I ricercatori hanno sviluppato il primo display head-up di realtà aumentata basato su LiDAR per l'uso nei veicoli. I test su una versione prototipo della tecnologia suggeriscono che potrebbe migliorare la sicurezza stradale "vedendo attraverso" gli oggetti per avvisare di potenziali pericoli senza distrarre il conducente.

La tecnologia, sviluppato da ricercatori dell'Università di Cambridge, l'Università di Oxford e l'University College London (UCL), si basa su LiDAR (rilevamento e distanza della luce), e utilizza i dati LiDAR per creare rappresentazioni olografiche ad altissima definizione di oggetti stradali che vengono trasmessi direttamente agli occhi del conducente, invece delle proiezioni 2D sul parabrezza utilizzate nella maggior parte dei display head-up.

Sebbene la tecnologia non sia ancora stata testata in un'auto, primi test, sulla base dei dati raccolti da una strada trafficata nel centro di Londra, ha mostrato che le immagini olografiche appaiono nel campo visivo del conducente in base alla loro posizione effettiva, creare una realtà aumentata. Ciò potrebbe essere particolarmente utile quando oggetti come i segnali stradali sono nascosti da grandi alberi o camion, Per esempio, consentendo al conducente di "vedere attraverso" gli ostacoli visivi. I risultati sono riportati sulla rivista Ottica Express .

"I display head-up vengono incorporati nei veicoli connessi, e di solito proiettano informazioni come velocità o livelli di carburante direttamente sul parabrezza davanti al conducente, che devono tenere gli occhi sulla strada, " ha detto l'autore principale Jana Skirnewskaja, un dottorato di ricerca candidato dal Dipartimento di Ingegneria di Cambridge. "Però, volevamo fare un passo avanti rappresentando oggetti reali come proiezioni 3D panoramiche."

Skirnewskaja e i suoi colleghi hanno basato il loro sistema su LiDAR, un metodo di telerilevamento che funziona inviando un impulso laser per misurare la distanza tra lo scanner e un oggetto. LiDAR è comunemente usato in agricoltura, archeologia e geografia, ma è anche in fase di sperimentazione nei veicoli autonomi per il rilevamento degli ostacoli.

Usando LiDAR, i ricercatori hanno scansionato Malet Street, una strada trafficata nel campus della UCL nel centro di Londra. Co-autore Phil Wilkes, un geografo che normalmente usa LiDAR per scansionare foreste tropicali, scansionato l'intera strada utilizzando una tecnica chiamata scansione laser terrestre. Milioni di impulsi sono stati inviati da più posizioni lungo Malet Street. I dati LiDAR sono stati poi combinati con i dati della nuvola di punti, costruire un modello 3D.

"Per di qua, possiamo unire le scansioni, costruire un'intera scena, che non cattura solo alberi, ma automobili, camion, le persone, segni, e tutto il resto che vedresti in una tipica strada cittadina, " ha detto Wilkes. "Anche se i dati che abbiamo acquisito provenivano da una piattaforma fissa, è simile ai sensori che saranno nella prossima generazione di veicoli autonomi o semi-autonomi".

Quando il modello 3D di Malet St è stato completato, i ricercatori hanno poi trasformato vari oggetti per strada in proiezioni olografiche. I dati LiDAR, sotto forma di nuvole di punti, è stato elaborato da algoritmi di separazione per identificare ed estrarre gli oggetti target. Un altro algoritmo è stato utilizzato per convertire gli oggetti target in modelli di diffrazione generati dal computer. Questi punti dati sono stati implementati nella configurazione ottica per proiettare oggetti olografici 3D nel campo visivo del conducente.

La configurazione ottica è in grado di proiettare più strati di ologrammi con l'aiuto di algoritmi avanzati. La proiezione olografica può apparire di diverse dimensioni ed è allineata con la posizione dell'oggetto reale rappresentato sulla strada. Per esempio, un segnale stradale nascosto apparirebbe come una proiezione olografica relativa alla sua posizione effettiva dietro l'ostacolo, fungendo da meccanismo di allerta.

In futuro, i ricercatori sperano di perfezionare il loro sistema personalizzando il layout degli head-up display e hanno creato un algoritmo in grado di proiettare diversi strati di oggetti diversi. Questi ologrammi a strati possono essere disposti liberamente nello spazio visivo del conducente. Per esempio, nel primo strato, un segnale stradale a una distanza maggiore può essere proiettato in dimensioni inferiori. Nel secondo strato, un segnale di avvertimento a una distanza più ravvicinata può essere visualizzato in dimensioni maggiori.

"Questa tecnica di stratificazione fornisce un'esperienza di realtà aumentata e avvisa il conducente in modo naturale, " ha detto Skirnewskaja. "Ogni individuo può avere preferenze diverse per le proprie opzioni di visualizzazione. Ad esempio, i segni vitali di salute del conducente potrebbero essere proiettati in una posizione desiderata dell'head-up display.

"Le proiezioni olografiche panoramiche potrebbero essere una preziosa aggiunta alle misure di sicurezza esistenti, mostrando gli oggetti stradali in tempo reale. Gli ologrammi agiscono per allertare il conducente ma non sono una distrazione".

I ricercatori stanno ora lavorando per miniaturizzare i componenti ottici utilizzati nella loro configurazione olografica in modo che possano essere inseriti in un'auto. Una volta completata la configurazione, Verranno effettuati test dei veicoli su strade pubbliche a Cambridge.