CRT (Cathode Ray Tube)
Hal yang sama untuk semua HUD adalah sumber dari gambar yang ditampilkan, CRT, yang dikemudikan oleh generator. Tanda generator mengirimkan informasi ke CRT berbentuk koordinat x dan y. Hal itu merupakan tugas dari CRT untuk menggambarkan koordinat senagai piksel, yaitu grafik. CRT membuat piksel dengan menciptakan suatu sinar elektonil, yang menyerang permukaan tabung (tube).
Refractive HUD
Dari CRT, sinar diproduksi secara paralel dengan sebuah lensa collimating. Sinar paralel tersebut diproyeksikan ke kaca semitrasnparan (kaca gabungan) dan memantul ke mata pilot. Salah satu keuntungan dari reaktif HUD adalah kemampuan pilot untuk menggerakkan kepalanya dan sekaligus melihat gambar yang ditampilkan pada kaca gabungan.
Reflective HUD
Kerugian dari HUD reflektif adalah akibatnya pada besarnya tingkat kompleksitas yang terlibat dalam meproduksi penggabungan lekungan dari segi materi dan rekayasa. Keuntungan besarnya adalah kemampuan pada peningkatan tanda brightness (terang), meminimalisir redaman cahaya dari pemandangan visual eksternal dan adanya kemungkinan untuk menghemat ruang di kokpit, karena lensa collimating yang tidak diperlukan.
System Architecture
HUD komputer mengumpulkan informasi dari sumber – sumber seperti IRS (Inertial Reference System), ADC (Air Data Computer), radio altimeter, gyros, radio navigasi dan kontrol kokpit. Diterjemahkan ke dalam koordinat x dan y, komputer HUD selanjutnya akan menyediakan informasi yang dibutuhkan untuk hal apa yang akan ditampilkan pada HUD ke generator simbol. Berdasarkan informasi ini, generator simbol menghasilkan koordinat yang diperlukan pada grafik, yang akan dikirmkan ke unit display (CRT) dan ditampilkan sebagai simbol grafik pada permukaan tabung.
Kebanyakan HUD militer mudah memberikan atau melewatkan isyarat kemudi FD melalui generator simbol. HUD memperhitungkan isyarat kemudi pada komputer HUD dan hal tersebut membuatnya sebagai sistem ‘standalone’. Sipil HUD merupakan fail-passive dan mencakup pemeriksaan internal yang besar mulai dari data sampai pada simbol generator. Kebanyakan perselisihan perhitungan dirancang untuk mencegah data palsu tampil.
Display Clutter
Salah satu perhatian penting dengan simbologi HUD adalah kecenderungan perancang untuk memasukkan data terlalu banyak, sehingga menghasilkan kekacauan tampilan. Kekacauan tampilan ini jauh dari eksklusif untuk HUD, tetapi hal ini sangat kritis pada saat melihat ke arah tampilan. Setiap simbologi yang tampil pada sebuah HUD harus melayani atau memiliki sebuah tujuan dan mengarahkan peningkatan performa. Kenyataannya, bukan piksel tunggal yang dapat menerangi kecuali dia secara langsung mengarahkan pada penigkatan. Prinsip yang diterapkan pada perancangan HUD adalah ‘ketika dalam keraguan, tinggalkan saja’.
Ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan ketika merancang sebuah HUD, yaitu:
Bidang penglihatan – Karena mata seseorang berada di dua titik berbeda, mereka melihat dua gambar yang berbeda. Untuk mencegah mata seseorang dari keharusan untuk mengubah fokus antara dunia luar dan layar HUD, layar adalah “Collimated” (difokuskan pada tak terhingga). Dalam tampilan mobil umumnya terfokus di sekitar jarak ke bemper.
Eyebox – menampilkan hanya dapat dilihat sementara mata pemirsa dalam 3-dimensi suatu daerah yang disebut Kepala Motion Kotak atau “Eyebox”. HUD Eyeboxes modern biasanya sekitar 5 dengan 3 dari 6 inci. Hal ini memungkinkan pemirsa beberapa kebebasan gerakan kepala. Hal ini juga memungkinkan pilot kemampuan untuk melihat seluruh tampilan selama salah satu mata adalah di dalam Eyebox.
Terang / kontras – harus menampilkan pencahayaan yang diatur dalam dan kontras untuk memperhitungkan pencahayaan sekitarnya, yang dapat sangat bervariasi (misalnya, dari cahaya terang awan malam tak berbulan pendekatan minimal bidang menyala).
Menampilkan akurasi – HUD komponen pesawat harus sangat tepat sesuai dengan pesawat tiga sumbu – sebuah proses yang disebut boresighting – sehingga data yang ditampilkan sesuai dengan kenyataan biasanya dengan akurasi ± 7,0 milliradians.
Instalasi – instalasi dari komponen HUD harus kompatibel dengan avionik lain, menampilkan, dll.
Sebuah contoh adalah sistem Proyektor dari Angkatan udara Inggris Mrk radar VIII intersepsi dipasang ke beberapa pejuang Havilland, di mana layar radar diproyeksikan ke kaca depan pesawat bersama dengan buatan cakrawala, memungkinkan pilot untuk melakukan interceptions tanpa mengalihkan mata mereka dari kaca depan. Pada awalnya dikembangkan untuk penerbangan militer, HUDs sekarang digunakan dalam handphone, mobil, dan aplikasi lainnya.
Seperti halnya General Motors yang mulai mengembangkan Head Up Display berteknologi Laser. Dengan inovasi ini pengemudi tak akan lagi menemukan kendala penglihatan pada kondisi gelap, hujan bahkan berkabut sekali pun. Inovasi yang menurut GM tak akan lama lagi diproduksi ini, memiliki dampak besar pada keselamatan karena mampu memandu pengemudi saat berada di jalan bahkan dalam kondisi hampir mustahil untuk melihat dengan mata telanjang.
Hal ini dimungkinkan berkat penggunaan sensor dan kamera yang mengumpulkan informasi untuk diproyeksikan ke kaca depan menggunakan laser ultra violet kecil. Teknologi ini merupakan bagian dari kerjasama antara depertemen riset dan pengembangan (R&D) GM dengan tim di University of Southern California dan Carnegie Mellon University.
"Saat mengemudi dalam kabut, kita bisa memanfaatkan kamera infra merah pada kendaraan untuk mengetahui di mana keberadaan tepi jalan dan laser dapat 'melukiskan' tepi jalan tersebut pada kaca depan sehingga pengemudi bisa mengetahuinya," ujar manajer grup laboratorium GM R&D Thomas Seder. Teknologi ini memggunakan lapisan fospor transparan khusus yang ditanam pada kaca depan. Lapisan ini akan berpendar ketika terkena sorotan sinar laser ultra violet yang menampilkan bentuk tikungan jalan di depan. Dengan teknologi seperti itu, memungkinkan seluruh permukaan kaca depan berfungsi sebagai layar display.
Hal ini juga memungkinkan kaca depan dapat memproyeksikan adanya berbagai rintangan lain yang terdeteksi sensor namun di luar jangkauan pendangan normal, seperi hewan maupun pejalan kaki di tepi jalan. Fitur lain dari teknologi yang dinamai GM HUD (Head Up Display) System ini adalah kemampuannya dalam mendeteksi dan membaca rambu-rambu jalan seperti teknologi OpelEye system. Fitur ini sangat berguna bagi pengemudi untuk mengetahui batas kecepatan yang diijinkan serta tanda-tanda peringatan lainnya.
General Motors mulai menggunakan display head-up pada tahun 1988 dengan layar warna pertama muncul pada tahun 2001 pada Corvette. Pada tahun 2003, BMW menjadi produsen Eropa pertama yang menawarkan HUDs. Menampilkan menjadi semakin tersedia dalam mobil produksi, dan biasanya menawarkan speedometer, tachometer, dan menampilkan sistem navigasi. HUD juga ditampilkan di General Motors tertentu, Honda, Toyota dan kendaraan Lexus. Manufaktur lainnya seperti Citroen, Saab, dan Nissan saat ini menawarkan beberapa bentuk sistem HUD. HUDs Sepeda Motor helm juga tersedia secara komersial.
IRS alignment consists of determining local vertical and initial heading. Both accelerometer and laser gyro inputs are used for alignment. The alignment computations use the basic premise that the only accelerations during alignment are due to the earth's gravity; the only motion during alignment is due to the earth's rotation. Accelerations due to gravity are always perpendicular to the earth's surface and thus define the local vertical. This local vertical is used to erect the attitude data so that it is accurately referenced to vertical. Initially, only a coarse vertical is established. Once vertical is established, the laser gyro sensed earth rate components are used to establish the heading of the airplane. As the alignment continues, both the vertical reference and the heading determinations are fine tuned for maximum accuracy.
