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.

HUD в BMW E60
HUD в Понтиак Бонневиль показывая скорость 47 миль / ч
Зеленая стрелка на лобовом стекле в верхней части этого изображения - это проекционный дисплей 2013 года выпуска. Toyota Prius. Он переключается между стрелкой инструкции GPS-навигации и спидометром. Стрелка будет двигаться вперед по мере приближения к повороту. Изображение проецируется без использования стеклопакетов.
HUD в Mazda использует выдвижной сумматор, а не отражается от лобового стекла.
Mazda cx-9 дисплей активного вождения с распознаванием дорожных знаков

График

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

Рекомендации

  1. ^ "Обзор Nissan 240". Edmunds.com. Получено 2012-12-04.
  2. ^ 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.
  3. ^ Уланов, Ланс | Mashable | Дисплей Pioneer AR Heads Up расширяет вашу реальность вождения 11 января 2012 г.
  4. ^ «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.
  5. ^ 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.
  6. ^ 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.
  7. ^ 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.
  8. ^ 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.
  9. ^ 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.
  10. ^ 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.
  11. ^ 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.
  12. ^ 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.
  13. ^ 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.
  14. ^ 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.
  15. ^ 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.
  16. ^ 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.
  17. ^ Трэвис, Дэвид (1993-07-01). «Взгляд на человеческий фактор». Дисплеи. 14 (3): 178–181. Дои:10.1016 / 0141-9382 (93) 90040-С.
  18. ^ 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.
  19. ^ 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.

внешняя ссылка