Lézerszkennerrel és szembe vetített hologrammal javítanák a közlekedésbiztonságot az Oxford és a Cambridge kutatói

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Az Oxford Egyetem és a Cambridge-i Egyetem kutatói kifejlesztették a világ első LIDAR-alapú kiterjesztettvalóság-kijelzőt, amivel jelentősen növelhető a közúti közlekedésbiztonság. Az elképzelés szerint a feldolgozott adatok segítségével a sofőrök gyakorlatilag keresztülláthatnának az objektumokon, és észlelhetik a járművezetőre leselkedő veszélyeket. A kutatók az eredményeiket az Optics Express folyóirat legújabb számában publikálták.

A technológia a LIDAR-t (light detection and ranging) használja az úton feltűnő objektumok magas felbontású, holografikus megjelenítéséhez. Az új fejlesztés előnye a hasonló megoldásokkal szemben, hogy a beérkező videójelet közvetlenül a járművezető szemébe vetítik, nem a szélvédőre, kétdimenziós képként.

Noha a technológiát még sosem próbálták ki éles helyzetben, az első tesztek, amelyeket London belvárosának zsúfolt közútjain végeztek el, azt mutatták, hogy a járművezető látóterében megjelenített holografikus képek ráfektethetők a valóságra, ami kiterjesztett valóságot eredményez. Ez igen hasznos lehet olyan esetekben, amikor a láthatóságot nagyobb objektumok, például fák vagy teherautók akadályozzák, mert ilyenkor a sofőr egyszerűen keresztülláthat rajtuk.

„A csatlakoztatott járművekbe beépített műszerfali kijelzők általában olyan információkat jelenítenek meg, mint a sebesség vagy az üzemanyagszint; ezek közvetlenül a szélvédőre vetítve jelennek meg a sofőr előtt, akinek figyelnie kell az útra. Ezt szerettünk volna egy lépéssel tovább vinni azáltal, hogy háromdimenziós panorámaképként reprezentálunk valódi objektumokat.”

mondta a tanulmány vezető szerzője, Jana Skirnewskaja,, a Cambridge-i Egyetem Műszaki Tanszékének doktorandusza.

Lézerszkennerrel London utcáin

Skirnewskaja és kollégái a rendszerüket a LIDAR-ra építették, ami lézeres impulzusokkal méri fel a szenzor és az objektumok közti távolságot. A LIDAR-t a mezőgazdaságban, a régészetben és geográfiai kutatásokban használják a távolság mérésére, de az autonóm járművek objektumészlelési rendszereiben is gyakran alkalmazzák.

A kutatók beszkennelték a LIDAR-ral a londoni Malet Street-et, a UCL kampuszán található forgalmas utcát. A tanulmány társszerzője, Phil Wilkes, aki földrajztudósként korábban trópusi esőerdők feltérképezésére használta a LIDAR-t, a felszíni lézerszkennelés nevű eljárással beszkennelte az egész utcát. Ehhez több millió lézerimpulzusra volt szükség, de az így kapott adatokat további pontfelhő-adatokkal kombinálták, és végül megszületett az utca háromdimenziós modellje.

„Ezzel a módszerrel összefűzhettük a különböző szkenneket, és felépíthettük az egész helyszínt, ami nemcsak a fákra, hanem az autókra, a teherautókra, az emberekre, a jelzőtáblákra és minden másra kiterjedt, amit egy átlagos utcán láthatsz. Bár az adatokat egy rögzített platformról gyűjtöttük be, nagyjából ehhez hasonló szenzorokat fognak használni a jövő félig vagy teljesen autonóm járműveiben is.”

– mondta Wilkes.

Az utca háromdimenziós térképének elkészítése után a kutatók elkészítették az objektumok holografikus vetületét. A pontfelhőkben a LIDAR adatait szeparációs algoritmusokkal választották szét, hogy azonosítás után kinyerhessék a célobjektumokat. Egy másik algoritmus számítógép által generált diffrakciós mintákká alakította át a célobjektumokat. Az így kapott adatpontokat továbbították az optikai eszközöknek, hogy a sofőr látómezejébe vetítsék a háromdimenziós holografikus képet.

Az optikai eszközök a fejlett algoritmusoknak köszönhetően egyszerre több hologramréteget is megjeleníthetnek. A kivetített kép mérete az utcán látható valódi objektumok pozíciójának megfelelően különböző méretű lehet. Egy szabad szemmel nem látható útjelző tábla például akkor is megjelenhet a sofőr látómezejében, ha a valóságban takarásban van.

A kutatók azt tervezik, hogy a rendszer pontosságát a kijelző személyre szabhatóságával fogják tovább finomítani, valamint egy olyan algoritmust is létrehoztak, amely több rétegben vetítheti ki a különböző objektumokat. Az első réteg például a távolabbi, a második pedig a közelebbi útjelző tábláké lehet. Skirnewskaja szerint erre azért van szükség, mert mindenkinek mások a preferenciái vezetés közben, így viszont ki-ki saját magának állíthatja be, hogy vezetés közben mire szeretne összpontosítani. Egyelőre azonban azon dolgoznak, hogy a holografikus rendszer optikai elemeit akkorára kicsinyítsék hogy beférjenek egy autóba; ha ezzel elkészültek, elkezdhetik a Cambridge-i közutakon végrehajtott vezetési teszteket.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: