Что такое head up display. Технология Head-up-display (HUD): проекционный дисплей на лобовое стекло автомобиля
Технология Head-up-display (HUD) пришла в мир автомобилей из авиастроения. В современных и не очень истребителях она начала применяться в далеких 70-х годах прошлого века. Тогда изображение о текущей обстановке, расположении средств противника, прицелах попадала на стекло обзора летчика при помощи мощных электроннолучевых излучателей. Это было небезопасно вследствие высокого электромагнитного излучения от проектора, присутствия мягких рентгеновских лучей.
Дословно в переводе с английского технология Head-up-display означает монитор с поднятой головой. Приобщить такие средства для создания картинки на лобовом стекле водителя пытались еще в прошлом веке. Для этого производители автомобильных стекол даже напыляли специально на лобовые стекла престижных машин полупрозрачные отражающие пленки в нижней части лобового стекла. Такие пленки могут контрастно отражать перевернутое изображение с подсвечиваемого жидкокристаллического дисплея или цифровой светодиодной матрицы. В прошлом веке там подсвечивались пиктораммы контрольных лампочек.
Видео — установка проекционного дисплея на лобовое стекло автомобиля:
Сейчас испробовать технологию Head-up-display может любой желающий. Для этого достаточно скачать на смартфон одно из многочисленных мобильных приложений и выехать под вечер покататься на своем автомобиле.
Видео — как работает проекционный дисплей на лобовом стекле автомобиля:
Проекция на лобовое стекло с помощью смартфона
Как работает простейший проектор изображения на лобовое стекло?
Для того, чтобы опробовать работу смартфона в качестве Head-up-display, можно просто положить работающий смартфон на панель в районе нижней части лобового стекла. Даже днем блики отражения будут присутствовать.
Одна беда: изображение будет в зеркальном отражении. Есть приложения, которые позволяют отображать скорость автомобиля в зеркальном виде, чтобы на лобовом стекле показывалась информация о скорости автомобиля в нормальном виде.
Такие приложения могут отображать информацию о приближении пунктов контроля скоростного режима или другую информацию согласно предлагаемому меню.
Есть совсем упрощенные, но эффективные приложения на базе гугл-карт, например, показанное на рисунке:
Без лишней информации, но сбиться с верной дороги в темное время суток сложно.
Какие основные недостатки такого применения смартфона?
Во-первых, возможность использования только в темное время суток. Светимости экрана смартфона недостаточно, чтобы превысить уровень освещения снаружи лобового стекла. Это основной принцип достаточной видимости отраженного от смартфона изображения.
Второй, достаточно важный фактор: перегрев смартфона, особенно в холодное время года, так как он находится в зоне обогрева лобового стекла. Для предотвращения этого негативного фактора придумали специальные коврики.
Такие коврики делают конструкцию неустойчивой, изображение «катается» по лобовому стеклу, особенно на поворотах.
Есть и еще один недостаток. Он связан с особенностью конструкции лобового стекла, а именно, его многослойностью. Отраженное изображение также будет многослойным. Даже, если идеально совпадают коэффициенты преломления света для различных слоев стекла, отражение будет идти от двух переходов сред: внутреннего и внешнего.
Не очень приятный эффект. Такие же недостатки имеются и в предлагаемом дополнительном оборудовании для систем HUD.
Дополнительные устройства Head-up-display (HUD)
Эти устройства предназначены специально для вывода информации методом проецирования на лобовое стекло. В зависимости от вида и количества информации, применения связи с бортовыми системами автомобиля, эти устройства имеют различную стоимость.
Видео — о проекторе на лобовое стекло Head up display ASH-4E:
Например, HUD CRX-3001 проецирует на экран скорость автомобиля, подключается к бортовым устройствам транспортного средства. Можно задать скоростной максимальный режим. При превышении скорости устройство выдает звуковой сигнал, световое сообщение.
HUD CRX-3002 может проецировать сообщения о показаниях тахометра, напряжения бортовой сети, температуры двигателя, состояния светового оборудования, звуковые сигналы контрольных режимов превышения параметров.
HUD CRX-3003 питается от прикуривателя. Применяется для автомобилей, находящихся на гарантии, так как не требует физического подключения к бортовым устройствам.
Вид показаний HUD CRX-3002 на лобовом стекле.
Стоимость HUD-устройств начинается от 3500 рублей.
Применение проекционных дисплеев на лобовое стекло в штатном исполнении автомобилей
Некоторые автопроизводители устанавливаю HUD-устройства в различных вариантах серийных автомобилей. Сейчас такую опцию предусматривают Citroen и BMW 5 и 6-й серий. Возможно, через некоторое время за ними последуют другие производители.
Основными недостатками таких штатных систем являются:
- недостаточное качество изображения;
- «двоение» картинки;
- дублирование информации, например, скорости, которая и так представлена на красивом спидометре;
- загромождение зоны обзора лобового стекла, необходимой для оперативного реагирования на дорожную обстановку;
- снижение проникновения светового сигнала через зоны лобового стекла, где наносится специальная полупрозрачная пленка для увеличения контрастности изображения HUD.
Видео — как работает проекционный дисплей на лобовое стекло в автомобилях BMW:
Перспективы развития HUD-технологий
HUD-устройства продолжают и будут развиваться для оснащения специальных транспортных средств, в которых водитель должен отслеживать многочисленную информацию без отрыва от обзора дорожной обстановки. К таким автотранспортным средствам можно отнести:
- гоночные болиды;
- спецтехника (уборочные автомобили, сельхоз- и строительная техника);
- военные автомобили.
Скорее всего, применение Head-up-display в легковых транспортных средствах будет развиваться в плане их применения совместно с другими дополнительными устройствами.
Вот тройка фильмов, которые я вспоминаю первыми, когда речь заходит о проекциях и голограммах — «Звездные Войны», «Особое Мнение» и «Железный Человек». Мое мнение насчет дополненной реальности — это круто и дайте два. Между мной и шлемом Тони Старка близость примерно такая же, как между Петром I и Луной, но свою тропинку к AR в реальной жизни я уже опробовал — на Opel Corsa, в плохую погоду, далеко за МКАДом, с приложением Hudway. Может, и не первым, но напишу, как это было.
Принцип работы приложения прост настолько, что непонятно, как этого никто не сделал раньше. В общем, любой автовладелец (читай: тот, у кого есть айфон и машина
) получает возможность использовать Head-Up Display-технологии без лишних затрат.
Это почти космос — рисунок дороги, со всеми ее поворотами, проецируется в реальном времени на лобовое стекло. Идея в том, чтобы сделать вождение при плохой видимости более безопасным — картинка дороги у водителя прямо перед лицом и в таком виде, что воспринимается очень легко. Ну, и фокусироваться с проекции на дорогу и обратно ничуть не сложнее, чем со спидометра — а на него я смотрю очень часто. Да, для топового сегмента авто это не ново — BMW, Audi и ряд других автопроизводителей уже предлагают Head-Up дисплей как встроенную опцию. Но для всех остальных HUD-софт, который не требует отдельного железа — это очень крутая идея.
Вот реальное видео в работе:
Кому потише и со штурманом — http://vimeo.com/97818548
Но обо всем по порядку
Установить Hudway можно бесплатно. Наверное, потому что в приложении используются общедоступные Google Maps и Open Street Map. В Android-версии поддерживаются также и Яндекс.Карты.Начать очень просто — запускаем, выбираем, куда едем и жмём кнопку «Старт». Переходим в HUD-режим и кладём телефон на торпеду. Теперь проекция маршрута и скорость автомобиля отображаются на лобовом стекле.
Выглядит это действительно круто — ночью или в условиях плохой видимости (сильный дождь, густой туман ), так как днём проекции просто не видно — яркости смартфона недостаточно.
Зато днём можно ориентироваться просто по голосовым подсказкам — в голове быстро выстраивается картинка, через сколько метров следующий поворот, куда рулить и когда пора снижать скорость. Если разрешить корректировку скорости акселерометром, данные получаются заметно точнее, чем при использовании только GPS.
Даже базового функционала приложения вполне хватает для среднестатистического пользователя, но голосовые подсказки — вещь хорошая, ее стоит попробовать в действии. Я не пожалел 30 рублей и попробовал ПРО-режим с голосом, кастомизацией и другими плюшками — хотел потестировать другой вид дороги. Полет нормальный, точки на дороге при приближении к повороту — хорошая задумка. Плюс, было чем удивить друзей при встрече:)
Про цену . В iOS-версии сейчас подписки — $1 за месяц и $7 в год. В Android-версии ПРО режим стоит $2, но голоса пока там еще нет. Не будем сравнивать теплое с мягким, но это в десятки раз меньше, чем стоимость других навигационных приложений.
На практике проекция дороги на стекло (Head-Up Display ) реально помогает ездить в плохую погоду (дождь, туман, метель ) и в тёмное время суток за городом — особенно на незнакомых извилистых трассах, где нет освещения. Особенно хорошо при путешествиях между городами — собственно, в такой ситуации и пробовал. Устаешь меньше, да и в целом как-то комфортнее. Короче говоря, если у вас нет штатного навигатора, то и не покупайте его приложение позволит меньше напрягаться в условиях плохой видимости и заранее знать о ближайших поворотах и опасных местах.
Есть всякие дополнительные социальные штуки типа шаринга маршута, таблицы результатов и пр. — интересно, кому-то полезно, но не первично, поэтому не останавливаюсь.
Ложка дёгтя
Hudway, действительно, очень хорошее приложение. Но пока у него есть свои минусы. Первый и самый главный заключен даже не в приложении, а в необходимости купить специальный коврик, который не позволит телефону скользить по торпеде. И даже в этом случае использовать Hudway вы сможете не на всех машинах, в связи с особенностями конструкции панели.Второй минус — местами непривычный интерфейс: когда разные меню и панели настроек появляются и слева, и справа, и сверху — это поначалу сбивает с толку.
Третий минус — отсутствие возможности строить и перестраивать маршруты в оффлайне. Тут, похоже, придется подождать, пока разработчики найдут решение.
Где скачать?
Как я и говорил - приложение бесплатное в базовом функционале, но за дополнительные плюшки надо будет платить.«Head-Up Display», сокращенно «HUD» - английское название данного устройства, переводится на русский язык как «Проектор на лобовое стекло». Однако, HUD - это не просто проектор: по сути, это небольшой бортовой компьютер с функцией проецирования данных на лобовое стекло автомобиля.
HUD-дисплей - специальная электронная система для автомобиля, позволяющая проецировать нужные водителю данные: скорость, обороты двигателя, вольтаж в бортовой сети автомобиля, температура охлаждающей жидкости, расход топлива непосредственно на лобовое стекло перед водителем.
Известно, что впервые подобные системы появились в компьютерной игре F-19 Stealth Fighter 1987 года в военном авиастроении: показатели приборов и датчиков проецировались прямо на стекло шлема пилота военного истребителя. 
За доли секунды, которые необходимы, чтобы перевести взгляд на приборную панель и обратно, сверхскоростные истребители пролетали сотни метров, и все это расстояние самолет проходил практически «вслепую», что отрицательно влияло на безопасность полётов. После внедрения технологии Head-Up данная проблема была решена радикально.
Автомобильная промышленность всегда стремилась заимствовать лучшие разработки из других областей науки и техники, и конечно, HUD-проекторы на лобовое стекло не стали исключением - через несколько лет после их успешного внедрения в авиации воспользоваться преимуществами такой системы смогли и владельцы автомобилей. В качестве примера можно привести такие автомобили как Chevrolet Corvette Z06, Citroen C6, BMW 5-й и 6-й серии. Сейчас, когда мировая индустрия автомобильного тюнинга сделала ощутимый качественный рывок, к радости многих автомобилистов на рынке автоэлектроники появились миниатюрные портативные HUD-проекторы, подходящие для установки практически на любую модель автомобиля.
HUD-проектор представляет собой мультисегментный цветной световой дисплей высокой яркости, который располагается над приборной панелью автомобиля и проецирует показания виртуальных приборов (скорость, обороты двигателя, вольтаж в бортовой сети автомобиля, температуру охлаждающей жидкости - количество и характер отображаемых параметров зависят от модели проектора) на лобовое стекло непосредственно перед водителем.
Прибор подключается к бортовой системе автомобиля через штатную проводку или разъем OBD-II и снимает показания со штатных датчиков вашей машины. Если у вас новый автомобиль, находящийся на гарантии, подключение Head-Up дисплея через разъем OBD-II является предпочтительным вариантом, так как одним из условий сохранения гарантии на автомобиль является целостность электрической бортовой сети - такой тип подключения как раз обеспечит отсутствие каких-либо вмешательств в нее.
Проекционные Head-Up дисплеи, подключающиеся к электросети машины посредством разъема OBD-II не требуют специализированного вмешательства мастера, так как не возникает необходимости подключения к бортовым приборам автомобиля или внешним источникам питания, и очень легко и быстро отключаются при необходимости. Для отключения прибора достаточно вынуть вилку из разъема OBD-II.
Содержимое посылки:
ТТХ
- Модель: F01.
- Цвет: черный.
- Корпус: пластик, софт-тач.
1. Точные показания числа оборотов двигателя.
2. Предупреждение о повышенной температуре двигателя и превышении скорости (4 уровня предупреждений).
3.Показания мгновенного расхода топлива и напряжение АКБ.
4. Автовключение при запуске двигателя, автовыключение с задержкой при выключении двигателя
5. Автоматическая регулировка яркости день/ночь
6. Индикатор «зуммера»: вкл/выкл (регулируется кнопкой)
7. (в описании на сайте нет, по факту есть) Индикация кодов ошибок ЭБУ
Комплектность
1 * F01 универсальный HUD Head Up дисплей на базе OBDII для автомобиля (черный)
1 * OBD кабель
1 * Отражающая пленка
1 * Противоскользящий коврик
1 * Инструкция
Детально
Подготовка к монтажу - стекло очистить от пыли и набрызгать воды
Находим разъем OBDII, одеваем штекер
Плоский шнур замечательно укладывается за уплотнители обшивки
Прицеливаемся к месту на лобовом стекле, на которое нужно наклеить отражающуюся пленку.
Без пленки изображение «двоит» поскольку лобовое стекло двухслойное, отражаясь от обоих слоев.
При включении устройство сканирует CAN-шину, на предмет совместимости протокола. С Toyota работает. Должно работать со всеми автомобилями, оснащенными OBDII
Отдираем защитную пленку, прикладываем отражающую пленку на предварительно смоченное стекло и разглаживаем пузыри воздуха пластиковой картой
Ждем 5 минут, удаляем остатки влаги губкой
Удаляем внешний защитный слой с отражающей пленки
Система готова. Включаем зажигание и видим что напряжение АКБ 12.7В
Меняем режимы (кнопки влево/вправо). Обороты двигателя, температура охлаждающей жидкости, расход топлива в час (мы же не двигаемся еще)
На «нескользящем» коврике:
Видео:
Подробнее о дополнительных настройках меню:
1.Включение/отключение зуммера
2.Детекция кодов ошибок ЭБУ (вкл/выкл)
3.Настройка «напоминалки» оборотов двигателя для переключения КПП
4.Настройка верхнего лимита оборотов двигателя (после которого предупреждения о необходимости переключения передачи не должны появляться)
5.Настройка времени задержки отключения после выключения зажигания (сек.)
6.Настройка предупреждение превышения уровня скорости (км/ч)
7.Настройка предупреждения уровня температуры двигателя (град. С)
8.Настройка коэффициента расхода топлива (иногда ЭБУ врет безбожно, как у меня на Torque, нужна корректировка)
9.Настройка предупреждения об уровне заряда АКБ (В)
10.Текущий протокол
За более высокую цену можно найти HUD проекторы с возможностью подключения GPS (индикация право/лево), заднего парктроника и датчиков давления в шинах.
На коробке и на сайте продавца фото устройства с разноцветными светодиодами. Мой экземпляр светит только зеленым цветом и только крайние сегменты на индикаторе оборотов красные. То ли маркетинговый ход, то ли чтобы не отвлекать внимание водителя «елочной гирляндой».
Плюсы:
Простота установки, не требуется подключаться к бортовой сети напрямую.
Автоматическая регулировка яркости
Автоматическое включение и выключение
Возможность гибкой настройки поправочных коэффициентов показаний ЭБУ
Минусы:
Занимает OBDII разъем, если есть необходимость использования, например «доводчика» стекол, подключаемого таким же образом, но это решается путем применения разветвителя OBD (ожидаю со дня на день)
Описание: Беспроводной дисплей для автомобилей. Hudly Wireless Head-Up Display
Компания Hudly представила одноименный head-up display (HUD) с беспроводным подключением к смартфону. В течение многих лет дисплеи HUD использовали в истребителях для безопасной навигации по небу, теперь они стали доступными для авто. Новая разработка совместима практически со всеми машинами, имеющими автомобильный прикуриватель. Прибор обеспечивает доступ к приложениям на телефоне, а также безопасный просмотр карт, уведомлений, звонков и пр. Отличная видимость дороги и одновременно, к примеру, навигации значительно повышает безопасность. Будучи в пути, нам не придется отвлекаться на телефон - вся информация доступна на дисплее устройства.
Для начала работы с автомобильным дисплеем Hudly Wireless нужно потратить несколько минут на его подключение. Необходимые аксессуары имеются в комплекте. К тому же кабель питания дополнен
USB -порт для зарядки гаджетов в пути. Установка не требует специальных инструментов. Достаточно подключить устройство к прикуривателю и зафиксировать его на панели, отрегулировав положение для лучшей видимости.Для подключения к смартфону
Hudly использует стандарты беспроводной передачи Miracast и Airplay, что очень удобно. Экран телефона транслируется на проецируемом 6,2-дюймовом дисплее без задержек с высокой четкостью - разрешение 800 x 480р. Гаджет имеет хороший угол обзора - 30 ˚ со стороны водителя и столько же со стороны пассажира. За счет встроенного датчика освещения, яркость настраивается автоматически. Отрегулировать ее, а также громкость динамика, можно вручную, используя кнопки на приборе. Картинку отчетливо видно как в солнечную погоду, так и ночью. Дисплей в отличие от телефона не отвлекает водителя от дороги, так как находится с ней в одном фокусе. Создается впечатления, что мы смотрим сквозь экран, а информация на нем просто парит в воздухе перед автомобилем. Такой эффект достигнут за счет специального покрытия дисплея. Отметим, когда Hudly Wireless Head-Up Display не нужен водителю, пассажиры могут использовать его для развлечений: просмотра фильмов, шоу или прослушивания музыки.Команда Hudly предлагает сопутствующее мобильное приложение, в котором собраны основные приложения для вождения и имеется удобная панель для быстрого переключения между ними. Программа включает в себя доступ к навигатору
Hudly Nav, монитору работоспособности автомобиля (требуется датчик Bluetooth OBD2), спидометру, музыке (в том числе с сервисов Google Music, Spotify и Pandora) и уведомлениям. Панель управления в приложении легко настроить под себя. Также программа предоставляет персонального голосового помощника Hudly Assistant для управления телефоном и Hudly.Дополнительная информация:
Универсальный беспроводной дисплей для автомобилей
Совместим с любыми марками авто
Быстрая и простая установка, подключение через автомобильный прикуриватель
Беспроводное подключение к смартфонам через Miracast и Airplay
- Совместим с телефонами iOS и Android (исключая серии Pixel и Nexus)
Большой дисплей - 6,2-дюйма
Разрешение проецируемого экрана 800 x 480р
Специальное покрытие дисплея
Угол обзора - 30˚ со всех сторон
- Информация на проецируемом дисплее находится в одном фокусе с дорогой
Хорошая видимость экрана при любом освещении
Автоматическая регулировка яркости
Дополнительное мобильное приложение (необязательно для работы дисплея)
Регулируемое крепление в комплекте
Кабель питания с дополнительным портом USB для зарядки смартфона
Кнопки управления яркостью и громкостью на приборе
В 2017 году продолжает набирать популярность устройство под названием "проектор на лобовое стекло автомобиля" (heads up display или HUD, дословно - дисплей поднятой головы).
Задачей этого устройства является повышение комфорта и безопасности вождения. Устройство проецирует на лобовое стекло автомобиля или специальный экран актуальную информацию с бортового компьютера, которая располагается на линии взгляда водителя и позволяет ему не отвлекаться на приборную панель - вся необходимая информация у него прямо перед глазами.
Во время управления движущейся техникой каждая миллисекунда отвлечения водителя на вес золота и увеличивает шанс аварии.
Когда водитель переводит взгляд на приборную панель - водителю нужно не только физически повернуть глаза, но и «перефокусироваться» на близко-расположенный предмет, адаптироваться к существенно отличающейся яркости.
HUD привлекают возможностью вывести изображение впереди автомобиля и таким образом радикально уменьшить время отвлечения водителя. А каждая сэкономленная миллисекунда — это жизни водителей и пассажиров.
Мы сделали для вас подборку из 10 самых интересных устройств, работающих на данной технологии.
1. Navdy Car HUD
: умный автомобильный гаджет, который позволяет управлять смартфоном, не отвлекаясь от дороги. Важная информация проецируется на прозрачный HUD экран, расположенный в поле зрения водителя. Проектор подключается к Android и iOS смартфонам по Bluetooth и отображает информацию на уровне лобового стекла. Navdy поддерживает управление жестами и голосовыми командами, а это значит вам больше не придется опускать голову во время вождения, чтобы найти нужные кнопки. Купить устройство можно
(~30 000 р.)
2. Carloudy:
беспроводной HUD проектор для вашего автомобиля, отображающий необходимую информацию при вождении. Подключается к смартфону по Bluetooth, имеет специальный прозрачный экран и голосовое управление. Производитель данного устройства заверяет, что информация отлично читается даже при ярком солнечном свете. Вам нужно только разместить устройство на приборную панель и оно отобразит информацию прямо перед вами, на уровне лобового стекла, показывая путь и повороты из навигатора Google Maps. Очевидно, что такой вариант использования смартфона гораздо безопаснее и удобнее. Заряжать данное устройство нужно один раз в две недели. Заказать проектор можно: [
] (~15 600 р.)
3. Hudway Glass:
представляет из себя упрощенную версию упомянутых выше устройств, и фактически состоит только из подставки под ваш смартфон и специального стекла, выполняющего роль экрана, на который отражается необходимая информация. Можно использовать любое бесплатное HUD приложение, но компания Hudway рекомендует свое. Купить данное устройство можно [
] (~3000 р.)
4. Continental AR HUD.
Известная в автомобильном мире компания Continental по-своему представляет себе такое устройство как проектор на лобовое стекло. И называют это HUD дисплеем дополненной реальности. Такое устройство сможет предупреждать вас о различных дорожных ситуациях, например если вы непреднамеренно начнется съезжать со своей полосы.
Проектор отображает виртуальные маркеры перед автомобилем, чтобы обозначить полосу на дороге или улицу, на которую предстоит повернуть, делая навигацию еще удобнее. Компания Continental уже успешно внедрила свои разработки в премиальных автомобилях BMW, Mercedes-Benz и AUDI. Подробнее [
].
5. Vinet HUD.
Еще одно интересное устройство, которое выполняет те же функции, но фактически не является проектором на лобовое стекло, так как вместо отражающего стекла в нем используется прозрачный OLED дисплей. Хотя с одной стороны это ограничивает его возможности, с другой стороны производители заявляют, что таким образом они полностью решили проблему видимости информации при ярком солнечном свете, которая присутствует у остальных проекторов. В комплекте так же было разработано приложение для смартфона, собирающее подробную статистику о вождении. Цена устройства: $199. (~12 000 р.)
6. Exploride.
Одно из самых примечательных устройств в данном списке. Разработчики обещают, что с данным устройством ваш автомобиль станет по-настоящему умным. Действительно, список возможностей данного проектора впечатляет: навигация, музыка, звонки, почта, мессенджеры, встроенная камера и многое другое, и все это управляется голосом и жестами, чтобы обеспечить безопасное вождение. Устройство на момент написания данной статьи все еще находится в разработке. [
]. В рознице данный HUD проектор будет стоить $499. (~30 000 р.)
