Голографический дисплей может предупредить водителей о дорожных препятствиях в режиме реального времени

Кредит: Яна Скирневскаджа

Исследователи разработали демонстрацию дополненной реальности, который может улучшить безопасность дорожного движения, демонстрируя потенциальные опасности в качестве трехмерных голограмм с высоким разрешением непосредственно в области зрения водителя в режиме реального времени.

Текущие системы отображения Heads-Up ограничиваются двумерными прогнозами на лобовом стекле транспортного средства, но исследователи из университетов Кембриджа, Оксфорда и Университетского колледжа Лондона (UCL) разработали систему с использованием 3D-сканера и лидара для создания полностью3D -представление лондонских улиц.

Разработанная ими система может эффективно «видеть» через объекты для проецирования голографических представлений о дорожных препятствиях, которые скрыты от поля зрения водителя, выровненных с реальным объектом как в размере, так и в расстоянии.Например, дорожный знак, заблокированный от обзора большим грузовиком, появится как 3D -голограмма, так что водитель точно знает, где находится знак и какую информацию он отображает.

Технология 3D голографической проекции удерживает водителя на дороге вместо лобового стекла и может повысить безопасность дорожного движения, проецируя дорожные препятствия и потенциальные опасности в режиме реального времени с любого угла.Результаты представлены в журнале «Расширенные оптические материалы».

Каждый день около 16 000 человек погибают в результате дорожно -транспортных происшествий, вызванных человеческой ошибкой.Технология может быть использована для сокращения этого числа и повышения безопасности дорожного движения, частично, предоставляя информацию водителям о потенциальных опасностях.В настоящее время это в основном делается с использованием дисплеев Heads-Up, которые могут предоставить такую информацию, как текущую скорость или направления движения.

«Идея, стоящая за головой, заключается в том, что она удерживает глаза водителя, потому что даже доля секунды, не смотрящей на дорогу, достаточно времени, чтобы произошла авария»,-сказала Яна Скирневская из Департамента технического инженера Кембриджа, ИнженерныйПервый автор исследования.«Однако, поскольку это двумерные изображения, проецируемые на небольшую область [ветрового стекла], водитель может смотреть на изображение и на самом деле не смотреть на дорогу перед ними».

В течение нескольких лет Skirnewskaja и ее коллеги работали над разработкой альтернатив для дисплеев Heads-Up (HUDS), которые могли бы повысить безопасность дорожного движения, предоставляя более точную информацию водителям, при этом следите за дорогой.

«Мы хотим проецировать информацию в любом месте в поле зрения водителя, но в некотором смысле, что это не ошеломляет и не отвлекает», - сказал Скирневскаджа.«Мы не хотим предоставлять какую -либо информацию, которая не связана напрямую с задачей вождения».

Команда разработала систему проецирования видеопроекции облачных видео с дополненной реальностью для отображения объектов, выровненных с реальными объектами по размеру и расстоянию в поле зрения водителя.Система объединяет данные из 3D голографической настройки с данными LIDAR (обнаружение света и дальности).Лидар использует импульсный источник света для освещения объекта, а затем измеряются отраженные световые импульсы, чтобы вычислить, насколько далеко находится объект от источника света.

Исследователи протестировали систему, сканируя Малет -стрит в кампусе UCL в центре Лондона.Информация из облака лидарных точек была преобразована в слоистые 3D -голограммы, состоящую из 400 000 точек данных.Концепция проецирования оценки препятствий на 360 ° для драйверов обусловлена тщательной обработкой данных, обеспечивая четкую видимость глубины каждого объекта.

Исследователи ускорили процесс сканирования так, чтобы голограммы были сгенерированы и прогнозировались в режиме реального времени.Важно отметить, что сканирование может предоставить динамическую информацию, поскольку занятые улицы переходят от одного момента на другой.

«Данные, которые мы собрали, могут быть переданы и сохранены в облаке, чтобы любые проходящие мимо были бы к нему доступ-это как более сложная версия навигационных приложений, которые мы используем каждый день для предоставления информации о трафике в режиме реального времени»,-сказалSkirnewskaja.«Таким образом, система динамична и может адаптироваться к изменяющимся условиям, так как опасности или препятствия движутся на улице или вне улицы».

В то время как больше сбора данных из различных мест повышает точность, исследователи говорят, что уникальный вклад их исследования заключается в том, чтобы обеспечить представление на 360 °, разумно выбирая точки данных из отдельных сканирования конкретных объектов, таких как грузовики или здания, обеспечивая всестороннюю оценку дороги.опасности.

«Мы можем сканировать до 400 000 точек данных для одного объекта, но, очевидно, это довольно тяжело данных и делает его более сложным для сканирования, извлечения и проектных данных об этом объекте в режиме реального времени»,-сказал Скирневскаджа.«Имея всего 100 точек данных, мы можем знать, что такое объект и насколько он большой. Нам нужно получить достаточно информации, чтобы водитель знал, что вокруг них».

Ранее в этом году Skirnewskaja и ее коллеги провели виртуальную демонстрацию с гарнитурами виртуальной реальности, загруженными лидарными данными системы в научном музее в Лондоне.Отзывы пользователей из сеансов помогли исследователям улучшить систему, чтобы сделать дизайн более инклюзивным и удобным для пользователя.Например, они точно настроили систему, чтобы уменьшить напряжение глаз, и учитывают нарушения зрения.

«Мы хотим, чтобы система была доступна и инклюзивна, чтобы конечным пользователям было удобно», - сказал Скирневскаджа.«Если система отвлекает, то она не работает. Мы хотим что -то полезное для водителей, и повышает безопасность для всех дорожных пользователей, включая пешеходов и велосипедистов».

Исследователи в настоящее время сотрудничают с Google для разработки технологии, чтобы ее можно было протестировать в реальных автомобилях.Они надеются пройти дорожные испытания, на государственных или частных дорогах, в 2024 году.

Больше информации: Ускоренные голографические прогнозы 4K-видео на основе облаков Lidar Point для автомобильных дисплеев, расширенных оптических материалов (2023).Doi: 10.1002/adom.202301772