헤드업 디스플레이

Head-up display
이 기사는 군사 및 차량 기술에 관한 것이다.게임에서의 사용에 대해서는, HUD(비디오 게임)를 참조해 주세요.
F/A-18 호넷의 HUD

헤드업 디스플레이 또는 헤드업 [1]디스플레이는 HUD(/hdd/)라고도 하며 사용자가 일반적인 시점으로 시선을 돌리지 않고 데이터를 표시하는 투명 디스플레이이다.이 이름의 유래는 조종사가 낮은 기구를 내려다보는 대신 머리를 위로 하고 앞을 바라보며 정보를 볼 수 있기 때문이다.HUD는 또한 조종사의 눈이 광학적으로 가까운 계기들을 본 후 바깥을 보기 위해 초점을 다시 맞출 필요가 없다는 장점이 있다.

처음에는 군용 항공용으로 개발되었지만, HUD는 이제 상용 항공기, 자동차 및 기타 (대부분 전문) 애플리케이션에 사용됩니다.

개요

PZL TS-11 이스크라 제트 트레이너 항공기에 장착된 HUD로, 유리판 결합기와 그 바로 아래에 볼록한 콜리메이션 렌즈가 있다.

일반적인 HUD에는 프로젝터 유닛, 결합기 및 비디오 생성 컴퓨터의 [2]세 가지 주요 구성요소가 있습니다.

일반적인 HUD의 투영 장치는 광학 콜리메이터 설정입니다.음극선 튜브가 있는 볼록 렌즈 또는 오목 거울, 발광 다이오드 디스플레이 또는 초점이 액정 디스플레이입니다.이 설정(1900년 반사경 시각의 발명 이후 계속되어 온 설계)은 빛이 시준되는 이미지를 생성한다. 즉, 초점은 무한대에 있는 것으로 인식된다.

컨비너는 일반적으로 뷰어 바로 앞에 위치한 각도가 있는 평평한 유리 조각(빔 스플리터)으로, 투사된 이미지를 시야와 투사된 무한대 이미지를 동시에 볼 수 있도록 프로젝터에서 리다이렉트합니다.콤비너에는 프로젝터 유닛에서 투사되는 단색의 빛을 반사하는 특수 코팅이 있을 수 있으며, 다른 모든 파장의 빛도 투과할 수 있습니다.일부 광학 레이아웃에서는 조합기가 프로젝터에서 이미지의 초점을 다시 맞추기 위해 곡면을 가질 수도 있습니다.

컴퓨터는 HUD(즉, 프로젝션 유닛)와 표시할 시스템/데이터 사이의 인터페이스를 제공하고 프로젝션 유닛에 의해 표시되는 이미지와 기호를 생성합니다.

종류들

고정식 HUD 외에도 헤드마운트 디스플레이(HMD)도 있다.여기에는 사용자의 머리 방향에 따라 움직이는 디스플레이 요소를 특징으로 하는 HUD 형태인 헬멧 장착 디스플레이(둘 다 HMD)가 포함된다.

많은 최신 전투기(F/A-18, F-16, 유로파이터 등)는 HUD와 HMD를 동시에 사용한다.F-35 라이트닝 II는 HMD에만 의존하여 HUD 없이 설계되었으며, 고정 HUD를 장착하지 않은 최초의 현대식 전투기가 되었다.

세대

HUD는 이미지를 생성하는 데 사용된 기술을 반영하여 4세대로 나뉩니다.

  • 제1세대—CRT를 사용하여 인광 스크린에 이미지를 생성합니다. 그러나 인광 스크린 코팅은 시간이 지남에 따라 저하된다는 단점이 있습니다.현재 운용되고 있는 HUD의 대부분은 이 타입입니다.
  • 제2세대: LED 등의 솔리드 스테이트 광원을 사용합니다.LED는 LCD 화면에 의해 변조되어 이미지를 표시합니다.이러한 시스템은 1세대 시스템의 고전압을 요구하거나 페이드되지 않습니다.이 시스템은 민간 항공기에 탑재되어 있습니다.
  • 제3세대—투영 시스템을 사용하는 대신 광도파로를 사용하여 결합기에서 직접 이미지를 생성합니다.
  • 제4세대—스캔 레이저를 사용하여 투명한 매체에 이미지 및 비디오 이미지를 표시할 수 있습니다.

액정표시장치(LCD), 실리콘 액정(LCoS), 디지털 마이크로미러(DMD), 유기발광다이오드(OLED) 등 새로운 마이크로디스플레이 이미징 기술이 도입되고 있다.

역사

기본 반사경 시야의 세로 단면(1937년 독일판 Revi C12/A).
C-130J의 Copilot의 HUD

HUD는 제2차 세계대전 이전의 군용 [3]전투기용 시차 없는 광학 조준 기술인 반사 조준기에서 발전했다.자이로포 조준기는 속도와 회전율에 따라 움직이는 레티클을 추가해 기동 중 목표물에 명중시키는 데 필요한 납량을 해결했다.

1940년대 초, 영국 레이더 개발을 담당하는 TRE는 영국 공군 야간 전투기 조종사들이 목표물에 접근하면서 레이더 운영자의 구두 지시에 반응하는데 어려움을 겪고 있다는 것을 발견했다.그들은 조종사를 위해 두 번째 레이더 디스플레이를 추가하는 실험을 했지만, 목표물을 찾기 위해 불이 켜진 화면에서 어두운 하늘을 올려다보는 데 어려움을 겪었다.1942년 10월, 그들은 레이더 튜브의 이미지와 표준 GGS Mk. II 자이로 건조명의 투영을 앞유리의 평평한 영역에 성공적으로 결합했고, 나중에는 건조명 [4]자체에 성공적으로 결합했다.핵심 업그레이드는 원래 AI Mk. IV 레이더에서 드 하빌랜드 모스키토 야간 전투기에서 발견된 극초단파 AI Mk. VIII 레이더로의 이동이었다.이 세트는 헤드업 비행을 더욱 용이하게 하는 인공 [citation needed]수평선을 만들었습니다.

1955년 미 해군 연구 개발 사무소는 조종사의 비행 부담을 덜어주고 비행 중 계기를 덜 복잡하게 만들기 위해 사이드스틱 컨트롤러와 함께 HUD 개념의 목업 부대와 함께 연구를 수행했다.그들의 연구는 그 시대의 어떤 항공기도 통합되지 않았지만, 그들이 만든 조잡한 HUD 모형은 오늘날의 HUD 장치의 [5]모든 특징을 가지고 있었다.

HUD 기술은 1958년 4월 30일 영국 해군에 의해 Buccaneer에서 발전되었다.이 항공기는 매우 낮은 고도에서 매우 빠른 속도로 비행하고 수 초 동안 지속되는 교전에서 폭탄을 투하하도록 설계되었다.따라서 조종사가 계기판에서 폭격조준경을 올려다볼 시간이 없었다.이것은 고도, 비행 속도, 그리고 총/폭탄 조준경을 하나의 조준경 같은 디스플레이로 결합하는 "스트라이크 조준경"의 컨셉으로 이어졌다.HUD는 급진적이고 심지어 무모한 옵션으로 묘사되며, 새로운 HUD 설계의 지지자들과 구식 전기 기계식 총기 조준기 지지자들 사이에 치열한 경쟁이 있었다.

영국 국방부의 공군 지부는 Strike Sight의 개발을 후원했다.Royal Aircraft Assignment(RAE; 왕립 항공기 설립)가 장비를 설계했으며 "헤드업 디스플레이"라는 용어의 가장 이른 사용은 이 [6]시점까지 추적할 수 있다.생산 유닛은 Rank Cintel에 의해 구축되었으며, 시스템은 1958년에 처음 통합되었습니다.Cintel HUD 사업은 Elliott Flight Automation에 의해 인수되었고 Buccaner HUD는 제조 및 추가 개발되었으며, 총 375개의 시스템이 만들어진 Mark III 버전까지 이어졌습니다. 영국 해군은 이 HUD는 '핏 앤 포겟' 타이틀을 부여했으며, 거의 25년이 지난 후에도 여전히 서비스되고 있습니다.BAE Systems는 GEC-Marconi Avionics를 통해 Elliotts의 뒤를 이어 세계 최초의 헤드업 디스플레이 [7]운영 서비스를 제공합니다.폭격 모드를 미사일 공격 모드로 대체한 유사한 버전은 1959년부터 영국 전기 라이트닝에 장착된 에어패스 HUD의 일부였다.

영국에서는 곧 새로운 조준경으로 비행하는 조종사들이 그들의 [citation needed]항공기를 조종하는 데 능숙해지고 있다는 것이 알려졌습니다.이 시점에서 HUD는 무기를 넘어 일반 조종에까지 그 목적을 확장했다.1960년대에 프랑스 시험 조종사 길버트 클롭프스타인은 최초의 현대식 HUD와 표준화된 HUD 기호 시스템을 개발하여 조종사들이 한 가지 시스템만 배우면 되고 항공기 간에 더 쉽게 전환할 수 있도록 하였다.착륙에 대한 계기 비행 규칙 접근법에 사용되는 최신 HUD는 [8]1975년에 개발되었다.Klopfstein은 군용 전투기와 헬리콥터의 HUD 기술을 선도하여 조종사의 시야에 중요한 비행 데이터를 집중시키는 것을 목표로 했다.이 접근방식은 파일럿의 스캔 효율을 높이고 "태스크 포화" 및 정보 과부하를 줄이는 것을 목표로 했습니다.

그 후 HUD의 사용은 군용기 이상으로 확대되었다.1970년대에 HUD가 상업 항공에 도입되었고 1988년에는 Oldsmobile Cutlass Supreme이 헤드업 디스플레이를 갖춘 최초의 생산 자동차가 되었다.

몇 년 전까지만 해도 엠브라어 190, 사브 2000, 보잉 727, 보잉 737 클래식(737-300/400/500)과 차세대 항공기(737-600/700/800/900 시리즈)는 HUD를 이용할 수 있는 유일한 상용 여객기였다. 그러나 이 기술은 캔에어버스와 같은 항공기에서 더욱 보편화되고 있다.는 디스플레이를 특징으로 합니다.HUD는 보잉 787의 [9]표준 장비가 되었다.또한 Airbus A320, A330, A340 및 A380 제품군은 현재 [10]HUD 인증 절차를 진행 중입니다.HUD는 또한 우주왕복선 궤도선에 추가되었다.

설계 요인

HUD 설계에는 다음과 같은 몇 가지 요소가 상호작용합니다.

  • 시야 – 또한 "FOV"는 조종사의 시야에서 수직 및 수평으로 기울어진 각도를 나타냅니다.이 각도에서는 결합자가 외부 뷰에 대해 심볼을 표시합니다.좁은 FOV는 결합기를 통한 (예를 들어) 활주로 시야에 활주로 환경 경계 이상의 추가 정보가 거의 포함되지 않을 수 있음을 의미하며, 넓은 FOV는 '더 넓은' 시야를 허용합니다.항공 애플리케이션의 경우, 횡풍을 타고 활주로에 접근하는 항공기가 활주로 문턱에서 멀리 떨어져 있더라도 결합기를 통해 활주로를 볼 수 있다는 것이 주요 장점이다. 반면 좁은 FOV를 사용할 경우 활주로는 결합기의 '가장자리를 벗어나 HUD의 시야를 벗어나게 된다.인간의 눈은 분리되어 있기 때문에, 각각의 눈은 다른 이미지를 받습니다.HUD 이미지는 설계 프로세스의 기술 및 예산 제한에 따라 한쪽 또는 양쪽 눈으로 볼 수 있습니다.현대의 기대는 두 눈이 동일한 이미지, 즉 "이중 시야(FOV)"를 보는 것입니다.
  • 콜리메이션 – 투사된 영상이 콜리메이션되어 광선이 평행하게 됩니다.광선이 평행하기 때문에 인간의 눈은 선명한 이미지를 얻기 위해 무한대에 초점을 맞춘다.HUD 결합기의 시준된 영상은 광학 무한대 또는 그 근처에 존재하는 것으로 인식됩니다.즉, 조종사의 눈은 외부 세계와 HUD 디스플레이를 보기 위해 초점을 다시 맞출 필요가 없습니다. 즉, 이미지가 "외부"에 있어 외부 세계를 덮고 있는 것처럼 보입니다.이 기능은 효과적인 HUD에 매우 중요하다.HUD에 표시된 기호 정보와 해당 정보가 중첩된 외부 세계 간에 다시 초점을 맞출 필요가 없는 것은 시준된 HUD의 주요 장점 중 하나이다. 이는 조종사가 필요로 하는 몇 초간의 안전 및 시간 크리티컬 기동에 대해 HUD에 특별한 고려를 제공한다.r 조종석 내부와 외부로 재착륙하는 것은 매우 중요하다. 예를 들어 착륙의 최종 단계에서 말이다.따라서 콜리메이션은 고성능 HUD의 주요 구별 기능이며, 예를 들어 시준되지 않은 정보를 자동차 앞유리에 반사하는 소비자 품질 시스템(운전자들이 전방 도로에서 다시 초점을 맞추고 주의를 옮기게 함)과 차별화됩니다.
  • 아이박스 – 광학 콜리메이터는 평행광 실린더를 생성하므로 시청자의 눈이 해당 실린더(헤드 모션 박스 또는 아이박스라고 하는 3차원 영역) 안에 있을 때만 디스플레이를 볼 수 있습니다.현대의 HUD 아이박스는 일반적으로 가로 방향으로 약 5 x 세로 3 x 세로 6 인치(13x8x15 cm)입니다.이렇게 하면 뷰어가 머리를 자유롭게 움직일 수 있지만 너무 멀리 위/아래 또는 왼쪽/오른쪽으로 움직이면 디스플레이가 콜리메이터 가장자리에서 사라지고 너무 뒤로 움직이면 가장자리(비그넷) 주위로 잘립니다.조종사는 한쪽 눈이 아이박스 [11]안에 있는 한 디스플레이 전체를 볼 수 있습니다.
  • 휘도/콘트라스트 – 디스플레이는 주변 조명에 따라 휘도와 대비가 조정되며, 주변 조명은 매우 다양합니다(예를 들어 밝은 구름의 눈부심부터 달이 없는 야간 접근, 최소 밝기 필드까지).
  • 보어사이트 – 항공기 HUD 구성요소는 항공기의 3개 축(보어시팅이라고 하는 프로세스)에 매우 정확하게 정렬되어 표시 데이터가 일반적으로 ±7.0 밀리라디안(±24분)의 정확도로 실제와 일치하며 HUD의 FOV에 따라 달라질 수 있다.이 경우, "적합"이라는 단어는 "물체가 결합기에 투영되어 실제 물체가 보일 때, 그것들이 정렬될 것"을 의미합니다.이를 통해 디스플레이는 조종사에게 인공 지평선이 정확히 어디에 있는지, 그리고 항공기의 투영 경로를 매우 정확하게 보여줄 수 있다.예를 들어 Enhanced Vision을 사용하면 실제 조명이 보일 때 활주로 표시등이 실제 활주로 표시등과 정렬됩니다.보어시팅은 항공기 제작 과정 중에 수행되며 많은 [8]항공기에서 현장에서 수행될 수도 있습니다.
  • 스케일링 – 표시되는 이미지(비행 경로, 피치 및 요 스케일링 등)는 파일럿에게 정확한 1:1 관계로 외부 세계를 오버레이하는 이미지를 제공하도록 스케일링됩니다.예를 들어, 조종석에서 볼 때 수평선 3도 아래에 있는 물체(활주로 문턱 등)는 HUD 디스플레이의 -3도 지수에 나타나야 한다.
  • 호환성 – HUD 컴포넌트는 다른 항전장치, 디스플레이 등과 호환되도록 설계되었습니다.

항공기

항공기 항전 시스템에서 HUD는 일반적으로 이중 독립 중복 컴퓨터 시스템에서 작동한다.이들은 항공기에 탑재된 센서(피토 정전기, 자이로스코프, 내비게이션 등)로부터 직접 입력을 받고 비행 컴퓨터로부터 이전에 계산된 데이터를 수신하는 대신 자체 계산을 수행한다.다른 항공기(예: 보잉 787기)에서 저시정 이륙(LVTO) 및 저시정 접근법에 대한 HUD 유도 계산은 자동 조종을 구동하는 동일한 비행 유도 컴퓨터에서 나온다.컴퓨터는 항공기 시스템과 통합되어 ARINC 429, ARINC 629 및 MIL-STD-1553과 [8]같은 여러 다른 데이터 버스에 연결할 수 있습니다.

표시된 데이터

일반적인 항공기 HUD는 속도, 고도, 수평선, 방향, 방향 전환/제방 및 미끄러짐/활주 표시기를 표시합니다.이러한 계측기는 14 CFR Part [12]91에서 요구하는 최소값입니다.

일부 HUD에서는 다른 기호와 데이터도 사용할 수 있습니다.

  • 보어라이트 또는 워터라인 기호는 디스플레이에 고정되며 항공기의 노즈가 실제로 가리키는 위치를 표시합니다.
  • 비행 경로 벡터(FPV) 또는 속도 벡터 기호 - 항공기가 단순히 보어라이트처럼 가리키는 위치가 아니라 실제로 어디로 가고 있는지를 보여줍니다.예를 들어, 항공기가 위로 기울어져 있지만 높은 공격 각도의 비행이나 하강 공기를 통해 비행할 때 발생할 수 있는 강하 시, 보어라이트 기호가 수평선 위에 있더라도 FPV 기호는 수평선 아래에 있게 된다.접근 및 착륙 중에 조종사는 활주로에서 FPV 기호를 원하는 하강 각도와 착륙 지점에 유지함으로써 접근 비행을 할 수 있습니다.
  • 가속 표시기 또는 에너지 신호—일반적으로 FPV 기호의 왼쪽에는 항공기가 가속하는 경우 FPV 기호의 위쪽에 있고 감속하는 경우 FPV 기호 아래에 있습니다.
  • 공격 각도 표시기 - 공기 흐름에 대한 윙의 각도를 표시합니다. 종종 "α"로 표시됩니다.
  • 항법 데이터와 기호 - 접근 및 착륙을 위해 비행 유도 시스템은 계기 착륙 시스템 또는 광역 증강 시스템 같은 증강 위성 위치 확인 시스템과 같은 항법 보조 장치에 기초한 시각적 신호를 제공할 수 있다.일반적으로 이것은 비행 경로 벡터 기호 안에 들어가는 원입니다.조종사들은 안내 신호로 "비행"함으로써 올바른 비행 경로를 따라 비행할 수 있다.

HUD에 도입된 이후 FPV 및 가속 기호는 모두 헤드다운 디스플레이(HDD)에 표준으로 자리 잡고 있습니다.HDD의 FPV 기호의 실제 형태는 표준화되지 않았지만 일반적으로 두 개의 짧은 각도 선(180 ± 30도)과 하강 선의 끝에 "날개"가 있는 원과 같은 단순한 항공기 도면입니다.FPV를 수평으로 유지하면 조종사는 뱅크의 다양한 각도에서 수평 회전을 할 수 있습니다.

군용 항공기 고유의 응용 프로그램

FA-18 HUD, 모의 투견 중

위에서 설명한 일반 정보 외에도, 군사 애플리케이션에는 다음과 같은 무기 시스템과 센서 데이터가 포함됩니다.

  • 표적 지정(TD) 표시기 — 공중 또는 지상 표적(일반적으로 레이더 또는 관성 항법 시스템 데이터에서 파생됨) 위에 신호를 배치합니다.
  • Vc - 목표물의 근접 속도.
  • 범위 - 대상, 경유지 등으로
  • 무기 탐색기 또는 센서 조준선 - 탐색기 또는 센서가 가리키는 위치를 표시합니다.
  • 무기 상태 - 선택한 무기의 종류와 수, 사용 가능한 무기, 무장 등을 포함합니다.

VTOL/STOL 접근 및 착륙

1980년대에 군은 수직이착륙기(VTOL)와 단거리이착륙기(STOL)에서 HUD 사용을 시험했다.HUD 형식은 V/STOL 항공기 조종사에게 범주 III C 터미널 지역 비행 운영에 대한 완전한 비행 안내 및 제어 정보를 제공하기 위해 NASA Ames Research Center에서 개발되었다.여기에는 육상 활주로에서의 STOL 비행부터 항공모함에서의 VTOL 운영까지 다양한 비행 운영이 포함된다.이 표시 포맷의 주요 특징은 비행 경로와 추적 안내 정보를 좁은 시야에 통합하여 조종사가 한 눈에 쉽게 이해할 수 있도록 하는 것과 수직 및 수평 상황 정보의 중첩이다.이 디스플레이는 기존 운송 [13]항공기를 위해 개발된 성공적인 디자인의 파생물이다.

민간 항공기 고유의 응용 프로그램

나사의 걸프스트림 GV의 조종석에는 합성 비전 시스템이 표시됩니다.HUD 결합기는 조종사 앞에 있습니다(위쪽에 프로젝터가 장착되어 있습니다).이 결합기는 곡면을 사용하여 이미지에 초점을 맞춥니다.

헤드업 디스플레이를 사용하면 상용 항공기의 운용에 상당한 유연성을 확보할 수 있다.범주 III A의 완전한 수동 착륙 및 [14][15][16]이륙뿐만 아니라 가시성 감소가 가능한 시스템이 승인되었다.처음에는 비싸고 물리적으로 큰 이 시스템은 이러한 시스템을 지원할 수 있는 대형 항공기에만 설치되었다.불행히도 이것들은 표준이 오토랜드를 지원하는 것과 같은 항공기(옵션으로 HUD를 가진 특정 터보 점프 유형을 제외하고)여서 Cat III 착륙에 헤드업 디스플레이가 불필요하게 되어 상업 항공기에 HUD의 채택이 지연되었다.동시에 연구에 따르면 착륙 중 HUD를 사용하면 중심선을 따라 터치다운 지점이 [17]변경되지 않더라도 모든 착륙 조건에서 중심선으로부터의 횡편차가 감소한다.

일반 항공의 경우 MyGoFlight과 2만 5천달러의 SkyDisplay HUD사이에 설치 없이 시러스 SR22s은 단일 piston-engine고 그리고 세스나 이 또는 가까운 Alps산맥 내의 산괴 PC-12s은 싱글 엔지 turboprops들을 위해:비록, 정확히 바깥 지형에 맞지 않non-conformal은 코스닥 상장 업체인 STC전통적인 HUD비용의 5내지 10%를 받기를 기대한다.[18]태블릿 컴퓨터의 비행 데이터는 1,800달러짜리 Epic Optix Eagle 1 [19]HUD에 투영할 수 있습니다.

향상된 비행 비전 시스템

헤드업 디스플레이로 열화상 표시
주요 기사:향상된 비행 비전 시스템

미국 연방항공청(FAA)의 '향상 비행 비전 시스템'[20]이라는 라벨이 붙은 보다 진보된 시스템에서는 실제 시각적 이미지를 결합기에 중첩할 수 있다.일반적으로 적외선 카메라(단일 또는 멀티밴드)는 조종사에게 적합한 이미지를 표시하기 위해 항공기 노즈에 설치됩니다.왜냐하면"FAA조차[그것]시스템 정의와 운용 개념 91.175(나는에서 발견되는 작업대와 혼동할 수 있고 믿는다(m)"[20]한 익스체인지 가상 서버 설치에서는 카메라가 실제로 수직 안정판의 꼭대기에 practi하기보다는 "보다 설치된 FAA를 사용하는 일로 결정했다 'EVS의 강화된 비전 시스템'라고 한 산업을 받아들였다 있다.칼조종사의 눈 위치에 맞춰라."그러나 HUD와 함께 사용할 경우, 조종사가 결합기를 통해 볼 때 이미지가 실제 세계를 "덮을" 것으로 예상되기 때문에 카메라는 조종사의 시점에 가능한 한 가깝게 장착되어야 합니다.

"등록" 즉, EVS 이미지를 실제 이미지와 정확하게 오버레이하는 기능은 HUD 기반 EVS의 승인에 앞서 당국이 면밀히 검토하는 한 가지 기능입니다.이는 HUD가 현실 세계에 맞는 중요성 때문입니다.

EVS 디스플레이가 크게 도움이 될 수 있지만 FAA는 EVS를 탑재한 항공기가 범주 II 최소치에 대한 범주 I 접근법을 수행할 수 있도록 운영 규정을[21] 완화할 뿐이다.다른 모든 경우에 비행 승무원은 모든 "원조 없는" 시각적 제약을 준수해야 한다. (예를 들어, 안개 때문에 활주로 가시성이 제한되는 경우, EVS가 선명한 시각적 이미지를 제공할 수 있더라도 지상 100피트 이하의 EVS만을 사용하여 항공기를 조종하는 것은 적절하지 않다(또는 합법적이지 않다.)

합성 비전 시스템

합성 비전 시스템 디스플레이
주요 기사: 합성 비전 시스템

HUD 시스템은 또한 SVS(합성 비전 시스템) 그래픽 이미지를 표시하도록 설계되어 있으며, 이 그래픽 이미지는 고정밀 내비게이션, 자세, 고도 및 지형 데이터베이스를 사용하여 사실적이고 직관적인 외부 [22][23][24]세계관을 구현합니다.

오른쪽의 첫 번째 SVS 헤드다운 이미지에서는 왼쪽의 에어 스피드 테이프, 오른쪽의 고도 테이프, 위쪽의 중앙의 턴/뱅크/슬립/스키드 디스플레이가 바로 보이는 인디케이터입니다.보어라이트 기호(-v-)는 중앙에 있고 바로 아래에 비행 경로 벡터(FPV) 기호(짧은 날개가 있고 수직 안정기가 있는 원)가 있습니다.수평선은 중앙에 끊어진 채 디스플레이를 가로질러 달리고 있으며, 바로 왼쪽에는 ±10도의 수치와 ±5도의 짧은 선(+5도의 선이 더 보기 쉬움)이 표시되며, 수평선과 함께 항공기의 피치를 나타냅니다.헤드다운 프라이머리 플라이트 디스플레이에 표시되는 SVS의 색상과 달리 HUD에 표시되는 SVS는 단색, 즉 일반적으로 녹색의 음영입니다.

이미지는 날개 수준 항공기를 나타낸다(즉, 비행 경로 벡터 기호는 수평선에 대해 평평하며 턴/뱅크 표시등에 0 롤이 있다).속도는 140노트, 고도는 9,450피트, 방향은 343도(회전/뱅크 표시기 아래 수치)입니다.이미지를 자세히 검사하면 비행 경로 벡터에서 오른쪽 아래쪽으로 약간 변위된 작은 보라색 원이 표시됩니다.이것은 비행 안내 시스템에서 나오는 안내 신호입니다.접근에서 안정화되면 이 보라색 기호는 FPV 내에서 중앙에 위치해야 합니다.

지형은 전적으로 고해상도 지형 데이터베이스에서 생성된 컴퓨터입니다.

일부 시스템에서는 SVS가 항공기의 현재 비행 경로 또는 가능한 비행 경로(항공기 성능 모델, 항공기의 현재 에너지 및 주변 지형에 기반)를 계산한 다음 비행 승무원에게 경고하기 위해 장애물을 빨간색으로 바꿉니다.이러한 시스템은 1995년 [citation needed]12월 아메리칸 항공 965편 추락을 막는데 도움이 되었을 것이다.

디스플레이 왼쪽에는 SVS 고유의 기호가 있으며, 보라색으로 보이는 옆 사다리가 줄어들고 디스플레이 오른쪽에도 계속됩니다.이 두 선은 "하늘의 터널"을 정의합니다.이 기호는 항공기의 원하는 궤적을 3차원으로 정의합니다.예를 들어 조종사가 공항을 왼쪽으로 선택했다면 이 기호는 왼쪽 아래로 커브됩니다.조종사가 비행 경로 벡터를 궤적 기호와 나란히 유지하면, 비행기는 최적의 경로를 비행할 것이다.이 경로는 비행 관리 시스템의 데이터베이스에 저장된 정보를 기반으로 하며 해당 공항에 대한 FAA 승인 접근방식을 보여준다.

하늘의 터널은 또한 필요한 항법 성능(RNP)의 수직 또는 수평 간격 요건 감소와 같이 보다 정밀한 4차원 비행이 필요할 때 조종사에게 큰 도움을 줄 수 있다.이러한 조건에서 조종사는 항공기를 [25]올바르게 비행하기 위해 고도, 속도, 방향, 에너지 및 경도, 위도를 정신적으로 통합하지 않고 항공기가 어디에 있어야 하는지 그리고 어디로 가야 하는지를 그래픽으로 보여준다.

탱크

이스라엘 방위군은 2017년 중반 세계 최초로 헬멧을 쓴 탱크용 헤드업 디스플레이인 엘빗의 아이언비전을 시험 가동할 예정이다.F-35를 위한 헬멧 장착 디스플레이 시스템을 개발한 이스라엘 엘빗은 다수의 외장 카메라를 사용하여 탱크 주변의 360° 시야를 승무원들의 헬멧 장착 바이저에 투영할 계획이다.이를 통해 승무원들은 [26]밖을 보기 위해 해치를 열지 않고도 탱크 안에 머물 수 있다.

자동차

주요 기사:자동차 헤드업 디스플레이
BMW E60의 HUD
이 사진 위쪽에 있는 앞유리의 녹색 화살표는 2013년식 도요타 프리우스의 헤드업 디스플레이입니다.GPS 내비게이션 지침 화살표와 속도계 사이를 전환합니다.화살표가 애니메이션으로 표시되어 차량이 커브를 돌 때 앞으로 스크롤됩니다.이미지는 어떠한 유리 결합기 없이 투영됩니다.

이러한 디스플레이는 생산차에서 점점 더 많이 사용 가능하게 되고 있으며, 일반적으로 속도계, 회전 속도계 및 내비게이션 시스템 디스플레이를 제공합니다.야간 시력 정보도 특정 자동차에서 HUD를 통해 표시된다.항공기에서 볼 수 있는 대부분의 HUD와 달리 자동차 헤드업 디스플레이는 시차가 없다.편광 렌즈가 장착된 선글라스를 착용한 운전자가 이 디스플레이를 볼 수 없습니다.

윈드실드 위 또는 아래에 장착된 유리 결합기에 디스플레이를 투영하거나 윈드실드 자체를 결합기로 사용하는 애드온 HUD 시스템도 존재합니다.

2012년 Pioneer Corporation은 운전석 측 선바이저를 대체하고 증강현실(AR)[27][28]의 일종인 전방 조건 애니메이션을 시각적으로 오버레이하는 HUD 내비게이션 시스템을 도입했습니다.Pioneer Corporation이 개발한 AR-HUD는 가상망막디스플레이(VRD)라고도 하는 직접 투 아이 레이저 빔 스캔 방식을 사용한 애프터마켓 최초의 자동차 헤드업 디스플레이가 되었습니다.AR-HUD의 핵심 기술은 MicroVision, Inc.[29]에서 개발한 소형 레이저 빔 스캔 디스플레이를 포함합니다.

오토바이 헬멧 HUD도 [30]시판되고 있습니다.

Uniti 전기 시티카는 앞유리에 [31]직접 정보를 표시하기 위해 대시보드를 대형 HUD로 대체한다.운전자가 속도나 GPS [32]화면을 보기 위해 도로에서 눈을 뗄 필요가 없어 안전성을 높이는 것이 목적이다.

최근 몇 년 동안 기존의 HUD가 홀로그래픽 광학 소자(HOE)를 사용하는 웨이레이가 개발한 것과 같은 홀로그래픽 AR 기술로 대체될 것이라는 주장이 제기되어 왔다.HOE를 사용하면 넓은 시야를 확보하면서 장치의 크기를 줄이고 모든 자동차 모델에 [33][34]맞게 솔루션을 맞춤화할 수 있습니다.Mercedes Benz는 증강현실[35] 기반의 헤드업 디스플레이를 선보였고 Faurecia는 시선 및 손가락 제어 헤드업 [36]디스플레이에 투자했다.

개발적/실험적 용도

HUD는 다수의 다른 애플리케이션을 위해 제안되었거나 실험적으로 개발되고 있다.군에서 HUD는 레이저 거리 측정기의 출력이나 분대원 위치와 같은 전술 정보를 보병에게 덮어씌우는 데 사용될 수 있다.수영자의 고글이나 스쿠버 다이버 [37]마스크의 내부에 정보를 표시하는 시제품 HUD도 개발되었습니다.저전력 레이저(가상 망막 디스플레이)로 착용자의 망막에 직접 정보를 투사하는 HUD 시스템도 [38][39]실험 중입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크

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