Проекционный дисплей - Head-up display

Эта статья о военной и автомобильной технике. Для его использования в играх см. HUD (видеоигры).
HUD F / A-18 Hornet

А проекционный дисплей или же хедз-ап дисплей,[1] также известный как HUD (/часʌd/), является любой прозрачный дисплей который представляет данные, не требуя от пользователей отводить взгляд от своей обычной точки зрения. Происхождение названия происходит от пилот возможность просматривать информацию с головой, расположенной «вверх» и смотрящей вперед, вместо того, чтобы смотреть на нижние инструменты под углом. HUD также имеет то преимущество, что глаза пилота не нуждаются в переориентировать для просмотра внешнего вида после просмотра оптически более близких инструментов.

Хотя изначально они были разработаны для военной авиации, теперь HUD используются в коммерческих самолетах, автомобилях и других (в основном профессиональных) приложениях.

Обзор

HUD установлен в ПЗЛ ТС-11 Искра реактивный учебно-тренировочный самолет с объединителем стеклянных пластин и выпуклой коллимирующей линзой прямо под ним

Типичный HUD состоит из трех основных компонентов: проектор, а объединитель, а компьютер для создания видео.[2]

Проекционный блок в типичном HUD - это оптический коллиматор настройка: a выпуклая линза или же вогнутое зеркало с электронно-лучевая трубка, светодиодный дисплей, или же жидкокристаллический дисплей в его фокусе. Эта установка (конструкция, которая существует с момента изобретения отражатель прицел в 1900 г.) создает изображение, в котором свет коллимированный, то есть фокусная точка воспринимается как бесконечно удаленная.

Комбайнер обычно представляет собой плоский кусок стекла, расположенный под углом ( Разделитель луча ), расположенный непосредственно перед зрителем, который перенаправляет проецируемое изображение с проектора таким образом, чтобы одновременно видеть поле обзора и проецируемое изображение бесконечности. Комбайнеры могут иметь специальные покрытия, отражающие монохромный свет проецируется на него из проектора, позволяя всем остальным длины волн света, чтобы пройти. В некоторых оптических схемах объединители могут также иметь изогнутую поверхность для перефокусировки изображения от проектора.

Компьютер обеспечивает интерфейс между HUD (то есть проекционным блоком) и системами / данными, которые должны отображаться, и генерирует изображения и символика для отображения на проекционном блоке.

Типы

Помимо фиксированного HUD, есть также налобные дисплеи (HMD). Включая нашлемные дисплеи (оба сокращенно HMD), формы HUD, которые имеют элемент дисплея, который перемещается в зависимости от ориентации головы пользователя.

Многие современные истребители (такие как F / A-18, F-16, и Еврофайтер ) одновременно используют HUD и HMD. В F-35 Lightning II был разработан без HUD, полагаясь исключительно на HMD, что сделало его первым современным военным истребителем, не имеющим фиксированного HUD.

Поколения

HUD разделены на четыре поколения, отражающие технологию, используемую для создания изображений.

  • Первое поколение - используйте ЭЛТ для создания изображения на люминофорном экране, имеющем тот недостаток, что покрытие люминофорного экрана со временем ухудшается. Большинство работающих сегодня HUD относятся к этому типу.
  • Второе поколение - используйте твердотельный источник света, например ВЕЛ, который модулируется ЖК-экраном для отображения изображения. Эти системы не выгорают и не требуют высоких напряжений систем первого поколения. Эти системы есть на коммерческих самолетах.
  • Третье поколение - использование оптические волноводы для создания изображений непосредственно в комбайнере, а не использовать систему проецирования.
  • Четвертое поколение - используйте сканирующий лазер для отображения изображений и даже видеоизображений на чистом прозрачном носителе.

Внедряются новые технологии визуализации микродисплей, в том числе жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей), жидкий кристалл на кремнии (LCoS), цифровые микрозеркала (DMD) и органический светоизлучающий диод (OLED).

История

Продольное сечение основной отражатель прицел (1937 г., немецкий Revi C12 / A).
HUD второго пилота C-130J

HUD произошли от отражатель прицел, довоенная война параллакс -бесплатный оптический прицел для военный самолет истребитель.[3] В гироскопический прицел добавил сетка который двигался в зависимости от скорости и угловой скорости поворота, чтобы определить количество вести нужно было поразить цель при маневрировании.

В начале 1940-х гг. Учреждение телекоммуникационных исследований (TRE), отвечает за Великобританию радар разработка, обнаружил, что королевские воздушные силы (РАФ) ночной истребитель Пилоты с трудом реагировали на устные инструкции оператора РЛС при приближении к своей цели. Они экспериментировали с добавлением второго радиолокационного дисплея для пилота, но обнаружили, что им трудно смотреть вверх с освещенного экрана в темное небо, чтобы найти цель. В октябре 1942 года они успешно совместили изображение с радара с проекцией своего стандартного GGS Mk. II гироскопический прицел на плоской части лобового стекла, а затем и в самом прицеле.[4] Ключевым обновлением стал переход от оригинала AI Mk. IV радар к СВЧ-частоте AI Mk. VIII радар найдено на de Havilland Mosquito ночной истребитель. Этот набор произвел искусственный горизонт это еще больше облегчило полет вверх.[нужна цитата ]

В 1955 г. ВМС США Управление военно-морских исследований и разработок провело небольшое исследование с концептуальным макетом HUD вместе с контроллер боковой ручки в попытке облегчить бремя пилота, управляющего современными реактивными самолетами, и упростить приборы во время полета. Хотя их исследования никогда не применялись ни в одном из самолетов того времени, созданный ими примитивный макет HUD обладал всеми характеристиками современных современных HUD.[5]

Затем технология HUD была усовершенствована Королевский флот в Пират, прототип которого впервые полетел на 30 апреля 1958. Самолет был разработан для полетов на очень малых высотах на очень высоких скоростях и сбрасывания бомб в боях продолжительностью секунды. Таким образом, у пилота не было времени отрывать взгляд от приборов на бомбовый прицел. Это привело к концепции «ударного прицела», который сочетал бы высоту, скорость полета и прицел с пушкой / бомбардировкой в ​​одном дисплее, похожем на оружейный прицел. Между сторонниками нового дизайна HUD и сторонниками старого электромеханического прицела шла ожесточенная конкуренция, причем HUD описывался как радикальный, даже безрассудный вариант.

Филиал Air Arm Министерство обороны Великобритании спонсировал разработку Strike Sight. В Royal Aircraft Establishment (RAE) разработала оборудование, и самое раннее использование термина «проекционный дисплей» можно проследить до этого времени.[6] Производственные единицы построены Ранг Cintel, и система была впервые интегрирована в 1958 году. Бизнес Cintel HUD был передан Elliott Flight Automation и Buccaneer HUD был изготовлен и доработан до версии Mark III, в которой было изготовлено 375 систем; Королевский флот присвоил ему звание «установил и забыл», и он все еще находился на вооружении почти 25 лет спустя. BAE Systems, в качестве преемника Elliotts через GEC-Marconi Avionics, таким образом, претендует на первый в мире хедз-ап дисплей в рабочем состоянии.[7] Аналогичная версия, в которой режимы бомбометания были заменены на режимы ракетной атаки, входила в состав АЭРОПАСС HUD подходит для Английский Electric Lightning с 1959 г.

В Соединенном Королевстве вскоре было отмечено, что пилоты, летящие с новыми прицелами, стали лучше управлять своими самолетами.[нужна цитата ] В этот момент HUD расширил свое предназначение, не только прицеливания, но и общего пилотирования. В 1960-х годах французский летчик-испытатель Гилберт Клопфштейн создал первый современный HUD и стандартизированную систему символов HUD, чтобы пилотам нужно было изучить только одну систему и им было легче переходить между самолетами. Современный HUD, используемый в правила полетов по приборам подходы к посадке были разработаны в 1975 году.[8] Клопфштайн впервые применил технологию HUD в армии истребители и вертолеты, чтобы централизовать критически важные полетные данные в поле зрения пилота. Этот подход был направлен на повышение эффективности сканирования пилота и снижение «насыщенности задач» и информационная перегрузка.

Затем использование HUD расширилось за пределы военной авиации. В 1970-х годах HUD был представлен в коммерческой авиации, а в 1988 году Oldsmobile Cutlass Supreme стал первым серийным автомобилем с проекционным дисплеем.

Еще несколько лет назад Embraer 190, Saab 2000, Boeing 727 и Боинг 737 Классический (737-300 / 400/500) и Следующее поколение Самолеты (серии 737-600 / 700/800/900) были единственными коммерческими пассажирскими самолетами, доступными с HUD. Однако эта технология становится все более распространенной в самолетах, таких как Canadair RJ, Аэробус A318 и несколько бизнес-джетов с дисплеями. HUD стали стандартным оборудованием на Боинг 787.[9] Кроме того, семейства Airbus A320, A330, A340 и A380 в настоящее время проходят процесс сертификации HUD.[10] HUD также были добавлены в Космический шатл орбитальный аппарат.

Факторы дизайна

При разработке HUD взаимодействуют несколько факторов:

  • Поле зрения - также "FOV", указывает угол (ы), как по вертикали, так и по горизонтали, под глазами пилота, которые отображает объединитель символика по отношению к внешнему виду. Узкий угол обзора означает, что вид (например, взлетно-посадочной полосы) через сумматор может включать мало дополнительной информации за пределами периметра окружающей среды взлетно-посадочной полосы; в то время как широкий угол обзора обеспечит «более широкий» обзор. Для авиационных применений основное преимущество широкого поля зрения состоит в том, что самолет, приближающийся к ВПП при боковом ветре, может все еще иметь видимость ВПП через сумматор, даже если самолет направлен далеко от порога ВПП; там, где узкое поле зрения, взлетно-посадочная полоса будет «за краем» комбайнера, вне поля зрения HUD. Поскольку человеческие глаза разделены, каждый глаз получает свое изображение. Изображение на HUD доступно для просмотра одним или обоими глазами, в зависимости от технических и бюджетных ограничений в процессе проектирования. Современные ожидания таковы, что оба глаза видят одно и то же изображение, другими словами, «бинокулярное поле зрения (FOV)».
  • Коллимация - Проецируемое изображение коллимированный что делает световые лучи параллельными. Поскольку лучи света параллельны, линза человеческого глаза фокусируется на бесконечности, чтобы получить четкое изображение. Коллимированные изображения на объединителе HUD воспринимаются как существующие на оптическом уровне или вблизи него. бесконечность. Это означает, что глазам пилота не нужно перефокусироваться, чтобы видеть внешний мир и дисплей HUD ... изображение кажется «где-то там», перекрывая внешний мир. Эта функция имеет решающее значение для эффективных HUD: отсутствие необходимости перефокусировки между отображаемой HUD символической информацией и внешним миром, на который эта информация накладывается, является одним из основных преимуществ коллимированных HUD. Это дает HUD особое внимание при выполнении критических для безопасности и критических по времени маневров, когда несколько секунд, которые нужны пилоту, чтобы перефокусироваться внутри кабины, а затем снова за ее пределами, очень важны: например, на заключительных этапах приземления. . Таким образом, коллимация является основной отличительной чертой высокопроизводительных HUD и отличает их от систем потребительского качества, которые, например, просто отражают неколлимированную информацию от лобового стекла автомобиля (заставляя водителей переориентировать и переключить внимание с дороги впереди).
  • Глазок - The оптический коллиматор создает цилиндр параллельного света, поэтому изображение на экране можно увидеть только тогда, когда глаза зрителя находятся где-то внутри этого цилиндра, трехмерной области, называемой коробка движения головы или же окошко. Современные наглазники HUD обычно имеют размер примерно 5 поперечных на 3 вертикальных и 6 продольных дюймов. Это дает наблюдателю некоторую свободу движений головы, но движение слишком далеко вверх / вниз влево / вправо приведет к тому, что дисплей исчезнет с края коллиматора, а движение слишком далеко назад приведет к его обрезанию по краю (виньетка ). Пилот может видеть весь дисплей, пока один из глаз находится внутри окуляра.[11]
  • Яркость / контраст - Дисплеи имеют настройки в яркость и контраст для учета окружающего освещения, которое может широко варьироваться (например, от ярких облаков до безлунной ночи и минимально освещенных полей).
  • Осмотр - Компоненты HUD самолета очень точно выровнены с тремя осями самолета - процесс, называемый визирование - чтобы отображаемые данные обычно соответствовали действительности с точностью ± 7,0миллирадианы (±24 угловые минуты ), и может варьироваться в зависимости от поля зрения HUD. В этом случае слово «согласовать» означает: «когда объект проецируется на объединитель, и фактический объект виден, они будут выровнены». Это позволяет дисплею показать пилоту, где именно горизонт есть, а также прогнозируемая траектория самолета с большой точностью. Когда Улучшенное зрение используется, например, отображение огней ВПП совмещается с фактическими огнями ВПП, когда становятся видимыми настоящие огни. Прицеливание выполняется в процессе сборки самолета, а также может выполняться в полевых условиях на многих самолетах.[8]
  • Масштабирование - Отображаемое изображение (траектория полета, масштабирование по тангажу и рысканью и т. Д.) Масштабируется, чтобы представить пилоту изображение, которое накладывается на внешний мир в точном соотношении 1: 1. Например, объекты (такие как порог взлетно-посадочной полосы), которые находятся на 3 градуса ниже горизонта, если смотреть из кабины, должны отображаться с индексом -3 градуса на дисплее HUD.
  • Совместимость - Компоненты HUD разработаны для совместимости с другой авионикой, дисплеями и т. Д.

Самолет

В авиационных системах авионики HUD обычно работают от двух независимых резервированных компьютерных систем. Они получают входные данные непосредственно от датчиков (пито-статический, гироскопический, навигация и т. д.) на борту самолета и выполнять свои собственные вычисления вместо получения ранее вычисленных данных от бортовых компьютеров. На других самолетах (например, Boeing 787) расчет наведения HUD для взлета в условиях низкой видимости (LVTO) и захода на посадку в условиях низкой видимости осуществляется тем же компьютером управления полетом, который управляет автопилотом. Компьютеры интегрированы с системами самолета и позволяют подключаться к нескольким различным шинам данных, таким как ARINC 429, ARINC 629 и MIL-STD-1553.[8]

Отображаемые данные

Типичный дисплей HUD самолета скорость полета, высота, а горизонт линия, Заголовок, поворот / крен и скольжение / занос индикаторы. Эти инструменты являются минимумом, требуемым 14 CFR Part 91.[12]

Другой символы и данные также доступны в некоторых HUD:

  • осмотр или же ватерлиния символ - фиксируется на дисплее и показывает, куда на самом деле указывает нос самолета.
  • вектор траектории полета (FPV) или же вектор скорости символ - показывает, куда на самом деле летит самолет, а не просто туда, куда он направлен, как при визировании. Например, если самолет разбитый вверх, но вниз, как это может происходить в угол атаки в полете или в полете по нисходящему воздуху, то символ FPV будет ниже горизонта, даже если символ визирования находится над горизонтом. Во время захода на посадку и посадки пилот может выполнить заход, удерживая символ FPV под желаемым углом снижения и точкой приземления на взлетно-посадочной полосе.
  • индикатор ускорения или же энергетический сигнал- обычно слева от символа FPV, он находится над ним, если дрон ускоряется, и под символом FPV, если он замедляется.
  • угол атаки индикатор- показывает угол крыла относительно воздушного потока, часто отображается как "α".
  • навигационные данные и символы - для заходов на посадку и посадки системы наведения могут предоставлять визуальные подсказки на основе навигационных средств, таких как Инструментальная система посадки или дополненный спутниковая система навигации такой как Система увеличения площади. Обычно это круг, который помещается внутри символа вектора траектории полета. Пилоты могут лететь по правильной траектории, «летя» к сигналу наведения.

С момента появления на HUD символы FPV и ускорения становятся стандартными на дисплеях с опущенным экраном (HDD). Фактическая форма символа FPV на жестком диске не стандартизирована, но обычно представляет собой простой рисунок самолета, такой как круг с двумя короткими наклонными линиями (180 ± 30 градусов) и «крылья» на концах нисходящей линии. Удерживание FPV на горизонте позволяет пилоту выполнять горизонтальные повороты под разными углами крена.

Специальные приложения для военных самолетов

FA-18 HUD во время имитации воздушный бой

В дополнение к общей информации, описанной выше, военные приложения включают данные о системе вооружения и датчиках, такие как:

  • целеуказание (ТД) индикатор - помещает сигнал над воздушной или наземной целью (который обычно получается из радар или же инерциальная навигационная система данные).
  • Vc- скорость сближения с целью.
  • Классифицировать- к цели, путевой точке и т. Д.
  • искатель оружия или линия обзора датчика - показывает, куда указывает искатель или датчик.
  • статус оружия- включает тип и количество выбранного оружия, доступное, вооружение и т. Д.

Подходы и посадки VTOL / STOL

В течение 1980-х годов военные опробовали использование HUD для самолетов с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL) и самолетов с укороченным взлетом и посадкой (STOL). Формат HUD был разработан в НАСА Исследовательский центр Эймса предоставить пилотам самолетов V / STOL полную информацию о наведении и управлении полетом для Категория III C выполнение полетов в районе аэродрома. Это включает в себя широкий спектр полетов, от полетов КВП на наземных взлетно-посадочных полосах до операций вертикального взлета и посадки на ВПП. авианосцы. Основными особенностями этого формата отображения являются интеграция информации о траектории полета и наведении по преследованию в узкое поле зрения, легко усваиваемое пилотом с одного взгляда, а также наложение информации о вертикальной и горизонтальной обстановке. Дисплей является производным от удачной конструкции, разработанной для обычных транспортных самолетов.[13]

Специальные приложения для гражданских самолетов

Кабина НАСА с Gulfstream GV с дисплеем системы синтетического зрения. Комбайнер HUD находится перед пилотом (над ним установлен проектор). Этот комбайнер использует изогнутую поверхность для фокусировки изображения.

Использование проекционных дисплеев позволяет коммерческим самолетам существенно гибко выполнять свои операции. Утверждены системы, позволяющие выполнять взлет и посадку в условиях ограниченной видимости, а также полную Категория III А посадки и выкатывания.[14][15][16] Исследования показали, что использование HUD во время приземления уменьшает боковое отклонение от центральной линии во всех условиях приземления, хотя точка приземления вдоль осевой линии не изменяется.[17]

За авиация общего назначения, MyGoFlight ожидает получить STC и продавать его SkyDisplay HUD за 25000 долларов без установки для одного поршневого двигателя в качестве Cirrus SR22s и многое другое для Cessna Караваны или же Pilatus PC-12s однодвигательные турбовинтовые двигатели: от 5 до 10% стоимости традиционного HUD, хотя и неконформный, не точно совпадающие с внешним ландшафтом.[18]Полетные данные с планшет можно проецировать на HUD Epic Optix Eagle 1 за 1800 долларов.[19]

Системы улучшенного обзора полета

тепловое изображение просматривается через проекционный дисплей
Основная статья: Улучшенная система обзора полета

В более продвинутых системах, таких как США Федеральная авиационная администрация (FAA) с надписью «Улучшенная система обзора полета»,[20] визуальное изображение реального мира может быть наложено на комбайнер. Обычно инфракрасный Камера (одно- или многодиапазонная) устанавливается в носовой части самолета для отображения согласованного изображения пилоту. «EVS Enhanced Vision System» - это общепринятый термин, который FAA решило не использовать, потому что «FAA считает, что [его] можно спутать с определением системы и эксплуатационной концепцией, содержащимися в 91.175 (l) и (m)».[20] В одной установке EVS камера фактически установлена ​​наверху вертикального стабилизатора, а не «как можно ближе к положению глаз пилота». Однако при использовании с HUD камера должна быть установлена ​​как можно ближе к точке взгляда пилота, поскольку ожидается, что изображение будет "накладываться" на реальный мир, когда пилот смотрит через сумматор.

«Регистрация», или точное наложение изображения EVS на изображение реального мира, - это одна из характеристик, внимательно изучаемая властями перед утверждением EVS на основе HUD. Это из-за важности соответствия HUD реальному миру.

Хотя дисплей EVS может очень помочь, FAA только смягчило правила эксплуатации.[21] так что самолет с EVS может выполнить КАТЕГОРИЯ I подход к минимумам КАТЕГОРИИ II. Во всех остальных случаях летный экипаж должен соблюдать все визуальные ограничения «без посторонней помощи». (Например, если видимость на взлетно-посадочной полосе ограничена из-за тумана, даже если EVS может обеспечить четкое визуальное изображение, нецелесообразно (или законно) маневрировать самолетом, используя только EVS, ниже 100 футов над уровнем земли.)

Системы синтетического зрения

Дисплей системы синтетического зрения
Основная статья: система синтетического зрения

Системы HUD также разрабатываются для отображения система синтетического зрения (SVS) графическое изображение, в котором используются высокоточные базы данных навигации, ориентации, высоты и местности для создания реалистичных и интуитивно понятных представлений о внешнем мире.[22][23][24]

На первом изображении SVS «голова вниз», показанном справа, сразу видимые индикаторы включают ленту воздушной скорости слева, ленту высоты справа и дисплеи поворота / крена / скольжения / заноса в центре вверху. Символ визирования (-v-) находится в центре, а непосредственно под ним - символ вектора траектории полета (FPV) (круг с короткими крыльями и вертикальным стабилизатором). Линия горизонта проходит через дисплей с изломом в центре, а непосредственно слева находятся числа под углом ± 10 градусов с короткой линией под углом ± 5 градусов (линию +5 ​​градусов легче увидеть), которые, наряду с линия горизонта показывает тангаж самолета. В отличие от этого цветного изображения SVS на основном индикаторе полета, SVS, отображаемый на HUD, является монохромным, то есть, как правило, в оттенках зеленого.

Изображение показывает самолет с горизонтальным расположением крыльев (т. Е. Символ вектора траектории полета плоский по отношению к линии горизонта, а на индикаторе поворота / крена отсутствует крен). Скорость полета - 140 узлов, высота - 9450 футов, курс - 343 градуса (число под индикатором поворота / крена). При внимательном рассмотрении изображения виден маленький фиолетовый кружок, который немного смещен от вектора траектории полета в правый нижний угол. Это сигнал наведения, поступающий от системы управления полетом. После стабилизации на подходе этот фиолетовый символ должен быть в центре. в FPV.

Рельеф полностью генерируется компьютером из базы данных рельефа с высоким разрешением.

В некоторых системах SVS вычисляет текущую траекторию полета самолета или возможную траекторию полета (на основе модели летательных аппаратов, текущей энергии самолета и окружающей местности), а затем окрашивает любые препятствия в красный цвет, чтобы предупредить экипаж. Такая система могла бы помочь предотвратить сбой Рейс 965 American Airlines в гору в декабре 1995 года.[нужна цитата ]

На левой стороне дисплея находится уникальный символ SVS в виде фиолетовой уменьшающейся сбоку лестницы, который продолжается в правой части дисплея. Две линии определяют «туннель в небе». Этот символ определяет желаемую траекторию полета самолета в трех измерениях. Например, если пилот выбрал аэропорт слева, то этот символ будет изгибаться влево и вниз. Если пилот сохраняет вектор траектории полета рядом с обозначением траектории, аппарат будет лететь по оптимальному маршруту. Этот путь будет основан на информации, хранящейся в базе данных системы управления полетами, и будет показывать одобренный FAA подход для этого аэропорта.

Туннель в небе также может сильно помочь пилоту, когда требуется более точный четырехмерный полет, например, уменьшенные требования к вертикальному или горизонтальному просвету. Требуемые характеристики навигации (РНП). В таких условиях пилоту дается графическое изображение того, где летательный аппарат должен находиться и куда он должен двигаться, вместо того, чтобы пилот должен мысленно интегрировать высоту, скорость полета, курс, энергию, долготу и широту, чтобы правильно управлять самолетом.[25]

Танки

В середине 2017 г. Силы обороны Израиля начнут испытания Эльбит Iron Vision, первый в мире шлемофон для танков. Израильская компания Elbit, разработавшая шлемовую систему отображения для F-35, планирует Iron Vision использовать несколько внешних камер для проецирования 360-градусного обзора окружающей среды танка на шлемы членов экипажа. Это позволяет членам экипажа оставаться внутри танка, не открывая люки, чтобы видеть снаружи.[26]

Автомобили

Основная статья: Автомобильный проекционный дисплей
HUD в BMW E60
Зеленая стрелка на лобовом стекле в верхней части этого изображения - это проекционный дисплей 2013 года выпуска. Toyota Prius. Он переключается между GPS стрелка инструкции навигации и спидометр. Стрелка будет двигаться вперед по мере приближения к повороту. Изображение проецируется без использования стеклопакетов.

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 автомобилях. В отличие от большинства HUD, используемых в самолетах, автомобильные проекционные дисплеи не свободны от параллакса.

Также существуют дополнительные системы HUD, проецирующие дисплей на объединитель стекол, установленный над или под лобовым стеклом, или использующие само лобовое стекло в качестве объединителя.

В 2012 Pioneer Corporation представила навигационную систему HUD, которая заменяет солнцезащитный козырек на стороне водителя и визуально накладывает анимацию условий впереди; форма дополненная реальность (AR).[27][28] AR-HUD, разработанный корпорацией Pioneer, стал первым автомобильным проекционным дисплеем на вторичном рынке, в котором использовался метод сканирования прямого лазерного луча, также известный как виртуальный ретинальный дисплей (VRD). Основная технология AR-HUD включает в себя миниатюрный дисплей со сканированием лазерного луча, разработанный компанией MicroVision, Inc.[29].

Мотоциклетный шлем HUD также коммерчески доступны.[30]

Uniti электрический городской автомобиль заменит приборная панель с большим HUD для отображения информации прямо на лобовое стекло.[31] Цель состоит в том, чтобы повысить безопасность, поскольку водителю не нужно отводить глаза от дороги, чтобы посмотреть на скорость или на экран GPS.[32]

В последние годы утверждается, что обычные HUD будут заменены голографическими. AR технологии, такие как разработанные WayRay это использование голографические оптические элементы (HOE). HOE обеспечивает более широкое поле зрения, уменьшая при этом размер устройства и делая решение настраиваемым для любой модели автомобиля.[33][34] Mercedes Benz представил Head Up Display на основе дополненной реальности[35] а Faurecia инвестировала в взгляд и управляемый пальцем дисплей на лобовом стекле.[36]

Развивающие / экспериментальные применения

HUD были предложены или экспериментально разрабатываются для ряда других приложений. В вооруженных силах HUD может использоваться для наложения тактической информации, такой как мощность лазера. дальномер или места для отряда пехотинцы. Также был разработан прототип HUD, который отображает информацию внутри очков пловца или маски аквалангиста.[37] Системы HUD, которые проецируют информацию непосредственно на пользователя сетчатка с маломощным лазер (виртуальный ретинальный дисплей ) тоже находятся в стадии экспериментов.[38][39]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Оксфордский словарь английского языка, Ангус Стивенсон, Oxford University Press - 2010, стр. 809 (проекционный дисплей (Н.Амер. также проекционный дисплей))
  2. ^ Фред Х. Превич; Уильям Р. Эрколайн (2004). Пространственная дезориентация в авиации. AIAA. п. 452. ISBN  978-1-60086-451-3.
  3. ^ Д. Н. Джарретт (2005). Инженерная кабина. Паб Ашгейт. п. 189. ISBN  0-7546-1751-3. ISBN  9780754617518. Получено 2012-07-14.
  4. ^ Ян Уайт, "История радаров воздушного перехвата и британского Nightfigher", Pen & Sword, 2007, стр. 207
  5. ^ «Экран телевизора с лобовым стеклом для слепого полета». Популярная механика, Март 1955 г., стр. 101.
  6. ^ Джон Ким, Разрыв виртуального, Колледж Digital Commons Macalester, 2016 г., стр. 54
  7. ^ Архивы Рочестерской Авионики
  8. ^ а б c Спитцер, Кэри Р., изд. «Справочник по цифровой авионике». Дисплеи Head-Up. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, 2001
  9. ^ Norris, G .; Thomas, G .; Вагнер М. и Форбс Смит К. (2005). Boeing 787 Dreamliner - новое определение полета. Международные аэрокосмические технические публикации. ISBN  0-9752341-2-9.
  10. ^ «Airbus A318 одобрен для использования на лобовом стекле». Airbus.com. 2007-12-03. Архивировано из оригинал 7 декабря 2007 г.. Получено 2009-10-02.
  11. ^ Кэри Р. Спитцер (2000). Справочник по цифровой авионике. CRC Press. п. 4. ISBN  978-1-4200-3687-9.
  12. ^ "14 CFR Часть 91". Airweb.faa.gov. Получено 2009-10-02.
  13. ^ Вернон К. Меррик, Гленн Г. Фаррис и Андрейс А. Ванагс. «Индикация на лобовом стекле для применения при заходе на посадку и посадке с V / STOL». Исследовательский центр Эймса НАСА 1990 год.
  14. ^ Заказ: 8700.1 Приложение: 3 Тип бюллетеня: Справочник по летным стандартам Бюллетень для авиации общего назначения (HBGA) Номер бюллетеня: HBGA 99-16 Название бюллетеня: Разрешение категории III для эксплуатантов частей 91 и 125 с системами наведения на лобовое стекло (HGS); Дата вступления в силу LOA и операций: 8-31-99 В архиве 1 октября 2006 г. в г. Wayback Machine
  15. ^ Falcon 2000 стал первым бизнес-джетом, сертифицированным по категории III A JAA и FAA; Новости онлайн-шоу Aviation Weeks, 7 сентября 1998 г.
  16. ^ «Руководство по проектированию системы HUD содержится в проекте консультативного циркуляра AC 25.1329-1X,« Утверждение систем управления полетом »от 10/12/2004». Airweb.faa.gov. Получено 2009-10-02.
  17. ^ Goteman, Ö .; Smith, K .; Деккер, С. (2007). «HUD с вектором скорости (траектории полета) снижает боковую ошибку при посадке в условиях ограниченной видимости». Международный журнал авиационной психологии. 17 (1): 91–108. Дои:10.1080/10508410709336939.
  18. ^ Мэтт Турбер (24 августа 2018 г.). "HUD для остальных из нас". AIN онлайн.
  19. ^ Мэтт Тербер (26 декабря 2018 г.). "Этот HUD для вас". AIN онлайн.
  20. ^ а б Министерство транспорта США / Федеральное управление гражданской авиации США - Окончательное правило: улучшенные системы обзора полета www.regulations.gov
  21. ^ 14 CFR Part 91.175, изменение 281 «Взлет и посадка в соответствии с IFR»
  22. ^ «Слайд 1» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 9 марта 2008 г.. Получено 2009-10-02.
  23. ^ Для получения дополнительной информации см. «Оценка альтернативных концепций для экранов полетов с синтетическим зрением и вставками изображений датчиков, проникающих в атмосферу во время имитации захода на посадку», NASA / TP-2003-212643 В архиве 2004-11-01 на Wayback Machine
  24. ^ «Нет больше летающих слепых, НАСА». Nasa.gov. 2007-11-30. Получено 2009-10-02.
  25. ^ «Презентация PowerPoint» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 9 марта 2008 г.. Получено 2009-10-02.
  26. ^ Армии обороны Израиля испытают IronVision Elbit на ОБТ Меркава Питер Фелстед, Тель-Авив - еженедельник IHS Jane's Defense Weekly, 27 марта 2017 г.
  27. ^ Pioneer запускает автомобильную навигацию с дополненной реальностью и проекционные дисплеи. Система также использует видеорегистраторы для обмена изображениями уличных условий по всей Японии. Алебастр, Джей | Computerworld | Pioneer запускает автомобильную навигацию с дополненной реальностью и хедз-ап дисплеями 28 июня 2013 г.
  28. ^ Уланов, Ланс | Mashable | Дисплей Pioneer AR на лобовом стекле увеличивает вашу реальность вождения 11 января 2012 г.
  29. ^ Freeman, Champion, Madhaven - сканированные лазерные пикопроекторы: видение общей картины (с помощью небольшого устройства) http://www.microvision.com/wp-content/uploads/2014/07/OPN_Article.pdf
  30. ^ «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.
  31. ^ Uniti Sweden (06.05.2017). «Uniti встречает Шведский национальный научно-исследовательский институт дорог и транспорта». Facebook.
  32. ^ «Сайт Uniti Sweden».
  33. ^ «Автомобильный HUD с дополненной реальностью WayRay убедил меня, что HUD может быть лучше». TechCrunch. Получено 2018-10-03.
  34. ^ «Набор инструментов для интеллектуального вождения AR для замены GPS? - L'Atelier BNP Paribas». L'Atelier BNP Paribas. Получено 2018-10-03.
  35. ^ https://arstechnica.com/cars/2020/07/augmented-reality-heads-up-displays-for-cars-are-finally-a-real-thing/
  36. ^ 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.
  37. ^ Джули Клотье для CNN. "Clothier, Julie." Умные очки, удобные для глаз ". CNN.Com. 27 июня 2005 г. CNN. Доступ 22 февраля 2007 г.". Edition.cnn.com. Получено 2009-10-02.
  38. ^ Panagiotis Fiambolis. ""Технология виртуального отображения сетчатки глаза (VRD). Технология виртуального отображения сетчатки глаза. Военно-морская аспирантура. 13 февраля 2007 г. ". Cs.nps.navy.mil. Архивировано из оригинал 13 апреля 2008 г.. Получено 2009-10-02.
  39. ^ Лейк, Мэтт (26 апреля 2001). "Лейк, Мэтт." Как это работает: дисплеи сетчатки добавляют второй уровень данных ". New York Times, 26 апреля 2001 г., по состоянию на 13 февраля 2006 г.". Nytimes.com. Получено 2009-10-02.

внешняя ссылка