Un affichage tête haute à 360 degrés pourrait avertir les conducteurs des obstacles routiers en temps réel

Les chercheurs ont développé un affichage tête haute de réalité augmentée qui pourrait améliorer la sécurité routière en affichant les dangers potentiels sous forme d'hologrammes tridimensionnels haute résolution directement dans le champ de vision du conducteur en temps réel.

Les systèmes d'affichage tête haute actuels se limitent à des projections bidimensionnelles sur le pare-brise d'un véhicule, mais des chercheurs des universités de Cambridge, d'Oxford et de l'University College London (UCL) ont développé un système utilisant un scanner laser 3D et des données LiDAR pour créer un affichage complet. Représentation 3D des rues de Londres.

Le système qu'ils ont développé peut efficacement « voir » à travers les objets pour projeter des représentations holographiques d'obstacles routiers cachés du champ de vision du conducteur, alignés avec l'objet réel en termes de taille et de distance. Par exemple, un panneau routier masqué par un gros camion apparaîtrait sous la forme d’un hologramme 3D afin que le conducteur sache exactement où se trouve le panneau et quelles informations il affiche.

La technologie de projection holographique 3D maintient le conducteur concentré sur la route plutôt que sur le pare-brise, et pourrait améliorer la sécurité routière en projetant les obstacles routiers et les dangers potentiels en temps réel sous n'importe quel angle. Les résultats sont rapportés dans la revue Matériaux optiques avancés.

Chaque jour, environ 16 000 personnes meurent dans des accidents de la route causés par une erreur humaine. La technologie pourrait être utilisée pour réduire ce nombre et améliorer la sécurité routière, en partie en fournissant des informations aux conducteurs sur les dangers potentiels. Actuellement, cela se fait principalement à l’aide d’affichages tête haute, qui peuvent fournir des informations telles que la vitesse actuelle ou les itinéraires routiers.

“L'idée derrière un affichage tête haute est qu'il permet au conducteur de garder les yeux ouverts, car même une fraction de seconde sans regarder la route est suffisante pour qu'un accident se produise”, a déclaré Jana Skirnewskaja du département d'ingénierie de Cambridge, le premier auteur de l’étude. “Cependant, comme il s'agit d'images bidimensionnelles, projetées sur une petite zone du (pare-brise), le conducteur peut regarder l'image et ne pas réellement regarder la route devant lui.”

Depuis plusieurs années, Skirnewskaja et ses collègues travaillent au développement d'alternatives aux affichages tête haute (HUD) qui pourraient améliorer la sécurité routière en fournissant des informations plus précises aux conducteurs tout en gardant les yeux sur la route.

“Nous voulons projeter des informations n'importe où dans le champ de vision du conducteur, mais d'une manière qui ne soit ni écrasante ni distrayante”, a déclaré Skirnewskaja. “Nous ne souhaitons fournir aucune information qui ne soit directement liée à la tâche de conduite à accomplir.”

L'équipe a développé un système de projection vidéo de nuages ​​de points holographiques à réalité augmentée pour afficher des objets alignés avec des objets réels en taille et en distance dans le champ de vision du conducteur. Le système combine les données d’une configuration holographique 3D avec les données LiDAR (détection et télémétrie de la lumière). Le LiDAR utilise une source de lumière pulsée pour éclairer un objet et les impulsions de lumière réfléchies sont ensuite mesurées pour calculer la distance entre l'objet et la source de lumière.

Les chercheurs ont testé le système en scannant Malet Street sur le campus de l'UCL, au centre de Londres. Les informations du nuage de points LiDAR ont été transformées en hologrammes 3D en couches, comprenant jusqu'à 400 000 points de données. Le concept de projection d'une évaluation des obstacles à 360° pour les conducteurs est né d'un traitement minutieux des données, garantissant une visibilité claire de la profondeur de chaque objet.

Les chercheurs ont accéléré le processus de numérisation afin que les hologrammes soient générés et projetés en temps réel. Il est important de noter que les analyses peuvent fournir des informations dynamiques, car les rues très fréquentées changent d'un instant à l'autre.

“Les données que nous avons collectées peuvent être partagées et stockées dans le cloud, afin que tous les conducteurs qui passent y aient accès. C'est comme une version plus sophistiquée des applications de navigation que nous utilisons quotidiennement pour fournir des informations sur le trafic en temps réel”, a déclaré Skirnewskaja. “De cette façon, le système est dynamique et peut s'adapter aux conditions changeantes, à mesure que les dangers ou les obstacles se déplacent dans ou hors de la rue.”

Même si la collecte de données à partir de lieux divers améliore la précision, les chercheurs affirment que la contribution unique de leur étude réside dans la possibilité d'obtenir une vue à 360° en choisissant judicieusement des points de données à partir d'analyses uniques d'objets spécifiques, tels que des camions ou des bâtiments, permettant ainsi une évaluation complète de l'état des routes. dangers.

“Nous pouvons numériser jusqu'à 400 000 points de données pour un seul objet, mais cela nécessite évidemment beaucoup de données et rend plus difficile la numérisation, l'extraction et la projection de données sur cet objet en temps réel”, a déclaré Skirnewskaja. “Avec seulement 100 points de données, nous pouvons savoir ce qu'est l'objet et quelle est sa taille. Nous avons besoin d'obtenir juste assez d'informations pour que le conducteur sache ce qui l'entoure.”

Plus tôt cette année, Skirnewskaja et ses collègues ont réalisé une démonstration virtuelle avec des casques de réalité virtuelle chargés des données LiDAR du système au Science Museum de Londres. Les commentaires des utilisateurs lors des sessions ont aidé les chercheurs à améliorer le système pour rendre la conception plus inclusive et conviviale. Par exemple, ils ont affiné le système pour réduire la fatigue oculaire et ont pris en compte les déficiences visuelles.

“Nous voulons un système accessible et inclusif, afin que les utilisateurs finaux soient à l'aise avec lui”, a déclaré Skirnewskaja. “Si le système constitue une distraction, alors il ne fonctionne pas. Nous voulons quelque chose qui soit utile aux conducteurs et qui améliore la sécurité de tous les usagers de la route, y compris les piétons et les cyclistes.”

Les chercheurs collaborent actuellement avec Google pour développer la technologie afin qu'elle puisse être testée sur de vraies voitures. Ils espèrent réaliser des essais routiers, sur voie publique ou privée, en 2024.