Hvordan Crowdsourced Lidar kunne give din bil røntgensyn

En af mine onkler fortæller altid en historie om, hvordan hans mor, da han var barn, fortalte ham, at hun kunne se rundt om hjørner. De ville være ude at gå et sted, kun for at hans mor kunne fortælle ham detaljerne om et køretøj eller en person, der var ved at dukke op i et sving på vejen. Et par sekunder senere, og helt sikkert, dukkede køretøjet eller personen op, nøjagtigt som beskrevet. Magi, vel?

Selvfølgelig var det slet ikke magi: Hans mor - min bedstemor - var bare højere end han var og kunne se over vægge og andre forhindringer, som han ikke var i stand til. Hvad der så ud til at være en slags supermagt, handlede egentlig bare om at have et overlegent udsigtspunkt.

Nu ønsker forskere fra U.K.s University of Cambridge, University of Oxford og University College London at give enhver bil på planeten muligheden for at se rundt om hjørner. Og da ægte magi er en mangelvare, har de fundet på en måde at flytte verdens udsigtspunkter ved hjælp af en kombination af lidar, augmented reality og crowdsourcing.

Hvis det virker som lovet - og det er et stort hvis - kan det fuldstændigt ændre den måde, vi kører på, ved at tillade det chauffører til at "se igennem" genstande for at advare dem om potentielle farer uden at distrahere dem i behandle. Og det vil også "stråle" informationen direkte ind i dit øje for god ordens skyld.

Crowdsourcing lidar

Lidar (Light Detection And Ranging) refererer til den dybdefølende, bounced laser-mapping-teknologi, der gør det muligt for mange selvkørende biler at opfatte verden omkring dem. Som det sker, de sidste fire ord - "verden omkring dem” — er den smule, som forskerne bag dette projekt ønsker at ændre. At give bilister noget, der ligner røntgensyn, der giver dem mulighed for at se forhindringer, der er skjult af syne - såsom motorcyklisten kortvarigt skjult bag et køretøj - de ønsker at bygge et massivt crowdsourcet kort over lidar-data indsamlet fra alle veje brugere.

For en analogi af, hvordan dette kan se ud, tænk på den scene fra Christopher Nolans film fra 2008 Den sorte Ridder hvor Batman hacker alle mobiltelefoner i Gotham City og konverterer dem til en højfrekvensgenerator, sammensætning af alle lokationsdata for at bygge en tredimensionel skematisk af byen, fra bygninger til mennesker. Som Lucius Fox, den foruroligede Wayne Enterprises-chef, siger: "Du tog mit sonarkoncept og anvendte det på alle telefoner i byen. Halvdelen af ​​byen fodrer dig SONAR; du kan forestille dig hele Gotham."

Ideen om bil-til-bil-kommunikation til samarbejdsformål er ikke ligefrem science fiction. Fra og med Waze har mange kortapps brugt forskellige brugeres køredata til at opbygge et ret detaljeret billede af, hvad der sker på vejen med hensyn til den frie trafikstrøm. Tesla indsamler i mellemtiden store mængder vejdata fra køretøjsejere via sin Full Self-Driving beta-testflåde. I 2017 spurgte Tesla bilejere, om de var det villig til at levere videoer indsamlet ved hjælp af deres bilers autopilotkameraer ombord. Disse data, mens de indsamles af individuelle køretøjer, kombineres for at gøre den samlede flåde smartere og bedre i stand til at håndtere forhindringer.

Hvad dette seneste LiDAR-projekt tilføjer til det, er indsamlingen af ​​360-graders punktskydata, der kan samles for at give enhver trafikant et klart overblik over deres omgivelser.

Som Jana Skirnewskaja, en forsker på holdet, fortalte Digital Trends, at dette stadig er relativt tidlige tidspunkter for projektet. Indtil videre har holdet udført en proof of concept-scanning Malet Street, en travl gade i London, ved hjælp af flere lidar-scannere i forskellige positioner. Disse data blev derefter brugt til at opbygge en 3D-model.

"Vi scannede Malet Street fra 10 forskellige positioner ved hjælp af 10 forskellige datascannere," fortalte Skirnewskaja til Digital Trends. "Dette giver os mulighed for fuldt ud at genskabe gaden, som den er i det øjeblik, så alle objekter - skjulte eller ej - vil blive [repræsenteret i] punktskyen. Dette giver os mulighed for at slette objekter, som vi ikke ønsker at se, og vælge de objekter, der er skjult... og projicere dem."

At sende informationen ind i bilisternes øjne

Som det sker, er dette kun den ene halvdel af projektet. Den anden, lige så imponerende, bit involverer at projicere denne information direkte ind i førerens øje i ultrahøj opløsning. Denne in-car teknologi, mener Skirnewskaja, kunne være et værdifuldt alternativ til 2D forrude AR-projektion, såvel som til spirende AR-teknologi som augmented reality kontaktlinser.

"Hvad vores undersøgelser har vist, er, at det [forårsager] ingen skade overhovedet på pupillen, på det menneskelige øje," sagde hun. "Den kan projicere, [direkte] ind i førerens øje, enhver genstand. Vi kan også bruge augmented reality til at skabe flere objekter i lag, så vi projicerer forskellige objekter, såsom vejforhindringer eller skilte eller mennesker eller træer, i forskellige størrelser [for at angive] afstande. Jo længere væk et objekt er, jo mindre vil det være. Det kan lade sig gøre.”

Det betyder, at når en chauffør sidder bag rattet, kan de få overlejrede oplysninger til at se ud over den virkelige verden. "[Vores arbejde] har vist, at vi allerede kan projicere in-eye 3D augmented reality-objekter på vejen, og at disse er korrekt justeret og ikke distraherer føreren," sagde Skirnewskaja.

Hun sagde, at dette i første omgang sandsynligvis vil være fast information, såsom at fremhæve permanente forhindringer, der har forårsaget andre chauffører problemer. Men på lang sigt kan det også være muligt at spore dynamiske objekter. Ud over at indsamle lidar-data fra andre køretøjer sagde Skirnewskaja, at byer kunne installere lidar-sensorer langs siderne af vejene, på samme måde som CCTV-kameraer bruges i dag.

"Vi håber, at det kan udvides yderligere, så vi kan forbinde hver bil og projicere denne information om vejforhindringer i realtid," forklarede hun.

Teamet sigter mod at arbejde med etablerede bilvirksomheder som en del af projektet. Hun foreslog, at dette inkluderer Jaguar Land Rover og VW. På nuværende tidspunkt arbejder forskerne på at miniaturisere de optiske komponenter, de brugte i deres eksperimentelle holografiske opsætning, så den kan monteres i en bil. Herefter planlægger de at udføre køretøjsprøver på offentlige veje i byen Cambridge.

Der er ingen ord om, hvornår denne teknologi i sidste ende går live, men forudsat at den fungerer så godt som beskrevet, vil den bestemt være værd at vente på.

Et papir, der beskriver arbejdet var for nylig offentliggjort i tidsskriftet Optics Express.

Redaktørens anbefalinger

• Glem AR-briller. Augmented reality er på vej til din forrude