Os pesquisadores desenvolveram o primeiro head-up de realidade aumentada baseado em LiDAR para uso em vea­culos. Testes em uma versão de prota³tipo da tecnologia sugerem que ela pode melhorar a segurança no tra¢nsito ao "ver atravanãs" dos objetos para alertar sobre perigos potenciais sem distrair o motorista.

A tecnologia, desenvolvida por pesquisadores da University of Cambridge, University of Oxford e University College London (UCL), ébaseada em LiDAR (detecção e alcance de luz) e usa dados LiDAR para criar representações hologra¡ficas de ultra-alta definição de estradas objetos que são direcionados diretamente aos olhos do motorista, em vez das projeções 2D do para-brisa usadas na maioria dos monitores head-up.

Embora a tecnologia ainda não tenha sido testada em um carro, os primeiros testes, baseados em dados coletados em uma rua movimentada no centro de Londres, mostraram que as imagens hologra¡ficas aparecem no campo de visão do motorista de acordo com sua posição real, criando uma realidade aumentada. Isso pode ser particularmente útil quando objetos como sinais de tra¢nsito estãoescondidos por a¡rvores grandes ou caminhaµes, por exemplo, permitindo ao motorista "ver atravanãs" de obstruções visuais. Os resultados são relatados na revista Optics Express .

“Head-up displays estãosendo incorporados a vea­culos conectados e geralmente projetam informações como velocidade ou na­veis de combusta­vel diretamente no para-brisa na frente do motorista, que deve manter os olhos na estrada”, disse a autora principal Jana Skirnewskaja, PhD candidato do Departamento de Engenharia de Cambridge . “No entanto, quera­amos dar um passo adiante, representando objetos reais em projeções panora¢micas em 3D.”

Skirnewskaja e seus colegas basearam seu sistema no LiDAR, um manãtodo de sensoriamento remoto que funciona enviando um pulso de laser para medir a distância entre o scanner e um objeto. LiDAR écomumente usado na agricultura, arqueologia e geografia, mas também estãosendo testado em vea­culos auta´nomos para detecção de obsta¡culos.

Usando LiDAR, os pesquisadores examinaram Malet Street, uma rua movimentada no campus da UCL no centro de Londres. O coautor Phil Wilkes, gea³grafo que normalmente usa LiDAR para escanear florestas tropicais, escaneou toda a rua usando uma técnica chamada escaneamento a laser terrestre. Milhaµes de pulsos foram enviados de várias posições ao longo da Malet Street. Os dados LiDAR foram então combinados com dados de nuvem de pontos, construindo um modelo 3D.

Dessa forma, podemos costurar as imagens, construindo uma cena inteira, que não captura apenas a¡rvores, mas carros, caminhaµes, pessoas, placas e tudo o mais que vocêveria em uma rua ta­pica de uma cidade”, disse Wilkes. “Embora os dados que capturamos tenham sido de uma plataforma estaciona¡ria, são semelhantes aos sensores que estara£o na próxima geração de vea­culos auta´nomos ou semiauta´nomos.”

Quando o modelo 3D de Malet St foi conclua­do, os pesquisadores transformaram vários objetos na rua em projeções hologra¡ficas. Os dados LiDAR, na forma de nuvens de pontos, foram processados ​​por algoritmos de separação para identificar e extrair os objetos alvo. Outro algoritmo foi usado para converter os objetos alvo em padraµes de difração gerados por computador. Esses pontos de dados foram implementados na configuração a³ptica para projetar objetos hologra¡ficos 3D no campo de visão do motorista.

A configuração a³ptica écapaz de projetar várias camadas de hologramas com a ajuda de algoritmos avana§ados. A projeção hologra¡fica pode aparecer em diferentes tamanhos e estãoalinhada com a posição do objeto real representado na rua. Por exemplo, uma placa de rua oculta apareceria como uma projeção hologra¡fica em relação a  sua posição real atrás da obstrução, agindo como um mecanismo de alerta.

No futuro, os pesquisadores esperam refinar seu sistema personalizando o layout dos monitores head-up e criaram um algoritmo capaz de projetar várias camadas de objetos diferentes. Esses hologramas em camadas podem ser dispostos livremente no espaço de visão do motorista. Por exemplo, na primeira camada, um sinal de tra¢nsito a uma distância adicional pode ser projetado em um tamanho menor. Na segunda camada, um sinal de aviso a uma distância mais próxima pode ser exibido em um tamanho maior.

“Esta técnica de camadas fornece uma experiência de realidade aumentada e alerta o motorista de uma forma natural”, disse Skirnewskaja. “Cada indiva­duo pode ter preferaªncias diferentes para suas opções de exibição. Por exemplo, os sinais vitais de saúde do motorista podem ser projetados em um local desejado do head-up display.

“As projeções hologra¡ficas panora¢micas podem ser uma adição valiosa a s medidas de segurança existentes, mostrando objetos de estrada em tempo real. Os hologramas atuam para alertar o motorista, mas não são uma distração. ”

Os pesquisadores agora estãotrabalhando para miniaturizar os componentes a³pticos usados ​​em sua configuração hologra¡fica para que possam caber em um carro. Assim que a configuração estiver conclua­da, sera£o realizados testes de vea­culos nas vias públicas de Cambridge.