Ein Forscherteam hat das erste LiDAR-basierte Augmented-Reality-Head-up-Display für den Einsatz in Fahrzeugen entwickelt.
Tests an einer Prototypversion des „holographischen Armaturenbretts“ deuten darauf hin, dass diese Technologie die Verkehrssicherheit verbessern könnte, indem sie Objekte „durchschaut“, um vor potenziellen Gefahren zu warnen, ohne den Fahrer abzulenken.
Kopf hoch, Armaturenbrett auf Augenhöhe
Die holografische 3D-Dashboard-Technologie wurde noch nicht in einem fahrenden Auto getestet, aber die ersten Tests haben bereits stattgefunden.
Die von Forschern der Universitäten Cambridge, Oxford und University College London (UCL) entwickelte Technologie basiert auf LiDAR (Light Sensing and Range). Verwenden Sie zum Erstellen LiDAR-Daten holographische Darstellungen der sehr hochauflösenden Straße. Alle Objekte, die im Gegensatz zu den meisten Head-up-Displays direkt auf die Augen des Fahrers übertragen werden.
Die ersten Tests basieren auf Daten, die von einer belebten Straße im Zentrum Londons gesammelt wurden, und zeigten, dass holographische Bilder im Sichtfeld des Fahrers basierend auf ihrer tatsächlichen Position erscheinen und eine echte Augmented Reality erzeugen.
Sicherheit und Detail
Dies könnte besonders nützlich sein, wenn Objekte wie Verkehrszeichen beispielsweise von großen Bäumen oder Lastwagen verdeckt werden, sodass der Fahrer durch Sichthindernisse „hindurchsehen“ kann.
Wie das holographische Dashboard funktioniert
„Head-up-Displays werden in vernetzte Fahrzeuge eingebaut. Sie projizieren normalerweise Informationen wie Geschwindigkeit oder Tankfüllstand direkt vom Armaturenbrett auf die Windschutzscheibe vor dem Fahrer, um den Blick auf die Straße zu richten“, sagt Erstautor. Jana Skirnewskaja, Doktorand des Cambridge Department of Engineering. „Wir wollten jedoch noch einen Schritt weiter gehen und reale Objekte in Panorama-3D-Projektionen darstellen.“
Die Ergebnisse werden gemeldet im Optics Express Magazin.
Forschung im Detail
Skirnewskaja und seine Kollegen basierten ihr System auf LiDAR, einer Fernerkundungsmethode, bei der ein Laserpuls gesendet wird, um den Abstand zwischen dem Scanner und einem Objekt zu messen. LiDAR wird häufig in der Landwirtschaft, Archäologie und Geographie verwendet, wird aber auch in autonomen Hindernissenkennungsfahrzeugen getestet.
Mit LiDAR scannten die Forscher die Malet Street, eine belebte Straße auf dem UCL-Campus im Zentrum von London.
Der Co-Autor Phil Wilke, ein Geograph, der normalerweise LiDAR zum Scannen tropischer Wälder verwendet, scannte die gesamte Straße mit einer Technik namens terrestrisches Laserscanning. Millionen von Impulsen wurden von mehreren Orten entlang der Malet Street gesendet. Aus den LiDAR-Daten konnte dann ein 3D-Modell erstellt und an das „holographische Dashboard“ übermittelt werden.
„Auf diese Weise können wir die Scans kombinieren und eine ganze Szene erstellen, die nicht nur Bäume, sondern auch Autos, Lastwagen, Menschen, Schilder und alles andere, was man auf einer typischen Stadtstraße sieht, einfängt“, sagt Wilkes.
Obwohl die von uns erfassten Daten von einer festen Plattform stammen, ähneln sie den Sensoren der nächsten Generation autonomer oder halbautonomer Fahrzeuge.
Phil Wilke
Bild basierend auf LiDAR-Daten (links), konvertiert in ein Hologramm (rechts).
Die nächsten Schritte
In Zukunft hoffen die Forscher, ihr System durch Anpassung des holographischen Dashboard-Layouts zu verfeinern.
Im Moment haben sie einen Algorithmus entwickelt, der mehrere Schichten verschiedener Objekte projizieren kann: Diese geschichteten Hologramme können frei im visuellen Raum des Fahrers angeordnet werden. Beispielsweise kann in der ersten Schicht ein Verkehrszeichen in einer weiteren Entfernung mit einer kleineren Abmessung projiziert werden. In der zweiten Ebene kann ein Warnschild aus größerer Entfernung in größerer Größe angezeigt werden.
Eine super holographische Ansicht
Mit anderen Worten, das holografische Dashboard ist in der Lage, ein dem realen ähnliches Szenario zu erstellen, jedoch mit der zusätzlichen Möglichkeit, auch Objekte zu sehen, die in Wirklichkeit verborgen wären. Eine "superholografische Ansicht".
„Diese Layering-Technik bietet ein Augmented-Reality-Erlebnis und warnt den Fahrer auf natürliche Weise“, sagt Skirnewskaya. „Jeder Einzelne kann unterschiedliche Vorlieben für seine Anzeigeoptionen haben. So könnten beispielsweise die Vitalwerte zum Gesundheitszustand des Fahrers (Erregung, Einschlafgefahr etc.) in einer gewünschten Position auf das Head-up-Display projiziert werden.“
Ist es nicht wahrscheinlich, dass das holographische Armaturenbrett ablenkt?
„Holografische Panoramaprojektionen könnten eine wertvolle Ergänzung zu bestehenden Sicherheitsmaßnahmen sein, indem sie Straßenobjekte in Echtzeit anzeigen. Hologramme dienen der Warnung des Fahrers, lenken ihn aber nicht ab. "
Forscher arbeiten nun daran, die verwendeten optischen Komponenten in ihrer holografischen Konfiguration so zu miniaturisieren, dass sie in ein Auto passen.
Nach Abschluss der Einrichtung werden holographische Dashboard-Tests direkt in Fahrzeugen auf den öffentlichen Straßen von Cambridge durchgeführt.
