自動車用ヘッドアップディスプレイ

自動車用ヘッドアップディスプレイまたは自動車用ヘッドアップディスプレイ（オート HUDとも呼ばれる）は、ユーザーが通常の視点から目を離すことなく自動車内のデータを表示する透明なディスプレイです。この名前の由来は、パイロットが頭を「上」に置き、前方を向いた状態で情報を見ることができることに由来しており、下向きに傾けて下部の計器を見る必要はありません。現在、自動車の OEM HUD には 3 つの異なるアプローチがあります。1 つ目は、フロントガラスの裏側を処理して、そこに投影された画像がドライバーに反射するようにすることです。2 つ目は、フロントガラスとは別の小さなコンバイナーを使用することです。コンバイナーは格納できます。3 つ目は、フロントガラスの層の間に透明ディスプレイをラミネートすることです。^[1]

ポンティアックボンネビルの HUD に時速 47 マイル (76 km/h) の速度が表示されています

タイムライン

1988年: 日産は、1988年日産シルビアS13でJDM市場でHUDを提供した最初のメーカーでした。
1988 年:ゼネラルモーターズがヘッドアップディスプレイの使用を開始しました。最初の HUD ユニットは、オールズモビルカトラスシュプリームインディペースカーとそのレプリカに搭載されました。その後、オプションの HUD ユニットがカトラスシュプリームとポンティアックグランプリに提供され、より広く利用できるようになりました。
1989年 - 1994年: 日産は日産240SXにヘッドアップディスプレイを搭載した。^[2]
1991年：トヨタは日本市場向けに、トヨタクラウンマジェスタ用のHUDシステムを発売した。
1998年: 最初のハイコンテンツ再構成可能ディスプレイがシボレーコルベット (C5)に登場しました。(1999年モデル)
1999: ヘッドアップディスプレイによるナイトビジョンを備えたキャデラック DTS。(2000 年モデル)
2003年:キャデラックはキャデラック XLR用の HUD システムを導入しました。
2003年: BMWは、 2003 E60 5シリーズ向けの自動車用HUDシステムの大規模な開発に携わりました。
2012年：パイオニア株式会社は、ドライバーのバイザーの代わりにHUDを投影し、前方の状況をアニメーションで表示する拡張現実（AR）の一種であるナビゲーションシステムを導入した。^[3]^[4]

これらのディスプレイは量産車でますます利用しやすくなっており、通常はスピードメーター、タコメーター、ナビゲーションシステムディスプレイを備えています。

夜間視力情報は、ゼネラルモーターズ、ホンダ、トヨタ、レクサスの一部の車両でも HUD を介して表示されます。アウディ、BMW、シトロエン、日産、マツダ、起亜、メルセデス、ボルボなどの他のメーカーも現在、何らかの形の HUD システムを提供しています。

オートバイ用ヘルメットHUDも市販されている。^[5]

フロントガラスに取り付けられたガラスコンバイナーにディスプレイを投影するアドオン HUD システムも存在します。これらのシステムは、車載コンピューターで使用するために警察機関に販売されています。^{[引用が必要]}

道路上の目 - 利益

Eyes -on-the-Road-Benefit (ERB) は、ヘッドアップディスプレイアドバンテージとも呼ばれ、ヘッドアップディスプレイ(HUD) を使用して運転する際にドライバーに提供されるとされる利点を指す用語です。^[6]これは、ヘッドアップデバイスまたはヘッドアップデザインとも呼ばれ、ヘッドダウンデザイン(HDD) と呼ばれる従来のダッシュボードデザインと比較されます。Eyes-on-the-Road システムの利点は、状況認識が向上し、運転中に道路から目を離す必要がなくなるため、歩行者などの外部の危険に対する反応時間が長くなることです。^[7] ERB の範囲は、運転タスクが特に複雑ではない認知負荷の低い状況に限定されていることを示唆する証拠がいくつかあります。^[6]

病因

ERB の研究では、主に仮想現実運転シミュレーターを使用して、状況の変動性を排除しながら実際の運転シナリオを模倣します。HUD と HDD を調査するために、研究では両方のシステムを使用して、危険反応時間、状況認識、運転の質 (速度の一貫性など) を比較することがよくあります。さまざまな人口統計、特に年齢と経験レベルに対する ERB の範囲は特に興味深いものです。^{[引用が必要]}作業負荷と ERB の影響の相互作用も、研究で頻繁に調査されます。

外因性衝動性視線

衝動性視線とは、個人の意識的な行動なしに、目が外部刺激に無意識に引き付けられる知覚メカニズムである。^[8]不随意な視線は、個人の視野内の動きや明瞭な照明の変化によって最も引き付けられやすい。^[9]これらの外部刺激は、歩行者が道路に飛び出そうとしている動きなどの状況で有益であり、その結果、ドライバーは回避行動をとることができる。外因性の手がかりは、携帯電話の点滅によって道路から目をそらすなど、無関係で危険な場合もあり、目標行動から注意をそらす原因となる。重要な運転情報をドライバーの視線の地平線上に重ね合わせることで、HUDS は、速度や回転数などの重要な車両フィードバックを監視しているドライバーの視線を引き付けるために、他の車両の動きなどの重要な外因性の手がかりを可能にする。^[10]これにより、危険に対する反応時間が短縮され、状況認識が向上すると理論づけられている。フォルシアグループとインド科学研究所の共同プロジェクトでは、視線と指で操作する車用ヘッドアップディスプレイ^[11]を開発し、ドライバーの認知負荷と注意散漫を自動的に推定することもできるようになった^{[12] 。}

理想的な視野

理想的な視野とは、刺激が目によって最も正確かつ迅速に、そして効率的に処理される領域です。人間の場合、この視野は、個人の視線の垂直子午線から上下 20 度以内、水平子午線から左右 60 度以内であると考えられています。^[13]物体がこれらの境界を超えている場合、刺激を周辺から取り出すには目の動きが必要になります。HUD は、フィードバック機器を主視野に含めることで、地平線と関連するすべての刺激を主視野内にとどめ、運転者が情報を処理して認識できるようにします。^[14]

顕現

反応時間

反応時間、特に反応の遅れは、自動車事故の主な原因として広く挙げられています。^[15] ERB に関連する反応時間は、運転者が外部の危険または刺激に反応し、適切な反応、または前方の車両が停止したときにブレーキをかけるなどの回避操作を実行するのにかかる時間として定義されます。HUD によって提供されるフィードバックは、外部刺激と機器のフィードバックを統合することを目的として、車両のフロントガラスに投影されます。これにより、運転者が道路から目を離す必要がなくなります。HUD と HDD 設計の危険に対する反応時間の研究では、HUD の平均反応時間が速いことがわかりました。^[7]この傾向は、経験レベルと年齢の両方のカテゴリを含む人口統計全体で続いているようです。^[16]^[17]

速度維持と運転品質

速度維持とは、ドライバーが速度を維持し、交通法規や環境条件に合わせて速度を調整する程度です。実験条件下では、HUDを使用すると、HDDと比較してドライバーの速度維持が向上するようです。^[6]これは、スピードメーターが車両オペレーターの目の高さにあるため、車両の速度を継続的に監視できるためであると理論づけられています。HUDを使用すると、道路標示を守ったり、運転やナビゲーション能力がスムーズになったりするなど、一般的な運転品質も向上するようです。^[18]シームレスなインターフェイスを使用すると、道路への集中が速度やその他の情報を評価するために中断されることなく、道路のテクスチャ、道路の境界線、道路標識などの外部の手がかりに集中するドライバーの能力が向上します。

制限事項

作業負荷

ERB がドライバーに与える影響は普遍的ではありません。運転タスクの複雑さが増すにつれて、HUD を使用する利点は減少し、場合によっては統計的に有意ではなくなるという証拠があります。ERB は、たとえば、産業用車両などの認知的に要求の厳しい車両を運転している場合や、運転中にマルチタスクを要求されている場合に減少します。 ^[6]ある研究では、認知的に要求の厳しい状況に置かれると、人は道路だけに集中するのではなく、ギアチェンジや他の人との会話など他のタスクに集中することが示されています。その結果、ドライバーが HUD フィードバックを処理するには、HDD を使用しているときに発生するのとよく似た注意の転換が必要になります。^[6]

配置

HUDを車内に設置または投影できる場所には制限があり、それを超えるとERBが減って邪魔になることがあります。HUDは、計器のフィードバックがフロントガラスに直接表示されるのではなく、地平線に向かって投影されるように構成することができます。^[19]テスト状況では、車両の先端近くに表示される投影されたHUDにより、応答時間が最も速くなり、ドライバーの状況認識が最適になり、運転の質が向上すると言われています。^[19]ガラス内ラミネートHUDの場合、表示ガラス部分はフロントガラスに組み込まれ、電子機器は車体の内部に配置されて隠されます。情報はフロントガラスに直接表示されます。

参照

拡張現実 - コンピューターで生成された補足機能を備えた現実世界のビュー
Bピラー – 車の窓部分またはグリーンハウスの垂直またはほぼ垂直の支持部分
追い越し – 車両追い越し操作
スマートウォッチ – 時計の形をしたウェアラブルコンピュータ

参考文献

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外部リンク

仮想ワイドスクリーン
ジャガーがゴーストカーを現実に 2014年12月16日アーカイブ - Wayback Machine

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