Проекционный дисплей на 360 градусов может предупреждать водителей о дорожных препятствиях в режиме реального времени.
Исследователи разработали проекционный дисплей дополненной реальности, который может повысить безопасность дорожного движения, отображая потенциальные опасности в виде трехмерных голограмм высокого разрешения непосредственно в поле зрения водителя в режиме реального времени.
Современные системы отображения на лобовом стекле ограничены двумерными проекциями на лобовое стекло автомобиля, но исследователи из университетов Кембриджа, Оксфорда и Университетского колледжа Лондона (UCL) разработали систему, использующую 3D-лазерный сканер и данные LiDAR для создания полностью 3D-изображение улиц Лондона.
Разработанная ими система может эффективно «видеть» сквозь объекты, проецируя голографические изображения дорожных препятствий, которые скрыты от поля зрения водителя и совпадают с реальным объектом как по размеру, так и по расстоянию. Например, дорожный знак, заблокированный большим грузовиком, будет отображаться в виде трехмерной голограммы, чтобы водитель точно знал, где находится знак и какую информацию он отображает.
Технология 3D-голографической проекции позволяет водителю сосредоточиться на дороге, а не на лобовом стекле, и может повысить безопасность дорожного движения , проецируя дорожные препятствия и потенциальные опасности в реальном времени под любым углом. О результатах сообщается в журнале Advanced Optical Materials .
Каждый день около 16 000 человек погибают в дорожно-транспортных происшествиях, вызванных человеческой ошибкой. Технологии могут быть использованы для сокращения этого числа и повышения безопасности дорожного движения, в частности, путем предоставления водителям информации о потенциальных опасностях. В настоящее время это в основном делается с помощью проекционных дисплеев, которые могут предоставлять такую информацию, как текущая скорость или направление движения.
«Идея проекционного дисплея заключается в том, что он удерживает взгляд водителя, потому что даже доли секунды, когда он не смотрит на дорогу, достаточно, чтобы произошла авария», — сказала Яна Скирневская из инженерного факультета Кембриджа, первый автор исследования. «Однако, поскольку это двухмерные изображения, проецируемые на небольшую площадь [лобового стекла], водитель может смотреть на изображение, а не на дорогу впереди».
В течение нескольких лет Скирневская и ее коллеги работали над разработкой альтернатив проекционным дисплеям (HUD), которые могли бы повысить безопасность дорожного движения, предоставляя водителям более точную информацию, не отрывая глаз от дороги.
«Мы хотим проецировать информацию в любое место в поле зрения водителя, но так, чтобы она не перегружала и не отвлекала», — сказала Скирневская. «Мы не хотим предоставлять какую-либо информацию, которая не имеет прямого отношения к поставленной задаче вождения».
Команда разработала систему видеопроекции голографического облака точек дополненной реальности , позволяющую отображать объекты, соответствующие реальным объектам по размеру и расстоянию в поле зрения водителя. Система объединяет данные трехмерной голографической установки с данными LiDAR (обнаружение света и определение дальности). LiDAR использует импульсный источник света для освещения объекта, а затем измеряются отраженные световые импульсы, чтобы рассчитать, насколько далеко объект находится от источника света.
Исследователи протестировали систему, просканировав Малет-стрит в кампусе UCL в центре Лондона. Информация из облака точек LiDAR была преобразована в слоистые трехмерные голограммы, состоящие из 400 000 точек данных. Идея создания системы оценки препятствий на 360° для водителей возникла в результате тщательной обработки данных, обеспечивающей четкую видимость глубины каждого объекта.
Исследователи ускорили процесс сканирования, так что голограммы создавались и проецировались в реальном времени. Важно отметить, что сканирование может предоставлять динамическую информацию, поскольку оживленные улицы меняются время от времени.
«Собранные нами данные могут быть переданы и сохранены в облаке, чтобы любой проезжающий мимо водитель имел к ним доступ — это похоже на более сложную версию навигационных приложений, которые мы используем каждый день для предоставления информации о дорожной обстановке в реальном времени», — сказал он. Скирневская. «Таким образом, система становится динамичной и может адаптироваться к меняющимся условиям, когда опасности или препятствия перемещаются по улице или за ее пределы».
Хотя больший сбор данных из разных мест повышает точность, исследователи говорят, что уникальный вклад их исследования заключается в обеспечении обзора на 360° за счет разумного выбора точек данных из отдельных сканирований конкретных объектов, таких как грузовики или здания, что позволяет провести комплексную оценку дорожного движения. опасности.
«Мы можем сканировать до 400 000 точек данных для одного объекта, но, очевидно, это требует большого объема данных и усложняет сканирование, извлечение и проецирование данных об этом объекте в режиме реального времени», — сказала Скирневская. «Имея всего 100 точек данных , мы можем узнать, что это за объект и насколько он велик. Нам нужно получить ровно столько информации, чтобы водитель знал, что происходит вокруг него».
Ранее в этом году Скирневская и ее коллеги провели виртуальную демонстрацию с использованием гарнитур виртуальной реальности, загруженных данными LiDAR системы, в Музее науки в Лондоне. Отзывы пользователей о сеансах помогли исследователям улучшить систему, сделав ее более инклюзивной и удобной для пользователя. Например, они настроили систему так, чтобы снизить нагрузку на глаза, и учли нарушения зрения.
«Мы хотим, чтобы система была доступной и инклюзивной, чтобы конечные пользователи чувствовали себя в ней комфортно», — сказала Скирневская. «Если система отвлекает, то она не работает. Мы хотим чего-то, что будет полезно для водителей и повысит безопасность всех участников дорожного движения, включая пешеходов и велосипедистов».
В настоящее время исследователи сотрудничают с Google для разработки технологии, чтобы ее можно было протестировать на реальных автомобилях. Они надеются провести дорожные испытания на дорогах общего пользования или частных дорогах в 2024 году.
