ASUT– i sistemi di controllo automatizzato dei veicoli sono costituiti da mezzi tecnici che garantiscono il funzionamento dei sistemi informativi (personal computer, stampanti e reti locali) e dei sistemi operativi (un insieme di software che inizia a funzionare immediatamente dopo l'accensione del pulsante fornitura elettrica computer).

Le automobili stanno cambiando e il tasso di introduzione di nuove tecnologie non farà che aumentare ogni anno. Molti credono che una così stretta integrazione tra Internet e l’auto non farà altro che peggiorare la già difficile situazione di sicurezza (aumenterà la distrazione del conducente dalla strada). Proprio come aumenta la velocità di trasferimento dei dati nelle reti cellulari, anche la velocità di Internet aumenterà nella stessa proporzione in macchina. È vero, anche questo ha i suoi vantaggi. Puoi aspettarti servizi come promemoria del servizio auto con una varietà di supporto informativo, la possibilità di registrare e indirizzare automaticamente ai centri di assistenza più vicini, collegare l'auto a vari database in modo da poter prenotare una camera d'albergo e così via. In futuro, i passeggeri potrebbero avere più opzioni per l’intrattenimento sulla strada, ecc.

Oltre alla capacità di accedere alla rete, le automobili hanno la capacità di essere più strettamente integrate (più completamente sincronizzate) con computer e dispositivi mobili. Questa è la presenza di porte USB nell'auto, la possibilità di aggiornare da remoto Software vari sistemi macchina senza ricorrere ai servizi di persone appositamente formate per questo. Oppure, ad esempio, se si verifica un malfunzionamento in un'auto, il concessionario può trovarne la causa e indicarla a distanza modi possibili uscire da questa situazione o riparare il guasto se si è verificato il guasto sistema informatico. Questi sviluppi esistono e sono implementati in sistemi come OnStar dell'azienda Motori generali oppure nel sistema di chiamata d'emergenza Tele Aid di Mercedes-Benz.

Figura 2.1 – Sincronizzazione con i dispositivi del veicolo

Utilizzando il sistema OnStar è possibile rallentare i veicoli a distanza, impedendo ai ladri d'auto di scappare dalle forze dell'ordine durante un inseguimento. Questo sistema può recuperare le auto rubate in ore, se non in minuti. La nuova tecnologia si chiama Remote Ignition Block. L'operatore OnStar ha la capacità di inviare un segnale al computer dell'auto rubata, che bloccherà il sistema di accensione e ne impedirà il riavvio. Questa capacità non solo aiuterà le autorità a recuperare i veicoli rubati, ma eviterà anche inseguimenti automobilistici “pericolosi”.

Olografico visualizzazioni di informazioni. Sistemi simili possono essere visti in BMW o Audi. L'idea è quella di visualizzare le informazioni direttamente sul parabrezza. Ad esempio, la General Motors ha già mosso i primi passi verso la creazione e l'implementazione di modelli in grado di visualizzare informazioni su velocità, direzione del movimento e altre informazioni.

Ora la General Motors, in collaborazione con diverse università, ha iniziato a sviluppare il cosiddetto “vetro intelligente”. GM spera di trasformare il vetro in un display trasparente in grado di visualizzare informazioni come segnaletica orizzontale, segnali stradali o vari oggetti come i pedoni, che possono essere molto difficili da riconoscere sulla strada in caso di nebbia o pioggia.

Questa tecnologia è stata parzialmente dimostrata su Light Car, dove, utilizzando Tecnologia LED LED, l'auto utilizza la porta posteriore trasparente come schermo di proiezione, per la comunicazione visibile tra le auto, cosa molto utile per tutti gli automobilisti. Ad esempio, è possibile mostrare all'auto che procede dietro di lui la forza con cui il conducente preme i freni quando la scala dell'immagine è illuminata sul display.

Il sistema mediante il quale le auto saranno collegate tra loro e la struttura stradale in un unico insieme, in un'unica rete, ha già il suo nome: "comunicazione car-to-X". Oggi diverse aziende, tra cui Audi, hanno iniziato a crearlo. L'essenza dello sviluppo è consentire all'auto di “comunicare” non solo con altre auto, ma anche con l'infrastruttura, ad esempio con webcam agli incroci, semafori o segnali stradali.

Conoscendo lo stato dei semafori, la congestione stradale e le condizioni stradali, l'auto può risparmiare energia evitando al conducente accelerazioni/frenate inutili. L'auto potrà addirittura riservarsi autonomamente un posto auto. Se l'auto si trova in una situazione di emergenza, sarà in grado di informare le auto circostanti in modo che gli altri guidatori possano rallentare in tempo ed evitare una collisione. Audi ha mostrato alcune di queste innovazioni con la E-tron. Parlando di tecnologie che possono migliorare la situazione della sicurezza, gli sviluppatori vedono uno dei compiti principali nel “mantenerci” nella stessa corsia o addirittura sulla strada in casi particolarmente difficili.

Sistema di avviamento del motore migliorato. Questi sistemi sono uno degli elementi di un utilizzo molto efficiente delle risorse. Stiamo parlando di un sistema per l'avvio o l'arresto automatico del motore.

Soluzioni del genere si possono già vedere su quasi tutte le auto ibride: quando si ferma, i motori si spengono; Per mettersi in movimento non è necessario riavviare il motore, basta premere il pedale dell'acceleratore. E se parliamo del futuro di questa tecnologia, nel tempo potrà essere strettamente integrata con il sistema car-to-X per ridurre ulteriormente il consumo di carburante. Ad esempio, dopo aver ricevuto l'informazione che il semaforo a un incrocio è diventato rosso, l'auto può spegnere il motore principale e continuare a guidare solo con il motore elettrico, risparmiando così energia.

Pilota automatico o controllo preciso della velocità di crociera. I sistemi di assistenza alla frenata tramite sonar/laser o radar montati sull'auto sono già diventati una caratteristica standard nelle auto di lusso. Ma, come altri sviluppi apparsi per la prima volta nelle auto della fascia di prezzo più alta, anche questo migrerà presto al segmento più economico. Questo tipo di tecnologia, che può prevenire una collisione con il veicolo che precede, può aiutare con la sicurezza stradale ed è utile soprattutto per i conducenti alle prime armi. Se i produttori continueranno a migliorare questa tecnologia, cosa che faranno, presto potremmo vedere qualcosa di simile al pilota automatico.

Monitoraggio del movimento o “Zone morte”. Altre due tecnologie indubbiamente necessarie, combinate in un'unica tecnologia informatica che può aiutare a migliorare la situazione della sicurezza, sono il monitoraggio dei cosiddetti "angoli ciechi" e un sistema di avviso dell'attraversamento della segnaletica orizzontale. Il sistema non solo sarà in grado di avvisare il conducente se inizia a cambiare corsia senza indicatore di direzione, ma impedirà anche di cambiare corsia se la corsia è occupata da un altro veicolo.

Il cosiddetto “punto cieco”. Aziende come BMW, Ford, GM, Mazda e Volvo offrono sistemi speciali, che utilizzano telecamere o sensori integrati negli specchietti per monitorare gli angoli ciechi. Piccole lampadine allarme, installati accanto agli specchietti retrovisori, avvisano il conducente che l'auto si trova in un angolo cieco e, se non c'è reazione da parte del conducente e inizia a cambiare corsia, il sistema inizia ad avvisare più attivamente dell'ostacolo facendo suona o, a seconda della marca, inizia a vibrare il volante. Lo svantaggio è quello sistemi simili lavorare solo a basse velocità.

Sistema incrociato Traffic Alert: si tratta di un radar che funziona sulla base di un sistema di monitoraggio degli angoli ciechi. Il sistema è in grado di rilevare il movimento dei veicoli in direzione trasversale durante la guida in retromarcia. Cross Traffic Alert è in grado di rilevare l'avvicinamento di un'auto a una distanza di 19,8 metri sia dal lato sinistro che da quello destro, dove sono installati speciali radar. IN questo momento questa funzionalità è disponibile su Auto Ford e Lincoln.

Segnaletica stradale di attraversamento. Diverse aziende, tra cui Audi, BMW, Ford, Infiniti, Lexus, Mercedes-Benz, Nissan e Volvo, offrono amico simile sulle reciproche decisioni. Il sistema utilizza piccole telecamere per leggere la segnaletica stradale e, se il conducente la attraversa senza accendere l'indicatore di direzione, il sistema emette un segnale di avvertimento. A seconda del sistema può trattarsi di un segnale acustico o luminoso, di una vibrazione del volante o di una leggera tensione della cinghia. Ad esempio, Infiniti utilizza frenatura automatica su un lato del veicolo per evitare che il veicolo esca dalla corsia di marcia.

Parcheggio. Molte aziende stanno già installando sistemi di assistenza al parcheggio automatizzati. Tali sistemi funzionano come segue: l'auto utilizza il radar per determinare se c'è abbastanza spazio per parcheggiare. Successivamente aiuta il conducente a scegliere l'angolo di sterzata corretto e praticamente mette l'auto in carreggiata parcheggio. Certo, non è ancora possibile fare a meno dell'aiuto umano, ma presto appariranno sistemi in cui la partecipazione umana non sarà affatto necessaria. Potrai scendere dall'auto e osservare l'intero processo da un lato.

Monitoraggio della salute del conducente: un conducente stanco può essere pericoloso quanto un conducente che guida in stato di ebbrezza (e bere è legale). Diversi produttori di automobili offrono sistemi di monitoraggio integrati nel veicolo che riconoscono i segni di affaticamento nei movimenti e nelle reazioni del conducente e lo avvertono di fare una pausa. Queste sono Lexus, Mercedes-Benz, Saab e Volvo. Ad esempio, in Mercedes un tale sistema si chiama Attention Assist: studia prima lo stile di guida, in particolare la rotazione della corona del volante, l'inclusione degli indicatori di direzione e la pressione del pedale, e monitora anche alcune azioni di controllo del conducente e azioni esterne fattori come venti laterali e irregolarità della strada. Se l'Attention Assist rileva che il conducente è stanco, lo informa di fermarsi per un breve riposo. Attention Assist fa questo con segnale sonoro e un messaggio di avviso sul display del quadro strumenti.

IN Le auto Volvo Esiste anche un sistema simile, ma funziona in modo leggermente diverso. Il sistema non controlla il comportamento del conducente, ma valuta il movimento del veicolo sulla strada. Se qualcosa non accade come dovrebbe, il sistema avvisa il conducente prima che la situazione diventi critica.

Telecamere per la visione notturna. Grazie ai sistemi di visione notturna è possibile ridurre l'incidenza degli incidenti stradali notturni. Attualmente offerto da aziende come Mercedes-Benz, BMW e Audi nel modello A8. Tali sistemi possono aiutare il conducente a vedere i pedoni, gli animali nell'oscurità o a vedere meglio i segnali stradali. BMW utilizza a questo scopo una telecamera a infrarossi che trasmette l'immagine al monitor in formato bianco e nero. La fotocamera distingue gli oggetti a una distanza massima di 300 metri. Il sistema a infrarossi Mercedes-Benz ha una portata più breve, ma è in grado di produrre un'immagine più chiara, ma ha lo svantaggio brutto lavoro a basse temperature.

E gli ingegneri Azienda Toyota Recentemente, hanno lavorato al miglioramento dei sistemi di visione notturna, che possono aiutare i conducenti a navigare con maggiore sicurezza di notte. Hanno presentato un prototipo di fotocamera basato su algoritmi e principi di imaging scoperti studiando gli occhi di insetti notturni, api e falene, che possono vedere in una gamma più ampia di colori e sono anche adattati per catturare meglio la luce, che non è molta. nell'oscurità della notte. Un nuovo algoritmo di elaborazione delle immagini digitali è in grado di catturare immagini a colori di alta qualità in condizioni di scarsa illuminazione dallo spostamento a alte velocità auto. Inoltre, la fotocamera è in grado di farlo Modalità automatica adattarsi ai cambiamenti dei livelli di luce.

Anche le termocamere sono rilevanti: telecamere per la visione notturna per automobili.

Ford ha introdotto le prime cinture di sicurezza al mondo cuscini gonfiabili. Secondo gli sviluppatori, questo sistema aumenterà significativamente la protezione dei passeggeri. sedili posteriori, e soprattutto i bambini piccoli, che hanno maggiori probabilità degli adulti di rimanere feriti in incidenti stradali. L'airbag della cintura di sicurezza si gonfia in 40 millisecondi.

Recentemente, quasi tutte le case automobilistiche, sia grandi che piccole, stanno cercando di raggiungere questo obiettivo maggiore efficienza, o coefficiente azione utile, da unità di potenza, pur facendo affidamento su nuovi tipi di carburante e motori, cercando di ridurre e aumentare i consumi media chilometraggio con una carica/riempimento. Oggi possiamo già vedere un gran numero di auto elettriche prodotte in serie e quasi ogni casa automobilistica ha un’auto ibrida nel suo portafoglio.

Caricatore senza fili batterie. A causa della proliferazione delle automobili in batterie la questione della loro ricarica senza problemi e, soprattutto, rapida è acuta. Naturalmente è possibile srotolare la prolunga con la spina dall'auto e collegarla presa regolare. Ma questo non è disponibile per tutti. Un'altra opzione che non sembra così fantastica è l'induzione dispositivo di ricarica. Inoltre, la tecnologia è già in fase di test su dispositivi più piccoli, come lettori e Telefono cellulare. Questo tipo di caricabatterie potrebbe essere integrato, ad esempio, nei parcheggi dei grandi magazzini.

Aerodinamica attiva. Nonostante tutte le case automobilistiche utilizzino le gallerie del vento da molto tempo, sotto questo aspetto c'è ancora spazio per miglioramenti. Per esempio, Azienda BMW, nella sua concept car Visione BMW Efficient Dynamics ha già utilizzato con successo i sistemi di controllo della presa d'aria. A seconda delle condizioni di guida e della temperatura dell'aria esterna, le serrande davanti al radiatore si aprono o si chiudono secondo un segnale proveniente dal sistema. Se sono chiusi, ciò migliora l'aerodinamica e riduce i tempi di riscaldamento del motore, riducendo così il consumo di carburante. Naturalmente la BMW non è l'unica azienda che utilizza questa tecnologia.

KERS – frenata rigenerativa. Si tratta di un tipo di frenatura elettrica in cui viene restituita l'energia elettrica generata dai motori di trazione funzionanti in modalità generatore rete elettrica. Solo nella stagione 2009 in Formula 1 alcune vetture utilizzarono un sistema di recupero dell'energia cinetica (KERS). Si sperava che ciò avrebbe stimolato lo sviluppo nel campo delle auto ibride e ulteriori miglioramenti a questo sistema.

Il quadro strumenti è buono, ma quando sul vetro vengono visualizzate informazioni aggiuntive è ancora meglio. Parleremo dello scopo di un display di proiezione, delle sue tipologie, caratteristiche, costi e video.

Il contenuto dell'articolo:

Stanno diventando sempre più popolari gli head-up display, conosciuti anche come HUD o Head-Up Display. Il grande vantaggio di questa tecnologia è considerato la sicurezza del traffico e il comfort operativo.

Lo scopo principale è proiettare le informazioni attuali dal quadro strumenti sul parabrezza dell'auto. L'immagine è progettata in altezza in modo tale che, senza distogliere l'attenzione dalla strada, sia possibile avere un'idea delle condizioni e della velocità del veicolo.

Un po' di background

Per la prima volta, tale tecnologia iniziò ad essere utilizzata nell'aviazione, ma in industria automobilistica L'head-up display è stato introdotto solo nel 1988 dalla General Motors. 10 anni dopo, GM ha aperto la strada a questa tecnologia con un display a colori.

Dal 2003, i display head-up sono comparsi nei veicoli BMW. Al giorno d'oggi, il sistema di proiezione viene utilizzato in molte auto premium. Ogni anno la tecnologia diventa più economica e quindi più accessibile su auto di altre classi economiche.

Display head-up standard

Il nome parla da solo; quando si acquista un'auto viene offerta come optional. Il design del sistema comprende un display di proiezione, un proiettore e un sistema di controllo della proiezione.

Per creare un'immagine, i produttori utilizzano un proiettore con contrasto e saturazione del colore elevati. Dopo aver raccolto i parametri da diversi contatori per auto:

• sensori del motore;
• sistema di navigazione;
• sistema di visione notturna;
• controllo automatico della velocità adattivo;
• riconoscimento dei segni e altri.

Un display head-up include specchi e lenti che focalizzano l'immagine sul parabrezza. C'è anche una funzione per regolare la posizione del display per ciascun conducente. Tipicamente, l'head-up display si trova in una rientranza nel quadro strumenti.

Grazie all'head-up display, il conducente riceve un'immagine virtuale, che gli permette di concentrarsi sulla strada. Vengono riconosciuti due tipi di schermo. Spesso la più comune è una speciale pellicola trasparente incollata sul parabrezza. Impedisce la dispersione delle immagini in modo diverso condizioni meteo. In macchina Minimarca il produttore utilizza uno schermo trasparente invece della pellicola.

A seconda del produttore del display di proiezione e dei sistemi utilizzati, il progetto può:

• duplicazione di diversi sensori del cruscotto;
• segnale di un'auto nell'angolo cieco;
• la presenza di pedoni ai lati della strada di notte;
• velocità del veicolo;
• velocità del motore dal contagiri;
• indicatori dal sistema di navigazione;
• segnale su diversi segnali stradali.

Con l'avanzare della tecnologia e l'aggiunta di sempre più sistemi ai veicoli, i nuovi dati vengono visualizzati sull'head-up display. Non viene visualizzato un elenco specifico di informazioni.

Il vantaggio di un tale display è la sua versatilità e facilità di installazione. È un proiettore portatile che può essere installato in un posto comodo per il conducente e visualizzare l'immagine sul parabrezza.

I dispositivi Garmin sono considerati i più comuni. Installato direttamente sul siluro. Il secondo produttore è considerato Pioneer, secondo le istruzioni, è fissato all'aletta parasole. In questo caso il segnale video viene fornito al proiettore tramite uno smartphone tramite Bluetooth o un cavo USB.

Vale subito la pena considerare che il set funzionale di un display di proiezione mobile è molte volte inferiore a quello di uno standard. Molto spesso, il dispositivo mobile include indicatori del sistema di navigazione e della velocità del veicolo, ma ciò richiede l'installazione di uno smartphone e di un software speciale.

Uno dei proiettori mobili più popolari è il dispositivo Navdy. Il display può essere collegato a uno smartphone tramite Wi-Fi o Bluetooth oppure è possibile collegarlo a computer di bordo, tramite il connettore diagnostico.

Grazie al computer di bordo, le informazioni provenienti da diversi sensori del quadro strumenti possono essere visualizzate sull'head-up display. La telecamera a infrarossi integrata consente un controllo accurato del display di proiezione telecomando aggiuntivo gestione.

Il modo più semplice per implementare un display di proiezione può essere realizzato da un normale smartphone. Questo si baserà su un programma speciale, con l'aiuto del quale determinate informazioni verranno visualizzate sullo schermo dello smartphone.

Lo smartphone stesso si trova sul cruscotto, l'immagine dal display dello smartphone viene proiettata (visualizzata) sul parabrezza, mostrando così al conducente le informazioni necessarie.

Il programma distorce l'immagine in un'immagine speculare in modo che le informazioni corrette e leggibili siano sul vetro. Tuttavia, nessuno dei display sopra menzionati sarà in grado di sostituire quello stazionario.

Visualizza il prezzo

Prezzo visualizzazione standard dipenderà dal produttore, in media il suo prezzo come optional sarà di 500 euro. Se prendiamo come base l'head-up display mobile Garmin, il suo prezzo varia dai 200 euro. Il modo più economico e semplice è utilizzare uno smartphone; basta acquistare un supporto apposito per un paio di migliaia di rubli, installarlo vicino al parabrezza e aggiungere il proprio smartphone.

Vale la pena notare che la tecnologia dei display head-up solo sul parabrezza sta appena iniziando a maturare. Si ritiene che in futuro il sistema Head-Up Display visualizzerà l'intero informazione necessaria, comprese le immagini dagli specchietti retrovisori laterali.

Video del principio di funzionamento di un display di proiezione:

Tutti hanno riscontrato una situazione in cui guardare lo schermo del navigatore, il cruscotto o lo schermo dello smartphone li distraeva dalla guida. E alcuni hanno addirittura avuto incidenti a causa di ciò. Ciò è accaduto con il proprietario di un'agenzia di marketing, Vitaly Ponomarev. Nel 2008 si interessò seriamente alla realtà aumentata (AR) e decise di convincere investitori seri a investire solo 100 milioni di dollari nell'attività. "Ho viaggiato in tutto il mondo e ho dimostrato ai fondi di investimento che tra pochi anni l'AR sarà ovunque", ride Vitaly. — Essendo distratto dal navigatore, ho quasi avuto un incidente. E il puzzle si è risolto: eccola qui, la mia realtà aumentata. Giusto qui. SU parabrezza».

Un secchio e mezzo

I display head-up non erano una novità a quel tempo. Per esempio, Azienda tedesca Continental, leader mondiale nella loro produzione, ha installato l'HUD Auto BMW, Audi e Mercedes dal 2003. I tradizionali dispositivi di visualizzazione heads-up sono dispositivi molto complessi con specchi curvi e ottica sferica. E ciò che è di fondamentale importanza è che richiedono un volume elevato, circa 18 litri: un secchio e mezzo normale! Ma devi posizionare questi secchi e mezzo nell'area del volante, uno dei punti più significativi dell'auto. Pertanto, le auto grandi e costose sono dotate di HUD, inizialmente progettati con spazio per un display. Non sorprende che per l'installazione di un display di proiezione nei centri concessionari delle marche automobilistiche tedesche ti verranno richiesti almeno 100.000 rubli. Bene, non vedrai il classico HUD sulle auto normali.

Fondatore e CEO di WayRay, inventore Ha studiato all'Accademia Russa economia nazionale e servizio civile sotto il presidente Federazione Russa specializzandosi in economia e gestione di progetti di innovazione. Nel 2012 ha fondato il progetto WayRay, che in quattro anni è cresciuto fino a diventare un'azienda internazionale con uffici in Russia, Svizzera e Stati Uniti. Nel 2015 è stato inserito dal quotidiano L’Hebdo tra i 100 migliori innovatori svizzeri.

Mostro leopardo

Oltre alle dimensioni e alla complessità del design, i tradizionali head-up display presentano un altro inconveniente: visualizzano un'immagine piatta a una distanza di 20 cm dal parabrezza. Cioè, l'autista deve ancora rimettere a fuoco lo sguardo. E Vitaly Ponomarev ha deciso di ottenere un'immagine a una distanza di 10-20 m. Secondo il suo piano, l'immagine dovrebbe diventare tridimensionale. Non stereoscopico, ma reale, olografico. Nonostante la sua educazione finanziaria, Vitaly capiva molto bene la fisica. Durante la ricerca di investitori, ha imparato molto sulle nuove tecnologie. La sua intuizione gli diceva in quali aree cercare specialisti. Di norma, le origini di tali aziende sono due persone: una è un guru del marketing, la seconda è un genio della tecnica. Tutto andava bene con il marketing, dipendeva dal tecnico. La storia della scoperta del direttore tecnico del futuro WayRay è già stata inclusa nei casi dei cacciatori di teste: Vitaly ha semplicemente lanciato una ricerca utilizzando le parole "laser", "microelettronica" e "IT" su Habr, il sito cult dei fanatici della tecnologia habrahabr .ru. Nelle risposte migliori, il motore di ricerca ha restituito: Mikhail Svarichevskij con il soprannome BarsMonster. "Ora questo mostro è mio", scherza Ponomarev.

Tra i bicchieri

Nel 2012, Vitaly e Mikhail hanno iniziato ad assemblare i primi prototipi giganti basati su ottiche standard per determinare quanto sarebbe stato interessante l'effetto. È diventato chiaro che l'immagine e le dimensioni richieste non potevano essere raggiunte. L'idea è nata di utilizzare una lente di Fresnel piatta come quelle installate su finestrini posteriori automobili. Questa pellicola trasparente è incollata o saldata tra i vetri triplex e funziona come parte del sistema ottico. Abbiamo deciso di creare una lente di Fresnel per diverse lunghezze d'onda e si è scoperto che si trattava di un ologramma, un elemento ottico olografico (HOE). L'esperienza più vasta nel lavoro con materiali olografici in Russia è presso l'Istituto fisico Lebedev - Istituto fisico P. N. Lebedev. Era lì che i colleghi andavano a trovare nuove tecnologie. Abbiamo iniziato con ologrammi su argento, cercando di capire se fosse possibile realizzare elementi olografici di vasta area, e gradualmente siamo passati a prototipi di fotopolimeri trasparenti. Abbiamo realizzato un ologramma volumetrico tridimensionale su cui è stato registrato un reticolo di diffrazione: essenzialmente un elemento ottico virtuale, un convertitore del fronte d'onda che riflette le onde della lunghezza richiesta e trasmette il resto.

L'idea di un dispositivo che proietta le informazioni di navigazione sul parabrezza di un'auto è venuta a Vitaly quando è stato distratto dal navigatore e ha quasi fatto schiantare l'auto. Il concetto è stato gradualmente integrato dalla connessione Internet, dai social network e dalle tecnologie della realtà aumentata.

“Cosa c'è di innovativo qui? — Vitaly Ponomarev anticipa la mia domanda. — Non abbiamo inventato l’olografia. Anche i fotopolimeri. E prima di noi ci sono stati tentativi di creare HUD utilizzando elementi olografici. Ma allora non esistevano laser e fotopolimeri economici che soddisfacessero le nostre esigenze: trasparenza e assenza di effetti ospite. Siamo entrati negli head-up display proprio nel momento in cui tutto questo è apparso. La nostra piccola startup è stata la più veloce a creare strumenti di progettazione e produzione che erano impossibili da utilizzare grande azienda, e divenne il primo." Tuttavia, è sbagliato considerare WayRay un integratore tecnologico: l’azienda impiega fisici, ingegneri meccanici, ottici e programmatori. Anche gli strumenti di progettazione utilizzati non sono standard: hanno dovuto essere modificati in modo da poter leggere sistemi con componenti ottici “anomali”.

Alibaba e quaranta sviluppatori

I nostri redattori si sono divertiti molto con il prototipo dell'HUD. Le sue dimensioni, circa quelle di una piccola valigia, rappresentano un enorme progresso: i primi prototipi occupavano l'intero sedile del passeggero alla destra del conducente. La cosa è davvero impressionante; fotografie e video non trasmettono la pienezza della realtà aumentata generata. In autunno uscirà anche un esemplare commerciale del navigatore olografico Navion: il kit comprenderà una piccola scatola con un proiettore laser e una speciale pellicola che trasforma il parabrezza in uno schermo. Costerà circa $ 500. E dentro l'anno prossimo La prima auto con una soluzione AR integrata, WayRay, apparirà sulle strade. All'inizio del 2016, l'azienda ha accettato di realizzare un progetto pilota con Banma Technologies, una joint venture tra Alibaba Group e il più grande Casa automobilistica cinese Motore SAIC.

Nell'ambito del progetto verrà sviluppato un sistema di infotainment AR, che verrà implementato in produzione di massa una delle auto nel 2018. Alla domanda sul perché abbiano deciso di rivolgersi ai cinesi e non agli europei, Vitaly risponde semplicemente: i cinesi sono pronti a correre dei rischi e a lavorare molto rapidamente. Inoltre, l’azionista di Banma è il colosso di Internet Alibaba Group, che a marzo ha investito 18 milioni di dollari in WayRay, rendendo da un giorno all’altro l’azienda di Vitaly Ponomarev famosa in tutto il mondo. "Non siamo stati acquistati, la nostra azienda è stata investita", sottolinea Vitaly. — Alibaba è un azionista di minoranza. Abbiamo mantenuto il controllo." Questo però non è il primo investimento. Circa 10 milioni di dollari sono stati investiti da investitori privati ​​russi, di cui Ponomarev non fa i nomi. Uno di loro è esperto di ottica moderna: è stato il primo a credere nelle prospettive di questa tecnologia.

Risultato globale

Oggi WayRay è un'azienda tecnologica con uffici in Svizzera, Russia e Stati Uniti. Sviluppa sistema di navigazione per le automobili, utilizzando il principio della realtà aumentata, nonché un complesso software e hardware per raccogliere informazioni sulla guida e correggere il comportamento del conducente.

Tuttavia, i navigatori olografici per auto per una startup sono solo una tappa verso l'obiettivo. "Vogliamo diventare l'azienda numero uno nel mercato dei dispositivi indossabili di realtà aumentata", afferma Vitaliy. “Qualsiasi superficie trasparente può diventare uno schermo 3D.” L'azienda sta già lavorando su prototipi di nuovi dispositivi. Apparentemente, saranno legati all'intrattenimento.

Una startup con radici russe ha portato WayRay ad una mostra a Las Vegas navigatore olografico con realtà aumentata, che puoi acquistare semplicemente per la tua auto. Si installa al volante, direttamente sul cruscotto, e il conducente vede tutte le infografiche attraverso un piccolo visore. Designazioni speciali e le istruzioni sono legate a oggetti reali e sembrano disegni sull'asfalto, quindi l'autista praticamente non è distratto dalla strada. E puoi controllare il navigatore con la voce o i gesti.

"Un'altra sfida che abbiamo dovuto affrontare è stata l'enorme varietà di design del pannello degli strumenti, geometria del parabrezza, angolo di inclinazione, geometria del pannello degli strumenti, ecc. Affinché questa cosa funzionasse su tutte le auto, abbiamo dovuto scansionare più di 400 auto, modelli che sono attualmente in vendita, e trovare matematicamente le taglie ottimali."

Il significato della tecnologia è applicare una pellicola speciale sulla superficie trasparente, che sostituisce il sistema di lenti. Pertanto, è stato possibile creare un'immagine olografica senza una struttura ingombrante. Un ologramma, a sua volta, è buono perché viene percepito dall'occhio non come un disegno sul vetro, ma come un'immagine tridimensionale posta molto in avanti. Cioè, non è necessario concentrarti nuovamente su di esso se stai guardando la strada.

Devo dire che la prima volta che abbiamo comunicato con Ponomarev è stato esattamente un anno fa, nello stesso posto, al CES. E WayRay allora fece molto rumore. L'azienda ha esposto al padiglione Harman e ha dimostrato l'idea su un'auto di Rinspeed. E anche allora i leader più grande casa automobilistica c'era una quantità sorprendente di traffico attorno a quell'auto. Il fatto è che il dispositivo presentato questa volta è un dispositivo separato con una visiera molto piccola. Ma se implementi la tecnologia WayRay nella fase di progettazione di un'auto, puoi trasformare l'intero parabrezza in un display olografico. E dicono di aver realizzato parecchi progetti simili nell'ultimo anno.

Vitaly Ponomarev, fondatore e capo di WayRay:

"Ogni progetto è una sorta di modello di auto che verrà rilasciato nel 19° o molto probabilmente nel 20° anno. Perché hanno bisogno di sistemare il design del Dashboard, questo pannello di controllo, l'intera vettura, e poi iniziano a realizzare modanature per la fusione della plastica, così che in seguito tutto si trasformi nell'auto finale. Cioè adesso stiamo lavorando sulle vetture che usciranno dal 19 al 29. Tutte le nuove tecnologie iniziano con il lusso e scendono lentamente nel mercato di massa. Ma, stranamente, nel nostro caso vediamo i volumi maggiori nel segmento medio. Questi sono i SUV, i SUV la cui popolarità è in continua crescita."

Nel frattempo, le auto con parabrezza olografici si stanno appena preparando per la produzione, WayRay sta già guardando di lato auto senza pilota e robotaxi. Lì, dicono, non avrai più bisogno di un navigatore, ma di un sistema per fornire contenuti di intrattenimento e pubblicità ai finestrini dell'auto. L'azienda ha già annunciato True AR SDK, un set di strumenti per sviluppatori di terze parti che possono creare applicazioni e giochi per l'ecosistema WayRay. Dopotutto, se togli il volante a una persona in macchina, avrà bisogno di qualcosa con cui occupare le mani e gli occhi.

Avviare il software di modellazione e produrre l'output modello a grandezza naturale per l'editing nello spazio. Accendi il tuo comunicatore e parla non con l'immagine piatta del tuo interlocutore in videochiamata, ma con la sua proiezione tridimensionale, attraverso la quale traspare il tuo tappeto preferito. Tirare indietro la tenda e vedere sul vetro della finestra le previsioni del tempo, la situazione del traffico e in generale come è la situazione. Avvia il motore dell'auto e ricevi ulteriori notifiche sul parabrezza segnaletica stradale, possibili pericoli e altre informazioni importanti.

Se prima tutto questo era il destino degli scrittori di fantascienza, ora questo è passato dalla categoria "Fantascienza" alla categoria "Near Future". Cercheremo di raccontarvi in ​​questo post come gli scienziati moderni stanno avvicinando l'era dell'olografia, dove tutto ha avuto inizio e quali difficoltà di sviluppo stanno incontrando le tecnologie olografiche in questo momento.

Come vengono create le immagini olografiche

L'occhio umano vede gli oggetti fisici perché la luce viene riflessa da essi. La costruzione di un'immagine olografica si basa proprio su questo principio: viene creato un raggio di luce riflessa, del tutto identico a quello che verrebbe riflesso da un oggetto fisico. Una persona, guardando questo raggio, vede lo stesso oggetto (anche se lo guarda da diverse angolazioni).

Gli ologrammi di maggiore risoluzione sono disegni statici, la cui “tela” è un fotopolimero, e il “pennello” è un raggio laser, che una volta modifica la struttura dei materiali fotopolimerici. Di conseguenza, il fotopolimero così lavorato crea un'immagine olografica (la luce cade sul piano dell'ologramma, il fotopolimero crea il suo sottile schema di interferenza).

A proposito, sull'interferenza stessa. Si verifica quando in un certo spazio si sommano una serie di onde elettromagnetiche le cui frequenze coincidono, e in misura abbastanza elevata. Già nel processo di registrazione di un ologramma in un'area specifica, vengono aggiunte due onde: la prima, quella di riferimento, proviene direttamente dalla sorgente, la seconda, l'oggetto, viene riflessa dall'oggetto. Nella stessa zona viene posta una lastra fotografica con materiale sensibile e su di essa appare un disegno di bande oscuranti, corrispondente alla distribuzione dell'energia elettromagnetica (figura di interferenza). Quindi la piastra viene illuminata con un'onda con caratteristiche vicine all'onda di riferimento e la piastra converte quest'onda in un'onda vicina all'onda dell'oggetto.

Di conseguenza, si scopre che l'osservatore vede approssimativamente la stessa luce che sarebbe stata riflessa dall'oggetto della registrazione originale.

Breve cenni storici

Shel 1947 anno. L'India ha ottenuto l'indipendenza dalla Gran Bretagna, l'Argentina ha concesso il diritto di voto alle donne, Mikhail Timofeevich Kalashnikov ha creato la sua famosa mitragliatrice, John Bardeen e Walter Brattainomiz hanno condotto un esperimento che ha permesso di creare il primo transistor bipolare funzionante al mondo, è iniziata la produzione di fotocamere Polaroid.

E Dennis Gabor ottiene il primo ologramma al mondo.

In generale, Dennis cercò di aumentare la risoluzione dei microscopi elettronici di quell'epoca, ma nel corso di un esperimento mirato a questo, ricevette un ologramma.

Ahimè, Gabor, come molte menti, era un po' in anticipo sui tempi e semplicemente non aveva la tecnologia necessaria per ricevere ologrammi buona qualità(questo non può essere fatto senza una sorgente luminosa coerente, e Theodore Maiman dimostrerà il primo laser su un cristallo di rubino artificiale solo 13 anni dopo).

Ma dopo il 1960 (laser rosso rubino con una lunghezza d'onda di 694 nm, pulsato, e neon elio, 633 nm, continuo), le cose andarono molto più vigorosamente.

1962 . Emmet Leith e Juris Upatnieks, Michigan Technological Institute. Creazione di un classico schema di registrazione dell'ologramma. Sono stati registrati gli ologrammi di trasmissione: nel processo di ricostruzione dell'ologramma, la luce è passata attraverso la lastra fotografica, ma parte della luce è stata riflessa dalla lastra e ha anche creato un'immagine visibile dal lato opposto.

1967 . Il primo ritratto olografico viene registrato utilizzando un laser a rubino.

1968 . Anche i materiali fotografici stessi vengono migliorati, grazie ai quali Yuri Nikolaevich Denisyuk sta sviluppando il proprio schema di registrazione e ottenendo ologrammi di alta qualità (l'immagine è stata restaurata riflettendo la luce bianca). Tutto va abbastanza bene, tanto che lo schema di registrazione si chiama “Denisyuk Scheme”, e gli ologrammi si chiamano “Denisyuk Holograms”.

1977 . Un ologramma multiplex di Lloyd Cross, composto da diverse dozzine di angoli, ognuno dei quali può essere visto solo da un angolo.

Pro: la dimensione dell'oggetto da riprendere non è limitata dalla lunghezza d'onda del laser o dalla dimensione della lastra fotografica. Puoi creare un ologramma di un oggetto che non esiste (cioè semplicemente disegnando un oggetto inventato da più angolazioni contemporaneamente).

Svantaggi: mancanza di parallasse verticale; un tale ologramma può essere visualizzato solo lungo l'asse orizzontale, ma non dall'alto o dal basso.

1986 . Abraham Seke si rende conto che non c'è limite alla perfezione e propone di creare una fonte di radiazione coerente nella regione vicina alla superficie utilizzando i raggi X. La risoluzione spaziale nell'olografia dipende sempre dalla dimensione della sorgente di radiazioni e dalla sua distanza dall'oggetto: ciò ha permesso di ricostruire nello spazio reale gli atomi che circondavano l'emettitore.

Ora

Oggi, alcuni prototipi di display video olografici funzionano più o meno allo stesso modo dei moderni monitor LCD: diffondono la luce in un modo speciale, formando pseudo-3D, invece di creare uno schema di interferenza. Questo è anche il principale svantaggio di questo approccio: solo una persona seduta all'angolazione corretta rispetto al monitor può valutare correttamente un'immagine del genere. Tutti gli altri tra il pubblico non rimarranno così colpiti.

Naturalmente, gli amanti della fantascienza e delle nuove tecnologie dormono e vedono come i display olografici diventeranno una cosa comune come il Wi-Fi a casa o una fotocamera in uno smartphone, paragonabile a una fotocamera "inquadra e scatta" niente male. E sebbene l'ologramma ideale nella comprensione della maggioranza non sia in realtà né oggi né domani, gli sviluppi su questo argomento sono già in corso attivamente.

Istituto di scienza e ricerca avanzata, Corea. Un prototipo funzionante di un nuovo display olografico 3D, le cui caratteristiche prestazionali sono circa un paio di migliaia di volte migliori di quelle degli analoghi esistenti.

L'anello debole di tali display è la matrice. Finora, le matrici sono costituite da pixel bidimensionali. I coreani usavano un display normale (ma buono) abbinato ad uno speciale modulatore per la parte anteriore dell'impulso ottico. Il risultato è stato un ologramma di alta qualità, anche se piccolo: 1 centimetro cubo.

C'è stato un tempo in cui si credeva che la diffusione della luce fosse un serio ostacolo al normale riconoscimento degli oggetti proiettati. Ma come dimostra la nostra pratica, i moderni display 3D possono essere notevolmente migliorati imparando a controllare questa dispersione. La corretta dispersione ha permesso di aumentare sia l'angolo di visione che la risoluzione complessiva,

- osserva il professor Jonken Park.

Griffith University, Swinburne University of Technology, Australia. Display olografico basato su grafene.

Gli scienziati hanno utilizzato il metodo Gabor menzionato all'inizio di questo post e hanno realizzato un display olografico 3D ad alta risoluzione basato su uno schermo olografico digitale costituito da piccoli punti che riflettono la luce.

Pro: angolo di visione di 52 gradi. Per la normale percezione dell'immagine, non sono necessari gadget aggiuntivi sotto forma di occhiali 3D e altre cose.

Parliamo di 52 gradi. Maggiore è l'angolo di visione, minore è il numero di pixel utilizzati. L'ossido di grafene viene elaborato tramite fotoriduzione, che crea un pixel in grado di piegare il colore per un'immagine olografica.

Gli sviluppatori ritengono che un simile approccio un giorno potrà dare inizio ad una rivoluzione nello sviluppo dei display, soprattutto sui dispositivi mobili.

Università di Bristol, Regno Unito. Olografia ultrasonica.

L'oggetto viene creato nell'aria utilizzando più emettitori di ultrasuoni puntati su una nuvola di vapore acqueo, anch'essa creata dal sistema. L'implementazione è ovviamente più complicata rispetto a uno schermo convenzionale, ma comunque.

• la nebbia viene creata non solo da gocce d'acqua, ma da gocce di una sostanza speciale.
• questa sostanza è illuminata con una lampada speciale.
• la lampada modula una luce speciale.

Il risultato è una proiezione di un oggetto che non solo può essere visto da tutti i lati, ma anche toccato.

La frequenza di oscillazione di tale figura di interferenza va da 0,4 a 500 Hz.

Una delle principali aree di attività in cui prevedono gli sviluppatori uso benefico tecnologia - medicina. Il medico potrà “sentirlo” in base ai dati della cartella clinica e dell'organo simulato. Sarà inoltre possibile realizzare proiezioni tridimensionali di eventuali prodotti in occasione delle presentazioni. Effetto positivo si prevede inoltre che saranno sostituiti da una tecnologia simile display tattili nei luoghi pubblici (menu elettronici, terminali, bancomat). Quanto sarà difficile e costoso attuarlo è, ovviamente, la seconda domanda.

Ed è spaventoso (ma interessante) pensare fino a che punto possano spingersi servizi di intrattenimento di un certo tipo.

Vancouver, Canada. Display olografico interattivo.

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