據外媒報道，英國研究人員最近開發了全球首個可用于汽車的 LiDAR AR 平視顯示器。對該技術原型的測試表明，它可以通過 “看穿 ”物體來提醒潛在的危險，而不會分散司機的注意力，從而大幅改善道路安全。

該技術由劍橋大學、牛津大學和倫敦大學學院（UCL）的研究人員開發，以 LiDAR（光探測和測距）為基礎，利用 LiDAR 數據創建道路物體的超高清全息圖像，直接傳送到司機的眼中，而不是大多數平視顯示器中使用的2D擋風玻璃投影。

雖然該技術尚未在汽車上進行實驗，但基于從倫敦市中心一條繁忙街道上收集的數據測試表明，全息圖像可根據其實際位置出現在司機的視野中，并創造出逼真的AR效果。這在路標等物體被大樹或卡車隱藏的情況下可能特別有用。例如，該技術能讓司機快速提前 “看穿 ”視覺障礙物。

劍橋大學工程系博士生 Jana Skirnewskaja 表示：“平視顯示器正在被納入聯網車輛，通常將速度或燃料水平等信息直接投射到司機面前的擋風玻璃上，而司機必須將目光放在路上。然而，我們想更進一步，將真實的物體表現為全景式的三維投影?！?/p>

為了達到目標，Skirnewskaja和她的同事以 LiDAR 為基礎，它通過發出激光脈沖來測量掃描儀和物體之間的距離。此前，LiDAR 通常被用于農業、考古學和地理學，但它也被試用于自主車輛的障礙物探測。

在上文提到的測試中，研究人員利用 LiDAR 掃描了馬利特街，這是位于倫敦市中心UCL校園的一條繁忙街道。作為本次實驗的合作者，地理學家 Phil Wilkes 使用一種稱為地面激光掃描的技術來掃描整條街道，數以百萬計的脈沖被從馬利特街的多個位置發出。然后，LiDAR數據與點云數據相結合，建立出精確的三維模型。

“這樣，我們可以將掃描數據拼接在一起，建立一個完整的場景，這不僅可以捕捉到樹木，還可以捕捉到汽車、卡車、人、標志以及你在一條典型的城市街道上看到的其他一切，”威爾克斯說?！半m然我們捕獲的數據是來自一個固定的平臺，但它與下一代自主或半自主車輛中的傳感器相似?！?/p>

當馬利特街的3D模型完成后，研究人員便將街道上的各種物體轉化為全息投影，并以點云形式出現的LiDAR數據被分離算法處理，以識別和提取目標物體。另一種算法被用來將目標物體轉換為計算機生成的衍射圖案。這些數據點被落實到光學裝置中，以將三維全息物體投射到駕駛員的視野中。

在先進算法的幫助下，該光學裝置能夠投射多層全息圖。全息投影可以以不同的尺寸出現，并與街道上代表的真實物體的位置保持一致。例如，相對于障礙物后面的實際位置，一個隱藏的街道標志會以全息投影的形式出現，作為一種警報機制。

在未來，研究人員希望通過個性化平視顯示器的布局來完善他們的系統，并且已經創建了一個能夠投射幾層不同物體的算法。這些分層全息圖可以在司機的視覺空間中自由排列。例如，在第一層中，遠處的交通標志可以以較小的尺寸投射出來。在第二層，距離較近的警告標志可以用較大的尺寸顯示。

Skirnewskaja說：“這種分層技術提供了一種增強現實體驗，并以一種自然的方式提醒司機。”每個人可能對他們的顯示選項有不同的偏好。例如，駕駛員的重要健康體征可以投射在平視顯示器的理想位置。另外，全景全息投影可以實時顯示道路物體，是對現有安全措施的寶貴補充。全息圖的作用是提醒司機，但不會分散注意力?！?/p>

目前，研究人員現在正在努力使他們的全息設置中使用的光學元件小型化，以便它們能夠裝入汽車。一旦設置完成，將在劍橋的公共道路上進行車輛測試。

注：

Skirnewskaja是EPSRC互聯電子和光子系統博士培訓中心（CDT）的博士生，該中心是與劍橋大學和倫敦大學的聯合中心。她也是德國商業基金會（SDW）的研究員。

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