Проекционный дисплей

Проекционный дисплей , или проекционный дисплей , ^{[ 1 ]} также известный как HUD ( / h ʌ d / ) или система наведения на лобовом стекле ( HGS ), представляет собой любой прозрачный дисплей , который отображает данные, не требуя от пользователей отводить взгляд от их обычных точек обзора. Происхождение названия связано с тем, что пилот может просматривать информацию, повернув голову «вверх» и глядя вперед, а не наклонив ее вниз, глядя на нижние приборы. HUD также имеет то преимущество, что глазам пилота не нужно перефокусироваться , чтобы увидеть окружающую среду после взгляда на оптически более близкие инструменты.

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

Проекционные дисплеи были предшественником технологии дополненной реальности (AR), включавшей в себя подмножество функций, необходимых для полноценного использования AR, но не имевшую необходимой регистрации и отслеживания между виртуальным контентом и реальной средой пользователя. ^{[ 2 ]}

Обзор

Типичный HUD содержит три основных компонента: проектор , объединитель и компьютер для генерации видео . ^{[ 3 ]}

Проекционный блок в типичном HUD представляет собой установку оптического коллиматора : выпуклую линзу или вогнутое зеркало с электронно-лучевой трубкой , светодиодным дисплеем или жидкокристаллическим дисплеем в фокусе. Эта установка (конструкция, которая существует с момента изобретения рефлекторного прицела в 1900 году) создает изображение, в котором свет коллимирован , то есть кажется, что фокусная точка находится в бесконечности.

Комбинатор обычно представляет собой наклонный плоский кусок стекла (светоделитель ) , расположенный непосредственно перед зрителем, который перенаправляет проецируемое изображение с проектора таким образом, чтобы одновременно видеть поле зрения и проецируемое изображение бесконечности. . Комбайнеры могут иметь специальные покрытия, которые отражают монохроматический свет, проецируемый на него из блока проектора, всех других длин волн пропуская при этом свет . В некоторых оптических схемах объединители также могут иметь изогнутую поверхность для перефокусировки изображения от проектора.

Компьютер обеспечивает интерфейс между HUD (т.е. проекционным устройством) и системами/данными, которые должны отображаться, и генерирует изображения и символы, которые должны отображаться проекционным устройством.

Типы

Помимо фиксированного HUD, существуют также дисплеи, монтируемые на голове (HMD). К ним относятся дисплеи, устанавливаемые на шлеме (оба сокращенно HUD), формы HUD, которые имеют элемент дисплея, который перемещается в зависимости от ориентации головы пользователя.

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

Поколения

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

Первое поколение — используйте ЭЛТ для создания изображения на люминесцентном экране, недостаток которого состоит в том, что люминофорное покрытие экрана со временем ухудшается. Большинство действующих сегодня HUD относятся к этому типу.
Второе поколение — используйте твердотельный источник света, например светодиод , который модулируется ЖК-экраном для отображения изображения. Эти системы не выгорают и не требуют высокого напряжения, как системы первого поколения. Эти системы есть на коммерческих самолетах.
Третье поколение — используйте оптические волноводы для создания изображений непосредственно в объединителе, а не в проекционной системе.
Четвертое поколение — используйте сканирующий лазер для отображения изображений и даже видеоизображений на прозрачном носителе.

Внедряются новые технологии формирования изображения на микродисплеях, в том числе жидкокристаллический дисплей (ЖКД), жидкий кристалл на кремнии (LCoS), цифровые микрозеркала (DMD) и органические светодиоды (OLED).

История

HUD произошли от рефлекторного прицела существовавшей до Второй мировой войны , технологии оптического прицела без параллакса, для военных истребителей . ^{[ 4 ]} В гироскопический прицел добавлена сетка , которая перемещается в зависимости от скорости и скорости поворота, чтобы определить величину упреждения , необходимую для поражения цели во время маневрирования.

В начале 1940-х годов Исследовательский институт телекоммуникаций (TRE), отвечающий за разработку радаров в Великобритании , обнаружил, что Королевских ВВС (RAF) пилотам ночных истребителей было трудно реагировать на устные инструкции оператора радара при приближении к целям. . Они экспериментировали с добавлением второго радиолокационного дисплея для пилота, но обнаружили, что им трудно отвести взгляд от освещенного экрана в темное небо, чтобы найти цель. В октябре 1942 года они успешно совместили изображение радиолокационной трубки с проекцией своего стандартного GGS Mk. II гироскопический прицел на ровном участке лобового стекла, а затем и в самом прицеле. ^{[ 5 ]} Ключевым обновлением стал переход от оригинального AI Mk. IV радиолокационная станция СВЧ-диапазона AI Mk. VIII радар обнаружен на de Havilland Mosquito ночном истребителе . Этот набор создавал искусственный горизонт , что еще больше облегчало полет с поднятой головой. ^{[ нужна ссылка ]}

В 1955 году Управление военно-морских исследований и разработок ВМС США провело некоторые исследования с использованием макета концептуального блока HUD вместе с боковым контроллером, пытаясь облегчить работу пилота, управляющего современными реактивными самолетами, и сделать приборы менее сложными во время полета. Хотя их исследования никогда не применялись ни на одном самолете того времени, построенный ими грубый макет HUD имел все характеристики современных HUD. ^{[ 6 ]}

Технология HUD была затем усовершенствована Королевским флотом в самолете Buccaneer , прототип которого впервые поднялся в воздух 30 апреля 1958 года. Самолет был спроектирован для полетов на очень малых высотах с очень высокими скоростями и сбрасывания бомб в боях, продолжавшихся несколько секунд. Таким образом, у пилота не было времени оторвать взгляд от приборов на бомбовый прицел. Это привело к созданию концепции «ударного прицела», который объединил бы высоту, скорость полета и пушку/бомбовый прицел на едином дисплее, похожем на прицел. Между сторонниками новой конструкции HUD и сторонниками старого электромеханического прицела шла ожесточенная конкуренция, при этом HUD описывался как радикальный и даже безрассудный вариант.

Отделение авиации Министерства обороны Великобритании спонсировало разработку прицела Strike Sight. Королевское авиастроительное предприятие (RAE) разработало оборудование, и к этому времени можно отнести самое раннее использование термина «проекционный дисплей». ^{[ 7 ]} Производственные подразделения были построены компанией Rank Cintel , а система была впервые интегрирована в 1958 году. Бизнес Cintel HUD был передан компании Elliott Flight Automation , а Buccaneer HUD был изготовлен и доработан, вплоть до версии Mark III с общим количеством 375 изготовленные системы; Королевский флот присвоил ему звание «установил и забыл», и почти 25 лет спустя он все еще находился на вооружении. BAE Systems , как преемник Elliotts через GEC-Marconi Avionics, таким образом, претендует на первый в мире проекционный дисплей, находящийся в эксплуатации. ^{[ 8 ]} Похожая версия, в которой режимы бомбардировки были заменены режимами ракетной атаки, была частью интерфейса AIRPASS, установленного на English Electric Lightning с 1959 года.

В Соединенном Королевстве вскоре было отмечено, что пилоты, летающие с новыми прицелами, стали лучше пилотировать свои самолеты. ^{[ нужна ссылка ]} На этом этапе HUD расширил свое предназначение, выйдя за рамки оружия и превратившись в общее пилотирование. В 1960-х годах французский летчик-испытатель Жильбер Клопфштейн создал первый современный HUD и стандартизированную систему символов HUD, чтобы пилотам нужно было изучить только одну систему и было легче переключаться между самолетами. Современный ИЛС, используемый в правилах полетов по приборам, заходах на посадку, был разработан в 1975 году. ^{[ 9 ]} Компания Klopfstein стала пионером в использовании технологии HUD в военных истребителях и вертолетах , стремясь централизовать критически важные данные полета в поле зрения пилота. Этот подход был направлен на повышение эффективности сканирования пилота и снижение «насыщенности задачами» и информационной перегрузки .

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

Еще несколько лет назад Embraer 190, Saab 2000, Boeing 727 и Boeing 737 Classic (737-300/400/500) и самолеты Next Generation (серии 737-600/700/800/900) были единственными коммерческими пассажирскими самолетами. самолет доступен с HUD. Однако эта технология становится все более распространенной на таких самолетах, как Canadair RJ , Airbus A318 и нескольких бизнес-джетах, оснащенных дисплеями. HUD стали стандартным оборудованием Boeing 787 . ^{[ 10 ]} Кроме того, семейства Airbus A320, A330, A340 и A380 в настоящее время проходят процесс сертификации для HUD. ^{[ 11 ]} HUD также были добавлены на орбитальный аппарат космического корабля "Шаттл" .

Факторы проектирования

При разработке HUD взаимодействуют несколько факторов:

Поле зрения - также «FOV», указывает угол(ы) как по вертикали, так и по горизонтали, расположенный в глазах пилота, под которым объединитель отображает символы по отношению к внешнему виду. Узкое поле зрения означает, что изображение (например, взлетно-посадочной полосы) через объединитель может содержать мало дополнительной информации за пределами периметра взлетно-посадочной полосы; тогда как широкий угол обзора позволит получить «более широкий» обзор. Для авиации основным преимуществом широкого поля зрения является то, что самолет, приближающийся к взлетно-посадочной полосе при боковом ветре, все равно может видеть взлетно-посадочную полосу через объединитель, даже если самолет направлен далеко от порога взлетно-посадочной полосы; тогда как при узком поле зрения взлетно-посадочная полоса будет находиться «за пределами» сумматора, вне поля зрения HUD. Поскольку человеческие глаза разделены, каждый глаз получает разное изображение. Изображение HUD доступно для просмотра одним или обоими глазами, в зависимости от технических и бюджетных ограничений процесса проектирования. Современные ожидания заключаются в том, что оба глаза видят одно и то же изображение, другими словами, «бинокулярное поле зрения (FOV)».
Коллимация – проецируемое изображение коллимируется , что делает лучи света параллельными. Поскольку лучи света параллельны, хрусталик человеческого глаза фокусируется на бесконечности, чтобы получить четкое изображение. Коллимированные изображения на объединителе HUD воспринимаются как существующие на оптической бесконечности или около нее . Это означает, что глазам пилота не нужно перефокусироваться для просмотра внешнего мира и дисплея HUD – изображение кажется «там», накладываясь на внешний мир. Эта функция имеет решающее значение для эффективных HUD: отсутствие необходимости перефокусироваться между символической информацией, отображаемой HUD, и внешним миром, на который эта информация накладывается, является одним из основных преимуществ коллимированных HUD. Это дает HUD особое внимание при маневрах, критичных для безопасности и времени, когда несколько секунд, необходимые пилоту для того, чтобы снова сфокусироваться внутри кабины, а затем снова снаружи, очень важны: например, на заключительных этапах приземления. . Таким образом, коллимация является основной отличительной особенностью высокопроизводительных HUD и отличает их от систем потребительского качества, которые, например, просто отражают неколлимированную информацию с лобового стекла автомобиля (заставляя водителей перефокусироваться и переключить внимание с дороги впереди).
Eyebox — оптический коллиматор создает цилиндр параллельного света, поэтому изображение можно просматривать только тогда, когда глаза зрителя находятся где-то внутри этого цилиндра, трехмерной области, называемой коробкой движения головы или глазком . Современные окна HUD обычно имеют размеры примерно 5 дюймов по горизонтали, 3 по вертикали и 6 по длине дюймов (13x8x15 см). Это дает зрителю некоторую свободу движений головой, но слишком далекое движение вверх/вниз или влево/вправо приведет к исчезновению изображения за краем экрана. коллиматор и движение слишком далеко назад приведут к тому, что он обрежется по краю ( виньетка ). Пилот может видеть весь дисплей, пока один глаз находится внутри наглазника. ^{[ 12 ]}
Яркость/контрастность – дисплеи имеют регулировку яркости и контрастности для учета окружающего освещения, которое может сильно различаться (например, от бликов ярких облаков до приближений безлунной ночи и минимально освещенных полей).
Прицеливание - компоненты HUD самолета очень точно выровнены по трем осям самолета - процесс, называемый прицеливанием - так что отображаемые данные соответствуют действительности, как правило, с точностью ± 7,0 миллирадиан (± 24 угловых минуты ) и могут варьироваться в зависимости от поля зрения HUD. . В данном случае слово «соответствовать» означает «когда объект проецируется на объединитель и фактический объект виден, они будут выровнены». Это позволяет дисплею с большой точностью показывать пилоту, где именно находится авиагоризонт , а также прогнозируемую траекторию самолета. Например, при использовании Enhanced Vision отображение огней ВПП выравнивается с фактическими огнями ВПП, когда реальные огни становятся видимыми. Прицеливание осуществляется в процессе сборки самолета, а на многих самолетах его также можно выполнять в полевых условиях. ^{[ 9 ]}
Масштабирование . Отображаемое изображение (траектория полета, масштаб по тангажу и рысканию и т. д.) масштабируется, чтобы представить пилоту изображение, которое накладывается на внешний мир в точном соотношении 1:1. Например, объекты (такие как порог взлетно-посадочной полосы), которые находятся на 3 градуса ниже горизонта, если смотреть из кабины, должны отображаться с индексом -3 градуса на дисплее HUD.
Совместимость . Компоненты HUD разработаны таким образом, чтобы быть совместимыми с другой авионикой, дисплеями и т. д.

Самолет

В системах авионики самолетов HUD обычно работают от двух независимых резервных компьютерных систем. Они получают входные данные непосредственно от датчиков ( статических , гироскопических , навигационных и т. д.), находящихся на борту самолета, и выполняют собственные вычисления, а не получают ранее вычисленные данные от бортовых компьютеров. На других самолетах (например, Boeing 787) расчеты наведения HUD для взлета в условиях низкой видимости (LVTO) и захода на посадку в условиях низкой видимости выполняются тем же компьютером управления полетом, который управляет автопилотом. Компьютеры интегрированы с системами самолета и позволяют подключаться к нескольким различным шинам данных, таким как ARINC 429 , ARINC 629 и MIL-STD-1553 . ^{[ 9 ]}

Отображаемые данные

Типичные HUD самолетов отображают воздушную скорость , высоту , линию горизонта , курс , поворота/крена и скольжения/заноса индикаторы . Эти инструменты являются минимумом, требуемым 14 CFR, часть 91. ^{[ 13 ]}

другие символы В некоторых HUD также доступны и данные:

Символ направления или ватерлинии — фиксируется на дисплее и показывает, куда на самом деле указывает нос самолета.
Вектор траектории полета (FPV) или символ вектора скорости — показывает, куда на самом деле движется самолет, а не просто туда, куда он направлен, как в случае с направлением прицеливания. Например, если самолет наклонен вверх, но снижается, что может произойти при полете под большим углом атаки или при полете в нисходящем воздухе, тогда символ FPV будет ниже горизонта, даже если символ прицеливания находится над горизонтом. Во время захода на посадку и посадки пилот может выполнять заход на посадку, удерживая символ FPV под желаемым углом снижения и точкой приземления на взлетно-посадочной полосе.
Индикатор ускорения или сигнал энергии — обычно слева от символа FPV, он находится над ним, если дрон ускоряется, и под символом FPV, если он замедляется.
угла атаки Индикатор — показывает угол крыла относительно воздушного потока, часто обозначается как «α» .
навигационные данные и символы — для заходов на посадку и посадки системы наведения полета могут предоставлять визуальные подсказки на основе навигационных средств, таких как система посадки по приборам или расширенная система глобального позиционирования, такая как глобальная система функционального дополнения . Обычно это круг, который помещается внутри символа вектора траектории полета. Пилоты могут лететь по правильной траектории полета, «летя по» ориентиру.

С момента появления на HUD символы FPV и ускорения становятся стандартными для проекционных дисплеев (HDD). Фактическая форма символа FPV на HDD не стандартизирована, а обычно представляет собой простой рисунок самолета, например круг с две короткие угловые линии (180 ± 30 градусов) и «крылья» на концах нисходящей линии. Удерживая FPV на горизонте, пилот может выполнять горизонтальные развороты под разными углами крена.

Специальные приложения для военных самолетов

В дополнение к общей информации, описанной выше, военные приложения включают данные систем вооружения и датчиков, такие как:

Индикатор целеуказания (TD) — размещает сигнал над воздушной или наземной целью (который обычно определяется на основе данных радара или инерциальной навигационной системы ).
V _c — скорость сближения с целью.
Диапазон — до цели, путевой точки и т. д.
ГСН или датчик оружия — показывает, куда указывает ГСН или датчик.
статус оружия — включает тип и количество выбранного, доступного, поставленного на охрану оружия и т. д.

VTOL/STOL approaches and landings

В 1980-х годах военные США протестировали использование HUD на самолетах вертикального взлета и посадки (VTOL) и короткого взлета и посадки (STOL). Формат HUD был разработан в НАСА Исследовательском центре Эймса для предоставления пилотам самолетов вертикального и вертикального взлета и посадки полную информацию о наведении и управлении полетом для категории III C полетов в районе терминала. Это включает в себя широкий спектр полетов: от полетов вертикального взлета и посадки на наземных взлетно-посадочных полосах до операций вертикального взлета и посадки на авианосцах . Основными особенностями этого формата отображения являются интеграция информации о траектории полета и наведения по преследованию в узком поле зрения, легко усваиваемая пилотом с одного взгляда, а также наложение информации о вертикальной и горизонтальной ситуации. Дисплей является производным от успешной конструкции, разработанной для обычных транспортных самолетов. ^{[ 14 ]}

Специальные приложения для гражданских самолетов

Использование проекционных дисплеев обеспечивает коммерческим самолетам значительную гибкость в работе. Были одобрены системы, которые позволяют осуществлять взлет и посадку в условиях ограниченной видимости, а также полностью ручную по категории III А. посадку и выкатывание ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}^{[ 17 ]} Изначально дорогие и физически большие, эти системы устанавливались только на более крупные самолеты, способные их поддерживать. Как правило, это были те же самолеты, которые в стандартной комплектации поддерживали автоматическую посадку (за исключением некоторых типов турбовинтовых двигателей). ^{[ нужны разъяснения ]} у которого был HUD в качестве опции), что делало проекционный дисплей ненужным для приземлений по категории III. Это задержало внедрение HUD в коммерческих самолетах. В то же время исследования показали, что использование ИЛС при приземлении уменьшает боковое отклонение от осевой линии во всех условиях приземления, хотя точка приземления по осевой линии не изменяется. ^{[ 18 ]}

Для авиации общего назначения MyGoFlight рассчитывает получить STC и продавать свой HUD SkyDisplay по цене 25 000 долларов США без установки для одного поршневого двигателя, как Cirrus SR22 , и более для Cessna Caravan или Pilatus PC-12 одномоторных турбовинтовых самолетов : от 5 до 10% от стоимости. традиционная стоимость HUD, хотя и неконформная , не совсем соответствующая внешнему ландшафту. ^{[ 19 ]} Данные о полете с планшетного компьютера можно проецировать на HUD Epic Optix Eagle 1 стоимостью 1800 долларов. ^{[ 20 ]}

Усовершенствованные системы полетного видения

В более совершенных системах, таких как система Федерального управления гражданской авиации США (FAA) с маркировкой «Enhanced Flight Vision System», ^{[ 21 ]} на объединитель можно наложить реальное визуальное изображение. Обычно инфракрасная камера (одно- или многодиапазонная) устанавливается в носовой части самолета для отображения пилоту соответствующего изображения. «Система улучшенного видения EVS» — это принятый в отрасли термин, который ФАУ решило не использовать, поскольку «ФАУ считает, что [его] можно спутать с определением системы и эксплуатационной концепцией, содержащимися в 91.175(l) и (m)». ^{[ 21 ]} В одной из установок EVS камера фактически устанавливается в верхней части вертикального стабилизатора, а не «настолько близко к положению глаз пилота, насколько это практически возможно». Однако при использовании с HUD камеру необходимо устанавливать как можно ближе к точке зрения пилота, поскольку ожидается, что изображение будет «перекрывать» реальный мир, когда пилот смотрит через объединитель.

«Регистрация», или точное наложение изображения EVS на изображение реального мира, является одной из особенностей, тщательно изучаемых властями перед утверждением EVS на основе HUD. Это связано с важностью того, чтобы HUD соответствовал реальному миру и, следовательно, мог предоставлять точные данные, а не вводящую в заблуждение информацию.

Хотя дисплей EVS может очень помочь, ФАУ лишь смягчило правила эксплуатации. ^{[ 22 ]} таким образом, самолет с EVS может выполнить заход на посадку КАТЕГОРИИ I к минимумам КАТЕГОРИИ II . Во всех остальных случаях летный экипаж должен соблюдать все визуальные ограничения «без посторонней помощи». (Например, если видимость на взлетно-посадочной полосе ограничена из-за тумана, даже несмотря на то, что EVS может обеспечивать четкое визуальное изображение, маневрирование самолета с использованием только EVS нецелесообразно (или законно) на высоте ниже 100 футов над уровнем земли.)

Системы синтетического зрения

Системы HUD также разрабатываются для отображения графического изображения системы синтетического зрения (SVS), которая использует высокоточные базы данных навигации, ориентации, высоты и местности для создания реалистичных и интуитивно понятных представлений внешнего мира. ^{[ 23 ]}^{[ 24 ]}^{[ 25 ]}

На изображении 1-го SVS с опущенной головой, показанном справа, сразу видимые индикаторы включают ленту воздушной скорости слева, ленту высоты справа и индикаторы поворота/крена/скольжения/заноса вверху по центру. Символ прицеливания (-v-) находится в центре, а непосредственно под ним находится символ вектора траектории полета (FPV) (круг с короткими крыльями и вертикальным стабилизатором). Видна линия горизонта, идущая по дисплею с разрывом на в центре и непосредственно слева расположены цифры ± 10 градусов с короткой линией ± 5 градусов (линию +5 градусов легче увидеть), которые вместе с линией горизонта показывают тангаж самолета. В отличие от этого цветного изображения SVS на основном полетном дисплее с опущенной головой, SVS, отображаемый на HUD, является монохромным, то есть, как правило, в оттенках зеленого.

Изображение показывает самолет в горизонтальном положении (т.е. символ вектора траектории полета плоский относительно линии горизонта, а на указателе разворота/крена нулевой крен). Воздушная скорость 140 узлов, высота 9450 футов, курс 343 градуса ( номер под индикатором поворота/крена.) При внимательном рассмотрении изображения можно увидеть небольшой фиолетовый кружок, который немного смещен от вектора траектории полета вправо внизу. Это сигнал управления, исходящий от системы управления полетом. При стабилизации на заходе на посадку этот фиолетовый символ должен находиться в центре FPV.

Рельеф полностью создан на компьютере из базы данных ландшафта высокого разрешения.

В некоторых системах SVS рассчитывает текущую траекторию полета самолета или возможную траекторию полета (на основе летно-технической модели самолета, текущей энергии самолета и окружающей местности), а затем окрашивает любые препятствия в красный цвет, чтобы предупредить летный экипаж. Такая система могла бы помочь предотвратить крушение рейса 965 American Airlines о гору в декабре 1995 года. ^{[ нужна ссылка ]}

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

Туннель в небе также может существенно помочь пилоту, когда требуется более точный полет в четырех измерениях, например, при уменьшении требований к вертикальному или горизонтальному зазору в соответствии с требованиями требуемых навигационных характеристик (RNP). В таких условиях пилоту предоставляется графическое изображение того, где он находится. самолет должен находиться и куда он должен двигаться, а не пилоту, который должен мысленно учитывать высоту, скорость полета, курс, энергию, а также долготу и широту, чтобы правильно управлять самолетом. ^{[ 26 ]}

Танки

В середине 2017 года Армия обороны Израиля начнет испытания Elbit Iron Vision, первого в мире нашлемного проекционного дисплея для танков. Израильская компания Elbit, разработавшая нашлемную систему отображения для F-35 , планирует использовать ряд внешних камер для проецирования 360-градусного обзора окружающей обстановки вокруг танка на нашлемные козырьки членов экипажа. Это позволяет членам экипажа оставаться внутри танка без необходимости открывать люки, чтобы посмотреть наружу. ^{[ 27 ]}

Автомобили

Эти дисплеи становятся все более доступными в серийных автомобилях и обычно включают в себя дисплеи спидометра , тахометра и навигационной системы . Информация ночного видения также отображается через HUD на некоторых автомобилях. В отличие от большинства HUD, используемых в самолетах, автомобильные проекционные дисплеи не лишены параллакса. Дисплей может быть не виден водителю в солнцезащитных очках с поляризационными линзами.

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

Первый автомобильный HUD был разработан корпорацией General Motors в 1999 году с функцией отображения навигационной службы перед линией зрения водителя. В 2010 году была представлена технология AR, объединенная с существующим автомобильным HUD. На основе этой технологии навигационный сервис стал отображаться на лобовом стекле автомобиля. ^{[ 28 ]}

В 2012 году корпорация Pioneer представила навигационную систему HUD, которая заменяет солнцезащитный козырек со стороны водителя и визуально накладывает анимацию условий впереди, что является формой дополненной реальности (AR). ^{[ 29 ]}^{[ 30 ]} Разработанный Pioneer Corporation, AR-HUD стал первым автомобильным проекционным дисплеем на вторичном рынке, в котором используется метод сканирования лазерного луча, направленный прямо в глаза, также известный как виртуальный сетчаточный дисплей (VRD). Основная технология AR-HUD включает миниатюрный лазерный луч. сканирующий дисплей, разработанный MicroVision, Inc. ^{[ 31 ]}

HUD для мотоциклетных шлемов также имеются в продаже. ^{[ 32 ]}

В последние годы утверждалось, что обычные HUD будут заменены голографическими технологиями дополненной реальности , такими как технологии, разработанные WayRay , в которых используются голографические оптические элементы (HOE). HOE обеспечивает более широкое поле зрения при одновременном уменьшении размера устройства и сделать решение настраиваемым под любую модель автомобиля. ^{[ 33 ]}^{[ 34 ]} Mercedes Benz представил проекционный дисплей на основе дополненной реальности ^{[ 35 ]} в то время как Форесия вложила средства в систему взгляда и проекционный дисплей, управляемый пальцами. ^{[ 36 ]}

Дальнейшее развитие и экспериментальное использование

HUD были предложены или разрабатываются экспериментально для ряда других приложений. тактической информации, такой как данные лазерного дальномера или местоположения товарищей по отряду В военных условиях HUD может использоваться для наложения на пехотинцев . Также был разработан прототип HUD, который отображает информацию на внутренней стороне очков пловца или маски аквалангиста . ^{[ 37 ]} пользователя системы HUD, которые проецируют информацию непосредственно на сетчатку с помощью маломощного лазера ( виртуальный дисплей сетчатки ). Также проходят испытания ^{[ 38 ]}^{[ 39 ]}

Некоторые проекционные дисплеи могут выполнять языковой перевод в режиме реального времени. ^{[ 40 ]}

См. также

Указатель авиационных статей
Акронимы и сокращения в авионике
Дополненная реальность
Преимущества «Глаза на дороге»
АйТап
HUD (видеоигры)
Оптический головной дисплей
Призрак Пеппера — сценическая версия аналогичного эффекта отражения.
Смарт-очки
Виртуальный сетчаточный дисплей
Позиционное отслеживание VR
Носимый компьютер

Ссылки

^ Оксфордский словарь английского языка, Ангус Стивенсон, Oxford University Press – 2010, стр. 809 ( проекционный дисплей (Северная Америка также проекционный дисплей) )
^ «Дополненная реальность привносит VR в реальный мир множеством интересных способов» . Цифровые тенденции . 06.06.2019 . Проверено 10 октября 2022 г.
^ Фред Х. Превич; Уильям Р. Эрколин (2004). Пространственная дезориентация в авиации . АИАА. п. 452. ИСБН 978-1-60086-451-3 .
^ Д.Н. Джарретт (2005). Инженерная кабина . Ашгейт Паб. п. 189. ИСБН 0-7546-1751-3 . Проверено 14 июля 2012 г.
^ Ян Уайт, «История радара воздушного перехвата и британского ночного истребителя» , Pen & Sword, 2007, стр. 207
^ «Экран телевизора на лобовом стекле для облегчения полета вслепую». «Популярная механика» , март 1955 г., с. 101.
^ Джон Ким, Разрыв виртуального , Колледж Digital Commons Macalester, 2016, стр. 54
^ Архивы Рочестерской авионики
^ Jump up to: ^а ^б ^с Спитцер, Кэри Р., изд. «Справочник по цифровой авионике». Проекционные дисплеи. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, 2001 г.
^ Норрис, Г.; Томас, Г.; Вагнер, М. и Форбс Смит, К. (2005). Boeing 787 Dreamliner — новое определение полета . Международные аэрокосмические технические публикации. ISBN 0-9752341-2-9 .
^ «Airbus A318 одобрен для использования с проекционным дисплеем» . Airbus.com. 03.12.2007. Архивировано из оригинала 7 декабря 2007 года . Проверено 2 октября 2009 г.
^ Кэри Р. Спитцер (2000). Справочник по цифровой авионике . ЦРК Пресс. п. 4. ISBN 978-1-4200-3687-9 .
^ «14 CFR, часть 91» . Airweb.faa.gov . Проверено 2 октября 2009 г.
^ Вернон К. Меррик, Гленн Г. Фаррис и Андрейс А. Ванагс. «Проекционный дисплей для применения при заходе на посадку и посадке самолетов V/STOL». Исследовательский центр Эймса НАСА, 1990 год.
^ Заказ: 8700.1 Приложение: 3 Тип бюллетеня: Справочник по летным стандартам. Бюллетень для авиации общего назначения (HBGA). Номер бюллетеня: HBGA 99-16 Название бюллетеня: Разрешение категории III для эксплуатантов частей 91 и 125 с системами лобового наведения (HGS); Дата вступления в силу LOA и операций: 31.08.99. Архивировано 1 октября 2006 г. в Wayback Machine.
^ Falcon 2000 становится первым бизнес-джетом, сертифицированным JAA и FAA категории III A; Новости Aviation Weeks онлайн, 7 сентября 1998 г.
^ «Руководство по проектированию системы HUD содержится в проекте консультативного циркуляра AC 25.1329-1X «Утверждение систем управления полетом» от 12.10.2004» . Airweb.faa.gov . Проверено 2 октября 2009 г.
^ Готеман, О.; Смит, К.; Деккер, С. (2007). «ИЛС с вектором скорости (траектории полета) уменьшает боковую ошибку при посадке в условиях ограниченной видимости». Международный журнал авиационной психологии . 17 (1): 91–108. дои : 10.1080/10508410709336939 . S2CID 219641008 .
^ Мэтт Тербер (24 августа 2018 г.). «HUD для остальных из нас» . АЙН онлайн .
^ Мэтт Тербер (26 декабря 2018 г.). «Этот HUD для вас» . АЙН онлайн .
^ Jump up to: ^а ^б Министерство транспорта США/ФАУ – Окончательное правило: усовершенствованные системы полетного обзора www.regulations.gov
^ 14 CFR, часть 91.175, изменение 281 «Взлет и посадка по ППП»
^ «Слайд 1» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2008 г. Проверено 2 октября 2009 г.
^ Для получения дополнительной информации см. «Оценка альтернативных концепций полетных дисплеев с синтетическим зрением со вставками изображений датчиков, проникающих в погоду, во время имитации заходов на посадку», NASA/TP-2003-212643. Архивировано 1 ноября 2004 г. на Wayback Machine.
^ «Больше никаких полетов вслепую, НАСА» . НАСА.gov. 30 ноября 2007 г. Проверено 2 октября 2009 г.
^ «Презентация PowerPoint» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2008 г. Проверено 2 октября 2009 г.
^ ЦАХАЛ проведет испытания IronVision компании Elbit в ОБТ Меркава Питер Фелстед, Тель-Авив - еженедельник IHS Jane's Defense Weekly, 27 марта 2017 г.
^ Лян, Юнши; Чжэн, Пай; Ся, Лицяо (январь 2023 г.). «Подход, основанный на визуальном рассуждении, для улучшения впечатлений от вождения с помощью проекционных дисплеев с поддержкой дополненной реальности» . Высшая инженерная информатика . 55 : 101888. doi : 10.1016/j.aei.2023.101888 . ISSN 1474-0346 .
↑ Алебастр, Джей (28 июня 2013 г.). «Pioneer запускает автомобильную навигацию с дополненной реальностью и проекционными дисплеями». Компьютерный мир .
↑ Уланов, Лэнс (11 января 2012 г.). «Проекционный дисплей Pioneer AR повышает реальность вождения» . Машаемый .
^ Фриман, Чемпион (2014). «Мадхейвен — сканирующие лазерные пикопроекторы: видение общей картины (с помощью небольшого устройства)».
^ «Майк, Вернер. «Тест-вождение HUD мотоцикла SportVue». Мотоциклы на быстрой полосе. 8 ноября 2005 г. По состоянию на 14 февраля 2007 г.» . Новости.motorbiker.org. Архивировано из оригинала 30 марта 2010 года . Проверено 2 октября 2009 г.
^ «Автомобильный HUD от WayRay убедил меня, что HUD могут быть лучше» . ТехКранч . Проверено 3 октября 2018 г.
^ «Набор инструментов AR Smart Driving Tool для замены GPS? - L'Atelier BNP Paribas» . Ателье BNP Paribas . Проверено 03 октября 2018 г.
^ «Проекционные дисплеи дополненной реальности для автомобилей наконец-то стали реальностью» . 10 июля 2020 г.
^ Прабхакар, Гаудхам; Рамакришнан, Апарна; Мадан, Модикша; Мурти, LRD; Шарма, Винай Кришна; Дешмук, Сачин; Бисвас, Прадипта (2020). «Интерактивный интерфейс взгляда и управления пальцами для автомобилей». Журнал о мультимодальных пользовательских интерфейсах . 14 : 101–121. дои : 10.1007/s12193-019-00316-9 . ISSN 1783-8738 . S2CID 208261516 .
^ Портной, Джули. «Портье, Джули. «Умные очки, удобные для глаз». CNN.Com. 27 июня 2005 г. CNN. По состоянию на 22 февраля 2007 г.» . Edition.cnn.com . Проверено 2 октября 2009 г.
^ Панайотис Фиамболис. « Технология виртуального дисплея сетчатки (VRD). Технология виртуального дисплея сетчатки. Военно-морская аспирантура. 13 февраля 2007 г.» . Cs.nps.navy.mil. Архивировано из оригинала 13 апреля 2008 года . Проверено 2 октября 2009 г.
^ Лейк, Мэтт (26 апреля 2001 г.). «Лейк, Мэтт (26 апреля 2001 г.). «Как это работает: сетчаточные дисплеи добавляют второй уровень данных » . Нью-Йорк Таймс . Проверено 2 октября 2009 г.
↑ Боргино, Дарио (29 июля 2012 г.). Очки дополненной реальности выполняют языковой перевод в режиме реального времени . гизмаг .

Внешние ссылки

[1] Оксфордский словарь английского языка, Ангус Стивенсон, Oxford University Press – 2010, стр. 809 ( проекционный дисплей (Северная Америка также проекционный дисплей) )

[2] «Дополненная реальность привносит VR в реальный мир множеством интересных способов» . Цифровые тенденции . 06.06.2019 . Проверено 10 октября 2022 г.

[3] Фред Х. Превич; Уильям Р. Эрколин (2004). Пространственная дезориентация в авиации . АИАА. п. 452. ИСБН 978-1-60086-451-3 .

[4] Д.Н. Джарретт (2005). Инженерная кабина . Ашгейт Паб. п. 189. ИСБН 0-7546-1751-3 . Проверено 14 июля 2012 г.

[5] Ян Уайт, «История радара воздушного перехвата и британского ночного истребителя» , Pen & Sword, 2007, стр. 207

[6] «Экран телевизора на лобовом стекле для облегчения полета вслепую». «Популярная механика» , март 1955 г., с. 101.

[7] Джон Ким, Разрыв виртуального , Колледж Digital Commons Macalester, 2016, стр. 54

[8] Архивы Рочестерской авионики

[autogenerated1-9] Jump up to: ^а ^б ^с Спитцер, Кэри Р., изд. «Справочник по цифровой авионике». Проекционные дисплеи. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, 2001 г.

[10] Норрис, Г.; Томас, Г.; Вагнер, М. и Форбс Смит, К. (2005). Boeing 787 Dreamliner — новое определение полета . Международные аэрокосмические технические публикации. ISBN 0-9752341-2-9 .

[11] «Airbus A318 одобрен для использования с проекционным дисплеем» . Airbus.com. 03.12.2007. Архивировано из оригинала 7 декабря 2007 года . Проверено 2 октября 2009 г.

[12] Кэри Р. Спитцер (2000). Справочник по цифровой авионике . ЦРК Пресс. п. 4. ISBN 978-1-4200-3687-9 .

[13] «14 CFR, часть 91» . Airweb.faa.gov . Проверено 2 октября 2009 г.

[14] Вернон К. Меррик, Гленн Г. Фаррис и Андрейс А. Ванагс. «Проекционный дисплей для применения при заходе на посадку и посадке самолетов V/STOL». Исследовательский центр Эймса НАСА, 1990 год.

[15] Заказ: 8700.1 Приложение: 3 Тип бюллетеня: Справочник по летным стандартам. Бюллетень для авиации общего назначения (HBGA). Номер бюллетеня: HBGA 99-16 Название бюллетеня: Разрешение категории III для эксплуатантов частей 91 и 125 с системами лобового наведения (HGS); Дата вступления в силу LOA и операций: 31.08.99. Архивировано 1 октября 2006 г. в Wayback Machine.

[16] Falcon 2000 становится первым бизнес-джетом, сертифицированным JAA и FAA категории III A; Новости Aviation Weeks онлайн, 7 сентября 1998 г.

[17] «Руководство по проектированию системы HUD содержится в проекте консультативного циркуляра AC 25.1329-1X «Утверждение систем управления полетом» от 12.10.2004» . Airweb.faa.gov . Проверено 2 октября 2009 г.

[18] Готеман, О.; Смит, К.; Деккер, С. (2007). «ИЛС с вектором скорости (траектории полета) уменьшает боковую ошибку при посадке в условиях ограниченной видимости». Международный журнал авиационной психологии . 17 (1): 91–108. дои : 10.1080/10508410709336939 . S2CID 219641008 .

[19] Мэтт Тербер (24 августа 2018 г.). «HUD для остальных из нас» . АЙН онлайн .

[20] Мэтт Тербер (26 декабря 2018 г.). «Этот HUD для вас» . АЙН онлайн .

[14449-45-21] Jump up to: ^а ^б Министерство транспорта США/ФАУ – Окончательное правило: усовершенствованные системы полетного обзора www.regulations.gov

[22] 14 CFR, часть 91.175, изменение 281 «Взлет и посадка по ППП»

[23] «Слайд 1» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2008 г. Проверено 2 октября 2009 г.

[24] Для получения дополнительной информации см. «Оценка альтернативных концепций полетных дисплеев с синтетическим зрением со вставками изображений датчиков, проникающих в погоду, во время имитации заходов на посадку», NASA/TP-2003-212643. Архивировано 1 ноября 2004 г. на Wayback Machine.

[25] «Больше никаких полетов вслепую, НАСА» . НАСА.gov. 30 ноября 2007 г. Проверено 2 октября 2009 г.

[26] «Презентация PowerPoint» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2008 г. Проверено 2 октября 2009 г.

[janes.com-27] ЦАХАЛ проведет испытания IronVision компании Elbit в ОБТ Меркава Питер Фелстед, Тель-Авив - еженедельник IHS Jane's Defense Weekly, 27 марта 2017 г.

[28] Лян, Юнши; Чжэн, Пай; Ся, Лицяо (январь 2023 г.). «Подход, основанный на визуальном рассуждении, для улучшения впечатлений от вождения с помощью проекционных дисплеев с поддержкой дополненной реальности» . Высшая инженерная информатика . 55 : 101888. doi : 10.1016/j.aei.2023.101888 . ISSN 1474-0346 .

[29] Алебастр, Джей (28 июня 2013 г.). «Pioneer запускает автомобильную навигацию с дополненной реальностью и проекционными дисплеями». Компьютерный мир .

[30] Уланов, Лэнс (11 января 2012 г.). «Проекционный дисплей Pioneer AR повышает реальность вождения» . Машаемый .

[31] Фриман, Чемпион (2014). «Мадхейвен — сканирующие лазерные пикопроекторы: видение общей картины (с помощью небольшого устройства)».

[32] «Майк, Вернер. «Тест-вождение HUD мотоцикла SportVue». Мотоциклы на быстрой полосе. 8 ноября 2005 г. По состоянию на 14 февраля 2007 г.» . Новости.motorbiker.org. Архивировано из оригинала 30 марта 2010 года . Проверено 2 октября 2009 г.

[33] «Автомобильный HUD от WayRay убедил меня, что HUD могут быть лучше» . ТехКранч . Проверено 3 октября 2018 г.

[34] «Набор инструментов AR Smart Driving Tool для замены GPS? - L'Atelier BNP Paribas» . Ателье BNP Paribas . Проверено 03 октября 2018 г.

[35] «Проекционные дисплеи дополненной реальности для автомобилей наконец-то стали реальностью» . 10 июля 2020 г.

[36] Прабхакар, Гаудхам; Рамакришнан, Апарна; Мадан, Модикша; Мурти, LRD; Шарма, Винай Кришна; Дешмук, Сачин; Бисвас, Прадипта (2020). «Интерактивный интерфейс взгляда и управления пальцами для автомобилей». Журнал о мультимодальных пользовательских интерфейсах . 14 : 101–121. дои : 10.1007/s12193-019-00316-9 . ISSN 1783-8738 . S2CID 208261516 .

[37] Портной, Джули. «Портье, Джули. «Умные очки, удобные для глаз». CNN.Com. 27 июня 2005 г. CNN. По состоянию на 22 февраля 2007 г.» . Edition.cnn.com . Проверено 2 октября 2009 г.

[38] Панайотис Фиамболис. « Технология виртуального дисплея сетчатки (VRD). Технология виртуального дисплея сетчатки. Военно-морская аспирантура. 13 февраля 2007 г.» . Cs.nps.navy.mil. Архивировано из оригинала 13 апреля 2008 года . Проверено 2 октября 2009 г.

[39] Лейк, Мэтт (26 апреля 2001 г.). «Лейк, Мэтт (26 апреля 2001 г.). «Как это работает: сетчаточные дисплеи добавляют второй уровень данных » . Нью-Йорк Таймс . Проверено 2 октября 2009 г.

[40] Боргино, Дарио (29 июля 2012 г.). Очки дополненной реальности выполняют языковой перевод в режиме реального времени . гизмаг .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

v т и Летные приборы
Pitot-static	Altimeter Airspeed indicator Machmeter Variometer
Gyroscopic	Attitude indicator Heading indicator Horizontal situation indicator Turn and slip indicator Turn coordinator Turn indicator
Navigational	Aircraft periscope Course deviation indicator Horizontal situation indicator Inertial navigation system Magnetic compass Satellite navigation SIGI
Related topics	Air data inertial reference unit ECAM EFIS Glass cockpit Head-up display Integrated standby instrument system Primary flight display V speeds Yaw string