導讀:當前5G通信最能催化爆發(fā)的產(chǎn)業(yè),AR技術帶來的應用首當其沖,從2012年谷歌發(fā)布AR眼鏡以來,AR概念火起來,但產(chǎn)業(yè)一直不溫不火,主要因為通信技術的限制,如今5G商用在即,“AR導航”能否率先落地?
目前AR技術主要應用于遠程指導、建筑模擬、教學、廣告、旅游、醫(yī)療、零售、娛樂和軍事等多個領域,受制于硬件產(chǎn)品和AR基本技術 市場普及度并不高,AR導航則為AR技術在汽車領域的應用開了一個好頭。
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現(xiàn)在開車,人們對導航的依賴越來越嚴重,不認路的時候,要導航來指路,即使認識路,大家也會利用導航來了解路況,避免擁堵。
不過,太依賴導航也不是什么好事,比如碰到復雜的路口,到底怎么走?聽導航的,有時會由于信號遲滯,或路標指示不明而走錯路,看屏幕上的地圖,又怕分神影響安全??傊?,現(xiàn)在的導航,無論是車機,還是手機,導航的過程還是不夠人性化,不夠直觀。
于是,“AR導航”這種更好的車載導航解決方案應運而生了。
其實,AR(Augmented Reality,增強現(xiàn)實)技術并不是什么新技術,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》開始風靡,AR技術才逐漸為人所知。
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年進入快速上升期。
目前AR技術主要應用于遠程指導、建筑模擬、教學、廣告、旅游、醫(yī)療、零售、娛樂和軍事等多個領域,受制于硬件產(chǎn)品和AR基本技術 市場普及度并不高,AR導航則為AR技術在汽車領域的應用開了一個好頭。
在2018年世界大會上,百度展示了基于HUD 的AR 導航功能,高德地圖與阿里巴巴達摩院合作研發(fā)了一款AR 車載導航產(chǎn)品,而斑馬網(wǎng)絡為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 導航功能的量產(chǎn)車。
其實,這幾家在AR導航上算不上先驅(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,可以在汽車的前擋風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看到導航數(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、行人和其他機動車。最近寶馬和未來黑科技(Futurus )合作研制增強現(xiàn)實平視顯示器(AR HUD),不久的將來會應用在寶馬車上。
大眾汽車也透露將在I.D.電動車型上搭載AR HUD,并計劃于2020 年投產(chǎn)。其他的零部件供應商,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導航技術,有的已經(jīng)有產(chǎn)品上市。
地圖導航雖然現(xiàn)在普及率很高,但人們在使用時仍然需要一定的理解成本,尤其一些復雜的岔路口,理解起來需要更長時間,但哪怕只是幾秒,在高速行駛過程中就有可能錯過關鍵路口。
AR導航通過將導航指引信息在顯示場景中疊加顯示,使人們可以以最直觀的方式理解導航信息,大幅降低用戶對于傳統(tǒng)電子地圖的讀圖成本。
AR是一種創(chuàng)新的交互方式,也給地圖導航帶來新的思路。
與傳統(tǒng)地圖導航不同的是,車載AR導航首先利用攝像頭將前方道路的真實場景實時捕捉下來,再結合汽車當前定位、地圖導航信息以及場景AI識別,進行融合計算,然后生成虛擬的導航指引模型,并疊加到真實道路上,從而創(chuàng)建出更貼近駕駛者真實視野的導航畫面,大幅降低了用戶對傳統(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)評論介紹,車載AR導航可以在多種駕車場景下指引用戶做關鍵性動作。
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致錯過路口。
此外,車載AR導航還能夠?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,進行智能的圖像識別,從而為駕駛員提供跟車距離預警、壓線預警、紅綠燈監(jiān)測與提醒、前車啟動提醒、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)地圖導航更加精細、更加安全的服務體驗。
與傳統(tǒng)地圖導航不同的是,AR導航需要圖像識別設備,比如攝像頭等。為了更好與真實場景融合,AR導航需要精確了解車輛的姿態(tài)、朝向等,因此需要加速度計、陀螺儀等傳感器的支持。軟件層面,對導航精度、圖像識別的準確度與速度,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)結合,AR導航能夠帶來更精準流暢的使用體驗,在這方面前裝產(chǎn)品更有優(yōu)勢。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。
要實現(xiàn)AR導航,就必須具備三個方面的能力:
第一是車道級導航能力,因為AR導航歸根到底是導航的一種特殊的形式,對用戶而言,最根本的需求還是基于實時路況信息和交通大數(shù)據(jù)的精準引導,只有實現(xiàn)了車道級的導航,AR 導航的小箭頭才能準確地鋪設在真實車道上。
第二是圖像識別和檢測能力。AR的本質(zhì)是虛實結合,識別真實路況數(shù)據(jù)是實現(xiàn)AR功能的基礎,只有對實際場景進行圖像識別,分辨出車輛、車道線、紅綠燈等各種道路元素,導航才能進行精準引導。
第三是融合算法能力,也就是把定位、地圖導航以及道路交通大數(shù)據(jù)等導航信息在實景圖像上實時渲染,并在對應的車道位置上精準呈現(xiàn)。
由于駕車的場景復雜,行駛速度快,實時性要求高,因此車載的AR導航技術實現(xiàn)難度非常高,對導航精度、圖像識別的準確度與速度,以及AR算法靈敏度等都有極高的要求。
當然,還有一個差異性的技術就是AR導航如何呈現(xiàn)給駕駛員。
一般來說,AR導航的顯示方式有車機屏幕、智能后視鏡、液晶儀表盤、前風擋HUD等不同位置顯示。從功能實現(xiàn)的角度,智能后視鏡由于通常內(nèi)置了攝像頭,因此對外接設備要求較低,但受限于顯示屏幕尺寸和位置,體驗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要好一些,但查看時還是要將視線下移,離開路面,會有短暫時間在盲開。
相比之下,通過HUD方式顯示的AR導航體驗最為自然,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即可直觀了解導航引導信息。這種方式對硬件和軟件層面的要求比較高,但以后肯定會成為AR導航最主流的顯示方式。
對于AR-HUD來說,F(xiàn)OV(視場角)的大小非常關鍵,如果想真正呈現(xiàn)AR的效果,F(xiàn)OV就要達到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,同時還要控制設備的體積。
雖然AR導航并不一定能夠完全革掉傳統(tǒng)導航的命,但作為AR導航的主要載體,HUD行業(yè)會因為AR技術的引入得到快速發(fā)展。AR-HUD對于傳統(tǒng)HUD來說,是從底層的技術方案到應用層的產(chǎn)品體驗的一次徹底革新。
AR技術讓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HUD市場的樂觀,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整體市場滲透率僅為4.17%。將是汽車電子領域增長最迅速的產(chǎn)品。
錫安市場研究公司(Zion Market Research)在報告中預測,2015年至2020年,中國HUD市場的復合年均增長率預計將達到66.7%,到2020年市場規(guī)模將達到28.7億美元。
目前,日本精進、德國博世等老牌零部件廠商有著豐富的技術儲備,成熟的供應鏈與生產(chǎn)體系,占據(jù)著主要市場份額。日本精機市占率幾乎達到全球一半(47%),大陸集團和電裝集團以19%和15%位居二、三位。
需要注意的是,HUD不是標準件,研發(fā)HUD的機會成本遠高于其他零部件。
因為不同的車型內(nèi)部結構不同,需要針對單一車型設計HUD特定的光學結構,難以同時適配于多種車型,因此規(guī)模效應差、成本回收周期長,難以滿足巨頭們快速增長的需要,它們在這方面的研發(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)看到了逆襲的機會,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)車中應用新一代AR-HUD”的旗號,并推出了自己的產(chǎn)品,在一定程度上促進了HUD行業(yè)的技術進步。
現(xiàn)在,隨著全球居民消費水平和汽車智能化程度的提升,消費者對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即將作為標配,成為汽車產(chǎn)品的一個重要賣點。