Чого очікувати найближчими роками? Чому і як твій автомобіль стане розумним? В якому напрямку розвиватиметься автомобільна сфера? Які технології вже доступні і які чекають на тебе?
Дуже багато речей може змінитися лише за одне десятиліття. Наприклад кожні 5 років комп'ютерна техніка сильно застаріває. Правда до технологій як у фільмі «Зоряні Війни», нам ще далеко.
Почнемо. Наприклад, якщо ти читаєш цей текст, то маєш доступ до інтернету. А якщо повернутися назад, наприклад 1995 року, інтернет був доступний дуже малому колу осіб, втім, як і комп'ютер. Але з того часу все різко змінилося. Тепер доступ в інтернет можна отримати і з телефону, з плеєра, вибрати провайдера, більш відповідного під ваші потреби та фінансові можливості, і так далі.
Те саме і з автомобілями, де навіть китайці встигли впровадити нову систему Android у свій автомобіль. До речі, раніше зустріти таку кількість подушок безпеки в різних варіантах ( бічні, що захищають колінаі т. д.) не можна було на жодній машині.
Електромобілі можна було зустріти лише на полях для гольфу. Автомобілі теж змінюються, і швидкість впровадження нових технологій щороку тільки збільшуватиметься.
Інтернет та автомобіль?
OnStar
Є можливість віддалено уповільнювати транспорт, заважаючи викрадачам втекти від поліціїпри гонитві. Тепер з'явилась нова можливість, яка допоможе повернути вкрадені машини за годинник, якщо не за хвилини.
Нова технологія називається Remote Ignition Block ( віддалене блокування запалювання). Оператор OnStar має можливість надіслати сигнал комп'ютеру у викраденій машині, який викличе блокування системи запалення і не дозволить перезапустити його.
"Ця можливість не тільки допоможе владі повернути вкрадені автомобілі, а й запобігатиме небезпечним гонитвам."
Голографічні інформаційні дисплеї
Подібні системи можна побачити у або . Суть у тому, щоб виводити інформацію безпосередньо на лобове скло. Зараз є діючі моделі, здатні виводити інформацію про швидкість, напрямок руху та іншу. А в найближчому майбутньому ми зможемо і орієнтуватися на дорозі, навіть не бачачи її. Наприклад, компанія General Motors вже зробила перші кроки у цьому напрямку.
Зараз General Motors у співпраці з низкою університетів розпочала розробку так званого «розумного скла». GM розраховує перетворити скло на прозорий дисплей, на який може бути виведена така інформація, як дорожня розмітка, дорожні знаки або різні об'єкти, такі як пішоходи, Яких у туман чи дощ розпізнати на дорозі буває дуже проблематично.
Частково така технологія була показана на Light Car, де за допомогою світлодіодної технології LED, автомобіль використовує прозорі задні двері як проекційний екран, для видимого зв'язку між машинами, що дуже корисно для всіх автомобілістів. Наприклад, з якою силою тисне на гальма, водій можна показати автомобілю, який їде ззаду при освітленні масштабу картинки на дисплеї.
Спілкування вашого автомобіля не лише з іншими машинами, а й з інфраструктурою!
Незабаром усі автомобілі будуть пов'язані між собою та дорожньою структурою в єдине ціле, в єдину мережу, яка вже зараз має свою назву - "car-to-X communication". Сьогодні кілька компаній, серед яких Audi, розпочали її створення. Суть розробки в тому, щоб уможливити «спілкування» вашого автомобіляне тільки з іншими машинами, але й з інфраструктурою, наприклад, з веб-камерами на перехрестях, світлофорами або дорожніми знаками.
Знаючи про стан світлофорів, завантаженість вулиць та дорожні умови, машина може заощаджувати енергію, застерігаючи водія від непотрібних розгонів/гальмування. Машина навіть зможе самостійно резервувати місце на парковці. Якщо автомобіль потрапив в екстрену ситуацію, він зможе повідомити про це навколишнє авто, щоб інші водії могли вчасно зменшити швидкість і уникнути зіткнення.
Audi показала частину цих інновацій на прикладі E-tron
https://www.youtube.com/v/iRDRbLVTFrQ
Поліпшення системи безпеки
Говорячи про технології, здатні покращити ситуацію з безпекою, одне з основних завдань розробники бачать у тому, щоб «утримати» нас на одній смузіабо взагалі на дорозі в особливо тяжких випадках .
Поліпшена система запуску двигуна
Насправді така система – це справа не завтрашнього дня, а вже сьогоднішнього. Але про них не можна не сказати, оскільки вони є одним із елементів тієї самої ефективності використання ресурсів. Мова йде про систему автоматичного запускуабо зупинки двигуна.
Такі рішення вже зараз можна спостерігати практично на всіх: коли він зупиняється - двигуни вимикаються; щоб рушити з місця, не треба знову заводити мотор, а достатньо лише натиснути на педаль газу. А якщо говорити про майбутнє цієї технології, то вона згодом може бути тісно інтегрована із системою car-to-X, щоб ще більше знизити витрати пального. Наприклад, отримавши інформацію про те, що на перехресті світлофор спалахнув червоним, автомобіль може вимкнути основний двигун і продовжити рух тільки на електродвигуні, тим самим заощадивши трохи енергії.
Автопілот або чіткий круїз-контроль
Системи допомоги при гальмуванні за допомогою встановлених на автомобіль ехолокаторів/лазерів або радаріввже стали стандартною опцією, що встановлюється в дорогі автомобілі. Але, як і інші розробки, що спочатку з'явилися в автомобілях верхнього цінового діапазону, ця так само швидко перекочує і в більш дешевий сегмент.
Цей вид технології, який здатний запобігти зіткненню з транспортом, що йде попереду, може допомогти в безпеці руху і стане в нагоді в основному водіям-початківцям, так що його поява буде дуже доречною. Якщо виробники продовжуватимуть продовжувати вдосконалення даної технології, а це саме так і буде, незабаром ми зможемо побачити щось схоже на автопілот.
“Наша мета на 2020 рік, щоб ніхто не постраждав від автомобілів Volvo”, заявляє старший радник з безпеки Томас Бергер, говорячи про нову систему виявлення пішоходов.
Моніторинг руху або "Мертві зони"
Ще дві, безсумнівно, потрібні технології, які можуть допомогти у покращенні ситуації з безпекою – це моніторинг так званих « мертвих зон» і система попередження перетину дорожньої розмітки. Наприклад, нова система, яку планується встановлювати в автомобілі, починаючи з 2011 року, комбінує ці дві технології. Система буде не тільки здатна попереджати водія, якщо він без поворотника почне перебудовуна сусідню смугу, але й перешкодить перебудовіякщо ряд буде зайнятий іншим транспортним засобом. Звичайно, Infiniti не буде єдиним автомобілемде ми зможемо спостерігати подібні технології.
Так звана «сліпа зона». Такі компанії, як BMW, Ford, GM, Mazda та Volvo, пропонують спеціальні системи, які використовують вбудовані в дзеркала камери або датчики, що контролюють мертві зони. Невеликі лампочки аварійної сигналізації, що встановлюються поруч із дзеркалами заднього виду, попереджають водія про знаходження автомобіля в мертвій зоні, а якщо ніякої реакції від водія не надійшло і він почав перебудову, система приймається більше активно попереджати про перешкоду, видаючи звуки, або, залежно від марки, починається вібрація кермового колеса. Мінусом є те, що подібні системипрацюють лише на невеликих швидкостях.
Система Cross Traffic Alert:це радар, який працює на базі системи моніторингу "мертвих зон". Система здатна визначати рух автомобілів у перехресному напрямку під час їзди заднім ходом . Cross Traffic Alert вміє визначати наближення авто на відстані 19,8 метра як з лівого, так і з правого боку, де встановлені спеціальні радари. У Наразіця функція доступна на автомобілях Ford та Lincoln.
Перетин дорожньої розмітки
Декілька компаній, серед яких Audi, BMW, Ford, Infiniti, Lexus, Mercedes-Benz, Nissan та Volvo, пропонують схожі другна одного рішення. Для роботи системи використовуються маленькі камери, які зчитують дорожню розмітку, і якщо ви перетинаєте її, не включивши при цьому поворотник, система подає попереджувальний знак. Залежно від системи це може бути з вуковий або світловий сигнали, вібрація керма або невеликий натяг ременя. Наприклад, в Infiniti застосовується автоматичне гальмуванняз однієї із сторін автомобіля, щоб запобігти виїзду автомобіля зі смуги руху.
Паркування
Вже недалекий день, коли автомобілі зможуть їздити без допомоги людини. Задав потрібний пункт призначення, і сидиш собі попиваєш каву та переглядаєш ранкову пресу. Але поки що цей день ще не настав, а багато автовиробників починають нас до цього потихеньку готувати. Наприклад, багато компаній вже сьогодні встановлюють автоматизовані системи допомоги під час паркування. Діють такі системи так: автомобіль за допомогою радарів визначає, чи достатньо місця, щоб припаркуватися. Далі допомагає водієві вибрати правильний кут повороту керма і практично сам ставить автомобіль на місце для паркування. Звичайно, без допомоги людини поки що не обходиться, але вже скоро з'являться такі системи, в яких участь людини буде зовсім необов'язковою. Можна буде вийти з автомобіля та поспостерігати весь процес збоку.
Відстеження стану водія:стомлений водій може бути настільки ж небезпечний, як і водій, сів за кермо в нетверезому стані(А пити та потрібно в норму закону).
Інтегровані в автомобіль системи стеження, які розпізнають ознаки втомиу рухах та реакціях водія і попереджають про необхідність перепочити, доступні у кількох автовиробників. Це Lexus, Mercedes-Benz, Saab та Volvo. Наприклад, у Mercedes така система називається Attention Assist: вона спочатку вивчає манеру їзди, зокрема обертання обода рульового колеса, включення покажчиків повороту та натискання на педалі, а також стежить за деякими керуючими діями водія та такими нешніми факторами, як бічний вітер та нерівності дорожнього полотна. Якщо Attention Assist розпізнає втому водія, вона інформує його про необхідність зробити зупинку, щоб трохи перепочити. Робить Attention Assist це за допомогою звукового сигналу та попереджуючого повідомлення на дисплеї комбінації приладів.
У автомобілях Volvoтеж присутня схожа система, але працює вона дещо по-іншому. Система не контролює поведінку водія, а оцінює рух автомобіля на дорозі. Якщо щось відбувається не так, як має бути, система повідомляє водія, перш ніж ситуація стане критичною.
Камери нічного бачення
Завдяки системам нічного бачення можна скоротити випадки дорожньо-транспортних пригод у нічний час доби. В даний час пропонується такими компаніями, як Mercedes-Benz, BMW та Audi у новій моделі A8. Такі системи здатні допомогти водієві розглянути у темний час доби пішоходів, тварин або краще бачити дорожні знаки. У BMW для цього використовується інфрачервона камера, яка передає зображення на монітор у чорно-білому форматі. Камера розрізняє об'єкти на відстані до 300 метрів. Інфрачервона система Mercedes-Benzмає більше короткий діапазон, але здатна видавати більше чітке зображення, проте її мінусом є погана робота при низьких температурах.
А інженери компанії Toyota останнім часом працюють над покращенням систем нічного бачення, які можуть допомогти водіям впевненіше орієнтуватись у нічний час доби. Днями вони представили прототип камери, робота якої заснована на алгоритмах і принципах побудови зображень, відкритих в ході вивчення функціонування очей нічних жуків, бджіл та молі, які можуть бачити в ширшому діапазоні кольорів, а також пристосовані до повнішого уловлювання світла, якого не так уже багато в нічній темряві. Новий цифровий алгоритм обробки зображення може захоплювати якісні повнокольорові зображенняв умовах недостатнього освітлення з переміщається на високих швидкостяхавтомобіля. Плюс до цього камера здатна в автоматичному режиміадаптуватись до змін рівня освітленості.
Демонстрація роботи тепловізора - камери нічного бачення для автомобіля
https://www.youtube.com/v/ghzyW0HaXMs
Ремені безпеки
Торік Ford представив перші у світі ремені безпеки з надувними подушками. За словами розробників, дана системадозволить значно збільшити захист пасажирів задніх сидінь, і в першу чергу маленьких дітей, які частіше за дорослих схильні до травматизму в ДТП. Вбудована в ремінь подушка безпеки надується за 40 мілісекунд. Планується, що подібними ременями Fordбуде оснащувати моделі Explorer 2011 модельного року, але тільки для задніх пасажирів. У майбутньому подібні системи набудуть поширення і в інших автовиробників.
https://www.youtube.com/v/MN5htEaRk4A
Гібриди та електрики
Останнім часом практично всі автовиробники, і великі і маленькі, намагаються досягти більшої ефективності, або коефіцієнта корисної дії від силових агрегатів, при цьому роблячи ставку на нові види палива і двигуни, намагаючись знизити витрату і збільшити середній показник пробігу на одному заряді/заправці. Вже сьогодні ми можемо спостерігати велика кількістьсерійно випускаються, і практично кожен автовиробник має у своєму портфоліо гібридний автомобіль. У найближче десятиліття їх стане лише більше.
Бездротове заряджання акумуляторів
У зв'язку з подальшим розповсюдженням автомобілів на акумуляторних батареяхгостро постає питання про їх безпроблемну, а головне, швидкої перезарядки. Звичайно, можна розкрутити подовжувач зі штепселем з автомобіля та приєднати його до звичайної розетки. Але це кожному доступно.
Складно уявити міського жителя, що тягне штепсель на шостий поверх. Або зовсім футуристичним виглядає варіант з безкоштовними розетками на вулицях. Інший варіант, який здається не таким фантастичним, – це індукційні зарядні пристрої. До того ж технологія вже проходить обкатку на дрібніших пристроях, таких як плеєри та мобільні телефони. Такі зарядні пристрої можна було б вбудовувати в місця для паркінгу у великих магазинах, наприклад.
Активна аеродинаміка
Незважаючи на те, що всі автовиробники давно вже використовують аеродинамічні труби, і в цьому аспекті є куди прагнути.
Наприклад, компанія BMW, у своєму концепті BMW Vision Efficient Dynamics вже успішно використовує системи управління повітрозабірниками. Залежно від умов руху та температури зовнішнього повітря, заслінки перед радіатором по сигналу системи відкриваються або закриваються. Якщо вони закриті, це покращує аеродинаміку та скорочує час прогрівання двигуна, зменшуючи тим самим витрату палива. Звичайно, BMW не єдина компанія, що використовує цю технологію.
KERS - рекуперативне гальмування
Це вид електричного гальмування, при якому електроенергія, що виробляється тяговими електродвигунами, що працюють у генераторному режимі, повертається в електричну мережу.
Лише у сезоні 2009 року у « » на деяких болідах використовується система рекуперації кінетичної енергії (KERS). Розраховувалося, що це підштовхне розробки в області гібридних автомобілівта подальші вдосконалення даної системи.
Як відомо, Ferrari представила гібридне купе на базі 599-ої моделі, із системою KERS.
Автомобілі майбутнього
2057 рік. Обмежений простір міських вулиць та вертикальна архітектура вимагають від автопрому створення новітніх автомобілів, які зможуть вижити у міських джунгляхі влаштовувати перегони по вертикалі.Інноваційні рішення автовиробники знаходять у біомімікрії, де чотири нанолазерні колеса легко пристосовуються до будь-якої траси.
утримуються разом магнітними полями), яке може відновлювати свою форму по одному кліку на брелоку сигналізації або всередині автомобіля. Водій зможе вибирати тип корпусу авто з кількох можливих «встановлених» скінів. Вибір кольору машини просто необмежений – мрія для дівчат, що підбирають собі автомобіль під колір улюбленої губної помади.
Магнітні поля допоможуть концепту миттєво відновити після удару. SilverFlow відновлює свою первісну форму простою «перезавантаженням». Поява золотих областей інформуватиме про завершення «трансформації» та готовність автомобіля до поїздки.
Передача механічної енергії до коліс, на думку мерседесівців, передається спеціальною рідиною, молекули якої рухаються електростатичними наномоторами. Чотири поворотні колеса дозволять автомобілю розвертатися на місці і паркуватися боком. Керма та звичних педалей у SilverFlow ви не знайдете, прискорення та напрямок руху будуть задаватися двома важелями, встановленими з боків водійського місця.
Honda Zeppelin
Дана Хонда, була створена студентом, який навчався на факультеті дизайну автомобілів в університеті Hongik, що знаходиться в Кореї.
Sequence GT
Головні новини тижня
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 і т.п.), що передбачають можливість більш ефективно керувати дорожньою ситуацією в цілому, через 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 нині існуючі варіантирішень 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, які серйозно відрізняються від класичних автомобілів з 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 користуванняу деяких штатах США) припускають можливість повернення до ручного управління будь-якої миті. 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 особняком, що стоїть компанію Tesla, автовиробники всіляко прагнуть уніфікувати досвід використання електромобілів, гібридів та автомобілів з ДВЗ. 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 Ford робить 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» у автомобілях Land Rover(система дозволяє водієві бачити поверхню дороги, яка у 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 прозорого автомобіля японського університету Кейо. В ньому заднє сидінняавтомобіля 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 системи все 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 в 2012 році Mercedes-Benz представляв 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 пасажира у просторі та стежити за її рухами для регулювання та налаштування функцій авто. Навіть із екранами понад високого дозволу, 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 у салоні, в салоні майбутнього очікується наявність куди більша кількістьрізноманітних "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 залежно від заповненості, системи виклику таксі без диспетчера, «гейміфікація » та «досягнення» (наприклад нарахування балів за 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.
Панель приладів це добре, але коли додатково виводиться інформація на скло ще краще. Розкажемо про призначення проекційного дисплея, його різновиди, характеристики, вартість та відео
Зміст статті:
Все більше стає популярним проекційний дисплей, інакше його ще називають HUD або Head-Up Display. Великою перевагою такої технології вважається безпека руху та комфорт керування.
Головним призначенням є проекція на вітрове скло автомобіля актуальної інформації із панелі приладів. Зображення розраховане таким чином по висоті, щоб не відволікаючи увагу від дороги мати уявлення про стан автомобіля та швидкість.
Трохи передісторії
Вперше подібна технологія почала використовуватися в авіації, а ось в автомобільну промисловість проекційний дисплей потрапив лише 1988 року компанією General Motors. Через 10 років компанія GM вперше запровадила цю технологію із кольоровим дисплеєм.
Починаючи з 2003 року проекційний дисплей з'явився в автомобілях компанії BMW. Нині система проекції використовується в багатьох автомобілях преміум класу. З кожним роком технологія стає дешевшою, а отже доступнішою на автомобілях інших бюджетних класів.
Штатний проекційний дисплей
Назва говорить сама за себе, при покупці автомобіля він пропонується як опціональний. За конструкцією система включає проекційний дисплей, проектор і систему управлінням проекцією.
Щоб сформувати зображення виробники використовують проектор високої контрастності та насиченості кольорів. Зібравши сукупно параметри від різних вимірювачів автомобіля:
- датчиків двигуна;
- навігаційна система;
- система нічного бачення;
- адаптивний круїз-контроль;
- розпізнавання знаків та інші.
Завдяки проекційному дисплею водій отримує віртуальне зображення, що дозволяє сконцентрувати увагу на дорозі. Розпізнають два види екрану. Найчастіше найпоширенішим можна вважати спеціальну прозору плівку, яка клеїться на лобове скло. Вона перешкоджає розсіюванню зображення за різних погодних умовах. На машинах марки Mini виробник використовує прозорий екран замість плівки.
Залежно від виробника проекційного дисплея та систем, які він використовує, може проектуватися:
- дублювання різних датчиків на панелі приладів;
- сигнал про автомобіль у мертвій зоні;
- наявність пішоходів на узбіччі у темний час;
- швидкість автомобіля;
- обороти двигуна з тахометра;
- показники із навігаційної системи;
- сигнал про різні дорожні знаки.
Плюсом такого дисплея вважається універсальність та простота установки. Собою є портативний проектор, який можна встановити в зручному місцідля водія та виводити картинку на вітрове скло.
Найпоширенішими вважаються прилади компанії Garmin. Встановлюється безпосередньо на торпеду. Другим виробником вважається Pioneer, за інструкцією вона кріпиться на сонцезахисний козирок. У цьому випадку відеосигнал надходить на проектор через смартфон через Bluetooth або USB кабель.
Відразу варто врахувати, що функціональний набір мобільного проекційного дисплея у рази менший, ніж штатного. Найчастіше мобільний прилад включає показники системи навігації, швидкість автомобіля, але для цього потрібен смартфон і встановлене на нього спеціальне програмне забезпечення.
З найпопулярніших мобільних проекторів вважається апарат від Navdy. Дисплей можна підключити до смартфону через систему Wi-Fi або Bluetooth, також можна підключити його до бортовому комп'ютеручерез роз'єм діагностики.
Завдяки бортовому комп'ютеру на проекційний дисплей може виводитися інформація з різних датчиків приладів. Вбудована інфрачервона камера дозволить реалізувати жорстке керування проекційним дисплеєм із додаткового пульта керування.
Найпростішим із способів реалізації проекційного дисплея можна зробити зі звичайного смартфона. В основі такого лежатиме спеціальна програмаза допомогою якої виводиться певна інформація на екран смартфона.
Сам смартфон розташовується на панелі приладів, зображення з дисплея смартфона проектується (відображається) на лобове скло, тим самим показуючи водієві потрібну інформацію.
Програма спотворює зображення у дзеркальному вигляді те щоб на склі була правильна, читабельна інформація. Але все ж таки замінити стаціонарний не один з вище наведених дисплеїв, не зможе.
Ціна дисплея
Вартість штатного дисплеязалежатиме від виробника, в середньому його ціна як опції складатиме від 500 євро. Якщо взяти за основу мобільний проекційний дисплей компанії Garmin, його ціна коливається від 200 євро. Найдешевший і найпростіший спосіб це використання смартфона, достатньо купити спеціальну підставку за пару тисяч рублів і встановити біля вітрового скла та додати свій смартфон.
Варто відзначити, що технологія проекційного дисплея тільки на вітрове скло починає розвиватися. Вважається, що в майбутньому система Head-Up Display виводитиме на лобове скло повністю всю необхідну інформацію, у тому числі зображенні з бічних дзеркал заднього виду.
Відео принципу роботи проекційного дисплея:
Усі стикалися із ситуацією, коли погляд на екран навігатора, панель приладівабо 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 в 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 машинахкласичний HUD не побачиш.
Засновник та CEO компанії WayRay, винахідник Навчався в Російській академії народного господарства та державної службиза Президента Російської Федераціїза 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 використовувати плоску лінзу Френеля типу тих, які встановлюють на задні стеклаавтомобілів. 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 скло автомобіля, 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 виробництво одного 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 навігаторидля 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.
Запустити софт для моделювання та вивести повнорозмірну модель для редагування у просторі. Включити комунікатор та поговорити не з плоским зображенням співрозмовника на відеодзвінку, а з його об'ємною проекцією, через яку просвічується улюблений килим. Відсунути штору та побачити на шибці прогноз погоди, ситуацію з пробками, і взагалі – як воно там. Завести двигун автомобіля та отримувати на ділянці лобового скла додаткові оповіщення про дорожній розмітці, можливих небезпекта інших важливих відомостях.
Якщо раніше все це було долею наукових фантастів, то зараз подібне перейшло з розряду “Фантастика” до розряду “Найближче майбутнє”. Про те, як сучасні вчені наближають вік голографії, з чого все починалося і які труднощі розвитку голографічні технології зазнають на даний момент, ми намагатимемося розповісти в цьому пості.
Як створюються голографічні зображення
Людське око бачить фізичні об'єкти, тому що від них відбивається світло. Побудова голографічного зображення ґрунтується саме на цьому принципі – створюється пучок відбитого світла, повністю ідентичний тому, який відбивався б від фізичного об'єкта. Людина, дивлячись на цей пучок, бачить той самий об'єкт (навіть якщо дивиться на нього під різними кутами).Голограми ж вищого дозволу - це статичні малюнки, "полотно" яких - фотополімер, а "пензель" - лазерний промінь, який разово змінює структуру фотополімерних матеріалів. У результаті оброблений таким чином фотополімер створює голографічне зображення (на площину голограми падає світло, фотополімер створює тонку інтерференційну картину).
До речі, про саму інтерференцію. Вона виникає у разі, якщо у певному просторі складається ряд електромагнітних хвиль, у яких збігаються частоти, причому з досить високим ступенем. Вже у процесі запису голограми у конкретній області складають дві хвилі – перша, опорна, виходить безпосередньо джерела, друга, об'єктна – відбивається від об'єкта. Фотопластину з чутливим матеріалом розміщують у цій же області, і на ній виникає картина смуг потемніння, що відповідають розподілу електромагнітної енергії(Інтерференційна картина). Потім пластину висвітлюють хвилею, близькою за характеристиками до опорної, і пластина перетворює цю хвилю на близьку до об'єктної.
У результаті виходить, що спостерігач бачить приблизно таке ж світло, яке відбивалося б від початкового об'єкта запису.
Коротка історична довідка
Ішов 1947-йрік. Індія здобула незалежність від Британії, Аргентина надала виборчі права жінкам, Михайло Тимофійович Калашніков створив свій знаменитий автомат, Джон Бардін та Уолтер Браттейноміз проводять експеримент, що дозволив створити перший у світі біполярний транзистор, що діє, починається виробництво фотоапаратів Polaroid.А Денніс Габор отримує першу у світі голограму.
Взагалі Денніс намагався підвищити роздільну здатність електронних мікроскопів тієї епохи, але в ході спрямованого на це експерименту отримав голограму.
На жаль, Габор, як і багато уми, трохи випередив свій час, і у нього просто не було потрібних технологій, щоб отримувати голограми гарної якості (без когерентного джерела світла цього зробити неможливо, а перший лазер на кристалі штучного рубіну Теодор Мейман продемонструє лише 13 років опісля).
А ось після 1960-го (червоний рубіновий лазер з довжиною хвилі 694 нм, імпульсний, і гелій-неоновий, 633 нм, безперервний) справа пішла набагато бадьоріше.
1962 . Еммет Лейт та Юріс Упатнієкс, Мічиганський Технологічний Інститут. Створення класичної схеми запису голограм. Записувалися пропускаючі голограми - у процесі відновлення голограми світло пропускали через фотопластину, але деяка частина світла відбивається від пластини і створює зображення, яке видно з протилежного боку.
1967 . Перший голографічний портрет записують за допомогою рубінового лазера.
1968 . Удосконалюються й самі фотоматеріали, завдяки чому Юрій Миколайович Денисюк розробляє власну схему запису та отримує високоякісні голограми (відновлювали зображення шляхом відображення білого світла). Все проходить цілком непогано, настільки, що схема запису одержує назву “Схема Денисюка”, а голограми – “Голограми Денисюка”.
1977 . Мультиплексна голограма Ллойда Кроса, що складається з кількох десятків ракурсів, кожен із яких можна побачити лише під одним кутом.
Плюси – розміри об'єкта, які потрібно записати, не обмежуються довжиною хвилі лазера або розміром фотопластини. Можна створити голограму предмета, якого не існує (тобто просто намалювавши придуманий предмет у кількох ракурсах).
Мінуси - відсутність вертикального паралаксу, розглянути таку голограму можна лише горизонтальною осі, але з зверху чи знизу.
1986 . Абрахам Секе усвідомлює, що немає межі досконалості, і пропонує створити джерело когерентного випромінювання у приповерхневій області за допомогою рентгенівського випромінювання. Просторовий дозвіл у голографії завжди залежить від розмірів джерела випромінювання та його віддаленості від предмета – це дало змогу відновити у реальному просторі атоми, які оточували емітер.
Зараз
Сьогодні деякі прототипи голографічних відеодисплеїв працюють приблизно так само, як і сучасні РК-монітори: особливо розсіюють світло, формуючи псевдо-3D, а не створюють інтерференційну картину. З чим пов'язаний і головний мінус такого підходу – нормально оцінити таку картинку зможе лише одна людина, яка сидить під правильним кутом до монітора. Всі інші глядачі будуть не такі вражені.Звичайно ж, любителі наукової фантастики та нових технологій сплять і бачать, як голографічні дисплеї стануть такою ж звичною річчю, як wifi вдома чи фотокамера у смартфоні, порівнянна з не найгіршою мильницею. І хоча ідеальна голограма у розумінні більшості – це насправді не сьогодні і не завтра, розробки на цю тему вже активно ведуться.
Інститут науки та передових досліджень, Корея.Робочий прототип нового 3D-голографічного дисплея, ТТХ якого приблизно в кілька тисяч разів кращий, ніж у аналогів.
Слабка ланка таких дисплеїв - матриця. Поки що матриці складаються з двомірних пікселів. Корейці ж використовували звичайний (але добрий) дисплей разом зі спеціальним модулятором для фронту оптичного імпульсу. Результатом стала високоякісна голограма, щоправда, невелика – 1 кубічний сантиметр.
Був час, коли вважалося, що розсіювання світла - це серйозна перешкода для нормального розпізнавання об'єктів, що проектуються. Але як показує наша практика, сучасні 3D-дисплеї можна суттєво покращити, навчившись контролювати це розсіювання. Правильне розсіювання дозволило збільшити і кут огляду, і загальну роздільну здатність,- Зазначає професор Йонкен Парк.
Університет Гріффіта, Технологічний університет Суінберна, Австралія.Голографічний дисплей на основі графену.
Вчені озброїлися методом Габора, що згадувався на початку цієї посади, і зробили 3D-голографічний дисплей високої роздільної здатності на основі цифрового голографічний екран, Що складається з дрібних точок, що відбивають світло.
Плюси – кут огляд 52 градуси. Для нормального сприйняття картинки не потрібні додаткові приблуди у вигляді 3D-окулярів та іншого.
До речі, про 52 градуси. Кут огляду тим більше, чим менше буде використовуватися пікселів. Оксид графену обробляють шляхом фоторедукції, що створює піксель, якому під силу вигинати колір для голокартинки.
Розробники вважають, що подібний підхід свого часу зможе започаткувати революцію у розробці дисплеїв, особливо - на мобільних пристроях.
Брістольський університет, Великобританія.Ультразвукова голографія.
Об'єкт створюється в повітрі за допомогою безлічі ультразвукових випромінювачів, спрямованих на хмару водяної пари, яка також створюється системою. Реалізація, звичайно, складніше, ніж у випадку зі звичними екранами, але все ж таки.
- туман створюється не просто краплями води, а краплями спеціальної речовини.
- ця речовина висвітлюється спеціальною лампою.
- лампа модулює спеціальне світло.
У результаті виходить проекція об'єкта, який можна не тільки розглянути з усіх боків, а й торкнутися.
Частота коливань такої інтерференційної картини – від 0.4 до 500 Гц.
Один із головних напрямів діяльності, в якому розробники припускають корисне використання технології – медицина. Лікар зможе на основі даних медкарти та змодельованого органу "відчути" його. Також можна буде створювати об'ємні проекції будь-яких товарів на презентаціях. Позитивний ефект передрікають і під час заміни подібною технологією сенсорних дисплеїв у місцях масового користування (електронні меню, термінали, банкомати). Як складно і дорого це запровадити - само собою, вже друге питання.
А до чого можуть дійти розважальні послуги певної спрямованості - страшно (але цікаво) подумати.
Ванкувер, Канада.Інтерактивний голографічний екран.
Що потрібно:
- мобільний пристрій
- HDMI або wifi
- пожертвувати 550 $ на Кікстартері ось
