研究人員開發了一種擴增實境平視顯示器，可以透過將潛在危險直接即時顯示在駕駛員視野中的高解析度三維全像圖來提高道路安全。

目前的平視顯示系統僅限於在車輛擋風玻璃上進行二維投影，但來自劍橋大學、牛津大學和倫敦大學學院(UCL) 的研究人員開發了一種系統，使用3D 雷射掃描儀和LiDAR 數據來創建完整的倫敦街道的 3D 表示。

他們開發的系統可以有效地「透視」物體，投射隱藏在駕駛員視野之外的道路障礙物的全息表示，並在大小和距離上與真實物體保持一致。例如，被大型卡車擋住的道路標誌將顯示為 3D 全像圖，以便駕駛員確切地知道該標誌的位置以及它顯示的資訊。

3D全息投影技術使駕駛員的注意力集中在道路上而不是擋風玻璃上，並可以改善道路安全從任何角度即時投影道路障礙物和潛在危險。結果發表在期刊上先進光學材料。

每天，約有 16,000 人因人為失誤造成的交通事故喪生。技術可以用來減少這一數字並改善道路安全，部分方法是向駕駛員提供有關潛在危險的資訊。目前，這主要是使用平視顯示器來完成的，它可以提供當前速度或行駛方向等資訊。

劍橋大學工程系的賈娜·斯基紐斯卡婭(Jana Skirnewskaja) 表示：「平視顯示器背後的想法是，它可以讓駕駛員的眼睛保持向上，因為即使只有不到一秒鐘的時間不看路，也足以發生事故。“然而，由於這些是二維圖像，投影到[擋風玻璃]的一小塊區域上，駕駛員可以看到圖像，而不是真正看到前方的道路。”

多年來，Skirnewskaja 和她的同事一直致力於開發平視顯示器 (HUD) 的替代品，透過向駕駛員提供更準確的信息，同時讓他們的注意力集中在道路上，從而改善道路安全。

「我們希望將資訊投射到駕駛員視野中的任何位置，但不會造成壓倒性或分散注意力，」Skirnewskaja 說。“我們不想提供任何與當前駕駛任務不直接相關的資訊。”

該團隊開發了一個擴增實境全像點雲視訊投影系統，可在駕駛視野內顯示與現實生活中的物體大小和距離一致的物體。該系統將 3D 全像設定的數據與 LiDAR（光檢測和測距）數據結合。光達使用脈衝光源照射物體，然後測量反射光脈衝以計算物體與光源的距離。

研究人員透過掃描倫敦市中心倫敦大學學院校園的馬萊特街來測試該系統。來自 LiDAR 點雲的資訊被轉換為分層 3D 全像圖，由多達 400,000 個數據點組成。為駕駛員進行 360° 障礙物評估的概念源自於細緻的資料處理，確保每個物體的深度清晰可見。

研究人員加快了掃描過程，以便即時生成和投影全息圖。重要的是，掃描可以提供動態訊息，因為繁忙的街道每時每刻都在變化。

「我們收集的數據可以共享並儲存在雲端，這樣任何路過的司機都可以訪問它——它就像我們每天使用的導航應用程式的更複雜版本，用於提供實時交通信息，」斯基紐斯卡婭說道。“這樣，系統是動態的，可以適應不斷變化的條件，當危險或障礙物在街道上或街道外移動時。”

而更多數據收集研究人員表示，他們的研究的獨特貢獻在於，透過從卡車或建築物等特定物體的單次掃描中明智地選擇數據點，實現 360° 視圖，從而對道路危險進行全面評估。

「我們可以掃描單個物體的多達 40 萬個數據點，但顯然這數據量很大，並且使得即時掃描、提取和投影有關該物體的數據變得更具挑戰性，」Skirnewskaja 說。“只要 100數據點，我們可以知道物體是什麼以及它有多大。我們需要獲得足夠的信息，以便駕駛員知道周圍有什麼。

今年早些時候，Skirnewskaja 和她的同事進行了一次虛擬演示虛擬實境耳機加載了倫敦科學博物館系統的雷射雷達數據。會議的用戶回饋幫助研究人員改進了系統，使設計更具包容性和用戶友好性。例如，他們對系統進行了微調以減輕眼睛疲勞，並考慮了視力障礙。

「我們想要一個可訪問且具有包容性的系統，以便最終用戶能夠適應它，」Skirnewskaja 說。「如果該系統會分散注意力，那麼它就不起作用。我們想要的是對駕駛員有用的東西，並提高所有道路使用者（包括行人和騎自行車者）的安全。”

研究人員目前正在與Google合作開發這項技術，以便可以在真實的汽車中進行測試。他們希望能夠開展路2024 年在公共或私人道路上進行測試。