德国轿车零部件供货商大陆集团(Continental)在开发一款增强实际昂首显现体系(AR-HUD)，旨在方便地在车辆和驾驭员间供给一种新的对话办法。下面就让咱们来看看它是怎么作业的。
该显现体系对驾驭员看到的实际交通状况予以展延(增强)：光学投影设备精确地将包含了交通状况信息的图形图画投进成外部显现。这样，AR-HUD就能够明显增强车辆的人机界面(HMI)了。
AR-HUD现在已达预出产开发的后期阶段。演示车一方面用来展示其可行性，另一方面，又对后续开发供给了名贵学习。大陆集团计划在2017年完结出产预备。
图1：增强实际平视显现体系概述。
AR-HUD：所见即所知
AR-HUD的光学体系使司机能看到驾驭员辅佐体系状况的增强显现、以及在其直接视域场这些信息的权重。作为人机界面的新部件，眼下的这款预出产的AR-HUD现已与驾驭员辅佐体系环境传感器、以及GPS数据、地图资料和车辆动态数据等严密整合。
雷达传感器集成在前保险杠，一个CMOS单通道摄像头(mono-camera)集成在后视镜底座。所选的相关先进驾驭辅佐体系(ADAS)支撑自适应巡航操控体系（ACC）、来自导航体系的路途信息、以及车道违背正告(LDW)等开端的这些AR-HUD运用。
假如其间一个驾驭员辅佐体系检测到一种相关状况，AR-HUD显现的虚拟图形信息，能使驾驭员意识到这一状况。除了直接强化了驾驭安全，这种办法的交互也是主动驾驭的一项关键技能。该增强技能使得驾驭员更简单建立起对新的驾驭功用的信赖。
在大陆的AR-HUD中，可发生依据不同投影间隔的两个投影面，别离称为“近端”(或“状况”)面和“远端”(或“增强”)面。“近端”状况面投射显现在司机前方发动机罩的前部方位，它向司机有挑选地显现状况信息，例如：当时车速、需恪守的比如制止超车区等间隔约束和限速、或自适应巡航操控体系(ACC)的当时设置等信息。司机只需下降约6°视角，就可看到这些信息。状况信息的视场巨细为5°×1°(相当于210mm×42mm)，投影间隔为2.4m。
图2：投影光路原理图。
其相当于“传统”平视显现器的虚拟图画，依据反射镜光学和图画生成单元(PGU)。PGU由薄膜晶体管(TFT)显现器构成，其内容运用LED背光。PGU选用紧凑规划被集成进AR-HUD模块的上部。镜头光学对显现内容进行扩大以完结虚拟出现，它是由曲面镜完结的。大陆集团在AR-HUD内选用精心打造的光学规划完结由不同投影间隔生成的两个画面。在此，这两个光路在内部略微堆叠。近端面光路只运用大的AR-HUD镜(大的非球面镜)的上部边际区，没有别的的“折叠镜”。AR-HUD体系的这一部分类似于大陆集团集成在现产轿车的第二代HUD所用的先进技能。
凭借电影技能的车辆增强实际显现技能
而增强面天然在AR-HUD内扮演着主角。它将增强了的显现符号直接投射在驾驭员前方7.5米处的路途上，内容会依据当时的交通状况进行调适。该远端面显现的内容是由大陆集团初次在IAA 2013展出的一款新的图画生成单元生成的。图形元素是由数字微镜器材(DMD)以与数字电影放映机相同的办法生成的。PGU的中心是由几十万微镜矩阵构成的光学半导体结构，每一微镜都可独自由静电场偏置。
该微镜矩阵由三色LED(红、绿、蓝)按时刻次序快速、接连、替换点亮。通过带滤色功用(“分色镜”)的偏置镜，发生平行方向的三色光视觉瞄准(collimation)。依据色彩的不同，这些特别的微镜或答应光线通过或反射光线。处理这三种色彩的一切微镜被当时点亮的色彩所同步偏置，所以它们通过镜头反射了入射光，并在光路后边的聚集屏大将这种色彩出现为独立象素。对一切三种色彩来说，这是一起发生的。人眼在聚集屏幕上对这三种五颜六色画面进行“谐和”，并得到全彩画面的片面视觉。
从聚集屏的前面看下去，这今后的光路相应于一款惯例昂首显现器，其间：经由聚集屏、运用第一个镜头(折叠镜)将图画反射到第二个更大的镜头(AR-HUD镜)的。再经由AR-HUD镜，图画被反射到前方屏幕。用于该增强功用的光学体系的射光面约为一张A4纸巨细；也即，在增强级，视域相当于10°×4.8°，换算成可直接观看的增强视域约为：130cm(宽)×63cm(高)。司机只需略微将其视界下调2.4°，就可看到该显现面信息。近端和远端这两种图画发生单元可依据环境光亮度发生不同亮度的显现，亮度可达超越10,000坎德拉/平米。因而，几乎在一切环境光条件下，都可简单地看清显现信息。
大陆在测验车辆上的AR-HUD所选用的、在不同投影间隔生成两个画面的体系办法具有明显优势。在大多数交通条件下，可一起在远端和近端面出现内容。这就答应将一切相关的驾驭和状况信息显现在司机可直接观看的视域。
AR-Creator的数据交融和图形生成
许多的模仿和大陆集团的真人测验(subject tests)标明：当对从车前约18到20米开端、并接续到大约100m的这段路途完结增强时，驾驭员感觉最爽，当然这还与路况相关。AR-Creator操控单元有必要评价若干传感器数据流以将图形元素投进在聚集屏的切当方位，再经由聚集屏，这些图形被精确地反射进司机的AR-HUD视域。这需求许多运算。
AR-Creator将三个来历的数据进行交融。单通道摄像头供给路途布局的几许形状。还将“羊角曲线(Euler spirals)”或车辆前方车道曲率怎么改变的数学描绘考虑在内。依据雷达传感器数据和对相机数据的解说这两个要素归纳判别车辆前方可检测方针的巨细、方位和间隔。最终，大陆集团的eHorizon供给地图结构，在该结构内读取感知的现场数据。演示车所用的这款eHorizon是静态的，仅运用导航数据资料。大陆集团现已着手出产后续的联网和高度动态的eHorizon产品，将支撑拟用于在AR-HUD上显现的多种(即来自车到车、交通操控中心等的)数据源。整合了车辆动态信息、摄像头和GPS数据后，可在数字地图上显现车辆的方位。
AR-Creator还使用兼并的数据来核算：从驾驭员的方位，调查前面路途的几许布局会是怎样一种状况。因为已知驾驭者的眼方位，所以这是或许的。在开端驾车前，驾驭员要在演示车辆设置“眼睛盒(eye box)”的正确方位。该进程可由批量出产(series production)的内部相机主动完结。该摄像头可检测驾驭员眼睛的方位，并能够盯梢眼睛盒的方位。术语“眼睛盒”表明一种矩形区域，其高度和宽度相当于理论上的“视窗”。当通过该视窗检查路途时，驾驭员只会看到完好的AR-HUD画面。车内乘客看不到HUD和AR-HUD显现的内容。
依据可调理眼镜盒的方位，AR-生成器“知道”驾驭员的眼睛地点，以及驾驭员在从哪个视点检查路途和周围环境。假如辅佐体系陈述一个相关调查，相应的虚拟信息就会出现在AR-HUD的正确点上。
少便是多
大陆集团为规划虚拟信息进行了许多研制作业。通过屡次规划研讨和真人测验，大陆集团研制AR-HUD时，遵从“少便是多”这一主旨。开发人员期望仅将最少的必要信息出现给驾驭员，以防止遮碍实在路况调查。
例如，作为导航辅佐工具，可挑选是否将角箭头“平放”在路途上。在转向时，角箭头能够直立起来并指向拟转的方向，它们看起来像个方向标志。这种规划使得能以窄曲线给出虚拟信息，虽然在这种状况下，因为缺少透视视觉规模，真实的增强不或许。
关于压越车道的行为予以慎重正告。若驾驭员很或许是无意压越车道，演示车辆的AR-HUD仅对车道鸿沟进行高亮警示。
今后，若eHorizon事前收到事端信息，具有相应高留意值的风险符号会充沛提早地出现在驾驭员的视界内。一旦安装了这种新的与驾驭员的交互办法，HMI就有许多挑选主意向驾驭员供给具有场景内容的前瞻性信息。车辆和驾驭员就会开端“攀谈”，即使这是场无言的沟通。
