AR技術(shù)，會(huì)帶來車載導(dǎo)航的革命嗎？

目前AR技術(shù)主要應(yīng)用于遠(yuǎn)程指導(dǎo)、建筑模擬、教學(xué)、廣告、旅游、醫(yī)療、零售、娛樂和軍事等多個(gè)領(lǐng)域，受制于硬件產(chǎn)品和AR基本技術(shù) 市場(chǎng)普及度并不高，AR導(dǎo)航則為AR技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用開了一個(gè)好頭。

圖片來自“123rf.com.cn”

現(xiàn)在開車，人們對(duì)導(dǎo)航的依賴越來越嚴(yán)重，不認(rèn)路的時(shí)候，要導(dǎo)航來指路，即使認(rèn)識(shí)路，大家也會(huì)利用導(dǎo)航來了解路況，避免擁堵。

不過，太依賴導(dǎo)航也不是什么好事，比如碰到復(fù)雜的路口，到底怎么走？聽導(dǎo)航的，有時(shí)會(huì)由于信號(hào)遲滯，或路標(biāo)指示不明而走錯(cuò)路，看屏幕上的地圖，又怕分神影響安全?？傊F(xiàn)在的導(dǎo)航，無論是車機(jī)，還是手機(jī)，導(dǎo)航的過程還是不夠人性化，不夠直觀。

于是，“AR導(dǎo)航”這種更好的車載導(dǎo)航解決方案應(yīng)運(yùn)而生了。

其實(shí)，AR（Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）技術(shù)并不是什么新技術(shù)，早在50年前就已經(jīng)發(fā)明，但一直鮮為人知，直到2012年谷歌發(fā)布AR眼鏡，2015年AR手游《pokemon go》開始風(fēng)靡，AR技術(shù)才逐漸為人所知。

全球AR公司在2010年后開始大量出現(xiàn)，國內(nèi)AR公司則起步較晚，從2012年開始出現(xiàn)，在2015年-2016年進(jìn)入快速上升期。

目前AR技術(shù)主要應(yīng)用于遠(yuǎn)程指導(dǎo)、建筑模擬、教學(xué)、廣告、旅游、醫(yī)療、零售、娛樂和軍事等多個(gè)領(lǐng)域，受制于硬件產(chǎn)品和AR基本技術(shù) 市場(chǎng)普及度并不高，AR導(dǎo)航則為AR技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用開了一個(gè)好頭。

在2018年世界大會(huì)上，百度展示了基于HUD 的AR 導(dǎo)航功能，高德地圖與阿里巴巴達(dá)摩院合作研發(fā)了一款A(yù)R 車載導(dǎo)航產(chǎn)品，而斑馬網(wǎng)絡(luò)為Marvel X裝備了AR-driving系統(tǒng)，使之成為了目前市面上第一款帶AR 導(dǎo)航功能的量產(chǎn)車。

其實(shí)，這幾家在AR導(dǎo)航上算不上先驅(qū)，不過是在中國影響比較大。本田早在2015年就推出了一款概念車，采用AR技術(shù)，可以在汽車的前擋風(fēng)玻璃上加載各種有用的車輛信息和路況提醒。

寶馬也曾聯(lián)合高通推出AR眼鏡，駕駛員除了能在開車時(shí)看到導(dǎo)航數(shù)據(jù)、行駛速度等，通過“透視”功能，能看到被車身遮擋的障礙物、行人和其他機(jī)動(dòng)車。最近寶馬和未來黑科技（Futurus ）合作研制增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)平視顯示器（AR HUD），不久的將來會(huì)應(yīng)用在寶馬車上。

大眾汽車也透露將在I.D.電動(dòng)車型上搭載AR HUD，并計(jì)劃于2020 年投產(chǎn)。其他的零部件供應(yīng)商，如大陸、偉世通，以及國內(nèi)外一系列初創(chuàng)企業(yè)如WayRay、Navdy、疆程科技、樂駕科技等也都在研發(fā)自己的AR導(dǎo)航技術(shù)，有的已經(jīng)有產(chǎn)品上市。

AR導(dǎo)航 PK 傳統(tǒng)導(dǎo)航

地圖導(dǎo)航雖然現(xiàn)在普及率很高，但人們?cè)谑褂脮r(shí)仍然需要一定的理解成本，尤其一些復(fù)雜的岔路口，理解起來需要更長(zhǎng)時(shí)間，但哪怕只是幾秒，在高速行駛過程中就有可能錯(cuò)過關(guān)鍵路口。

AR導(dǎo)航通過將導(dǎo)航指引信息在顯示場(chǎng)景中疊加顯示，使人們可以以最直觀的方式理解導(dǎo)航信息，大幅降低用戶對(duì)于傳統(tǒng)電子地圖的讀圖成本。

AR是一種創(chuàng)新的交互方式，也給地圖導(dǎo)航帶來新的思路。

與傳統(tǒng)地圖導(dǎo)航不同的是，車載AR導(dǎo)航首先利用攝像頭將前方道路的真實(shí)場(chǎng)景實(shí)時(shí)捕捉下來，再結(jié)合汽車當(dāng)前定位、地圖導(dǎo)航信息以及場(chǎng)景AI識(shí)別，進(jìn)行融合計(jì)算，然后生成虛擬的導(dǎo)航指引模型，并疊加到真實(shí)道路上，從而創(chuàng)建出更貼近駕駛者真實(shí)視野的導(dǎo)航畫面，大幅降低了用戶對(duì)傳統(tǒng)2D或3D電子地圖的讀圖成本。

高德地圖產(chǎn)品專家姚紅向汽車商業(yè)評(píng)論介紹，車載AR導(dǎo)航可以在多種駕車場(chǎng)景下指引用戶做關(guān)鍵性動(dòng)作。

比如，它可在道路上直觀地提示用戶何處該轉(zhuǎn)彎，何處需要提前變道并線，以及在岔路口等復(fù)雜路況下做更清晰地方向指引，避免用戶在高速行駛中因決策延誤而導(dǎo)致錯(cuò)過路口。

此外，車載AR導(dǎo)航還能夠?qū)^往車輛、行人、車道線、紅綠燈位置以及顏色、限速牌等周邊環(huán)境，進(jìn)行智能的圖像識(shí)別，從而為駕駛員提供跟車距離預(yù)警、壓線預(yù)警、紅綠燈監(jiān)測(cè)與提醒、前車啟動(dòng)提醒、提前變道提醒等一系列駕駛安全輔助，給用戶帶來比傳統(tǒng)地圖導(dǎo)航更加精細(xì)、更加安全的服務(wù)體驗(yàn)。

與傳統(tǒng)地圖導(dǎo)航不同的是，AR導(dǎo)航需要圖像識(shí)別設(shè)備，比如攝像頭等。為了更好與真實(shí)場(chǎng)景融合，AR導(dǎo)航需要精確了解車輛的姿態(tài)、朝向等，因此需要加速度計(jì)、陀螺儀等傳感器的支持。軟件層面，對(duì)導(dǎo)航精度、圖像識(shí)別的準(zhǔn)確度與速度，以及AR算法靈敏度等也都有很高要求。

通過與車輛自身傳感器數(shù)據(jù)結(jié)合，AR導(dǎo)航能夠帶來更精準(zhǔn)流暢的使用體驗(yàn)，在這方面前裝產(chǎn)品更有優(yōu)勢(shì)。但前裝產(chǎn)品通常取決于車輛自身的換代周期，相比之下后裝產(chǎn)品更為靈活。

入門的三大門檻

要實(shí)現(xiàn)AR導(dǎo)航，就必須具備三個(gè)方面的能力：

第一是車道級(jí)導(dǎo)航能力，因?yàn)锳R導(dǎo)航歸根到底是導(dǎo)航的一種特殊的形式，對(duì)用戶而言，最根本的需求還是基于實(shí)時(shí)路況信息和交通大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)引導(dǎo)，只有實(shí)現(xiàn)了車道級(jí)的導(dǎo)航，AR 導(dǎo)航的小箭頭才能準(zhǔn)確地鋪設(shè)在真實(shí)車道上。

第二是圖像識(shí)別和檢測(cè)能力。AR的本質(zhì)是虛實(shí)結(jié)合，識(shí)別真實(shí)路況數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)AR功能的基礎(chǔ)，只有對(duì)實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行圖像識(shí)別，分辨出車輛、車道線、紅綠燈等各種道路元素，導(dǎo)航才能進(jìn)行精準(zhǔn)引導(dǎo)。

第三是融合算法能力，也就是把定位、地圖導(dǎo)航以及道路交通大數(shù)據(jù)等導(dǎo)航信息在實(shí)景圖像上實(shí)時(shí)渲染，并在對(duì)應(yīng)的車道位置上精準(zhǔn)呈現(xiàn)。

由于駕車的場(chǎng)景復(fù)雜，行駛速度快，實(shí)時(shí)性要求高，因此車載的AR導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度非常高，對(duì)導(dǎo)航精度、圖像識(shí)別的準(zhǔn)確度與速度，以及AR算法靈敏度等都有極高的要求。

當(dāng)然，還有一個(gè)差異性的技術(shù)就是AR導(dǎo)航如何呈現(xiàn)給駕駛員。

一般來說，AR導(dǎo)航的顯示方式有車機(jī)屏幕、智能后視鏡、液晶儀表盤、前風(fēng)擋HUD等不同位置顯示。從功能實(shí)現(xiàn)的角度，智能后視鏡由于通常內(nèi)置了攝像頭，因此對(duì)外接設(shè)備要求較低，但受限于顯示屏幕尺寸和位置，體驗(yàn)通常不如其他幾種方式。

液晶儀表盤顯示方式，雖然比智能后視鏡體驗(yàn)要好一些，但查看時(shí)還是要將視線下移，離開路面，會(huì)有短暫時(shí)間在盲開。

相比之下，通過HUD方式顯示的AR導(dǎo)航體驗(yàn)最為自然，駕駛員在駕駛過程中無需轉(zhuǎn)移視線，只要改變眼睛的焦點(diǎn)即可直觀了解導(dǎo)航引導(dǎo)信息。這種方式對(duì)硬件和軟件層面的要求比較高，但以后肯定會(huì)成為AR導(dǎo)航最主流的顯示方式。

對(duì)于AR-HUD來說，F(xiàn)OV(視場(chǎng)角)的大小非常關(guān)鍵，如果想真正呈現(xiàn)AR的效果，F(xiàn)OV就要達(dá)到50度以上，這樣才能覆蓋4條車道的。大幅度提升FOV，意味著HUD的投影面積要更大、亮度需要更高、功耗更低，同時(shí)還要控制設(shè)備的體積。

潛力更大的AR-HUD市場(chǎng)

雖然AR導(dǎo)航并不一定能夠完全革掉傳統(tǒng)導(dǎo)航的命，但作為AR導(dǎo)航的主要載體，HUD行業(yè)會(huì)因?yàn)锳R技術(shù)的引入得到快速發(fā)展。AR-HUD對(duì)于傳統(tǒng)HUD來說，是從底層的技術(shù)方案到應(yīng)用層的產(chǎn)品體驗(yàn)的一次徹底革新。

AR技術(shù)讓HUD成為ADAS系統(tǒng)的重要組成部分，可以監(jiān)控道路狀況，并向駕駛員發(fā)出預(yù)警甚至控制，甚至有可能取代中控屏幕、儀表盤，革新汽車內(nèi)飾，AR-HUD未來將成為人類生活第四屏。

人們對(duì)HUD市場(chǎng)的樂觀，還來自于目前在售車輛HUD的低滲透率。

根據(jù)高工智能產(chǎn)業(yè)研究院（GGAI）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，由于此前大多數(shù)HUD僅配置于頂配車型，在中國， HUD整體市場(chǎng)滲透率僅為4.17%。將是汽車電子領(lǐng)域增長(zhǎng)最迅速的產(chǎn)品。

錫安市場(chǎng)研究公司(Zion Market Research)在報(bào)告中預(yù)測(cè)，2015年至2020年，中國HUD市場(chǎng)的復(fù)合年均增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到66.7%，到2020年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到28.7億美元。

目前，日本精進(jìn)、德國博世等老牌零部件廠商有著豐富的技術(shù)儲(chǔ)備，成熟的供應(yīng)鏈與生產(chǎn)體系，占據(jù)著主要市場(chǎng)份額。日本精機(jī)市占率幾乎達(dá)到全球一半（47%），大陸集團(tuán)和電裝集團(tuán)以19%和15%位居二、三位。

需要注意的是，HUD不是標(biāo)準(zhǔn)件，研發(fā)HUD的機(jī)會(huì)成本遠(yuǎn)高于其他零部件。

因?yàn)椴煌能囆蛢?nèi)部結(jié)構(gòu)不同，需要針對(duì)單一車型設(shè)計(jì)HUD特定的光學(xué)結(jié)構(gòu)，難以同時(shí)適配于多種車型，因此規(guī)模效應(yīng)差、成本回收周期長(zhǎng)，難以滿足巨頭們快速增長(zhǎng)的需要，它們?cè)谶@方面的研發(fā)積極性不高。

雖然成像清晰度不斷提升，顯示信息也越來越豐富，但在HUD的FOV(視場(chǎng)角)、功耗、亮度等核心要素上，這些巨頭并沒有取得重大突破。

這讓國內(nèi)外很多初創(chuàng)企業(yè)看到了逆襲的機(jī)會(huì)，2015年前后，國內(nèi)外涌現(xiàn)了一批HUD初創(chuàng)企業(yè)，比如前面提到的WayRay、未來黑科技、樂駕科技等，紛紛打出了“在量產(chǎn)車中應(yīng)用新一代AR-HUD”的旗號(hào)，并推出了自己的產(chǎn)品，在一定程度上促進(jìn)了HUD行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

現(xiàn)在，隨著全球居民消費(fèi)水平和汽車智能化程度的提升，消費(fèi)者對(duì)于安全性和智能性的需求正在不斷上漲，HUD不再是高端車型的標(biāo)志，越來越多中低端車型上也開始出現(xiàn)了它的身影，AR-HUD即將作為標(biāo)配，成為汽車產(chǎn)品的一個(gè)重要賣點(diǎn)。