Os pesquisadores desenvolveram o primeiro head-up de realidade aumentada baseado em LiDAR para uso em veículos. Testes em uma versão de protótipo da tecnologia sugerem que ela pode melhorar a segurança no trânsito ao "ver através" dos objetos para alertar sobre perigos potenciais sem distrair o motorista.

A tecnologia, desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Cambridge, a University of Oxford e a University College London (UCL), é baseado em LiDAR (detecção e alcance de luz), e usa dados LiDAR para criar representações holográficas de ultra alta definição de objetos rodoviários que são transmitidos diretamente aos olhos do motorista, em vez de projeções de pára-brisa 2D usadas na maioria dos monitores head-up.

Embora a tecnologia ainda não tenha sido testada em um carro, primeiros testes, com base em dados coletados em uma rua movimentada no centro de Londres, mostraram que as imagens holográficas aparecem no campo de visão do motorista de acordo com sua posição real, criando uma realidade aumentada. Isso pode ser particularmente útil onde objetos como sinais de trânsito estão escondidos por árvores grandes ou caminhões, por exemplo, permitindo ao motorista 'ver através' das obstruções visuais. Os resultados são relatados no jornal Optics Express .

"Head-up displays estão sendo incorporados em veículos conectados, e geralmente projetam informações como velocidade ou níveis de combustível diretamente no para-brisa na frente do motorista, que deve manter os olhos na estrada, "disse a autora principal Jana Skirnewskaja, um Ph.D. candidato do Departamento de Engenharia de Cambridge. "Contudo, queríamos dar um passo adiante, representando objetos reais em projeções panorâmicas em 3D. "

Skirnewskaja e seus colegas basearam seu sistema no LiDAR, um método de sensoriamento remoto que funciona enviando um pulso de laser para medir a distância entre o scanner e um objeto. LiDAR é comumente usado na agricultura, arqueologia e geografia, mas também está sendo testado em veículos autônomos para detecção de obstáculos.

Usando LiDAR, os pesquisadores examinaram Malet Street, uma rua movimentada no campus da UCL no centro de Londres. Co-autor Phil Wilkes, um geógrafo que normalmente usa LiDAR para digitalizar florestas tropicais, escaneou toda a rua usando uma técnica chamada varredura a laser terrestre. Milhões de pulsos foram enviados de várias posições ao longo da Malet Street. Os dados LiDAR foram então combinados com dados de nuvem de pontos, construir um modelo 3D.

"Por aqui, podemos costurar as digitalizações, construindo uma cena inteira, que não captura apenas árvores, mas carros, caminhões, pessoas, sinais, e tudo o mais que você veria em uma rua típica da cidade, "disse Wilkes." Embora os dados que capturamos fossem de uma plataforma estacionária, é semelhante aos sensores que estarão na próxima geração de veículos autônomos ou semiautônomos. "

Quando o modelo 3D de Malet St foi concluído, os pesquisadores então transformaram vários objetos na rua em projeções holográficas. Os dados LiDAR, na forma de nuvens de pontos, foi processado por algoritmos de separação para identificar e extrair os objetos de destino. Outro algoritmo foi usado para converter os objetos alvo em padrões de difração gerados por computador. Esses pontos de dados foram implementados na configuração óptica para projetar objetos holográficos 3D no campo de visão do motorista.

A configuração óptica é capaz de projetar várias camadas de hologramas com a ajuda de algoritmos avançados. A projeção holográfica pode aparecer em diferentes tamanhos e está alinhada com a posição do objeto real representado na rua. Por exemplo, uma placa de rua oculta apareceria como uma projeção holográfica em relação à sua posição real atrás da obstrução, atuando como um mecanismo de alerta.

No futuro, os pesquisadores esperam refinar seu sistema personalizando o layout dos monitores head-up e criaram um algoritmo capaz de projetar várias camadas de objetos diferentes. Esses hologramas em camadas podem ser dispostos livremente no espaço de visão do motorista. Por exemplo, na primeira camada, um sinal de trânsito a uma distância posterior pode ser projetado em um tamanho menor. Na segunda camada, um sinal de aviso a uma distância mais próxima pode ser exibido em um tamanho maior.

"Esta técnica de estratificação fornece uma experiência de realidade aumentada e alerta o motorista de forma natural, "disse Skirnewskaja." Cada indivíduo pode ter preferências diferentes para suas opções de exibição. Por exemplo, os sinais vitais de saúde do motorista podem ser projetados em um local desejado do head-up display.

"As projeções holográficas panorâmicas podem ser uma adição valiosa às medidas de segurança existentes, mostrando objetos da estrada em tempo real. Os hologramas atuam para alertar o motorista, mas não são uma distração."

Os pesquisadores agora estão trabalhando para miniaturizar os componentes ópticos usados ​​em sua configuração holográfica para que possam caber em um carro. Assim que a configuração for concluída, testes de veículos em vias públicas em Cambridge serão realizados.