Head-up-displayer

En head-up-display (HUD) placerar utvald körinformation nära förarens framåtriktade synfält och minskar behovet av att titta ned på instrumentpanelen. Värdet beror mindre på mängden innehåll än på optisk kvalitet, rätt inriktning och ett disciplinerat informationsurval.

Så fungerar en head-up-display

En vanlig HUD för bilar använder en bildkälla, speglar eller linser och antingen vindrutan eller en separat genomskinlig kombinationsskärm. Optiken skapar en virtuell bild som tycks ligga längre fram än den fysiska instrumentpanelen, vilket gör att föraren behöver fokusera om mindre än vid en blick ned på en närbelägen display.

Det användbara betraktningsområdet kallas ögonbox. Om förarens ögon hamnar utanför området kan delar av bilden försvinna. Sitthöjd, rattläge, förarens längd och HUD-höjdens justering påverkar därför om hela bilden syns.

Vindrute-HUD kräver optik och glas som är utformade för att begränsa förvrängning och dubbelbilder. HUD med kombinationsskärm projicerar på en liten genomskinlig panel ovanför instrumentbrädan, vilket kan förenkla den optiska vägen men skapar en synlig komponent i synfältet framåt.

Vanliga och förstärkt verklighets-HUD

En vanlig HUD håller symboler i ett stabilt displayområde. Vanligt innehåll är hastighet, hastighetsgräns, svänganvisningar, assistansstatus och högt prioriterade varningar.

En HUD med förstärkt verklighet riktar utvald grafik mot objekt i omgivningen. En navigationssymbol kan markera en sväng, eller en assistansgrafik kan identifiera ett körfält eller en upptäckt fara. Detta kräver att bilen kombinerar positions-, kart-, kamera- och sensordata med en kalibrerad projektionsmodell.

AR-inriktning är bara användbar när den är exakt och sker i rätt tid. Fördröjd eller felplacerad grafik kan skapa oklarhet om vilket körfält, vilken sväng eller vilket föremål den avser. Systemet bör degradera tydligt när tillförlitligheten i position eller perception är otillräcklig i stället för att presentera osäker placering som ett faktum.

Vad som hör hemma i synfältet framåt

Utrymmet i en HUD är begränsat. Det bör reserveras för information som hjälper den aktuella köruppgiften:

fordonets hastighet och en tydligt åtskild hastighetsgräns;
kortfattad navigering nära en beslutspunkt;
aktiv status för farthållare eller styrassistans;
en omedelbar varning med en otvetydig nödvändig åtgärd;
ett tillfälligt elbilstillstånd som ändrar körresponsen, exempelvis begränsad drivkraft eller regenerering.

Medielistor, detaljerade energidiagram, långa meddelanden och ständig dekorativ animation konkurrerar med vägscenen. HUD-skärmen bör inte bli ännu en infotainmentskärm.

NHTSA:s vägledning om mänskliga faktorer behandlar HUD-system som en del av hela gränssnittet mellan förare och fordon och diskuterar behovet av att hantera informationsplacering, prioritet, trängsel och visuella varningar. En äldre NHTSA-tolkning lyfter också vikten av att föraren kan styra HUD-ljusstyrkan eftersom bilden visas i synfältet framåt. NHTSA — Human Factors Design Guidance for Driver-Vehicle Interfaces NHTSA — Interpretation concerning head-up displays and brightness

Fördelar och begränsningar

En HUD kan förkorta ögonens rörelse mellan väg och information, men garanterar inte att förarens uppmärksamhet stannar på vägen. Att läsa, tolka och reagera kräver fortfarande uppmärksamhet. Dålig kontrast, trängsel, överdriven animation eller en bild som skymmer ett verkligt föremål kan minska nyttan.

Praktiska begränsningar är:

beskuren bild när ögonpositionen ligger utanför ögonboxen;
urtvättning i starkt ljus eller störande ljusstyrka på natten;
reflektioner, spökbilder, förvrängning eller en synlig kil i vindrutan;
delvis synlighet genom vissa polariserade solglasögon;
fokusproblem eller dubbelseende för vissa användare;
felaktig AR-registrering efter problem med kalibrering, vindruta eller sensorer.

ISO:s pågående arbete med HUD-specifikationer och provningsmetoder omfattar bildgeometri, optiska egenskaper, mätningar av virtuella bilder, betraktningsförhållanden och dynamisk bedömning. Projektet är under utveckling och bör därför inte läsas som ett färdigt universellt krav. ISO/AWI 21957 — Head-up display specifications and test procedures

Vad köpare bör kontrollera

Syns hela bilden efter att stol och ratt har justerats?
Kan bildhöjd och ljusstyrka ändras tillräckligt för dag- och nattbruk?
Förblir bilden läslig genom de solglasögon som normalt används vid körning?
Är innehållet lugnt, eller konkurrerar animationer med vägen?
Är information om hastighetsgräns och förarassistans tydligt åtskild från fordonshastighet och kommandon?
Förblir AR-navigeringen korrekt inriktad genom kurvor och korsningar?
Kan enskilda innehållskategorier stängas av?
Finns viktig information kvar på förardisplayen om HUD-skärmen är avstängd?

En bra HUD minskar blickar nedåt och förblir visuellt lugn. Den visar en liten mängd tillförlitlig information i det ögonblick då den kan hjälpa.