ASUTY– zautomatyzowane systemy kontroli pojazdów składają się ze środków technicznych zapewniających działanie systemów informatycznych (komputerów osobistych, drukarek i sieci lokalnych) oraz systemów operacyjnych (zestawu oprogramowania, które zaczyna działać natychmiast po włączeniu przycisku dostawy prądu komputer).
Samochody się zmieniają, a tempo wprowadzania nowych technologii będzie z każdym rokiem coraz większe. Wielu uważa, że tak ścisła integracja Internetu i samochodu tylko pogorszy i tak już trudną sytuację w zakresie bezpieczeństwa (zwiększy się odwrócenie uwagi kierowcy od drogi). Tak jak wzrasta prędkość przesyłania danych w sieciach komórkowych, w tej samej proporcji wzrośnie prędkość Internetu w samochodzie. To prawda, ma to również swoje zalety. Możesz spodziewać się usług takich jak przypomnienia o przeglądzie samochodu z różnorodnym wsparciem informacyjnym, możliwość automatycznego nagrywania i kierowania do najbliższych serwisów, połączenie samochodu z różnymi bazami danych, dzięki czemu możesz zarezerwować pokój w hotelu i tak dalej. W przyszłości pasażerowie mogą mieć więcej możliwości rozrywki na drodze itp.
Oprócz możliwości dostępu do sieci, samochody mają możliwość ściślejszej integracji (pełniejszej synchronizacji) z komputerami i urządzenia mobilne. To obecność portów USB w samochodzie, możliwość zdalnej aktualizacji oprogramowanie różne systemy samochód bez korzystania z usług osób specjalnie do tego przeszkolonych. Lub, na przykład, jeśli w samochodzie wystąpi jakakolwiek awaria, dealer może zdalnie znaleźć przyczynę i wskazać możliwe sposoby wyjścia z tej sytuacji lub usunięcia awarii, jeśli wystąpiła awaria system komputerowy. Te rozwiązania istnieją i są wdrażane w systemach takich jak firmowy OnStar General Motors lub w systemie połączeń alarmowych Tele Aid firmy Mercedes-Benz.
Rysunek 2.1 – Synchronizacja z urządzeniami pojazdu
Dzięki systemowi OnStar możliwe jest zdalne spowolnienie pojazdów, uniemożliwiając złodziejom samochodów ucieczkę przed policją w trakcie pościgu. System ten pozwala odzyskać skradzione samochody w ciągu kilku godzin, jeśli nie minut. Nowa technologia nosi nazwę Remote Ignition Block. Operator OnStar ma możliwość przesłania sygnału do komputera w skradzionym samochodzie, co spowoduje zablokowanie układu zapłonowego i uniemożliwi jego ponowne uruchomienie. Ta funkcja nie tylko pomoże władzom odzyskać skradzione pojazdy, ale także zapobiegnie „niebezpiecznym” pościgom samochodowym.
Holograficzny wyświetlacze informacyjne. Podobne systemy można spotkać w BMW czy Audi. Ideą jest wyświetlanie informacji bezpośrednio na przedniej szybie. Przykładowo General Motors podjął już pierwsze kroki w kierunku stworzenia i wdrożenia modeli zdolnych do wyświetlania informacji o prędkości, kierunku ruchu i innych informacji.
Teraz General Motors we współpracy z wieloma uniwersytetami zaczął opracowywać tak zwane „inteligentne szkło”. GM ma nadzieję przekształcić szkło w przezroczysty wyświetlacz, na którym będzie można wyświetlać informacje, takie jak oznakowania drogowe, znaki drogowe czy różne obiekty, takie jak piesi, które mogą być bardzo trudne do rozpoznania na drodze we mgle lub deszczu.
Technologia ta została częściowo zademonstrowana w Light Car, gdzie przy użyciu Technologia LED LED, samochód wykorzystuje przezroczyste tylne drzwi jako ekran projekcyjny do widocznej komunikacji między samochodami, co jest bardzo przydatne dla wszystkich kierowców. Na przykład to, jak mocno kierowca naciska hamulce, może zostać pokazane jadącemu za nim samochodem, gdy na wyświetlaczu zostanie podświetlona skala obrazu.
System, dzięki któremu samochody zostaną połączone ze sobą i strukturą drogi w jedną całość, w jedną sieć, ma już swoją nazwę – „komunikacja car-to-X”. Dziś zaczęło go tworzyć kilka firm, w tym Audi. Istotą opracowania jest umożliwienie samochodowi „komunikacji” nie tylko z innymi samochodami, ale także z infrastrukturą, np. z kamerami internetowymi na skrzyżowaniach, sygnalizacją świetlną czy znakami drogowymi.
Znając stan sygnalizacji świetlnej, natężenie ruchu na ulicach i stan dróg, samochód może oszczędzać energię, uniemożliwiając kierowcy niepotrzebne przyspieszanie/hamowanie. Samochód będzie nawet mógł samodzielnie zarezerwować miejsce parkingowe. Jeśli samochód znajdzie się w sytuacji awaryjnej, będzie mógł poinformować pobliskie samochody, aby inni kierowcy mogli w porę zwolnić i uniknąć kolizji. Audi pokazało niektóre z tych innowacji w E-tronie. Mówiąc o technologiach mogących poprawić sytuację w zakresie bezpieczeństwa, deweloperzy za jedno z głównych zadań uznają „utrzymanie” nas na jednym pasie lub nawet na drodze w szczególnie trudnych przypadkach.
Ulepszony system rozruchu silnika. Systemy te są jednym z elementów owego bardzo efektywnego wykorzystania zasobów. Mówimy o systemie automatycznego uruchamiania lub zatrzymywania silnika.
Takie rozwiązania można już spotkać w niemal wszystkich samochodach hybrydowych: gdy się zatrzyma, wyłączają się silniki; Aby ruszyć, nie trzeba ponownie uruchamiać silnika, wystarczy wcisnąć pedał gazu. A jeśli mówimy o przyszłości tej technologii, to z czasem można ją ściśle zintegrować z systemem car-to-X, aby jeszcze bardziej zmniejszyć zużycie paliwa. Przykładowo po otrzymaniu informacji, że sygnalizacja świetlna na skrzyżowaniu zmieniła się na czerwoną, samochód może wyłączyć silnik główny i kontynuować jazdę wyłącznie na silniku elektrycznym, oszczędzając w ten sposób część energii.
Autopilot lub precyzyjny tempomat. Systemy wspomagania hamowania za pomocą sonaru/lasera lub radaru montowanego w samochodzie stały się już standardowym wyposażeniem samochodów luksusowych. Jednak podobnie jak inne nowości, które pojawiły się najpierw w samochodach z wyższej półki cenowej, również i ta wkrótce migruje do tańszego segmentu. Tego typu technologia, która może zapobiec kolizji z pojazdem poprzedzającym, może pomóc w zwiększeniu bezpieczeństwa ruchu drogowego i jest przydatna głównie dla początkujących kierowców. Jeśli producenci będą nadal udoskonalać tę technologię, a to zrobią, wkrótce będziemy mogli zobaczyć coś na wzór autopilota.
Monitoring ruchu lub „martwe strefy”. Dwie kolejne niewątpliwie niezbędne technologie, połączone w jedną technologię informatyczną, które mogą pomóc w poprawie sytuacji bezpieczeństwa, to monitorowanie tzw. „martwych punktów” oraz system ostrzegania o oznakowaniach na przejściach drogowych. System będzie w stanie nie tylko ostrzec kierowcę, jeśli zacznie zmieniać pas bez kierunkowskazu, ale także zapobiegnie zmianie pasa, jeśli pas będzie zajęty przez inny pojazd.
Tak zwany „martwy punkt”. W ofercie firmy takie jak BMW, Ford, GM, Mazda i Volvo systemy specjalne, które wykorzystują kamery lub czujniki wbudowane w lusterka do monitorowania martwych punktów. Małe żarówki alarm, montowany obok lusterek wstecznych, ostrzega kierowcę, że samochód znajduje się w martwym polu, a w przypadku braku reakcji ze strony kierowcy i zaczyna on zmieniać pas ruchu, system zaczyna aktywniej ostrzegać o przeszkodzie poprzez wydaje dźwięki lub, w zależności od marki, zaczynają się wibracje na kierownicy. Minusem jest to podobne systemy pracować tylko przy małych prędkościach.
System krzyżowy Traffic Alert: Jest to radar działający w oparciu o system monitorowania martwego pola. System jest w stanie wykryć ruch pojazdów w kierunku poprzecznym podczas jazdy w odwrotnej kolejności. Funkcja Cross Traffic Alert potrafi wykryć zbliżanie się samochodu w odległości 19,8 m zarówno z lewej, jak i prawej strony, gdzie zainstalowane są specjalne radary. W ten moment ta funkcja jest dostępna na Samochody Forda i Lincolna.
Przekraczanie znaków drogowych. W ofercie kilka firm, m.in. Audi, BMW, Ford, Infiniti, Lexus, Mercedes-Benz, Nissan i Volvo podobny przyjaciel na wzajemne decyzje. System wykorzystuje małe kamery do odczytywania znaków drogowych, a jeśli kierowca je przekroczy, nie włączając kierunkowskazu, system wyświetli znak ostrzegawczy. W zależności od systemu może to być sygnał dźwiękowy lub świetlny, wibracje kierownicy lub lekkie napięcie paska. Na przykład Infiniti używa automatyczne hamowanie po jednej stronie pojazdu, aby zapobiec zjechaniu pojazdu z pasa ruchu.
Parking. Wiele firm instaluje już automatyczne systemy wspomagania parkowania. Takie systemy działają w następujący sposób: samochód za pomocą radaru sprawdza, czy jest wystarczająco dużo miejsca do zaparkowania. Następnie pomaga kierowcy wybrać właściwy kąt skrętu i praktycznie ustawia samochód na wózku miejsce parkingowe. Oczywiście bez pomocy człowieka nie da się jeszcze obejść, ale już niedługo pojawią się systemy, w których udział człowieka w ogóle nie będzie konieczny. Będziesz mógł wysiąść z samochodu i obejrzeć cały proces z boku.
Monitorowanie stanu zdrowia kierowcy: Zmęczony kierowca może być tak samo niebezpieczny jak kierowca, który prowadzi pojazd pod wpływem alkoholu (a picie alkoholu jest legalne). Kilku producentów samochodów oferuje zintegrowane z pojazdem systemy monitorowania, które rozpoznają oznaki zmęczenia w ruchach i reakcjach kierowcy oraz ostrzegają go, aby zrobił sobie przerwę. Są to Lexus, Mercedes-Benz, Saab i Volvo. Na przykład w Mercedesie taki system nazywa się Attention Assist: najpierw bada styl jazdy, w szczególności obrót obręczy kierownicy, włączenie kierunkowskazów i nacisk na pedał, a także monitoruje niektóre działania kontrolne kierowcy i zewnętrzne czynników, takich jak boczny wiatr i nierówności drogi. Jeśli funkcja Attention Assist wykryje, że kierowca jest zmęczony, poinformuje go, aby się zatrzymał na krótki odpoczynek. Attention Assist robi to za pomocą sygnał dźwiękowy oraz komunikat ostrzegawczy na wyświetlaczu zestawu wskaźników.
W Samochody Volvo Istnieje również podobny system, ale działa nieco inaczej. System nie kontroluje zachowania kierowcy, ale ocenia ruch pojazdu na drodze. Jeżeli coś nie dzieje się tak, jak powinno, system ostrzega kierowcę, zanim sytuacja stanie się krytyczna.
Kamery noktowizyjne. Dzięki systemom noktowizyjnym można zmniejszyć liczbę wypadków drogowych w nocy. Obecnie oferowane przez takie firmy jak Mercedes-Benz, BMW i Audi w modelu A8. Takie systemy mogą pomóc kierowcy widzieć pieszych i zwierzęta w ciemności lub lepiej widzieć znaki drogowe. BMW wykorzystuje do tego kamerę na podczerwień, która przesyła obraz do monitora w formacie czarno-białym. Kamera rozróżnia obiekty w odległości do 300 metrów. System podczerwieni Mercedes-Benz ma mniejszy zasięg, ale jest w stanie generować wyraźniejszy obraz, ale ma tę wadę zła robota w niskich temperaturach.
I inżynierowie Firma Toyota Ostatnio pracowali nad udoskonaleniem systemów noktowizyjnych, które mogą pomóc kierowcom pewniej poruszać się nocą. Zaprezentowali prototypową kamerę, która opiera się na algorytmach i zasadach obrazowania odkrytych w wyniku badania oczu nocników, pszczół i ciem, które widzą w szerszej gamie kolorów, a także są przystosowane do lepszego wychwytywania światła, czego nie jest dużo w ciemności nocy. Nowy algorytm cyfrowego przetwarzania obrazu może rejestrować wysokiej jakości, pełnokolorowe obrazy w warunkach słabego oświetlenia, począwszy od ruchu duże prędkości samochód. Co więcej, aparat potrafi tryb automatyczny dostosować się do zmian poziomu oświetlenia.
Istotne są również kamery termowizyjne - kamery noktowizyjne do samochodów.
Ford wprowadził pierwsze na świecie pasy bezpieczeństwa z dmuchane poduszki. Według twórców system ten znacznie zwiększy ochronę pasażerów. tylne siedzenia, a przede wszystkim małe dzieci, które są bardziej narażone na obrażenia w wypadkach drogowych niż dorośli. Poduszka powietrzna niezapinanego pasa bezpieczeństwa napełnia się w ciągu 40 milisekund.
Ostatnio prawie wszyscy producenci samochodów, zarówno duzi, jak i mali, starają się to osiągnąć większa wydajność lub współczynnik przydatna akcja, z jednostki napędowe, opierając się na nowych rodzajach paliw i silników, starając się zmniejszać i zwiększać zużycie przeciętny przebieg na jednym ładowaniu/napełnieniu. Dziś możemy już zobaczyć dużą liczbę masowo produkowanych samochodów elektrycznych, a niemal każdy producent samochodów ma w swoim portfolio samochód hybrydowy.
Bezprzewodowa ładowarka baterie. W związku z rosnącą liczbą samochodów w baterie kwestia ich bezawaryjnego i, co najważniejsze, szybkiego ładowania jest paląca. Można oczywiście odwinąć przedłużacz z wtyczką z samochodu i podłączyć go do zwykłe gniazdo. Ale to nie jest dostępne dla każdego. Inną opcją, która nie wydaje się już tak fantastyczna, jest indukcja urządzenie ładujące. Ponadto technologia jest już testowana na mniejszych urządzeniach, takich jak odtwarzacze i Telefony komórkowe. Tego rodzaju ładowarki można wbudować na przykład w miejsca parkingowe w dużych sklepach.
Aktywna aerodynamika. Pomimo tego, że wszyscy producenci samochodów od dawna korzystają z tuneli aerodynamicznych, nadal jest w tym aspekcie miejsce na poprawę. Na przykład, Firma BMW w swoim samochodzie koncepcyjnym Wizja BMW Firma Efficient Dynamics z powodzeniem zastosowała już systemy kontroli dopływu powietrza. W zależności od warunków jazdy i temperatury powietrza zewnętrznego przepustnice przed chłodnicą otwierają się lub zamykają zgodnie z sygnałem z układu. Jeśli są zamknięte, poprawia to aerodynamikę i skraca czas nagrzewania silnika, zmniejszając w ten sposób zużycie paliwa. Oczywiście BMW nie jest jedyną firmą korzystającą z tej technologii.
KERS – hamowanie regeneracyjne. Jest to rodzaj hamowania elektrycznego, w którym oddawana jest energia elektryczna wytwarzana przez silniki trakcyjne pracujące w trybie generatora sieć elektryczna. Tylko w sezonie 2009 w Formule 1 w niektórych samochodach zastosowano system odzyskiwania energii kinetycznej (KERS). Oczekiwano, że pobudzi to rozwój w dziedzinie samochodów hybrydowych i dalsze ulepszenia tego systemu.
Tablica przyrządów jest dobra, ale gdy na szybie wyświetlają się dodatkowe informacje, jest jeszcze lepiej. Opowiemy Ci o przeznaczeniu wyświetlacza projekcyjnego, jego rodzajach, cechach, kosztach i wideo.
Treść artykułu:
Coraz popularniejsze stają się wyświetlacze Head-Up, znane również jako HUD lub Head-Up Displays. Za dużą zaletę tej technologii uważa się bezpieczeństwo ruchu i komfort obsługi.
Głównym celem jest wyświetlanie bieżących informacji z tablicy rozdzielczej na przedniej szybie samochodu. Obraz jest zaprojektowany w taki sposób, aby nie odrywając uwagi od drogi, można było zorientować się w stanie i prędkości pojazdu.
Trochę tła
Po raz pierwszy taką technologię zaczęto stosować w lotnictwie, ale w Branża motoryzacyjna Wyświetlacz przezierny został wprowadzony dopiero w 1988 roku przez General Motors. 10 lat później firma GM wprowadziła pionierską technologię w postaci kolorowego wyświetlacza.
Od 2003 roku w pojazdach marki BMW pojawiają się wyświetlacze typu head-up. Obecnie system projekcyjny jest stosowany w wielu samochodach klasy premium. Z każdym rokiem technologia ta staje się tańsza, a przez to bardziej dostępna w samochodach innych klas budżetowych.
Standardowy wyświetlacz przezierny
Nazwa mówi sama za siebie; przy zakupie samochodu jest on oferowany jako opcja. Konstrukcja systemu obejmuje wyświetlacz projekcyjny, projektor i system sterowania projekcją.
Aby stworzyć obraz, producenci używają projektora o wysokim kontraście i nasyceniu kolorów. Po zebraniu parametrów z różnych liczników samochodowych:
- czujniki silnika;
- system nawigacyjny;
- system noktowizyjny;
- adaptacyjny tempomat;
- rozpoznawanie znaków i inne.
Dzięki wyświetlaczowi head-up kierowca otrzymuje wirtualny obraz, który pozwala mu skoncentrować się na drodze. Rozpoznawane są dwa typy ekranów. Często najczęstszą jest specjalna, przezroczysta folia, którą przykleja się na przednią szybę. Zapobiega rozproszeniu obrazu przy różnych poziomach warunki pogodowe. Samochodem Mini marka producent zamiast folii stosuje przezroczysty ekran.
W zależności od producenta monitora projekcyjnego i stosowanych przez niego systemów, konstrukcja może:
- powielanie różnych czujników w tablicy rozdzielczej;
- sygnał o samochodzie w martwym punkcie;
- obecność pieszych na poboczu drogi w nocy;
- prędkość pojazdu;
- prędkość obrotowa silnika z obrotomierza;
- wskaźniki z systemu nawigacji;
- sygnał o różnych znakach drogowych.
Zaletą takiego wyświetlacza jest jego uniwersalność i łatwość montażu. Jest to przenośny projektor, który można zamontować w dogodnym dla kierowcy miejscu i wyświetlić obraz na przedniej szybie.
Urządzenia Garmin są uważane za najbardziej popularne. Instalowany bezpośrednio na torpedie. Za drugiego producenta uważa się Pioneera, zgodnie z instrukcją jest on przymocowany do osłony przeciwsłonecznej. W tym przypadku sygnał wideo jest dostarczany do projektora poprzez smartfon poprzez Bluetooth lub kabel USB.
Warto od razu wziąć pod uwagę, że zestaw funkcjonalny mobilnego wyświetlacza projekcyjnego jest kilkukrotnie mniejszy od standardowego. Najczęściej na urządzeniu mobilnym znajdują się wskaźniki systemu nawigacji i prędkości pojazdu, jednak do tego potrzebny jest smartfon i zainstalowane na nim specjalne oprogramowanie.
Jednym z najpopularniejszych projektorów mobilnych jest urządzenie firmy Navdy. Wyświetlacz można połączyć ze smartfonem za pośrednictwem Wi-Fi lub Bluetooth lub można go podłączyć do komputer pokładowy, poprzez złącze diagnostyczne.
Dzięki komputerowi pokładowemu na wyświetlaczu przeziernym można wyświetlać informacje z różnych czujników tablicy przyrządów. Wbudowana kamera na podczerwień pozwala na ścisłą kontrolę wyświetlanego obrazu dodatkowy pilot kierownictwo.
Najprostszy sposób realizacji wyświetlacza projekcyjnego można wykonać ze zwykłego smartfona. Będzie to opierać się na specjalnym programie, który wyświetla określone informacje na ekranie smartfona.
Sam smartfon znajduje się na desce rozdzielczej, obraz z wyświetlacza smartfona jest wyświetlany (wyświetlany) na przedniej szybie, pokazując w ten sposób kierowcy niezbędne informacje.
Program zniekształca obraz w odbiciu lustrzanym, dzięki czemu na szybie znajdują się prawidłowe, czytelne informacje. Ale i tak żaden z powyższych wyświetlaczy nie będzie w stanie zastąpić stacjonarnego.
Wyświetlana cena
Cena standardowy wyświetlacz będzie zależeć od producenta, średnio jego cena jako opcji będzie wynosić od 500 euro. Jeśli za podstawę weźmiemy mobilny wyświetlacz Head-up firmy Garmin, jego cena waha się od 200 euro. Najtańszym i najłatwiejszym sposobem jest skorzystanie ze smartfona; wystarczy kupić specjalny stojak za kilka tysięcy rubli, zainstalować go w pobliżu przedniej szyby i dodać swój smartfon.
Warto zauważyć, że technologia wyświetlania wyłącznie na przedniej szybie dopiero zaczyna dojrzewać. Uważa się, że w przyszłości system Head-Up Display będzie wyświetlał całość niezbędne informacje, w tym obrazy z bocznych lusterek wstecznych.
Film przedstawiający zasadę działania wyświetlacza projekcyjnego:
Każdy spotkał się z sytuacją, w której patrzenie na ekran nawigatora, deskę rozdzielczą czy ekran smartfona odwracało jego uwagę od jazdy. Niektórzy nawet mieli z tego powodu wypadki. Stało się to z właścicielem agencji marketingowej Witalijem Ponomariewem. W 2008 roku poważnie zainteresował się rzeczywistością rozszerzoną (AR) i postanowił przekonać poważnych inwestorów, aby zainwestowali w ten biznes zaledwie 100 milionów dolarów. „Zjeździłem cały świat i udowodniłem funduszom inwestycyjnym, że za kilka lat AR będzie wszędzie” – śmieje się Witalij. — Rozproszony przez nawigatora, prawie miałem wypadek. I zagadka się połączyła: oto moja rzeczywistość rozszerzona. Tutaj. NA przednia szyba».
Półtora wiadra
Wyświetlacze head-up nie były wówczas niczym nowym. Na przykład, Niemiecka firma Continental, światowy lider w swojej produkcji, zainstalował HUD Samochody BMW, Audi i Mercedesa od 2003 roku. Tradycyjne wyświetlacze typu heads-up to bardzo złożone urządzenia z zakrzywionymi lustrami i sferyczną optyką. I co najważniejsze, wymagają dużej objętości, około 18 litrów - półtora zwykłego wiadra! Ale musisz umieścić te półtora wiadra w obszarze kierownicy - jednego z najważniejszych punktów samochodu. Dlatego duże, drogie samochody są wyposażone w HUDy, które początkowo projektowano z miejscem na wyświetlacz. Nic dziwnego, że za instalację wyświetlacza projekcyjnego w centrach dealerskich niemieckich marek samochodów zostaniesz poproszony o co najmniej 100 000 rubli. Cóż, nie zobaczysz klasycznego HUD-u w zwykłych samochodach.
Założyciel i dyrektor generalny WayRay, wynalazca. Studiował w Akademii Rosyjskiej Gospodarka narodowa i służba cywilna pod przewodnictwem Prezydenta Federacja Rosyjska specjalizuje się w ekonomii i zarządzaniu projektami innowacyjnymi. W 2012 roku założył projekt WayRay, który w ciągu czterech lat urósł do międzynarodowej firmy z biurami w Rosji, Szwajcarii i USA. Według gazety L’Hebdo w 2015 roku znalazł się na liście 100 najwybitniejszych innowatorów w Szwajcarii.
Lampart potwór
Oprócz wielkości i złożoności konstrukcji tradycyjne wyświetlacze typu head-up mają jeszcze jedną wadę: wyświetlają płaski obraz w odległości 20 cm od przedniej szyby. Oznacza to, że kierowca nadal musi ponownie skupić wzrok. A Witalij Ponomarev postanowił uzyskać obraz z odległości 10-20 m. Zgodnie z jego planem obraz powinien stać się trójwymiarowy. Nie stereoskopowy, ale prawdziwy, holograficzny. Pomimo wykształcenia finansowego Witalij bardzo dobrze rozumiał fizykę. Poszukując inwestorów, nauczył się wiele o nowych technologiach. Intuicja podpowiadała mu, w jakich obszarach szukać specjalistów. Z reguły początki takich firm to dwie osoby: jedna jest guru marketingu, druga jest geniuszem technicznym. Z marketingiem wszystko było w porządku, wszystko zależało od technologii. Historia znalezienia dyrektora technicznego przyszłego WayRay'a została już opisana w przypadkach headhunterów: Witalij po prostu rozpoczął wyszukiwanie słów „lasery”, „mikroelektronika” i „IT” w Habr, kultowej witrynie maniaków technologii habrahabr .ru. W najlepszych odpowiedziach wyszukiwarka zwróciła: Michaił Swiczewski o pseudonimie BarsMonster. „Teraz ten potwór jest mój” – żartuje Ponomarev.
Między okularami
W 2012 roku Witalij i Michaił rozpoczęli montaż pierwszych gigantycznych prototypów opartych na standardowej optyce, aby określić, jak ciekawy będzie efekt. Stało się jasne, że nie można osiągnąć wymaganego obrazu i wymaganych wymiarów. Pojawił się pomysł wykorzystania płaskiej soczewki Fresnela, takiej jak te zainstalowane tylne szyby samochody. Ta przezroczysta folia jest przyklejana lub zgrzewana pomiędzy potrójnymi szkłami i działa jako część układu optycznego. Postanowiliśmy stworzyć soczewkę Fresnela dla kilku długości fal i okazało się, że jest to hologram – holograficzny element optyczny (HOE). Największe doświadczenie w pracy z materiałami holograficznymi w Rosji posiada Instytut Fizyczny Lebiediewa - Instytut Fizyczny P. N. Lebiediewa. To właśnie tam koledzy udali się w poszukiwaniu nowych technologii. Zaczęliśmy od hologramów na srebrze, próbując zrozumieć, czy w ogóle możliwe jest wykonanie elementów holograficznych o dużej powierzchni i stopniowo przeszliśmy na prototypy przezroczystych fotopolimerów. Wykonaliśmy trójwymiarowy hologram, na którym zarejestrowano siatkę dyfrakcyjną – czyli w istocie wirtualny element optyczny, przetwornik czoła fali, który odbija fale o wymaganej długości, a resztę przepuszcza.
Pomysł na urządzenie wyświetlające informacje nawigacyjne na przedniej szybie samochodu przyszedł do Witalija, gdy jego uwaga została rozproszona przez nawigatora i prawie rozbił samochód. Koncepcja była stopniowo uzupełniana o łączność z Internetem, portale społecznościowe i technologie rozszerzonej rzeczywistości.
„Co tu jest innowacyjnego? — Witalij Ponomariew uprzedza moje pytanie. — Nie wynaleźliśmy holografii. Fotopolimery też. A przed nami były próby stworzenia HUD-ów przy użyciu elementów holograficznych. Ale wtedy nie było tanich laserów i fotopolimerów, które spełniałyby nasze wymagania: przezroczystość i brak efektów gospodarza. Dotarliśmy do wyświetlaczy head-up dokładnie w momencie, gdy to wszystko się pojawiło. Nasz mały startup najszybciej stworzył narzędzia projektowe i produkcyjne, w których nie było to możliwe duża firma i zostałem pierwszym.” Błędem jest jednak uważać WayRay za integratora technologii: firma zatrudnia fizyków, inżynierów mechaników, optyków i programistów. Nawet narzędzia projektowe, których używają, są niestandardowe: trzeba je było zmodyfikować, aby mogły czytać układy z „nienormalnymi” elementami optycznymi.
Alibaba i czterdziestu programistów
Nasi redaktorzy mieli mnóstwo zabawy z prototypem HUD-u. Jego rozmiar - mniej więcej wielkości małej walizki - to ogromny postęp: pierwsze prototypy zajmowały całe siedzenie pasażera po prawej stronie kierowcy. Rzecz naprawdę robi wrażenie; zdjęcia i filmy nie oddają pełni wygenerowanej rzeczywistości rozszerzonej. Jesienią w sprzedaży pojawi się także komercyjna próbka holograficznego nawigatora Navion: w zestawie będzie małe pudełko z projektorem laserowym i specjalną folią, która zamieni przednią szybę w ekran. Będzie kosztować około 500 dolarów. I w Następny rok Na drogach pojawi się pierwszy samochód z wbudowanym rozwiązaniem AR – WayRay. Na początku 2016 roku firma zgodziła się na realizację projektu pilotażowego z Banma Technologies, spółką joint venture pomiędzy Alibaba Group a największym Chiński producent samochodów Silnik SAIC.
W ramach projektu opracowany zostanie system informacyjno-rozrywkowy AR, który zostanie wdrożony w m.in produkcja masowa jeden z samochodów w 2018 roku. Na pytanie, dlaczego zdecydowali się zwrócić do Chińczyków, a nie do Europejczyków, Witalij odpowiada prosto: Chińczycy są gotowi podjąć ryzyko i działać bardzo szybko. Poza tym akcjonariuszem Banmy jest internetowy gigant Alibaba Group, który w marcu zainwestował 18 milionów dolarów w WayRay, w ciągu jednego dnia rozsławiając firmę Witalija Ponomariewa na całym świecie. „Nie kupiono nas, zainwestowano naszą firmę” – podkreśla Witalij. — Alibaba jest udziałowcem mniejszościowym. Utrzymaliśmy kontrolę.” Nie jest to jednak pierwsza inwestycja. Około 10 milionów dolarów zainwestowali rosyjscy inwestorzy prywatni, których nazwisk Ponomariew nie wymienia. Jeden z nich jest zawodowo obeznany z nowoczesną optyką i jako pierwszy uwierzył w perspektywy tej technologii.
Wynik globalny
Dziś WayRay to firma technologiczna z biurami w Szwajcarii, Rosji i USA. Rozwija się system nawigacyjny dla samochodów, wykorzystujący zasadę rozszerzonej rzeczywistości, a także kompleks programowo-sprzętowy do zbierania informacji o prowadzeniu pojazdu i korygowania zachowań kierowców.
Jednak samochodowe nawigatory holograficzne dla startupu to tylko etap na drodze do celu. „Chcemy stać się firmą numer jeden na rynku przenośnych urządzeń rozszerzonej rzeczywistości” – mówi Vitaliy. „Każda przezroczysta powierzchnia może stać się wyświetlaczem 3D.” Firma pracuje już nad prototypami nowych urządzeń. Najwyraźniej będą one związane z rozrywką.
Startup z rosyjskimi korzeniami sprowadził WayRay na wystawę w Las Vegas nawigator holograficzny z rozszerzoną rzeczywistością, którą możesz po prostu kupić do swojego samochodu. Montuje się go za kierownicą, bezpośrednio na desce rozdzielczej, a kierowca widzi wszystkie infografiki przez niewielki wizjer. Oznaczenia specjalne a podpowiedzi są powiązane z rzeczywistymi obiektami i wyglądają jak rysunki na asfalcie, dzięki czemu kierowca praktycznie nie odwraca uwagi od drogi. Możesz sterować nawigatorem za pomocą głosu lub gestów.
„Kolejnym wyzwaniem, przed którym stanęliśmy, była ogromna różnorodność konstrukcji tablic przyrządów, geometrii przedniej szyby, kąta natarcia, geometrii tablicy rozdzielczej itp. Aby to rozwiązanie zadziałało we wszystkich samochodach, musieliśmy zeskanować ponad 400 samochodów, modeli, które są obecnie w sprzedaży i matematycznie znaleźć optymalne rozmiary.”
Znaczenie tej technologii polega na nałożeniu na przezroczystą powierzchnię specjalnej folii, która zastępuje układ soczewek. W ten sposób możliwe było stworzenie obrazu holograficznego bez nieporęcznej struktury. Hologram z kolei jest dobry, bo odbierany przez oko nie jako rysunek na szkle, ale jako trójwymiarowy obraz umieszczony daleko do przodu. Oznacza to, że nie musisz ponownie się na nim skupiać, jeśli patrzysz na drogę.
Muszę powiedzieć, że po raz pierwszy rozmawialiśmy z Ponomarevem dokładnie rok temu, w tym samym miejscu, na targach CES. A WayRay narobił wtedy dużo hałasu. Firma wystawiła się w pawilonie Harman i zademonstrowała pomysł na samochodzie firmy Rinspeed. A nawet wtedy przywódcy największy producent samochodów wokół tego samochodu panował zaskakująco duży ruch. Faktem jest, że zaprezentowane tym razem urządzenie jest osobnym urządzeniem z bardzo małym wizjerem. Ale jeśli wdrożysz technologię WayRay na etapie projektowania samochodu, możesz zamienić całą przednią szybę w holograficzny wyświetlacz. A mówią, że w ciągu ostatniego roku wykonali całkiem sporo takich projektów.
Witalij Ponomariew, założyciel i szef WayRay:
„Każdy projekt to jakiś model samochodu, który zostanie wypuszczony w XIX lub najprawdopodobniej w 20. roku. Ponieważ trzeba poprawić projekt deski rozdzielczej, ten panel, cały samochód, a potem zaczynają robić listwy do odlewu z tworzywa sztucznego, żeby później to wszystko zamieniło się w finalny samochód. Oznacza to, że teraz pracujemy nad samochodami, które wyjdą od 19 do 29. Wszystkie nowe technologie zaczynają się od luksusu i powoli schodzą na rynek masowy. Ale co dziwne, w naszym przypadku największe wolumeny widzimy w środkowym segmencie. To SUV-y – SUV-y, których popularność obecnie rośnie.”
Tymczasem samochody z holograficznymi szybami dopiero szykują się do produkcji, WayRay już rozgląda się z boku samochody bez kierowcy i robotaxi. Mówią, że tam nie będziesz już potrzebował nawigatora, ale system dostarczania treści rozrywkowych i reklamowych na szyby samochodu. Firma zapowiedziała już True AR SDK – zestaw narzędzi dla zewnętrznych programistów, którzy mogą tworzyć aplikacje i gry dla ekosystemu WayRay. W końcu, jeśli zabierzesz kierownicę osobie w samochodzie, będzie on potrzebował czegoś, co zajmie ręce i oczy.
Uruchom oprogramowanie do modelowania i wydrukuj pełnowymiarowy model do edycji w przestrzeni. Włącz komunikator i rozmawiaj nie z płaskim obrazem rozmówcy podczas rozmowy wideo, ale z jego trójwymiarową projekcją, przez którą prześwituje Twój ulubiony dywan. Odsuń zasłonę i zobacz na szybie prognozę pogody, sytuację na drogach i ogólnie - jak tam jest. Uruchom silnik samochodu i otrzymuj dodatkowe powiadomienia na przedniej szybie pasy drogowe, możliwe zagrożenia i inne ważne informacje.
Jeśli wcześniej wszystko to było domeną pisarzy science fiction, teraz przeniosło się to z kategorii „Science Fiction” do kategorii „Near Future”. W tym poście postaramy się opowiedzieć jak współcześni naukowcy przybliżają epokę holografii, od czego to wszystko się zaczęło i jakie trudności rozwojowe przeżywają obecnie technologie holograficzne.
Jak powstają obrazy holograficzne
Oko ludzkie widzi obiekty fizyczne, ponieważ odbija się od nich światło. Konstrukcja obrazu holograficznego opiera się właśnie na tej zasadzie – powstaje wiązka odbitego światła, całkowicie identyczna z tą, która zostałaby odbita od obiektu fizycznego. Osoba patrząc na tę wiązkę widzi ten sam obiekt (nawet jeśli patrzy na niego pod różnymi kątami).Hologramy o wyższej rozdzielczości to rysunki statyczne, których „płótnem” jest fotopolimer, a „pędzlem” jest wiązka lasera, która jednorazowo zmienia strukturę materiałów fotopolimerowych. W efekcie tak przetworzony fotopolimer tworzy obraz holograficzny (światło pada na płaszczyznę hologramu, fotopolimer tworzy jego subtelny wzór interferencyjny).
Nawiasem mówiąc, o samej ingerencji. Dzieje się tak, gdy w pewnej przestrzeni sumuje się szereg fal elektromagnetycznych, których częstotliwości są zbieżne i to w dość dużym stopniu. Już w trakcie rejestracji hologramu w określonym obszarze dodawane są dwie fale – pierwsza, referencyjna, pochodzi bezpośrednio ze źródła, druga, przedmiotowa, odbija się od obiektu. W tym samym miejscu umieszcza się kliszę fotograficzną z czułym materiałem, na której pojawia się wzór ciemniejących pasm, odpowiadający rozkładowi energii elektromagnetycznej (wzór interferencyjny). Następnie płytkę oświetla się falą o charakterystyce zbliżonej do fali odniesienia, a płyta przekształca tę falę w falę bliską fali obiektowej.
W rezultacie okazuje się, że obserwator widzi w przybliżeniu takie samo światło, jakie zostałoby odbite od pierwotnego obiektu rejestrującego.
Krótkie tło historyczne
Szel 1947 rok. Indie uzyskały niepodległość od Wielkiej Brytanii, Argentyna przyznała kobietom prawo głosu, Michaił Timofiejewicz Kałasznikow stworzył swój słynny karabin maszynowy, John Bardeen i Walter Brattainomiz przeprowadzili eksperyment, który umożliwił stworzenie pierwszego na świecie działającego tranzystora bipolarnego, rozpoczęła się produkcja aparatów Polaroid.A Dennis Gabor otrzymuje pierwszy na świecie hologram.
Ogólnie rzecz biorąc, Dennis próbował zwiększyć rozdzielczość mikroskopów elektronowych tamtej epoki, ale w trakcie mającego na celu eksperymentu otrzymał hologram.
Niestety Gabor, jak wiele umysłów, trochę wyprzedził swoją epokę i po prostu nie miał niezbędnej technologii, aby otrzymać hologramy dobra jakość(nie da się tego zrobić bez spójnego źródła światła, a Theodore Maiman zademonstruje pierwszy laser na sztucznym krysztale rubinu dopiero 13 lat później).
Ale po roku 1960 (czerwony laser rubinowy o długości fali 694 nm, impulsowy i helowo-neonowy, 633 nm, ciągły) sprawy potoczyły się znacznie energiczniej.
1962 . Emmet Leith i Juris Upatnieks z Instytutu Technologicznego Michigan. Stworzenie klasycznego schematu nagrywania hologramu. Rejestrowano hologramy transmisyjne – w procesie rekonstrukcji hologramu światło przechodziło przez kliszę fotograficzną, jednak część światła odbijała się od kliszy i tworzyła także obraz widoczny z przeciwnej strony.
1967 . Pierwszy portret holograficzny rejestrowany jest za pomocą lasera rubinowego.
1968 . Udoskonalane są także same materiały fotograficzne, dzięki czemu Jurij Nikołajewicz Denisjuk opracowuje własny schemat nagrywania i uzyskiwania wysokiej jakości hologramów (obraz został odtworzony poprzez odbicie białego światła). Wszystko idzie całkiem nieźle, do tego stopnia, że schemat nagrywania nazwano „Schemat Denisyuka”, a hologramy nazwano „Hologramami Denisyuka”.
1977 . Multipleksowy hologram Lloyda Crossa, składający się z kilkudziesięciu kątów, z których każdy można zobaczyć tylko pod jednym kątem.
Plusy - wielkość obiektu, który należy zarejestrować, nie jest ograniczona długością fali lasera ani rozmiarem kliszy fotograficznej. Możesz stworzyć hologram obiektu, który nie istnieje (to znaczy po prostu rysując wymyślony przedmiot pod kilkoma kątami jednocześnie).
Wady - brak paralaksy pionowej; taki hologram można oglądać tylko wzdłuż osi poziomej, ale nie z góry ani z dołu.
1986 . Abraham Seke zdaje sobie sprawę, że perfekcja nie ma ograniczeń i proponuje wytworzenie źródła spójnego promieniowania w obszarze przypowierzchniowym za pomocą promieni rentgenowskich. Rozdzielczość przestrzenna w holografii zawsze zależy od wielkości źródła promieniowania i jego odległości od obiektu - umożliwiło to rekonstrukcję w przestrzeni rzeczywistej atomów otaczających emiter.
Teraz
Obecnie niektóre prototypy holograficznych wyświetlaczy wideo działają w podobny sposób, jak nowoczesne monitory LCD: rozpraszają światło w specjalny sposób, tworząc pseudo-3D, a nie tworząc wzór interferencyjny. To też jest główna wada tego podejścia – tylko jedna osoba siedząca pod odpowiednim kątem do monitora jest w stanie właściwie ocenić taki obraz. Reszta publiczności nie będzie pod takim wrażeniem.Oczywiście miłośnicy science fiction i nowych technologii śpią i widzą, jak holograficzne wyświetlacze staną się czymś tak powszechnym, jak wifi w domu czy aparat w smartfonie, porównywalny z niezłym aparatem typu „wyceluj i strzelaj”. I choć idealny hologram w rozumieniu większości tak naprawdę nie jest dziś ani jutro, prace nad tym tematem już aktywnie trwają.
Instytut Nauki i Badań Zaawansowanych, Korea. Działający prototyp nowego holograficznego wyświetlacza 3D, którego charakterystyka działania jest około kilka tysięcy razy lepsza niż w przypadku istniejących analogów.
Słabym ogniwem takich wyświetlaczy jest matryca. Jak dotąd matryce składają się z dwuwymiarowych pikseli. Koreańczycy zastosowali zwykły (ale dobry) wyświetlacz sprzężony ze specjalnym modulatorem czoła impulsu optycznego. Rezultatem był hologram wysokiej jakości, choć niewielki - 1 centymetr sześcienny.
Był czas, kiedy wierzono, że rozpraszanie światła stanowi poważną przeszkodę w normalnym rozpoznawaniu wyświetlanych obiektów. Ale jak pokazuje nasza praktyka, nowoczesne wyświetlacze 3D można znacznie ulepszyć, ucząc się kontrolować to rozproszenie. Prawidłowa dyspersja pozwoliła zwiększyć zarówno kąt widzenia, jak i ogólną rozdzielczość,– zauważa profesor Jonken Park.
Uniwersytet Griffith, Politechnika w Swinburne, Australia. Holograficzny wyświetlacz na bazie grafenu.
Naukowcy skorzystali z metody Gabora wspomnianej na samym początku tego wpisu i wykonali holograficzny wyświetlacz 3D o wysokiej rozdzielczości, oparty na cyfrowym ekranie holograficznym składającym się z małych kropek odbijających światło.
Plusy – kąt widzenia 52 stopnie. Do normalnego postrzegania obrazu nie są potrzebne żadne dodatkowe gadżety w postaci okularów 3D i innych rzeczy.
Mówiąc o 52 stopniach. Kąt widzenia jest tym większy, im mniej pikseli jest używanych. Tlenek grafenu jest przetwarzany w procesie fotoredukcji, w wyniku którego powstaje piksel, który może zaginać kolor w celu uzyskania obrazu holograficznego.
Twórcy wierzą, że takie podejście pewnego dnia będzie mogło rozpocząć rewolucję w rozwoju wyświetlaczy, szczególnie na urządzeniach mobilnych.
Uniwersytet w Bristolu, Wielka Brytania. Holografia ultradźwiękowa.
Obiekt tworzony jest w powietrzu za pomocą wielu emiterów ultradźwiękowych skierowanych na chmurę pary wodnej, która również jest tworzona przez system. Wykonanie jest oczywiście bardziej skomplikowane niż w przypadku konwencjonalnego ekranu, ale jednak.
- mgła nie jest tworzona przez krople wody, ale przez krople specjalnej substancji.
- substancja ta jest oświetlana specjalną lampą.
- lampa moduluje specjalne światło.
Rezultatem jest projekcja obiektu, który można nie tylko obejrzeć ze wszystkich stron, ale także dotknąć.
Częstotliwość oscylacji takiego wzoru interferencyjnego wynosi od 0,4 do 500 Hz.
Jeden z głównych obszarów działalności, jaki przewidują twórcy korzystne wykorzystanie technologia - medycyna. Lekarz będzie mógł to „wyczuć” na podstawie danych z dokumentacji medycznej i symulowanego narządu. Podczas prezentacji możliwe będzie także tworzenie trójwymiarowych projekcji dowolnych produktów. Pozytywny efekt przewiduje się, że zostaną one zastąpione podobną technologią wyświetlacze dotykowe w miejscach publicznych (elektroniczne menu, terminale, bankomaty). To, jak trudne i kosztowne będzie wdrożenie tego rozwiązania, to oczywiście drugie pytanie.
I przerażające (ale interesujące) jest myśleć o tym, jak daleko mogą zajść usługi rozrywkowe określonego rodzaju.
Vancouver, Kanada. Interaktywny wyświetlacz holograficzny.
Czego potrzebujesz:
- urządzenie przenośne
- HDMI lub Wi-Fi
- przekaż 550 dolarów na Kickstarterze tutaj
