抬頭顯示系統HUD(四):AR-HUD與智能駕駛


作者 | HYZY
出品 | 焉知


一智能駕駛人機交互的設計原則

對于L3及L3以下的智能駕駛汽車來說,人和車需要協同合作,共同完成駕駛任務。在這個過程中,車和人之間主要的交互方式就是人機界面HMI。智能駕駛的人機界面需要使車了解駕駛員的命令和意圖,同時還要為用戶提供一個清晰的系統運行狀態,最終使用戶增強對系統的信任。

抬頭顯示系統HUD(四):AR-HUD與智能駕駛的圖1
圖 1  自動駕駛交互界面

智能駕駛人機交互設計應遵循以下三條原則:
  • 建立用戶信心:通過“你見即我見”及“決策預告”設計,將智駕系統感知信息及規劃、預測信息以視覺形式實時顯示給用戶,增強用戶使用信心;

  • 明確駕駛責任分配:需通過視覺等形式清晰告知用戶,當前自己與系統所承擔的任務及擔負的責任;

  • 駕駛接管:無論是系統接管用戶,還是用戶接管系統,交互設計都必須保證雙方對駕駛權的更替進行反饋認可。


二.AR-HUD的應用場景

智能駕駛人機界面中所有需要通過視覺顯示的內容,AR-HUD無疑都是一個理想選項。因為AR-HUD讓用戶得以和周圍環境直接互動,而不只是注意車前的位置。用戶可通過AR-HUD準確掌握自己的車在干什么。以下為具體的AR-HUD的應用場景:

1. 車道輔助
AR-HUD可根據智能駕駛系統輸入的車道線信息,將圖像直接顯示在真實的車道線上,可增強車道輔助類智能駕駛功能體驗效果。

抬頭顯示系統HUD(四):AR-HUD與智能駕駛的圖2
 圖 2  AR-HUD車道輔助

2. 自動跟車
在智能駕駛系統進行跟車行駛時,AR-HUD可以顯示出目前的跟車目標,同時還可顯示出本車與目標車之間的距離。

抬頭顯示系統HUD(四):AR-HUD與智能駕駛的圖3
圖 3  AR-HUD自動跟車

甚至,AR-HUD還可以同時顯示多車道的目標。

抬頭顯示系統HUD(四):AR-HUD與智能駕駛的圖4
圖 4  AR-HUD多目標顯示

3. 變道輔助
在智能駕駛系統將要主動變道時,AR-HUD可提前將變道信息指示出來,增用戶使用信心。

抬頭顯示系統HUD(四):AR-HUD與智能駕駛的圖5
圖 5  AR-HUD變道輔助

4. 泊車輔助
AR-HUD可將智能駕駛系統識別到的車位信息直接以圖像顯示在真實車位上,增強用戶體驗。

抬頭顯示系統HUD(四):AR-HUD與智能駕駛的圖6
圖 6  AR-HUD泊車輔助

5. 行人識別
AR-HUD可將智能駕駛系統識別到的行人或其它目標信息,直接顯示出來,增強用戶使用信心。

抬頭顯示系統HUD(四):AR-HUD與智能駕駛的圖7
圖 7  AR-HUD行人識別

6. 導航
AR-HUD可直接顯示導航信息,幫助用戶不用低頭就能理解。

抬頭顯示系統HUD(四):AR-HUD與智能駕駛的圖8
圖 8  AR-HUD導航

三.AR-HUD的系統架構

AR-HUD目前仍普遍作為一個獨立模塊存在,其主要從智能駕駛域和智能座艙域獲取環境感知信息及地圖導航信息。具體包括:
  • 地圖導航信息:路線指引曲線方程、前方路面與車輛相對傾角、目的地信息及相對車輛坐標、導航箭頭形式信息及激動點信息、導航剩余距離信息、導航剩余時間信息等。

  • 環境感知信息:車道線類型、車道線曲線方程及顏色、前車位置及車速、設定車速、行人及障礙物信息、信號燈狀態信息、限速信息等。


抬頭顯示系統HUD(四):AR-HUD與智能駕駛的圖9
圖 9  AR-HUD系統架構

AR-HUD在接收這些信息后,需要進行數據融合/處理,最后再進行3D渲染。

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