Siirry sisältöön

Audi: digitaalinen valaistus näyttää kirkasta suuntaa tulevaisuuteen, osa 3

Digitaalista projisointia

RVK Uutisten edelli­sissä numeroissa (8/2022 ja 1/2023) julkaistut Audin valaistustekniikkaa käsittelevät artikkelit saavat jatkoa kolmannen eli päätös­osan muodossa.

Vilkkujen digitaaliset projisoinnit maahan

Viestintä on avain menestykseen. Audi kertoo haluavansa tehostaa viestintää auton ja sen ympäristön välillä maahan projisoitavien digitaalisten heijasteiden avulla. 

Tästä esimerkin tarjoavat vilkkujen maaprojisoinnit. Kolme kadulle heijastettua symbolia edessä ja takana ilmoittavat pyöräilijöille esimerkiksi kaistanvaihdosta tai varoittavat jalankulkijoita kääntyvästä autosta – yksinkertaista, selkeää viestintää, joka lisää turvallisuutta.

Näiden viestien tarkoitus on pohjustaa tietä laajemmille projisoinneille auton ympärillä. Suunnitelmissa on esimerkiksi heijastaa tielle varoitus ennen auton oven avautumista. 

Personointi ja turvallisuusaspektit

Audi haluaa ottaa käyttöön uusia ympäristön valaisemisen tuomia mahdollisuuksia, mutta tarkoituksena ei ole vain esitellä kaikkea, mikä tällä hetkellä on jo mahdollista. Ensin on määriteltävä toiminnallisuuden ja päämäärien kannalta merkitykselliset toiminnot, jotta niillä olisi mahdollisimman paljon lisäarvoa. Tämä pätee niin personointiin kuin turvallisuuteen liittyviin aspekteihin.

Personoinnin osalta kyse on Audin mukaan tulevaisuuden visiosta digitalisoinnin avulla mukautettavista maaprojisoinneista. Tämä mahdollistaisi myös kuljettajaan liittyvät tiedot ja tunnisteet, kunhan niiden käyttäminen ei vaaranna yksityisyyttä.


Valaistusteknologian terminologiaa

Ajovalot

Digital Matrix LED -ajovalot DMD-teknologialla

Digital Matrix LED -ajovaloilla voidaan toteuttaa lähivaloilla poikkeuksellisen tarkat kaarrevalot sekä kaupunki- ja moottoritievalot. Ne täydentävät kaukovaloja varjostamalla muut tien käyttäjät täsmällisesti. DMD tarkoittaa digitaalista mikropeilitekniikkaa. Kyseessä on 1,3 miljoonan mikropeilin muodostama valaisinelementti, joka mahdollistaa valoilla toteutetut projisiot. Valon hajottaminen pieniksi pikseleiksi mahdollistaa innovatiivisia toimintoja, kuten kaistavalot, orientaatiovalot ja edistykselliset liikennetiedot. Nämä innovaatiot avustavat kuljettajaa ja lisäävät siten turvallisuutta.

Audi S8: OLED-takavalot ja muhkeat pakoputkien ulostulot. Kuva: Audi

Takavalot

OLED-takavalot

OLEDit ovat alle millimetrin paksuisia orgaanisia valodiodeja. Nimi viittaa orgaaniseen puolijohdemateriaaliin, josta valot on valmistettu. Ohuet kerrokset saadaan hehkumaan matalalla 3–4 voltin jännitteellä. Toisin kuin tavanomaisten ledien typpiset pistevalolähteet, OLEDit ovat paneelisäteilijöitä. Valo on entistä tasaisempaa ja valopinnat voi jakaa yksilöllisesti himmennettäviin segmentteihin. Optiikkaa, heijastimia ja optisia kuituja ei tarvita, joten OLED-yksiköt ovat edullisia ja kevytpainoisia. 

Kun tekniikkaa käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 2016 Audi TT RS:ssä, OLED-takavaloissa oli yhteensä 12 segmenttiä valoa kohden. Vuonna 2017 Audi A8:ssa käytettiin jo 16 segmenttiä.

Digitaaliset OLED-takavalot

Digitaaliset OLED-takavalot ovat vuodesta 2020 lähtien olleet tarjolla Audi Q5-malliin. Nämä ovat mahdollistaneet ensimmäistä kertaa useiden erilaisten takavalotyylien toteuttamisen samalla laitteistolla. 

Audi TT RS:n OLED-taka­valoissa jokainen valotoiminto on johdotettu erikseen, mutta digitaalisissa OLED-takavaloissa valot on yhdistetty sähköjärjestelmän ohjausyksikköön ajoneuvon väyläjärjestelmän kautta. Tällä tavoin on mahdollista toteuttaa runsaammin toimintoja, ja yksilöllisesti ohjattavia segmenttejä on nyt enemmän kuin vuonna 2016 esitellyissä OLED-takavaloissa. 

Yhdessä Audi Q5:n taka­valossa on kolme paneelia, joista jokaiseen on integroitu kuusi OLED-elementtiä. Ne voidaan aktivoida täysin vapaavalintaisesti. Lisäksi kirkkautta on mahdollista säätää jatkuvasti. Digitaalinen takavaloihin integroitu OLED-tekniikka on ollut vakiovarusteena uudessa Audi A8:ssa vuodesta 2021 lähtien. Käytössä on kahdeksan paneelia, joista jokaisessa on kuusi OLED-segmenttiä. Valojen perinteisten toimintojen lisäksi niitä käytetään nyt viestimiseen. Q5:een on integroitu takana olevaa liikennettä informoiva läheisyysosoitin. Nyt tämä toiminto on saatavilla myös Audi A8:aan.

Audin tunnistettavuus on tärkeää myös pimeällä. Kuvassa e-tron S Sportback. Kuva: Audi

Jopa 60 segmenttiä

Tulevaisuudessa digitaalisessa OLEDissä voi olla yli 60 segmenttiä paneelia kohden ja noin kymmenen kertaa enemmän yksilöllisesti ohjattavia alueita. Tämän mahdollistavat tulevaisuuden tehokas ajoneuvoelektroniikka ja erityisesti tätä varten kehitetyt digitaaliset OLED-järjestelmät.

Yksilöllisen valosuunnittelun lisäksi digitaalista OLED-valoa voidaan käyttää myös merkkivalona takavaloissa ja siten myös ajoneuvojen välisessä tiedonsiirrossa. 

Kun ajoneuvojen tyyppi­hyväksyntä sallii, voidaan valoilla viipymättä varoittaa takana tulevaa liikennettä paikallisista vaaratekijöistä, kuten tien pinnan liukkaudesta tai ruuhkan päättymisestä. 

Takavalot kehittyvätkin vähitellen digitaalisiksi näytöiksi entistä suuremman tarkkuuden, korkean kontrastin ja laajan vaihtelun ansiosta.

Audi A8:n OLED-takavalot ns. allekirjoitustoiminnolla eli personointimahdollisuudella. Kuva: Audi

Tulevaisuuden tekniikkaa: joustavat, digitaaliset OLED-takavalot

Tähän mennessä digitaalisten OLED-takavalojen valonlähteinä on voitu käyttää vain kaksiulotteisia OLED-paneeleja. Joustavien OLED-takavalojen uudet taivutettavat pohjamateriaalit mahdollistavat nyt ensimmäistä kertaa myös kaarevat OLED-paneelit. Kaarevuus tuo uutta liikkumavaraa suunnitteluun ja mahdollistaa kolmiulotteisen muotoilun, joka mukautuu entistä paremmin auton korin muotoihin. 

Tämä puolestaan lisää mahdollisuuksia valojen konfiguroinnille, digitaaliselle personoinnille ja tietojenvaihdolle lähiympäristön kanssa. Tästä huolimatta säilyvät teknologian oleellisimmat ominaisuudet, kuten valon tasaisuus ja korkea kon­trasti. 

Kirjoittaja: Juha Kiiskinen, JK-Textservice

Audi: digitaalinen valaistus näyttää kirkasta suuntaa tulevaisuuteen, osa 1

Audin mukaan turvallisuus ja asiakastyyty­väisyys ovat etusijalla ja olennaisia tekijöitä yhtiön menestymiselle. 

Valaistustekniikan digitalisoituminen avaa uusia mahdollisuuksia

Valaistustekniikan merkitys kasvaa koko ajan. Kehittyvä tekniikka luo uusia mahdollisuuksia niin turvallisuuden parantamiseen kuin viestintään ja auton personointiin. 

Määrätietoisen ja järjestelmällisen valojen digitalisoinnin edut huomaa erityisesti uudessa Audi A8 -mallissa, jossa nähdään ensimmäistä kertaa täysin digitalisoidut ajovalot. Audi A8:n keulalle on saatavilla lisävarusteiset Audi Digital Matrix LED -ajovalot ja takavaloiksi digitaaliset OLED-valot.

Digitaaliset OLED-takavalot tarjoavat uusia personointimahdollisuuksia. Digital Matrix LED -ajovalot puolestaan mahdollistavat kolme uudenlaista toimintoa: edistyneet liikennetiedot, moottoriteillä käytettävä suuntavilkuilla täydennetty kaistavalo ja maanteillä käytettävä orientaatiovalo. 

Audin mielestä nämä ominaisuudet eivät kerro pelkästään teknologisesta ylivoimasta, vaan tuovat todellista lisäarvoa auton käyttäjälle.

Digital Matrix LED -valojen uudet toiminnot: orientaatiovalo ja suuntavalot

Jokainen tietää, miltä tuntuu ajaa pimeällä öisellä valtatiellä, missä tapahtuu paljon ja ties mitä. Juuri näissä tilanteissa Audin kaistavalo ja orientaatiovalo osoittavat hyötynsä. Monikaistaisella tiellä oman kaistan valaiseminen auttaa kuljettajaa keskittymään oleelliseen.

Orientaatiovalo merkitsee osana kaistavaloa näkyvää, auton sijaintia ennakoivasti osoittavaa valokuviota. Käytännössä se näkyy tummina nuolina auton eteen tien pintaan heijastuvassa kaistavalon ”valo-matossa”. Tämä ohjaa kuljettajaa ajamaan turvallisesti keskellä kaistaa.

Moottoritiellä kaistavalo puolestaan valaisee kaistanvaihdon aikana molemmat kaistat, suuntavalo taas ilmaisee auton senhetkisen tarkan sijainnin kaistalla. Tässä otetaan käyttöön toinen uusi toiminto: kaistanvaihdon aikana myös kaistavalo kertoo auton kääntymissuunnan. 

Kun suuntavilkku aktivoidaan, Digital Matrix LED -ajovalot lisäävät kaistavalon viereen vilkkuvan alueen. Näin kaistavalo toistaa ja tehostaa suuntavilkun viestiä heijastamalla sen myös edessä olevaan tiehen, jolloin muut lähialueella ajavat saavat selkeää lisätietoa tulevasta kaistanvaihdosta. Audin mukaan tämä tekee ajamisesta turvallisempaa kaikille tiellä liikkujille etenkin vilkkaassa liikenteessä.

Digital Matrix LED -ajovalot: orientaatiovalot maantieajossa. (Kuva: Audi)
Digital Matrix LED -ajovalot: kaistavalo ja orientaatiovalo. (Kuva: Audi)
Digital Matrix LED -ajovalot: edistykselliset liikennetiedot. Lisä-varoitus onnettomuudesta tai ajoneuvon tielle jäämisestä. (Kuva: Audi)

Kolmas uusi toiminto: edistykselliset liikennetiedot

HERE-karttojen kautta saatava tieto mahdollisista onnettomuuksista tai rikkoutuneista ajoneuvoista näkyy jo auton MMI-näytöllä. Digital Matrix LED -ajovalot ja DMD-tekniikka nostavat turvallisuuden vielä tasoa ylemmäs.

HERE-karttapalvelut olivat vuosia Nokian divisioona, joka loppuvuodesta 2015 myytiin saksalaisten autovalmistajien (Audi AG, BMW AG ja Daimler AG) yhteenliittymälle nimellä Here Global BV.

Digitaalimittariston lisäksi varoitus – huutomerkki kolmion sisällä – heijastetaan nyt myös auton eteen tielle noin kolmen sekunnin ajaksi. Tämän ansiosta kuljettajan katse voi pysyä koko ajan tiessä, jolloin vasteaika on vaaratilanteen uhatessa mahdollisimman lyhyt.

Matrix LED -ajovalojen digitalisoinnin taustalla on uutta valaistustekniikkaa, josta käytetään lyhennettä DMD. Se viittaa esimerkiksi videotykeissä käytettyyn mikropeilitekniikkaan. Ydin on pieni siru, jossa on noin 1,3 miljoonaa vain millimetrin tuhannesosan kokoista mikropeiliä. Sähköstaattisten kenttien avulla jokaista yksittäistä peiliä kyetään kääntämään jopa 5 000 kertaa sekunnissa.

Asetuksista riippuen LED-valo joko suunnataan tielle linssien kautta tai absorboidaan, jotta haluttu alue voidaan varjostaa. Itse asiassa auton ajovalo ei ole enää staattinen valonsäde, vaan kuin jatkuvasti muuttuva, digitaalisesti muokattava videokuva.

Digitaaliset OLED-takavalot

Audi katsoo aloittaneensa TT RS -mallilla vuonna 2016 valoteknii-kan uuden aikakauden, kun orgaaniseen aineeseen perustuvia LED-valoja (OLED) ensimmäistä kertaa käytettiin takavaloissa. 

OLED-elementit ovat puolijohdetekniikalla valmistettuja valonlähteitä, jotka tuottavat erittäin tasaista valoa korkealla kontrastilla ja paremmin erottuvalla mustan tasolla. Lisäksi niiden kirkkautta voidaan säätää, ja valonlähteen voi vapaasti konfiguroida sekä jakaa erikseen päälle kytkettäviin segmentteihin. 

Audi TT RS OLED -takavaloissa otettiin käyttöön myös dynaamiset valaistusskenaariot.

Neljä vuotta myöhemmin Audi laajensi OLED-tekniikan käyttöä digitalisoimalla Audi Q5 -katumaasturin. Tuolloin – vuonna 2020 – digitalisointi mahdollisti ensimmäisen kerran takavalojen valokuvion muuttamisen. Tämä perustuu OLED-valojen perusominaisuuksiin, joita ovat korkea kontrasti, segmentointimahdollisuus, valon tasaisuus sekä erittäin pienet valosegmenttien välit. Audi on edelleen ainoa tämän ominaisuuden tarjoava autovalmistaja. Audi A8:ssa OLED-takavalot ovat vakiovaruste.

OLED-takavalojen etäisyystunnistus kohentaa turvallisuutta

Audin mukaan valaistussuunnittelu on luonut valikoiman OLED-takavalojen digitaalisia kuvioita jokaiseen Audi-malliin. Vain digitalisointi mahdollistaa takavalojen muuttamisen ja sitä kautta valomuotoilun muokkaamisen. 

Miten takavalot tarkkaan ottaen toimivat? Auton väylätekniikan ansiosta takavalojen jokaista paneelia ja niiden sisällä olevia OLED-segmenttejä voi ohjata yksilöllisesti. Näin henkilökohtaiset mieltymykset voidaan realisoida MMI:n (Multi-media Interface) kautta. Audi A8:ssa on ensimmäistä kertaa valittavana kolme erilaista takavalojen valokuviota. Sporttisen Audi S8:n hankkivat saavat vielä ylimääräisen, neljännen valo-kuvion.

OLED-takavalot kiinnittävät muiden tienkäyttäjien huomion lähestymisindikaattorilla. Toisen ajoneuvon lähestyessä paikallaan olevaa Audia pysäköintianturit tunnistavat ajoneuvon liikkeen ja kytkevät kaikki OLED-segmentit toimintaan. Valojen kirkastuminen ja laajempi pinta-ala varmistavat, että paikallaan oleva auto huomataan. Kun Audi lähtee liikkeelle, OLED-takavaloihin palautuu alkuperäinen valokuvio. 

Tämä pieni turvallisuutta parantava toimenpide huomioi myös polkupyörät ja skootterit, sillä järjestelmän anturit tunnistavat pienemmätkin ajoneuvot.

Kirjoittaja: Juha Kiiskinen, JK-Textservice