Першу голограму було отримано угорським фізиком Денешем Габором в 1947 році в ході експериментів щодо підвищення роздільної здатності електронних мікроскопів. Він вигадав саме слово «голограма», бажаючи підкреслити повний запис оптичних властивостей об'єкта. Денеш трохи випередив свій час: його голограми відрізнялися низькою якістю через використання газорозрядних ламп. Після винаходу у 1960 році рубіново-червоного та гелій-неонового лазерів голографія почала активно розвиватися. У 1968 році радянський вчений Юрій Миколайович Денисюк розробив схему запису голограм на прозорих фотопластинках та отримав високоякісні голограми. А 11 роками пізніше Ллойд Крос створив мультиплексну голограму, що складається з кількох десятків ракурсів, кожен з яких можна побачити лише під одним кутом. Як же працює сучасний голографічний дисплей – про це у сьогоднішньому випуску!
Основним фотоматеріалом для запису голограм є спеціальні фотопластинки на основі традиційного срібла броміду, що дозволяють досягти роздільної здатності більше 5000 ліній на міліметр. Також застосовуються фотопластинки на основі біхромованої желатини, що мають більшу роздільну здатність. При використанні до 90% падаючого світла перетворюється на зображення, що дозволяє записувати дуже яскраві голограми. Активно розробляються та середовища на основі голографічних фотополімерних матеріалів. Цю багатокомпонентну суміш органічних речовин наносять у вигляді тонкої плівки на скляну або плівкову підкладку.
Щодо голографічних дисплеїв, то існує кілька перспективних розробок, що заслуговують на увагу. Компанія RED Digital Cinema веде роботу над голографічним дисплеєм, який є рідкокристалічною панеллю зі спеціальною світлопровідною пластиною, розташованою під нею. Вона використовує дифракцію для проектування різних зображень під різними кутами огляду, що призводить до ілюзії тривимірного зображення. Смартфон Hydrogen з голографічним дисплеєм має побачити світ у першій половині 2018 року.
Вже є на ринку дисплеї марки HoloVisio від угорської компанії Holografika. Суть їх технології полягає у проектуванні картинки двома десятками вузькоспрямованих проекторів, завдяки чому зображення розкладається у просторі вглиб дисплея. Складність цієї технології позначається на ціні: вартість 72-дюймового екрану з роздільною здатністю 1280 на 768 пікселів становить близько 500 тисяч доларів.
А об'єднання японських вчених уже довгий часпрацює над створенням лазерної проекційної технології Aerial 3D. Вони відмовилися від традиційного плоского екрану, малюючи об'єкти у тривимірному просторі за допомогою лазерних променів. Aerial 3D використовує ефект збудження атомів кисню та азоту фокусованими лазерними променями. В даний момент система здатна проектувати об'єкти, що складаються з 50 000 пікселів з частотою до 15 кадрів в секунду.
Заслуговує на увагу і розробка Microsoft під назвою Vermeer, що є голографічний безекранний дисплей і відеокамеру, що надає системі сенсорні функції. Дисплей використовує технологію проекції між двома параболічними дзеркалами. Лазерний промінь малює зображення з частотою 2880 разів на секунду, послідовно проходячи по 192 точках. В результаті глядач бачить у просторі картинку, що оновлюється 15 разів на секунду і доступна для контакту.
Цілком можливо, що вже в недалекому майбутньому голографічні екранистануть доступнішими і отримають масове застосування.
АСУТС– автоматизовані системи керування транспортними засобами складаються з технічних засобів, що забезпечують роботу інформаційних систем(персональні комп'ютери, принтери та локальні мережі) та операційних систем (набір програмних засобів, який починає працювати відразу після того, як увімкнена кнопка електричного живленнякомп'ютера).
Автомобілі змінюються, і швидкість впровадження нових технологій з кожним роком лише збільшуватиметься. Багато хто вважає, що така тісна інтеграція інтернету та автомобіля буде тільки посилювати і так непросте становище з безпекою (посилиться відволікаючий водія від дороги фактор). Так само як зростає швидкість передачі даних у стільникових мережах, у тій же пропорції швидкість інтернету зростатиме і в автомобілі. Щоправда, є у цьому й свої плюси. Очікується таких послуг, як нагадування про обслуговування автомобілів з різноманітним інформаційним супроводом, можливістю автоматичного запису та направленням у найближчі сервісні центри, підключення автомобіля до різних баз даних, щоб можна було замовити номер у готелі, і так далі. Пасажири в перспективі можуть отримати більші можливості для розваг у дорозі і т.д.
Крім можливості доступу до мережі, автомобілі мають можливість більш тісної інтеграції (у більш повному обсязі синхронізуватися) з комп'ютерами та мобільними пристроями. Це наявність USB-портів в автомобілі, можливість дистанційно оновлювати програмне забезпечення різних системавтомобіля, не вдаючись до послуг спеціально навчених для цього людей. Або, наприклад, при виникненні якої-небудь несправності в автомобілі дилер може дистанційно знайти причину і вказати на можливі шляхи виходу з ситуації, що склалася, або ж виправити поломку, якщо збій був у комп'ютерної системи. Дані напрацювання існують в таких системах, як OnStar компанії General Motorsабо у системі аварійного виклику Tele Aid від Mercedes-Benz.
Рисунок 2.1 – Синхронізація із пристроями автомобіля
За допомогою системи OnStar є можливість віддалено уповільнювати транспорт, заважаючи викрадачам втекти від поліції під час гонитви. Ця система може повернути вкрадені машини за годинник, якщо не за хвилину. 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» погоням.
Голографічні інформаційні дисплеї. Подібні системи можна побачити у BMW чи Audi. Суть у тому, щоб виводити інформацію безпосередньо на лобове скло. Наприклад, компанія General Motors вже зробила перші кроки у напрямку створення та впровадження моделей, здатних виводити інформацію про швидкість, напрямок руху та іншу.
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 в туман або дощ розпізнати на дорозі дуже проблематично.
Частково така технологія була показана на Light Car, де за допомогою світлодіодної технології LED, автомобіль використовує прозору задні дверіяк 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.
Система, за допомогою якої автомобілі будуть пов'язані між собою та дорожньою структурою в єдине ціле, в єдину мережу, 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» автомобіля не тільки з іншими машинами, а й з інфраструктурою, наприклад, з веб-камерами на перехрестях, світлофорами або дорожніми знаками.
Знаючи про стан світлофорів, завантаженість вулиць та дорожніх умовах, автомобіль може заощаджувати енергію, застерігаючи водія від непотрібних розгону/гальмування. Автомобіль навіть зможе самостійно резервувати місце на парковці. Якщо автомобіль потрапив у екстрену ситуаціюВін зможе повідомити про це навколишнім авто, щоб інші водії могли вчасно зменшити швидкість і уникнути зіткнення. Ауді показала частину цих інновацій на прикладі E-tron. Говорячи про технології, здатні покращити ситуацію з безпекою, одне з основних завдань розробники бачать у тому, щоб «утримати» нас на одній смузі або взагалі на дорозі в особливо важких випадках.
Поліпшена система запуску двигуна. Ці системи є одним із елементів тієї самої ефективності використання ресурсів. Йдеться про систему автоматичного запуску чи зупинки двигуна.
Такі рішення вже зараз можна спостерігати практично на всіх гібридних автомобілях: 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 з системою car-to-X, щоб ще більше знизити витрату палива. 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 чи чіткий круїз-контроль. Системи допомоги при гальмуванні за допомогою встановлених на автомобіль ехолокаторів/лазерів або радарів вже 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. Якщо виробники продовжуватимуть продовжувати вдосконалення даної технології, а це саме так і буде, незабаром ми зможемо побачити щось схоже на автопілот.
Моніторинг руху або "Мертві зони". Ще дві, безперечно, потрібні технології, об'єднані в одну інформаційну технологію, яка може допомогти у покращенні ситуації з безпекою, – це моніторинг так званих «мертвих зон» та система запобігання перетину дорожньої розмітки. Система буде не тільки здатна попереджати водія, якщо він без поворотника почне перебудову на сусідню смугу, але й перешкоджатиме перебудові, якщо ряд буде зайнятий іншим транспортним засобом.
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 мертвої зони, а якщо ніякої реакції від водія не було і він почав перебудову, система приймається більш активно попереджати про перешкоду, видаючи звуки, або, залежно від марки, починається вібрація кермового колеса. Мінусом є те, що подібні системи працюють лише на невеликих швидкостях.
Система Cross Traffic Alert: це радар, який працює на основі 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. На даний момент ця функція доступна на автомобілях Fordта 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 водій перетинає її, не включивши при цьому поворотник, система подає попереджувальний знак. Залежно від системи це може бути звуковий або світловий сигнал, вібрація керма або невеликий натяг ременя. Наприклад, в Infiniti застосовується автоматичне гальмування з однієї із сторін автомобіля, щоб запобігти виїзду автомобіля зі смуги руху.
Паркування. 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 незабаром з'являться такі системи, в яких участь людини буде 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, що сів за кермо у нетверезому стані (а пити треба в норму закону). Інтегровані в автомобіль системи стеження, які розпізнають ознаки втоми в рухах та реакціях водія та попереджають про необхідність перепочити, доступні у кількох автовиробників. Це Lexus, Mercedes-Benz, Saab та Volvo. Наприклад, Mercedes така система називається Attention Assist: вона спочатку вивчає манеру їзди, зокрема обертання обода рульового колеса, включення покажчиків повороту і натискання на педалі, а також стежить за деякими керуючими діями водія і такими зовнішніми факторами, як бічний вітер і 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 сигналута попереджуючого повідомлення на дисплеї комбінації приладів.
У автомобілях Volvoтеж є схожа система, але працює вона трохи 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.
Камера нічного бачення. Завдяки системам нічного бачення можна скоротити випадки дорожньо-транспортних пригод у нічний час. В даний час пропонується такими компаніями, як Mercedes-Benz, BMW та Audi у 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 більш короткий діапазон, але здатна видавати чіткіше зображення, проте її мінусом є погана роботаза низьких температур.
А інженери компанії ToyotaОстаннім часом працюють над покращенням систем нічного бачення, які можуть допомогти водіям впевненіше орієнтуватися у нічний час. Вони представили прототип камери, робота якої заснована на алгоритмах і принципах побудови зображень, відкритих в ході вивчення функціонування очей нічних жуків, бджіл і молі, які можуть бачити в ширшому діапазоні кольорів, а також пристосовані до більш повного уловлювання світла, якого не так вже й багато в нічній темряві. Новий цифровий алгоритм обробки зображення може захоплювати якісні повнокольорові зображення в умовах недостатнього освітлення з автомобіля, що переміщається на високих швидкостях. Плюс до цього камера здатна автоматично адаптуватися до змін рівня освітленості.
Також актуальні тепловізори – камери нічного бачення для автомобіля.
Ford представив перші у світі ремені безпеки з надувними подушками. За словами розробників, дана система дозволить 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.
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 та двигуни, намагаючись знизити витрату та збільшити середній показник пробігу на одному заряді/заправці. Вже сьогодні ми можемо спостерігати велику кількість електрокарів, що серійно випускаються, і практично кожен автовиробник має у своєму портфоліо гібридний автомобіль.
Бездротове заряджання акумуляторів. У зв'язку з поширенням автомобілів на акумуляторних батареях гостро постає питання про їх безпроблемну, а головне, швидку перезарядку. Звичайно, можна розкрутити подовжувач зі штепселем з автомобіля та приєднати його до звичайній розетці. Але це кожному доступно. 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 концепт каре BMW Vision Efficient Dynamics вже успішно використовує системи керування 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 «Формулі-1» на деяких болідах використовувалася система рекуперації кінетичної енергії (KERS). Розраховувалося, що це підштовхне розробки в галузі гібридних автомобілів та подальші вдосконалення даної системи.
Стартап з російським корінням WayRay привіз на виставку в Лас-Вегас голографічний навігатор з доповненою реальністю, який можна буде просто купити у свій автомобіль. Він встановлюється за кермом, прямо на панель приладів, і всю інфографіку водій бачить через невеликий візор. Спеціальні позначення та підказки прив'язані до реальних об'єктів та виглядають як малюнки на асфальті, таким чином водій практично не відволікається від дороги. А керувати навігатором можна голосом чи жестами.
"Ще одна складність, з якою ми зіткнулися - це величезна різноманітністьдизайну приладових панелей, геометрії лобового скла, кута нахилу, геометрії приладових панелей і т.д. Для того, щоб ця штука працювала у всіх машинах, нам довелося просканувати більше 400 автомобілів, моделей, які зараз є у продажу, і математично знайти оптимальні розміри.
Сенс технології у нанесенні на прозору поверхню спеціальної плівки, яка замінює систему лінз. У такий спосіб вдалося зробити голографічне зображення без громіздкої конструкції. Голограма, у свою чергу, гарна тим, що сприймається оком не як малюнок на склі, а як об'ємне зображення, віднесене далеко вперед. Тобто, на нього не потрібно перефокусуватися, якщо ти дивишся на дорогу.
Треба сказати, що вперше ми спілкувалися з Пономаревим рівно рік тому, там же, на CЕС. Та WayRay тоді наробила багато галасу. Виставлялася компанія в павільйоні Harman, демонструвала ідею на автомобілі від Rinspeed. І вже тоді керівників найбільший автоконцернівнавколо тієї машини було напрочуд багато. Справа в тому, що представлений на цей раз окремий пристрій з дуже невеликим візором. А от якщо закладати технологію WayRay на стадії проектування автомобіля, то на голографічний дисплей можна перетворити все лобове скло. І таких проектів, кажуть, зробили за минулий рік досить багато.
Віталій Пономарьов, засновник та голова WayRay:
"Кожен проект - це якась модель автомобіля, яка вийде в 19-му або, швидше за все, в 20-му році. Тому що їм потрібно зафіксувати дизайн Dashboard, ось цієї панелі приладів, всього автомобіля, і тоді вони вже починають робити молдинги для виливки пластику, щоб потім все це перетворилося на кінцевий автомобіль. Тобто ми зараз працюємо над автомобілями, які виходитимуть з 19-го по 29 рік. Всі нові технології починаються з люксу і потихеньку спускаються до мас-маркету. Але, як не дивно в нашому випадку, найбільші обсяги ми бачимо в середньому сегменті. Це SUV - паркетники, популярність який зараз зростає та зростає."
А поки автомобілі з голографічним лобовим склом тільки готуються до виробництва, у WayRay вже дивляться убік. безпілотних автомобілівта роботаксі. Там, кажуть, знадобиться вже не навігатор, а система доставки на скло машини розважального та рекламного контенту. Компанія вже анонсувала True AR SDK - набір інструментів для сторонніх розробників, які можуть створювати програми та ігри під екосистему WayRay. Адже якщо у людини в машині забрати кермо, їй потрібно буде чимось зайняти руки та очі.
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 1923 року Ford Model T задовольнялася тільки амперметром та трубкою-покажчиком рівня палива. З іншого боку, дуже дорогі машинипропонували 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 бензину.
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 кузовіві 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 рівеньавтоматизації виробництва дозволяли вносити корективи в панелі приладів у міру появи більш просунутих приладів і зміни моди. До того ж постачальників панелей приладів і самих приладів на конвеєр могло бути кілька, в різних комплектаціях використовувалися 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 машинахчасто 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 машин стандартом де-факто стає тахометр, а годинник виявився просто зручним аксесуаром, який намагалися розмістити в автомобілі. До появи цифрових індикаторів це один із важливих елементівоформлення інтер'єру.
Одна з прикмет часу — впровадження ламп-індикаторів та формування «стандартного» набору приладів та контрольних лампу 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 вигляді панелі 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 тих телевізорів.
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 набагато більше 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 більше дорогих моделях Cadillac або 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 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.
Приладові панелі цього покоління добре знайомі всім сучасним автомобілістам: більшість 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 приладів поступово 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 виявилося 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 в 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 часомварто очікувати появи 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 системамиавтомобіля.
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 системизв'язки, що передбачають обмін інформацією між автомобілями (дані про ДТП, дорожню ситуацію, пробки тощо), що передбачають можливість більш ефективно керувати дорожньою ситуацією в цілому 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 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 виробників, можна 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 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 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 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» в 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 повністю прозорого автомобіляяпонського 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
Окрім голосового управління або введення бажаного маршруту через сенсорний екран (у гіпотетичному автомобілі майбутнього самоврядного) 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 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 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.
