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" legen nahe, dass diese Technologie die Verkehrssicherheit verbessern könnte, indem sie Objekte "durchschaut", um vor möglichen Gefahren zu warnen, ohne den Fahrer abzulenken.
Kopf hoch gehalten, Armaturenbrett auf Augenhöhe
Die holographische 3D-Dashboard-Technologie wurde noch nicht in einem fahrenden Auto getestet, aber die ersten Tests haben bereits stattgefunden.
Die Technologie, die von Forschern der Universitäten Cambridge, Oxford und des University College London (UCL) entwickelt wurde, 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 kann besonders nützlich sein, wenn Objekte wie Verkehrszeichen beispielsweise von großen Bäumen oder Lastwagen verdeckt werden, damit der Fahrer visuelle Hindernisse "durchschauen" kann.
Wie das holographische Dashboard funktioniert
„Head-up-Displays sind in vernetzte Fahrzeuge integriert. Normalerweise projizieren sie Informationen wie Geschwindigkeit oder Kraftstoffstand direkt vom Armaturenbrett auf die Windschutzscheibe vor dem Fahrer, um den Blick auf die Straße zu richten “, sagt der Hauptautor. Jana Skirnewskaja, Doktorand am Cambridge Department of Engineering. "Wir wollten jedoch noch einen Schritt weiter gehen, indem wir 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 Wilkes, ein Geograf, der normalerweise LiDAR zum Scannen tropischer Wälder verwendet, scannte die gesamte Straße mit einer Technik, die als terrestrisches Laserscannen bezeichnet wird. Millionen von Impulsen wurden von mehreren Orten entlang der Malet Street gesendet. Die LiDAR-Daten ermöglichten es dann, ein 3D-Modell zu erstellen, das an das „holographische Dashboard“ übertragen werden soll.
„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 erfasst, was man auf einer typischen Stadtstraße sieht“, 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 Wilkes
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 holographische Dashboard kann ein Szenario erstellen, das dem realen ähnlich ist, aber zusätzlich die Möglichkeit bietet, auch Objekte zu sehen, die in Wirklichkeit verborgen wären. Eine "super holographische Ansicht".
„Diese Schichttechnik bietet ein Augmented-Reality-Erlebnis und alarmiert den Fahrer auf natürliche Weise“, sagt Skirnewskaja. „Jede Person hat möglicherweise unterschiedliche Vorlieben für ihre Anzeigeoptionen. Zum Beispiel könnten die entscheidenden Parameter für die Gesundheit des Fahrers (Unruhe, Einschlafgefahr usw.) in einer gewünschten Position auf das Head-up-Display projiziert werden. "
Ist es nicht wahrscheinlich, dass das holographische Armaturenbrett ablenkt?
„Holographische Panorama-Projektionen könnten eine wertvolle Ergänzung zu bestehenden Sicherheitsmaßnahmen sein, indem Straßenobjekte in Echtzeit angezeigt werden. Hologramme alarmieren den Fahrer, lenken aber nicht ab. ""
Die Forscher arbeiten nun daran, die in ihrer holographischen Konfiguration verwendeten optischen Komponenten 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.
