Was ist dran?
Eine neue Generation Head-up-Displays will Navigation und Unterhaltung im Auto revolutionieren
29.6.2022, 15:00 Uhr
Virtuelle und reale Welt verschmelzen, man erhält nützliche Informationen, ohne den Blick von der Straße abwenden zu müssen. Und bald sollen die Systeme noch mehr können.
Mit einer Kombination aus Holographie und erweiterter Realität will etwa das Start-up Wayray Hologramme mittels Laser auf die Frontscheibe von Fahrzeugen projizieren. Die Darstellung soll rund zehnmal größer sein als bei bisherigen Systemen. Neben dem Straßenverlauf lassen sich auf der ganzen Fläche Fußgänger, Radfahrer, Verkehrszeichen oder Werbung grafisch und bunt darstellen.
Der Blick steuert Animation
"Animationen tanzen vor dem Auto und bewegen sich analog dazu, gesteuert von der Blickrichtung des Betrachters", erklärt Wayray-Chef Vitaly Ponomarev. Kompakte Lasertechnik im Fahrzeugboden ermögliche dieses AR-Erlebnis. Von dort wandert der rot-grün-blaue Lichtstrahl ins Armaturenbrett.
Dort sitzt ein optisches System, das die Hologramme entwickelt und sie auf eine spezielle Photopolymer-Folie in der Windschutzscheibe projiziert. Betrachtenden erscheinen dadurch Objekte in einem Bereich von quasi null Metern bis nahezu unendlich weit weg. 2025 sollen die ersten Autos mit der Technologie auf den Markt kommen.
Bei Head-up-Displays können – wie der Name schon sagt - Kopf und Augen oben bleiben. Der Blick muss nicht abgewendet werden, um Anzeigen abzulesen. Dadurch wird eine Gefahrenquelle eliminiert. Denn bei 100 km/h Geschwindigkeit legt man in zwei Sekunden 56 Meter zurück. Also im Zweifel eine lange Blindflugstrecke, in der viel passieren kann.
Kein Wunder, dass Head-up-Displays erstmals um 1940 in Kampfflugzeugen zum Einsatz kamen. Die Projektionen sollten gerade bei schwierigen Manövern verhindern, dass der Blick nach unten auf die Instrumente gerichtet werden muss und man das eigentliche Geschehen dabei im Wortsinne aus den Augen verliert.
In den 1980er-Jahren kamen erste Schwarz-Weiß-Projektionen in Autos, farbige Head-up-Displays gibt es dort seit Anfang der 2000er Jahre. Und auch in Flugzeugen sind sie immer noch zu finden.
Pedro Ribeiro Monteiro verantwortet bei Mercedes-Benz das Infotainmentsystem Mbux, zu dem ein Head-up-Display mit AR zählt. Rund fünf Jahre entwickelten die Ingenieure das System, das bisher in der S-Klasse und ihrem elektrischen Pendant EQS zum Einsatz kommt.
"Um Autofahrer nicht zu überfordern, werden nur die notwendigsten Informationen ins Sichtfeld eingeblendet, wie aktuelle Geschwindigkeit, Navi-Informationen, Fahrassistenz-Informationen oder Geschwindigkeitsbegrenzungen", sagt Monteiro. Individuell lassen sich Namen von Anrufern, Straßen oder Radiostationen anzeigen.
Noch benötigt das Mercedes-System viel Raum, der in einer S-Klasse eher vorhanden ist als in einer A-Klasse. Künftige Systeme sollen daher kleiner werden, gleichzeitig ein größeres Bild und weitere Funktionen bieten, die Fahrende bei ihren Aufgaben unterstützen.
"In Kurven würde ein breites Bild dem Piloten helfen, aber auch Darstellungen an den Seitenscheiben sind denkbar", sagt Monteiro mit Blick auf künftige autonome Fahrzeuge.
Kino auf der Seitenscheibe
Auch Wayray sieht in diesem Zusammenhang Potenzial für Seitenscheiben-Hologramme mit Infos und Inhalten. Vitaly Ponomarev zufolge lässt sich jede transparente Fläche zu einem Augmented-Reality-Display umwandeln, etwa auch die Wohnzimmerscheiben zu Hause. Zahlreiche Zulieferer und Institute forschen ebenfalls an AR-HuD, um künftig komplette Scheiben zu bespielen - vielleicht sogar mit Filmen für die Mitfahrenden.
Projektionen bieten auch in AR-Brillen viele Einsatzmöglichkeiten. Prototypen, aber auch Serienmodelle haben schon diverse Tech-Konzerne entwickelt. Bekannte smarte Wearable (tragbare Geräte) mit AR-Projektion sind etwa Google Glass oder Microsoft Hololens.
Volkswagen hat ein AR-HuD-System bereits ins Kompaktwagen-Segment integriert. Es zählt bei Elektromodellen wie ID.3 und ID.4 zur Sonderausstattung. "Die ergonomischen Vorteile erhöhen spürbar den Fahrkomfort", meint Alexander Kunze, Spezialist für AR-Systeme bei Volkswagen. "Der kognitive Aufwand zur Interpretation der gezeigten Informationen reduziert sich, da die jeweiligen Hinweise virtuell an ihrem Bezugspunkt im Straßenumfeld erscheinen."
Hinweise von nah bis fern
Die Hinweise zu Navigation, Abstand oder dem Halten der Spur werden nur eingeblendet, wenn sie gerade benötigt werden – und zwar optisch in einem Fernbereich, der zehn Meter entfernt zu sein scheint. Darunter liegt noch ein Anzeigeband mit statischen Informationen, der drei Meter entfernt zu schweben scheint.
"Wir werden in den nächsten Jahren die immer besseren und genaueren Daten vom Fahrzeug nutzen, um neue Funktionen mit hohem Kundennutzen zu entwickeln, die den Fahrer noch weiter unterstützen, etwa beim assistierten Spurwechsel", sagt Alexander Kunze.
Auf unterstützende Displays unterhalb des Head-up-Displays können die Entwickler allerdings auch in Zukunft nicht verzichten. Das Gesetz schreibt vor, dass alle wesentlichen Informationen jederzeit sichtbar sein müssen. Dazu zählen etwa alle Warn- und Funktionsleuchten.
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