Automobilový head-up displej - Automotive head-up display

Automotive head-up display , nebo automobilový heads-up display -Také známý jako auto-HUD - je nějaký průhledný displej, který znázorňuje data v automobilu , aniž by uživatelé museli odtrhnout od svých obvyklých hledisek. Původ jména pramení z toho, že pilot je schopen prohlížet informace s hlavou umístěnou „nahoru“ a dívající se dopředu, namísto úhlu dolů při pohledu na spodní přístroje. V současné době existují dva různé přístupy k OEM HUD v automobilech. Prvním z nich je zacházet se zadní částí čelního skla tak, aby se na něj promítaný obraz odrážel od řidiče. Druhým je mít malý kombinátor, který je oddělen od čelního skla. Kombinátory lze zatáhnout.

HUD na BMW E60
HUD v Pontiac Bonneville ukazující rychlost 47 mph
Zelená šipka na čelním skle v horní části tohoto obrázku je Head Up Display na modelu Toyota Prius z roku 2013 . Přepíná mezi šipkou navigační instrukce GPS a rychloměrem. Šipka je animovaná, aby se pohybovala vpřed, když se auto blíží k zatáčce. Obraz se promítá bez jakéhokoli kombinátoru skla.
HUD v Mazdě používající spíše zatahovací kombinátor, než aby se odrážel od čelního skla.
Aktivní displej řízení Mazda cx-9 s rozpoznáváním dopravních značek

Časová osa

Tyto displeje jsou v produkčních automobilech stále dostupnější a obvykle nabízejí displeje rychloměru , otáčkoměru a navigačního systému .

Informace o nočním vidění se také zobrazují prostřednictvím HUD na určitých vozidlech General Motors , Honda , Toyota a Lexus . Ostatní výrobci jako Audi , BMW , Citroën , Nissan , Mazda , Kia , Mercedes a Volvo v současné době nabízejí nějakou formu systému HUD.

HUD motocyklové přilby jsou také komerčně dostupné.

Existují také přídavné systémy HUD, které promítají displej na kombinátor skla namontovaný na čelním skle. Tyto systémy byly prodány policejním agenturám pro použití s ​​počítači ve vozidle.

Přínos pro oči na silnici

Eyes-on-the-road-Benefit (ERB), také známý jako Head-Up-Display-Advantage, je termín daný údajné výhody při jízdě s použitím poskytnutých motoristy hlava- Up-Display (HUD). To lze také označit jako heads-up-zařízení nebo heads-up design, ve srovnání s tradičními deskami palubní desky, které se označují jako Head-Down-Design (HDD). HUD je nástroj používaný ke komunikaci informací, jako je rychlost, z vozidla k řidiči nebo pilotovi. HUD mohou být zabudovány do vozidla nebo mohou být zakoupeny na trhu s autopříslušenstvím a instalovány na palubní desku vozidla. Výhoda systémů Eyes-on-the-Road vyplývá ze zvýšeného situačního povědomí a eliminace nutnosti odvrátit pozornost od silnice za jízdy, čímž se prodlužuje doba reakce na vnější nebezpečí, jako jsou chodci. Existují určité důkazy, které naznačují, že oblast působnosti ERB je omezena na situace s nízkým kognitivním zatížením, ve kterých není úkol řízení zvlášť složitý.

Etiologie

Výzkum ERB primárně využívá simulátory řízení virtuální reality k napodobení scénářů řízení v reálném životě při současném vyloučení situační variability. Aby bylo možné prozkoumat HUD a HDD, studie často porovnávají dobu reakce na nebezpečí, situační povědomí a kvalitu řízení (například konzistenci rychlosti) s použitím obou systémů. Obzvláště zajímavý je rozsah ERB v různých demografických skupinách , zejména věkových a zkušenostních úrovních. Interakce mezi pracovní zátěží a vlivem ERB jsou také často zkoumány pro výzkum.

Exogenní sakadický pohled

Sakkadický pohled je percepční mechanismus, jehož prostřednictvím je oko bezděčně přitahováno k vnějším podnětům bez vědomého jednání jednotlivce. Nedobrovolný pohled je nejsnadněji přitahován pohybem nebo výraznými změnami osvětlení v zorném poli jednotlivce. Tyto vnější podněty mohou být prospěšné v situacích, jako je pohyb chodce, který se chystá vyjít na silnici, a naopak umožňuje řidiči vyhnout se úniku. Exogenní narážky mohou být také irelevantní a často nebezpečné, což vede k odvádění pozornosti od chování v brankách, jako je blikání mobilního telefonu, který odvádí oči od silnice. Překrytím životně důležitých informací o jízdě na horizont v přímé viditelnosti řidiče umožňují HUDS důležité exogenní podněty, jako jsou pohyby jiných vozidel, které přitahují pohled řidiče, zatímco monitorují důležitou zpětnou vazbu vozidla, jako je rychlost nebo počet otáček. Předpokládá se, že to může usnadnit rychlejší reakční doby na nebezpečí a zlepšit situační povědomí. Projekt spolupráce mezi Faurecia Groupe a Indian Institute of Science vyvinul pohled na oči a prstem ovládaný displej hlavy pro automobily, který také dokáže automaticky odhadnout kognitivní zatížení a rozptýlení řidičů .

Ideální zorné pole

Ideálním zorným polem je oblast, ve které jsou podněty nejpřesněji, nejrychleji a nejúčinněji zpracovávány okem. U lidí je toto pole považováno za do 20 stupňů nad nebo pod svislým poledníkem pohledu jednotlivce a 60 stupňů na obě strany od vodorovného poledníku. Pokud je objekt za těmito hranicemi, bude vyžadovat pohyb očí, aby se stimuly dostaly z periferie. Zahrnutím nástrojů zpětné vazby do primárního zorného pole umožňují HUD horizont a všechny související podněty zůstat v primárním zorném poli, kde může motorista stále zpracovávat a potvrzovat informace.

Manifestace

Reakční čas

Reakční doba a konkrétněji opožděná reakce je široce uváděna jako klíčový přispěvatel k dopravním nehodám. Reakční doba ve vztahu k ERB je definována jako doba, po kterou motorista reaguje na vnější nebezpečí nebo podněty a poté provede příslušnou reakci nebo úhybný manévr, jako je brzdění, když vozidlo vpředu zastaví. Zpětná vazba nabízená HUD se promítá na čelní sklo vozidla s cílem integrovat vnější podněty a instrumentální zpětnou vazbu; čímž se odstraní nutnost odstranit oči řidiče ze silnice. Studie reakční doby na nebezpečí v konstrukcích HUD vs. HDD zjistily, že průměrné reakční doby pro HUD jsou rychlejší. Zdá se, že tento trend pokračuje napříč demografickými skupinami, včetně obou kategorií úrovně zkušeností a věku.

Údržba rychlosti a kvalita jízdy

Údržba rychlosti je rozsah, v jakém řidič udržuje rychlost a přizpůsobuje rychlost tak, aby vyhovovala dopravním předpisům a podmínkám prostředí. Zdá se, že použití HUD produkuje lepší udržování rychlosti u řidičů za experimentálních podmínek ve srovnání s HDD. Předpokládá se, že je tomu tak proto, že mít rychloměr v úrovni očí obsluhy vozidla umožňuje nepřetržité sledování rychlosti vozidla. Zdá se také, že použití HUD zvyšuje obecnou kvalitu řízení, včetně udržování silničního značení, a zvýšení plynulosti řízení a navigačních schopností. Schopnost řidičů soustředit se na vnější podněty, jako je struktura silnice, vymezení silnic a značení ulic, se zvyšuje pomocí plynulého rozhraní, při kterém se při hodnocení rychlosti a dalších informací nepřerušuje zaměření na silnici.

Omezení

Pracovní zátěž

Vliv ERB na řidiče není univerzální. Existují důkazy, že s rostoucí složitostí řídicích úkolů se snižují výhody používání HUD a za určitých okolností již nejsou statisticky významné. ERB se zmenšuje, například když jednotlivci řídí kognitivně náročná vozidla, jako jsou průmyslová vozidla , nebo když jsou během řízení požádáni o multitasking . Jedna studie prokázala, že když jsou jednotlivci v kognitivně náročném stavu, přesouvají své zaměření ze silnice samotné na jiné úkoly, jako je řazení rychlostních stupňů nebo mluvení s ostatními. Schopnost řidiče zpracovat zpětnou vazbu HUD následně vyžaduje rozptýlení pozornosti, podobně jako tomu, ke kterému dochází při používání pevného disku.

Umístění

Existují omezení pro to, kde lze HUD umístit nebo promítnout do vozidla, než začne snižovat ERB a stane se více rozptýleným. HUD mohou být konstruovány tak, že se zdá, že instrumentální zpětná vazba se promítá do obzoru, místo aby se zobrazovala přímo na čelním skle. Ve zkušebních situacích se předpokládá, že promítaný HUD, který se objeví v blízkosti přídě vozidla, má za následek nejrychlejší dobu odezvy a nejlepší situační povědomí řidiče a také lepší kvalitu jízdy.

Viz také

Reference

  1. ^ „Recenze Nissan 240“ . Edmunds.com . Citováno 2012-12-04 .
  2. ^ Pioneer uvádí na trh automobilové navigace s heads-up displeji pro rozšířenou realitu. Systém také používá pomlčkové kamery ke sdílení obrazů podmínek ulice po celém Japonsku. Alabaster, Jay | Počítačový svět | Společnost Pioneer uvádí na trh automobilové navigace s rozšířenou realitou, heads-up displeje 28. června 2013
  3. ^ Ulanoff, Lance | Mashable | Hlavní displej Pioneer AR vylepšuje vaši realitu při řízení 11. ledna 2012
  4. ^ „Mike, Werner.„ Test Driving the SportVue Motorcycle HUD “. Motocykly v rychlém pruhu. 8. listopadu 2005. Zpřístupněno 14. února 2007“ . News.motorbiker.org. Archivovány od originálu dne 30. března 2010 . Citováno 2009-10-02 .
  5. ^ a b c d e Liu, Yung-Ching; Wen, Ming-Hui (01.11.2004). „Srovnání head-up displeje (HUD) vs. head-down displeje (HDD): jízdní výkon provozovatelů užitkových vozidel na Tchaj-wanu“. International Journal of Human-Computer Studies . 61 (5): 679–697. doi : 10.1016 / j.ijhcs.2004.06.002 .
  6. ^ a b Harrison, Beverly L .; Ishii, Hiroshi; Vicente, Kim J .; Buxton, William AS (01.01.1995). Transparentní vrstvená uživatelská rozhraní: Vyhodnocení designu displeje pro zvýšení soustředěné a dělené pozornosti . Sborník konference SIGCHI o lidských faktorech ve výpočetních systémech . CHI '95. New York, NY, USA: ACM Press / Addison-Wesley Publishing Co. str. 317–324. doi : 10.1145 / 223904.223945 . ISBN 978-0201847055.
  7. ^ Suzuki, Yoshiyuki; Otsuka, Tatsumi; Lino, Tadashi (únor 1988). „Vývoj heads-up displeje pro motorové vozidlo“ . Série technických papírů SAE . 1 . doi : 10,4271 / 880217 . Citováno 2016-06-06 .
  8. ^ a b Vlachos, George; Papanastasiou, Stylianos; Charissis, Vassilis (14.04.2008). „Srovnávací studie prototypového automobilového HUD vs. HDD: Simulace a výsledky prevence kolizí“ . Série technických papírů SAE . 1 . doi : 10.4271 / 2008-01-0203 . Citováno 2016-06-06 .
  9. ^ Murray, David W .; Bradshaw, Kevin J .; McLauchlan, Philip F .; Reid, Ian D .; Sharkey, Paul M. (01.11.1995). . International Journal of Computer Vision . 16 (3): 205–228. doi : 10,1007 / BF01539627 . ISSN  0920-5691 .
  10. ^ Trappenberg, Thomas P .; Dorris, Michael C .; Munoz, Douglas P .; Klein, Raymond M. (01.02.2001). „Model iniciace Saccade založený na kompetitivní integraci exogenních a endogenních signálů v superior colliculus“. Journal of Cognitive Neuroscience . 13 (2): 256–271. doi : 10.1162 / 089892901564306 . ISSN  0898-929X . PMID  11244550 .
  11. ^ Charissis, V .; Naef, M. (01.06.2007). Vyhodnocení prototypového automobilového head-up rozhraní displeje: Testování schopnosti řidiče zaměřit se pomocí simulace VR . Symposium IEEE Intelligent Vehicles 2007 . str. 560–565. doi : 10.1109 / IVS.2007.4290174 . ISBN 978-1-4244-1067-5.
  12. ^ Prabhakar, Gowdham; Ramakrishnan, Aparna; Madan, Modiksha; Murthy, LRD; Sharma, Vinay Krishna; Deshmukh, Sachin; Biswas, Pradipta (2020). "Interaktivní pohled a prstem ovládaný HUD pro automobily". Deník o multimodálních uživatelských rozhraních . 14 : 101–121. doi : 10,1007 / s12193-019-00316-9 . ISSN  1783-8738 .
  13. ^ Biswas, Pradipta; Prabhakar, Gowdham (01.04.2018). Msgstr "Detekce kognitivní zátěže řidičů ze sakadického vniknutí". Dopravní výzkum, část F: Psychologie a chování dopravy . 54 : 63–78. doi : 10.1016 / j.trf.2018.01.017 . ISSN  1369-8478 .
  14. ^ Curcio, Christine A .; Allen, Kimberly A. (01.10.1990). "Topografie gangliových buněk v lidské sítnici". The Journal of Comparative Neurology . 300 (1): 5–25. doi : 10,1002 / k.903000103 . ISSN  1096-9861 . PMID  2229487 .
  15. ^ Underwood, Geoffrey; Chapman, Peter; Brocklehurst, Neil; Underwood, Jean; Crundall, David (01.01.2003). "Vizuální pozornost při řízení: sekvence očních fixací provedené zkušenými a začínajícími řidiči". Ergonomie . 46 (6): 629–646. doi : 10.1080 / 0014013031000090116 . ISSN  0014-0139 . PMID  12745692 .
  16. ^ Harbluk, Joanne L .; Noy, Y. Ian; Trbovich, Patricia L .; Eizenman, Moshe (01.03.2007). „Posouzení kognitivního rozptýlení na silnici: Dopady na vizuální chování řidičů a brzdný výkon“. Analýza nehod a prevence . 39 (2): 372–379. doi : 10.1016 / j.aap.2006.08.013 . PMID  17054894 .
  17. ^ Travis, David (01.07.1993). "Perspektiva lidských faktorů". Displeje . 14 (3): 178–181. doi : 10.1016 / 0141-9382 (93) 90040-C .
  18. ^ Wolffsohn, J. S; McBrien, NA; Edgar, G. K.; Stout, T (01.05.1998). "Vliv poznání a věku na ubytování, četnost detekce a doby odezvy při použití automobilového head-up displeje (HUD)". Oční a fyziologická optika . 18 (3): 243–253. doi : 10.1016 / S0275-5408 (97) 00094-X . PMID  9829111 .
  19. ^ a b Smith, Shana; Fu, Shih-Hang (01.04.2011). „Vztahy mezi prezentačními obrázky automobilového head-up displeje a Kansei řidiče“. Displeje . 32 (2): 58–68. doi : 10.1016 / j.displa.2010.12.001 .

externí odkazy