как это работает и нужно ли на самом деле — журнал За рулем
Системы Head-up Display (HUD) заимствованы у военной авиации, где разрабатывались для оптимизации наведения прицела. Пилоты штурмовиков давным-давно получили возможность считывать важные данные не с приборов, а с прозрачного экрана, чтобы не отвлекаться. Дословно head-up display – дисплей для поднятой головы, но у нас устоялось название «проекционный дисплей».
Первые HUD выводили скромный объем информации; одним из ограничивающих факторов были небольшие допустимые размеры экрана.На серийный автомобиль система HUD впервые пришла в 1988 году стараниями концерна General Motors – ее, в монохромном исполнении, получил седан Oldsmobile Cutlass Supreme. Затем появились цветные версии, но поначалу только в премиальном сегменте. В наши дни HUD начинают ставить и в более простые машины.
Современные HUD способны заполнить изображениями половину ветрового стекла, в том числе «дорисовать» реальный мир.Как это работает
Электронный блок-проектор получает данные из диагностического блока OBD (on-board diagnostics) автомобиля, обрабатывает их и отправляет картинку на светоотражающее покрытие.
Изображение выводится на ветровое стекло или выдвижной прозрачный экран – серийно реализованы обе схемы.
Все данные, которыми располагает OBD, могут быть вынесены на экран: скорость, обороты двигателя, температура охлаждающей жидкости, количество топлива, сведения о неисправностях… Вплоть до показаний любого датчика. С появлением бортовых навигаторов стало возможно «выложить» на стекло маршрут и подсказки о дорожных знаках.
Спустя некоторое время после начала массовой установки системы HUD на серийные автомобили стали появляться эрзацы – гаджеты, стыкуемые с автомобильной электроникой и выполняющие те же функции. Сегодня же можно получить совсем бюджетный вариант HUD, просто скачав мобильное приложение и установив смартфон над панелью приборов. Правда, «телефонные» изображения страдают бликами и скверным качеством, а спектр отображаемой информации ограничен.
Некоторой проблемой остается невнятная работа HUD при разных условиях освещения, особенно на ярком солнце.
Дополняем реальность
Дальнейшее развитие HUD связано с применением дополненной реальности (augmented reality, AR). К делу подключается штатная электроника автомобиля, умеющая анализировать окружающую обстановку и распознавать ее элементы – разметку, пешеходов, дорожные знаки, транспортные средства, направление движения объектов, их скорости и ускорения. А если заглянуть еще чуть дальше в будущее, с HUD смогут контактировать сервисы общения между автомобилями (Car-to-Car) и с инфраструктурой (Car-to-X).
Для систем нового поколения устоялось общее обозначение AR-HUD. К разработкам приступили в начале века, и вскоре многие компании доложили о готовности устройств к внедрению. Объединяет их возможность добавлять к данным, поступающим от OBD, оперативные сведения о дорожной обстановке.
Поначалу в конструкции таких HUD обычно применялась система зеркал, которые совмещали созданную проектором картинку с реальным миром. Попутно это позволяло достичь большего углового размера изображения и варьировать виртуальное расстояние от глаз водителя до формируемой картинки. Например, «рисовать» стрелки навигации прямо на дороге.
Практическое применение сдерживалось тем, что комплекс устройств занимает большой объем. Одна из разработок компании Continental, в частности, тянула на 13 литров, схожий объем – у стандартного ведра. Попробуйте разместить его под панелью приборов. Естественно, это не вызывало прилива энтузиазма у производителей автомобилей, которые экономят каждый грамм и сантиметр. И разработчики стали ломать голову над более совершенными и компактными конструкциями.
Решение нашли довольно быстро, – фактически зеркальный вариант устарел, едва встав на конвейер. Сегодня более актуальна голография с использованием оптических волноводов, где источник света – светодиоды или лазеры.
Тоже недешево, зато очень компактно и перспективы открываются фантастические. Проектор нового поколения, имеющий те же размеры, что и предшественник, может растянуть картинку почти на всё ветровое стекло. В теории HUD такого уровня, взаимодействуя с интернетом, относительно реалистично покажет водителю не только сведения в привязке к маршруту, например ближайшее кафе, но и наличие там свободных столиков и, если потребуется, меню для заказа. И это прекрасно согласуется с тенденцией к наделению автомобиля функциями ближайшего друга и помощника водителя.
О чувстве меры
Группа канадских ученых провела в 2015 году серию экспериментов и доказала, что при переизбытке визуальной информации человек в 7–10 процентах случаев пропускает наиболее важную информацию или воспринимает ее искаженно. И предостерегли общественность относительно необдуманного использования AR-HUD. По мнению ученых, увеличение объема информации, получаемой водителем, размывает его внимание и концентрацию. Производители систем, в свою очередь, позиционируют их как устройства, повышающие безопасность.
А истина лежит где-то посередине. Полезность HUD зависит от чувства меры – и создателей, и водителя, у которого есть возможность добавлять или убирать выводимые данные, оставляя только те, что действительно нужны.
А как в самолетах?
Авиация без HUD сегодня немыслима. Система позволяет компактно представить кучу информации, которая раскидана по дюжине обычных дисплеев (HDD – head-down display), и актуализировать подборку данных в зависимости от текущего этапа полета.
Типичные HUD самолетов отображают скорость, высоту, линию горизонта, углы разворота и кренов, курс, индикатор скольжения и так далее. Устройство очень полезно в условиях плохой видимости и незаменимо при посадке.
На фото: HUD Боинга‑737-800.
- Подробнее о дополненной и виртуальной реальности в автомобилях читайте (и смотрите видео) в этой публикации.
Проекция на стекло автомобиля | Принцип работы, виды проекции и особенности
- Главная →
- Статьи
Проекция на лобовое стекло – функция отображения основных данных, необходимых водителю во время движения, на лобовом стекле автомобиля. Не нужно отвлекаться, чтобы ознакомиться с данными на приборной панели, что повышает безопасность дорожного движения. Технология HUD серийно была реализована еще в 1988 г. (монохромное отображение данных), а в 2001 появилась цветная проекция скорости на стекло машины.
Особенности и виды проекции
Конструктивно система HUD состоит из дух элементов – проектора и пленки, на которую проецируется информация.
При этом данные проектор может получать от двух источников:
- со спутника;
- c бортового компьютера автомобиля.
Проекция на стекло автомобиля устанавливается не только на серийные модели. Любая машина может быть оборудована системой HUD – достаточно приобрести и установить на лобовом стекле специальную пленку, а на приборной панели – проектор.
Некоторые системы HUD (ПЛС – проекция на лобовое стекло) оснащаются звуковыми и световыми датчиками, сигнализирующими при превышении скорости, падении оборотов двигателя и т.д. Водителю не потребуется отвлекаться на уточнения текущей скорости движения автомобиля.
Принцип работы
Система Head-Up Display состоит из считывающего устройства, которое снимает показания с бортовых приборов автомобиля или данных со спутника, преобразующего устройства (преобразование данных с приборов в визуальный сигнал), проецирующего устройства (проекция визуального сигнала на лобовое стекло) и пленки на автостекле, которая позволяет получить четкое изображение при любой погоде.
В качестве проецирующего устройства, теоретически, может выступать и карманный проектор, но автомобильные системы HUD имеют более компактные размеры и легко устанавливаются над приборной панелью.
Выводимая информация
Все системы HUD выводят данные о текущей скорости автомобиля. Они могут подключаться к спидометру и дублировать показание штатного прибора, а могут отображать данные, полученные через собственную навигационную систему. Помимо скорости также на лобовое стекло машины может выводиться информация о текущих оборотах двигателя (показания тахометра). Дополнительно может отображаться информация о передаче, на которой движется автомобиль, температурах различных систем машины.
В отдельных моделях HUD предусмотрена возможность подключения парктроника. При парковке на лобовом стекле будет выводиться информация об обнаруженных препятствиях.
Отдельно можно отметить более дорогие проекционные системы, которые способны отображать навигационную информацию. При их установке водителю больше не нужно будет отвлекаться на показания с дисплея навигатора, поскольку все данные будут дублироваться на лобовом стекле.
Помните, что в отличие от самолетов, где отображение информации на стекле является необходимым условием безопасного управления, на автомобиле HUD больше сделана для комфортного вождения.
Другие статьи
Окно под VIN код | |
Атермальные стекла автомобиля | |
Солнцезащитная полоса автомобиля |
Хотели бы проекцию на лобовое стекло для своего автомобиля?
Уточнить наличие, получить консультацию и подобрать стекло с необходимыми опциями вы можете, позвонив по телефону +7 (495) 545-46-14 или отправив заявку через форму ниже.
Задать вопрос
Имя
Телефон
Вопрос менеджеру
Технология проецирования на лобовое стекло: что за суета?
Ремонт ветрового стекла
Автопроизводители уже давно экспериментируют с HUD в автомобилях.
В прошлом эта функция была ограничена только военными и роскошными автомобилями, но за последние пару лет все изменилось. В настоящее время вы можете найти эту технологию в автомобилях эконом-класса, где она используется для имитации функций приборной панели, таких как спидометр и уровень топлива. Кроме того, некоторые автомобили также позволяют водителям синхронизировать свои телефоны с приборной панелью. Отвлекающее вождение и HUD Производители автомобилей понимают, что водителям может быть сложно отслеживать избыточную информацию. Это отвлекает их внимание от дороги и может привести к аварии. Статистика тоже говорит о том же. 25% дорожно-транспортных происшествий со смертельным исходом происходят из-за отвлеченного вождения. Системы HUD были разработаны для решения этой проблемы, но эти дисплеи были очень маленькими по размеру и не всегда были видны. Водителю приходилось отрывать глаза от дороги, чтобы посмотреть на дисплей, а это было довольно рискованно.
Они известны как лазерные TransPlay. Как и проекторы DLP, лазерный TransPlay также состоял из вертикально уложенных флуоресцентных пленок и покрывал весь экран. Проектор устанавливается либо на крыше автомобиля, либо под приборной панелью. Цель состоит в том, чтобы уменьшить пространство, которое он занимает. Самое приятное то, что ему даже не нужен отдельный источник питания. Работает от источника питания 12 В от автомобильного аккумулятора. Преимущества этой системы Технология проецирования на лобовое стекло превращает весь экран в дисплей, на котором отображается такая информация, как предупреждающие знаки. Его можно преобразовать в глобальную систему позиционирования. Дисплей яркий и красочный, информация хорошо видна даже днем. Столкнулись с проблемой лобового стекла автомобиля? Свяжись с нами. Мы предлагаем услуги по замене лобового стекла в Сан-Антонио. Кроме того, мы также предлагаем услуги по ремонту автомобильных стекол.
Превращение лобового стекла в дисплей | Особенности | Февраль 2007 г.
Проекционная система с технологией флуоресцентного преобразования позволяет сделать автомобильный дисплей практически безграничным по размеру и углу наклона.Тед Сан и Цзяньцян Лю, SuperImaging
Серьезной проблемой все более сложных автомобилей является растущий объем информации, предоставляемой водителям. Увеличение количества информации на дисплеях приборной панели отвлекает внимание от дороги, что может привести к авариям. Head-up отображает дополнительную информацию на приборной панели, но имеет ограничения по размеру и углу обзора.
Проекционная система с полным лобовым стеклом, использующая технологию флуоресцентного преобразования, может решить эту проблему. Компания SuperImaging Inc. из Фремонта, Калифорния, недавно разработала систему, в которой все ветровое стекло (или любая подложка) покрыто специальным полностью прозрачным флуоресцентным покрытием.
Рис. 1. На этой схеме показана технология прозрачного дисплея SuperImaging.
Цветное изображение также можно отображать на прозрачном экране с помощью специального DLP-проектора. В отличие от других технологий эмиссионных дисплеев, таких как электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) или плазма, в прозрачном дисплее используется однородный бесструктурный флуоресцентный экран, что устраняет необходимость выравнивания проектора по экрану. Вертикально расположенные три слоя прозрачных флуоресцентных пленок, соответствующие излучению основных цветов красного, зеленого и синего (RGB), могут обрабатываться отдельно возбуждающим светом нескольких дискретных диапазонов волн.
Рис. 2. Дисплей на лобовом стекле может отображать предупреждающие знаки и сигналы, карты улиц и другую информацию в цветах, которые видны даже при солнечном свете.
Лазерный проектор
Хотя проектор DLP предпочтительнее для представления видеоизображений, компания также разработала прозрачный дисплей с лазерным проектором под названием Laser TransPlay. Недавно была сконструирована двухцветная система отображения на лобовом стекле на основе специально разработанного лазерного проектора размером с ладонь (рис. 3).
Рис. 3. В технологии отображения используется проектор размером с ладонь, который получает изображение через источник света УФ-А и проецирует его на ветровое стекло, покрытое прозрачной пленкой.
Подобно DLP TransPlay, лазерная система состоит из двух вертикально расположенных прозрачных флуоресцентных пленок, которые покрывают все лобовое стекло.
Лазерный проектор, закрепленный на потолке или под приборной панелью автомобиля, занимает минимум места. Он также не требует собственного источника питания, так как работает от 12-вольтовой сети автомобиля.Вся система дисплея на лобовом стекле может отображать динамическую информацию, такую как мигающие предупреждающие знаки, карту глобальной системы позиционирования с названиями улиц и потенциальные опасности, такие как корова, олень или человек, переходящие дорогу, с разметкой полосы движения, отображаемой в режиме реального времени. Дисплей очень яркий, и информация хорошо видна в дневное время. Проектор в цифровой форме корректирует кривизну или искажение лобового стекла, а многоцветное изображение можно просматривать из любого места внутри автомобиля.
Как и в случае любой технологии, внедренной в автомобилестроение, в дополнение к адекватному изучению взаимодействия человека и машины, требуется всестороннее тестирование безопасности и срока службы продукта. Предварительные испытания этой системы показали удовлетворительную надежность при длительной работе в суровых условиях.