Společnost Continental jistě zná každý motorista jako producenta pneumatik. Málo se ale ví, že tento koncern věnuje nemalé peníze do výzkumů, jejichž výsledkem je zvýšení bezpečnosti dopravy. Tyto výzkumy nesou už své první ovoce a nedávno Continental představil i svůj systém nazývající se HUP – Head-Up Displays. Jde o produkt tzv. augmented reality neboli rozšířené reality, kdy jsou povely pro řidiče promítány přímo před něj na čelní sklo automobilu. Milan Loucký
Sami víte, jakých nedostatků při řízení se dopouštíte. Mobil v ruce, sledování navigace, hovor s kolegou na sousedním sedadle spolujezdce. Snížením pozornosti při řízení ale může dojít ke kolizní situaci, když například při rozhovoru otočíte hlavu a automobil začne mířit ven ze silnice nebo naopak přejede dělicí čáru a může dojít k čelnímu nárazu do protijedoucího vozidla. V tomto článku se budeme věnovat stavu bezpečnostních asistentů a představím vám novinku, kterou nedávno představil Continental ve svém předváděcím voze. Jde o Head-up displej s rozšířenou realitou (Augmented Reality Head-up Display – AR-HUD). Tato novinka by mohla odstartovat revoluci v interiérech automobilů. Nejen, že vůz řidiče upozorní na možná nebezpečí, ale také mu pomůže zcela novým způsobem s navigací v silničním provozu. Řidič díky virtuálním informacím vloženým do skutečného výhledu z vozu (tzv. rozšířením) intuitivně pochopí význam toho, co vidí před sebou. To posouvá roli AR-HUD technologie daleko za současné head-up displeje a předznamenává jeho důležitou úlohu v budoucnosti rozhraní člověk-stroj (HMI). Nezanedbatelnou výhodou tohoto řešení je, že řidič má všechny informace před sebou a jeho pozornost není odváděna od řízení. Začněme tím, s čím se už můžeme setkat. Asistent pro udržení vozu v jízdním pruhu Výrobci montují různá zařízení do svých vozidel, aby krizové situace nemohly nastat. Nedávno jsem měl možnost vyzkoušet systém vedení vozidla v jízdním pruhu, který je montován společností Škoda Auto do nových modelů Octavia a Superb. Tento systém využívá kameru, umístěnou na předku vozidla. Ta sleduje dělicí čáry mezi jízdními pruhy a krajnici. V případě, že vozidlo se náhle (aniž byste dali znamení o změně směru jízdy) začne přesunovat směrem do sousedního pruhu nebo mimo vozovku, řízení jakoby ztvrdne a pokud tento manévr (bez zapnutého znamení o změně směru jízdy) chcete dokončit, musíte překonat odpor, který vám volant začne klást. Pokud nereagujete po určitou dobu, znamená to, že neovládáte volant a systém vám automaticky na displeji oznámí, abyste převzali řízení vozidla, a upozorní vás zvukovým signálem. Systém funguje tak, že poměrně bezpečně – včetně lehkých zatáček – dokáže udržet vozidlo v jízdním pruhu. I když pustíte volant. Citlivá zpětná vazba rozpozná, že volant nedržíte. Systém ale – pokud volant pustíte – dokáže vést vozidlo poměrně bezpečně ve středu jízdního pruhu, jak jsem měl možnost vyzkoušet. Nespoléhejte na něj ale docela – doba autonomně řízených aut (samořiditelných aut) se sice už blíží, ale stále je ještě daleko. V Techniku jsme už loni psali o tom, jak daleko je v této věci například společnost Daimler-Benz, o zkouškách autonomně řízených vozidel, která v Nevadě zkouší společnost Google, už také jistě víte. Vraťme se ale do škodovky a do modelové situace, kdy jako neukázněný řidič stahujete volant na jednu či druhou stranu a snažíte se opustit jízdní pruh nebo pouštíte volant. To jsou vše atributy únavy, které vestavěná inteligence vyhodnotí a doporučí vám po několika takových „excesech“ zastavit a dát si kávu. Asistent pro udržení bezpečné vzdálenosti od vpředu jedoucího vozu Dlouhý název kapitoly jakoby chtěl upozornit na vážnost situace, do které se dostáváme každý den. Jezdím nyní s vozem Peugeot 1007 mé přítelkyně, tedy s malým vozem. A nejen tím, že je červený, působí jako červený prapor na býka v aréně, především pro řidiče silných vozů, kteří se snaží takové autíčko, ač se pohybuje v městě povolenou rychlostí 50 km/h, za každou cenu předjet. A pokud to nejde, nalepí se „za kufr“ auta tak nebezpečně, že při náhlém zabrzdění by autíčko, už tak dost krátké, mohlo být ještě kratší. Ale neomalenost, spočívající v nedostatečném odstupu mezi vozidly, je snad u nás národní specialitou. Přitom každého řidiče, který se uchází o úspěšné složení řidičské zkoušky, nebo řidiče, který chodí na pravidelná školení řidičů, informují o tom, že rozestup mezi vozidly by měl být minimálně dvě sekundy. To znamená, pokud vozidlo před vámi mine nějaký předmět, dejme tomu šipku na vozovce, vy byste ji měli přejet nejméně za dvě sekundy po něm. Realita je jiná. I na dálnici se vozy pohybují s odstupy několika desítek centimetrů, mnohdy ani ne metru, takže v případě zabrzdění vpředu jedoucího vozu, kdy se počítá reakční doba a technická prodleva brzd na zhruba 0,8 sekundy, můžete spolehlivě proletět kufrem před vámi jedoucího vozu. Na zapůjčeném voze Škoda Octavia budu demonstrovat to, co přináší asistent dodržování vzdálenosti. Ten radarem měří odstup, a pokud se přiblížíte k vozidlu blíže, než byste měli, na displeji před vámi se objeví symbol nedostatečného odstupu. Pokud budete v takovém rizikovém manévru pokračovat a neodpoutáte se od něj, systém využije první stupeň, kdy zvýší tlak v brzdovém systému, takže po sešlápnutí brzdového pedálu vám auto brzdí víc, než jste zvyklí. Další stupeň je pak už nezávislý na tom, co děláte, auto prostě začne brzdit samo – a není to nic příjemného, jak jsem mohl na dálnici zažít v Passatu, řízeném mým kamarádem, kterému se před „nosem“ myškou hodnou blázna na kvadrát objevil mladý dynamický imbecil v Audi A6 a přinutil Passat, kde byl tento systém aktivován, zastavit. V tu chvíli jsme oba dva viseli v bezpečnostních pásech. Mně se stala podobná situace při rychlosti 20 km/h, kdy „závodník“ ve Fordu Mondeo při započatém odbočovacím manévru najednou prudce zabrzdil a než jsem stačil přesunout nohu z plynu na brzdu, už jsem stál jako přikovaný. Head-up Displays To ale není všechno. A teď se vracíme k tématu článku – a tím je použití rozšířené reality v praxi, konkrétně v autě. Ještě konkrétněji se budeme věnovat tématice Head-up Displays, které se vrcholově věnuje už několik let společnost Continental. Celé je to tak daleko, že společnost vyrábí a dodává jednotlivým automobilkám moduly, určené k montáži do jejich automobilů. Než se dostaneme k technické realizaci, popišme si nejprve to, co od takového systému můžeme čekat. V každém případě nejde o systém pasivní, je navázán na řídicí elektroniku v autě a v případě neočekávané situace vás na ni dokážou zprvu upozornit, ale elektronika pak zařídí u vykonání bezpečnostního manévru – viz úvod článku. „Ve své současné verzi slouží HUD jako vynikající informační filtr. Přesouvá minimální množství pečlivě vybraných informací do zorného pole řidiče,“ řekl Guido Meier-Arendt, přední odborník na rozhraní HMI v divizi interiérů společnosti Continental. „V náročných dopravních situacích to zbavuje řidiče nutnosti dívat se často dolů na přístrojový štít nebo centrální displej. Mohou tak neustále věnovat pozornost silničnímu provozu. Zachováváme osvědčenou filosofii HUD a zobrazujeme pouze určité informace; ovšem jejich kvalita je mnohem vyšší.“ Předváděcí vůz Continentalu s AR-HUD je vybaven třemi systémy: varováním před neúmyslným opuštěním jízdního pruhu (LDW), adaptivním tempomatem (ACC) a navigací. Data z každého z nich jsou promítána do grafického zobrazení silnice, čímž doplňují realitu o komentáře a užitečné informace. To je samo o sobě revoluční, ale zároveň se jedná teprve o začátek nového druhu interakce technologií s řidiči. Co můžeme čekat Na začátku článku jsem hovořil o navigaci. Typickým příkladem je, že řidičovi navigace umístěná například uprostřed palubní desky nebo – pokud jde o navigaci v mobilu – umístěného před řadicí pákou v odkládacím prostoru na odpadky, oznámí hlasovou zprávou, že má zahnout doleva. Tím přitáhne řidičovu pozornost. Jeho oči se podívají dolů a hledají displej. Milisekundy to trvá, než řidičovo oko „přeostří“ ze sledování dopravní situace před vozidlem na displej navigace nebo mobilního telefonu, vůz stále jede – a může být zle. Řidič v modelové situaci začne zatáčet doleva, dívá se na navigační údaje a přehlédne například protijedoucího cyklistu – a výsledkem je karambol s těmi nejhoršími následky. HUD displeje promítají důležitý obsah na sklo před řidiče a tím nemusí být odváděna jeho pozornost při provádění některých úkonů. HUD displeje Continental informují řidiče modrými informačními prvky o situaci, která patří k řešení běžných dopravních systémů. Například: pokud má opustit dálnici, do pruhu, ve kterém jede, se mu promítají šipky, jež se čím dál víc – jak se blíží ke sjezdu z dálnice – stáčejí doprava. Jamile řidič přejede do správného pruhu pro výjezd z dálnice, šipky dále ukazují, kudy má pokračovat. Oranžové prvky upozorňují na nebezpečí, které může hrozit, a řidiči mohou do jeho práce vstoupit asistenti, například ten pro hlídání odstupu od ním jedoucího vozidla. Pokud se řidič přiblíží k vozu, jedoucímu před ním, na jeho zadní částí se objeví oranžový pruh, který signalizuje, že je už moc blízko. Tento pruh leží na přímce řidičovy oči – automobil před ním. Pokud necháte vozidlo před vámi odjet, stejně se za jeho zadní částí objevuje bílá prohnutá čára, abyste věděli, že systém o autě před vámi ví a že jeho vzdálenost monitoruje. Tak systém funguje i jako adaptivní tempomat, kdy automaticky upravuje rychlost vašeho vozu přidáváním plynu nebo přibrzďováním. Systém HUD mimo to hlídá i jízdu v jízdním pruhu, kdy – pokud vozidlo začne vybočovat ze svého jízdního pruhu – umístí na čelní okno oranžové kuličky, kryjící se s dělicí čarou mezi jízdními pruhy nebo s označením krajnice. Kromě další vymožeností pak HUD promítá na čelní okno rychlost jízdy vozidla a samozřejmě i navigační údaje, informující řidiče, že bude třeba odbočovat. Před změnou směru jízdy se objeví modré šipky, ukazující v případě odbočování doleva (viz doprovodný obrázek) jakoby směrem na „jedenáctou“ a čím více se blížíte v bodu, kde budete odbočovat, tím více se naklánějí k hodnotě „devíti hodin“ na pomyslném ciferníku, či ke „třetí“ při odbočování či sjíždění vpravo. Role AR-HUD v holistickém rozhraní HMI „Rozhodně to ale neznamená, že by se přístrojový štít stal zbytečností,“ uvedl dále Guido Meier-Arendt. „Je nadále nezbytnou součástí vozidla, protože poskytuje nejdůležitější přehled o všech jeho funkcích. Z ergonomického hlediska by bylo nerealistické neustále zobrazovat tolik informací na čelní sklo a zakrývat jimi výhled z vozu. Nejlepším místem pro takové informace je stále přístrojový štít. Ovšem rostoucí požadavky na HMI ve voze vyžadují rozšíření.“ Continental pracuje na dalším vývoji HMI, aby mohla držet krok se současnými trendy a být v souladu s dopravními předpisy. Výzvami jsou možnosti zábavy, elektronické vybavení a zapojení internetu. Růst objemu dopravy vyžaduje předávání informací o dopravních zácpách a alternativních cestách. „AR-HUD displej je novým modelem holistického HMI a mnohem lépe než jakýkoli jiný systém dokáže navést pozornost řidiče tam, kde je jí nejvíc potřeba: k dopravní situaci v okolí vozidla,“ upřesňuje ještě Guido Meier-Arendt. Možnosti rozšíření s technologií eHorizon AR-HUD v převáděcím voze Continentalu doplňuje realitu o grafické informace integrované do skutečného výhledu z vozu. Základní myšlenkou je uceleně spojovat virtuální data a realitu s odpovídající perspektivou. Existují však dopravní situace, kdy může odchýlení od tohoto modelu dávat smysl. Pokud má auto například elektronický horizont (eHorizon), pak informace, které přesahují zorné pole řidiče, mohou být zobrazeny také na AR-HUD. Blíží-li se vozidlo ke křižovatce se značkou Stop! za zatáčkou, lze na ni upozornit řidiče dříve. Technologie eHorizon využívá monitoringu aktuální polohy vozu. Informace o silnici před ním a její topografii jsou zpracovány řídicími jednotkami, jež kontrolují motor s převodovkou a v asistenčních systémech, aby bylo možné optimalizovat jejich příslušné funkce. AR-HUD nyní nabízí možnost sdělit řidiči ve správném vizuálním kontextu, co pro něj jeho auto může „udělat“ nebo co mu „doporučuje“. Automatické řízení a AR-HUD Nový průvodce hraje roli také v trendu automatického řízení. Přestože to je pro řidiče pohodlné a praktické, vnáší i nové problémy. Svěří-li řidič vozu podélnou a boční kontrolu při určitém jízdním manévru nebo na úseku silnice, z vykonavatele se stává dohlížitel. Tím se mění i jeho potřeba přísunu informací. Řidiči budou chtít vědět, jaká auta, objekty nebo silniční značení jejich vůz vnímá, a udělají významný krok k získání důvěry v inovativní funkce vozidel. „Jsme přesvědčeni, že pro to neexistuje lepší řešení než AR-HUD. Řidič díky němu vidí automobil před ním, jenž detekuje systém jeho vozu. Toto přímé vizuální potvrzení nabízí důležitou zpětnou vazbu,“ doplnil Guido Meier-Arendt. Důležitá je i opačná situace, kdy se automatické řízení vozu blíží ke konci. Tehdy musí řidič opět převzít kontrolu nad vozidlem a pak se musí vrátit do role „vykonavatele“ a vyhodnotit dopravní situaci, aby věděl, jak bezpečně pokračovat v jízdě. „AR-HUD je také ergonomicky důležitým řešením, neboť řidiči ve správném kontextu ukazuje, co se od něj očekává,“ uzavírá Meier-Arendt.