Daugumai automobilizmo mėgėjų yra žinomas produktas, kuris vadinasi HUD (Head-up-display). Jau pats pavadinimas išduoda, kad vairuotojui nebereikia akimis klaidžioti po tradicinį prietaisų skydelį, o tiesiog toliau stebėti kelią ir ant stiklo matyti prietaisų skydelio parodymus.
HUD - tai sistema, kuri projektuoja svarbią informaciją tiesiai į vairuotojo matymo lauką, dažniausiai ant priekinio stiklo. Pavadinimas kilo iš aviacijos, kur pilotai galėjo matyti skrydžio duomenis nepalenkdami galvos žemyn („head-up” reiškia „galva aukštai”).
HUD veikimo principai ir privalumai
Kaip veikia HUD?
Technologija gali skambėti sudėtingai, bet principas gana paprastas. Automobilio viduje, dažniausiai po prietaisų skydeliu, yra nedidelis projektorius. Jis sukuria vaizdą ant specialaus ekranėlio arba naudoja LED ar LCD technologiją. Priekinis stiklas daugelyje modernių automobilių turi specialų sluoksnį arba yra šiek tiek kampuotas tam tikrame taške. Kai šviesa iš projektoriaus patenka ant šio stiklo, ji atsispindi atgal į vairuotojo akis. Svarbu, kad atspindėtų tik dalis šviesos, kad netrukdytų matyti kelio. Dėl šios priežasties vaizdas atrodo tarsi kabantis ore maždaug 2-3 metrus prieš automobilį. Tai optinė iliuzija - iš tikrųjų žiūrime į atspindį stikle, bet mūsų smegenys interpretuoja atstumą taip, lyg informacija būtų kažkur virš variklio gaubto.
Saugumo didinimas
Tyrimai rodo, kad net trumpas 2-3 sekundžių žvilgsnis žemyn į prietaisų skydelį reiškia, kad važiuodami 100 km/h greičiu „akli” nuvažiuojate apie 55-83 metrus. Su HUD sistema akys lieka sutelktos į kelią. Informacija yra vairuotojo periferiniame regėjime, bet jam nereikia perfokusuoti akių. Tai ypač svarbu naktį ar prastos matomumo situacijose, kai kiekviena sekundė svarbi. Be to, kai žiūrima į prietaisų skydelį, akys turi prisitaikyti prie kito atstumo - iš keleto dešimčių metrų iki maždaug metro. Dar vienas privalumas - informacija gali būti kontekstinė. Pavyzdžiui, navigacijos rodyklė gali atsirasti tiksliai ten, kur reikia sukti.
HUD technologijos evoliucija
Istorija
Pirmieji HUD sistemų prototipai atsirado dar Antrojo pasaulinio karo pabaigoje. Pilotai turėjo stebėti daugybę prietaisų - altimetrą, greitį, kryptį, taikiklį - ir tai buvo pavojinga intensyvių mūšių metu. Tikroji revoliucija įvyko 1970-aisiais, kai kariniai naikintuvai pradėjo naudoti pažangias HUD sistemas. Į automobilius HUD technologija atkeliavo 1988 metais, kai General Motors pristatė ją Oldsmobile Cutlass Supreme modelyje. Tiesa, tai buvo gana primityvus sprendimas - rodė tik greitį ir kelias kitas detales. Tikrasis proveržis įvyko 2000-ųjų pradžioje, kai BMW, Mercedes-Benz ir kiti premium gamintojai pradėjo siūlyti daug pažangesnes sistemas.
HUD tipai
Ne visi HUD yra vienodi. Yra keli pagrindiniai tipai:
- Combiner tipo HUD: Tai paprasčiausi variantai, naudojantys mažą permatomą plastikinį ekranėlį, kuris iškyla iš prietaisų skydelio. Vaizdas projektuojamas ant šio ekranėlio, o ne ant stiklo. Tokius dažnai galima rasti pigesnėse sistemose ar antrinės rinkos sprendimuose. Privalumas - pigiau gaminti ir montuoti.
- Windshield tipo HUD: Šis tipas projektuoja tiesiai ant priekinio stiklo. Tai brangesnis sprendimas, bet ir kokybė žymiai geresnė. Vaizdas gali būti didesnis, ryškesnis, ir tikrai atrodo tarsi informacija kabėtų virš kelio.
- AR (Papildytos realybės) HUD: Tai naujausia karta, kuri gali projektuoti vaizdus, atrodančius esantys daug toliau ir galintys sąveikauti su aplinka. Pavyzdžiui, navigacijos rodyklė gali atrodyti tarsi nupiešta ant kelio prieš jus.
The First 3D AR HUD for Cars!
Pažangūs HUD sprendimai ir inovacijos
„Continental“ AR-HUD sistema
„Continental“ siūlo patobulintą sistemą AR-HUD. Ji galės vairuotojams pasiūlyti ir papildomų funkcijų, kurios bus susijusios su esama situacija kelyje. Ši naujoji sistema nuo savo pirmtako skirsis tuo, kad ant priekinio stiklo pateiks ne tik prietaisų skydelio duomenis, bet ir informaciją apie kelyje vykstančius procesus bei kitus svarbius vairuotojams aspektus.
Sistema vairuotojui pateiks ir navigacijos rodmenis. Ant stiklo atsirasiantys informaciniai ženklai aiškiau vairuotojui parodys kuria eismo juosta reikia važiuoti ar kur išsukti. Naudojant pastovaus greičio kontrolės sistemą ACC, kuri pati palaiko reikiamą atstumą iki priešais esančios transporto priemonės, bus galima išvysti automobilio jutiklių duomenis, kurie įspės, kad dėl priekyje važiuojančių automobilių netrukus teks stabdyti. Tokiu atveju iš anksto juos galima apvažiuoti neprarandant greičio. Ant stiklo ši sistema sugebės sukurti 130×60 cm dydžio vaizdą, kuris vairavimui netrukdys. Žadama, kad sistema automobiliuose pasirodys 2017 m.
„Bosch“ „Combiner Head-up“ ekranas
„Bosch“ sukūrė aukščiausios kokybės ir aukščiausio informacijos pateikimo tikslumo ekraną, kuris bus montuojamas įvairiuose BMW grupės automobiliuose. Technologija „Head-up“, kuri pradžioje bus montuojama naujame „MINI Hatch“ modelyje, duomenis pateikia įvairiomis spalvomis ir gali būti visiškai integruota į prietaisų skydelį. Nauja sistema priklauso „Combiner Head-up“ ekranų klasei. Vairuotojui sudaromas įspūdis, kad informacija pateikiama apie dviejų metrų atstumu nuo automobilio ir susilieja su peizažu. Sistema nerodo informacijos ant priekinio stiklo, bet prieš jį, nedideliame plastikiniame ekrane.
„Head-up“ sistema yra visiškai automatinė, todėl be jokių didelių techninių sunkumų, ją galima naudoti įvairių rūšių transporto priemonėse. Ekranas yra sumontuotas geriausioje vairuotojo matomumo zonoje, jam ekrano kraštas nėra pastebimas, todėl rodoma informacija susilieja su vaizdu. Galinė ekrano pusė yra padengta neatspindinčia danga, o paviršius yra atsparus įbrėžimams. Ekranas „Combiner“ turi elektrinį varikliuką su kintamu greičiu, kuris įjungus sistemą, padeda ekranui „išvažiuoti“ iš prietaisų skydelio. Naujas ekranas yra sudarytas iš projekcinės dalies ir ekrano. Ekrano „Combiner“ kampą galima reguliuoti pagal vairuotojo ūgį.
„Continental“ „Scenic View Head-up Display“
Kitaip nei įprastuose projekciniuose ekranuose, čia vaizdas nėra projektuojamas ant skaidraus ekrano priekiniame stikle, o itin didele raiška rodomas ties apatiniu priekinio stiklo kraštu. Ryškus vaizdas per visą priekinio stiklo plotį užtikrina puikų matomumą bet kokiomis apšvietimo sąlygomis ir pasižymi geriausiomis šios technologijos savybėmis: intuityviu projekcinio ekrano atvaizdavimu ir itin didele raiška, taip žymiai padidinant saugumą ir vairavimo komfortą.
Be to, toks atvaizdavimas turi ir daugiau privalumų. Regėjimo lauke esantis ekranas yra matomas visiems automobilio keleiviams, todėl „Scenic View HUD“ gali pakeisti įprastą prietaisų skydelį ir multimedijos ekraną, o jame rodomą informaciją galima papildyti ir išdėstyti norimu būdu. „Continental“ Naudotojų patirties skyriaus vadovas Philippas von Hirschheydtas teigia, kad „Su „Scenic View HUD“ ekranu pristatome naujas tendencijas ir automobilių dizaineriams suteikiame plačias kūrimo galimybes. Tai ne tik leidžia kurti novatorišką salono dizainą, bet ir svariai prisideda prie didesnio eismo saugumo. Ekranas, kaip sąsaja tarp transporto priemonės ir vairuotojo, atlieka itin svarbų vaidmenį reguliuojant gaunamos informacijos kiekį, tad vairuotojo jis neblaško ir nevargina.“ Jis taip pat pabrėžia, kad šis ekranas pabrėžia novatorišką gamintojo vaidmenį kuriant išmaniuosius, pritaikytus ekrano sprendimus, kurie didina vairavimo malonumą, komfortą ir saugumą, taip pat yra ir lemiamas veiksnys perkant automobilį.
Ekonomiškumas ir efektyvumas
Projekcinių ekranų privalumas yra tas, kad, priešingai nei įprastuose ekranuose, informacija juose yra pateikiama vairuotojo matymo lauke, taip sukuriant visiškai naują vairavimo patirtį ir didinant vairavimo saugumą. Vairuotojui nereikia nukreipti akių nuo kelio, norint matyti informaciją apie maršrutą, greitį, kelio ženklus ar kitus svarbius dalykus, taip pat neleidžia pavargti akims, nuolat žvilgčiojant į prietaisų skydelį. Tačiau dabartiniai projekciniai ekranai neužtikrindavo įprastų ekranų raiškos ir pateikiamos informacijos kiekio, o naujame „Continental“ ekrane pasirinkta informacija rodoma itin raiškiai ir yra matoma net ir esant intensyviai saulės šviesai.
Naujos kartos projekciniame ekrane informacija atvaizduojama aukšta raiška per visą skydelio plotį nuo vieno statramsčio iki kito. „Scenic View HUD“ apima tris atskirus ir nebrangius ekranus, kurie yra sujungti po vientisa danga, ir tai padeda automobilių dizaineriams kur kas lengviau nei anksčiau kurti interjerą. Itin efektyvus matricinis foninis apšvietimas leidžia įjungti arba išjungti ekrano sritis ten, kur ekranas yra naudojamas - taip optimizuojamas kontrastas, ryškumas ir energijos suvartojimas. Planuojama, kad „Scenic View HUD“ serijiniuose automobiliuose pasirodys 2026 metais.
HUD sistemos iššūkiai ir sprendimai
Iššūkiai
Viena didžiausių HUD problemų - skirtingos apšvietimo sąlygos. Ryškioje saulės šviesoje vaizdas gali būti sunkiai įžiūrimas, o tamsoje - per ryškus ir erzinantis. Aprasojęs stiklas - kita problema. Kai viduje šilta, o lauke šalta, ant stiklo vidaus gali atsirasti drėgmė. Tai iškreipia HUD vaizdą arba daro jį visiškai neskaitomą. Dar viena problema - stiklo valymas. Dėmės, dulkės ar riebalai ant stiklo gali sukurti dvigubą vaizdą ar padaryti projekciją miglotą.
Sprendimai
- Geros sistemos turi šviesumo jutiklius, kurie automatiškai reguliuoja projekcijos intensyvumą.
- Dauguma sistemų leidžia keisti ne tik ryškumą, bet ir projekcijos aukštį. Tai svarbu, nes skirtingo ūgio vairuotojai sėdi skirtingose pozicijose.
- Esant aprasojusiam stiklui, sprendimas paprastas - įjunkite oro kondicionavimą ar šildytuvą su nukreipimu į stiklą.
- Reguliariam stiklo valymui naudokite gerą stiklų valiklį ir švarią mikropluošto šluostę.
Antrininės rinkos (aftermarket) HUD sprendimai
Jei jūsų automobilis neturi gamyklinės HUD sistemos, yra antrinės rinkos sprendimų. Paprasčiausi kainuoja nuo 50 iki 200 eurų. Jie dažniausiai rodo tik greitį ir galbūt apsisukimus. Vaizdas projektuojamas ant mažo plastikinio ekranėlio. Tai geriau nei nieko, bet tikrai ne tas pats kaip tikras HUD. Pažangesni sprendimai kainuoja 200-600 eurų ir gali rodyti daug daugiau informacijos: variklių apsisukimus, kuro sąnaudą, temperatūrą, net klaidas. Kai kurie palaiko navigaciją per išmaniojo telefono programėles. Bet svarbu būti realistais - antrinės rinkos HUD niekada nebus toks geras kaip gamyklinis. Vaizdas bus mažesnis, ne toks ryškus, ir neturės tokios geros integracijos su automobilio sistemomis.
HUD ateities perspektyvos
Įdomu tai, kad kai pradedi naudoti HUD, greitai tampa sunku be jo apsieiti. Tai viena iš tų technologijų, kurios iš pradžių atrodo kaip prabanga, bet greitai tampa būtinybe. Ateitis atrodo dar įdomesnė. Kai kurie gamintojai eksperimentuoja su visą stiklą užimančiais HUD, kurie galėtų rodyti informaciją bet kurioje vietoje. Autonominių automobilių eroje HUD gali tapti dar svarbesnis. Kai automobilis vairuoja pats, HUD galėtų rodyti, ką jis „mato” ir ką ketina daryti. Technologija jau yra čia, ji veikia ir nuolat tobulėja. Nuo paprastų greičio rodmenų iki sudėtingų papildytos realybės sistemų - HUD keičia tai, kaip mes sąveikaujame su automobiliais.
tags: #informacijos #rodymas #ant #priekinio #stiklo