HUD ، نسل جدید نمایشگرها

HUD مخفف کلمات Head-Up Display است و آنگونه که از نام آن بر می‌آید نمایشگری است که روی سر قرار می‌گیرد، سازندگان این وسیله معتقدند که ساخت آن انقلابی در صنایع خودروسازی و نظامی ایجاد خواهد کرد. امروزه به مدد دسترسی آسان به اطلاعات، واژگانی مانند انقلاب، تحول، تغییرات شگفت‌انگیز را زیاد می‌شنویم، زیرا انسان هوشمند امروزی علاوه بر حفظ بقا خود در جست‌وجوی راه‌هایی برای آسان‌تر زیستن است. تصور کنید در یک روز آفتابی با عینکی بر چشم در حال قدم زدن هستید یا در جاده‌ای پر رفت‌وآمد رانندگی می‌کنید، یقینا اگر این عینک بطور خودکار بجای شما فکر کند و تصمیمات درستی اتخاذ کند شما می‌توانید با فراغ خاطر در عوالم خود غرق شوید و از رانندگی و یا پیاده‌روی لذت ببرید.
شرکت Microvision یکی از پیشگامان در ساختن قطعات اتوماتیکی کامپیوتری است، در حال حاضر این شرکت در صدد ساخت وسایل جانبی برای اتومبیل‌های نسل جدید می‌باشد. به منظور تامین سلامت هر چه بیشتر رانندگان و عابرین پیاده، شرکت Microvision با همکاری شرکت Microsoft هم اکنون در حال طراحی و ساخت نمایشگرهای پیشرفته لیزری HUD است تا رانندگان علاوه بر احساس آرامش بیشتر در حین رانندگی از ایمنی بالایی نیز برخوردار باشند. بیل گیتس نیز معتقد است: «استقبال از فناوری، رمز موفقیت رهبران صنعت خودروسازی جهان خواهد بود.» این محصول به دو صورت طراحی شده است: عینک و کلاه. از ویژگی‌های HUD مجهز بودن به نمایشگر لیزری است و تصاویری معادل یک نمایشگر ?? اینچ تولید می‌کند. شرکت Microvision این محصول را بر اساس فناوری موجود در هلیکوپترهای آپاچی طراحی کرده و نیز سیستم عامل تعبیه شده در آن Java است.
HUD دارای ویژگی‌های منحصربفردی است، از جمله صفحه نمایشگر لیزری با وضوح تصویری بالا، قابلیت تشخیص صوت و پخش صدا یا گفتار در مواقع ضروری، سیستم تشخیص و تحلیل مسیر، مجهز بودن به پایگاه اطلاعاتی گسترده و توانایی کنترل خودکار خودرو و مواردی از این دست که شرکت‌های خودروسازی با افزودن این لوازم به محصولاتشان از رقبای خود سبقت خواهند گرفت. نمایشگر HUD تصاویری واقعی و واضحی را از محیط پیرامون فرد ارائه می دهد به عبارتی کاربر بدون گرداندن سر خود به اطراف قادر است اطراف خود را ببیند. در واقع با استفاده از این وسیله افراد دیدی در تمامی جهات خواهد داشت.
HUD دارای پایگاه اطلاعاتی جامعی از محیط پیرامون کاربر است و همچنین قادر به تحلیل و پردازش داده‌های موجود می‌باشد. نتایج حاصله به دو صورت ارائه می‌شود، نوشتاری که قابل خواندن روی صفحه نمایشگر است و شنیداری که کاربر از طریق هدفون قادر به شنیدن آن می‌باشد. آقای گیتس و همکارانش در جریان نشستی که به همین منظور برگزار ، تعدادی از نوآوری‌های خود را برای صنعت خودروسازی معرفی کردند. یکی از آنها شبیه HUD است و افراد در کارخانه‌های خودروسازی با گذاشتن آن بر روی سر قادرند داخل موتور را از زوایای گوناگون به صورت تصاویر دیجیتالی ببینند، بدون آنکه نیاز باشد از نزدیک آن را لمس کنند. شرکت Microvision اعلام کرده است که هم اکنون در حال انجام آزمایشات نهایی روی این محصول جدید است.
نمایش اطلاعات بگونه‌ای در مقابل دیدگان کاربر قرار می‌گیرد که برای چشم وی خسته‌کننده و آزار دهنده نباشد و همچنین با وجود محدویت فضایی، احساس ناراحتی در فرد ایجاد نشود. از طرفی بدلیل قرار گرفتن این وسیله روی سر به مانند کلاه یا قرار گرفتن آن روی صورت به مانند عینک می‌بایست اولا از لحاظ اندازه کوچک و مناسب باشد و از طرفی بسیار سبک تا احساس خستگی و ناراحتی در کاربر ایجاد نکند و فرد با کمال رضایت در مسیرهای طولانی از آن استفاده نماید. طبق تحقیقات بدست آمده مدت زمانی که لازم است تا سرعت حرکت خودرو توسط راننده چک شود حدود 1 ثانیه است ولی در 85 تا 90 درصد رانندگان، این زمان بیشتر است زیرا هنگامی که حواس راننده از جاده یا مسیر حرکت منحرف می‌شود و به صفحه جلوی خودرو و یا مناظر و اتفاقات کنار جاده معطوف می‌گردد، سرعت پاسخگویی راننده در هنگام خطر، کاهش چشمگیری می‌یابد.
با استفاده از HUD زمان پاسخگویی به شرایط و وقایع گوناگون به 4/1 ثانیه تقلیل پیدا می‌کند. شاید در یک نگاه گذرا این کاهش زمانی قابل توجه نباشد ولی در سرعت‌های 100Km/h به بالا این زمان باعث می‌شود تا خودرو 7 تا 28 متر زودتر متوقف شود. وجود علائم هشداردهنده به منظور جلب نظر راننده در سرعت پاسخگویی به حوادث بسیار حائز اهمیت است. با استفاده از HUD میزان قدرت فکری و شناسایی راننده در شرایط گوناگون بالا می‌برد زیرا این وسیله دسترسی به اطلاعات جامع و صحیح را میسر می‌سازد.
در خودروهای سنگین مانند Volvo در مواقع خطر که تصمیم‌گیری برای رانندگان بسیار دشوار است با استفاده از HUD علاوه بر علائم هشدار دهنده که به منظور آگاه نمودن راننده می‌باشد، جهت و اندازه انحراف از مسیر در کمترین زمان ممکن توسط سیستم اعلام می‌شود. HUD بگونه‌ای طراحی شده است که قادر به دریافت و تحلیل محیط اطراف باشد. تحلیل داده‌هایی مانند جهت‌یابی مسیر حرکت، دریافت اطلاعات از خوردوهایی که در جلو یا عقب، هم جهت یا خلاف جهت حرکت می‌کنند، نمایش علائم هشدار دهنده و همچنین اطلاعات مختصر و مفیدی در رابطه با سیستم داخلی خودرو که در هنگام بوجود آمدن نقصی در آن بسیار مهم است و دیگر مواردی که هر فرد با دانستن آنها رانندگی آسان و لذت‌بخش‌تری خواهد داشت.
در حال حاضر در خودروهایی مانند Nissan ، GM، Citroen ، BMW، اشکالی از HUD ارائه شده است و در آینده‌ای نزدیک این وسیله به صورت کلاه ایمنی و یا عینک در خوردوها و موتور سیکلت‌ها تعبیه خواهد شد. امروزه سیستم‌هایی وجود دارد که کاربر می‌تواند اطلاعات موردنیاز را روی شیشه جلوی اتومبیل ببیند که البته اطلاعات موردنظر از طریق کامپیوتر تعبیه شده در درون خودرو با استفاده از سیستم لیزری روی شیشه جلوی خوردو قابل دیدن می‌شود. از موارد کاربردی آن استفاده در خودروهای پلیس می‌باشد و نیز کاربردهای نظامی گسترده‌ای برای آن تعریف شده است. نمایشگر لیزری HUD بر اساس و مبنای سیستم‌های نمایشی Picop (Precision Intermediate-term Computer-controlled Oscillator Projector) ساخته شده است.
Picop به موتورهای نمایشگر فوق سبک یا فوق کوچک گفته می‌شود که تصاویری با کیفیت بسیار بالا در شب یا روز تولید می‌کند و اطلاعات به نمایش درآمده در آنها تماما رنگی و متحرک می‌باشد. با موتور نمایشی Picop کاربر می‌تواند انواع اطلاعات را در اندازه و شکل‌های متنوع و واقعی با رنگ‌های گوناگون ببیند. هدف اولیه برای ساخت این وسیله کاربرد آن در ارتش بوده است بگونه‌ای که سربازان و پرسنل نظامی با استفاده از آن در مواقع بحرانی قادر باشند تا به پایگاه اطلاعات جامعی که به سیستم اطلاعات داده‌های جنگی موسوم است، دسترسی یابند.
از طرفی با کاربرد این کامپیوترهای کوچک ایمنی و سلامت سربازان و پرسنل نظامی در شرایط گوناگون به ویژه در مواقع جنگ تا حد زیادی تامین می‌شود، زیرا سربازان قادر خواهند بود تا تمامی فضای اطراف خود را بطور کامل زیرنظر داشته باشند و از تمامی جوانب و شرایط محیطی آن آگاهی کامل یابند و از طرفی با اتصال به پایگاه اطلاعاتی سازمان و ارسال داده‌های دریافتی به سازمان مربوطه از نظرات کارشناسان در کوتاه‌ترین زمان ممکن اطلاع یابند.
یقینا تصمیمات اتخاذ شده نتیجه دسترسی به اطلاعاتی جامع و تحلیل‌های درست و استفاده بهینه از زمان می‌باشد و واضح است که محیا بودن تمامی این شرایط باعث انجام عملیاتی موفق می‌شود و نیز در کاهش تلفات انسانی و مالی بسیار موثر خواهد بود. HUD در دو نوع مختلف ارائه می‌شود نوعی از آن سیستم نمایشگر لیزری و نیز سیستم کامپیوتری در وسیله‌ای مانند کلاه یا عینک جمع شده است. به این ترتیب علاوه بر نمایش تصاویر، مراحل پردازش داده‌ها در یک واحد انجام می‌گیرد.
در نوع دیگر HUD ، نمایشگر لیزری و سیستم کامپیوتری از هم جدا خواهند بود. بگونه‌ای که واحد دریافت و پردازش داده‌ها از سیستم نمایشگر لیزری مجزاست. محاسبات، پردازش و تحلیل داده‌ها در واحد کامپیوتر انجام می‌گیرد و سپس به نمایشگر منتقل می‌شود. در بعضی از جنگنده‌های نظامی از قبیل FA-18، F-22، Eurofighter از هر دو سیستم استفاده شده است. روند طراحی و ساختHUD از سال 1960 آغاز شد و تا به امروزه تحولات و تغییرات فراوانی در جهت افزایش کارآیی و استاندارد نمودن آن صورت گرفته است.
HUD ابتدا به منظور کار گذاشتن در هواپیماهای جنگنده و نظامی ساخته شد که در جنگ‌های هوایی کاربرد فراوانی داشت. این وسیله اطلاعاتی از قبیل سرعت، جهت پرتاب بمب، آتش بار یا موشک را به خلبان ارائه می‌کرد. به جهت افزایش کارآیی خلبانان در استفاده از این وسیله و رضایت آنها، موارد کاربرد HUD در صنایع هوایی روز به روز گسترش یافت. تصاویر و اطلاعات روی نمایشگر HUD به آسانی قابل دسترس خلبانان می‌باشد. خواندن و دریافت اطلاعاتی از قبیل سرعت، موقعیت جغرافیایی، ارتفاع پرواز و .. . از طریق این نمایشگر به مراتب آسان‌تر از دریافت آن از طریق PFD - صفحه نمایشگر در جلوی کابین هواپیما- است. امروزه کاربرد HUD در هلیکوپترهای نظامی بویژه هلیکوپترهای آپاچی بسیار گسترش یافته است.
استفاده از HUD در هواپیماهای تجاری و مسافربری مانند 737Boeing ، AirBus A318، Canadair Rj، Embraer 190 به صورت اختیاری می‌باشد. سازندگان آن معتقدند که استفاده از این وسیله کارآیی و توان خلبان را افزایش می‌دهد، زیرا با در اختیار داشتن اطلاعات موردنیاز در کمترین زمان ممکن و نیز پردازش داده‌ها در هنگام تصمیم‌گیری و انتخاب بهترین گزینه با صرف کمترین انرژی و نیز دقت بسیار بالای آن در محاسبات گوناگون و ارائه نتایج قابل قبول یقینا از خطاهای اختمالی جلوگیری خواهد شد. از سال 1975 با شناخته شدن بیشتر آن علاوه بر کاربردهای هوایی به منظور کاربردهای زمینی درHUD تغییراتی حاصل شد. طبق تحقیق انجام گرفته تصادفات رانندگی بیشتر در مواقعی رخ می‌دهد که توجه رانند از جاده منحرف می‌شود و قدرت تصمیم‌گیری راننده در هنگام بروز خطر بشدت کاهش می‌یابد. ژ
معطوف شدن حواس راننده به کناره جاده و یا صفحه نمایشگر جلوی خودرو از مواردی است که برای رانندگان در تصادفات غیر منتظره بسیار خطرآفرین است. بر این اساس سازندگان خودرو در صدد ساخت وسایلی نوین هستند تا علاوه بر اینکه قدرت دید راننده‌گان افزایش یابد، قدرت پاسخگویی به شرایط و اتفاقات غیر منتظره نیز بالا رود. اطلاعاتی که از طریق این کلاه و نمایشگر آن ارائه می‌شود برای راننده‌گان مبسوط و جامع است، اطلاعاتی از قبیل سیستم داخلی اتومبیل، اطلاعات مکانی و جهت‌یابی، علائم هشداردهنده به منظور معطوف کردن حواس راننده و دیگر تمهیداتی که سلامت هر چه بیشتر رانندگان را تامین می‌کند.
طبق تحقیقات بدست آمده استفاده از چنین وسیله‌ای در دارندگان خودرو هم باعث اطمینان خاطر از ایمنی و همچنین باعث لذت بیشتر رانند‌گان از رانندگی با اینگونه وسایل نقلیه می‌شود. به طور حتم، بدون استفاده از این وسیله هم می‌توان تصور کرد که رانندگی با چنین ابزاری در آینده‌ای نزدیک با رانندگی امروزه بسیار متفاوت خواهد بود چرا که زندگی بشر به برکت فناوری و تکنولوژی هر روزه متحول می‌شود.