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2021年04月26日 | 研究人员开发基于激光雷达的增强现实HUD 可显示被遮挡的物体
2021-04-26 来源：盖世汽车
据外媒报道，来自剑桥大学、牛津大学和伦敦大学学院（UCL）的研究人员开发了首款基于激光雷达的车用增强现实抬头显示器。原型测试表明，该项技术可以“看穿”物体，在不分散驾驶员注意力的情况下，提醒潜在危险，从而提高道路安全。
（图片来源：www.osapublishing.org）
与大多数抬头显示器所使用的2D挡风玻璃投影不同，该项技术基于激光雷达，并使用激光雷达数据，创建表示道路物体的超高清全息图像，并将其直接传输至驾驶员的视野。虽然该项技术尚未在汽车中进行测试，但基于从伦敦市中心繁忙街道收集的数据的早期测试显示，全息图像会根据驾驶员的实际位置出现在其视野中，从而生成增强现实。当路标等物体被大树或卡车遮挡时，此种方法尤为有用，例如，可让驾驶员能“看穿”视觉障碍物。
该研究的主要作者、剑桥大学工程系博士研究生Jana Skirnewskaja表示，“目前，抬头显示器正在被整合到联网汽车中，通常会将速度或燃油量等信息直接投射到驾驶员前方的挡风玻璃上，但是驾驶员必须一直盯着路面。然而，我们想更进一步，将真实物体呈现为全景3D投影。”
Skirnewskaja及其同事以激光雷达为基础，创建了该系统。研究人员利用激光雷达扫描Malet街，这是位于伦敦市中心伦敦大学学院校园里一条繁忙的街道。合著者Phil Wilkes是一位地理学家，通常使用激光雷达扫描热带森林，现在使用称作陆地激光扫描的技术扫描整条街道。数以百万计的脉冲从Malet街的多个位置发出。随后，激光雷达数据与点云数据相结合，创建3D模型。
Phil Wilkes表示，“通过此种方式，我们可将扫描结果结合在一起，构建完整的场景，不仅可以捕捉树木，还可以捕捉汽车、卡车、人、标志，以及典型的城市街道上的一切物体。虽然我们采集的数据来自固定的平台，但其类似于下一代自动或半自动驾驶汽车的传感器。”
Malet街的3D模型完成后，研究人员将街道上的各种物体转化为全息投影。激光雷达数据以点云的形式呈现，通过分离算法进行处理，对目标物体进行识别提取。另一种算法用于将目标物体转换为计算机生成的衍射图案。这些数据点被部署到光学装置，从而将3D全息物体投射到驾驶员的视野。
该光学装置能够在高级算法的帮助下投射多层全息图。全息投影能以不同尺寸呈现，并与其所代表的真实物体的位置保持一致。例如，隐藏的路标位于障碍物后方，全息投影会显示其实际位置，作为一种警报机制。
未来，研究人员希望使抬头显示器的布局个性化，进一步完善该系统，并开发算法，能够投射不同物体的多个层面。这些分层全息图可以自由安排，出现在驾驶员的视野中。例如，在第一层，距离较远的交通标志可以投射成较小的尺寸。在第二层，距离较近的警示牌能以较大的尺寸显示。Skirnewskaja表示，“这种分层技术提供增强的现实体验，并能自然地提醒驾驶员。每个人可能对显示选项有不同的偏好，例如，可选择将驾驶员的生命健康体征投射到抬头显示器的理想位置。”
“全景全息投影可实时显示道路物体，可有效地补充现有的安全措施。全息图像可以提醒驾驶员，但不会分散其注意力。”目前，研究人员正致力于减小全息装置所采用的光学装置的尺寸，使其能够安装到车辆中。安装完成后，研究人员将在剑桥的公共道路上进行车辆测试。
史海拾趣
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