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德国科技公司大陆集团希望通过一种先进的人机交互技术来减少人们在驾驶过程中成为“低头族”的风险。
此举被认为将有效提升行车安全性。在周一（10月12日）举行的一场在线技术沟通会上，大陆集团援引统计数据称，在美国大约有80%的交通事故因低头分心造成，其中死亡案例的占比高达16%。
普及现实增强抬头显示技术系统是大陆集团针对上述问题而给出的解决方案。此类系统可在挡风玻璃前生成只有驾驶员可以看到的虚像，后者包含与速度、报警、导航等相关的重要信息，并与路面叠加。如此一来，驾驶员在开车过程中无需低头就可以看到所有信息。
在大陆集团的解决方案中，抬头显示器系统将通过图像生成单元产生亮度及图像，投射在第一面平面镜形成第一次反射，反射后在非球面镜上进行放大，形成第二次反射。光继而从光阱里透过，在挡风玻璃上形成第三次反射，最终反射到驾驶员的眼睛内。
“这会让驾驶员感觉虚像呈现在他两米甚至更远的地方。”大陆集团人机界面事业部抬头显示器产品中国区研发负责人杨晶说。
与市场上多应用于低端车型的集成性抬头显示器不同，大陆集团目前所选择的挡风玻璃式抬头显示器并非将图像投射在一块竖立于驾驶员面前的塑料面板上，而是以整个挡风玻璃为显示载体。
这一设计能够借助更大的显示面积及投影距离，令可视化信息得到更直观地显示，缩短驾驶者的理解及反应时间。
杨晶介绍称，在挡风玻璃型抬头显示器的解决方案中，一般虚像尺寸可以做到最大10×4度，投影距离做到4.5米，而大陆集团则可以将虚像尺寸以及投影距离做得更大，分别达到15×5度及15米。
“我们可以用DMD技术甚至TFT技术解决现实增强的需求，这样我们就可以打造一个完美的现实增强抬头显示器。”他解释道。挡风玻璃型抬头显示器及现实增强抬头显示器是大陆集团目前重点关注的两种产品解决方案。
除了更好的显示效果外，挡风玻璃型抬头显示器及现实增强型抬头显示器还具备更大的角分辨率和亮度。
在上述场合，大陆集团还分享了在设计过程中遇到的挑战。杨晶表示，抬头显示器的设计挑战可被分为机械部分和光学部分。
从机械角度看，制造商必须对光路（光传播的路径）进行合理设计，并对执行体积予以优化。除此之外，在整车装配或者布置过程中，抬头显示器的位置也需要得到优化。
在光学层面，抬头显示器虚像的亮度必须要接近阳光环境下的亮度，以便驾驶员看清图像。在此过程中，图片变形、双眼视差与杂散光也需要通过非球面镜以及畸变算法等方式得到矫正。
除此之外，模块化与复用性也对抬头显示系统的设计提出了挑战。“我们希望更多零件可以共用，以增强零配件的质量及价格优势。”杨晶解释道。
由于可在现实世界里叠加一些现实增强信息，此类抬头显示器被认为将“成为自动驾驶的一部分，甚至是自动驾驶最强有力的推动器”。
通过在线形式，大陆集团展示了现实增强型抬头显示器在上述应用中的一些案例，后者可与类似车道偏离报警（LDW）、高精度导航图、自适应巡航、虚拟墙等技术融合，实现不同程度的自动驾驶。
“从功能角度，我们可以看到现实增强抬头显示器跟自动驾驶是有高度协同性的。”杨晶给出了判断。大陆集团预计，至2030年，现实增强型抬头显示器在整个抬头显示器市场上的占比将超过50%。
“并且它的增长将呈现出几何倍数的趋势，”杨晶补充道，“如果我们把现实增强抬头显示器的整个量单独拎出来看的话，我们会发现现实增强抬头显示器量的变化是跟随着自动驾驶里程碑的变化而变化的，所以这也很好地说明了现实增强抬头显示器是跟自动驾驶相互发展的。”
杨晶预计，至2023年中旬，自主汽车品牌以及产品售价较低的合资品牌会向市场推出现实增强型抬头显示器的解决方案。届时，采用衍射光波导体全息技术的大陆集团光波导抬头显示器解决方案也将达到量产等级的要求，继而被推向市场。