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編譯|孫悅

編輯|云鵬

智動(dòng)智4月28日?qǐng)?bào)道，來(lái)自劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員最近開(kāi)發(fā)出了首款基于LiDAR的汽車(chē)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）平板顯示器。測(cè)試表明，該技術(shù)可以“透視”物體，并在不分散駕駛員注意力的情況下提醒駕駛員潛在的危險(xiǎn)，從而提高道路安全。

目前，這項(xiàng)研究已于4月21日發(fā)表在美國(guó)老牌光學(xué)雜志《Optics Express》上，論文標(biāo)題為《用于汽車(chē)平板顯示器的LiDAR衍生數(shù)字全息圖 （LiDAR-derived digital holograms for automotive head-up displays）》。

論文鏈接：https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm uri=oe-29-9-13681id=450306

1. 與之前的擋風(fēng)玻璃投影不同，激光雷達(dá)用于檢測(cè)路況。該研究的作者、劍橋大學(xué)工程系博士生Jana Skirnewskaja 表示，“平視顯示器正在被集成到聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)中。在現(xiàn)有技術(shù)中，這項(xiàng)技術(shù)將投射諸如車(chē)輛的信息等信息。”速度和燃油油位直接投射到駕駛員面前的擋風(fēng)玻璃上，但這很容易影響駕駛員的注意力，因此，基于這個(gè)問(wèn)題，我們希望改進(jìn)將真實(shí)物體呈現(xiàn)為全景3D投影的技術(shù)?！?

因此，Skirnewskaja 和同事創(chuàng)建了這個(gè)基于激光雷達(dá)的系統(tǒng)。利用激光雷達(dá)監(jiān)測(cè)的道路數(shù)據(jù)，創(chuàng)建相應(yīng)的超高清全息圖像并直接傳輸?shù)今{駛員的視野。盡管該技術(shù)尚未在汽車(chē)上進(jìn)行測(cè)試，但研究人員以倫敦市中心繁忙的馬萊特街作為初步測(cè)試對(duì)象，與地理學(xué)家菲爾·威爾克斯合作，利用地面激光掃描技術(shù)掃描了整條街道。

2. 構(gòu)建3D模型并使用光學(xué)設(shè)備賦能全息圖像。馬萊特街的多個(gè)位置發(fā)出數(shù)百萬(wàn)個(gè)脈沖。然后將LiDAR 和點(diǎn)云數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)創(chuàng)建3D 模型。 Phil Wilkes 解釋說(shuō)：“通過(guò)這種方式掃描，我們不僅可以捕捉樹(shù)木、汽車(chē)、行人以及街道上的一切，還可以將掃描結(jié)果組合在一起形成完整的場(chǎng)景。雖然這些數(shù)據(jù)目前來(lái)自固定平臺(tái)，但該技術(shù)類(lèi)似于下一代自動(dòng)駕駛或半自動(dòng)駕駛汽車(chē)的傳感器?！?

當(dāng)街道的3D模型完成后，研究人員使用分離算法對(duì)其進(jìn)行處理，然后提取目標(biāo)物體并使用另一種算法將目標(biāo)物體轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)生成的衍射圖案，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦鈱W(xué)設(shè)備，從而將3D 全息物體投射到駕駛員的視野中。

值得一提的是，在先進(jìn)算法的輔助下，這種光學(xué)設(shè)備可以投射多層全息圖，并以不同的尺寸呈現(xiàn)，使它們所呈現(xiàn)的圖像與真實(shí)物體的位置一致。對(duì)于隱藏的交通信息，全息投影將顯示實(shí)際位置。它不僅起到警報(bào)機(jī)制的作用，還給駕駛員一種“看穿”視覺(jué)障礙的感覺(jué)。

使用激光雷達(dá)掃描Malet 街的3D 模型

3.分層投影，減小光學(xué)器件的尺寸。至于該系統(tǒng)的下一步，研究人員希望繼續(xù)改進(jìn)它并開(kāi)發(fā)算法，使平視顯示器能夠投影多層不同的物體，而這些分層的全息圖同時(shí)個(gè)性化的布局也可以出現(xiàn)在駕駛員的視野。例如，第一層的全息圖可以將遠(yuǎn)處的交通標(biāo)志投影成更小的尺寸。在第二層全息圖上，可以以更大的尺寸顯示近距離的警告標(biāo)志。

Skirnewskaja 進(jìn)一步解釋道，“這種分層技術(shù)可以自然地提醒駕駛員，同時(shí)增強(qiáng)AR 體驗(yàn)。但由于每個(gè)人對(duì)顯示選項(xiàng)的喜好不同，個(gè)性化的布局是非常有必要的。例如，除了車(chē)速和路況信息外，駕駛員還可以將自己的生命體征投射到理想位置的平視顯示器上?！?

“3D投影技術(shù)可以實(shí)時(shí)顯示路況，在不影響駕駛的情況下為駕駛員提供有效的安全措施?！蹦壳?，研究人員正在致力于減小光學(xué)器件的尺寸，以便將它們安裝在車(chē)輛中。一旦完成，研究人員將在公共道路上進(jìn)行物理車(chē)輛測(cè)試。

結(jié)論：AR技術(shù)與激光雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)的深度融合，為AR在汽車(chē)駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的可能。全景3D投影的出現(xiàn)，不僅可以實(shí)時(shí)呈現(xiàn)路況、提供車(chē)輛、行人監(jiān)控等信息，還可以保護(hù)駕駛員的安全。

全息技術(shù)是未來(lái)智能汽車(chē)發(fā)展的一大趨勢(shì)。真正的3D 圖像允許您從360 的任意角度查看圖像的不同側(cè)面。汽車(chē)駕駛需要幾十年的發(fā)展才能達(dá)到這個(gè)水平。

資料來(lái)源：Phys.org