抬头显示器(HUD)驾驶技术的近期发展

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2022-01-23 10:00

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来源:内容由半导体行业观察(ID:icbank) 转载自公众号 IEEE电气电子工程师 作者: LAWRENCE ULRICH ,谢谢。


MERCEDES-BENZ

梅赛德斯(Mercedes)是这方面的先驱,但大众市场的更多参与者很快就会把抬头显示器(HUD)驾驶技术带给更多人。

2022年的Mercedes-Benz EQS是该公司的第一辆全电动轿车,该公司在1885-1886年间发明出了他的第一辆四轮汽车。通过本次推出的电动车可以看出:蓝色的方向箭头似乎可以通过增强现实(AR)导航系统和彩色平视显示器(HUD)来描绘出前方的路面情况。电子街道标志和其他图形叠加在EQS大肆宣传的“超屏幕”(Hyperscreen)上的摄像头视图上,这是一个142厘米(56英寸)的横线,包括一个45厘米(17.7英寸)的OLED中央显示屏。我(作者,以下简称我)最欣赏的一点是:当我接近目的地时,AR街道号码会出现,然后在我经过建筑物后消失,就像翻阅虚拟的Rolodex一样;当你正在寻找人家或公司时,再也不需要伸长脖子分心了。最后,一个图形化的地图别针会漂浮在实时场景上,用以标记本次“旅程”的结束。

听起来真的很酷,是不是?近日,在CES 2022大会上,松下公司推出了一款价格更为实惠的HUD,该公司表示,这款HUD将在2024年前投入生产。


抬头显示器已经成为了一种常见的汽车配置与功能,可以通过它来显示速度、发动机转速或其他悬停在驾驶员视野中的信息,有助于保持对道路的关注。梅赛德斯、宝马、Genesis等豪华车最近通过更大、更清晰、数据更丰富的显示器也进一步成功拓宽了HUD的视野。

松下公司研发的该款设备由高通公司处理器和Phiar Technologies的AI导航软件提供动力,希望通过AR HUD 2.0进入主流市场。该款产品的更新在于包括一个集成的眼球跟踪摄像头,可以精确地将AR图像与驾驶员的视线相匹配。Phiar的人工智能软件可以覆盖清晰渲染的导航图标,并定位或高亮显示对象,包括车辆、行人、骑自行车的人、路障和车道标记。红外摄像头可以监测潜在的驾驶员分心、困倦或损伤情况,无需像通用汽车的半自动超级巡航系统那样使用独立摄像头。

美国松下汽车系统公司的首席技术官Andrew Poliak说,眼动跟踪器可以通过观测驾驶员的身高和头部运动,从而调整HUD“eyebox”中的图像。

Poliak说:“我们可以通过精确地知道驾驶员在看什么,然后更精确地将AR图像与真实世界进行匹配和聚焦,从而提高驾驶员视野的保真度。”

为了在CES上进行演示,松下使用了Lincoln Aviator作为测试,使用了其SkipGen信息娱乐系统和高通Snapdragon SA8155处理器。但是AR HUD 2.0可以与一系列车内信息娱乐系统配合使用。这包括由Snapdragon提供动力的新一代Android Automotive,它是一个开源的信息娱乐生态系统,与Android Auto phone mirroring应用程序不同。第一代基于英特尔的系统在沃尔沃电气品牌的Polestar 2上首次亮相,令人印象深刻。升级后的安卓汽车将在2022年配备激光雷达的Polestar 3 SUV、电动沃尔沃SUV以及通用汽车、Stellantis和雷诺-日产-三菱联盟(Renault-Nissan-Mitsubishi alliance)的数百万辆汽车中运行。

Gene Karshenboym帮助沃尔沃(Volvo)和Polestar开发了Android Automotive,担任谷歌硬件平台主管。现在,他是Phiar的首席执行官,Phiar是一家位于加州Redwood的软件公司。Karshenboym说,人工智能驱动的AR导航可以大大降低驾驶员的认知负荷,特别是在现代汽车将越来越多的信息放在眼睛和指尖的情况下。当前的嵌入式导航屏幕迫使驾驶员在疾驰时将视线从道路上移开并转换2D地图。

“你会感觉更平静,”Karshenboym说,“你需要做的,只是向前看,然后开车,就行了。”

该系统以每秒120帧的速度逐像素对对象进行分类。AR动画可以突出显示潜在危险,如即将到来的人行横道或即将横穿马路的行人。Phiar的合成模型对人工智能进行了暴风雪、光线不足和其他条件的训练,教它填补空白,并创建可靠的环境图片。而且该系统不需要颗粒地图、怪物计算能力或昂贵的传感器,如雷达或激光雷达。它的AR技术使用的是一个正面的720p摄像头,由车载信息娱乐系统和CPU供电。

“不需要额外的硬件,”Karshenboym说。

该公司还通过使用真实世界的元素“遮挡”AR标记,使其看起来更具说服力。例如,在梅赛德斯的系统中,方向箭头可以在汽车、行人、树木或其他物体上运行。在Phiar的系统中,这些物体可以阻挡“magic carpet”引导条纹的一部分,就好像它被物理地涂在人行道上一样。

“它给AR导航带来了难以置信的深度感和现实感,”Karshenboym说。一旦捕获到视觉数据,它就可以被处理并发送到汽车制造商选择的任何地方,无论是中央显示屏、HUD还是乘客娱乐屏幕。

Poliak说,一些现有的HUD装置在一辆汽车中占据了高达14升的体积。现如今,开发商的一个目标是将其减少到7升或更少,同时简化和削减成本。松下表示,它的单一光学传感器可以有效地模拟3D效果,拍摄平面图像并调整角度,提供10到40米的视野。该系统还通过将显示领域(包括HUD或驾驶员集群)集成到中央功能强大的信息娱乐模块中,推动了该行业的发展。


*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


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