Автомобильный проекционный дисплей - Automotive head-up display
An автомобильный проекционный дисплей или же автомобильный проекционный дисплей - также известный как авто-HUD- любой прозрачный дисплей, на котором представлены данные в автомобиль не требуя от пользователей отводить взгляд от своих обычных точек зрения. Название происходит от того, что пилот может просматривать информацию с головой, расположенной «вверх» и смотрящей вперед, вместо того, чтобы смотреть под углом вниз, глядя на нижние приборы. В настоящее время существует два разных подхода к OEM-HUD в автомобилях. Первый - обработать заднюю часть ветровое стекло таким образом, чтобы проецируемое на него изображение отражалось на водителе. Второй - иметь небольшой сумматор, отдельный от лобового стекла. Комбайнеры можно убрать.
График
- 1988: Дженерал Моторс начал использовать лобовые дисплеи. Их первые блоки HUD были установлены на Oldsmobile Cutlass Supreme Indy Pace Cars и их реплики. Впоследствии дополнительные устройства HUD предлагались на Cutlass Supreme и Pontiac Гран-при прежде, чем стать более доступным.
- 1989–1994: Nissan представил лобовой дисплей в Nissan 240SX.[1]
- 1991: Toyota, только для японского рынка, выпустила HUD-систему для Toyota Crown Majesta.
- 1998: Первый цветной дисплей появился на Шевроле Корвет (C5).
- 2003 : Кадиллак представила систему HUD для Кадиллак XLR.
- 2003: BMW участвовал в крупных разработках автомобильных систем HUD для E60 2003 г. 5 серии.
- 2012: Pioneer Corporation представила навигационную систему, которая проецирует HUD вместо козырька водителя, который представляет анимацию условий впереди, форму дополненная реальность (AR).[2][3]
Эти дисплеи становятся все более доступными в серийных автомобилях и обычно предлагают спидометр, тахометр, и система навигации отображает.
Ночное видение информация также отображается через HUD на некоторых Дженерал Моторс, Honda, Toyota и Лексус транспортных средств. Другие производители, такие как Audi, BMW, Citroën, Nissan, Mazda, Kia, Мерседес и Вольво в настоящее время предлагают некоторую форму системы HUD.
Мотоциклетный шлем HUD также имеются в продаже.[4]
Также существуют дополнительные системы HUD, проецирующие дисплей на сумматор стекол, установленный на лобовом стекле. Эти системы были проданы полицейским агентствам для использования с бортовыми компьютерами.[нужна цитата ]
Взгляд в будущее
В Взгляд в будущее (ERB), также известный как Head-Up-Display-Advantage, - это термин, обозначающий предполагаемые преимущества, предоставляемые автомобилистам при вождении с использованием Head-Up-Display (HUD).[5] Это также можно назвать хедз-ап-устройством или хедз-апом по сравнению с традиционными конструкциями приборных панелей, которые называются Дизайн с опущенной головой (HDD). HUD - это инструмент, используемый для передачи информации, такой как скорость, от транспортного средства водителю или пилоту.[6] HUD можно встроить в автомобиль или купить вторичный рынок и устанавливается на приборную панель автомобиля.[7] Преимущества систем Eyes-on-the-Road проистекают из повышения ситуационной осведомленности и устранения необходимости отворачиваться от дороги во время вождения, что увеличивает время реакции на внешние опасности, такие как пешеходы.[8] Есть некоторые свидетельства того, что область применения ERB ограничивается ситуациями с низкой когнитивной нагрузкой, в которых задача вождения не является особенно сложной.[5]
Этиология
Исследования ERB в первую очередь используют виртуальная реальность симуляторы вождения, имитирующие реальные сценарии вождения, при этом исключая ситуативную изменчивость. Чтобы изучить HUD и HDD, в исследованиях часто сравнивают время реакции на опасность, ситуационную осведомленность и качество вождения (например, постоянство скорости) с использованием обеих систем. Протяженность Еврорадио по разным демография, особенно люди в возрасте и уровне опыта, представляют особый интерес.[нужна цитата ] Взаимодействие между рабочей нагрузкой и влиянием ERB также часто исследуется для исследования.
Экзогенный саккадический взгляд
Саккадический взгляд - это механизм восприятия, с помощью которого глаз непреднамеренно притягивается к внешнему раздражителю без сознательного действия человека.[9] Непроизвольный взгляд легче всего привлечь по движению или отчетливым изменениям освещения в поле зрения человека.[10] Эти внешние стимулы могут быть полезны в таких ситуациях, как движение пешехода, собирающегося выйти на дорогу, что, в свою очередь, позволяет водителю уклоняться. Экзогенные сигналы также могут быть неуместными и часто опасными, поскольку они отвлекают от целевого поведения, такого как мигание мобильного телефона, отводящее взгляд от дороги. Накладывая важную информацию о вождении на горизонт в прямой видимости водителя, HUDS позволяет важным экзогенным сигналам, таким как движения других транспортных средств, привлекать взгляд водителя, одновременно отслеживая жизненно важную обратную связь транспортного средства, такую как скорость или количество оборотов.[11] Предполагается, что это может способствовать более быстрой реакции на опасности и улучшить ситуационную осведомленность. Совместный проект между Faurecia Groupe и Индийский институт науки развитый взгляд и управляемый пальцем дисплей на лобовом стекле[12] для автомобилей, которые также могут автоматически оценивать когнитивную нагрузку и отвлекающие факторы водителей.[13]
Идеальное поле зрения
Идеал поле зрения это область, в которой раздражители наиболее точно, быстро и эффективно обрабатываются глазом. Считается, что у людей это поле находится в пределах 20 градусов выше или ниже вертикального меридиана взгляда человека и 60 градусов по обе стороны от горизонтального меридиана.[14] Если объект выходит за эти границы, ему потребуется движение глаз, чтобы вывести стимулы с периферии. Включая инструменты обратной связи в основное поле зрения, HUD позволяют горизонту и всем связанным с ним стимулам оставаться в основном поле зрения, где информация все еще может обрабатываться и приниматься автомобилистом.[15]
Проявление
Время реакции
Время реакции, и, в частности, отсроченная реакция, широко упоминается как один из основных факторов автомобильных аварий.[16] Время реакции по отношению к ERB определяется как время, которое требуется автомобилисту, чтобы отреагировать на внешнюю опасность или раздражители, а затем выполнить соответствующую реакцию или маневр уклонения, например, торможение при остановке идущего впереди автомобиля. Обратная связь, предлагаемая HUD, проецируется на лобовое стекло транспортного средства с целью интеграции внешних стимулов и инструментальной обратной связи; Таким образом, отпадает необходимость отрывать взгляд водителя от дороги. Исследования времени реакции на опасности в конструкциях HUD и HDD показали, что среднее время реакции HUD меньше.[8] Эта тенденция, по-видимому, продолжается в разных демографических группах, включая категории уровня опыта и возраста.[17][18]
Поддержание скорости и качество вождения
Поддержание скорости - это степень, в которой водитель поддерживает скорость и регулирует ее в соответствии с правилами дорожного движения и условиями окружающей среды. Использование HUD, по-видимому, обеспечивает лучшее поддержание скорости в драйверах в экспериментальных условиях по сравнению с HDD.[5] Предполагается, что это потому, что спидометр на уровне глаз оператора транспортного средства позволяет непрерывно контролировать скорость транспортного средства. Использование HUD также, по-видимому, улучшает общее качество вождения, в том числе остается в пределах дорожной разметки, а также повышает плавность вождения и навигационные способности.[6] Способность водителей сосредотачиваться на внешних признаках, таких как текстура дороги, разграничение дорог и уличные знаки, повышается за счет использования бесшовного интерфейса, в котором внимание на дорогу не прерывается для оценки скорости и другой информации.
Ограничения
Нагрузка
Влияние ERB на водителей не универсально. Есть свидетельства того, что по мере увеличения сложности задач вождения преимущества использования HUD уменьшаются, а в некоторых случаях они перестают быть статистически значимыми. ERB уменьшается, например, когда люди управляют автомобилями, требующими умственного развития, такими как промышленные автомобили, или когда их просят многозадачность во время вождения.[5] Одно исследование показало, что в условиях, требующих познавательной способности, люди переключают свое внимание с дороги, чтобы сосредоточиться на других задачах, таких как переключение передач или разговор с другими. Следовательно, способность водителя обрабатывать обратную связь HUD требует отвлечения внимания, во многом схожего с тем, что происходит при использовании жесткого диска.[5]
Размещение
Существуют ограничения на то, где HUD может быть размещен или спроецирован в транспортном средстве, прежде чем он начнет уменьшать ERB и станет больше отвлекать. HUD могут быть сконструированы так, чтобы инструментальная обратная связь проецировалась за горизонт, а не отображалась непосредственно на лобовом стекле.[19] Говорят, что в тестовых ситуациях проецируемый HUD, который появляется возле носовой части автомобиля, обеспечивает наиболее быстрое время отклика и лучшую ситуационную осведомленность со стороны водителя, а также способствует лучшему качеству вождения.[19]
Смотрите также
- Дополненная реальность - Просмотр реального мира с дополнительными функциями, созданными компьютером
- Центральная стойка
- Обгон
- Умные часы - компьютеризированные наручные часы
Рекомендации
- ^ "Обзор Nissan 240". Edmunds.com. Получено 2012-12-04.
- ^ Pioneer запускает автомобильную навигацию с дополненной реальностью и проекционными дисплеями. Система также использует видеорегистраторы для обмена изображениями уличных условий в Японии. Алебастр, Джей | Computerworld | Pioneer запускает автомобильную навигацию с дополненной реальностью и хедз-ап дисплеями 28 июня 2013 г.
- ^ Уланов, Ланс | Mashable | Дисплей Pioneer AR Heads Up расширяет вашу реальность вождения 11 января 2012 г.
- ^ «Майк, Вернер.« Тестовое вождение HUD мотоцикла SportVue ». Мотоциклы на скоростной полосе. 8 ноября 2005 г. По состоянию на 14 февраля 2007 г.». News.motorbiker.org. Архивировано из оригинал 30 марта 2010 г.. Получено 2009-10-02.
- ^ а б c d е Лю Юн-Цзин; Вэнь, Мин-Хуэй (2004-11-01). «Сравнение проекционного дисплея (HUD) и проекционного дисплея (HDD): ходовые качества операторов коммерческого транспорта на Тайване». Международный журнал человеко-компьютерных исследований. 61 (5): 679–697. Дои:10.1016 / j.ijhcs.2004.06.002.
- ^ а б Харрисон, Беверли Л .; Исии, Хироши; Висенте, Ким Дж .; Бакстон, Уильям А. С. (01.01.1995). Прозрачные многоуровневые пользовательские интерфейсы: оценка дизайна дисплея для повышения сфокусированного и разделенного внимания. Материалы конференции SIGCHI по человеческому фактору в вычислительных системах. ЧИ '95. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: ACM Press / Addison-Wesley Publishing Co., стр. 317–324. Дои:10.1145/223904.223945. ISBN 978-0201847055.
- ^ Судзуки, Ёсиюки; Оцука, Тацуми; Лино, Тадаши (февраль 1988 г.). «Разработка проекционного дисплея для автомобиля». Серия технических документов SAE. 1. Дои:10.4271/880217. Получено 2016-06-06.
- ^ а б Влахос, Джордж; Папанастасиу, Стилианос; Хариссис, Василис (14 апреля 2008 г.). «Сравнительное исследование прототипа автомобильного HUD и HDD: моделирование предотвращения столкновений и результаты». Серия технических документов SAE. 1. Дои:10.4271/2008-01-0203. Получено 2016-06-06.
- ^ Мюррей, Дэвид В .; Брэдшоу, Кевин Дж .; Маклаучлан, Филип Ф .; Рид, Ян Д.; Шарки, Пол М. (1995-11-01). «Вождение саккады в погоню с использованием движения изображения». Международный журнал компьютерного зрения. 16 (3): 205–228. Дои:10.1007 / BF01539627. ISSN 0920-5691.
- ^ Траппенберг, Томас П .; Доррис, Майкл С .; Munoz, Douglas P .; Кляйн, Раймонд М. (2001-02-01). «Модель инициации саккады, основанная на конкурентной интеграции экзогенных и эндогенных сигналов в верхних бугорках». Журнал когнитивной неврологии. 13 (2): 256–271. Дои:10.1162/089892901564306. ISSN 0898-929X. PMID 11244550.
- ^ Charissis, V .; Наеф, М. (01.06.2007). Оценка прототипа автомобильного интерфейса Head-Up Display: проверка способности водителя фокусироваться с помощью моделирования виртуальной реальности. Симпозиум IEEE по интеллектуальным автомобилям 2007 г.. С. 560–565. Дои:10.1109 / IVS.2007.4290174. ISBN 978-1-4244-1067-5.
- ^ Прабхакар, Гаудхэм; Рамакришнан, Апарна; Мадан, Модикша; Мурти, Л. Р. Д .; Шарма, Винай Кришна; Дешмук, Сачин; Бисвас, Прадипта (2020). «Интерактивный взгляд и управляемый пальцем HUD для автомобилей». Журнал по мультимодальным пользовательским интерфейсам. 14: 101–121. Дои:10.1007 / s12193-019-00316-9. ISSN 1783-8738.
- ^ Бисвас, Прадипта; Прабхакар, Гоудхэм (2018-04-01). «Выявление когнитивной нагрузки водителей от саккадического вторжения». Транспортные исследования, часть F: Психология дорожного движения и поведение. 54: 63–78. Дои:10.1016 / j.trf.2018.01.017. ISSN 1369-8478.
- ^ Curcio, Christine A .; Аллен, Кимберли А. (1990-10-01). «Топография ганглиозных клеток сетчатки глаза человека». Журнал сравнительной неврологии. 300 (1): 5–25. Дои:10.1002 / cne.903000103. ISSN 1096-9861. PMID 2229487.
- ^ Андервуд, Джеффри; Чепмен, Питер; Броклхерст, Нил; Андервуд, Жан; Крандалл, Дэвид (2003-01-01). «Визуальное внимание во время вождения: последовательности фиксации взгляда опытными и начинающими водителями». Эргономика. 46 (6): 629–646. Дои:10.1080/0014013031000090116. ISSN 0014-0139. PMID 12745692.
- ^ Harbluk, Joanne L .; Ной, Й. Ян; Трбович, Патриция Л .; Эйзенман, Моше (01.03.2007). «Оценка когнитивного отвлечения на дороге: влияние на визуальное поведение водителей и эффективность торможения». Анализ и предотвращение несчастных случаев. 39 (2): 372–379. Дои:10.1016 / j.aap.2006.08.013. PMID 17054894.
- ^ Трэвис, Дэвид (1993-07-01). «Взгляд на человеческий фактор». Дисплеи. 14 (3): 178–181. Дои:10.1016 / 0141-9382 (93) 90040-С.
- ^ Wolffsohn, J. S; McBrien, N.A; Эдгар, Г. К; Стаут, Т. (1998-05-01). «Влияние познания и возраста на приспособление, скорость обнаружения и время отклика при использовании автомобильного проекционного дисплея (HUD)». Офтальмологическая и физиологическая оптика. 18 (3): 243–253. Дои:10.1016 / S0275-5408 (97) 00094-X.
- ^ а б Смит, Шана; Фу, Ши-Ханг (2011-04-01). «Взаимосвязь между изображениями презентаций автомобильного дисплея и кансей водителей». Дисплеи. 32 (2): 58–68. Дои:10.1016 / j.displa.2010.12.001.