Усі стикалися з ситуацією, коли погляд на екран навігатора, панель приладів або екран смартфона відволікав від керування автомобілем. А дехто навіть потрапляв через це в аварію. Так трапилося і з власником маркетингової агенції Віталієм Пономарьовим. У 2008 році він серйозно зацікавився доповненою реальністю (augmented reality, AR) і вирішив умовити серйозних інвесторів вкласти в справу всього 100 млн доларів. «Я їздив по всьому світу і доводив інвестфондам, що за кілька років AR буде скрізь, — сміється Віталій. — Відвернувшись до навігатора, я мало не потрапив в аварію. І пазл склався: ось вона моя доповнена реальність. Просто тут. На лобовому склі».
Півтора відра
Head-up-дисплеї на той час новинкою не були. Наприклад, німецька компанія Continental— світовий лідер у їхньому виробництві — встановлювала HUD у автомобілі BMW, Audi та Mercedes з 2003 року. Традиційні пристрої відображення інформації на лобовому склі – дуже складні прилади із вигнутими дзеркалами та сферичною оптикою. І що критично важливо, що вимагають великого об'єму, приблизно 18 л – півтора звичайних відра! Адже розмістити ці півтора відра потрібно в районі кермового колеса - однієї з найбільш значних точок автомобіля. Тому HUD оснащуються великі дорогі авто, які спроектовані спочатку з місцем під дисплей. Не дивно, що за встановлення проекційного дисплея в дилерських центрах німецьких автомарок вас попросять не менше 100 000 рублів. Ну, а на звичайних машинах класичний HUD не побачиш.
Засновник та CEO компанії WayRay, винахідник Навчався в Російській академії народного господарства та державної службиза Президента Російської Федерації за спеціальностями «економіка», «управління інноваційними проектами». У 2012 році заснував проект WayRay, який за чотири роки перетворився на міжнародну компанію з офісами у Росії, Швейцарії та США. У 2015 році увійшов до топ-100 видатних інноваторів Швейцарії за версією газети L'Hebdo.
Барс-монстр
Крім габаритів та складності конструкції, у традиційних head-up-дисплеїв є ще один недолік: вони видають плоску картинку на відстані 20 см від лобового скла. Тобто водієві все одно доводиться перефокусувати погляд. А Віталій Пономарьов вирішив отримати зображення на відстані 10-20 м. За його задумом, картинка має стати об'ємною. Чи не стереоскопічної, а справжньої, голографічної. Незважаючи на фінансову освіту, у фізиці Віталій розбирався дуже непогано. Займаючись пошуком інвесторів, він багато дізнався про нові технології. Інтуїція підказувала йому, в яких сферах потрібно шукати фахівців. Як правило, біля витоків подібних компаній стоять дві людини: одна — гуру в галузі маркетингу, друга — технічний геній. З маркетингом все було гаразд, справа залишалася за технарем. Історія набуття технічного директора майбутньої WayRay вже увійшла до кейсів хедхантерів: Віталій просто запустив пошук за словами «лазери», «мікроелектроніка» та «IT» на «Хабрі», культовому сайті технологічних гіків habrahabr.ru. У топі відповідей пошуковик видав: Михайло Сваричевський із ніком BarsMonster. «Тепер цей мій монстр», — жартує Пономарьов.
Між шибками
У 2012 році Віталій із Михайлом почали збирати перші гігантські прототипи на основі стандартної оптикищоб визначити, наскільки цікавим буде ефект. Стало зрозуміло, що так потрібного зображення та необхідних габаритів не досягти. Прийшла ідея використати плоску лінзу Френеля типу тих, які встановлюють на заднє скло автомобілів. Ця прозора плівка наклеюється або вварюється між стеклами триплексу і працює як частина оптичної системи. Вирішили створити лінзу Френеля для кількох довжин хвиль, і виявилося, що це голограма – голографічний оптичний елемент (HOLO). Найбільший досвід роботи з голографічними матеріалами у Росії ФІАН — Фізичному інституті імені П. М. Лебедєва. Саме туди вирушили колеги за новими технологіями. Починали з голограм на сріблі, намагаючись зрозуміти, чи взагалі можна робити голографічні елементи великої площі, поступово перейшли на прототипи прозорих фотополімерів. Зробили об'ємну тривимірну голограму, на якій записано дифракційні ґрати — по суті, віртуальний оптичний елемент, перетворювач хвильового фронту, який відображав хвилі потрібної довжини, а решту пропускав.
Ідея пристрою, який проектує навігаційні відомості на лобове склоавтомобіля, що прийшла до Віталія, коли він відволікся на навігатор і мало не розбив машину. Концепція поступово доповнилася підключенням до Інтернету, технологіями соціальної мережі та доповненої реальності.
Що тут інноваційного? — випереджає моє запитання Віталій Пономарьов. — Голографію винайшли не ми. Фотополімери також. І спроби HUD робити на голографічних елементах були до нас. Але тоді не було дешевих лазерів та фотополімерів, які підходять під наші вимоги: прозорість та відсутність host-ефектів. Ми зайнялися head-up-дисплеями якраз у той момент, коли все це з'явилося. Наш невеликий стартап швидше за інших створив засоби проектування та виробництва, неможливі в умовах великої компанії, І став першим». Втім, неправильно вважати WayRay технологічним інтегратором: у компанії працюють фізики, інженери-механіки, оптики, програмісти. Навіть засоби проектування застосовують нестандартні: їх довелося модифікувати, щоб вони могли зчитувати системи з «ненормальними» оптичними компонентами.
Alibaba та сорок розробників
Наша редакція вдосталь награлася із прототипом HUD. Його розмір - з невеликою валізою - величезний прогрес: перші прототипи займали все пасажирське сидіння праворуч від водія. Штука дійсно вражаюча, фотографії та відео не передають всієї повноти доповненої реальності, що генерується. Восени випустять і комерційний зразок голографічного навігатора Navion: у комплект увійде невелика коробочка з лазерним проектором та спеціальна плівка, що перетворює лобове скло на екран. Він коштуватиме близько 500 доларів. А наступного року на дорогах з'явиться перший автомобіль із вбудованим AR-рішенням WayRay. На початку 2016 року компанія домовилася про реалізацію пілотного проекту з Banma Technologies – спільним підприємством Alibaba Group та найбільшого китайського автовиробника SAIC Motor.
У рамках проекту буде розроблено AR-інфотейнмент-систему, яку впровадять у масове виробництвоодного з автомобілів у 2018 році. На запитання, чому вирішили звернутися до китайців, а не європейців, Віталій відповідає просто: китайці готові ризикувати і дуже швидко працюють. До того ж акціонер Banma — інтернет-гігант Alibaba Group, який у березні інвестував у WayRay 18 млн доларів, відразу зробивши компанію Віталія Пономарьова всесвітньо відомою. «Нас не купили, нашу компанію проінвестували, — наголошує Віталій. - Alibaba є міноритарним акціонером. Ми зберегли контроль». Втім, це не перші інвестиції. Близько 10 млн. доларів вклали російські приватні інвестори, імен яких Пономарьов не називає. Один із них професійно розуміється на сучасній оптиці — саме він першим повірив у перспективи технології.
Глобальний результат
Сьогодні WayRay – технологічна компанія з офісами у Швейцарії, Росії та США. Розробляє навігаційну систему для автомобілів, що використовує принцип доповненої реальності, а також програмно-технічний комплекс для збору інформації про водіння та корекцію поведінки водія.
Однак автомобільні голографічні навігатори для стартапу лише етап на шляху до мети. «Ми хочемо стати компанією номер один на ринку неприйнятних пристроїв доповненої реальності, – каже Віталій. — Будь-яка прозора поверхня може стати дисплеєм тривимірного зображення». Компанія працює над прототипами нових пристроїв. Зважаючи на все, вони будуть пов'язані з розвагами.
Настав час з'ясувати, яку електроніку варто чекати в автомобілях вже в найближчому майбутньому. Давайте постараємося уявити, які гаджети і технології, можливо, стануть такими ж звичними як автомагнітоли або відеореєстратори.
Бездротові мережі в автомобілі
Виробники напівпровідникових рішень для зв'язку вже випускають спеціальні версіїчіпів для автомобілів, призначених для автомобільних інформаційно-розважальних систем. Залежно від необхідності, використовуючи зв'язку Wi-Fi+Bluetooth, медіацентр автомобіля може зв'язуватися з власником електроніки (адже ми говоримо про майбутнє, де варіантів електроніки може бути навіть більше ніж сучасний розумний годинник) і в залежності від отриманої інформації розблокувати автомобіль або попереджати про небезпеку.
Ще більш цікавим застосуванням різних комбінацій бездротових мереж мають стати системи на кшталт V2X - які передбачають обмін даними між автомобілем і навколишньою інфраструктурою. Vehicular communication systems - автомобільні системи зв'язку, що передбачають обмін інформацією між автомобілями (дані про ДТП, дорожню ситуацію, пробки тощо), що передбачають можливість більш ефективно управляти дорожньою ситуацією загалом за допомогою надання інформації всім учасникам. Існує кілька варіантів реалізації подібних мереж зв'язку малого радіусу дії (DRSC). Технічно, вони повинні працювати в частотному діапазоні 5.9 ГГц (5.85-5.925 ГГц), з приблизним радіусом дії до 1000 метрів. Цей стандарт отримав назву IEEE 802.11p (WAVE), і був затверджений в 2010 році.
У 1999 році ця частота в США була закріплена для створення інтелектуальної транспортної системи(ІТС). ІТС майбутнього можна розглядати як систему, в якій застосовуються інформаційні та комунікаційні технології у сфері автотранспорту (включаючи інфраструктуру, транспортні засоби, учасників системи, а також дорожньо-транспортне регулювання), що має поряд з цим можливість взаємодії з іншими видами транспорту. Для роботи подібних систем можуть використовуватися також традиційні технології WiMAX, GSM, 3G або 4G/5G. Розглядаючи існуючі варіанти рішень для бездротових мереж в авто, можна з упевненістю припустити, що зв'язок або «підключеність» автомобіля до глобальної мережі, в тому чи іншому вигляді фактично неминуче.
Мобільні операційні системи для авто
Сучасних автомобілістів вже не здивувати медіацентром, який працює під керуванням Android OS. Найчастіше зустріти Android можна на головному пристрої автомобіля (якщо ви використовуєте сучасний відеореєстратор, то Android можна виявити навіть у дзеркалі заднього виду CANSONIC SKY).
Однак насправді плани компаній простягаються набагато далі і прикладом таких рішень майбутнього можна назвати Android Auto, представлену корпорацією Google в 2014 році. За підтримки двадцяти восьми автовиробників і компанії Nvidia, оптимізована для автомобілів «мобільна» операційна система бореться за право провести революцію серед «зоопарку» різноманітних пропрієтарних операційних систем у медіацентрах. Десь ми це вже бачили, чи не так? Подібно до того, як Android на смартфонах згодом потіснив власні операційні системи. різних виробниківможна робити ставку на повторення цього сценарію на автомобілях. У поточному виглядісистема вже має непогану функціональність - підтримує GPS навігацію, програвання музики, SMS, телефонію, веб-пошук, сенсорні екрани та можливість керування апаратними перемикачами та кнопками, разом з голосовим керуванням. На даний момент Android Auto робить ставку на наявність (і підключення до автомобіля) основного Android пристрою водія, виступаючи швидше інтерфейсом для зручної інтеграції звичних функцій смартфона в авто. Такий підхід має свої переваги – враховуючи швидкість оновлення та зростаючу потужність сучасних мобільних платформ, відсутність власної вбудованої (а значить і свідомо застарілої з кожним роком) електроніки дасть можливість отримання нових функцій просто методом підключення нового смартфона. Автомобіль виступає в ролі «звичайної» док-станції – можливо, зараз це звучить дивно, але в майбутньому такий сценарій зовсім не виключений.
Безпілотні автомобілі та електромобілі
Звісно, яке ж майбутнє без самоврядних автомобілів! Однак майже всіх, хто уявляє собі самоврядні автомобілі, що серйозно відрізняються від класичних автомобілівз ручним керуванням, очікує невелике розчарування. Єдиним сучасним концептом автомобіля «без керма та педалей» стали самоврядні автомобілі від Google. Більшість самоврядних концептів (у тому числі ті, які отримали право на рух на дорогах загального користування в деяких штатах США) передбачають можливість повернення до ручного управління в будь-який момент. Таким чином, для водія та пасажирів використання самоврядування не приносить зовнішніх серйозних змін до інтер'єру автомобіля. Сучасні самоврядні автомобілі досягають значних успіхів, так наприклад цього року самоврядний автомобіль зумів обігнати водія-гонщика, щоправда, перевага була дуже невеликою - всього 0,4 секунди.
Подібна ситуація повторюється і для електромобілів та гібридів. Якщо не враховувати компанію Tesla, що стоїть особняком, автовиробники всіляко прагнуть уніфікувати досвід використання електромобілів, гібридів і автомобілів з ДВС. Так що в більшості випадків відрізнити електромобіль від звичайного авто(крім звуку мотора) можна хіба що за додатковими індикаторами заряду на панелі приладів і наявності гнізда зарядки замість горловини бензобака.
Голографічні HUD дисплеї
Ще в 2006 році компанія Light Blue Optics Ltd заявила про придбання ліцензії на виробництво кольорових голографічних лазерних проекторів. Сама технологія була винайдена Едвардом Баклі та Адріаном Кейблом у 2003 році в університеті міста Кембридж. Починаючи з 2009 року, цю систему почали адаптувати для використання в дисплеях, що не вимагають відвернення уваги водія від дороги (head-up display, HUD). Варіантів проектування зображення на лобове скло автомобіля знайшлося безліч - це і повнокольорові лазерні голограми і значно більше прості рішення(Відображення дзеркального зображення яскравого монохромного дисплея від скла). Поки що автовиробники не поспішають оснащувати нові моделі HUD дисплеями, але такі приклади є - в 2014 таку систему отримав Range Rover Evoque, а компанія Fordробить ставку на систему MISHOR 3D, з подібними функціями. HUD дисплеї надійно завоювали лобове скло літаків (насамперед військових), але в автомобілях майбутнього (особливо самоврядних) така система виведення інформації буде виглядати більш ніж доречно.
Доповнена реальність у автомобілях
Навіщо обмежувати область можливого проектування лобовим склом? Приблизно такими міркуваннями керувалися автори сучасних концептів систем доповненої реальності. Це і система «прозорий капот» в автомобілях Land Rover (система дозволяє водієві бачити поверхню дороги, яка в звичайних умовах прихована, реалізується за допомогою камер та проекторів усередині салону автомобіля) та концепт віртуального екрану з «підказками» щодо необхідної траєкторії руху (точно як у серії ігор NFS Shift).
Більш екстравагантним рішенням є концепт повністю прозорого автомобіляяпонського університету Кейо. У ньому заднє сидіння автомобіля стає прозорим, щоб не перегороджувати водієві огляд при їзді. заднім ходом. Позаду автомобіля знаходиться проектор, який проектує зображення на екран, що відображає, розташований між двома передніми сидіннями і трохи позаду них.
Коли водій обертається через плече, він бачить практично справжній вид ззаду від машини, але тільки через доповнену реальність. Концепт, безумовно, цікавий, але явно не враховує наявності пасажирів у салоні автомобіля. Швидше за все, подібні системивсе ж таки завоюють автомобілі майбутнього, в тому чи іншому вигляді проеціруя зображення у вигляді доповненої реальності.
Альтернативні методи управління
Крім голосового управління або введення бажаного маршруту через сенсорний екран(В гіпотетичному самоврядному автомобілі майбутнього) автовиробники експериментують і з більш екзотичними способами управління - у тому числі з управлінням жестами. Ще у 2012 році Mercedes-Benzпредставляв концепт салону під назвою DICE (Dynamic & Intuitive Control Experience).
Замість лобового скла пропонувалося використовувати дисплей, а за допомогою датчиків відстежувати положення руки водія або переднього пасажирау просторі та стежити за її рухами для регулювання та налаштування функцій авто. Навіть із екранами надвисокої роздільної здатності, навряд чи водії незабаром погодяться використовувати їх замість лобового скла. Систему керування жестами в тому ж році демонструвала і Audi, але там вона використовувалася для зміни режимів дисплея HUD. Так що крім датчиків, що стежать за пристебнутим ременем безпекиабо наявністю пасажирів в салоні, в салоні майбутнього очікується наявність куди більшої кількості різноманітних «стежать систем», на зразок Leap Motion.
Соціальні мережі майбутнього та автомобілі
Вже сьогодні соціальні мережі та сервіси «для автомобілістів» здатні суттєво впливати на дорожню ситуацію. Прикладів тому безліч - на такі додатки як Waze (краудсорсинговий проект на основі даних користувача, за допомогою якого учасники проекту дізнаються про виникнення проблем на дорогах) звертає увагу навіть поліція, виступаючи як з критикою, так і зі схваленням. Можливість повідомлень про місцезнаходження патрулів викликала занепокоєння правоохоронних органів за безпеку працівників поліції. Приклади соціальної взаємодії на рівні «автомобіль-автомобіль» або «автомобіль-інфраструктура» можуть набувати різних форм - це і програми лояльності від заправок, безкоштовні електрозаправки для електромобілів, оптимізація паркомісць у місті в залежності від заповненості, системи виклику таксі без диспетчера, «гейміфікація» безпечну їзду) при використанні автомобіля. Більшість цих функцій не викликають подиву самі по собі, але вони, безперечно, будуть розвиватися в майбутніх автомобілях.
Післямова
Звичайно, вгадати якими будуть автомобілі або їхня електроніка через кілька десятків років з великою достовірністю майже неможливо. Очевидно, що на автоелектроніку чекає якісний стрибок, адже з кожним роком концепти на автовиставках починають нагадувати справжні «автомобілі з майбутнього», які ми представляли лише у фантастичних творах. Залишилося лише трохи почекати і ми побачимо які ще технології майбутнього здадуться нам такими ж звичними як автомагнітола або відеореєстратор.
Автомобільна навігація за допомогою HUD — «дисплей для перегляду без повороту голови», здавалося б давно вже ця ідея проситься у великі маси так само як реєстратор і навігатор, але особливо не видно широкого поширення цього способу подачі інформації водієві. Ось дивіться…
При користуванні автомобільними приладамиі дисплеями завжди існує така проблема: з одного боку, водій повинен якомога рідше відводити погляд від дороги з метою безпеки, з іншого - якщо на прилади взагалі не дивитися, можна пропустити попереджувальну інформацію, наприклад, про низький тиск масла і т. п. Є способи вирішення цієї проблеми, такі як подача звукових сигналів, Розміщення приладів завжди в полі зору, але найбільш досконалим методом на сьогодні вважається відображення інформації на лобовому склі (head up display або HUD).
Спочатку ця технологія була використана в авіації, коли конструктори зіткнулися з необхідністю розміщення до 100 індикаторів попередження в кабіні винищувача.
Ось, наприклад, компанія Garmin випустила гаджет, який проектує на лобове скло команди для руху автомобіля, отримуючи дані з програми-навігатора в смартфоні, повідомляється в офіційному блозі компанії. Технологія HUD, реалізована у новому портативному проекторі Garmin
Портативний проектор Garmin кріпиться на передній панелі автомобіля та проектує зображення на прозору плівку, приклеєну до лобового скла. Можна також застосовувати лінзи, що відбивають, закріплені на лобовому склі. Інформація для виведення виходить зі смартфона, підключеного через Bluetooth, де запущено навігаційну програму Garmin StreetPilot або NAVIGON.
Гаджет HUD сумісний зі смартфонами iPhone, Android та Windows Phone 8. Оголошена ціна – 129,99 долара.
Оскільки навігаційна інформація виводиться безпосередньо в поле зору водія, гаджет Garmin отримав найменування "Head-up Display" (HUD) - "дисплей для перегляду без повороту голови". «Досі такі системи встановлювалися лише у деяких марках автомобілів представницького класу. Garmin виводить технологію на споживчий ринок» - повідомляє Дан Бартел (Dan Bartel), віце-президент Garmin із продажу.
На екран виводиться інформація про допустимі напрямки руху, відстань до чергового повороту до мети, поточна швидкість та її обмеження, час очікуваного прибуття.
Видаються також підказки про ширину дороги після повороту, попередження про перевищення ліміту швидкості. Гаджет HUD вміє також повідомляти про можливі затримки руху через пробки на дорогах, а також про наближення до місця встановлення камер стеження.
Яскравість зображення, що відображається, автоматично регулюється з урахуванням освітленості. Це дозволяє отримати добре видиму картинку при яскравому сонячному освітленні та вночі. Голосові коментарі, що супроводжують, відтворюються через динаміки смартфона або бортову акустичну стереосистему. Гаджет не припиняє роботи при надходженні телефонних дзвінків на смартфон, які обробляються в режимі hands-free.
А ось ще у 2012 році німецька компанія MicroVision, розробник лазерних проекторів, підписала контракт з японською корпорацією, який дозволив використовувати технологію «хед-ап» (Head-up display, HUD), яку представляє продукт PicoP німецького виробника, на автомобільному ринку. Тепер Pioneer заявляють, що компанія стала першим в історії виробником навігаційних пристроїв з використанням цієї технології. У Японії футуристичний "лобовий навігатор" з'явився вже в 2012 році. Ціна на нього становила не менше 500 доларів.
Масанорі Куросакі, керівник підрозділу автомобільної електроніки Pioneer, у прес-повідомленні наголосив на важливості угоди між японською корпорацією та німецькою фірмою: «Ми із задоволенням відзначаємо, що нам вдалося формально закріпити співпрацю з MicroVision з метою виробництва, дистрибуції та реалізації технології PicoP на основі зеленого лазера».
Екран нового навігатора є прозорим пластиковим листом, який поміщається на лобове скло навпроти водія і відображає інформацію з GPS-пристрою. Тепер можна стежити за супутниковою картою, не відволікаючись від водіння. З метою безпеки система зроблена максимально простий у користуванні. На прозорий монітор потрапляє лише необхідна інформація. Для її проекції у пристрої використовується зелений висококонтрастний лазер. Інженери обіцяють, що зображення, яке отримується за його допомогою, можна буде бачити і вдень, і вночі.
В даний час розробляються методи, що дозволяють визначати, куди саме спрямований погляд водія в кожний момент часу, та проектувати необхідну інформацію за допомогою HUD саме у цю точку на вітровому склі. Метод передбачає використання портативної відеокамери та лазера. Промінь лазера відбивається від рогової оболонки ока водія, що дозволяє точно визначити, куди саме дивиться водій. Ймовірно, детектор руху погляду водія буде використаний для визначення самопочуття водія, чи не спить він. При виявленні відхилень буде подано сигнал тривоги, звуковий чи світловий.
Перспективні засоби відображення інформації. При продовженні комп'ютеризації всіх автомобільних системвсе більше функцій стає доступним. Вже сьогодні є можливість регулювати потік інформації водієві, тобто на один і той же дисплей виводити різні дані, необхідні водієвісаме в цей час. Яка саме інформація в цій ситуації потрібна водієві, визначає програмне забезпечення комп'ютера, але водій може викликати потрібні блоки даних на дисплей і самостійно. Наприклад, якщо температура рідини, що охолоджує, знаходиться в нормі, немає необхідності виводити показання на дисплей, якщо тільки водій сам не захоче цього зробити. Якщо на дисплеї виведено відстань, яку може пройти автомобіль із наявним запасом палива, не потрібно показувати кількість палива в баку і т.д.
Комп'ютер може при необхідності перервати нормальний процес виведення інформації та згенерувати на дисплей попереджувальне повідомлення типу: "палива залишилося тільки на 50 км пробігу" або "впав тиск у лівій задній шині". Застосування програм синтезаторів мови дозволяє робити такі повідомлення голосом, причому водій при конфігурації системи може встановити бажані параметри голосу: чоловічий чи жіночий, високий чи низький тощо. буд. Для привернення уваги водія використовують і прості звукові сигнали.
Ось такий ще варіант
Голографічне зображення є тривимірним уявленням реального об'єкта, при цьому використовуються лазерні випромінювачі - проектори та відповідний екран. В даний час проводяться дослідження та розробка апаратури з метою підвищити безпеку їзди у темний час доби. Один із варіантів такий: інформація знімається з інфрачервоних відеокамер, обробляється, голографічне зображення проектується на лобове скло перед водієм. За рахунок використання цього своєрідного приладу нічного бачення керування автомобілем у темну пору доби спрощується.
Але, як виявилось, електроніка в автомобілі не лише допомагає, а й заважає. Дослідження, проведені у групі водіїв вікової категорії старше 60 ліг, показали, що користування електронною карткою сильно відволікає водія від дороги. Реакція водія похилого віку, який під час руху змушений відволікатися на телематику, знижується на 30...100 відсотків порівняно з його 18-30-річними колегами.
На даний момент поширення такої системи відображення мінімальне, але вже до 2020 року відсоток автомобілів, оснащених HUD може зрости до 9 відсотків. На даний момент стримує розвиток такої системи, як більшість інноваційних рішень, лише дорожнеча виконання. Хоча мені здається вже впритул за ціною підійшло до вартості популярних відеореєстраторів та навігаторів.
Хтось може вже користується такого типу пристроями? Поділіться враженням...
А ми чекатимемо, коли технології рвонуть далі і ми спостерігатимемо всю цю інформацію прямо на лобовому склі без додаткових пристроїв в інтерактивному режимі
Нижче ми наводимо приклад навігації, що вже працює, за допомогою проектора HUD.
Pioneer SPX-HUD01 Проекційний дисплей NavGate HUD
Проектор Pioneer NavGate SPX-HUD01– це абсолютно новий погляд на сучасну автонавігацію, революційний крок у розробці навігаційних пристроїв для автомобілів. Після появи на ринку сучасної електронікипроекторів подібного типу (перед компанією Pioneer аналогічний пристрій випустила також компанія Garmin) автомобільна навігація вийшла на новий щабель розвитку, стан набагато зручнішою і функціональнішою. Передбачається, що замовити і купити в свій автомобіль такий гаджет захочуть автолюбителі, які звикли використовувати максимум можливостей сучасної техніки і віддають перевагу передовим та інноваційним пристроям.
Проектор NavGate SPX-HUD01– це інноваційне електронний пристрійвід японської компанії Pioneer, що використовується для автомобільної навігації за допомогою смартфона. Абревіатура HUD у назві даного електронного гаджета розшифровується як "head-up display".
Цей пристрій оснащений унікальним DLP-проектором, який кріпиться до розташованого над сидінням водіясонцезахисному козирку. Цей проектор проектує актуальну інформацію про рух авто, а також про його маршрут на віртуальний 30-дюймовий екран, що знаходиться перед лобовим склом автомобіля, за три метри від нього, трохи вище за лінію горизонту. Використання даного електронного пристрою дозволяє водієві контролювати місцезнаходження свого автомобіля, а також слідкувати за маршрутом, не відволікаючись від дороги. Таке рішення робить автомобільну навігацію зручнішою і безпечнішою і дозволяє водієві постійно контролювати ситуацію на дорозі, дізнаватися про визначні пам'ятки, прокладати маршрут і використовувати всі інші можливості сучасної автомобільної навігації. Крім цього, на віртуальний дисплей видаються дані поточного часу, попередження про світлофори, інформація про поточну швидкість автомобіля, її обмеження на даній ділянці траси, відстань до кінцевого пункту, а також орієнтовний час прибуття.
Використання в даному пристроїпроектора DLP , що створює висококонтрастне зображення з насиченими, глибокими квітамина віртуальному тридцятидюймовому дисплеї, позбавляє водія необхідності додатково фокусувати свій погляд. Завдяки цьому очі водія менше втомлюються під час руху, а сам він позбавляється необхідності розосереджувати свою увагу між спостереженням за дорогою і контролем дорожньої ситуації на дисплеї автонавігатора. Вся актуальна інформація виводиться на дисплей проектора Pioneer NavGate HUD у чіткому, лаконічному вигляді, вона ретельно відбирається та робиться максимально корисною з точки зору своєї функціональності, щоб не відволікати водія від водіння. Чіткі та прості інструкції, які отримують водій від навігатора, роблять автомобільні розв'язки більш зрозумілими та спрощують процес орієнтування на дорогах.
Технологія підвісних дисплеїв спочатку була розроблена для використання в авіаційній галузі. Після вдосконалення та модернізації технологія ця була адаптована для застосування її на сучасному автомобільному транспорті. Дана технологія досить перспективна, оскільки її використання дозволяє відображати у високій роздільній здатності корисну для водія інформацію, безпосередньо, у полі його зору, що дає можливість контролювати маршрут, не відриваючи від дороги свого погляду.
Пристроєм зручно користуватися в будь-який час доби: завдяки застосуванню в ньому спеціальних датчиків освітлення, яскравість зображення, що проектується, автоматично регулюється відповідно доби, а також погодним умовам.
Проекційний дисплей NavGate HUD функціонує у взаємодії зі смартфоном, на який має бути попередньо встановлений сумісний з ним мобільний додаток CoPilot. Ця програма характеризується широким набором функцій: підтримкою голосового керування, наявністю докладної навігації із зазначенням поворотів, можливістю детального планування маршруту, а також збереження в пам'яті докладних автомобільних карток міста для використання їх в офлайн режимі та ін.
NavGate HUD використовується у зв'язці з мобільним телефоном iPhone четвертого-п'ятого покоління, а також зі смартфонами, що функціонують на операційній системі Android. Даний електронний пристрій сумісний з програмою для iPhone iGO Primo – функціональним навігаційним додатком з підтримкою голосової 3D навігації, що включає пошук на місцевості, вказівку поворотів, реалістичне відображення автодорожніх розв'язок, складання зелених маршрутів та інші зручні функції. Також він може працювати з мобільним додатком CoPilot, який користувачеві необхідно придбати та встановити на свій смартфон, активувавши після покупки функції HUD. Ця програма через динамік смартфона або встановлену в салоні автомагнітолу за допомогою Bluetooth відтворює голосові підказки, в який бік слід повертати на перехрестях. Якщо через автомобільні гучномовці або мобільний пристрій відтворюється музика, перед звуком голосових підказок вона буде автоматично приглушена. Крім цього, функціонування проекційного дисплея та смартфона у зв'язці побудовано таким чином, що робота навігатора не припиняється навіть під час здійснення користувачем телефонних дзвінків: проектор Піонер NavGate SPX-HUD01 продовжує давати чіткі вказівки щодо руху руху під час розмови по телефону.
Даний проектор укладений в стильний корпус ергономічної форми, що гармонійно вписується в дизайн будь-якого салону. сучасного автомобіля. Перед корпусом розташовується оптичний екран, виготовлений з високоякісного полікарбонату, напівпрозоре скло, що використовується для створення перед лобовим склом автомобіля віртуального тридцятидюймового дисплея. На корпусі розташований роз'єм живлення, призначений для заряджання пристрою, а також USB порт, який використовується для підключення до проектора смартфона. Також на корпусі проектора є слот для Micro SD картки, яка використовується для запису оновлень програмного забезпеченняпристрої.
Світ автоелектроніки розвивається швидкими темпами. Щороку з'являються нові пристрої, покликані підвищити потужність двигуна, оптимізувати роботу підвіски, покращити паливну економічність або людей, що знаходяться в салоні.
Деякі електронні новинки дуже швидко доводять доречність своєї присутності в автомобілі, після чого в короткі терміни стають стандартним атрибутом комплектації моделей, що сходять з конвеєрів. До таких пристроїв відносяться , бездротовий зв'язок, системи круїз-контролю, та ін. Разом з тим існують цілий клас інших електронних пристроїв, які довгі роки після винаходу продовжують вважатися перспективними. Вони піддаються нескінченним удосконаленням, відстоюють своє "місце під сонцем" за допомогою думок авторитетних фахівців, навіть встановлюються на конвеєрах окремих брендів, але так і не можуть похвалитися справжньою народною любов'ю. У автомобілістів подібні пристрої прийнято називати «автоекзотикою». Яскравим представникомГрупи є системи проектування інформації на лобовому склі.
Історія розробки
Перші системи проектування даних на лобовому склі з'явилися у військовій авіації. Практично одночасно технологію відображення інформації на склінні кабіни застосували радянські та американські авіаконструктори у 70-х роках минулого сторіччя. У СРСР система отримала назву ІЛС (індикація на лобовому склі), у США – HUD (Head-Up-Display – дисплей для піднятої голови).
(Клікніть для збільшення картинки)
Розробка мала на меті максимальну концентрацію уваги льотчика на повітряній обстановці шляхом усунення необхідності відволікання погляду на показання приладів. Інженери General Motors "підглянули" ідею і перенесли її на автомобільну ниву, результатом чого в 1988 стала поява першого проектора HUD на Oldsmobile Cutlass Supreme. Лише через 14 років аналогічний пристрій з'явився на іншому автомобілі GM – престижному Chevrolet Corvette. У Європі піонером застосування проекційних систем стала компанія BMW. Роботи з розширення функціоналу HUD сьогодні проводять інженери Volvo та Audi. Найвищу активність у розробці нового напряму виявили японці: з 1989 року компанія Nissan почала комплектувати проекційними системами окремі моделіна конвеєрі. Згодом та інші японські виробникивизнали необхідність оснащення автомобілів системою HUD, тому сьогодні майже всі машини, які вони випускають для внутрішнього ринку, мають таку опцію.
Принцип дії та інформація, що виводиться
Виконавчий пристрій (або проектор) формує на своєму екрані інформаційну картинку та передає її на прозору плівку, розташовану на лобовому склі. Службову інформацію проектор може отримувати від бортового комп'ютера, навігатора, формувати самостійно за даними GPS та ін. Більшість моделей мають здатність відтворювати мовну інформацію або видавати звукові попередження.
(Клікніть, що б збільшити)
На відміну від авіаційних систем, Де в поле зору льотчику може виводитися великий обсяг інформації, автомобільні проектори на сьогодні мають досить мізерний набор відображуваних параметрів. До них належать:
- швидкість автомобіля;
- оберти двигуна;
- температура охолоджувальної рідини;
- номер вибраної передачі трансмісії;
- напруга бортової мережі та рівень зарядки акумуляторної батареї;
- показання системи контролю паркування;
- піктограми контрольних лампта дані навігатора.
Актуальність опрацювання. Перспективи та проблеми
Певне новаторство та раціональне зерно у спробах виробників привчити автомобілістів до простого сприйняття бортової інформаціїз лобового скла є. Основна ідея аналогічна тій, що вирішувалася і в авіації: увага водія не повинна відволікатися від дорожньої ситуації, і це реально підвищує безпеку всіх учасників дорожнього руху. Розробники систем намагаються підвищити функціонал і можливості ІЛС, обіцяють, що незабаром зображення переміщатиметься лобовим склом, слідуючи за напрямом погляду водія. Для цього планують застосовувати портативні камери та лазери. А поголовна комп'ютеризація бортового обладнання дозволяє будувати складні алгоритми виведення великого обсягу інформації з урахуванням потреб конкретного водія.Але у системи проектування є і серйозні мінуси, які не дають їй поки що набути статусу стандартного обладнання для кожної серійної моделі.До таких недоліків відносяться висока вартість оригінального пристрою, обмеженість параметрів, що виводяться, і залежність якості зображення від стану лобового скла. Проведені в деяких країнах дослідження показали також значне зниження уважності водіїв старших вікових групз появою на лобовому склі інформації від проектора. Тобто існує велика група водіїв, які через віковий консерватизм не можуть і не хочуть звикати до появи на лобовому склі будь-яких зображень. Якщо ж Ви з якихось причин не хочете або через обставини не можете самостійно перегнати свій автомобіль, зверніться в
В будь-який сучасній машиніперед водієм світиться ціла купа різноманітних приладів. Як мінімум, це спідометр і датчик рівня палива. Але в більшості випадків набір куди повніший: годинник, інформаційний дисплей, тахометр, датчик температури та інші індикатори. А можна знайти машини з цілим "іконостасом" із десятка аналогових приладів. Але так було не завжди.
Найважливіший прилад
Автомобілі початку XX століття по конструкції були дуже далекі від нинішніх, у багатьох не було звичних систем освітлення, датчиків, салону і навіть лобового скла. А такі елементи, як трансмісія та системи охолодження, запалення та гальм виглядали дивно та незвично. Потрап сучасний водійза кермо такої машини, він навряд чи зміг би навіть рушити з місця: майстерність шофера була дуже складною і вимагала гарного знання конкретної конструкції аж до 60-х років минулого століття. А допомогти йому в цьому мали точний слух та вірне око.
Аж до початку 1920-х років приладів в автомобілях, вважайте, не було - навіть звичний нам спідометр був відсутній як опція: не існувало тих швидкостей, які можна було б вимірювати, та й до коней без цієї опції всі звикли. Вказівником рівня палива було, як правило, звичайне мірне скло — банальна трубка, що працює за законом судин, що сполучаються. Рівень рідини, що охолоджує, особливо не перевіряли: навіть якщо охолодження було водяне, воду все одно заливали прямо перед поїздкою з мірного посуду. Обов'язковий датчик рівня води був тільки у локомобілів, та вольтметри та амперметри – у електромобілів.
Одним із перших приладів, який почав з'являтися в автомобілях, став саме амперметр. Після масової появи батарейного запалювання, електростартерів та електричного освітленнягостро постало питання про контроль заряду акумулятора, і амперметр надовго зайняв своє місце на панелі приладів. Рівень палива все ще вимірювався паличкою прямо в баку, а ось швидкість перестали прикидати на око — у машинах почали з'являтися спідометри та й швидкості до 30-х років сильно підросли.
Вийшла у 1923 році Ford Model T задовольнялася лише амперметром та трубкою-покажчиком рівня палива. З іншого боку, дуже дорогі машини пропонували значно серйозніший інструментарій. Компресорний Mercedes 6/25/40 hp 1921 мав уже чотири прилади, у тому числі спідометр, манометр тиску масла і наддуву, а гоночний 240-сильний Bentley з наддувом Blower 1930 - всі дев'ять, включаючи контроль температури мотора і масла, а також два індикатори якості та наявності.
До речі, панель приладів цих машин вже мала освітлення для комфортного руху вночі, а показання майже всіх приладів були важливі. Підсвічування організували у вигляді «грибків» з лампами всередині, які висвітлювали зону розташування приладів у салоні. Чим дорожчою і складнішою була машина, тим більше інформації давала панель приладів, та й дизайнерська думка не стояла на місці. На шикарному Cord 812SC 1936 року ми бачимо вісім приладів, які, безсумнівно, є одним з елементів оформлення салону. Тут же можна помітити передовий варіант підсвічування - воно індивідуальне, з використанням кільцевого світловода навколо приладу. Таке підсвічування стане масовим лише в 50-ті роки і затримається в авто надовго.
Натуральні матеріали та натуральні шкали
Бурхливий прогрес 30-х років, масова поява систем водяного охолодження з примусовою циркуляцією, закритих кузовів та перенесення бензобака подалі від двигуна, а також використання паливних насосів вплинули і на дизайн панелей приладів. Так, спідометр став неодмінним атрибутом панелі приладів поряд з амперметром. Датчик температури і датчик рівня палива з'являються в машинах все частіше, але здебільшого це ще не стрілочні індикатори.
На Ford V8 покажчик рівня палива - це просто трубочка, що показує тиск у баку: за аналогією зі звичайним манометром тут використовується більш важка рідина, ніж бензин, для зменшення амплітуди. На ряді варіантів встановлюється датчик температури, заснований на тому ж принципі, тільки він вимірює щільність (і температуру) охолоджуючої рідини.
Фонове підсвічування шкал гідровказівників цілком природне рішення. Підсвічувалися і стрілочні індикатори - зверніть увагу на цікаву реалізацію шкали: вона втоплена всередину щодо її верхньої частини. Вночі всередині приладу працювала лампа і світилася шкала.
Датчики Ford A deluxe-Ford V8
Порівняно невеликі обсяги випуску та низький рівень автоматизації виробництва дозволяли вносити корективи в панелі приладів у міру появи більш просунутих приладів та зміни моди. До того ж постачальників приладових панелей і самих приладів на конвеєр могло бути кілька, різних комплектаціяхвикористовувалися різні варіанти.
До 1938-1939 років приладові панелі на машинах майже втратили гідравлічні покажчики температури та рівня палива, але такі прилади, як манометри, залишилися. У легкових машинах часто застосовується покажчик тиску масла, а для вантажівок з пневматичними гальмами- Ще й покажчик тиску в магістралі.
Повоєнні тенденції. Лампи контролю та хімія в життя
Приладові панелі післявоєнних автомобілів відрізняються в першу чергу дизайном. Тут і стрічкові спідометри, і спроби емуляції цифрових індикаторів. Грати в «дизайн» стало модним, згадайте хоча б нашу «Волгу» ГАЗ-21 та її спідометр із «природним» підсвічуванням. Для потужних машинстандартом де-факто стає тахометр, а годинник виявився просто зручним аксесуаром, який намагалися розмістити в автомобілі. До появи цифрових індикаторів це один із важливих елементів оформлення інтер'єру.
Одна з прикмет часу — впровадження ламп-індикаторів та формування «стандартного» набору приладів та контрольних ламп в єдиному блоці. Тепер серед іншого приладова панель намагається інформувати водія про включені світлові прилади, відхилення в параметрах роботи двигуна та трансмісії від норми. Підвищення надійності силових агрегатів, спрощення системи мастила, систем живлення та охолодження знаходять відображення у тенденції до мінімалістичності.
Кількість стрілочних індикаторів намагаються обмежувати. Вже до кінця 50-х років на легкових автомобіляхпанель приладів стає компактною і переміщується ближче до водія. На довоєнних машинах це було рідкісне і не дуже популярне рішення, але зі зменшенням числа приладів і переходом на електричне підключення воно знаходить все більше шанувальників. Тепер «приладова панель» — це окрема установча деталь, а не частина передньої панелі, яка, у свою чергу, намагається бути не тільки стильною, а й травмобезпечною.
Досягнення хімічної промисловості у вигляді напівпрозорих матеріалів позначаються і на зовнішньому виглядіпанелі приладів. Форма диктується міркуваннями дизайну, а варіантів виконання форми та підсвічування стає більше. Самі індикатори поки що виключно аналогові - котушка і стрілка, індукційний спідометр або просто манометр.
Космос на землі та торжество лаконічності
Наприкінці 70-х років дизайнери отримали шанс на втілення своїх найсміливіших фантазій щодо реалізації нового інтерфейсу користувача автомобіля. Першим став другий випуск люксового Aston Martin Lagonda 1976 року, в панелі приладів якого з'явилися справжні цифрові індикатори, а в третій серії 1986-1987 років навіть використовувалася справжня електронно-променева трубка, як у телевізорів тих років.
Втім, компанія Citroen сильно не відставала: на модель CX з 1974 по 1985 рік можна було в якості опції встановити панель приладів Spaceship. Щоправда, тут цифрові індикатори були вже не зовсім справжні, зате підхід до ергономіки — вкрай цікавий: на козирок панелі приладів винесли всілякі перемикачі. Початок 80-х дозволив впровадити «лагондівські» технології на куди більш масових машинах, наприклад, цифрова панель приладів покладалася топовим версіям недорогого Renault 11, Opel Kadett E, або Opel Vectra 2000, Chevrolet Cavalier Z24, Pontiac TransAm, або Subaru XT Turbo, це вже не кажучи про дорожчі моделях Cadillacчи концепт-карах.
Втім, незважаючи на те, що надійність подібних приладових панелей вже не викликала серйозних побоювань, як це було у випадку з Aston Martin, особливого поширення вони не отримали. Навпаки, найбільш популярними стали максимально лаконічні панелі приладів з мінімумом покажчиків. Спідометр, покажчики температури, рівня палива, часто тахометр і все. Амперметр зник із приладових панелей ще в 70-ті, з появою простих контрольних ламп заряду, а економетри, датчики тиску або температури оливи застосовувалися вже дуже обмежено.
Стріляльний годинник часто використовувався як заміна тахометра в недорогих комплектаціях. Натомість були зроблені серйозні зусилля для покращення читаності приладів у нічний та денний час. Змінився підхід до ергономіки робочого місця водія. В принципі, це також «космічні» технології. Тепер не тільки розташування органів керування автомобілем враховувалося при проектуванні, а й розташування та форма індикаторів.
З'явилися шкали приладів, що краще читаються. фонове підсвічуванняшкал і стрілок, регулювання яскравості підсвічування в автоматичному та ручному режимах, і нарешті, були впроваджені оптитронні панелі приладів, у яких контрастність зображення задавалася вже не зовнішнім освітленням, а тільки підсвічуванням.
Ще один якісний стрибок – перехід до цифрового керування аналоговими індикаторами. Вже в середині 90-х спідометри стали цифровими, а всі стрілки приводилися в управління кроковими моторами. Зрозуміло, контролюється робота такої панелі приладів вбудованим комп'ютером. З'єднання панелі з іншими елементами машини - тільки електричне. І стрілки перестали «танцювати» на нерівностях, показання рівня палива стали точнішими, а неодмінним атрибутом панелі приладів з'явився додатковий інформаційний дисплей.
Панелі приладів цього покоління добре знайомі всім сучасним автомобілістам: більша частина машин оснащується подібними рішеннями досі.
Майбутнє, яке вже було
Мода на «космос» не пішла зовсім, піддавшись вивіреній ергономіці. Намагання впровадити черговий набір цифрових індикаторів не припинявся. Цілий ряд машин з проміжку з 1982 року до початку 2000-х оснащувався цифровими панелямина основі VFD чи LED-дисплеїв. Додаткові екрани MID та бортових мультимедійних систем ставали більшими, кращими та інтегрувалися в бортові системи автомобіля. Еволюція зробила те, що не змогла революція: поступове зростання якості та розмірів інформаційних дисплеїв панелі приладів потроху витіснило аналогові індикатори.
Навіть на найдешевших машинах кількість стрілочних приладівпоступово скорочується, зробити недорогий монохромний дисплей значно простіше, ніж якісний аналоговий індикатор. Починаючи з початку 2000-х років розміри і якість допоміжних дисплеїв панелі приладів безперервно зростали, і на них покладалося все більше функцій. З простих монохромних символьних вони стали монохромними графічними, та був кольоровими. Поліпшувалося їх дозвіл, і вони почали інтегруватися в мультимедійне середовище автомобіля.
Відмова від аналогових приладів виявилася лише питанням часу: спочатку Jaguar, а потім і інші бренди перейшли на повністю цифрові панелі приладів, стрілки на яких повністю мальовані, а сама панель може працювати монітором бортової мультимедійної системи. Зараз повністю цифрова панель приладів вже не ознака преміальної машини з передовими технологіями — топові комплектації звичайних масових хетчбеків і кросоверів дозволяють долучитися до новинки простим людям.
Просто перед очима
Суперечки про те, де ергономічніше розташовувати прилади, ведуться досі, і постійно перебувають сміливці, які намагаються змінити традиційний погляд водія на прилади. Традиційний це через обід керма, прямо перед собою.
Розташування приладів по центру машини, вище та подалі від водія – один з небагатьох альтернативних варіантів, а ось у компанії Peugeot впевнені, що краще дивитися на прилади поверх керма, коли панель приладів розташована просто дуже високо. Ніхто не сумнівається, що найкраще проектувати важливі свідчення прямо на лобове скло перед водієм. Це дозволить не відволікатися від дороги, а також уникнути зміни акомодації очей при зчитуванні показань приладів.
HUD - Head Up Display технологія - прийшла з авіації, де застосовується вже добрих півстоліття, технологія напівпрозорих екранів і дзеркал з'явилася ще в 30-ті роки, а в 40-ті дані радара вже проектувалися прямо на лобове скло літака. У машинах HUD з'явився набагато пізніше, в 1988 його як опцію запропонували для Oldsmobile Cutlass Supreme і Pontiac Grand Prix, а на Nissan 240SX 1989 він був стандартним оснащенням топової версії. Зараз технологія доступна на безлічі машин як опція, а HUD-гаджет можна поставити взагалі в будь-яку машину з OBD2-портом.
Зазвичай список показань обмежується швидкістю, аварійними індикаторами та підказками навігаційної системи. Але робляться спроби інтегрувати HUD-дисплеї до системи доповненої реальності, адже вони для цього підходять ідеально. У поєднанні з технологією розпізнавання дорожніх знаків, людей і об'єктів, що рухаються, це створює передумови для подальшого підвищення безпеки дорожнього руху та збільшення комфорту пересування у складних умовах видимості. А враховуючи прогрес цифрових технологій та потенційні можливості, найближчим часом варто очікувати на появу технології вже не на прототипах, а на серійних машинах. Тим більше, що перший досвід компанії Pioneer Corporation у 2012 році довів: AR-технології вже можуть працювати, питання лише в їхній корисності та ступені інтеграції з бортовими системами автомобіля.
