增强抬头显示器由现实大陆集团希望减少“低头人”

2020-10-15 12:09 来源:界面新闻

 

德国科技公司大陆集团(Continental Group)希望通过一种先进的人机交互技术,降低人们在驾驶过程中成为“低头族”的风险。

这被认为能有效提高驾驶安全性。在周一(10月12日)举行的一次在线技术交流会议上,大陆援引统计数据称,美国约80%的交通事故是由低头分心引起的,其中16%是致命案例。

通用增强现实平视显示技术系统是Continental针对上述问题给出的解决方案。这种系统可以在挡风玻璃前生成一个只有驾驶员才能看到的虚像。虚拟图像包含与速度、报警和导航相关的重要信息,并叠加在路面上。这样司机开车时不用低头就能看到所有信息。

在Continental的解决方案中,HUD系统将通过图像生成单元生成亮度和图像,这些亮度和图像将被投影到第一平面镜上以形成第一反射,然后在非球面镜上被放大以形成第二反射。然后光线穿过挡光板,在挡风玻璃上形成第三次反射,最后反射到驾驶员的眼睛里。

“这样会让司机觉得虚像呈现在两米甚至更远的距离。”大陆集团人机界面部中国平显产品研发负责人杨静说。

与市场上低端车型大多使用的集成平视显示器不同,大陆公司目前选择的挡风玻璃式平视显示器不会将图像投影到竖立在驾驶员面前的塑料面板上,而是使用整个挡风玻璃作为显示载体。

借助更大的显示面积和投影距离,可以更直观地显示视觉信息,缩短驾驶员的理解和反应时间。

杨静表示,在挡风玻璃平视显示的解决方案中,一般虚像尺寸可达104度,投影距离可达4.5米,而Continental可使虚像尺寸和投影距离更大,分别达到155度和15米。

“我们可以利用DMD技术,甚至是TFT技术来解决增强现实的需求,从而打造出完美的增强现实平视显示器。”他解释道。挡风玻璃平视显示器和现实增强平视显示器是大陆目前重点关注的两种产品解决方案。

挡风玻璃平显和现实增强平显除了显示效果更好外,角度分辨率和亮度也更大。

在上述场合,大陆也分享了在设计过程中遇到的挑战。杨静说,平显的设计挑战可以分为机械部分和光学部分。

从机械角度来说,厂商必须合理设计光路(光传播路径),优化执行体积。另外,在车辆装配或布局过程中,需要对平显的位置进行优化。

在光学层面上,平视显示器虚像的亮度必须接近于阳光环境下的亮度,这样驾驶员才能看清图像。在这个过程中,图像畸变、双目视差和杂散光需要通过非球面镜和畸变算法进行校正。

此外,模块化和可重用性也对平显系统的设计提出了挑战。“我们希望更多的零件可以共享,以提高备件的质量和价格优势。”杨静解释道。

这种平视显示器被认为是“自动驾驶的一部分,甚至是自动驾驶最强大的驾驶员”,因为它可以在现实世界中叠加一些现实增强信息。

大陆航空公司在网上展示了上述现实增强平视显示器应用的一些案例,这些应用可以与车道偏离警告(LDW)、高精度导航地图、自适应巡航、虚拟墙等技术相结合。实现不同程度的自动驾驶。

“从功能角度来看,我们可以看到现实增强平视显示器与自动驾驶高度协同。”杨静做出了判断。大陆预计,到2030年,现实增强型平显在整个平显市场中的比重将超过50%。

“它的增长将呈现几何倍数的趋势,”杨静补充说。“如果我们单独观察全部的真实增强平视显示器,我们会发现真实增强平视显示器的数量的变化是随着自动驾驶而变化的。里程碑发生了变化,因此这也表明现实的增强平视显示器随着自动驾驶而发展。”

杨静预测,到2023年年中,产品价格较低的独立汽车品牌和合资品牌将向市场推出逼真的增强型平视显示器解决方案。届时,采用衍射光波导全息技术的大陆光波导平视显示器解决方案也将达到量产水平的要求,然后投入市场。