基于激光雷达的AR平视显示器可以改善道路安全

2021-6-8 09:05| 发布者: vantsing| 查看: 2136| 评论: 0

摘要: 来自剑桥大学、牛津大学和伦敦大学学院(UCL)的研究人员开发了一种用于车辆的基于激光雷达的增强现实(AR)平视显示器。对该技术原型的测试表明，它可以通过“看穿”物体，在不分散驾驶员注意力的情况下提醒潜在危险， ...

来自剑桥大学、牛津大学和伦敦大学学院(UCL)的研究人员开发了一种用于车辆的基于激光雷达的增强现实(AR)平视显示器。

对该技术原型的测试表明，它可以通过“看穿”物体，在不分散驾驶员注意力的情况下提醒潜在危险，从而提高道路安全。

该技术利用激光雷达数据创建道路物体的超高清全息图像，直接射向司机的眼睛，而不是大多数平视显示器中使用的2D挡风玻璃投影。

虽然这项技术尚未在汽车上进行测试，但基于从伦敦市中心一条繁忙街道收集的数据的早期测试显示，全息图像会根据驾驶员的实际位置出现在视野中，从而创造出一种增强现实。这可能是尤其有用的物体，如道路标志隐藏在大树或卡车，例如。让司机能“看穿”视觉障碍。研究结果发表在《光学快报》杂志上。

该研究的主要作者、剑桥大学工程系的博士研究生Jana Skirnewskaja说:“平视显示器正在被整合到互联车辆中，它通常会将速度或燃油水平等信息直接投射到司机前方的挡风玻璃上，而司机必须一直盯着路面。”“然而，我们想更进一步，将真实物体呈现为全景3D投影。”

研究人员从街道的多个位置发送数百万激光雷达脉冲，扫描了伦敦市中心的Malet街。然后将激光雷达数据与点云数据相结合，建立三维模型。

图像基于激光雷达数据(左，转换为全息图(右)

“通过这种方法，我们可以将扫描结果拼接在一起，形成一个完整的场景，不仅能捕捉到树木，还能捕捉到汽车、卡车、人、标志和你在典型城市街道上看到的其他一切，”合著者菲尔·威尔克斯(Phil Wilkes)说。威尔克斯是一位地理学家，经常使用激光雷达扫描热带森林。

虽然我们采集的数据来自一个固定的平台，但它类似于下一代自动或半自动车辆的传感器。

当Malet街的3D模型完成后，研究人员将街道上的各种物体转化为全息投影。采用分离算法对点云数据进行处理，识别并提取目标对象。

另一种算法被用来将目标物体转换成计算机生成的衍射图案。这些数据点被实现到光学装置，以投射3D全息物体到司机的视野。

该光学装置能够在先进算法的帮助下投射多层全息图。全息投影可以以不同的尺寸出现，并与所代表的真实物体在街道上的位置对齐。例如，一个隐藏的路标会显示为一种与障碍物后面的实际位置相关的全息投影，作为一种警报机制。

研究人员现在正致力于缩小全息装置中使用的光学元件，使其能够装入汽车。一旦安装完成，将在剑桥的公共道路上进行车辆测试。

Holoeye提供了两个快速空间光调制器模型，优化了颜色顺序相位操作。该设备能够在一帧(180Hz)内使用可见范围的快速显示版本寻址3 x 8位。SLMs还具有一个RGB光源同步连接器，用于RGB颜色可切换的激光光源。Leto-3 SLM分辨率为1920 x 1080像素，像素间距为6.4um。标准驱动单元的尺寸只有97 × 80 × 19毫米和SIM卡可以方便地集成在光学装置中。