Автомобильная навигация при помощи HUD — «дисплей для просмотра без поворота головы», казалось бы давно уже эта идея просится в большие массы так же как регистратор и навигатор, но как то особо не видно широкого распространения этого способа подачи информации водителю. Вот смотрите …
При пользовании автомобильными приборами и дисплеями всегда существует следующая проблема: с одной стороны, водитель должен как можно реже отводить взгляд от дороги в целях безопасности, с другой - если на приборы вообще не смотреть, можно пропустить предупреждающую информацию, например, о низком давлении масла и т. п. Имеются способы решения этой проблемы, такие как подача звуковых сигналов, размещение приборов всегда в поле зрения, но наиболее совершенным методом на сегодня считается отображение информации на лобовом стекле (head up display или HUD).
Первоначально эта технология была использована в авиации, когда конструкторы столкнулись с необходимостью размещения до 100 предупреждающих индикаторов в кабине истребителя.
Вот например компания Garmin выпустила гаджет, который проецирует на лобовое стекло команды для движения автомобиля, получая данные из программы-навигатора в смартфоне, сообщается в официальном блоге компании. Технология HUD, реализованная в новом портативном проекторе Garmin
Портативный проектор Garmin крепится на передней панели автомобиля и проецирует изображение на прозрачную пленку, приклеенную к лобовому стеклу. Можно также применять отражающие линзы, закрепленные на лобовом стекле. Информация для вывода получается из смартфона, подключенного по Bluetooth, где запущена навигационная программа Garmin StreetPilot или NAVIGON.
Гаджет HUD совместим со смартфонами iPhone, Android и Windows Phone 8. Объявленная цена - 129,99 доллара.
Поскольку навигационная информация выводится непосредственно в поле зрения водителя, гаджет Garmin получил наименование «Head-up Display» (HUD) - «дисплей для просмотра без поворота головы». «До сих пор такие системы устанавливались только в некоторых марках автомобилей представительского класса. Garmin выводит технологию на потребительский рынок» - сообщает Дан Бартел (Dan Bartel), вице-президент Garmin по продажам.
На экран выводится информация о допустимых направлениях движения, расстояние до очередного поворота к цели, текущая скорость и ее ограничение, время ожидаемого прибытия.
Выдаются также подсказки о ширине дороги после поворота, предупреждения о превышении лимита скорости. Гаджет HUD умеет также сообщать о возможных задержках в движении из-за пробок на дорогах, а также о приближении к месту установки камер слежения.
Яркость выводимого изображения автоматически регулируется с учетом освещенности. Это позволяет получить хорошо видимую картинку при ярком солнечном освещении и ночью. Сопровождающие голосовые комментарии воспроизводятся через динамики смартфона или бортовую акустическую стереосистему. Гаджет не прерывает работы при поступлении телефонных звонков на смартфон, которые обрабатываются в режиме hands-free.
А вот еще в 2012 году немецкая компания MicroVision, разработчик лазерных проекторов, подписала контракт с японской корпорацией, который позволил использовать технологию «хэд-ап» (Head-up display, HUD), представляемую продуктом PicoP немецкого производителя, на автомобильном рынке. Теперь в Pioneer заявляют, что компания стала первым в истории производителем навигационных устройств с использованием этой технологии. В Японии футуристический «лобовой навигатор» появился уже в 2012 году. Цена на него составила не менее 500 долларов.
Масанори Куросаки, руководитель подразделения автомобильной электроники Pioneer, в пресс-сообщении подчеркнул важность сделки между японской корпорацией и немецкой фирмой: «Мы с удовлетворением отмечаем, что нам удалось формально закрепить сотрудничество с MicroVision с целью производства, дистрибуции и реализации технологии PicoP на основе зеленого лазера».
Экран нового навигатора представляет собой прозрачный пластиковый лист, который помещается на лобовое стекло напротив водителя и отображает информацию с GPS-устройства. Теперь можно следить за спутниковой картой, не отвлекаясь от вождения. В целях безопасности система сделана максимально простой в обращении. На прозрачный монитор попадает лишь самая необходимая информация. Для ее проекции в устройстве используется высококонтрастный зеленый лазер. Инженеры обещают, что изображение, получаемое с его помощью, можно будет видеть и днем, и ночью.
В настоящее время разрабатываются методы, позволяющие определять, куда именно направлен взгляд водителя в каждый момент времени, и проецировать необходимую информацию с помощью HUD именно в эту точку на ветровом стекле. Метод предполагает использование портативной видеокамеры и лазера. Луч лазера отражается от роговой оболочки глаза водителя, что позволяет точно определить, куда именно смотрит водитель. Вероятно, детектор движения взгляда водителя будет использован для определения самочувствия водителя, не дремлет ли он. При обнаружении отклонений будет подан сигнал тревоги, звуковой или световой.
Перспективные средства отображения информации. При продолжающейся компьютеризации всех автомобильных систем все больше функций становятся доступными. Уже сегодня имеется возможность регулировать поток информации водителю, т. е. па один и тот же дисплей выводить различные данные, необходимые водителю именно в это время. Какая именно информация в данной ситуации нужна водителю, определяет программное обеспечение компьютера, но водитель может вызывать нужные ему блоки данных на дисплей и самостоятельно. Например, если температура охлаждающей жидкости находится в норме, нет необходимости выводить показания на дисплей, если только водитель сам не захочет этого сделать. Если на дисплей выведено расстояние, которое может пройти автомобиль с имеющимся запасом топлива, незачем показывать количество топлива в баке и т.д.
Компьютер может при необходимости прервать нормальный процесс вывода информации и сгенерировать на дисплей предупреждающее сообщение типа: «топлива осталось только на 50 км пробега» или «упало давление в левой задней шине». Применение программ синтезаторов речи позволяет делать такие сообщения голосом, причем водитель при конфигурации системы может установить желаемые параметры голоса: мужской или женский, высокий или низкий и т. д. Для привлечения внимания водителя используются и более простые звуковые сигналы.
Вот такой еще вариант
Голографическое изображение является трехмерным представлением реального объекта, при этом используются лазерные излучатели - проекторы и подходящий экран. В настоящее время проводятся исследования и разработка аппаратуры с целью повысить безопасность езды в темное время суток. Один из вариантов таков: информация снимается с инфракрасных видеокамер, обрабатывается, голографическое изображение проецируется на лобовое стекло перед водителем. За счет использования этого своеобразного прибора ночного видения управление автомобилем в темное время суток упрощается.
Но, как оказалось, электроника в автомобиле не только помогает, но и мешает. Исследования, проведенные в группе водителей возрастной категории старше 60 лег, показали, что пользование электронной картой сильно отвлекает водителя от дороги. Реакция пожилого водителя, который во время движения вынужден отвлекаться на телематику, снижается на 30…100 процентов по сравнению с его 18-30-летними коллегами.
На данный момент распространение такой системы отображения минимально, но уже к 2020 году процент автомобилей, оснащённых HUD может вырасти до 9 процентов. На данный момент сдерживает развитие такой системы, как и большинство инновационных решений, лишь дороговизна исполнения. Хотя мне кажется уже вплотную по цене подошло к стоимости популярных видеорегистраторов и навигаторов.
Кто то может уже пользуется такого типа устройствами? Поделитесь впечатлением …
А мы будем ждать, когда технологии рванут дальше и мы будем наблюдать всю эту информацию прямо на лобовом стекле без дополнительных приспособлений в интерактивном режиме
Ниже мы приводим пример уже работающей навигации с помощью проектора HUD.
Pioneer SPX-HUD01 Проекционный дисплей NavGate HUD
Проектор Pioneer NavGate SPX-HUD01 – это совершенно новый взгляд на современную автонавигацию, революционной шаг в разработке навигационных устройство для автомобилей. После появления на рынке современной электроники проекторов подобного типа (перед компанией Pioneer аналогичное устройство выпустила также компания Garmin ) автомобильная навигация вышла на новую ступень развития, станов намного более удобной и функциональной. Предполагается, что заказать и купить в свой автомобиль такой гаджет захотят автолюбители, привыкшие использовать максимум возможностей современной техники и отдающие предпочтение самым передовым и инновационным устройствам.
Проектор NavGate SPX-HUD01 – это инновационное электронное устройство от японской компании Pioneer , используемое для автомобильной навигации при помощи смартфона . Аббревиатура HUD в названии данного электронного гаджета расшифровывается как «head-up display «.
Данное устройство оснащено уникальным DLP-проектором, который крепится к расположенному над водительским сидением солнцезащитному козырьку. Этот проектор проецирует актуальную информацию о движении авто, а также о его маршруте на виртуальный 30-дюймовый экран, находящийся перед лобовым стеклом автомобиля, в трех метрах от него, немного выше линии горизонта. Использование данного электронного устройства позволяет водителю контролировать местонахождение своего автомобиля, а также следить за маршрутом, не отвлекаясь от дороги. Такое решение делает автомобильную навигацию более удобной и безопасной и позволяет водителю постоянно контролировать ситуацию на дороге, узнавать об имеющихся поблизости достопримечательностях, прокладывать маршрут и использовать все остальные возможности современной автомобильной навигации. Кроме этого, на виртуальный дисплей выдаются данные текущего времени, предупреждения о светофорах, информация о текущей скорости автомобиля, ее ограничениях на данном участке трассы, расстоянии до конечного пункта, а также ориентировочное время прибытия.
Использование в данном устройстве проектора DLP
, создающего высококонтрастное изображение с насыщенными, глубокими цветами на виртуальном тридцатидюймовой дисплее, избавляет водителя от необходимости дополнительно фокусировать свой взгляд. Благодаря этому, глаза водителя меньше устают во время движения, а сам он избавляется от необходимости рассредоточивать свое внимание между наблюдением за дорогой и контролем дорожной ситуации на дисплее автонавигатора. Вся актуальная информация выводится на дисплей проектора Pioneer
NavGate
HUD
в четком, лаконичном виде, она тщательно отбирается и делается максимально полезной с точки зрения своей функциональности, чтобы не отвлекать водителя от процесса вождения. Четкие и простые инструкции, получаемые водителем от навигатора, делают автомобильные развязки более понятными и упрощают процесс ориентирования на дорогах.
Технология подвесных дисплеев первоначально была разработана для использования в авиационной отрасли. После усовершенствования и модернизации, технология эта была адаптирована для применения ее на современном автомобильном транспорте. Данная технология весьма перспективна, поскольку ее использование позволяет отображать в высоком разрешении полезную для водителя информацию, непосредственно, в поле его зрения, что дает ему возможность контролировать маршрут, не отрывая от дороги своего взгляда.
Устройством удобно пользоваться в любое время суток: благодаря применению в нем специальных датчиков освещения, яркость проецируемого изображения автоматически регулируется соответственно времени суток, а также погодным условиям.
Проекционный дисплей NavGate
HUD
функционирует во взаимодействии со смартфоном
, на который должно быть предварительно установлено совместимое с ним мобильное приложение CoPilot
. Это приложение характеризуется широким набором функций: поддержкой голосового управления, наличием подробной навигации с указанием поворотов, возможностью детального планирования маршрута, а также сохранения в памяти подробных автомобильных карт города для использования их в оффлайн
режиме и пр.
NavGate HUD используется в связке с мобильным телефоном iPhone четвертого-пятого поколения, а также со смартфонами , функционирующими на операционной системе Android . Данное электронное устройство совместимо с программой для iPhone iGO Primo – функциональным навигационным приложением с поддержкой голосовой 3D навигации, включающей в себя поиск на местности, указание поворотов, реалистичное отображение автодорожных развязок, составление зеленых маршрутов и прочие удобные функции. Также оно может работать с мобильным приложением CoPilot , которое пользователю необходимо приобрести и установить на свой смартфон , активировав после покупки функции HUD . Данное приложение через динамик смартфона либо установленную в салоне автомагнитолу с поддержкой Bluetooth воспроизводит голосовые подсказки, в какую сторону следует поворачивать на перекрестках. Если через автомобильные громкоговорители либо мобильное устройство воспроизводится музыка, перед озвучиванием голосовых подсказок она будет автоматически приглушена. Кроме этого, функционирование проекционного дисплея и смартфона в связке построено таким образом, что работа навигатора не прекращается даже во время осуществления пользователем телефонных звонков: проектор Пионер NavGate SPX-HUD01 продолжает давать четкие указания относительно маршрута движения во время разговора по телефону.
Данный проектор заключен в стильный корпус эргономичной формы, гармонично вписывающийся в дизайн салона любого современного автомобиля. Перед корпусом располагается изготовленный из высококачественного поликарбоната оптический экран, полупрозрачное стекло, используемое для создания перед лобовым стеклом автомобиля виртуального тридцатидюймового дисплея. На корпусе расположен разъем питания, предназначенный для подзарядки устройства, а также USB порт, используемый для подключения к проектору смартфона . Также на корпусе проектора имеется слот для Micro SD карты, используемой для записи обновлений программного обеспечения устройства.ъ
Мир автоэлектроники развивается стремительными темпами. Каждый год появляются новые устройства, призванные повысить мощность двигателя, оптимизировать работу подвески, улучшить топливную экономичность или находящихся в салоне людей.
Некоторые электронные новинки очень быстро доказывают уместность своего присутствия в автомобиле, после чего в короткие сроки становятся стандартным атрибутом комплектации сходящих с конвейеров моделей. К таким устройствам относятся , беспроводная связь, системы круиз-контроля, и пр. Вместе с тем существуют целый класс других электронных приспособлений, которые долгие годы после изобретения продолжают считаться перспективными. Они подвергаются бесконечным совершенствованиям, отстаивают свое "место под солнцем" с помощью мнений авторитетных специалистов, даже устанавливаются на конвейерах отдельных брендов, но так и не могут похвастаться настоящей народной «любовью». В среде автомобилистов подобные устройства принято называть «автоэкзотикой». Ярким представителем группы являются системы проецирования информации на лобовом стекле.
История разработки
Первые системы проецирования данных на лобовом стекле появились в военной авиации. Практически одновременно технологию отображения информации на остеклении кабины применили советские и американские авиаконструкторы в 70-х годах прошлого столетия. В СССР система получила название ИЛС (индикация на лобовом стекле), в США - HUD (Head-Up-Display - дисплей для поднятой головы).
(кликните для увеличения картинки)
Разработка преследовала цель максимальной концентрации внимания летчика на воздушной обстановке путем устранения необходимости отвлечения взгляда на показания приборов. Инженеры General Motors "подсмотрели" идею и перенесли ее на автомобильную ниву, результатом чего в 1988 году стало появление первого проектора HUD на Oldsmobile Cutlass Supreme. Только через 14 лет аналогичное устройство появилось на другом автомобиле GM - престижном Chevrolet Corvette. В Европе пионером применения проекционных систем стала компания BMW. Работы по расширению функционала HUD сегодня проводят инженеры Volvo и Audi. Самую высокую активность в разработке нового направления проявили японцы: с 1989 года компания Nissan начала комплектовать проекционными системами отдельные модели на конвейере. Со временем и другие японские производители признали необходимость оснащения автомобилей системой HUD, поэтому сегодня почти все машины, выпускаемые ими для внутреннего рынка, имеют такую опцию.
Принцип действия и выводимая информация
Исполнительное устройство (или проектор) формирует на своем экране информационную картинку и передает ее на прозрачную пленку, расположенную на лобовом стекле. Служебную информацию проектор может получать от бортового компьютера, навигатора, формировать самостоятельно по данным GPS и пр. Большинство моделей обладают способностью воспроизводить речевую информацию или выдавать звуковые предупреждения.
(кликните, что бы увеличить)
В отличии от авиационных систем, где в поле зрения летчику может выводиться большой объем информации, автомобильные проекторы на сегодня обладают достаточно скудным набором отображаемых параметров. К их числу относятся:
- скорость автомобиля;
- обороты двигателя;
- температура охлаждающей жидкости;
- номер выбранной передачи трансмиссии;
- напряжение бортовой сети и уровень зарядки аккумуляторной батареи;
- показания системы контроля парковки;
- пиктограммы контрольных ламп и данные навигатора.
Актуальность разработки. Перспективы и проблемы
Определенное новаторство и рациональное зерно в попытках производителей приучить автомобилистов к простому восприятию бортовой информации с лобового стекла есть. Основная идея аналогична той, что решалась и в авиации: внимание водителя не должно отвлекаться от дорожной обстановки, и это реально повышает безопасность всех участников дорожного движения. Разработчики систем стараются повысить функционал и возможности ИЛС, обещают, что скоро изображение будет перемещаться по лобовому стеклу, следуя за направлением взгляда водителя. Для этого планируют применять портативные камеры и лазеры. А поголовная компьютеризация бортового оборудования позволяет строить достаточно сложные алгоритмы вывода большого объема информации с учетом потребностей конкретного водителя.Но у системы проецирования есть и серьезные минусы, которые не дают ей пока приобрести статус стандартного оборудования для каждой серийной модели.К таким недостаткам относятся высокая стоимость оригинального устройства, ограниченность выводимых параметров и зависимость качества изображения от состояния лобового стекла. Проведенные в некоторых странах исследования показали также значительное снижение внимательности у водителей старших возрастных групп при появлении на лобовом стекле информации от проектора. То есть существует большая группа водителей, которые в силу возрастного консерватизма не могут и не хотят привыкать к появлению на лобовом стекле каких-либо изображений. Если же Вы по каким то причинам не хотите или в силу обстоятельств не можете самостоятельно перегнать свой автомобиль, обратитесь в
В любой современной машине перед водителем светится целая куча разнообразных приборов. Как минимум это спидометр и датчик уровня топлива. Но в большинстве случаев набор куда полнее: часы, информационный дисплей, тахометр, датчик температуры и прочие индикаторы. А можно найти машины с целым «иконостасом» из десятка аналоговых приборов. Но так было не всегда...
Самый важный прибор
Автомобили начала XX века по конструкции были очень далеки от нынешних, у многих не было привычных нам систем освещения, датчиков, салона и даже лобового стекла. А такие элементы, как трансмиссия и системы охлаждения, зажигания и тормозов выглядели странно и непривычно. Попади современный водитель за руль такой машины, он вряд ли смог бы даже тронуться с места: мастерство шофера было весьма сложным и требовало хорошего знания конкретной конструкции вплоть до 60-х годов прошлого века. А помочь ему в этом должны были точный слух да верный глаз.
Вплоть до начала 1920-х годов приборов в автомобилях, считайте, не было — даже привычный нам спидометр отсутствовал как опция: не существовало тех скоростей, которые можно было бы измерять, да и к лошадям без этой «опции» все привыкли. Указателем уровня топлива являлось, как правило, обычное мерное стекло — банальная трубка, работающая по закону сообщающихся сосудов. Уровень охлаждающей жидкости особенно не проверяли: даже если охлаждение было водяное, воду все равно заливали прямо перед поездкой из мерной посуды. Обязательный датчик уровня воды был только у локомобилей, да вольтметры и амперметры — у электромобилей.
Одним из первых приборов, который начал появляться в автомобилях, стал именно амперметр. После массового появления батарейного зажигания, электростартеров и электрического освещения остро встал вопрос о контроле заряда аккумулятора, и амперметр надолго занял свое место на приборной панели. Уровень топлива все еще измерялся палочкой прямо в баке, а вот скорость перестали прикидывать на глазок — в машинах начали появляться спидометры, да и скорости к 30-м годам сильно подросли.
Вышедшая в 1923 году Ford Model T довольствовалась только амперметром и трубкой-указателем уровня топлива. С другой стороны, очень дорогие машины предлагали куда более серьезный инструментарий. Компрессорный Mercedes 6/25/40 hp 1921 года имел уже четыре прибора, в том числе спидометр, манометр давления масла и наддува, а гоночный 240-сильный Bentley c наддувом Blower 1930 года — все девять, включая контроль температуры мотора и масла, а также два индикатора качества и наличия бензина.
Кстати, приборная панель этих машин уже имела освещение для комфортного движения ночью, а показания почти всех приборов были важны. Подсветку организовали в виде «грибков» с лампами внутри, которые освещали зону расположения приборов в салоне. Чем дороже и сложнее была машина, тем больше информации давала приборная панель, да и дизайнерская мысль не стояла на месте. На шикарном Cord 812SC 1936 года мы видим восемь приборов, несомненно, являющихся одним из элементов оформления салона. Тут же можно заметить передовой вариант подсветки — она индивидуальная, с использованием кольцевого световода вокруг прибора. Такая подсветка станет массовой только в 50-е годы и задержится в авто надолго.
Натуральные материалы и натуральные шкалы
Бурный прогресс 30-х годов, массовое появление систем водяного охлаждения с принудительной циркуляцией, закрытых кузовов и перенос бензобака подальше от мотора, а также внедрение топливных насосов повлияли и на дизайн приборных панелей. Так, спидометр стал непременным атрибутом приборной панели наряду с амперметром. Датчик температуры и датчик уровня топлива появляются в машинах все чаще, но по большей части это все еще не стрелочные индикаторы.
На Ford V8 указатель уровня топлива — это просто трубочка, показывающая давление в баке: по аналогии с обычным манометром тут используется более тяжелая жидкость, нежели бензин, для уменьшения амплитуды. На ряде вариантов устанавливается датчик температуры, основанный на том же принципе, только замеряет он плотность (и температуру) охлаждающей жидкости.
Фоновая подсветка шкал гидроуказателей вполне естественное решение. Подсвечивались и стрелочные индикаторы — обратите внимание на интересную реализацию шкалы: она утоплена внутрь относительно ее верхней части. Ночью внутри прибора работала лампа и шкала светилась.
Датчики Ford A deluxe- Ford V8
Сравнительно небольшие объемы выпуска и низкий уровень автоматизации производства позволяли вносить коррективы в приборные панели по мере появления более продвинутых приборов и изменения моды. К тому же поставщиков приборных панелей и самих приборов на конвейер могло быть несколько, в разных комплектациях использовались различные варианты.
К 1938-1939 годам приборные панели на машинах почти лишились гидравлических указателей температуры и уровня топлива, но такие приборы, как манометры, остались. В легковых машинах часто применяется указатель давления масла, а для грузовиков с пневматическими тормозами — еще и указатель давления в магистрали.
Послевоенные тенденции. Лампы контроля и химия в жизнь
Приборные панели послевоенных авто отличаются в первую очередь дизайном. Тут и ленточные спидометры, и попытки эмуляции цифровых индикаторов. Играть в «дизайн» стало модным, вспомните хотя бы нашу «Волгу» ГАЗ-21 и ее спидометр с «естественной» подсветкой. Для мощных машин стандартом де-факто становится тахометр, а часы оказались просто удобным аксессуаром, который старались разместить в автомобиле. До появления цифровых индикаторов это один из важных элементов оформления интерьера.
Одна из примет времени — внедрение ламп-индикаторов и формирование «стандартного» набора приборов и контрольных ламп в едином блоке. Теперь в числе прочего приборная панель старается информировать водителя о включенных световых приборах, отклонениях в параметрах работы двигателя и трансмиссии от нормы. Повышение надежности силовых агрегатов, упрощение системы смазки, систем питания и охлаждения находят отражение в тенденции к минималистичности.
Количество стрелочных индикаторов стараются ограничивать. Уже к концу 50-х годов на легковых автомобилях приборная панель становится компактной и перемещается ближе к водителю. На довоенных машинах это было редкое и не очень популярное решение, но с уменьшением числа приборов и переходом на чисто электрическое подключение оно находит все больше поклонников. Теперь «приборная панель» — это именно отдельная установочная деталь, а не часть передней панели, которая, в свою очередь, старается быть не только стильной, но и травмобезопасной.
Достижения химической промышленности в виде полупрозрачных материалов сказываются и на внешнем виде приборной панели. Форма диктуется соображениями дизайна, а вариантов исполнения формы и подсветки становится больше. Сами индикаторы пока исключительно аналоговые — катушка и стрелка, индукционный спидометр или просто манометр.
Космос на земле и торжество лаконичности
В конце 70-х годов дизайнеры получили шанс на воплощение своих самых смелых фантазий в части реализации нового интерфейса пользователя автомобиля. Первенцем стал второй выпуск люксового Aston Martin Lagonda 1976 года, в приборной панели которого появились настоящие цифровые индикаторы, а в третьей серии 1986-1987 годов даже использовалась настоящая электронно-лучевая трубка, как у телевизоров тех лет.
Впрочем, компания Citroen сильно не отставала: на модель CX с 1974 по 1985 год можно было в качестве опции установить приборную панель Spaceship. Правда, тут цифровые индикаторы были уже не совсем настоящие, зато подход к эргономике — крайне интересный: на козырек приборной панели вынесли всевозможные переключатели. Начало 80-х позволило внедрить «лагондовские» технологии на куда более массовых машинах, например, цифровая приборная панель полагалась топовым версиям недорогого Renault 11, Opel Kadett E, или Opel Vectra 2000, Chevrolet Cavalier Z24, Pontiac TransAm, или Subaru XT Turbo, это уже не говоря о более дорогих моделях Cadillac или концепт-карах.
Впрочем, несмотря на то что надежность подобных приборных панелей уже не вызывала серьезных опасений, как это было в случае с Aston Martin, особенного распространения они не получили. Напротив, наиболее популярными стали максимально лаконичные приборные панели с минимумом указателей. Спидометр, указатели температуры, уровня топлива, часто тахометр — и все. Амперметр пропал с приборных панелей еще в 70-е, с появлением простых контрольных ламп заряда, а эконометры, датчики давления или температуры масла применялись уже очень ограниченно.
Стрелочные часы часто использовались как замена тахометра в недорогих комплектациях. Зато были предприняты серьезные усилия для улучшения читаемости приборов в ночное и дневное время. Изменился подход к эргономике рабочего места водителя. В принципе, это тоже «космические» технологии. Теперь не только расположение органов управления автомобилем учитывалось при проектировании, но и расположение и форма индикаторов.
Появились лучше читаемые шкалы приборов, фоновая подсветка шкал и стрелок, регулирование яркости подсветки в автоматическом и ручном режимах, и наконец, были внедрены оптитронные приборные панели, у которых контрастность изображения задавалась уже не внешним освещением, а только подсветкой.
Еще один качественный скачок — переход к цифровому управлению аналоговыми индикаторами. Уже в середине 90-х годов спидометры стали цифровыми, а все стрелки приводились в управление шаговыми моторами. Разумеется, контролируется работа такой приборной панели встроенным компьютером. Соединение панели со всеми остальными элементами машины — только электрическое. И стрелки перестали «плясать» на неровностях, показания уровня топлива стали точнее, а непременным атрибутом приборной панели явился дополнительный информационный дисплей.
Приборные панели этого поколения хорошо знакомы всем современным автомобилистам: большая часть машин оснащается подобными решениями до сих пор.
Будущее, которое уже было
Мода на «космос» не ушла совсем, поддавшись выверенной эргономике. Попытки внедрить очередной набор цифровых индикаторов не прекращался. Целый ряд машин с промежутке с 1982 года до начала 2000-х оснащался цифровыми панелями на основе VFD или LED-дисплеев. Дополнительные экраны MID и бортовых мультимедийных систем становились больше, лучше и интегрировались в бортовые системы автомобиля. Эволюция сделала то, что не смогла революция: постепенный рост качества и размеров информационных дисплеев приборной панели понемногу вытеснил аналоговые индикаторы.
Даже на самых дешевых машинах количество стрелочных приборов постепенно сокращается, сделать недорогой монохромный дисплей куда проще, чем качественный аналоговый индикатор. Начиная с начала 2000-х годов размеры и качество вспомогательных дисплеев приборной панели непрерывно росли, и на них возлагалось все больше функций. Из простых монохромных символьных они стали монохромными графическими, а потом цветными. Улучшалось их разрешение, а также они стали интегрироваться в мультимедийную среду автомобиля.
Отказ от аналоговых приборов оказался лишь вопросом времени: сначала Jaguar, а затем и остальные бренды перешли на полностью цифровые приборные панели, стрелки на которых целиком рисованные, а сама панель может работать монитором бортовой мультимедийной системы. Сейчас полностью цифровая приборная панель уже не признак премиальной машины с передовыми технологиями — топовые комплектации обычных массовых хэтчбеков и кроссоверов позволяют приобщиться к новинке простым людям.
Прямо перед глазами
Споры о том, где эргономичнее располагать приборы, ведутся до сих пор, и постоянно находятся смельчаки, которые пытаются изменить традиционный взгляд водителя на приборы. Традиционный — это через обод руля, прямо перед собой.
Расположение приборов по центру машины, повыше и подальше от водителя — один из немногих альтернативных вариантов, а вот в компании Peugeot уверены, что лучше смотреть на приборы поверх руля, когда приборная панель расположена просто очень высоко. Никто не сомневается, что лучше всего проецировать важные показания прямо на лобовое стекло перед водителем. Это позволит не отвлекаться от дороги, а заодно избежать изменения аккомодации глаз при считывании показаний приборов.
HUD — Head Up Display технология — пришла из авиации, где применяется уже добрых полвека, технология полупрозрачных экранов и зеркал появилась еще в 30-е годы, а в 40-е данные радара уже проецировались прямо на лобовое стекло самолета. В машинах HUD появился намного позже, в 1988 году его как опцию предложили для Oldsmobile Cutlass Supreme и Pontiac Grand Prix, а на Nissan 240SX 1989 года он был стандартным оснащением топовой версии. Сейчас технология доступна на множестве машин в качестве опции, а HUD-гаджет можно поставить вообще в любую машину с OBD2-портом.
Обычно список показаний ограничивается скоростью, аварийными индикаторами и подсказками навигационной системы. Но предпринимаются попытки интегрировать HUD-дисплеи в системы дополненной реальности, ведь они для этого подходят идеально. В сочетании с технологией распознавания дорожных знаков, людей и движущихся объектов это создает предпосылки для дальнейшего повышения безопасности дорожного движения и увеличения комфорта передвижения в сложных условиях видимости. А учитывая прогресс цифровых технологий и потенциальные возможности, в ближайшее время стоит ожидать появления технологии уже не на прототипах, а на серийных машинах. Тем более что первый опыт компании Pioneer Corporation в 2012 году доказал: AR-технологии уже могут работать, вопрос лишь в их полезности и степени интеграции с бортовыми системами автомобиля.
Панель приборов это хорошо, но когда дополнительно выводится информация на стекло еще лучше. Расскажем о назначении проекционного дисплея, его разновидности, характеристики, стоимость и видео.
Содержание статьи:
Все больше становится популярным проекционный дисплей, по-другому его еще называют HUD или Head-Up Display. Большим преимуществом такой технологии считается безопасность движения и комфорт управления.
Главным назначением является проекция на ветровое стекло автомобиля актуальной информации с панели приборов. Изображение рассчитано таким образом по высоте, чтоб не отвлекая внимание от дороги иметь понятие о состоянии автомобиля и скорости.
Немного предыстории
Впервые подобная технология начала использоваться в авиации, а вот в автомобильную промышленность проекционный дисплей попал только в 1988 году компанией General Motors. Через 10 лет компания GM впервые внедрила эту технологию с цветным дисплеем.
Начиная с 2003 года, проекционный дисплей появился в автомобилях компании BMW. Нынче, система проекции используется во многих автомобилях премиум класса. С каждым годом технология становится дешевле, а значит доступней на автомобилях других бюджетных классов.
Штатный проекционный дисплей
Название говорит само за себя, при покупке автомобиля он предлагается как опциональный. По конструкции система включает в себя проекционный дисплей, проектор и систему управлением проекцией.
Чтоб сформировать изображение производители используют проектор высокой контрастности и насыщенности цветов. Собрав совокупно параметры от разных измерителей автомобиля:
- датчиков двигателя;
- навигационная система;
- система ночного виденья;
- адаптивный круиз-контроль;
- распознавания знаков и другие.
Благодаря проекционному дисплею, водитель получает виртуальное изображение, что позволяет сконцентрировать внимание на дороге. Распознают два вида экрана. Зачастую самым распространенным можно считать специальную, прозрачную пленку, которая клеится на лобовое стекло. Она препятствует рассеиванию изображения при разных погодных условиях. На машинах марки Mini производитель применяет прозрачный экран вместо пленки.
В зависимости от производителя проекционного дисплея и систем, которые он использует, проектироваться может:
- дублирование разных датчиков панели приборов;
- сигнал об автомобиле в мертвой зоне;
- наличие пешеходов на обочине в темное время;
- скорость автомобиля;
- обороты двигателя с тахометра;
- показатели с навигационной системы;
- сигнал о разных дорожных знаках.
Плюсом такого дисплея считается универсальность и простота установки. Собой представляет портативный проектор, который можно установить в удобном месте для водителя и выводить картинку на ветровое стекло.
Самыми распространенными считаются приборы компании Garmin. Устанавливается непосредственно на торпеду. Вторым производителем считается Pioneer, по инструкции она крепится на солнцезащитный козырек. В этом случае видеосигнал поступает на проектор через смартфон по Bluetooth или USB кабелю.
Сразу стоит учесть, что функциональный набор мобильного проекционного дисплея в разы меньше, чем штатного. Чаще всего в мобильный прибор включает показатели системы навигации, скорость автомобиля, но для этого нужен смартфон и установленное на него специальное программное обеспечение.
Из популярных мобильных проекторов считается аппарат от Navdy. Дисплей можно подключить к смартфону через систему Wi-Fi или Bluetooth, так же можно подключить его к бортовому компьютеру, через разъем диагностики.
Благодаря бортовому компьютеру, на проекционный дисплей может выводиться информация с различных датчиков панели приборов. Встроенная инфракрасная камера позволит реализовать жесткое управление проекционным дисплеем с дополнительного пульта управления.
Самым простым из способов реализации проекционного дисплея можно сделать из обычного смартфона. В основе такого будет лежать специальная программа, с помощью которой выводится определенная информация на экран смартфона.
Сам же смартфон располагается на панели приборов, изображение с дисплея смартфона проектируется (отображается) на лобовое стекло, тем самым показывая водителю нужную информацию.
Программа искажает изображение в зеркальном виде так, чтоб на стекле была правильная, читабельная информация. Но все же заменить стационарный не один из выше наведенных дисплеев, не сможет.
Цена дисплея
Стоимость штатного дисплея будет зависеть от производителя, в среднем его цена как опции будет составлять от 500 евро. Если взять за основу мобильный проекционный дисплей компании Garmin, то его цена колеблется от 200 евро. Самый дешевый и простой способ это использование смартфона, достаточно купить специальную подставку за пару тысяч рублей и установить возле ветрового стекла и добавить свой смартфон.
Стоит отметить, что технология проекционного дисплея только на ветровое стекло только начинает развиваться. Считается, что в будущем система Head-Up Display будет выводить на лобовое стекло полностью всю необходимую информацию, в том числе изображении с боковых зеркал заднего вида.
Видео принципа работы проекционного дисплея:
Настало время выяснить какую электронику стоит ждать в автомобилях уже в ближайшем будущем. Давайте постараемся представить, какие еще гаджеты и технологии, возможно, станут такими же привычными как автомагнитолы или видеорегистраторы.
Беспроводные сети в автомобиле
Производители полупроводниковых решений для связи уже выпускают специальные версии чипов для автомобилей предназначенные для автомобильных информационно-развлекательных систем. В зависимости от необходимости, используя связку Wi-Fi+Bluetooth, медиацентр автомобиля может связываться с носимой электроникой владельца (ведь мы говорим о будущем, где вариантов носимой электроники может быть даже больше чем современные умные часы) и в зависимости от полученной информации разблокировать автомобиль или предупреждать об опасности.
Еще более интересным применением различных комбинаций беспроводных сетей должны будут стать системы наподобие V2X - предусматривающие обмен данными между автомобилем и окружающей инфраструктурой. Vehicular communication systems - автомобильные системы связи, предусматривающие обмен информацией между автомобилями (данные про ДТП, дорожную ситуацию, пробки и т.п.), предусматривающие возможность более эффективно управлять дорожной ситуацией в целом, посредством предоставления информации всем участникам. Существует уже несколько вариантов реализации подобных сетей связи малого радиуса действия (DRSC). Технически, работать они должны в частотном диапазоне 5.9 ГГц (5.85-5.925 ГГц), с примерным радиусом действия до 1000 метров. Стандарт этот получил название IEEE 802.11p (WAVE), и был утвержден в 2010 году.
В 1999 году, эта частота в США была закреплена для создания интеллектуальной транспортной системы (ИТС). ИТС будущего можно рассматривать как систему, в которой применяются информационные и коммуникационные технологии в сфере автотранспорта (включая инфраструктуру, транспортные средства, участников системы, а также дорожно-транспортное регулирование), и имеющую наряду с этим возможность взаимодействия с другими видами транспорта. Для работы подобных систем могут использоваться также и традиционные технологии WiMAX, GSM, 3G или 4G/5G. Рассматривая ныне существующие варианты решений для беспроводных сетей в авто, можно с уверенностью предположить что связь или «подключенность» автомобиля к глобальной сети, в том или ином виде фактически неизбежно.
Мобильные операционные системы для авто
Современных автомобилистов уже не удивить медиацентром, работающим под управлением Android OS. Чаще всего встретить Android можно на головном устройстве автомобиля (в случае если вы используете современный видеорегистратор, то Android можно обнаружить даже… в зеркале заднего вида CANSONIC SKY).
Однако на самом деле, планы компаний простираются гораздо дальше и примером таких решений будущего можно назвать Android Auto, представленную корпорацией Google в 2014 году. При поддержке двадцати восьми производителей автомобилей и компании Nvidia, оптимизированная для автомобилей «мобильная» операционная система борется за право произвести революцию среди «зоопарка» разнообразных проприетарных операционных систем в медиацентрах. Где-то мы это уже видели, не так ли? Подобно тому, как Android на смартфонах со временем потеснил собственные операционные системы различных производителей, можно делать ставку на повторение этого сценария на автомобилях. В текущем виде система уже обладает неплохой функциональностью - поддерживает GPS навигацию, проигрывание музыки, SMS, телефонию, веб-поиск, сенсорные экраны и возможность управления аппаратными переключателями и кнопками, вместе с голосовым управлением. На данный момент Android Auto делает ставку на наличие (и подключение к автомобилю) основного Android-устройства водителя, выступая скорее интерфейсом для удобной интеграции привычных функций смартфона в авто. Такой подход имеет свои преимущества - учитывая скорость обновления и возрастающую мощность современных мобильных платформ, отсутствие собственной встроенной (а значит и заведомо устаревающей с каждым годом) электроники даст возможность получения новых функций просто методом подключения нового смартфона. Автомобиль выступает в роли «обычной» док-станции - возможно сейчас это звучит странно, но в будущем такой сценарий вовсе не исключен.
Беспилотные автомобили и электромобили
Конечно, какое же будущее без самоуправляемых автомобилей! Однако почти всех, кто представляет себе самоуправляемые автомобили серьезно отличающимися от классических автомобилей с ручным управлением, ожидает небольшое разочарование. Единственным современным концептом автомобиля «без руля и педалей» стали самоуправляемые автомобили от Google. Большинство же самоуправляемых концептов (в том числе те, которые получили право на движение на дорогах общего пользования в некоторых штатах США) предполагают возможность возвращения к ручному управлению в любой момент. Таким образом, для водителя и пассажиров использование самоуправления не приносит внешних серьезных изменений в интерьер автомобиля. Современные самоуправляемые автомобили достигают значительных успехов, так например в этом году самоуправляемый автомобиль сумел обогнать водителя-гонщика, правда, преимущество было очень небольшим - всего 0,4 секунды.
Подобная ситуация повторяется и для электромобилей и гибридов. Если не учитывать стоящую особняком компанию Tesla, автопроизводители всячески стремятся унифицировать опыт использования электромобилей, гибридов и автомобилей с ДВС. Так что во множестве случаев отличить электромобиль от обычного авто (кроме звука мотора) можно разве что по дополнительным индикаторам заряда на приборной панели и наличию гнезда зарядки вместо горловины бензобака.
Голографические HUD дисплеи
Еще в 2006 году компания Light Blue Optics Ltd заявила о приобретении лицензии на производство полноцветных голографических лазерных проекторов. Сама технология была изобретена Эдвардом Бакли и Адрианом Кэйблом в 2003 году в университете города Кембридж. Начиная с 2009 года эту систему начали адаптировать для использования в дисплеях, не требующих отвлечения внимания водителя от дороги (head-up display, HUD). Вариантов проецирования изображения на лобовое стекло автомобиля нашлось множество - это и полноцветные лазерные голограммы и существенно более простые решения (отражение зеркального изображения яркого монохромного дисплея от стекла). Пока что автопроизводители не спешат оснащать все новые модели HUD дисплеями, но такие примеры есть - в 2014 такую систему получил Range Rover Evoque, а компания Ford делает ставку на систему MISHOR 3D, с подобными функциями. HUD дисплеи надежно завоевали лобовые стекла самолетов (в первую очередь военных), но в автомобилях будущего (особенно самоуправляемых) такая система вывода информации будет смотреться более чем уместно.
Дополненная реальность в автомобилях
Зачем ограничивать область возможного проецирования лобовым стеклом? Примерно такими рассуждениями руководствовались авторы современных концептов систем дополненной реальности. Это и система «прозрачный капот» в автомобилях Land Rover (система позволяет водителю видеть поверхность дороги, которая в обычных условиях скрыта, реализуется при помощи камер и проекторов внутри салона автомобиля) и концепт виртуального экрана с «подсказками» касательно необходимой траектории движения (точно как в серии игр NFS Shift).
Более экстравагантным решением является концепт полностью прозрачного автомобиля японского университета Кэйо. В нем заднее сиденье автомобиля становится прозрачным, чтобы не преграждать водителю обзор при езде задним ходом. Сзади автомобиля находится проектор, который проецирует изображение на отражающий экран, расположенный между двумя передними сиденьями и чуть позади них.
Когда водитель оборачивается назад через плечо, он видит практически настоящий вид сзади от машины, но только через дополненную реальность. Концепт, безусловно интересный, но явно не учитывающий наличия пассажиров в салоне автомобиля. Скорее всего, подобные системы все же завоюют автомобили будущего, в том или ином виде проецируя изображение в виде дополненной реальности.
Альтернативные способы управления
Кроме голосового управления или ввода желаемого маршрута через сенсорный экран (в гипотетическом самоуправляемом автомобиле будущего) автопроизводители экспериментируют и с более экзотическими способами управления - в том числе с управлением жестами. Еще в 2012 году Mercedes-Benz, представлял концепт салона под названием DICE (Dynamic & Intuitive Control Experience).
Вместо лобового стекла предлагалось использовать дисплей, а при помощи датчиков отслеживать положение руки водителя или переднего пассажира в пространстве и следить за её движениями для регулирования и настройки функций авто. Даже с экранами сверхвысокого разрешения, вряд ли водители в скором времени согласятся использовать их вместо лобового стекла. Систему управления жестами в том же году демонстрировала и Audi, но там она использовалась для смены режимов HUD дисплея. Так что кроме датчиков, следящих за пристегнутым ремнем безопасности или наличием пассажиров в салоне, в салоне будущего можно ожидать наличие куда большего количество разнообразных «следящих систем», наподобие Leap Motion.
Социальные сети будущего и автомобили
Уже сегодня социальные сети и сервисы «для автомобилистов» способны существенно влиять на дорожную ситуацию. Примеров тому множество - на такие приложения как Waze (краудсорсинговый проект на основе пользовательских данных, с помощью которого участники проекта узнают о возникновении проблем на дорогах) обращает внимание даже полиция, выступая как с критикой, так и с одобрением. Возможность уведомлений о местонахождении патрулей вызвала беспокойство правоохранительных органов за безопасность сотрудников полиции. Примеры социального взаимодействий на уровне «автомобиль-автомобиль» или «автомобиль-инфраструктура» могут приобретать разные формы - это и программы лояльности от заправок, бесплатные электрозаправки для электромобилей, оптимизация паркомест в городе в зависимости от заполненности, системы вызова такси без диспетчера, «гэймификация» и «достижения» (к примеру начисление баллов за безопасную езду) при использовании автомобиля. Большинство этих функций не вызывают удивления сами по себе, но они несомненно будут развиваться в будущих автомобилях.
Послесловие
Конечно, угадать какими будут автомобили или их электроника через несколько десятков лет с большой достоверностью почти не представляется возможным. Очевидно что автоэлектронику ожидает качественный скачок, ведь с каждым годом концепты на автовыставках начинают напоминать настоящие «автомобили из будущего», которые мы представляли лишь в фантастических произведениях. Осталось лишь немного подождать и мы увидим какие еще технологии будущего покажутся нам такими же привычными, как автомагнитола или видеорегистратор.
