《增强现实技术在汽车内饰中的应用》
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[摘 要]随着时代的发展,人们生活水平的不断提升,汽车已经逐渐成为人们日常生活当中不可缺少的一种交通工具.尤其是随着我国近年来经济实力的不断增强,越来越多的家庭都拥有了私家车.汽车的内饰是汽车很重要的有一个部分,只有舒适的内饰才能够为驾驶人员与乘坐人员提供良好的驾驶体验与乘坐体验,本文通过对增强现实技术的解读,结合国内外前沿技术发展动态,对其在汽车内饰设计中的应用方式进行初步研究,着重介绍汽车内饰中使用增强现实技术的目的,以及具体的搭建方式,从而为后续研究提供参考依据.
[关键词]增强现实 交互驾驶 HUD 汽车内饰
中图分类号：U463.839.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0344-01
1 传统汽车内饰材料的弊端
1.1 传统材料舒适可靠性低
汽车虽然是一种代步工具,但是,由于其内部存在一定的空间,因此,只有具备一定舒适度的内部环境才能够为驾驶员以及乘坐人员提供良好的车内环境.由此可见,材料的舒适度是进行汽车制造时车内饰材料选择的重要原则之一.由于汽车这种交通运行方式自身的特点,很容易产生一些交通事故,严重情况时可能会引发火灾.传统的车内饰材料不但没有阻燃效果,可能自身就具备易燃易爆性,一旦触发火灾,后果不堪设想.因此,我们需要选择一些新型的车内材料,其需要在具备一定舒适度的基础上存在一定的阻燃特性.另外,在材料与乘员直接接触的部位需要有一定程度的保护效果,进行保护乘客与驾驶员的安全.
1.2 传统内饰材料安全健康性较差
传统汽车内饰材料的舒适度不足,可靠性较低只是其一方面的缺陷,另一方面,它在自身的材料安全性当中也存在不足.传统的汽车内饰采用的材料大多是经过化工生产得来的,这些材料有可能会释放出一些对人体有害的气体与物质,例如甲醛等.特别是车内环境相对狭小,如果这些内饰材料能够释放出对人体有害的气体,会进一步对驾驶员与乘客的身体造成难以想象的危害,这是传统车内饰材料安全健康性较差的体现.因此,在进行车内饰的选择时,需要考虑的一点,便是其天然特性,最好选择一些天然性的纤维织物,这些物质基本不会释放出对人体有害的物质,维持车内环境,保证人体安全.值得注意的另一点,是在进行车内饰选择时,充分考虑各种材料,最后最好选择同种类的内饰材料,能够节约能源,降低成本,减少浪费.
1.3 传统材料不抗菌
由于车内环境的特殊性,很难对各个角落进行彻底的清除打扫,这就使得如果不注意车内环境的保护,很容易滋生细菌,侵害人体.传统的车内饰材料对这些部分的考虑不足,没有涉及到抗菌材料,因此,传统材料并没有很好的抗菌特性,随着使用时间的延长,车内打扫清楚的不彻底,使得细菌的滋生越来越严重,严重时可能会导致疾病的出现.而通过新型抗菌材料的研发,在一定程度上减少汽车环境内部的细菌滋生,进而提升汽车内部的卫生度与安全性,这是传统的汽车内饰材料所不具备的.另外,新材料的使用还可以增加舒适度,提升档次,进而提升汽车的品位.合理的设计以及合理的材料使用能够在一定程度上降低汽车制造所需的成本,节约资金以及能源的投入,进而增加经济效益.由于汽车中可能会存在儿童,儿童对于细菌的抵抗力较弱,如果不做好车内抗菌措施,对儿童的身体可能会产生较大的影响.
2 国内外研究动态
2.1虚拟透明现实系统原型――捷豹路虎公司
捷豹路虎新技术360虚拟城市风挡.利用增强现实技术,让A柱处于透明状态,从而极大减少司机的视野盲区.简单来说,捷豹路虎借助了汽车外部摄像头来捕获实时视频流,并将视频信息通过嵌入在A柱中的显示屏呈现给用户.如此一来,司机便能看到原本由汽车A柱造成的视野盲区.捷豹路虎表示,这项技术能让司机看清汽车周围路人、骑行者、其他汽车.基于相同的原理,不仅A柱,B柱、C柱一样可以变为透明状态.不过捷豹路虎并未透露360虚拟城市风挡技术何时应用于量产车.
捷豹路虎2014年初展示的Transparent Bonnet（透明罩）系统虚拟城市风挡效用相似.前者借助摄像头和投影仪,可以将车头遮挡的区域通过HUD投射到挡风玻璃的下部.也就是说从视觉上,仿佛车头变成了透明的.这样便能看到车头下方的障碍物和地形,同时还能看清车辆前轮的具体位置.这两项指标对车辆的越野体验帮助极大.
2.2透明风挡玻璃显示系统――通用公司
早在2010年,通用汽车就联合美国两所大学开发了增强视觉系统G.M.Tinkers,帮助驾驶者应对困难的驾驶情况.通过在车内安装传感器及摄像头,G.M.Tinkers可以监视司机的眼球和头部运动,并在前挡风玻璃上及时显示相关路况信息,提醒司机避免可能的危险.该系统还可以监控街上玩耍的儿童,过马路的动物,以及各种盲点.显示路面边界提示盲点.
开发该系统的目的就是帮助驾驶者应对各种困难的驾驶情况,比如大雾或者夜间行驶时,还可以标注道路边缘,避免事故发生.在过去的三年中,G.M.Tinkers并没有太大动静,而根据相关研究人员的说法,这一系统投入市场最早要到2016-2018年,通用旗下的各款车型都将配备G.M.Tinkers系统,不过按照目前技术的发展速度来看,仅仅提供上述应用体验似乎不够吸引人啊.而且在中国的路面上,这个系统似乎不太实用,面对乱窜的行人,每一个都弹出提示,那挡风玻璃还不跟弹幕一样,让司机眼花缭乱,精神崩溃.
2.3透明汽车玻璃显示器――丰田公司
丰田汽车对增强现实技术的研究更为极致,而且他们的研究,更让人心动.丰田哥本哈根交互设计研究院开发了一种交互式汽车玻璃,它看上去是普通玻璃,但实际上是一个透明触摸屏.它可以记录一路经过的风景,乘客还可以用手指缩放观看.在夜间,这种车玻璃还可以定位天上的星星,显示星座等天文知识.搭配超大全景天窗,到郊区看看星星什么的简直太精彩了.
3 增强现实图像现实系统的搭建
AR-HUD中的主角当然是增强投影面.它的投影距离在驾驶员前方7.5米,可将增强的显示符号直接投射在道路上,与当前交通状况相融合.从成像屏幕正面看,接下来的光学路径类似于传统的抬头显示器的光学路径：成像幕上的图像通过第一个镜子（反射镜）反射到第二个更大的镜子（AR-HUD镜）上,从那里反射向挡风玻璃.增强光学系统的出射面积几乎达到A4尺寸.由此形成视域尺寸为10度×4.8度的增强投影面,相当于直接视野内有几何宽度130厘米和高度63厘米的可增强视域.如要读取这个远投影面中的信息,驾驶员的视野可稍稍下调2.4度.两个投影面（行驶状态和增强投影面）的成像单元能够配合环境亮度调整显示亮度,光密度可达到10000cd/平方米以上.因此,几乎在任何强烈的环境光条件下都能清晰显示.
除去汽车增强现实硬件方面最难的显示部分,剩下的就是通过车内的传感器及攝像头监视司机的眼球和头部位置,然后在挡风玻璃上显示对应的信息.对于交互这一块,其实像多数触摸屏幕那样接触式设计交互,用手去触摸屏幕绝对不是一个最好的选择.
先不用考虑将挡风玻璃弄得像手机一样满屏的手印会影响到驾驶得视线,光是乘客在系着安全带的时候想伸手触摸风挡玻璃屏幕就是一件非常痛苦的事情,再加上屏幕的倾斜角度,这种交互绝对是非常糟糕的,而且还容易影响驾驶员增加交通事故的发生概率.所以,在这里使用体感技术会是一个更加合理的实现方案,就像微软的家用游戏机Xbox一样,在未来的汽车里面实现这个功能后的驾驶员乘客的体验一定会变得非常的人性化.
参考文献
[1]王亮,黄江玲,刘丹丹.汽车内饰零部件及其材料VOC含量分析的采样方法[J].汽车工艺与材料,2012（01）：12-17.
[2]姜前道.汽车内饰件新产品开发流程管理及优化研究[D].中国海洋大学,2009.
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增强现实引用文献:
[1] 增强现实论文范文 关于增强现实相关本科论文范文10000字
[2] 增强现实论文范文 增强现实方面有关论文写作参考范文10000字
[3] 增强现实论文范文 增强现实类有关硕士论文开题报告范文2万字
