额。日本精机市占率几乎达到全球一半(47%),大陆集团和电装集团以19%和15%位居二、三位。

需要注意的是,HUD不是标准件,研发HUD的机会成本远高于其他零部件。

因为不同的车型内部结构不同,需要针对单一车型设计HUD特定的光学结构,难以同时适配于多种车型,因此规模效应差、成本回收周期长,难以满足巨头们快速增长的需要,它们在这方面的研发积极性不高。

虽然成像清晰度不断提升,显示信息也越来越丰富,但在HUD的FOV(视场角)、功耗、亮度等核心要素上,这些巨头并没有取得重大突破。

这让国内外很多初创企业看到了逆袭的机会,2015年前后,国内外涌现了一批HUD初创企业,比如前面提到的WayRay、未来黑科技、乐驾科技等,纷纷打出了“在量产车中应用新一代AR-HUD”的旗号,并推出了自己的产品,在一定程度上促进了HUD行业的技术进步。

现在,随着全球居民消费水平和汽车智能化程度的提升,消费者对于安全性和智能性的需求正在不断上涨,HUD不再是高端车型的标志,越来越多中低端车型上也开始出现了它的身影,AR-HUD即将作为标配,成为汽车产品的一个重要卖点。

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