windglasscameradetails
Если есть отрасль, в которой технический прогресс шагает, опережая время, то это — автомобилестроение. Постоянное техническое и функциональное обновление и совершенствование систем, повышающих комфортность управления автомобилем и степень безопасности для людей, находящихся как внутри движущейся автомашины, так и на дороге, уже стало нормой для уважающих себя производителей. Заслуженное место среди таких вот «привычных» новинок заняли на сегодняшний день лобовые стекла, оснащенные камерами.
Какими камерами комплектуется лобовое стекло
Оснащение лобового стекла камерами – не дизайнерский изыск и не дань моде на высокие технологии. Каждая из разновидностей камер имеет свое назначение и является элементом как минимум одной из электронных систем автомобиля, так называемых ассистентов, снабжающих водителя важной информацией. Они облегчают ориентирование, а иногда и управление автомобилем в осложненных дорожных условиях.
Видеокамеры, входящие в комплектацию лобового стекла, являются основой для систем ночного видения, распознавания дорожных знаков, ассистента движения по полосе, ассистента дальнего света (адаптивный дальний свет). Стандартная схема таких интеллектуальных систем включает обычно саму камеру, фиксирующую в каждый момент обстановку на дороге, электронный управляющий блок и выходное информационное устройство – дисплей, располагаемый на приборной панели или в определенной области лобового стекла. Зачастую одна и та же камера задействована одновременно в наборе систем.
1. Камера в системе ночного видения
Это инфракрасные камеры, способные фиксировать обстановку при движении автомобиля в темноте и информировать водителя об имеющихся на дороге препятствиях, которые не могут быть высвечены фарами. Кроме того, камеры «ночных ассистентов» распознают движущиеся фигуры на затемненном участке дороги, траекторию дороги на довольно большом участке пути.
Видеокамера включается при определенном уровне наружной освещенности, после которого начинается «ночь». Сигналы, транслирующиеся камерой на блок управления, не только передаются на дисплей, они приводят в действие другие предусмотренные разработчиком модели элементы системы. Например, предупреждение об опасности встречных объектов, освещение движущихся фигур за чертой проезжей части, и даже улавливание сердцебиения живых существ, находящихся за 100 метров от автомашины.
2. Функции камеры в системе распознавания дорожных знаков
Камера располагается в зоне лобового стекла, позволяющей снимать обстановку на значительном пространстве перед движущимся автомобилем, что позволяет использовать данные также в системах обнаружения перемещающихся пешеходов и системе (ассистенте) движения по полосе. Камера для этой цели находится сзади зеркала заднего вида под углом, наилучшим для охвата изображения встречающихся дорожных знаков – сверху и справа (по ходу автомобиля).
Конструкция камеры позволяет выделять дорожные знаки круглой формы с нанесенной на них белым цветом определенной информацией (запрещающие знаки), распознавать надписи об ограничении скорости, считывать текст с информационных табличек.
3. Камера ассистента движения по полосе
Это обычно монохромная камера, предназначенная для слежения за наличием дорожной полосы перед движущейся автомашиной. Это обеспечивает, посредством обработки информации с видеокамеры, своевременное предупреждение водителя об изменении дистанции до следующего впереди автомобиля или об отклонении от нужной траектории.
Камера активно функционирует только при наличии четкого обозначения дорожной полосы. Если полоса не обозначена достаточно однозначно, или вообще отсутствует, она переходит в пассивный режим. Для обеспечения беспрепятственной съемки в месте крепления камеры располагается нагревательный элемент, гарантирующий отсутствие влажности и наледи на стекле.
4. Камера для адаптивного дальнего света
Камера распознает степень освещенности трассы в ночное время и обеспечивает регулировку «ассистентом» работы фар дальнего света. Она фиксирует и возникновение перед автомобилем света от приближающейся машины, и отсвет задних фонарей попутных ТС, и освещение вдоль трассы.
Благодаря сигналам, получаемым с видеокамеры, блок управления имеет возможность своевременно изменять поток дальнего света, в том числе и в целях исключения ослепления водителей встречных автомашин. Камера часто одновременно используется в системе помощи движения по полосе.
Проекция на стекле: как это работает и нужно ли на самом деле
Системы Head-up Display (HUD) заимствованы у военной авиации, где разрабатывались для оптимизации наведения прицела. Пилоты штурмовиков давным-давно получили возможность считывать важные данные не с приборов, а с прозрачного экрана, чтобы не отвлекаться. Дословно head-up display — дисплей для поднятой головы, но у нас устоялось название «проекционный дисплей».
На серийный автомобиль система HUD впервые пришла в 1988 году стараниями концерна General Motors — ее, в монохромном исполнении, получил седан Oldsmobile Cutlass Supreme. Затем появились цветные версии, но поначалу только в премиальном сегменте. В наши дни HUD начинают ставить и в более простые машины.
Как это работает
Электронный блок-проектор получает данные из диагностического блока OBD (on-board diagnostics) автомобиля, обрабатывает их и отправляет картинку на светоотражающее покрытие. Изображение выводится на ветровое стекло или выдвижной прозрачный экран — серийно реализованы обе схемы.
Все данные, которыми располагает OBD, могут быть вынесены на экран: скорость, обороты двигателя, температура охлаждающей жидкости, количество топлива, сведения о неисправностях… Вплоть до показаний любого датчика. С появлением бортовых навигаторов стало возможно «выложить» на стекло маршрут и подсказки о дорожных знаках.
Спустя некоторое время после начала массовой установки системы HUD на серийные автомобили стали появляться эрзацы — гаджеты, стыкуемые с автомобильной электроникой и выполняющие те же функции. Сегодня же можно получить совсем бюджетный вариант HUD, просто скачав мобильное приложение и установив смартфон над панелью приборов. Правда, «телефонные» изображения страдают бликами и скверным качеством, а спектр отображаемой информации ограничен.
Некоторой проблемой остается невнятная работа HUD при разных условиях освещения, особенно на ярком солнце. Заводы устраняют этот недостаток, корректируя рабочие характеристики отражающей поверхности и проектора. В случае со смартфонами эту задачу никто решать не собирается — и так сойдет.
Дополняем реальность
Дальнейшее развитие HUD связано с применением дополненной реальности (augmented reality, AR). К делу подключается штатная электроника автомобиля, умеющая анализировать окружающую обстановку и распознавать ее элементы — разметку, пешеходов, дорожные знаки, транспортные средства, направление движения объектов, их скорости и ускорения. А если заглянуть еще чуть дальше в будущее, с HUD смогут контактировать сервисы общения между автомобилями (Car-to-Car) и с инфраструктурой (Car-to-X).
Для систем нового поколения устоялось общее обозначение AR-HUD. К разработкам приступили в начале века, и вскоре многие компании доложили о готовности устройств к внедрению. Объединяет их возможность добавлять к данным, поступающим от OBD, оперативные сведения о дорожной обстановке.
Поначалу в конструкции таких HUD обычно применялась система зеркал, которые совмещали созданную проектором картинку с реальным миром. Попутно это позволяло достичь большего углового размера изображения и варьировать виртуальное расстояние от глаз водителя до формируемой картинки. Например, «рисовать» стрелки навигации прямо на дороге.
Практическое применение сдерживалось тем, что комплекс устройств занимает большой объем. Одна из разработок компании Continental, в частности, тянула на 13 литров, схожий объем — у стандартного ведра. Попробуйте разместить его под панелью приборов. Естественно, это не вызывало прилива энтузиазма у производителей автомобилей, которые экономят каждый грамм и сантиметр. И разработчики стали ломать голову над более совершенными и компактными конструкциями.
Решение нашли довольно быстро, — фактически зеркальный вариант устарел, едва встав на конвейер. Сегодня более актуальна голография с использованием оптических волноводов, где источник света — светодиоды или лазеры. Тоже недешево, зато очень компактно и перспективы открываются фантастические. Проектор нового поколения, имеющий те же размеры, что и предшественник, может растянуть картинку почти на всё ветровое стекло. В теории HUD такого уровня, взаимодействуя с интернетом, относительно реалистично покажет водителю не только сведения в привязке к маршруту, например ближайшее кафе, но и наличие там свободных столиков и, если потребуется, меню для заказа. И это прекрасно согласуется с тенденцией к наделению автомобиля функциями ближайшего друга и помощника водителя.
О чувстве меры
Группа канадских ученых провела в 2015 году серию экспериментов и доказала, что при переизбытке визуальной информации человек в 7–10 процентах случаев пропускает наиболее важную информацию или воспринимает ее искаженно. И предостерегли общественность относительно необдуманного использования AR-HUD. По мнению ученых, увеличение объема информации, получаемой водителем, размывает его внимание и концентрацию. Производители систем, в свою очередь, позиционируют их как устройства, повышающие безопасность.
Проекция на стекле автомобиля
Производство автомобилей с каждым годом совершенствуется, появляются новые приспособления и инновационные устройства. Производители каждый раз стараются выпустить транспортное средство, которое по своим характеристикам будет лучше предыдущих моделей. Кроме этого, различного рода компании создают и реализуют приборы, упрощающие жизнь водителям. Рассмотрим, что представляет собой проекция на стекле автомобиля, для чего она нужна и как работает.
Что такое проекция
Проектор, воспроизводящий картинку на лобовое стекло, создает своего рода проекцию.
Водитель имеет возможность отобразить следующие элементы:
спидометр, чтобы смотреть скорость движения;
информацию о работе фар авто;
температуру тосола и пр.
Отображаемая проекция не дает водителю отвлекаться на посторонние вещи. Теоретически, это поможет уменьшить количество ДТП.
История появления
Проекционный дисплей так же, как и другие автомобильные технологии, появился благодаря авиации. Много лет назад пилоты получили возможность просматривать данные не с самих приборов, а с прозрачного экрана. На самом деле, данную инновацию можно считать устаревшей, хотя до недавнего времени она не пользовалась особой популярностью.
В первый раз проекцию для автомобиля установили в 1988 году. Этим занималась компания General Motors. Тогда экран был черно-белым, цветным он стал спустя 10 лет.
В 2003 году подобную технологию испробовала немецкая компания BMW. Инновационное оборудование тогда было доступно только для обладателей автомобилей премиум-класса. Со временем БМВ начала внедрять проекцию в бюджетные модели. Покупателям предлагали установить дисплей в качестве дополнительной функции. На сегодняшний день рынок предлагает потребителям разные варианты создания проекции.
Как это работает
Система Head-up Display в переводе с английского дословно означает «дисплей для поднятой головы». По своей конструкции она состоит всего из двух деталей: самого проектора и пленки. На последнюю проецируется изображение. Проектор получает данные либо со спутника, либо с бортового компьютера. Сегодня в любой автомобиль можно установить такое оборудование, достаточно приобрести его.
Принцип работы довольно прост. Сначала электронный блок получает информацию из блока OBD (on-board diagnostics), обрабатывает ее и направляет изображение на светоотражающее полотно. Картинка появляется либо на прозрачном выдвижном дисплее, либо на ветровом стекле.
Некоторые разновидности системы HUD дополняются датчиками света и звука, которые предупреждают водителя о различных неполадках (к примеру, о падении оборотов двигателя).
После того, как водители начали массово устанавливать систему проекции на лобовое стекло автомобиля, на рынке стали появляться эрзацы. Они представляют собой гаджеты, которые выполняют те же функции, соединившись с электроникой авто.
Мобильные разработчики, в свою очередь, начали создавать приложения. Скачав программу, водитель сможет установить телефон над приборной панелью и получить заветную проекцию. К сожалению, картина, передаваемая смартфонами, совсем некачественная и исчезает при солнечном свете.
Виды проекторов
Узнав, для чего нужна проекция на стекле автомобиля, водители начинают искать подходящее оборудование.
Все виды проекторов подразделяются на несколько типов:
Классический — аппарат с небольшим корпусом, который устанавливают в большинство ТС. Устройство детализировано проецирует информацию, поэтому ему отдают предпочтение все опытные водители. Однако отсутствие регулировки силы света заставляют некоторых смотреть в сторону других аппаратов.
Мультимедийный — модель, дополнительно оснащенная звуковым датчиком. Кроме того, пользователь получает возможность регулировать яркость дисплея, индикаторы скорости и громкость оповещений.
Проектор-навигатор — это аппарат с большими габаритами и высокой ценой. При помощи многофункционального HUD-дисплея информация передается на ветровое стекло. Через GPS-модуль происходит прием данных от спутников. После обработки они отображаются перед водителем.
Устройство со встроенным регистратором — модель с камерой, которая записывает видео во время движения. В случае внезапного ДТП водитель сможет извлечь носитель и пересмотреть запись.
Судя по многочисленным отзывам, водители доверяют таким брендам, как Rivitek, Garmin, Samsung, Nec и Atdiag. В качестве временного варианта можно использовать смартфон.
Выводимая информация
Все представленные на рынке HUD-системы демонстрируют данные о скорости транспортного средства. Они, подключаясь к спидометру, выводят показания прибора повторно, либо отображают скорость, просчитывая ее через навигационную систему.
Кроме скорости на лобовое стекло дублируются показания тахометра. В качестве дополнительной информации может быть представлены данные о передаче, на которой передвигается авто.
Некоторые аппараты оснащены функцией подключения парктроника. В этом случае на стекле отображаются сведения о препятствиях вокруг автомобиля.
Самые дорогостоящие модели имеют способность отображать навигацию. Автолюбителю не придется постоянно подглядывать на навигатор, т.к. карта передвижения будет перед глазами.
Преимущества и недостатки
Узнав, что это и как работает проекция на стекле автомобиля, водители стали все чаще приобретать современные проекторы.
Основные преимущества устройств заключаются в следующем:
Теперь не нужно отвлекаться от дороги, вся необходимая информация отображается на стекле.
Установить проектор не составит труда, при этом он не занимает много места в салоне.
Использовать прибор можно всем, независимо от региона проживания и климата.
Перед установкой аппарата рекомендуется наклеить на стекло специальную пленку. Она преломляет лучи, а значит, детализация станет еще более четкой.
К недостаткам проекторов относят:
Завышенная стоимость моделей, оснащенных камерой и GPS-модулем.
При подсоединении прибора к прикуривателю в салоне появляется много лишних проводов.
При возникновении на стекле трещин или грязи детализация значительно ухудшается.
Подключая проектор, водитель не только создает себе комфортное вождение, но и увеличивает безопасность на дорогах.
Заключение
Необходим ли человеку проектор или нет — каждый решает сам. Современные водители видят в этом оборудовании способ повысить безопасность. Другие, наоборот, приобретают приборы ради интереса, но со временем перестают ими пользоваться. Существуют и те, кто считает, что проекторы — это пустая трата денег. Они привыкли смотреть по сторонам, не теряя связи с дорогой.