作為一個誕生于戰斗機上的配置,平視顯示器(Head-Up Display,簡稱HUD)最大的價值,就是讓駕駛員在視線盡可能不離開路面的情況下獲取信息。然而,目前HUD想要完全取代儀表,依然面臨著清晰度不足、容易讓人暈眩、難以應對背光等問題。但伴隨著汽車智能化水平的進步,如今困擾HUD的這些問題正在被逐漸克服。
近日,小鵬汽車聯手華為智能汽車解決方案,一同發布了即將在新車型G7上搭載的新一代車載AR-HUD方案——「追光全景」抬頭顯示系統,宣稱讓AR-HUD變成了能夠真正好用的配置。它到底對駕駛體驗有多大的提升?我們從HUD的發展說起。
高大上的HUD,為什么用著“鬧心”?
HUD在汽車上的應用,其實已經有很長的歷史了。早在1988年,通用就已經在量產車上引入了HUD配置。直到今天,HUD已經發展成了C-HUD、W-HUD、AR-HUD等多種類別。
早期的C-HUD,只能顯示車速、警告燈等一些基本信息,而且無法直接將信息投影到擋風玻璃上,需要一塊額外的樹脂板來作為“顯示屏”,清晰度也不夠高。但如今AR-HUD的已經全面在市場上鋪開,它不但已經克服了這些問題,而且能夠顯示的信息量也遠超以往:智駕、導航、多媒體、360全景影像……等等。
然而,HUD至今依然沒有完全取代儀表,因為當下很多車型的AR-HUD,依然存在不小的問題:強光、雨霧等惡劣天氣導致的視線模糊;圖像抖動或延遲導致的暈眩眼花;冗雜信息的堆疊導致對實際視野的干擾……這些問題,背后其實都是硬件能力的上限,和粗糙的軟件算法帶來的,使得HUD顯示的虛擬信息,和視野中的真實道路“格格不入”,讓人難以信任。
「追光全景」如何破局?高性能硬件+AI賦能
此次小鵬聯合華為發布的全新HUD,和傳統的HUD相比有非常大的變化。它并不只是將信息投影在路面上,更是深度融入了G7身上強大的感知能力和運算能力,使得HUD帶來了能夠根據道路環境實時渲染、并且真正貼合駕駛者需求來進行指引的信息交互體驗。
硬件方面,「追光全景」HUD系統擁有高達12000nits的亮度,比普通HUD足足亮了3倍,而且對比度高達1800:1。這使得它的投影足夠清晰,甚至直面正午時分的陽光直射,同時在暗光環境下依然能保證圖像銳度,而不是糊成一片;另外,它的成像距離高達10米,是傳統HUD焦距的5倍以上,使得眼睛能夠最大限度地兼顧路面和HUD圖像,無需頻繁變焦。
除了強悍的硬件能力之外,借助高超的算法,它的圖像也擁有了能夠實時同步路況的能力。
通過算法,一方面它能消除由于HUD的透鏡結構而帶來的圖像變形,另一方面它的信息更新延時僅有100毫秒,不但能實時構建道路三維模型,讓虛擬車道線與真實路面嚴絲合縫,而且對于路面突然冒出來的行人、車輛等障礙物,以及路面的交通標識等信息的捕捉更加及時。
憑借著高規格的硬件、功能強大的算法,它真正實現了“看得清”、“不犯暈”、“看得準”,讓如今的AR-HUD真正實現了超越儀表的信息指引能力。
高性能的HUD,如何發揮更好的指引作用?
憑借著HUD的高性能,小鵬在G7上設計出了全新的AR光毯功能,簡而言之就是用光束的形式,直接在地上“鋪”出一條動態的引導光帶,就如同賽車游戲中路面自帶的發光軌道領著車子走。
憑借智駕系統的精確感知,結合算法對于貼合環境的修正能力,這條光帶不但能非常完美的貼合路面,而且能準確地指引各種復雜的路口。基于此,根據導航、主動安全輔助、智駕三種不同的功能使用場景,「追光全景」系統設計出了針對性的場景指引方式。
導航場景下,除了通常的語音提示之外,HUD還可以生成智能化的綠色“光毯”,直接“貼合”在地面。它還有著精確指引復雜路口的能力,譬如在多分岔路中,直接指向正確的路口,并給其它路口打上紅色的“X”,杜絕錯誤的理解;對于環島、即將出現的長實線、公交限行道等復雜路況,它都會擁有更實時、更準確的指引。
針對盲區預警、橫向預警、窄路輔助等主動安全輔助功能,「追光全景」也有著比傳統HUD更精確的警示能力。譬如遇到從側面盲區突然沖出的行人、車輛等移動障礙物時,HUD能夠迅速在其身上打上紅色的三角標,并且通過閃爍的單邊高亮光斑預警,警示方式簡潔易懂;在泊車、窄路行駛、側方來車等場景下,HUD能顯示出清晰的側方影像,配合更高的對比度,觀察更清楚;甚至在雨霧等惡劣天氣里,“光毯”和障礙物標記依然能正常準確提示。
在小鵬最為擅長的智駕場景下,「追光全景」沒有像其它廠商的智駕那樣,一股腦地將SR渲染圖“堆”到實現上,提示的呈現方式對用戶更加友好。此時的“光毯”將從綠色變為藍色,將車輛系統接下來要做的動作,通過“光毯”的提示準確無誤地表達出來,不但能很好地區分LCC和領航功能狀態,而且包括變道等待、避讓前車、減速、路口停車等待等復雜狀態都能準確地表示出來,消除用戶對于智駕系統的不信任感。
結語
這套HUD系統,不但有很強大的性能,而且功能的設計都深度貼合了實際行車的復雜場景,做到了真正克服對于這類場景的指引準確性不足的問題。更重要的是,它沒有盲目堆砌信息以展現自己的能力,交互設計非常簡潔,并且指引更準確,能讓用戶真正感覺到HUD的好用之處。
可以說,像「追光全景」這樣的AR-HUD,很好地詮釋了什么樣的新技術才是好科技:
- 不炫技:用“光毯”代替復雜箭頭,文盲也能看懂;
- 不打擾:危險預警只在必要時出現,平時“隱身”;
- 不學習:無需看說明書,上車即用。
也許有一天,我們會忘記“低頭看導航”是什么體驗——因為路,本就該抬頭走。
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