自奔馳于1886年造出第一輛可供銷售的汽車開始，汽車已經(jīng)走過了134年的歲月。隨著汽車進入越來越多的家庭，汽車的安全性也顯得越來越重要。1959年，沃爾沃第一次推出了首款標配三點式安全帶的車型PV544。1970年，福特推出了第一款選裝ABS裝置的車型林肯大陸Mark III。隨著AR技術的發(fā)展，其在汽車安全領域的運用也將不斷擴大。本文主要將介紹AR技術的原理以及AR技術在汽車安全領域的三個應用實例。
1． AR技術原理
1．1 AR技術簡介
增強現(xiàn)實（AR），是在虛擬現(xiàn)實（VR）的基礎上發(fā)展起來的新技術，也被稱之為混合現(xiàn)實，是一種借助于計算機圖形技術和可視化技術，通過圖像識別、動作捕捉、虛擬現(xiàn)實等技術的綜合應用，將虛擬信息精確地疊加在現(xiàn)實世界的“虛實”交互技術。
1．2 AR系統(tǒng)的基本組成
圖1 測量關節(jié)臂
關節(jié)臂測量系統(tǒng)通過硬測頭測量，建立機器與3D數(shù)據(jù)對齊的3坐標系。
圖2 工業(yè)攝像頭
帶有適配器的工業(yè)攝像頭進行拍攝，適配器建立關節(jié)臂硬測頭位置和工業(yè)攝像頭位置的轉(zhuǎn)換矩陣，攝像頭撲捉車輛路面圖像信息。
圖3 AR 軟件
AR軟件將虛擬信息與車輛路面信息進行虛實交互，并完成相關的分析過程。
圖4校準
對 AR 增強現(xiàn)實系統(tǒng)的攝像頭畸變和追蹤定位校準。
圖5 顯示設備
顯示設備包括大屏幕、工業(yè) 3D 眼鏡、手持式顯示設備等。在汽車應用上如HUD顯示。
1．3 AR系統(tǒng)的工作原理
圖6 系統(tǒng)工作原理圖
AR系統(tǒng)的基本工作原理如圖所示
（1） 首先通過測量臂進行整車坐標系的對齊，同時完成攝像頭坐標系與測量臂坐標系的位置轉(zhuǎn)換矩陣計算；
（2） 然后導入虛擬的 CAD 數(shù)據(jù)模型到 Metaio Engineer 軟件系統(tǒng)；
（3） 接著通過攝像頭獲取實際車輛外部的路面情況；
（4） 最后通過 Metaio Engineer 進行 AR 增強現(xiàn)實的影像虛實疊加并輸出相關信息。
2． 技術應用
2．1 AR（Augmented Reality）HUD（Head Up Display）
圖7 大陸集團的AR－HUD技術
傳統(tǒng)的抬頭顯示器 （HUD） 只能將自車的車速顯示在擋風玻璃上，大陸集團的AR－HUD技術結(jié)合了AR技術與HUD技術，可以實現(xiàn)諸如車道偏離預警、自適應巡航控制、車輛導航等功能。在車輛行駛過程中，AR－HUD 系統(tǒng)會將自車車速、轉(zhuǎn)彎信息、道路信息、車間距離等信息投影，駕駛員則無需低頭看車速、GPS導航等信息，極大的提高了安全性。
2．2 Transparent Bonnet
圖8 捷豹路虎的透明引擎蓋技術
“透明引擎蓋”技術可通過攝像頭將路面情況反饋到半透明的引擎蓋上，消除了駕駛員的視覺盲區(qū)，讓駕駛員接收到更多的路面信息，從而避免了事故的發(fā)生。除此之外，駕駛員還可以在擋風玻璃右下角獲得車輛的俯仰角、側(cè)傾角以及車輪轉(zhuǎn)角，在非結(jié)構(gòu)化道路行駛過程中有極大的幫助。
2．3 360° Urban Windscreen
圖9 捷豹路虎的360度虛擬城市擋風玻璃技術
360度虛擬城市擋風玻璃”技術同樣利用了AR技術，將車外的實時路況嵌入車內(nèi)的A柱、B柱以及前擋風玻璃中。當前方有行人和車輛在A柱盲區(qū)內(nèi)時，A柱將會變得透明，駕駛員將會獲得更好的視線；當后方有車輛或行人要超過車輛的時候，B柱將會變得透明，駕駛員可以更全面的觀察到信息；駕駛過程中，會出現(xiàn)虛擬車輛引導駕駛員調(diào)整方向、保持車距，同時還會告知剩余停車位、加油站位置等信息。有了這個技術的加持，將會大大提升在城市開車的效率以及安全性。
AR技術在汽車領域的應用也需要注意到“少即是多”以及“不止目所能及”這兩個要點?！吧偌词嵌唷笔侵副苊膺^多的信息反饋，過多的信息將會成為負擔，分散駕駛員的注意力；“不止目所能及”是指可以將更多隱藏的信息挖掘利用，如：距終點距離、前車車況、前方道路情況等。相信不止在安全領域，未來AR技術會在汽車上得到更多的運用。
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