为了完成人车新对话办法，世界轿车零部件供货商大陆集团开宣布增强实践昂首显现器（AR- HUD）。该增强实践昂首显现器通过内部特别规划的光学体系将图画信息精确地结合于实践交通路况中,然后扩展了或者说增强了驾驭者关于实践驾驭环境的感 知。 因而, AR-HUD技能极有或许成为轿车人机界面 (HMI) 最具立异性的发展方向。
AR-HUD 现已抵达试生产开发的后期阶段。 演示车辆一方面用于证明其可行性，另一方面为批量开发供给名贵经历。 大陆集团估计在2017年抵达批量生产水平。
AR-HUD： 所见即所知
“AR-HUD光学体系能够在驾驭员的视界区域合理的叠加显现驾驭员辅佐体系的状况以及这些信 息的意义，”大陆集团车身电子事业部 HUD 技能专家 Pablo Richter 博士说道。 “为此，作为人机界面新成员的 AR-HUD 在试生产阶段就已与驾驭员辅佐体系的环境传感器以及GPS数据、地图材料和驾驭动态数据树立亲近的网络联络。”
在演示车辆上大陆集团初次演示运用这项新技能的后期研制作用。 所选车辆在前保险杠和后视镜上分别安装有雷达传感器和一个 CMOS 单摄像头。 为 AR-HUD 运用所挑选的高档驾驭员辅佐体系（ADAS）包含车道违背警示体系（LDW）、自适应巡航控制体系（ACC）和导航体系路途指示。
“假如驾驭员辅佐体系辨认到重要状况，AR-HUD会将报警信息以虚拟图画的办法呈递给驾驭 者。” Richter 解说说。 “除了直接带来安全长处外，这种对话办法仍是未来主动化驾驭的一项关键技能。 “这种增强的信息显现作用将更简单让驾驭者树立起关于主动驾驭这种新驾驭功用的信赖。”
两个不同投影间隔的投影面 – 依据两个不同的成像单元
大陆集团的 AR-HUD 能够完成由两个不同投影间隔发生的投影面，其也被称为近投影或状况投影面，和远投影或增强投影面。近景投影出现在驾驭员前方的发动机罩结尾，能够显现驾驭 员所选的状况信息，如即时速度、有用间隔约束如制止超车和限速、或 ACC 当时设置。 如要检查这些信息，驾驭员只需稍稍将视界下调约 6°。 状况投影信息的视域尺度为 5°x 1°（适当于 210 mm x 42 mm），投影间隔 2.4 m。 其适当于“传统”昂首显现器的虚拟图画，该传统办法的昂首显现器是依据一个反射镜光学体系和成像单元（PGU）。 后者由一个 TFT（薄膜晶体管）显现器组成，运用 LED 强背光显现内容。 此成像单元极端紧凑地集成在 AR- HUD 模块的上部。 这个反射镜光学体系将虚拟显现的内容扩大。 这些功用凭借曲面反射镜得以完成。 为了完成不同投影间隔的两个投影面，大陆集团在 AR-HUD 中采用了精巧的光学规划。 两个投影面的光路在内部轻轻堆叠。 近投影面的光路只运用AR- HUD 镜（非球面）的上缘区域，不需求别的一个“反射镜”。 AR-HUD 体系的这一部分代表了大陆集团第二代 HUD 在量产车辆上的现有技能。
以电影技能增强轿车
“AR-HUD 中的主角当然是增强投影面。 它的投影间隔在驾驭员前方 7.5 m，可将增强的显现符号直接投射在路途上，与当时交通状况相交融”，Richter 说。 远投影面的内容是由大陆集团初次在 IAA 2013 展出的新成像单元生成。 与在电影数字投影机中一样，由数字微镜元件（DMD）生成图画元素。 PGU 的中心是一种具有数十万细小反射镜矩阵的光学半导体，其可凭借静电场独自歪斜。 微反射镜矩阵按时刻次序被三色 LED（赤色、蓝色和绿色）快速替换照亮。 用带滤色功用的偏转反射镜（即双色滤镜）保证三色光准直（平行方向）。 这些特别镜子依据色彩让光线通过或反射。 为了与点亮的色彩同步，该色彩的一切微反射镜歪斜，使射入的光线通过透镜反射出去，在后面的成像屏幕上构成该色彩的单个像点。 一切三种色彩的同步办法是相同的。 人眼“归纳”成像屏幕上的一切三种色彩，得到全色图画。
从成像屏幕正面看，接下来的光学途径类似于传统的昂首显现器的光学途径： 成像幕上的图画通过第一个镜子（反射镜）反射到第二个更大的镜子（AR HUD 镜）上。 从那里射向风玻璃。 增强光学体系的出射面简直抵达 DIN A4 尺度。 由此构成视域尺度为 10°X 4.8°的增强投影面，适当于直接视界内有几许宽度 130 厘米和高度 63 厘米的可增强视域。 如要读取这个远投影面中的信息，驾驭员的视界可稍稍下调 2.4°。 两个投影面（状况和增强投影面）的成像单元能够合作环境亮度调整显现亮度，光密度可抵达 10000 坎德拉/平方米以上。 因而，简直在任何激烈的环境光条件下都能明晰显现。
在试验车中,体系运用大陆集团两个不同投影间隔的投影面的 AR-HUD 后，长处也是清楚明了的： 在大多数交通状况下，用 7.5 m 远投影面直接在行进路途上增强内容，而 2.4 m 近投影面则用于显现状况信息。
AR-Creator 交融数据和生成图画
很多模拟试验和大陆集团真人试验标明，增强图画显现出现在车辆前方约 18 到 20 m且依据路途继续大约 100 m时，驾驭员会感到比较舒适。 担任研制 AR-Creator 的 Peter Giegerich 论述了图画提示的生成原理以及正确放置这些图画提示的办法： “AR-Creator 是一种极具应战的最新发展方向。 此控制器须对很多数据流进行评价，以使图画元素在成像幕上精确定位，然后精确投影到驾驭员的 AR- HUD 视域中。 其间一些需求进行适当多的运算。”
AR-Creator 将对三个来历的数据进行交融： 单摄像头可用于制作路途几许形状。 其间包含回旋曲线、车辆前方车道曲率的数学描绘。 车辆前方物体的巨细、方位和间隔来自雷达传感器数据与对照的相机数据组合。 最终，大陆集团的电子地平线（eHorizon） 供给地图结构，将现场传感数据编译其间。 在演示车辆上 eHorizon 仍是静态的，只是运用导航数据材料。 大陆集团业的高动态联网eHorizon产品已抵达批量生产水平，它能够处理各种来历（车对车、交通控制中心等）的数据并在AR-HUD 上显现。 通过整合行进动态数据、摄像头数据和 GPS 数据在数字地图上定位车辆方位。
AR-Creator使用 交融的数据计算出从驾驭员方位看到的车前方路途的几许图形。 这样可行是因为驾驭员眼睛的方位是知道的： 在演示车辆上司机在驾驭前需正确设置一下眼睛辨认框的方位。 这个操作能够通过内部摄像头主动进行。 它能够辨认驾驭者眼睛的方位并辅导眼睛辨认框定位。 眼睛辨认框是一个矩形区域，其宽度和高度与理论“视窗”适当。 就只需驾驭员从这个窗口看向路途，他就能看到完好的AR-HUD 图画。 乘客看不到 HUD 和 AR-HUD 显现的内容。
“AR-Creator 从眼睛辨认框的可调理方位知道，驾驭员眼睛在哪里，以及正在以哪个视点检查交通状况和周围环境。”Giegerich 解说道。 驾驭员辅佐体系假如探测到什么状况，相应的虚拟图画提示就会生成并投射到AR-HUD屏幕的正确方位上。
少便是多
据人机界面（HMI）开发人员 Stephan Cieler 称，大部分开发作业都是环绕虚拟提示的规划进行的。 “通过无数次的规划研讨和真人试验，咱们在 AR-HUD 上也遵循了： 少便是多的座右铭。”因而开始的主意，在车道上铺一条通明的五颜六色地毯，很快就被丢掉。 “咱们期望只给驾驭员供给必要的最少的图画提示，不遮住实在的驾驭视界。”
例如作为导航辅佐的折角箭头，能够挑选将它们“平放”在车道上，以及换向时直立旋转到新的行进方向，就像一个指示牌。 这样的规划在急转弯处也能供给虚拟提示，但在这种状况下因为短少前景视距不能实践增强。
跳过车道鸿沟的正告也会慎重地提示。 只有当驾驭员无意中跳过一切预示标志后，演示车辆的 AR-HUD 才会着重车道鸿沟。
假如 eHorizon 预先收到事端信息，一个设置了高重视值的风险标志就会当令出现在驾驭员视界内。 “只需安装了这种与驾驭者的新式交互办法，HMI 就能供给多种途径使驾驭者了解和预见行车状况。 就像司机与轿车展开了一场无声的对话”，Richter 说。
