Технология, разработанная исследователями из Кембриджского университета, Оксфордского университета и Университетского колледжа Лондона (UCL), основана на LiDAR (обнаружение света и дальность) и использует данные LiDAR для создания голографических изображений сверхвысокой четкости дорожных объектов. которые направляются прямо в глаза водителя, вместо двумерных проекций на лобовое стекло, используемых в большинстве проекционных дисплеев.
Хотя технология еще не тестировалась в автомобиле, первые тесты, основанные на данных, собранных на оживленной улице в центре Лондона, показали, что голографические изображения появляются в поле зрения водителя в соответствии с их фактическим положением, создавая дополненную реальность. Это может быть особенно полезно, когда такие объекты, как дорожные знаки, скрыты большими деревьями или грузовиками, например, позволяя водителю «видеть сквозь» визуальные препятствия. Результаты опубликованы в журнале Optics Express.
«В подключенных транспортных средствах встраиваются проекционные дисплеи, которые обычно проецируют информацию, такую как скорость или уровень топлива, прямо на лобовое стекло перед водителем, который должен следить за дорогой», – сказала ведущий автор Яна Скирневская, доктор философии. кандидат инженерного факультета Кембриджа. «Однако мы хотели пойти дальше, представив реальные объекты в виде панорамных 3D-проекций."
Скирневская и ее коллеги основали свою систему на LiDAR, методе дистанционного зондирования, который работает путем отправки лазерного импульса для измерения расстояния между сканером и объектом. LiDAR обычно используется в сельском хозяйстве, археологии и географии, но он также испытывается в автономных транспортных средствах для обнаружения препятствий.
Используя LiDAR, исследователи отсканировали Малет-стрит, оживленную улицу кампуса UCL в центре Лондона. Соавтор Фил Уилкс, географ, который обычно использует LiDAR для сканирования тропических лесов, просканировал всю улицу, используя технику, называемую наземным лазерным сканированием. Миллионы импульсов были отправлены с разных точек на Малет-стрит.
Затем данные LiDAR были объединены с данными облака точек, создав 3D-модель.
«Таким образом, мы можем сшить сканы вместе, создав целую сцену, которая захватывает не только деревья, но и автомобили, грузовики, людей, знаки и все остальное, что можно увидеть на типичной городской улице», – сказал Уилкс. «Хотя данные, которые мы собирали, были получены со стационарной платформы, они похожи на датчики, которые будут в следующем поколении автономных или полуавтономных транспортных средств."
Когда 3D-модель Malet St была завершена, исследователи преобразовали различные объекты на улице в голографические проекции.
Данные LiDAR в виде облаков точек обрабатывались алгоритмами разделения для идентификации и выделения целевых объектов. Другой алгоритм использовался для преобразования целевых объектов в дифракционные картины, сгенерированные компьютером.
Эти точки данных были внедрены в оптическую систему для проецирования трехмерных голографических объектов в поле зрения водителя.
Оптическая установка способна проецировать несколько слоев голограмм с помощью передовых алгоритмов. Голографическая проекция может быть разных размеров и совмещена с положением изображаемого реального объекта на улице. Например, скрытый уличный знак будет отображаться как голографическая проекция относительно его фактического положения за препятствием, действуя как механизм предупреждения.
В будущем исследователи надеются усовершенствовать свою систему, персонализировав макет проекционных дисплеев, и создали алгоритм, способный проецировать несколько слоев различных объектов. Эти многослойные голограммы можно свободно размещать в поле зрения водителя.
Например, в первом слое дорожный знак на большем расстоянии может проецироваться в меньшем размере. На втором уровне предупреждающий знак на более близком расстоянии может отображаться в большем размере.
«Эта техника наслоения обеспечивает ощущение дополненной реальности и естественным образом предупреждает водителя», – сказала Скирневская. "У каждого человека могут быть разные предпочтения в отношении параметров отображения. Например, показатели жизненно важных функций водителя могут отображаться в желаемом месте на проекционном дисплее.
«Панорамные голографические проекции могут стать ценным дополнением к существующим мерам безопасности, показывая дорожные объекты в режиме реального времени. Голограммы предупреждают водителя, но не отвлекают его."
В настоящее время исследователи работают над миниатюризацией оптических компонентов, используемых в их голографической установке, чтобы их можно было разместить в автомобиле.
После завершения настройки будут проведены испытания автомобилей на дорогах общего пользования в Кембридже.