基于AR增强现实的汽车实景导航应用研究

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　　摘要：随着汽车服务要求的不断提升，为广大汽车用户提供实景导航、夜景导航、行车记录以及周边搜索等服务功能成为普遍应当具备的技术要求。通过AR技术能够快速的为驾驶员提供判断车辆所处的路况信息，线路提示以及查询功能等，驾驶员能够快速有效的对车辆的状态及发生的故障做出判断。基于AR技术的汽车实景导航能够全方位的为驾驶人员提供三维的实景信息，从而保证车辆的安全行驶。
　　关键词：AR技术;汽车实景;实景导航
　　中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）03-0084-01
　　1 AR技术
　　AR技术即为增强现实，其原理是利用计算机技术，将显示的环境虚拟化生成一种极为逼真的视觉、听觉、感觉的虚拟环境，使用户可以通过相应的传感设备来进入生成的虚拟环境之中，从而间接的实现用户与实际环境之间的交互。AR技术是虚拟现实技术的一种衍生产物，是一种将虚拟事物与现实事物结合在一起的先进的技术手段。我国也在不断的加大對AR产业的投入与帮扶，将逐渐使得我国成为一个AR产业的应用大国。AR汽车实景导航的最主要特点就是具有将现实环境的极高的虚拟性，以及与驾驶人员极高的交互性，能够实时的进行三维位置定位，使得驾驶人员在汽车驾驶过程中有更加清晰的实景感受，对街景的导航以及周边搜索的应用极为方便。AR技术在汽车导航中的应用能够打破时间和空间的局限性，使驾驶人员能够迅速的获取路况信息，并且具有真实可靠性。
　　2 需求分析
　　目前的车载导航系统大部分仍是以二维平面的导航系统为主，在使用中驾驶员需要对平面信息进行一定的转化，从而加大了驾驶信息量的处理时间，给驾驶人员增加疲惫从而影响了驾驶的安全性。AR汽车实景导航有效的解决了上述问题。因此在AR汽车实景导航系统设计中，针对驾驶人员的需求展开了相应的调查分析。设计的系统为手机端的客户模块。根据市场的需求调研分析，最终将手机客户端的功能模块设定为如下的几个方面，分别是：AR导航功能、夜间行驶导航功能、汽车行驶记录功能、周边信息搜索功能。手机客户端的使用流程设计分为以下几个步骤。首先，对车辆路线的导航。用户在地图界面上进行定位获得起始位置，或者输入起始位置以及终点目标进行定位。在设定好导航路线之后，计算得到最优路径，以及相关的便捷路径方案提供给驾驶者选择，选定好路线并在Android客户端给用户进行显示，同时用户对路径的选择也有自主选择权。其次，进行AR导航。在驾驶途中，将定位信息与服务器反馈回来的数据加载到导航信息中，同时获得OBD的数据在Android客户端给用户进行显示，给出了AR三维立体的实景信息。若无反馈数据需及时提醒驾驶人员检查OBD端口与后台记录进行排查处理。最后，提供用户周边的搜索。系统根据当前的行驶位置信息，行驶路线状况，自动的在客户端界面上显示附近的加油站、汽车维修店等信息，为用户提供方便快捷的周边资源信息，满足驾驶途中用户的相关需求。
　　3 基于AR技术的汽车实景导航
　　3.1 AR技术的汽车实景导航系统的架构
　　本文设计的AR汽车实景导航系统采用的当前普遍使用的C/S架构设计模式。基于安卓系统的开发平台，利用免费开源的Eclipse的开发工具与Android SDK结合成为开发的资源，运用MySQl后台数据库，采用目前流行的Java开发语言进行软件的开发，采用xml的整体布局格式。根据前述的功能需求分析之后，明确了客户端的所需要的设计要素，系统的整体逻辑构架的组成。AR汽车实景导航系统分为了视图层、控制层和模型层三个层次，确定了AR汽车实景导航系统功能实现要素的分类，便于后续开发实现。
　　3.2 手机客户端的主页面设计
　　当用户打开手机客户端之后进入AR汽车实景导航系统的主页面。根据之前的汽车实景导航需求分析，设计了本文AR汽车实景导航系统的主界面。主页面主要显示了实景导航、行程记录、行程详情等功能，每个功能界面有清晰的显示和便捷的操作，方便驾驶人员观察，也减少了驾驶人员在汽车行驶途中对手机的界面的操作，赋予了客户地图交互的新体验。并为驾驶人员在主页面的右上角提供了可以一键连接蓝牙OBD硬件设备的功能。整个设计界面功能划分清晰，界面布局合理，界面显示足够清晰，造作方便满足驾驶人员的需求。
　　3.3 AR实景导航功能
　　当用户打开软件的主界面后，点击选择实景导航功能即可进入AR汽车实景导航中。进入AR实景导航中后，首先用户可以定位需要导航的起始位置和导航终点目的地的位置，可以通过输入地点名称，选择确切的位置信息，也可在地图中手动定位调整，其中起始位置默认为当前的AR汽车实景导航系统的位置定位。在用户输入需要导航的路线起始与终止位置后，手机客户端即可快速的利用导航算法为用户提供方便快捷的导航线路，其中包含线路最短、用时最短等线路，也会根据实际的道路交通状况，选择适合当前交通状况的最优路径方案，避开极为拥堵或施工障碍路线等。并选择默认的最优路线进行导航，同时也给用户提供可自主选择的若干备选导航路线方案。导航路线选定之后，界面直接进入实景导航页面。在实景导航页面上会显示当前汽车的行使速度、各线路的名称、汽车所处的三维位置信息、路段的限速和路况信息的实时提醒、导航中的行驶距离方向改变预先提醒和及时播报。全方位的为用户提供便捷的服务，用户可以通过导航提示信息进行驾驶，并观察路况信息。不仅可以为驾驶员提供全方位的路况信息，同时也为驾驶员提供及时有效的行驶指导，预警提示信息。极大地解放了驾驶人员的工作量，使得驾驶更加轻松，安全便捷。
　　3.4 行程记录与详情显示
　　AR汽车实景导航系统的行程记录是通过OBD硬件设备采集数据得到的，该系统可以对驾驶人员的行驶行为进行精确的记录和分析。并将行程里程、汽车当前行驶速度、行程总耗时、行驶耗油数据显示在行程记录的上方，提供给驾驶人员分析自己当前的行驶状况作为参考依据，方便驾驶者实时调整，在行程详情中，可以提供给用户类似行程记录仪的功能，用户可设置将行驶中汽车的状况，行驶视频记录下来，其中也包括汽车的行驶数据。 　　4 結语
　　通过AR技术的运用，汽车导航更为高效便捷。本文采用OBD硬件设备对汽车的行驶数据进行实时采集，并在基于AR技术的汽车实景导航系统客户端上进行分析计算，得到汽车的行驶状况、故障信息的预警。AR汽车实景导航，可为用户提供区别与平面导航所不同的立体实景感受。使驾驶者更加真实的感受路况信息，不仅为用户提供导航功能，还通过AR导航算法为驾驶者提供更快捷、更安全的全方位导航体验，获得更多更真实的驾驶信息与驾驶路线的推送。打造了AR汽车实景导航新理念的全新体验。
　　参考文献
　　[1] 马春阳.汽车维修类专业维修案例实景模拟探析课型研究[J].汽车维护与修理，2018（04）：60-62.
　　Application of AR-based Augmented Reality in Vehicle Scene Navigation
　　LIU Cheng，LUO Li-hong
　　（Guangdong University of Technology，Guangzhou Guangdong  512000）
　　Abstract：With the continuous improvement of automobile service requirements， providing service functions such as live navigation， night navigation， driving record and peripheral search for the vast number of automobile users has become a universal technical requirement. Through AR technology， the driver can quickly provide information to judge the road condition， route hints and inquiry functions. The driver can quickly and effectively make judgments on the state of the vehicle and the occurrence of faults. Real-world vehicle navigation based on AR technology can provide drivers with three-dimensional real-world information in an all-round way， so as to ensure the safe driving of vehicles.
　　Key words：AR technology; automobile scene; scene navigation
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