Проекционные дисплеи с дополненной реальностью: навигация нового поколения

Проекционные дисплеи с дополненной реальностью (AR) широко считаются будущим подключенных транспортных средств, но необходимы дополнительные исследования, ориентированные на человека, чтобы оценить влияние AR на водителя при управлении транспортным средством на дорогах общего пользования, говорят исследователи в Кембридже.

В новом обзоре эффективности, удобства использования, безопасности автомобильных голографических HUD ведущий автор Яна Скирневская и ее доктор философии. научный руководитель профессор Тим Уилкинсон, говорит, что, хотя технология может помочь в обеспечении более безопасных и инклюзивных перевозок, ее влияние на комфорт водителя и общую безопасность дорожного движения еще не полностью изучено, и его необходимо учитывать для обеспечения разработки современных транспортных средств, которые можно безопасно эксплуатировать О результатах сообщается в журнале Advanced Materials .

HUD работают, проецируя прозрачное 2D или 3D цифровое изображение навигационной информации и информации, предупреждающей об опасности, например, на лобовое стекло автомобиля. Затем эти проецируемые изображения сливаются с видом дороги впереди, который видит водитель. Например, HUD на лобовом стекле настроен так, что водителю не нужно отводить взгляд от дороги, чтобы просмотреть актуальную и своевременную информацию. Эта технология помогает удерживать внимание водителя на дороге, в отличие от того, чтобы водителю приходилось смотреть вниз на приборную панель или навигационную систему.

Технологические достижения в этой области привели к HUD с голографическими дисплеями и дополненной реальностью в 3D. Это дополнительное восприятие глубины позволяет проецировать созданные компьютером виртуальные объекты в режиме реального времени в поле зрения водителя, чтобы предупреждать, информировать или развлекать пользователя. Внимание водителя к дорожным препятствиям повышается за счет сокращения времени визуализации препятствий, а также снижается напряжение глаз и уровень стресса при вождении.

«Голографические HUD имеют первостепенное значение, если мы хотим изучить возможности дополненной и смешанной реальности для безопасности дорожного движения», — сказала Яна, которая ведет свою докторскую диссертацию. исследования в Центре докторантуры EPSRC (CDT) в области подключенных электронных и фотонных систем, совместном центре с Кембриджским университетом и UCL. «Голографические HUD могут проецировать 3D-объекты прямо на сетчатку глаза для достижения эффекта дополненной реальности. Эта технология рассматривается как следующее новое дополнение к подключенным автомобилям завтрашнего дня, но управление обилием информации во время вождения в этой современной настройке требует от водителя многозадачности. , что приводит к когнитивной перегрузке — это увеличивает вероятность столкновения во время вождения».

Согласно их обзору, существуют важные проблемы, которые необходимо решить в отношении внедрения AR HUD, причем следующие считаются «наиболее важными»: создание мультифокального дисплея, большая область просмотра без охвата поля зрения; обеспечение оптимального положения на лобовом стекле; создание минимальной инвазивности во время вождения за счет точного определения опасностей на дороге.

«Требуются дальнейшие исследования по отвлечению внимания водителей», — сказала Яна. «Это может включать анализ размещения контента на лобовом стекле и размещение проекций AR в поле зрения водителя с помощью исследований поведения, нейроразнообразия и системной инженерии».

Исследователи из Кембриджа представили AR HUD на основе LiDAR, применяемый в автомобильной среде. Предоставлено: Инженерный факультет Кембриджского университета. 

Разработки в этой области привели к тому, что данные LiDAR (обнаружение света и определение дальности) были испытаны для создания голографических изображений дорожных объектов сверхвысокой четкости, которые направляются прямо в глаза водителю. LiDAR обычно используется в сельском хозяйстве, археологии и географии, но его также тестируют в автономных транспортных средствах для обнаружения препятствий. Это метод дистанционного зондирования, который работает путем отправки лазерного импульса для измерения расстояния между сканером и объектом. Между тем, интеграция алгоритмов машинного обучения (для распознавания жестов и автоматического обнаружения препятствий) в HUD, а также метаматериалы — новый класс искусственно созданных сверхлегких материалов с экстремальными функциональными свойствами — может, по словам исследователей, привести к возможности настройки,

«Голографические AR HUD могут повысить безопасность на транспорте», — сказала Яна. «В будущем эта технология может увеличить взаимосвязанность транспортных средств и интерактивной городской среды, чтобы уменьшить количество дорожно-транспортных происшествий».

В своем обзоре исследователи говорят, что необходимо разработать «инклюзивную стратегию» для водителя, в которой, например, определенные объекты могут быть расставлены по приоритетам и помещены водителем в область личных предпочтений в зависимости от его потребностей. Кроме того, по их словам, необходимо также сосредоточиться на разработке технологии для людей с нарушениями зрения и/или движения, например, пожилых людей и людей с инвалидностью. Именно здесь машинное обучение может сыграть центральную роль в «интеллектуальном» предотвращении столкновений, улучшении зрения и поддержке людей с нейроразнообразными состояниями, такими как синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), аутизм и дислексия.

Хотя исследователи отмечают, что голографические HUD могут повысить безопасность дорожного движения , они также советуют разработать будущие законодательные требования для безопасных автомобильных голографических видеодисплеев (которые воспринимают дорожные препятствия на всю глубину и в пределах поля зрения 360°) и AR HUD.

«Это важный шаг на пути к полной оценке препятствий по соображениям безопасности и для предотвращения усталости водителя из-за изменения изображения в результате голографических видеодисплеев и AR HUD», — добавила Яна.

По их словам, еще одним важным моментом для рассмотрения является обеспечение безопасного управления информацией, например, путем объединения методов трехмерной проекции голограмм с шифрованием-дешифрованием в реальном времени для создания цветных голографических видео. Затем данные о транспортном средстве и водителе могут быть переданы в интеллектуальную городскую среду.

Дополнительная информация: Яна Скирневская и др., Автомобильные голографические проекционные дисплеи, Дополнительные материалы (2022 г.). DOI: 10.1002/adma.202110463

 

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com