KR101381727B1 - 모바일 기기 연동형 차량 속도 감응 식 헤드업 디스플레이 장치 - Google Patents

모바일 기기 연동형 차량 속도 감응 식 헤드업 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

헤드업 디스플레이 장치가 개시된다. 헤드업 디스플레이 장치는 모바일 단말로부터 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나를 수신하는 수신부, 상기 수신된 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나를 ECU(electronic control unit)에 전달하여 차량 기기를 제어하는 차량 제어부, 및 상기 수신된 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나에 기초하여 화면 출력을 제어하는 출력 제어부를 포함할 수 있다.

Description

모바일 기기 연동형 차량 속도 감응 식 헤드업 디스플레이 장치{HEAD-UP DISPLAY DEVICE FOR MOBILE TERMINAL LINKABLE AND VEHICLE SPEED- SENSIBLE}
본 발명은 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것으로 특히, 모바일 단말로부터 다양한 정보를 수신하고, 수신된 정보와 ECU(electronic control unit)에서 수집된 정보에 기초하여 차량의 윈드쉴드에 운전 시 도움이 되는 정보를 투사하여 제공하는 헤드업 디스플레이 장치 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 기술확산지원(정보통신)사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.
과제고유번호 : 1415118754
부처명 : 지식경제부
연구관리전문기관 : 정보통신산업진흥원
연구사업명 : 기술확산지원(정보통신)
연구과제명 : 스마트폰 연계형 차량 게이트웨이 프레임워크 개발 (NTIS 과제명 : 3기 차량IT 기술개발 및 지원)
기여율 :1/1
주관기관 : ㈜익스트리플 (NTIS 총괄 수행기관 : 차량IT융합산업협회)
연구기간 : 2012. 02. 01 ~ 2012. 11. 30
헤드업 디스플레이(HUD, head-up display)는 운행 정보가 비행기나 자동차 전면 유리 전방에 나타나도록 설계된 전방 표시 장치를 의미한다.
헤드업 디스플레이는 1960년대 개발되어 전투기나 민간 항공기에 가장 먼저 적용되었으며, 당시 전투기에 적용되었던 헤드업 디스플레이는 녹색 레이저 빔을 활용해 녹색 빛만 반사시켰으며, 앞 유리창에 홀로그램 방식으로 투영하는 방식을 사용했다.
즉, 전투 중 비행사가 시선을 다른 곳으로 옮기는 순간 적에게 공격당할 수 있기 때문에 군사 목적으로 개발된 것이 민간으로 기술 이전되어 사용되고 있다.
최근에는 교통사고 감소를 위해 자동차에도 도입되어 사용되고 있으나, 종래에 사용되는 자동차용 헤드업 디스플레이는 한국공개특허 10-2012-0059846 등과 같이 내부 메모리에 저장된 정보만을 투영하는 문제점이 있었다.
따라서, 외부의 정보를 전송받고, 수신된 정보와 ECU(electronic control unit)에서 수집된 정보에 기초하여 차량의 윈드쉴드에 운전 시 도움이 되는 정보를 투사하여 제공하는 헤드업 디스플레이 장치에 관한 연구가 요구된다.
본 발명은 모바일 단말로부터 외부정보를 제공받아 상기 정보를 헤드업 디스플레이 장치를 통해 디스플레이 함으로써, 차량 ECU로 부터 획득 가능한 정보 및 내부 메모리에 저장된 정보에 국한되지 않고 다양한 정보를 화면 출력할 수 있는 헤드업 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명은 모바일 단말을 통해 수신한 외부정보에 기초하여 ECU를 컨트롤함으로써, 다양한 주변상황에 맞추어 차량용 기기를 자동 제어할 수 있는 헤드업 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명은 모바일 단말에 저장된 운전자 정보를 헤드업 디스플레이 장치를 통해 ECU에 전달하고 차량기기를 제어함으로써, 차량이 교체되더라도 운전자의 정보에 맞게 차량의 설정을 자동 제어할 수 있는 헤드업 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명은 차량의 기기정보를 헤드업 디스플레이 장치 및 모바일 단말을 통해 차량 상태 모니터링을 위한 외부 서버에 전달함으로써, 차량의 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 헤드업 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명은 저속 및 고속 시 변화되는 운전자의 시야 거리에 맞도록 차량의 속도에 반응하여 차량 전면 윈드쉴드에 투영되는 위치를 자동 조절하는 헤드업 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치는 모바일 단말로부터 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나를 수신하는 수신부, 상기 수신된 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나를 ECU(electronic control unit)에 전달하여 차량 기기를 제어하는 차량 제어부, 및 상기 수신된 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나에 기초하여 화면 출력을 제어하는 출력 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 차량정보는, 차량의 속도, 차량 방향, 및 차량 위치 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 외부상황 정보는, 날씨정보, 유가정보, 교통상황 정보, 및 내비게이션 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 차량 제어부는, 상기 차량 기기의 상태정보를 수신하는 기기정보 수신부; 및 상기 차량기기의 상태정보를 외부기기에 송신하기 위한 송신부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 차량기기의 상태정보는 차량의 유량, 차량 각 부의 온도, 및 타이어 공기압 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 차량 제어부는, 사용자가 기저장한 차량 세트정보를 상기 모바일 기기로부터 수신하고, 상기 차량 세트정보에 기초하여 차량의 상태를 변경하는 차량 세팅정보 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 출력 제어부는, 차량의 속도에 대응하여 화면 출력 위치를 자동 조절하며, 상기 화면 출력 위치는, 차량 전면의 윈드쉴드 상의 소정 위치일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 모바일 단말로부터 외부정보를 제공받아 상기 정보를 헤드업 디스플레이 장치를 통해 디스플레이함으로써, 내부 메모리에 저장된 정보에 국한되지 않고 다양한 정보를 화면에 출력할 수 있는 헤드업 디스플레이 장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 모바일 단말을 통해 수신한 외부정보에 기초하여 ECU를 컨트롤함으로써, 다양한 주변상황에 맞추어 차량용 기기를 자동 제어할 수 있는 헤드업 디스플레이 장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 모바일 단말에 저장된 운전자 정보를 헤드업 디스플레이 장치를 통해 ECU에 전달하고 차량기기를 제어함으로써, 차량이 교체되더라도 운전자의 정보에 맞게 차량의 설정을 자동 제어할 수 있는 헤드업 디스플레이 장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 차량의 기기정보를 헤드업 디스플레이 장치 및 모바일 단말을 통해 차량 상태 모니터링을 위한 외부 서버에 전달함으로써, 차량의 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 헤드업 디스플레이 장치가 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 저속 및 고속 시 변화되는 운전자의 시야 거리에 맞도록 차량의 속도에 반응하여 차량 전면 윈드쉴드에 투영되는 차량 운행정보 표시이미지 위치를 자동 조절함으로써 속도에 따른 운전자의 시각의 변화에 의한 차량 운행정보 표시이미지 인식에 소요되는 시간을 줄임으로써 운전의 안정성을 향상시켜주는 헤드업 디스플레이 장치가 제공 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 운전자 정보를 반영하여 차량 기기를 세트하는 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 차량기기의 상태정보를 모니터링하는 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 차량의 속도 등에 따라 출력 영역을 제어하는 구성을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의　실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참고하면, 헤드업 디스플레이 장치(100)는 수신부(110), 차량 제어부(120), 및 출력 제어부(130)를 포함한다.
수신부(110)는 모바일 단말 및 차량 ECU로부터 차량상태정보, 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.
이때, '모바일 단말'은 스마트폰, 태블릿 PC 등 통신이 가능한 이동식 단말기가 사용될 수 있으며, '차량정보'는 차량운행에 필요한 다양한 정보들을 포함할 수 있다. 구체적 예로, '차량정보'는 모바일 단말의 GPS모듈을 통해 파악되는 차량의 속도정보, 모바일 단말의 G센서 등을 통해 파악되는 차량의 방향정보/위치정보 등 차량의 운행에 필요한 정보, 운전자의 신체 구조에 맞도록 설정한 차량의자/백미러 설정 정보 등 차량 운행설정정보들로 구성될 수 있다.
또한, 수신부(110)는 상기 차량정보 이외에도 '외부상황 정보'를 수신할 수 있으며, 외부상황 정보는 일예로, 날씨정보, 유가정보, 교통상황 정보, 및 내비게이션 정보 중 적어도 하나일 수 있다. 스마트폰 등 모바일 단말은 LTE 등의 통신방식을 통해 외부와의 자유로운 통신이 가능하며, 다양한 응용프로그램(app)을 통해 다양한 정보를 공유하고 가공할 수 있다. 따라서, 수신부(110)는 스마트폰 등의 모바일 단말로부터 날씨정보, 유가정보, 차량 주변의 교통상황 정보, 내비게이션 정보 등 운행에 필요한 다양한 정보를 수신할 수 있다.
수신부(110)를 통해 수신된 다양한 정보들은 운전자에게 정보를 제공하기 위해 화면 출력되거나 차량내의 다양한 기기들을 제어하기 위해 사용될 수 있으며, 이를 위한 구성은 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
우선, 차량 제어부(120)는 상기 수신된 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나를 ECU(electronic control unit)에 전달하여 차량 기기를 제어하도록 할 수 있다. 예를 들어, 차량 제어부(120)는 모바일 단말로부터 수신한 날씨정보(ex. 목적지에 이르는 경로상의 특정 지역에 폭설주의보 발령)에 따라 차량의 운행모드를 변경(ex. 눈길운전모드)하거나, 차량의 속도 또는 방향에 따라 운전석 시트의 각도, 안전벨트의 이격도 등을 제어하도록 할 수 있다.
즉, 차량 제어부(120)는 모바일 단말로부터 목적지에 이르는 경로상의 주요 지점에 대한 날씨정보를 수신할 수 있고, 수신된 날씨정보가 기설정된 상황과 일치하면, 해당 상황에 맞는 운전모드로 자동 변경되도록 제어할 수 있다. 또한, 차량 제어부(120)는 모바일 단말의 GPS모듈을 통해 파악된 속도정보, G센서 또는 3축 센서 등을 통해 파악된 차량의 방향/위치 등을 수신할 수 있고, 속도의 변화에 따라 운전석 시트의 등받이 각도를 변경(ex. 속도가 높아질수록 등받이가 뒤로 젖혀지도록 하여 운전자의 시야가 자연스럽게 먼 곳을 향하도록 하고 속도가 낮아질수록 등받이가 앞으로 기울어지도록 하여 자연스럽게 운전자의 시야가 가까운 곳을 향하도록 할 수 있음)하거나, 안전벨트의 상태를 변경(ex. 속도가 높아질수록 안전벨트와 운전자의 이격공간을 줄여 타이트하게 착용될 수 있도록 하고, 속도가 낮아질수록 안전벨트와 운전자의 이격공간을 늘여 다소 편안한 상태에서 운전할 수 있도록 제어)할 수 있다.
또한, 차량 제어부(120)는 사용자가 기저장한 차량 세트정보를 상기 모바일 기기로부터 수신하고, 상기 차량 세트정보에 기초하여 차량의 상태를 변경하는 차량 세팅정보 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 운전자의 성향에 따라 설정된 차량의 설정값을 수신하고 수신된 설정값에 따라 차량의 상태를 변경하도록 할 수 있으며, 이는 도 2을 참고하여 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 운전자 정보를 반영하여 차량 기기를 세트하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참고하면, 운전자가 본인의 성향에 따라 자동차의 다양한 설정(ex. 운전시트 설정, 라디오 기본볼륨설정, 실내온도설정 등)정보를 모바일 단말(140) 등에 미리 저장해 둘 수 있다. 따라서, 차량이 바뀌더라도 상기 저장된 다양한 설정정보들을 헤드업 디스플레이 장치(100) 내의 차량 세팅정보 제어부(미도시)가 수신하고, 상기 수신된 설정정보에 따라 차량기기의 다양한 설정값을 자동으로 세트할 수 있다. 즉, 운전자는 차량을 바꿔 타는 경우에도 각 차량에 설치된 헤드업 디스플레이 장치(100)들과 연결되어, 모바일 단말(140) 등에 저장된 설정값을 통해 차량의 각종 설정값들을 손쉽게 조절할 수 있어, 새로운 차량에서도 운전자에게 익숙한 환경을 손쉽게 재연해 줄 수 있다. 상기 실시예에서는 설정값이 모바일 단말(140)에 저장되는 경우를 설명하였으나, 다른 실시예에서는 헤드업 디스플레이 장치(100)의 내부메모리에 저장될 수도 있다.
상기와 같이, 헤드업 디스플레이 장치(100)가 단순히 차량의 속도 등을 표시하는 기능에 그치는 것이 아니라, 모바일 단말로부터 다양한 정보를 수신하고 활용함으로써, 운전자의 편의성을 보다 향상시킬 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 차량 제어부(120)는 상기 차량 기기의 상태정보를 수신하는 기기정보 수신부(미도시) 및 상기 차량기기의 상태정보를 외부기기에 송신하기 위한 송신부(미도시)를 포함할 수 있으며, 이를 통해 차량의 각종 기기정보를 외부기기에 송신할 수 있다. 이때, 차량기기의 상태정보는 차량의 유량, 차량 각 부의 온도, 타이어 공기압 등 차량의 각종 기기의 현황정보일 수 있다. 여기서, 차량의 상태정보를 수신하고 외부기기로 송신하는 과정은 도 3을 참고하여 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 차량기기의 상태정보를 모니터링하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고하면, 차량의 유량, 차량 각 부의 온도, 타이어 공기압 등 차량의 상태정보를 기기정보 수신부(미도시)가 수신하고, 수신된 정보를 송신부(미도시)가 모바일 단말(140)을 거쳐 외부기기(310)에 송신함으로써, 차량의 상태가 모니터링 될 수 있다.
일예로, 자동차 보험회사, 안전운전관리기관 등은 관리하고자 하는 자동차를 지속적으로 모니터링하여 안전운전이 이루어질 수 있도록 관리할 수 있고, 이를 위해 차량의 각종 기기정보를 수신하고 상기 수신된 차량의 각종 기기정보를 통해 주기적으로 또는 실시간으로 차량의 상태를 모니터링 할 수 있으며, 만약 차량에 이상이 발생하거나 문제발생 소지가 있는 경우, 운전자가 미리 대비하고 대응할 수 있도록 모바일 단말을 통해 헤드업 디스플레이 장치(100)에 다양한 정보를 전송할 수 있다. 이 경우, 헤드업 디스플레이 장치(100)는 상기 수신한 정보를 화면 출력하여 운전자가 주의운전을 하도록 정보를 제공할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예를 통해 차량의 기기정보를 외부기기(310)에 제공하여 차량상태를 모니터링하고, 문제발생 소지가 있는 경우, 대응정보를 제공함으로써, 차량의 안전운전 이 이루어지도록 할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 출력 제어부(130)는 상기 수신된 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나에 기초하여 화면 출력을 제어할 수 있다. 즉, 헤드업 디스플레이 장치(100)는 모바일 단말(140)로부터 수신한 다양한 정보, 자동차의 속도 등 차량 내부정보를 화면(유리창)에 출력할 수 있다. 이때, 화면 출력은 다양한 상황에 맞추어 제어될 수 있으며, 이는 도 4를 참고하여 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 차량의 속도 등에 따라 출력 영역을 제어하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참고하면, 헤드업 디스플레이 장치(100)는 자동차의 유리창에 다양한 정보를 출력하는데 유리창(윈드쉴드)에 출력되는 영역(410)은 차량 속도 등 다양한 상황에 따라 달라지도록 제어될 수 있다.
일예로, 차량의 속도가 빨라지면 사용자는 자연스럽게 먼 곳을 응시하게 되고, 이러한 경우, 정보가 출력되는 영역(410)은 속도가 느린경우와 대비하여 상측으로 조절되는 것이 바람직하다. 따라서, 출력 제어부(130)는 자동차의 속도에 따라 정보가 출력되는 영역(410)을 단계적으로 조절할 수 있고, 운전자는 속도의 변화에도 불편함없이 출력정보를 파악할 수 있게 된다.
다른 일예로, 운전자의 신체정보/성향정보를 수신하고, 운전자의 신체 사이즈(ex. 앉은키)에 따라 화면에 투영된 출력정보가 명확히 보여질 수 있도록 제어될 수 있다. 즉, 앉은키가 크거나, 운전석 시트를 높여 운전하는 성향의 운전자에게는 높은 눈높이에서 출력정보가 명확히 보여질 수 있도록 출력되는 영역(410)을 제어할 수 있고, 반대로 앉은키가 작거나, 운전석 시트를 낮추어 운전하는 성향의 운전자에게는 낮은 눈높이에서 출력정보가 명확히 보여질 수 있도록 출력되는 영역(410)을 제어할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 운전자의 특성 등에 따라 맞춤형 서비스를 제공할 수 있으므로, 사용자 편의성이 향상되는 헤드업 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치는 차량 정보출력이라는 본연의 기능 이외에 차량용 기기/ECU와 모바일 단말의 게이트웨이 역할을 수행할 수 있으며, 이를 통해 사용자 편의를 위한 다양한 기능을 제공할 수 있다.
이를 위해, 모바일 단말 내에 응용프로그램이 구현되고 상기 기능을 수행할 수 있으며, 헤드업 디스플레이 장치에는 공동프레임워크 OSGi(Open Service Gateway Initiative) 기반의 게이트웨이 프레임워크를 구현하는 응용프로그램이 구현될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른, 헤드업 디스플레이 제어 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 따라서, 본 발명의 일실시예는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 : 수신부
120 : 차량 제어부
130 : 출력 제어부
140 : 모바일 단말
150 : ECU

Claims (6)

  1. 모바일 단말로부터 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나를 ECU(electronic control unit)에 전달하여 차량 기기를 제어하는 차량 제어부; 및
    상기 수신된 차량정보 및 외부상황 정보 중 적어도 하나에 기초하여 화면 출력을 제어하는 출력 제어부
    를 포함하고,
    상기 출력 제어부는,
    차량의 속도에 대응하여 화면 출력 위치를 자동 조절하며,
    상기 화면 출력 위치는, 차량 전면의 윈드쉴드 상의 소정 위치인 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량정보는,
    차량의 속도, 차량 방향, 및 차량 위치 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 외부상황 정보는,
    날씨정보, 유가정보, 교통상황 정보, 및 내비게이션 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어부는,
    상기 차량 기기의 상태정보를 수신하는 기기정보 수신부; 및
    상기 차량기기의 상태정보를 외부기기에 송신하기 위한 송신부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 차량기기의 상태정보는
    차량의 유량, 차량 각 부의 온도, 및 타이어 공기압 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차량 제어부는,
    사용자가 기저장한 차량 세트정보를 상기 모바일 기기로부터 수신하고, 상기 차량 세트정보에 기초하여 차량의 상태를 변경하는 차량 세팅정보 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
  6. 삭제
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