Wie Crowdsourcing-Lidar Ihrem Auto Röntgenblick verleihen könnte

Einer meiner Onkel erzählt immer eine Geschichte darüber, wie seine Mutter ihm als Kind erzählte, sie könne um die Ecke sehen. Sie würden irgendwo spazieren gehen, nur um ihm von seiner Mutter die Einzelheiten eines Fahrzeugs oder einer Person zu erzählen, die gleich hinter einer Straßenbiegung auftauchen würde. Ein paar Sekunden später würde tatsächlich dieses Fahrzeug oder diese Person erscheinen, genau wie beschrieben. Magie, sicher?

Natürlich war es überhaupt keine Zauberei: Seine Mutter – meine Großmutter – war nur größer als er und konnte über Mauern und andere Hindernisse hinwegsehen, was er nicht konnte. Bei dem, was wie eine Art Supermacht aussah, ging es in Wirklichkeit nur darum, einen überlegenen Standpunkt zu haben.

Nun wollen Forscher der britischen University of Cambridge, der University of Oxford und des University College London jedem Auto auf der Welt die Möglichkeit geben, um die Ecke zu sehen. Und da echte Magie Mangelware ist, haben sie eine Möglichkeit gefunden, die Perspektiven der Welt mithilfe einer Kombination aus Lidar, Augmented Reality und Crowdsourcing zu verändern.

Wenn es wie versprochen funktioniert – und das ist ein großes „Wenn“ – könnte es die Art und Weise, wie wir fahren, völlig verändern, indem es es zulässt Fahrer können durch Objekte „durchschauen“, um sie vor potenziellen Gefahren zu warnen, ohne sie dabei abzulenken Verfahren. Und zur Sicherheit „strahlt“ es die Informationen auch direkt in Ihr Auge.

Crowdsourcing-Lidar

Lidar (Light Detection And Ranging) bezieht sich auf die Tiefenerkennungs- und reflektierte Laserkartierungstechnologie, die es vielen selbstfahrenden Autos ermöglicht, die Welt um sie herum wahrzunehmen. Zufällig sind diese letzten vier Worte – „die Welt um sie herum„ – ist das, was die Forscher hinter diesem Projekt ändern wollen. Um den Fahrern so etwas wie eine Röntgensicht zu geben, die es ihnen ermöglicht, unsichtbare Hindernisse zu erkennen – wie zum Beispiel den Motorradfahrer vorübergehend hinter einem Fahrzeug verdeckt – sie wollen eine riesige Crowdsourcing-Karte mit Lidar-Daten erstellen, die von allen Straßen gesammelt wurden Benutzer.

Um eine Analogie zu finden, wie das aussehen könnte, denken Sie an diese Szene aus Christopher Nolans Film von 2008 Der dunkle Ritter in dem Batman jedes Handy in Gotham City hackt und es in einen Hochfrequenzgenerator umwandelt, Zusammenfügen aller Standortdaten, um ein dreidimensionales Schema der Stadt zu erstellen, von Gebäuden bis Menschen. Wie Lucius Fox, der verärgerte Chef von Wayne Enterprises, sagt: „Sie haben mein Sonarkonzept übernommen und es auf jedes Telefon in der Stadt angewendet. Die halbe Stadt ernährt dich, SONAR; man kann sich ganz Gotham vorstellen.“

Die Idee der Car-to-Car-Kommunikation für kollaborative Zwecke ist nicht gerade Science-Fiction. Beginnend mit Waze haben viele Karten-Apps die Fahrdaten verschiedener Benutzer genutzt, um ein ziemlich detailliertes Bild davon zu erstellen, was auf der Straße im Hinblick auf den freien Verkehrsfluss passiert. Tesla sammelt unterdessen über seine Betatestflotte „Full Self-Driving“ große Mengen an Straßendaten von Fahrzeugbesitzern. Im Jahr 2017 fragte Tesla Fahrzeugbesitzer, ob dies der Fall sei bereit, Videos zur Verfügung zu stellen gesammelt mit den eingebauten Autopilot-Kameras ihrer Autos. Diese von einzelnen Fahrzeugen erfassten Daten werden kombiniert, um die gesamte Flotte intelligenter und besser in der Lage zu machen, mit Hindernissen umzugehen.

Was dieses neueste LiDAR-Projekt noch hinzufügt, ist die Erfassung von 360-Grad-Punktwolkendaten, die aggregiert werden können, um jedem Verkehrsteilnehmer eine klare Sicht auf seine Umgebung zu geben.

Als Jana Skirnewskaja, ein Forscher des Teams, sagte gegenüber Digital Trends, dies sei noch relativ früh für das Projekt. Bisher hat das Team einen Machbarkeitsnachweis für das Scannen der Malet Street, einer belebten Straße in London, mit mehreren Lidar-Scannern an verschiedenen Positionen durchgeführt. Aus diesen Daten wurde dann ein 3D-Modell erstellt.

„Wir haben die Malet Street von zehn verschiedenen Positionen aus mit zehn verschiedenen Datenscannern gescannt“, sagte Skirnewskaja gegenüber Digital Trends. „Dadurch können wir die Straße vollständig in ihrem aktuellen Zustand nachbilden, sodass alle Objekte – ob verborgen oder nicht – in der Punktwolke dargestellt werden. Dadurch können wir Objekte löschen, die wir nicht sehen möchten, und die verborgenen Objekte auswählen … und sie projizieren.“

Die Informationen direkt in die Augen der Fahrer strahlen

Zufällig ist dies nur die Hälfte des Projekts. Der andere, ebenso beeindruckende Teil besteht darin, diese Informationen in ultrahoher Auflösung direkt in das Auge des Fahrers zu projizieren. Skirnewskaja glaubt, dass diese In-Car-Technologie eine wertvolle Alternative sein könnte 2D-AR-Projektion auf der Windschutzscheibesowie auf die aufkeimende AR-Technologie Augmented-Reality-Kontaktlinsen.

„Unsere Studien haben gezeigt, dass es der Pupille und dem menschlichen Auge überhaupt keinen Schaden zufügt“, sagte sie. „Es kann jedes Objekt [direkt] in das Auge des Fahrers projizieren. Wir können Augmented Reality auch verwenden, um Objekte zu schichten, sodass wir verschiedene Objekte, wie Straßenhindernisse oder Schilder oder Menschen oder Bäume, in unterschiedlichen Größen [zur Angabe von Entfernungen] projizieren. Je weiter ein Objekt entfernt ist, desto kleiner wird es. Das lässt sich realisieren.“

Das bedeutet, dass, wenn ein Fahrer hinter dem Lenkrad sitzt, überlagerte Informationen die reale Welt überlagern könnten. „[Unsere Arbeit] hat gezeigt, dass wir bereits 3D-Augmented-Reality-Objekte ins Auge auf die Straße projizieren können und dass diese richtig ausgerichtet sind und den Fahrer nicht ablenken“, sagte Skirnewskaja.

Sie sagte, dass es sich zunächst wahrscheinlich um feste Informationen handeln werde, etwa um dauerhafte Hindernisse hervorzuheben, die anderen Fahrern Probleme bereitet hätten. Langfristig könnte es aber auch möglich sein, dynamische Objekte zu verfolgen. Zusätzlich zur Erfassung von Lidar-Daten von anderen Fahrzeugen könnten Städte laut Skirnewskaja Lidar-Sensoren entlang der Straßenränder installieren, ähnlich wie CCTV-Kameras heute verwendet werden.

„Wir hoffen, dass es weiter ausgebaut werden kann, sodass wir jedes Auto verbinden und diese Informationen über Straßenhindernisse in Echtzeit projizieren können“, erklärte sie.

Ziel des Teams ist es, im Rahmen des Projekts mit etablierten Automobilunternehmen zusammenzuarbeiten. Sie schlug vor, dass dazu Jaguar Land Rover und VW gehören. Derzeit arbeiten die Forscher daran, die optischen Komponenten, die sie in ihrem holografischen Versuchsaufbau verwendet haben, so zu miniaturisieren, dass sie in ein Auto eingebaut werden können. Danach planen sie, Fahrzeugtests auf öffentlichen Straßen in der Stadt Cambridge durchzuführen.

Wann diese Technologie letztendlich in Betrieb gehen wird, ist noch nicht bekannt, aber vorausgesetzt, sie funktioniert wie beschrieben, wird es sich auf jeden Fall lohnen, darauf zu warten.

Ein Papier, in dem die Arbeit beschrieben wurde, war kürzlich in der Zeitschrift Optics Express veröffentlicht.

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