Дисплеи дополненной реальности Навигация по вождению нового поколения
Обнаружение дорожных препятствий с помощью алгоритмов машинного обучения (слева) и 3D AR HUD для навигации по дорогам общего пользования (справа). Кредит: инженерный факультет, Кембриджский университет
Дисплеи дополненной реальности (AR) широко рассматриваются как будущее подключенных транспортных средств, но для оценки влияния AR на водителя во время управления автомобилем на дорогах общего пользования необходимо больше исследований, ориентированных на человека, говорят исследователи из Кембриджа.
В новом обзоре, посвященном эффективности, удобству использования, безопасности и надежности автомобильных голографических HUD, ведущий автор Яна Скирневская и ее доктор наук Яна Скирневская представили новый обзор, посвященный эффективности, удобству использования, безопасности и надежности автомобильных голографических HUD.D. Ее научный руководитель профессор Тим Уилкинсон утверждают, что хотя технология может помочь в обеспечении более безопасного и инклюзивного транспорта, ее влияние на комфорт водителя и общую безопасность дорожного движения еще не до конца изучено и должно быть рассмотрено для обеспечения разработки современных автомобилей, которые можно безопасно эксплуатировать. О результатах исследования сообщается в журнале Передовые материалы.
HUDs работают путем проецирования прозрачного 2D или 3D цифрового изображения навигационной и предупреждающей об опасности информации, например, на лобовое стекло автомобиля. Эти проецируемые изображения затем сливаются с видом водителя на дорогу впереди. HUD на лобовом стекле, например, устроены так, что водителю не нужно отводить взгляд от дороги, чтобы увидеть актуальную, своевременную информацию. Эта технология помогает удерживать внимание водителя на дороге, в отличие от необходимости смотреть вниз на приборную панель или навигационную систему.
Технологические достижения в этой области привели к появлению HUD с голографическими дисплеями и AR в 3D. Это дополнительное восприятие глубины позволяет проецировать сгенерированные компьютером виртуальные объекты в реальном времени в поле зрения водителя для предупреждения, информирования или развлечения пользователя. Бдительность водителя к дорожным препятствиям повышается за счет сокращения времени визуализации препятствий, а напряжение глаз и уровень стресса при вождении снижаются.
“Голографические HUD имеют первостепенное значение, если мы хотим изучить возможности дополненной и смешанной реальности для обеспечения безопасности дорожного движения”. говорит Яна, которая ведет свою докторскую диссертацию.D. исследования в Центре EPSRC по подготовке докторов наук (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 AR. Эта технология рассматривается как новое дополнение к подключенным транспортным средствам завтрашнего дня, но управление обилием информации во время вождения в современных условиях 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 HUDs, при этом “наиболее важными” считаются следующие: создание мультифокального дисплея, большой зоны обзора без увеличения поля зрения; обеспечение оптимального расположения на лобовом стекле; создание минимальной инвазивности во время вождения путем обеспечения точного определения опасностей на дороге.
“Необходимы дальнейшие исследования по отвлечению внимания водителя”. говорит Яна. “Это может включать анализ размещения контента на лобовом стекле и размещения AR-проекций в поле зрения водителя с помощью исследований поведения, нейроразнообразия и системной инженерии”.”
Видение кембриджских исследователей применения AR HUD на основе LiDAR в автомобиле. Кредит: инженерный факультет, Кембриджский университет.
Разработки в этой области привели к тому, что данные LiDAR (обнаружение света и дальность) были опробованы для создания голографических изображений дорожных объектов сверхвысокой четкости, которые транслируются прямо в глаза водителя. LiDAR широко используется в сельском хозяйстве, археологии и географии, но его также испытывают в автономных автомобилях для обнаружения препятствий. Это метод дистанционного зондирования, который работает путем посылки лазерного импульса для измерения расстояния между сканером и объектом. Между тем, интеграция алгоритмов машинного обучения (для распознавания жестов и автоматического обнаружения препятствий) в HUDs, а также метаматериалов. нового класса искусственно созданных сверхлегких материалов с экстремальными функциональными свойствами. может, по словам исследователей, привести к настраиваемым, трансформируемым возможностям проецирования изображения, предназначенным для повышения безопасности дорожного движения.
“Голографические AR HUD имеют потенциал для повышения безопасности и защиты на транспорте”. сказала Яна. “В будущем эта технология может увеличить взаимосвязь транспортных средств и с интерактивной городской средой, чтобы снизить количество дорожно-транспортных происшествий.”
В своем обзоре исследователи говорят о необходимости разработки “инклюзивной стратегии” для водителя, где, например, определенные объекты могут быть приоритетными и размещены в зоне личного предпочтения водителя на основе его потребностей. Кроме того, по их словам, необходимо уделить особое внимание разработке технологии для тех, кто имеет проблемы со зрением и/или движением, например, для пожилых людей и людей с ограниченными возможностями. 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 в будущем разработать законодательные требования для безопасных автомобильных голографических видеодисплеев (которые воспринимают дорожные препятствия в полной глубине и в поле зрения 360°) и AR HUDs.
“Это важный шаг на пути к полной оценке препятствий в целях безопасности и предотвращения усталости водителя из-за меняющегося вида, создаваемого голографическими видеодисплеями и AR HUDs”. добавила Яна.
Еще одним важным моментом для рассмотрения, по их словам, является обеспечение безопасного управления информацией путем, например, сочетания методов проекции 3D голограмм с шифрованием-дешифрованием в реальном времени для создания цветных голографических видео. Данные о транспортных средствах и водителях могут быть переданы в городскую среду Smart.
информация: Яна Скирневская и др., Автомобильные голографические дисплеи Head-Up Displays, Передовые материалы (2022). DOI: 10.1002/adma.202110463
Цитирование: Head-up дисплеи дополненной реальности: Navigating the next-gen driving experience (2022, June 13) retrieved 13 June 2022 from https://techxplore.com/news/2022-06-augmented-reality-head-up-next-gen.html
На данный документ распространяется авторское право. За исключением добросовестного использования в целях частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. предоставлено исключительно в информационных целях.
Image:techxplore.com