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#Actualités du secteur
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L'affichage tête haute 3D holographique Ultra HD pourrait améliorer la sécurité routière
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Des chercheurs ont mis au point le premier affichage tête haute en réalité augmentée basé sur le LiDAR destiné à être utilisé dans des véhicules. Les tests effectués sur une version prototype de cette technologie suggèrent qu'elle pourrait améliorer la sécurité routière en permettant de "voir à travers" les objets afin d'alerter des dangers potentiels sans distraire le conducteur.
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Cette technologie, mise au point par des chercheurs de l'université de Cambridge, de l'université d'Oxford et de l'University College London (UCL), est basée sur le LiDAR (détection et télémétrie par la lumière) et utilise les données LiDAR pour créer des représentations holographiques ultra-haute définition des objets de la route qui sont directement projetées dans les yeux du conducteur, au lieu des projections en 2D sur le pare-brise utilisées dans la plupart des affichages tête haute.
Bien que cette technologie n'ait pas encore été testée dans une voiture, les premiers essais, basés sur des données recueillies dans une rue très fréquentée du centre de Londres, ont montré que les images holographiques apparaissent dans le champ de vision du conducteur en fonction de leur position réelle, créant ainsi une réalité augmentée. Cela pourrait être particulièrement utile lorsque des objets tels que des panneaux de signalisation sont cachés par de grands arbres ou des camions, par exemple, en permettant au conducteur de "voir à travers" les obstructions visuelles. Les résultats sont publiés dans la revue Optics Express.
"Les affichages tête haute sont en cours d'intégration dans les véhicules connectés, et projettent généralement des informations telles que la vitesse ou le niveau de carburant directement sur le pare-brise devant le conducteur, qui doit garder les yeux sur la route", a déclaré l'auteur principal Jana Skirnewskaja, candidate au doctorat du département d'ingénierie de Cambridge. "Cependant, nous voulions aller plus loin en représentant des objets réels sous forme de projections 3D panoramiques."
Skirnewskaja et ses collègues ont basé leur système sur le LiDAR, une méthode de télédétection qui fonctionne en envoyant une impulsion laser pour mesurer la distance entre le scanner et un objet. Le LiDAR est couramment utilisé dans l'agriculture, l'archéologie et la géographie, mais il est également testé dans les véhicules autonomes pour la détection des obstacles.
Grâce au LiDAR, les chercheurs ont scanné Malet Street, une rue très fréquentée du campus de l'UCL, dans le centre de Londres. Le co-auteur Phil Wilkes, un géographe qui utilise habituellement le LiDAR pour analyser les forêts tropicales, a scanné toute la rue à l'aide d'une technique appelée balayage laser terrestre. Des millions d'impulsions ont été envoyées depuis plusieurs positions le long de Malet Street. Les données LiDAR ont ensuite été combinées avec les données des nuages de points pour créer un modèle 3D.
"De cette façon, nous pouvons assembler les scans et créer une scène complète, qui ne capture pas seulement les arbres, mais aussi les voitures, les camions, les personnes, les panneaux et tout ce que l'on peut voir dans une rue typique d'une ville", a déclaré Wilkes. "Bien que les données que nous avons capturées proviennent d'une plateforme stationnaire, elles sont similaires aux capteurs qui équiperont la prochaine génération de véhicules autonomes ou semi-autonomes."
Une fois le modèle 3D de Malet St achevé, les chercheurs ont ensuite transformé divers objets de la rue en projections holographiques. Les données LiDAR, sous forme de nuages de points, ont été traitées par des algorithmes de séparation pour identifier et extraire les objets cibles. Un autre algorithme a été utilisé pour convertir les objets cibles en motifs de diffraction générés par ordinateur. Ces points de données ont été implémentés dans la configuration optique pour projeter des objets holographiques en 3D dans le champ de vision du conducteur.
Le dispositif optique est capable de projeter plusieurs couches d'hologrammes à l'aide d'algorithmes avancés. La projection holographique peut apparaître à différentes tailles et est alignée sur la position de l'objet réel représenté dans la rue. Par exemple, un panneau de signalisation caché dans la rue apparaîtra sous la forme d'une projection holographique par rapport à sa position réelle derrière l'obstacle, agissant comme un mécanisme d'alerte.
À l'avenir, les chercheurs espèrent affiner leur système en personnalisant la disposition des affichages tête haute et ont créé un algorithme capable de projeter plusieurs couches d'objets différents. Ces hologrammes en couches peuvent être disposés librement dans l'espace de vision du conducteur. Par exemple, dans la première couche, un panneau de signalisation situé à une plus grande distance peut être projeté à une taille plus petite. Dans la deuxième couche, un panneau de signalisation situé à une distance plus proche peut être projeté à une taille plus grande.
"Cette technique de superposition offre une expérience de réalité augmentée et alerte le conducteur de manière naturelle", a déclaré Mme Skirnewskaja. "Chaque individu peut avoir des préférences différentes pour ses options d'affichage. Par exemple, les signes vitaux du conducteur pourraient être projetés à l'endroit souhaité de l'affichage tête haute.
"Les projections holographiques panoramiques pourraient constituer un complément précieux aux mesures de sécurité existantes en montrant les objets de la route en temps réel. Les hologrammes servent à alerter le conducteur, mais ne constituent pas une distraction."
Les chercheurs travaillent maintenant à la miniaturisation des composants optiques utilisés dans leur configuration holographique afin qu'ils puissent entrer dans une voiture. Une fois l'installation terminée, des tests sur les routes publiques de Cambridge seront effectués.
Référence : "LiDAR-derived digital holograms for automotive head-up displays" par Jana Skirnewskaja, Yunuen Montelongo, Phil Wilkes et Timothy D. Wilkinson, 21 avril 2021, Optics Express.
DOI : 10.1364/OE.420740
Mme Skirnewskaja est candidate au doctorat au Centre de formation doctorale (CDT) EPSRC sur les systèmes électroniques et photoniques connectés, un centre conjoint avec l'Université de Cambridge et l'UCL. Elle est également membre de la Fondation des entreprises allemandes (SDW).