AR技術(shù)中個(gè)汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用分析

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摘要：ar(AugmentedReality）技術(shù)，即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算攝影機(jī)影像的位置和角度，同時(shí)添加相對(duì)應(yīng)圖像并展示，此類(lèi)技術(shù)可將虛擬世界疊加在實(shí)物上并展現(xiàn)出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。通過(guò)AR技術(shù)進(jìn)行的展示將圖片、多媒體、三維建模、視頻控制顯示、多傳感器融合、實(shí)時(shí)跟蹤注冊(cè)、場(chǎng)景融合等技術(shù)相結(jié)合，在零部件設(shè)計(jì)展示、機(jī)械零部件裝配和維修、汽車(chē)駕駛及汽車(chē)銷(xiāo)售等領(lǐng)域有重要的研究意義、推廣價(jià)值和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

關(guān)鍵詞：AR技術(shù);汽車(chē)駕駛;汽車(chē)維修;汽車(chē)銷(xiāo)售

我國(guó)汽車(chē)工業(yè)起步較晚但發(fā)展迅猛，在發(fā)展過(guò)程中逐步引進(jìn)了現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法和展示方法。AR技術(shù)在虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的人機(jī)交互、生活?yuàn)蕵?lè)、文字、圖片、視頻、模型的展示以及汽車(chē)銷(xiāo)售和售后服務(wù)領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的變化，這種新技術(shù)在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用有利于提高駕駛的安全性和便捷性，但是目前增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和融合正處于起步發(fā)展階段，此技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用也尚未成熟。在汽車(chē)工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域中，汽車(chē)零部件3D模型的展示，復(fù)雜機(jī)械的裝配維修和護(hù)理都能通過(guò)AR技術(shù)實(shí)現(xiàn)，達(dá)到虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互的效果；AR技術(shù)在車(chē)型展示和駕駛體驗(yàn)等方面有著良好的前期市場(chǎng)反應(yīng)，但在汽車(chē)輔助駕駛的應(yīng)用中存在一定的爭(zhēng)議，該技術(shù)能否在汽車(chē)工業(yè)的相關(guān)領(lǐng)域得到普及仍需深入研究和實(shí)踐檢驗(yàn)。

1AR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1AR技術(shù)簡(jiǎn)介

AR技術(shù)結(jié)合了虛擬數(shù)字媒體信息和真實(shí)的實(shí)物，將一定時(shí)空范圍內(nèi)更多的實(shí)體信息（包括圖像、聲音、文字等）通過(guò)科學(xué)技術(shù)模擬仿真，再將信息處理后的信息集中反饋疊加到能見(jiàn)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，通過(guò)顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)虛擬對(duì)象與真實(shí)環(huán)境的融合，為體驗(yàn)者呈現(xiàn)出一個(gè)感官效果放大且更多元化的新環(huán)境，最終達(dá)到增強(qiáng)體驗(yàn)者感官感知的目的，借助工具實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)自身感知的體驗(yàn)。數(shù)字信息時(shí)代人們可以借助AR技術(shù)盡可能多地接收互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的各類(lèi)信息。AR技術(shù)在各行業(yè)應(yīng)用發(fā)展的困難集中在顯示技術(shù)、跟蹤定位技術(shù)、界面技術(shù)和標(biāo)定技術(shù)。

1.2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的異同

1.2.1定義不同

VR(VirtualReality)技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)等現(xiàn)代高科技為用戶(hù)生成特定的虛擬環(huán)境，用戶(hù)使用配套的輸入/輸出設(shè)備可在設(shè)定的虛擬世界中實(shí)現(xiàn)交互，得到與真實(shí)世界類(lèi)似的感官感受，其中包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)等。AR技術(shù)是將現(xiàn)實(shí)世界中的事物結(jié)合數(shù)字信息，增強(qiáng)用戶(hù)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中事物的感知的人機(jī)交互技術(shù)。

1.2.2側(cè)重點(diǎn)不同

VR技術(shù)是使用戶(hù)處于計(jì)算機(jī)設(shè)定的虛幻信息空間內(nèi)獲得感官感受的，用戶(hù)在體驗(yàn)過(guò)程中處于虛擬空間，是與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相隔絕的。AR技術(shù)是將用戶(hù)置于實(shí)際環(huán)境中，將虛擬環(huán)境疊加到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中并反饋給用戶(hù)以達(dá)到增強(qiáng)用戶(hù)對(duì)真實(shí)環(huán)境的感知及理解。

1.2.3技術(shù)不同

VR側(cè)重于創(chuàng)作出一個(gè)虛擬場(chǎng)景供人體驗(yàn)。AR強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)人類(lèi)的感官感受。

1.2.4交互區(qū)別

VR技術(shù)需要的人機(jī)交互設(shè)備有：定位跟蹤器、動(dòng)捕系統(tǒng)、VR眼鏡等。AR技術(shù)需通過(guò)顯示器將數(shù)字信息疊加在真實(shí)環(huán)境中。

1.2.5應(yīng)用區(qū)別

VR技術(shù)為用戶(hù)提供的是虛擬的環(huán)境，此環(huán)境中的事物也是利用現(xiàn)代科技構(gòu)造的，但用戶(hù)體驗(yàn)的感官感受是客觀存在的，因此該技術(shù)在虛擬教育、可視化數(shù)據(jù)模型、仿真技術(shù)、模型設(shè)計(jì)、休閑娛樂(lè)等方面有著廣泛的應(yīng)用。VR技術(shù)利用附加信息去增強(qiáng)使用者對(duì)真實(shí)世界的感官認(rèn)識(shí)。其應(yīng)用側(cè)重于工業(yè)領(lǐng)域、輔助教學(xué)與培訓(xùn)、醫(yī)療研究與解剖訓(xùn)練、軍事偵察及作戰(zhàn)指揮、精密儀器制造和維修、遠(yuǎn)程機(jī)器人控制、娛樂(lè)等領(lǐng)域。

2AR技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代化信息科技公司進(jìn)軍汽車(chē)工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域，很多汽車(chē)生產(chǎn)廠商開(kāi)始利用AR技術(shù)升級(jí)汽車(chē)設(shè)計(jì)制造、提高汽車(chē)道路駕駛安全性能、拓寬汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)、提高汽車(chē)售后服務(wù)等方面展開(kāi)一系列研究。

2.1AR技術(shù)在道路汽車(chē)行駛方面的應(yīng)用

在汽車(chē)駕駛過(guò)程中，通常需要駕駛員多方位觀察路面和車(chē)輛的各種復(fù)雜情況，駕駛員通過(guò)佩戴AR眼鏡，可在眼前的屏幕上顯示導(dǎo)航、數(shù)據(jù)、行駛速度、限速提示、岔口等各種路面和車(chē)輛的信息。寶馬與高通聯(lián)合推出的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡可以使駕駛員在駕駛過(guò)程中集中處理各類(lèi)路面車(chē)輛信息，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)安全性能、行駛方便性能的大幅度提高。該公司新推出的MINI增強(qiáng)視覺(jué)系統(tǒng)，利用Osterhout增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡為駕駛員提供對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航信息和路面環(huán)境的透視影像等，并將車(chē)身外部的攝像頭拍攝的駕駛員無(wú)法觀測(cè)的路面交通死角通過(guò)畫(huà)面的形式展現(xiàn)在駕駛員視野內(nèi)。最新推出的“VisionNext100”概念車(chē)也采用了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)擋風(fēng)玻璃設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可以幫助駕駛員標(biāo)記行駛過(guò)程中的障礙物，還能顯示傳統(tǒng)儀表盤(pán)的各類(lèi)信息。寶馬公司新推出的概念摩托車(chē)也配備了AR眼鏡，當(dāng)駕駛員佩戴AR眼鏡駕駛摩托車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，摩托車(chē)車(chē)身的傾斜角度和當(dāng)前的騎行線路、路面交通情況等信息能通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡傳遞給駕駛員，提高摩托車(chē)駕駛的安全性。這款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡還能根據(jù)騎手的視野焦點(diǎn)作出智能反應(yīng)，駕駛員正常筆直行駛時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的各種信息會(huì)自動(dòng)消失，僅顯示少量提示信息，以免干擾駕駛員正常行駛。2017年初Harman、Continental和Visteon這3家公司相繼推出了AR技術(shù)在汽車(chē)上的相關(guān)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛在道路上行駛的速度、制動(dòng)信息及周?chē)鷱?fù)雜的交通環(huán)境的展示，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中將街道標(biāo)志顯示在駕駛員的視野內(nèi)，使駕駛員擺脫汽車(chē)傳統(tǒng)儀表盤(pán)的信息展示方式達(dá)到輔助駕駛的目的。Continental和DigiLens兩家公司合作推出將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息投影到汽車(chē)擋風(fēng)玻璃上的應(yīng)用系統(tǒng)，擺脫了早期AR技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用環(huán)境中駕駛員對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭盔、眼鏡等輔助設(shè)備的需求。Visteon公司最新推出的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可預(yù)測(cè)復(fù)雜的交通環(huán)境中各類(lèi)障礙物，其中包括突然出現(xiàn)的車(chē)輛和行人，并將檢測(cè)到的危險(xiǎn)信號(hào)通過(guò)警告的方式投影到駕駛員視野范圍內(nèi)的擋風(fēng)玻璃區(qū)。

2.2AR技術(shù)在汽車(chē)裝配、維修方面的應(yīng)用

在復(fù)雜機(jī)械裝的配過(guò)程中，例如汽車(chē)零部件的裝配過(guò)程，技術(shù)人員需要查看大量的技術(shù)手冊(cè)、安裝說(shuō)明，裝配或維修效率很低，勞動(dòng)成本高。利用AR技術(shù)可以更加生動(dòng)直觀地感知零部件模型及其裝配過(guò)程，其中的圖像、文字說(shuō)明、余音解釋以及裝配、檢修動(dòng)畫(huà)展示比安裝手冊(cè)和技術(shù)說(shuō)明更加直觀、可操作性更強(qiáng)，可達(dá)到降低工裝配難度的目的。2014年寶馬公司推出一款A(yù)R眼鏡，供維修工佩戴并進(jìn)行車(chē)輛檢測(cè)、維修。相關(guān)車(chē)型中含有智能鑰匙，其中存儲(chǔ)了對(duì)應(yīng)的故障代碼，維修工人可以利用AR眼鏡對(duì)故障車(chē)輛進(jìn)行掃描檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果將呈現(xiàn)在維修人員的視野屏幕范圍內(nèi)，隨時(shí)提醒維修人員檢測(cè)到的故障部位、需要應(yīng)用的工具及操作步驟。

2.3AR技術(shù)在汽車(chē)展示、銷(xiāo)售等方面的應(yīng)用

AR技術(shù)在汽車(chē)展示、銷(xiāo)售等方面也有一定的應(yīng)用市場(chǎng)。在車(chē)型展示方面使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)投影程序?qū)?shù)字信息投影到汽車(chē)上，利用AR技術(shù)更直觀地向客戶(hù)展示產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理等，將汽車(chē)做360度的“透視展示”。例如AugmentedRealityShowroom應(yīng)用中用戶(hù)通過(guò)掃描法拉利車(chē)身，可預(yù)覽該車(chē)型的各種顏色效果、變換不同種類(lèi)設(shè)計(jì)的輪胎、了解該車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、全方位識(shí)別車(chē)輛外形輪廓等。同時(shí)AR技術(shù)為消費(fèi)者提供了更加人性化的智能服務(wù)。例如2015年韓國(guó)現(xiàn)代汽車(chē)公司推出的索納塔汽車(chē)采用了AR技術(shù)電子手冊(cè)，駕駛員通過(guò)APP掃描車(chē)輛可識(shí)別車(chē)輛各部分組成、用途、維護(hù)和檢修等詳細(xì)信息，其中包括智能導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用、機(jī)油制動(dòng)液使用情況等。

3結(jié)語(yǔ)

AR技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域掀起一場(chǎng)變革，在汽車(chē)裝配過(guò)程中采用此種技術(shù)可達(dá)到提高效率和精確度的目的，在汽車(chē)道路安全駕駛方面可以實(shí)現(xiàn)提高安全性能的價(jià)值，在汽車(chē)銷(xiāo)售和售后服務(wù)方面可以幫助相應(yīng)廠商拓展市場(chǎng)、吸引消費(fèi)者。但目前國(guó)內(nèi)AR技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于起步階段，前景廣闊但挑戰(zhàn)重重.

作者:劉思源 曾傳華 夏茂栩 張一寒 單位:西華大學(xué)汽車(chē)與交通學(xué)院