Ein Blick in die Zukunft der Car-Entertainment-Systeme. Head-up-Display Holografisches Informationsdisplay in Autos

Es ist an der Zeit herauszufinden, welche Art von Elektronik in naher Zukunft in Autos zu erwarten ist. Versuchen wir uns vorzustellen, welche anderen Geräte und Technologien so üblich werden wie Autoradios oder DVRs.

Drahtlose Netzwerke im Auto

Habringen bereits spezielle Versionen von Autochips für Infotainmentsysteme im Auto auf den Markt. Je nach Bedarf kann das Mediacenter des Autos über eine Wi-Fi + Bluetooth-Verbindung mit der tragbaren Elektronik des Besitzers kommunizieren (schließlich sprechen wir über die Zukunft, in der es möglicherweise noch mehr Möglichkeiten für tragbare Elektronik gibt als moderne Smartwatches ) und je nach erhaltener Information das Fahrzeug entriegeln oder vor Gefahren warnen.

Eine noch interessantere Anwendung verschiedener Kombinationen von drahtlosen Netzwerken müssen Systeme wie V2X sein, die für den Datenaustausch zwischen dem Auto und der umgebenden Infrastruktur sorgen. Fahrzeugkommunikationssysteme - Fahrzeugkommunikationssysteme, die für den Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen (Daten über Unfälle, Verkehrssituationen, Staus usw.) Teilnehmer. Es gibt bereits mehrere Möglichkeiten, solche Short-Range-Communication-Networks (DRSC) zu realisieren. Technisch sollen sie im 5,9-GHz-Frequenzbereich (5,85-5,925 GHz) arbeiten, mit einer ungefähren Reichweite von bis zu 1000 Metern. Dieser Standard hieß IEEE 802.11p (WAVE) und wurde 2010 genehmigt.

1999 wurde diese Frequenz in den USA verankert, um ein Intelligent Transportation System (ITS) zu schaffen. Der ITS der Zukunft kann als System betrachtet werden, das Informations- und Kommunikationstechnologien im Bereich des Straßenverkehrs (einschließlich Infrastruktur, Fahrzeuge, Systemteilnehmer sowie Straßenverkehrsregulierung) nutzt und gleichzeitig die Fähigkeit zur Interaktion besitzt mit anderen Verkehrsmitteln. Auch traditionelle WiMAX-, GSM-, 3G- oder 4G / 5G-Technologien können zum Betrieb solcher Systeme verwendet werden. Angesichts der aktuellen Lösungsmöglichkeiten für drahtlose Netzwerke im Auto kann davon ausgegangen werden, dass eine Kommunikation oder „Konnektivität“ des Autos mit dem globalen Netzwerk in der einen oder anderen Form praktisch unvermeidlich ist.

Mobile Betriebssysteme für Autos

Moderne Autofahrer können von einem Media Center mit Android OS nicht mehr überrascht werden. Am häufigsten findet man Android auf der Headunit eines Autos (wenn man einen modernen DVR verwendet, dann findet man Android sogar ... im Rückspiegel von CANSONIC SKY).

Tatsächlich gehen die Pläne der Unternehmen jedoch viel weiter und ein Beispiel für solche Lösungen für die Zukunft kann Android Auto genannt werden, das 2014 von Google vorgestellt wurde. Unterstützt von 28 Autoherstellern und Nvidia kämpft das für Autos optimierte "mobile" Betriebssystem darum, den Zoo der diversen proprietären Betriebssysteme in Medienzentren zu revolutionieren. Das haben wir schon irgendwo gesehen, oder? So wie Android auf Smartphones im Laufe der Zeit die eigenen Betriebssysteme verschiedener Hersteller verdrängt hat, kann man darauf wetten, dass sich dieses Szenario im Auto wiederholt. In seiner jetzigen Form verfügt das System bereits über eine gute Funktionalität – es unterstützt GPS-Navigation, Musikwiedergabe, SMS, Telefonie, Websuche, Touchscreens und die Möglichkeit, Hardware-Schalter und -Tasten sowie Sprachsteuerung zu steuern. Derzeit setzt Android Auto auf die Anwesenheit (und Verbindung zum Auto) des Haupt-Android-Geräts des Fahrers und fungiert eher als Schnittstelle, um die üblichen Smartphone-Funktionen bequem ins Auto zu integrieren. Dieser Ansatz hat seine Vorteile - angesichts der Geschwindigkeit der Aktualisierung und der zunehmenden Leistung moderner mobiler Plattformen wird das Fehlen einer eigenen eingebauten (und daher offensichtlich jedes Jahr veralteten) Elektronik es ermöglichen, neue Funktionen einfach durch Anschließen eines neuen zu erhalten Smartphone. Das Auto fungiert als „normale“ Dockingstation – es mag jetzt seltsam klingen, aber in Zukunft ist ein solches Szenario keineswegs ausgeschlossen.

Selbstfahrende Autos und Elektrofahrzeuge

Natürlich, was für eine Zukunft ohne selbstfahrende Autos! Fast jeder, der sich selbstfahrende Autos stark von klassischen manuellen Autos unterscheidet, wird jedoch eine kleine Enttäuschung erleben. Selbstfahrende Autos von Google sind das einzige moderne Konzept eines Autos „ohne Lenkrad und Pedale“. Die meisten selbstfahrenden Konzepte (auch solche, die in einigen US-Bundesstaaten das Recht zum Fahren auf öffentlichen Straßen erhalten haben) gehen von der Möglichkeit aus, jederzeit zur manuellen Steuerung zurückzukehren. Für den Fahrer und die Passagiere bringt die Verwendung des Selbstfahrens daher keine äußerlichen gravierenden Veränderungen im Innenraum des Autos mit sich. Moderne selbstfahrende Autos machen deutliche Fortschritte, zum Beispiel gelang es in diesem Jahr einem selbstfahrenden Auto, den Fahrer zu überholen, der Vorsprung war jedoch sehr gering - nur 0,4 Sekunden.

Eine ähnliche Situation wiederholt sich für Elektrofahrzeuge und Hybride. Abgesehen von Tesla, das allein steht, bemühen sich die Autohersteller, die Erfahrungen mit der Nutzung von Elektrofahrzeugen, Hybriden und Autos mit Verbrennungsmotor auf jede erdenkliche Weise zu vereinen. So kann man ein Elektroauto in vielen Fällen (bis auf das Motorgeräusch) nur durch die zusätzlichen Ladeanzeigen auf dem Armaturenbrett und das Vorhandensein einer Ladebuchse anstelle des Tankhalses von einem normalen Auto unterscheiden.

Holografische HUD-Displays

Bereits 2006 gab Light Blue Optics Ltd bekannt, dass es eine Lizenz zur Herstellung von holografischen Vollfarblaserprojektoren erworben hat. Die Technologie selbst wurde 2003 von Edward Buckley und Adrian Cable an der University of Cambridge erfunden. Seit 2009 wird dieses System für den Einsatz in Head-up-Displays (HUDs) adaptiert. Es gibt viele Möglichkeiten, ein Bild auf die Windschutzscheibe eines Autos zu projizieren - das sind vollfarbige Laserhologramme und viel einfachere Lösungen (Spiegelbild eines hellen monochromen Displays aus Glas). Bisher haben es die Autohersteller nicht eilig, alle neuen Modelle mit HUD-Displays auszustatten, aber es gibt solche Beispiele – 2014 erhielt der Range Rover Evoque ein solches System, und Ford setzt auf das MISHOR 3D-System mit ähnlichen Funktionen. HUD-Displays haben die Windschutzscheiben von Flugzeugen (hauptsächlich Militär) zuverlässig erobert, aber in den Autos der Zukunft (insbesondere selbstfahrenden) wird ein solches System der Informationsanzeige mehr als angemessen aussehen.

Augmented Reality im Auto

Warum den Bereich der möglichen Projektion auf die Windschutzscheibe beschränken? Ungefähr diese Argumentation wurde von den Autoren moderner Konzepte von Augmented-Reality-Systemen geleitet. Dies ist das System der "transparenten Motorhaube" in Land Rover-Autos (das System ermöglicht es dem Fahrer, die normalerweise verborgene Straßenoberfläche zu sehen, wird mithilfe von Kameras und Projektoren im Inneren des Autos implementiert) und das Konzept eines virtuellen Bildschirms mit "Tipps" über die erforderliche Bewegungsbahn (genau wie in der NFS Shift-Serie).

Eine extravagantere Lösung ist das vollständig transparente Autokonzept der japanischen Keio-Universität. Darin wird die Rückbank des Autos transparent, um die Sicht des Fahrers beim Rückwärtsfahren nicht zu behindern. An der Rückseite des Autos befindet sich ein Projektor, der das Bild auf eine reflektierende Leinwand projiziert, die sich zwischen und etwas hinter den beiden Vordersitzen befindet.

Blickt der Fahrer über die Schulter zurück, sieht er eine fast reale Rückansicht des Autos, allerdings nur durch Augmented Reality. Das Konzept ist sicherlich interessant, berücksichtigt aber eindeutig nicht die Anwesenheit von Passagieren im Auto. Höchstwahrscheinlich werden solche Systeme noch die Autos der Zukunft erobern und in der einen oder anderen Form ein Bild in Form von Augmented Reality projizieren.

Alternative Kontrollmethoden

Neben der Sprachsteuerung oder der Eingabe einer gewünschten Route über einen Touchscreen (in einem hypothetischen selbstfahrenden Auto der Zukunft) experimentieren Autohersteller mit exotischeren Steuerungsmethoden - einschließlich Gestensteuerung. Bereits 2012 präsentierte Mercedes-Benz ein Konzept für einen Salon namens DICE (Dynamic & Intuitive Control Experience).

Anstelle einer Windschutzscheibe wurde vorgeschlagen, ein Display zu verwenden und mit Hilfe von Sensoren die Position der Hand des Fahrers oder Beifahrers im Raum zu überwachen und deren Bewegungen zu verfolgen, um die Funktionen des Autos zu regulieren und zu konfigurieren. Selbst mit ultrahochauflösenden Bildschirmen werden Autofahrer wahrscheinlich nicht bald zustimmen, sie anstelle einer Windschutzscheibe zu verwenden. Das Gestensteuerungssystem wurde im selben Jahr auch von Audi demonstriert, dort wurde es jedoch verwendet, um die Modi des HUD-Displays zu ändern. Neben Sensoren, die das Anlegen des Sicherheitsgurts oder die Anwesenheit von Passagieren in der Kabine überwachen, ist also in der Kabine der Zukunft mit einer viel größeren Vielfalt an „Tracking-Systemen“ wie Leap Motion zu rechnen.

Soziale Netzwerke der Zukunft und Autos

Bereits heute können soziale Netzwerke und Dienste „für Autofahrer“ die Verkehrssituation maßgeblich beeinflussen. Beispiele dafür gibt es viele – selbst die Polizei schenkt Anwendungen wie Waze (ein auf Nutzerdaten basierendes Crowdsourcing-Projekt, bei dem Projektbeteiligte unterwegs von Problemen erfahren) Aufmerksamkeit, Kritik und Zustimmung. Die Möglichkeit, den Standort von Patrouillen zu benachrichtigen, hat bei den Strafverfolgungsbehörden Bedenken hinsichtlich der Sicherheit von Polizeibeamten aufgeworfen. Beispiele für soziale Interaktionen auf der Ebene „Auto-Auto“ oder „Auto-Infrastruktur“ können unterschiedliche Formen annehmen – das sind Treueprogramme von Tankstellen, kostenlose Elektrotankstellen für Elektrofahrzeuge, Optimierung von Parkplätzen in der Stadt je nach Auslastung, Taxirufsysteme ohne Dispatcher, „Gamification“ und „Erfolge“ (zum Beispiel Punkte sammeln für sicheres Fahren) bei der Nutzung des Autos. Die meisten dieser Funktionen sind an sich nicht überraschend, aber sie werden sich zweifellos in zukünftigen Autos entwickeln.

Nachwort

Natürlich ist es fast unmöglich, mit großer Sicherheit abzuschätzen, wie Autos oder deren Elektronik in einigen Jahrzehnten aussehen werden. Auf die Autoelektronik wartet natürlich ein qualitativer Sprung, denn jedes Jahr ähneln die Konzepte auf Automessen echten "Autos aus der Zukunft", die wir nur in fantastischen Werken präsentiert haben. Es bleibt nur noch ein wenig abzuwarten und wir werden sehen, welche anderen Technologien der Zukunft uns so bekannt vorkommen wie ein Autoradio oder ein Videorecorder.

Das Armaturenbrett ist gut, aber wenn zusätzlich Informationen auf dem Glas angezeigt werden, ist es noch besser. Sprechen wir über den Zweck des Projektionsdisplays, seine Typen, Eigenschaften, Kosten und Video.

Der Hauptzweck ist die Projektion der aktuellen Informationen von der Instrumententafel auf die Windschutzscheibe des Autos. Das Bild wird in der Höhe so berechnet, dass die Aufmerksamkeit nicht von der Straße abgelenkt wird, um eine Vorstellung vom Zustand und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erhalten.

Ein bisschen Hintergrund

Seit 2003 kommt das Head-up-Display in BMW-Fahrzeugen zum Einsatz. Heute wird das Projektionssystem in vielen Premiumfahrzeugen eingesetzt. Jedes Jahr wird die Technologie billiger, was bedeutet, dass sie für Autos anderer Budgetklassen zugänglicher ist.

OEM-Head-up-Display

Um das Bild zu formen, verwenden die Hersteller einen Projektor mit hohem Kontrast und Farbsättigung. Zusammenfassen von Parametern aus verschiedenen Fahrzeugzählern:

• Motorsensoren;
• Navigationssystem;
• Nachtsichtsystem;
• adaptiver Tempomat;
• Zeichenerkennung und andere.

Dank Head-up-Display erhält der Fahrer ein virtuelles Bild, das es ihm ermöglicht, sich auf die Straße zu konzentrieren. Es werden zwei Arten von Bildschirmen erkannt. Am gebräuchlichsten ist oft eine spezielle, transparente Folie, die auf die Windschutzscheibe geklebt wird. Es verhindert eine Streuung des Bildes bei unterschiedlichen Wetterbedingungen. Bei Mini-Maschinen verwendet der Hersteller einen transparenten Bildschirm anstelle einer Folie.

• duplizieren verschiedener Anzeigen der Instrumententafel;
• Signal über das Auto in der toten Zone;
• die Anwesenheit von Fußgängern am Straßenrand im Dunkeln;
• Fahrzeuggeschwindigkeit;
• Motordrehzahl vom Drehzahlmesser;
• Anzeigen vom Navigationssystem;
• Signal über verschiedene Verkehrszeichen.

Die gängigsten Geräte sind Garmin. Direkt am Torpedo installiert. Der zweite Hersteller gilt als Pioneer, er wird laut Anleitung an der Sonnenblende befestigt. In diesem Fall wird das Videosignal über ein Smartphone per Bluetooth oder USB-Kabel an den Projektor gesendet.

Es sei gleich darauf hingewiesen, dass der Funktionsumfang eines mobilen Projektionsdisplays um ein Vielfaches geringer ist als der Standard. Meistens enthält ein mobiles Gerät Anzeigen des Navigationssystems und der Geschwindigkeit des Autos, dies erfordert jedoch ein Smartphone und eine darauf installierte spezielle Software.

Von den beliebten mobilen Projektoren wird das Gerät von Navdy betrachtet. Das Display kann über WLAN oder Bluetooth mit einem Smartphone verbunden werden, über den Diagnosestecker können Sie es auch mit dem Bordcomputer verbinden.

Das Smartphone selbst befindet sich auf dem Armaturenbrett, das Bild vom Smartphone-Display wird auf die Windschutzscheibe projiziert (angezeigt) und zeigt dem Fahrer so die notwendigen Informationen an.

Das Programm verzerrt das Bild spiegelbildlich, sodass die richtigen, lesbaren Informationen auf dem Glas stehen. Trotzdem wird es das stationäre der oben genannten Displays nicht ersetzen können.

Preis anzeigen

Die Kosten für ein Standard-Display hängen vom Hersteller ab, im Durchschnitt liegt der Preis als Option bei 500 Euro. Basierend auf Garmins mobilem Head-up-Display bewegt sich der Preis ab 200 Euro. Der billigste und einfachste Weg ist die Verwendung eines Smartphones. Kaufen Sie einfach einen speziellen Ständer für ein paar tausend Rubel, installieren Sie ihn in der Nähe der Windschutzscheibe und fügen Sie Ihr Smartphone hinzu.

Es ist erwähnenswert, dass sich die Head-up-Display-Technologie nur auf der Windschutzscheibe gerade erst entwickelt. Es wird angenommen, dass das Head-Up-Display-System in Zukunft alle notwendigen Informationen auf der Windschutzscheibe anzeigen wird, einschließlich des Bildes von den Seitenspiegeln.

Video zur Funktionsweise des Head-up-Displays:

Das erste Hologramm wurde 1947 von dem ungarischen Physiker Denes Gabor bei Experimenten zur Erhöhung der Auflösung von Elektronenmikroskopen erhalten. Er prägte das Wort "Hologramm", um die vollständige Aufzeichnung der optischen Eigenschaften eines Objekts hervorzuheben. Denesh war seiner Zeit ein wenig voraus: Seine Hologramme waren aufgrund der Verwendung von Gasentladungslampen von schlechter Qualität. Nach der Erfindung der Rubinrot- und Helium-Neon-Laser im Jahr 1960 begann sich die Holographie aktiv zu entwickeln. 1968 entwickelte der sowjetische Wissenschaftler Yuri Nikolaevich Denisyuk ein Schema zur Aufzeichnung von Hologrammen auf transparenten Fotoplatten und erhielt hochwertige Hologramme. Und 11 Jahre später schuf Lloyd Cross ein Multiplex-Hologramm, bestehend aus mehreren Dutzend Winkeln, von denen jeder nur aus einem Blickwinkel zu sehen ist. Wie funktioniert ein modernes holografisches Display - mehr dazu in der heutigen Ausgabe!

Hauptfotografisches Material für die Aufnahme von Hologrammen sind spezielle Fotoplatten auf Basis von traditionellem Silberbromid, die eine Auflösung von mehr als 5000 Linien pro Millimeter ermöglichen. Verwendet werden auch fotografische Platten auf Basis dichromatischer Gelatine, die eine höhere Auflösung aufweisen. Beim Einsatz werden bis zu 90 % des einfallenden Lichts in ein Bild umgewandelt, wodurch sehr helle Hologramme aufgenommen werden können. Auch Medien auf Basis holographischer Photopolymermaterialien werden aktiv entwickelt. Dieses mehrkomponentige Gemisch organischer Substanzen wird in Form eines dünnen Films auf ein Glas- oder Foliensubstrat aufgebracht.

Im Hinblick auf holographische Displays gibt es mehrere vielversprechende Entwicklungen, die Aufmerksamkeit verdienen. RED Digital Cinema arbeitet an einem holografischen Display, einem LCD-Panel mit einer speziellen Lichtleiterplatte darunter. Es verwendet Beugung, um verschiedene Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln zu projizieren, was zu der Illusion eines "dreidimensionalen Bildes" führt. Das Hydrogen-Smartphone mit holografischem Display soll im ersten Halbjahr 2018 erscheinen.

HoloVisio-Displays der ungarischen Firma Holografika sind bereits auf dem Markt. Die Essenz ihrer Technologie liegt in der Projektion eines Bildes durch zwei Dutzend Narrow-Beam-Projektoren, wodurch das Bild im Raum tief in das Display gelegt wird. Die Komplexität dieser Technologie wirkt sich auf den Preis aus: Die Kosten für einen 72-Zoll-Bildschirm mit einer Auflösung von 1280 x 768 Pixeln betragen etwa 500.000 Dollar.

Und der Verband japanischer Wissenschaftler arbeitet seit langem an der Entwicklung der Aerial 3D-Laserprojektionstechnologie. Sie haben den traditionellen Flachbildschirm über Bord geworfen, indem sie Objekte mit Laserstrahlen in drei Dimensionen zeichneten. Aerial 3D verwendet fokussierte Laserstrahlen, um Sauerstoff- und Stickstoffatome anzuregen. Derzeit ist das System in der Lage, Objekte aus 50.000 Punkten mit einer Rate von bis zu 15 Bildern pro Sekunde zu projizieren.

Bemerkenswert ist auch die Entwicklung von Microsoft namens Vermeer, bei der es sich um ein holografisches bildschirmloses Display und eine Videokamera handelt, die dem System Touch-Funktionen verleiht. Das Display verwendet Projektionstechnologie zwischen zwei Parabolspiegeln. Der Laserstrahl zeichnet ein Bild mit einer Geschwindigkeit von 2880 Mal pro Sekunde und durchquert 192 Punkte nacheinander. Als Ergebnis sieht der Betrachter ein Bild im Raum, das 15-mal pro Sekunde aktualisiert und für den Kontakt zur Verfügung steht.

Es ist durchaus möglich, dass holografische Bildschirme in naher Zukunft zugänglicher und verbreiteter werden.

Autonavigation mit Hilfe von HUD - "Display zum Betrachten ohne den Kopf zu drehen", es scheint, dass diese Idee seit langem genauso gefragt ist wie der Standesbeamte und Navigator, aber da sie nicht besonders sichtbar ist, ist die weit verbreitete Verwendung dieser Methode, um dem Fahrer Informationen zu präsentieren. Aussehen ...

Beim Einsatz von Fahrzeuginstrumenten und Displays gibt es immer folgendes Problem: Einerseits sollte der Fahrer aus Sicherheitsgründen den Blick so wenig wie möglich von der Straße nehmen, andererseits, wenn man gar nicht auf die Instrumente schaut , können Sie Warninformationen übersehen, z. B. zu niedrigem Öldruck usw. Es gibt Möglichkeiten, dieses Problem zu lösen, z auf der Windschutzscheibe (Head-Up-Display oder HUD).

Diese Technologie wurde ursprünglich in der Luftfahrt eingesetzt, als Konstrukteure bis zu 100 Warnanzeigen im Cockpit eines Jagdflugzeugs platzieren mussten.

Garmin hat zum Beispiel ein Gadget veröffentlicht, das Teams projiziert, das Auto auf die Windschutzscheibe zu bewegen und Daten vom Navigationsprogramm in einem Smartphone empfängt, so der offizielle Blog des Unternehmens. HUD-Technologie im neuen Garmin Handheld-Projektor

Ein tragbarer Garmin-Projektor wird an der Vorderseite Ihres Fahrzeugs angebracht und projiziert das Bild auf eine transparente Folie, die an die Windschutzscheibe geklebt ist. An der Windschutzscheibe angebrachte reflektierende Linsen können ebenfalls verwendet werden. Die Ausgabeinformationen werden von einem über Bluetooth verbundenen Smartphone abgerufen, auf dem die Navigationssoftware Garmin StreetPilot oder NAVIGON ausgeführt wird.

Das HUD ist kompatibel mit Smartphones iPhone, Android und Windows Phone 8. Listenpreis - 129,99 $.

Da Navigationsinformationen direkt im Sichtfeld des Fahrers angezeigt werden, trägt das Garmin-Gadget den Namen Head-up-Display (HUD). „Bisher wurden solche Systeme nur in einigen Marken von Fahrzeugen der Oberklasse installiert. Garmin bringt Technologie auf den Verbrauchermarkt“, sagte Dan Bartel, Vice President of Sales bei Garmin.

Der Bildschirm zeigt Informationen über die zulässigen Bewegungsrichtungen, die Entfernung zur nächsten Abbiegung zum Ziel, die aktuelle Geschwindigkeit und deren Begrenzung, die voraussichtliche Ankunftszeit.

Außerdem gibt es Hinweise zur Fahrbahnbreite nach dem Abbiegen, Warnungen vor Geschwindigkeitsüberschreitungen. Das HUD-Gadget ist auch in der Lage, mögliche Verkehrsverzögerungen durch Staus sowie die Annäherung an den Aufstellungsort von Sicherheitskameras zu melden.

Die Helligkeit des angezeigten Bildes wird automatisch an die Lichtverhältnisse angepasst. So erhalten Sie bei hellem Sonnenlicht und in der Nacht ein deutlich sichtbares Bild. Begleitende Sprachkommentare werden über die Smartphone-Lautsprecher oder die Bordstereoanlage abgespielt. Das Gadget unterbricht seine Arbeit nicht, wenn auf dem Smartphone Telefonanrufe eingehen, die im Freisprechmodus verarbeitet werden.

Bereits 2012 unterzeichnete das deutsche Unternehmen MicroVision, ein Entwickler von Laserprojektoren, einen Vertrag mit einem japanischen Konzern, der den Einsatz der Head-up-Display (HUD)-Technologie des deutschen Herstellers PicoP im Automobilmarkt ermöglichte. Pioneer behauptet nun, der erste Hersteller von Navigationsgeräten zu sein, der diese Technologie verwendet. In Japan erschien bereits 2012 der futuristische „Frontal Navigator“. Der Preis dafür lag bei mindestens 500 Dollar.

Masanori Kurosaki, Head of Automotive Electronics bei Pioneer, betonte in einer Pressemitteilung die Bedeutung des Deals zwischen dem japanischen Konzern und dem deutschen Unternehmen: „.

Der Bildschirm des neuen Navigators ist eine transparente Plastikfolie, die auf die Windschutzscheibe gegenüber dem Fahrer passt und Informationen vom GPS-Gerät anzeigt. Jetzt können Sie der Satellitenkarte folgen, ohne vom Fahren abgelenkt zu werden. Aus Sicherheitsgründen ist das System so einfach wie möglich gestaltet. Auf den transparenten Monitor gelangen nur die nötigsten Informationen. Das Gerät verwendet einen kontrastreichen grünen Laser, um es zu projizieren. Die Ingenieure versprechen, dass das mit ihrer Hilfe gewonnene Bild Tag und Nacht sichtbar sein wird.

Derzeit werden Methoden entwickelt, um genau zu bestimmen, wohin der Blick des Fahrers zu jedem Zeitpunkt gerichtet ist, und die notwendigen Informationen über das HUD genau an dieser Stelle auf die Windschutzscheibe zu projizieren. Das Verfahren beinhaltet die Verwendung einer tragbaren Videokamera und eines Lasers. Der Laserstrahl wird von der Hornhaut des Fahrers reflektiert, wodurch der Blick des Fahrers genau bestimmt werden kann. Wahrscheinlich wird der Augenbewegungsdetektor des Fahrers verwendet, um das Wohlbefinden des Fahrers festzustellen, ob er schläft. Wenn Abweichungen festgestellt werden, wird ein Alarm, Ton oder Licht, generiert.

Vielversprechende Mittel zur Anzeige von Informationen. Mit der fortschreitenden Computerisierung aller Automobilsysteme werden immer mehr Funktionen verfügbar. Bereits heute ist es möglich, den Informationsfluss an den Fahrer zu regulieren, das heißt auf demselben Display verschiedene Daten anzuzeigen, die der Fahrer gerade benötigt. Welche Informationen der Fahrer in dieser Situation benötigt, bestimmt die Computersoftware, aber der Fahrer kann die von ihm benötigten Datenblöcke selbst auf das Display abrufen. Ist beispielsweise die Kühlmitteltemperatur normal, müssen keine Messwerte auf dem Display angezeigt werden, es sei denn, der Fahrer möchte dies selbst. Wenn das Display die Entfernung anzeigt, die das Auto mit dem verfügbaren Kraftstoffvorrat zurücklegen kann, muss die Kraftstoffmenge im Tank usw. nicht angezeigt werden.

Der Computer kann bei Bedarf die normale Informationsanzeige unterbrechen und eine Warnmeldung auf dem Display erzeugen, wie zum Beispiel: „Kraftstoff ist nur für 50 km Fahrt übrig“ oder „Der Druck im linken Hinterreifen ist gesunken“. Die Verwendung von Sprachsynthesizer-Programmen ermöglicht es, solche Nachrichten per Sprache zu senden, und der Fahrer kann bei der Konfiguration des Systems die gewünschten Sprachparameter einstellen: männlich oder weiblich, hoch oder tief usw. Um die Aufmerksamkeit des Fahrers zu erregen, sind auch einfachere Tonsignale Gebraucht.

Hier ist eine andere Möglichkeit

Ein holographisches Bild ist eine dreidimensionale Darstellung eines realen Objekts unter Verwendung von Laserstrahlern - Projektoren und einer geeigneten Leinwand. Derzeit wird an Geräten geforscht und entwickelt, um die Sicherheit beim Fahren bei Nacht zu verbessern. Eine der Möglichkeiten ist wie folgt: Informationen werden von Infrarot-Videokameras entnommen, verarbeitet, ein holografisches Bild wird auf die Windschutzscheibe vor dem Fahrer projiziert. Durch den Einsatz eines solchen Nachtsichtgerätes wird das Fahren bei Nacht vereinfacht.

Aber wie sich herausstellte, hilft die Elektronik im Auto nicht nur, sondern stört auch. Studien an einer Gruppe von Fahrern über 60 haben gezeigt, dass die Verwendung einer elektronischen Karte den Fahrer stark von der Straße ablenkt. Die Reaktion eines älteren Fahrers, der während der Fahrt durch Telematik abgelenkt werden muss, ist im Vergleich zu seinen 18-30-jährigen Kollegen um 30 ... 100 Prozent reduziert.

Momentan ist die Verbreitung eines solchen Anzeigesystems minimal, aber bis 2020 könnte der Anteil der mit einem HUD ausgestatteten Autos auf 9 Prozent anwachsen. Derzeit wird die Entwicklung eines solchen Systems, wie bei den meisten innovativen Lösungen, nur durch den hohen Ausführungsaufwand behindert. Obwohl es mir scheint, dass der Preis bereits nahe an die Kosten beliebter DVRs und Navigatoren herangekommen ist.

Vielleicht nutzt schon jemand diese Art von Gerät? Teile deine Erfahrung ...

Und wir werden warten, bis die Technik weiter eilt und wir werden all diese Informationen direkt auf der Windschutzscheibe ohne zusätzliche Geräte im interaktiven Modus beobachten

Nachfolgend finden Sie ein Beispiel für eine bereits funktionierende Navigation mit dem HUD-Projektor.

Pioneer SPX-HUD01 Head-Up-Display NavGate HUD

Pioneer NavGate SPX-HUD01 Projektor Ist ein völlig neuer Blick auf die moderne Autonavigation, ein revolutionärer Schritt in der Entwicklung von Navigationsgeräten für Autos. Nach dem Erscheinen moderner Elektronik von Projektoren dieses Typs auf dem Markt (vor Pioneer wurde auch ein ähnliches Gerät von Garmin auf den Markt gebracht) trat die Autonavigation in eine neue Entwicklungsstufe ein und wurde viel bequemer und funktionaler. Es wird davon ausgegangen, dass Autofahrer, die es gewohnt sind, die maximalen Möglichkeiten der modernen Technologie zu nutzen und die fortschrittlichsten und innovativsten Geräte bevorzugen, ein solches Gerät in ihrem Auto bestellen und kaufen möchten.

NavGate SPX-HUD01 Projektor Ist ein innovatives elektronisches Gerät der japanischen Firma Pioneer, das für die Autonavigation mit einem Smartphone verwendet wird. Die Abkürzung HUD im Namen dieses elektronischen Gadgets steht für „Head-up-Display“.

Dieses Gerät ist mit einem einzigartigen DLP-Projektor ausgestattet, der an der Sonnenblende über dem Fahrersitz befestigt wird. Dieser Projektor projiziert aktuelle Informationen über die Bewegung des Autos sowie seine Route auf einen virtuellen 30-Zoll-Bildschirm, der sich vor der Windschutzscheibe des Autos in drei Metern Entfernung leicht über dem Horizont befindet. Die Verwendung dieses elektronischen Geräts ermöglicht es dem Fahrer, den Standort seines Autos zu kontrollieren und der Route zu folgen, ohne von der Straße abgelenkt zu werden. Diese Lösung macht die Autonavigation komfortabler und sicherer und ermöglicht es dem Fahrer, die Situation auf der Straße ständig zu überwachen, sich über nahegelegene Sehenswürdigkeiten zu informieren, eine Route zu planen und alle anderen Möglichkeiten der modernen Autonavigation zu nutzen. Darüber hinaus informiert das virtuelle Display über die aktuelle Uhrzeit, Ampelwarnungen, Informationen über die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, deren Beschränkungen auf diesem Streckenabschnitt, die Entfernung zum Zielort sowie die voraussichtliche Ankunftszeit.

Durch die Verwendung eines DLP-Projektors in diesem Gerät, der ein kontrastreiches Bild mit satten, tiefen Farben auf einem virtuellen 30-Zoll-Display erzeugt, muss der Fahrer seinen Blick nicht weiter fokussieren. Dadurch ermüden die Augen des Fahrers während der Fahrt weniger und er selbst kann seine Aufmerksamkeit zwischen der Beobachtung der Straße und der Überwachung der Verkehrssituation auf dem Display des Autonavigationssystems aufteilen. Alle relevanten Informationen werden auf dem Display des Pioneer NavGate HUD-Projektors in klarer, prägnanter Form dargestellt, sorgfältig ausgewählt und hinsichtlich ihrer Funktionalität so nützlich wie möglich gemacht, um den Fahrer nicht vom Fahrvorgang abzulenken. Klare und einfache Anweisungen, die der Fahrer vom Navigator erhält, machen Kreuzungen verständlicher und erleichtern die Orientierung auf den Straßen.

Die Overhead-Display-Technologie wurde ursprünglich für den Einsatz in der Luftfahrtindustrie entwickelt. Nach Verbesserung und Modernisierung wurde diese Technologie für den Einsatz im modernen Straßenverkehr angepasst. Diese Technologie ist sehr vielversprechend, denn durch ihren Einsatz kann der Fahrer für den Fahrer nützliche Informationen in hoher Auflösung direkt in seinem Blickfeld anzeigen und so die Route steuern, ohne den Blick von der Straße abzuwenden.

Das Gerät ist zu jeder Tageszeit bequem zu bedienen: Dank der Verwendung spezieller Lichtsensoren wird die Helligkeit des projizierten Bildes automatisch an die Tageszeit und die Wetterbedingungen angepasst.

Das Head-up-Display NavGate HUD funktioniert in Verbindung mit einem Smartphone, auf dem eine kompatible CoPilot-App vorinstalliert sein muss. Diese Anwendung zeichnet sich durch eine Vielzahl von Funktionen aus: Unterstützung der Sprachsteuerung, detaillierte Navigation mit Abbiegehinweisen, die Möglichkeit der detaillierten Routenplanung sowie das Speichern detaillierter Straßenkarten der Stadt für die Verwendung im Offline-Modus usw.

NavGate HUD wird in Verbindung mit dem iPhone der vierten bis fünften Generation sowie mit Smartphones mit dem Betriebssystem Android verwendet. Dieses elektronische Gerät ist mit der iGO Primo iPhone App kompatibel, einer funktionalen Navigationsanwendung mit 3D-Sprachnavigation, die Geländesuche, Abbiegehinweise, realistische Straßenkreuzungen, grüne Routen und andere praktische Funktionen umfasst. Es kann auch mit der mobilen CoPilot-Anwendung arbeiten, die der Benutzer kaufen und auf seinem Smartphone installieren muss, wobei die HUD-Funktion nach dem Kauf aktiviert wird. Diese Anwendung spielt Sprachansagen über den Smartphone-Lautsprecher oder ein im Fahrgastraum installiertes Bluetooth-fähiges Autoradio ab, in welche Richtung an Kreuzungen abzubiegen ist. Wenn Musik über die Autolautsprecher oder das mobile Gerät abgespielt wird, wird sie automatisch stummgeschaltet, bevor die Sprachansagen zu hören sind. Darüber hinaus ist die Bedienung des Projektionsdisplays und des Smartphones in Verbindung so aufgebaut, dass der Navigator auch während des Telefonierens nicht aufhört zu arbeiten: Der Pioneer NavGate SPX-HUD01 Projektor gibt weiterhin klare Wegbeschreibungen Bewegungsfreiheit beim Telefonieren.

Dieser Projektor ist in einem stilvollen, ergonomisch geformten Gehäuse untergebracht, das sich harmonisch in das Interieur jedes modernen Autos einfügt. Vor der Karosserie befindet sich ein optischer Bildschirm aus hochwertigem Polycarbonat, einem transluzenten Glas, mit dem ein virtuelles 30-Zoll-Display vor der Windschutzscheibe des Autos entsteht. Am Gehäuse befindet sich ein Stromanschluss zum Aufladen des Geräts sowie ein USB-Anschluss zum Anschließen eines Smartphones an den Projektor. Der Projektor verfügt auch über einen Steckplatz für eine Micro-SD-Karte, die zum Aufzeichnen von Gerätesoftware-Updates verwendet wird.

Jeder war mit einer Situation konfrontiert, wenn er vom Fahren abgelenkt auf den Navigator-Bildschirm, das Armaturenbrett oder den Smartphone-Bildschirm schaute. Und manche hatten deswegen sogar einen Unfall. So geschah es mit dem Inhaber der Marketingagentur Vitaly Ponomarev. 2008 interessierte er sich ernsthaft für Augmented Reality (AR) und beschloss, ernsthafte Investoren davon zu überzeugen, nur etwa 100 Millionen US-Dollar in das Geschäft zu investieren. „Ich bin um die ganze Welt gereist und habe Investmentfonds bewiesen, dass AR in ein paar Jahren überall sein wird“, lacht Vitaly. - Vom Navigator abgelenkt, hätte ich fast einen Unfall gehabt. Und das Puzzle kam zusammen: Hier ist sie, meine Augmented Reality. Genau hier. Auf der Windschutzscheibe."

Eineinhalb Eimer

Head-up-Displays waren damals nicht neu. So installiert beispielsweise das deutsche Unternehmen Continental – weltweit führend in seiner Produktion – seit 2003 HUDs in BMW-, Audi- und Mercedes-Fahrzeugen. Herkömmliche Windschutzscheiben-Displays sind hochentwickelte Geräte mit gekrümmten Spiegeln und sphärischer Optik. Und was von entscheidender Bedeutung ist, erfordert ein großes Volumen von etwa 18 Litern - eineinhalb gewöhnliche Eimer! Aber Sie müssen diese eineinhalb Eimer im Bereich des Lenkrads platzieren - einer der wichtigsten Punkte des Autos. Daher sind HUDs mit großen, teuren Autos ausgestattet, die ursprünglich mit Platz für ein Display ausgelegt waren. Es ist nicht verwunderlich, dass für die Installation eines Projektionsdisplays in Autohäusern deutscher Automarken mindestens 100.000 Rubel verlangt werden. Aber bei normalen Autos werden Sie das klassische HUD nicht sehen.

Gründer und CEO von WayRay, Erfinder Studium an der Russischen Akademie für Volkswirtschaft und öffentliche Verwaltung beim Präsidenten der Russischen Föderation mit den Schwerpunkten Wirtschaftswissenschaften und Innovationsprojektmanagement. 2012 gründete er das WayRay-Projekt, das sich in vier Jahren zu einem internationalen Unternehmen mit Niederlassungen in Russland, der Schweiz und den USA entwickelt hat. 2015 wurde er laut der Zeitung L'Hebdo in die Top 100 der herausragenden Innovatoren der Schweiz aufgenommen.

Leopardenmonster

Neben der Größe und Komplexität des Designs haben herkömmliche Head-up-Displays noch einen weiteren Nachteil: Sie geben in 20 cm Abstand zur Windschutzscheibe ein flaches Bild ab. Das heißt, der Fahrer muss seinen Blick noch neu fokussieren. Und Vitaly Ponomarev beschloss, ein Bild in einer Entfernung von 10-20 m zu machen, das nach seinem Plan dreidimensional werden sollte. Nicht stereoskopisch, sondern echt, holographisch. Trotz seiner finanziellen Bildung wusste Vitaly sehr gut in Physik. Auf der Suche nach Investoren lernte er viel über neue Technologien. Die Intuition sagte ihm, in welchen Bereichen er nach Spezialisten suchen sollte. Typischerweise werden diese Unternehmen von zwei Personen gegründet: Der eine ist ein Marketing-Guru, der andere ein technisches Genie. Marketing war in Ordnung, es lag am Technikfreak. Die Geschichte, den technischen Direktor der Zukunft zu finden WayRay ist bereits in den Fällen der Headhunter angekommen: Vitaly startete einfach eine Suche mit den Wörtern „Laser“, „Mikroelektronik“ und „IT“ auf Habré, der Kultseite der Technologiefreaks habrahabr.ru . An der Spitze der Antworten gab die Suchmaschine aus: Mikhail Svarichevsky mit dem Spitznamen BarsMonster. „Jetzt gehört dieses Monster mir“, scherzt Ponomarev.

Zwischen den Gläsern

2012 begannen Vitaly und Mikhail mit dem Zusammenbau der ersten riesigen Prototypen auf Basis von Standardoptiken, um festzustellen, wie interessant der Effekt sein würde. Es wurde deutlich, dass das gewünschte Bild und die geforderten Abmessungen nicht erreicht werden konnten. Es entstand die Idee, eine flache Fresnel-Linse zu verwenden, wie sie an den Heckscheiben von Autos verbaut wird. Diese transparente Folie wird zwischen Verbundglasscheiben geklebt oder geschweißt und fungiert als Teil des optischen Systems. Wir beschlossen, eine Fresnel-Linse für mehrere Wellenlängen zu entwickeln, und es stellte sich heraus, dass dies ein Hologramm ist - ein holographisches optisches Element (HOE). Die umfangreichste Erfahrung in der Arbeit mit holographischen Materialien in Russland hat man am Lebedew Physical Institute. Hier haben sich unsere Kollegen für neue Technologien entschieden. Wir begannen mit Hologrammen auf Silber, versuchten zu verstehen, ob es überhaupt möglich ist, großflächige holografische Elemente herzustellen, und wechselten nach und nach zu Prototypen von transparenten Photopolymeren. Wir haben ein dreidimensionales dreidimensionales Hologramm erstellt, auf dem ein Beugungsgitter aufgezeichnet wurde - tatsächlich ein virtuelles optisches Element, ein Wellenfrontwandler, der Wellen der erforderlichen Länge reflektierte und den Rest durchließ.

Die Idee zu einem Gerät, das Navigationsinformationen auf die Windschutzscheibe eines Autos projiziert, kam Vitaly, als er vom Navigator abgelenkt wurde und das Auto fast zu einem Unfall führte. Das Konzept wurde nach und nach durch Internet-Konnektivität, soziale Netzwerke und Augmented-Reality-Technologien ergänzt.

„Was ist hier innovativ? - Vitaly Ponomarev ist meiner Frage voraus. „Wir haben die Holografie nicht erfunden. Auch Photopolymere. Und es gab vor uns Versuche, HUD auf holographischen Elementen zu machen. Aber damals gab es keine billigen Laser und Photopolymere, die unseren Anforderungen entsprachen: Transparenz und fehlende Wirtseffekte. Wir sind genau in dem Moment in Head-up-Displays geraten, als das alles auftauchte. Unser kleines Startup war schneller als andere, um Design- und Produktionswerkzeuge zu entwickeln, die in einem großen Unternehmen unmöglich sind, und wurde das erste. Es ist jedoch falsch, WayRay als technologischen Integrator zu betrachten: Das Unternehmen beschäftigt Physiker, Maschinenbauer, Optiker, Programmierer. Sie verwenden sogar nicht standardmäßige Designtools: Sie mussten modifiziert werden, damit sie Systeme mit "abnormalen" optischen Komponenten lesen konnten.

Alibaba und vierzig Entwickler

Unsere Redaktion hat viel mit dem Prototypen HUD gespielt. Seine Größe – die Größe eines kleinen Koffers – ist ein großer Fortschritt: Die ersten Prototypen nahmen den gesamten Beifahrersitz rechts vom Fahrer ein. Die Sache ist wirklich beeindruckend, die Fotos und Videos vermitteln nicht die volle Vollständigkeit der generierten Augmented Reality. Ein kommerzielles Muster des holografischen Navigators Navion wird ebenfalls in diesem Herbst veröffentlicht: Das Kit enthält eine kleine Box mit einem Laserprojektor und einer speziellen Folie, die die Windschutzscheibe in eine Leinwand verwandelt. Es wird etwa 500 US-Dollar kosten. Und nächstes Jahr wird das erste Auto mit integrierter WayRay AR-Lösung auf die Straße kommen. Anfang 2016 vereinbarte das Unternehmen die Umsetzung eines Pilotprojekts mit Banma Technologies, einem Joint Venture der Alibaba Group und dem größten chinesischen Autohersteller SAIC Motor.

Im Rahmen des Projekts wird ein AR-Infotainment-System entwickelt, das 2018 in die Massenproduktion eines der Autos eingeführt wird. Auf die Frage, warum sie sich entschieden haben, sich an die Chinesen und nicht an die Europäer zu wenden, antwortet Vitaly schlicht: Die Chinesen sind bereit, Risiken einzugehen und sehr schnell zu arbeiten. Und außerdem ist der Aktionär von Banma der Internetriese Alibaba Group, der im März 18 Millionen Dollar in WayRay investierte und das Unternehmen von Vitaly Ponomarev über Nacht weltberühmt machte. „Wir wurden nicht gekauft, unser Unternehmen wurde investiert“, betont Vitaly. - Alibaba ist Minderheitsaktionär. Wir haben die Kontrolle behalten." Dies ist jedoch nicht die erste Investition. Etwa 10 Millionen Dollar wurden von russischen Privatinvestoren investiert, deren Namen Ponomarev nicht nennt. Einer von ihnen kennt sich beruflich mit moderner Optik aus – er war der Erste, der an die Perspektiven der Technik glaubte.

Globales Ergebnis

Heute ist WayRay ein Technologieunternehmen mit Niederlassungen in der Schweiz, Russland und den USA. Entwickelt ein Navigationssystem für Autos nach dem Prinzip der Augmented Reality sowie einen Soft- und Hardwarekomplex zum Sammeln von Informationen über das Fahren und zur Korrektur des Fahrerverhaltens.

Autoholografische Navigatoren für ein Startup sind jedoch nur eine Etappe auf dem Weg zum Ziel. „Wir wollen die Nummer eins auf dem Markt für tragbare Augmented-Reality-Geräte werden“, sagt Vitaly. "Jede transparente Oberfläche kann zu einem 3D-Display werden." Das Unternehmen arbeitet bereits an Prototypen neuer Geräte. Anscheinend werden sie mit Unterhaltung zu tun haben.