英國研究人員利用激光雷達(LiDAR)創(chuàng)建物體的高清全息圖像，并將其投射入駕駛員的眼睛。
據麥姆斯咨詢報道，英國研究人員面向汽車應用開發(fā)出首個基于激光雷達(LiDAR)的3D全息抬頭顯示器。通過對這項技術的原型版本進行測試，其結果表明：它可以通過“透視”物體來警告潛在的危險，而不會分散駕駛員的注意力，從而可以提升道路安全性。
這項技術由劍橋大學、牛津大學和倫敦大學學院的研究人員共同開發(fā)，使用激光雷達衍生的數據來創(chuàng)建道路物體的超高清全息圖像。這些圖像被直接投射入駕駛員的眼睛，而不是像大多數的汽車抬頭顯示器利用二維擋風玻璃進行投影。
雖然這項技術尚未在汽車上進行測試，但是根據倫敦市中心一條繁忙街道收集的數據進行的早期測試顯示，3D全息圖像會根據其實際位置出現在駕駛員的視野中，形成增強現實(AR)效果。
這在諸如路標之類的物體被大樹或卡車遮擋的情況下尤其有用，例如允許駕駛員“透視”視覺障礙物。該項結果發(fā)表在《光學快報(Optics Express)》上。
劍橋大學工程系博士研究生Jana Skirnewskaja說道：“抬頭顯示器正被整合到聯(lián)網車輛中，通常會將車速或燃油油位等信息直接投射到駕駛員面前的擋風玻璃上，駕駛員必須保持警惕。不過，我們想更進一步，將中的真實對象表示為全景3D投影。”
Skirnewskaja和她的同事使用激光雷達(LiDAR)掃描了倫敦市中心UCL校園的一條繁忙街道——Malet Street。合著者Phil Wilkes是一位使用激光雷達掃描熱帶森林的地理學家，他通過激光雷達技術掃描整條街道，然后將激光雷達數據轉換為點云數據，建立三維模型。
Wilkes介紹說：“通過這種方式，我們可以將掃描結果拼接在一起，構建一個完整的場景，不僅可以捕捉到樹木，還可以捕捉到汽車、卡車、人、標志，以及你在典型城市街道上看到的一切。雖然我們捕捉的數據來自一個固定的平臺，但它類似于下一代自動駕駛或半自動駕駛汽車中的傳感器。”
激光雷達掃描平臺(采用1550nm激光器)
3D全息圖像轉換
當Malet Street街道的3D模型完成后，研究人員將街道上的各種物體轉換成全息投影。采用分離算法對點云形式的激光雷達數據進行處理、識別和提取目標。
Malet Street街道的3D模型建立
然后另一種算法將目標物體轉換成計算機生成的衍射圖案。這些數據點通過光學裝置處理，以將3D全息對象投射到駕駛員的視野之中。
激光雷達數據轉換為3D全息投影
借助先進的算法，該光學裝置能夠投影多層全息圖。全息投影能夠以不同的尺寸出現，并與街道上被描繪的真實物體的位置對齊。例如，一個隱藏的街道標志會以全息投影的形式出現，相對于障礙物后面的實際位置，起到警報機制的作用。
全息圖像生成
展望未來，研究人員希望通過個性化抬頭顯示器的布局來完善他們的系統(tǒng)，并創(chuàng)造了一種能夠投射多層不同物體的算法。這些分層的全息圖可以在駕駛員的視覺空間中自由排列。
“這種分層技術提供了一種增強現實的體驗感，并以一種自然的方式提醒駕駛員。”Skirnewskaja介紹說，“通過實時顯示道路物體，全景全息投影可以成為現有安全措施的一個有價值的補充。3D全息圖像可以提醒駕駛員，但不會分散其注意力。”
研究人員現在正致力于使全息裝置中使用的光學元件小型化，以便使它們可以集成到汽車中。一旦集成完畢，將在劍橋的公共道路上進行車輛測試。
