Hur Crowdsourced Lidar kunde ge din bil röntgensyn

En av mina farbröder berättar alltid en historia om hur hans mamma, när han var liten, sa till honom att hon kunde se runt hörnen. De skulle vara ute och promenera någonstans, bara för att hans mamma skulle berätta för honom detaljerna om något fordon eller person som var på väg att dyka upp runt en kurva på vägen. Några sekunder senare och, förvisso, skulle det fordonet eller personen dyka upp, precis som beskrivits. Magi, visst?

Naturligtvis var det inte magi alls: hans mamma - min mormor - var bara längre än han och kunde se över väggar och andra hinder som han inte kunde. Det som verkade vara någon form av superkraft handlade egentligen bara om att ha en överlägsen utsiktspunkt.

Nu vill forskare från Storbritanniens University of Cambridge, University of Oxford och University College London ge alla bilar på planeten möjligheten att se runt hörnen. Och eftersom äkta magi är en bristvara, har de kommit på ett sätt att flytta världens utsiktspunkter med hjälp av en kombination av lidar, förstärkt verklighet och crowdsourcing.

Om det fungerar som utlovat - och det är ett stort om - kan det helt förändra vårt sätt att köra genom att tillåta förare att "se igenom" föremål för att varna dem om potentiella faror, utan att distrahera dem i bearbeta. Och det kommer också att "stråla" informationen direkt in i ditt öga för gott skull.

Crowdsourcing lidar

Lidar (Light Detection And Ranging) hänvisar till den djupavkännande, studsade laserkartläggningstekniken som gör att många självkörande bilar kan uppfatta världen omkring dem. Som det händer, de sista fyra orden - "världen runt dem” — är den bit som forskarna bakom det här projektet vill förändra. Att ge förare något som liknar röntgenseende som gör att de kan upptäcka hinder som är dolda från synen - som motorcyklisten tillfälligt skymd bakom ett fordon - de vill bygga en massiv crowdsourced karta över lidar-data som samlats in från alla vägar användare.

För en analogi av hur det här kan se ut, tänk på scenen från Christopher Nolans film från 2008 The Dark Knight där Batman hackar alla mobiltelefoner i Gotham City och omvandlar dem till en högfrekvensgenerator, sammanfoga all platsdata för att bygga ett tredimensionellt schema över staden, från byggnader till människor. Som Lucius Fox, den störda Wayne Enterprises-chefen, säger, "du tog mitt ekolodskoncept och använde det på alla telefoner i staden. Halva staden matar dig SONAR; du kan avbilda hela Gotham."

Idén med bil-till-bil-kommunikation i samarbetssyfte är inte precis science fiction. Från och med Waze har många kartappar använt kördata från olika användare för att bygga upp en ganska detaljerad bild av vad som händer på vägen när det gäller det fria trafikflödet. Tesla, under tiden, samlar in stora mängder vägdata från fordonsägare via sin Full Self-Driving beta-testflotta. Under 2017 frågade Tesla fordonsägare om de var det villig att tillhandahålla videor insamlade med hjälp av sina bilars inbyggda autopilotkameror. Dessa data, samtidigt som de samlas in av enskilda fordon, kombineras för att göra den övergripande flottan smartare och bättre kunna hantera hinder.

Vad det här senaste LiDAR-projektet lägger till är insamlingen av 360-graders punktmolndata som kan samlas för att ge varje trafikant en tydlig bild av sin omgivning.

Som Jana Skirnewskaja, en forskare i teamet, berättade för Digital Trends, detta är fortfarande relativt tidiga tider för projektet. Hittills har teamet genomfört en proof of concept-skanning på Malet Street, en livlig gata i London, med hjälp av flera lidar-skannrar i olika positioner. Dessa data användes sedan för att bygga upp en 3D-modell.

"Vi skannade Malet Street från 10 olika positioner med hjälp av 10 olika dataskannrar," sa Skirnewskaja till Digital Trends. "Detta tillåter oss att helt återskapa gatan hur den är i det ögonblicket, så alla objekt - dolda eller inte - kommer att [representeras i] punktmolnet. Detta tillåter oss att radera objekt som vi inte vill se, och välja de objekt som är dolda... och projicera dem."

Att skicka informationen i förarnas ögon

Som det händer är detta bara hälften av projektet. Den andra, lika imponerande, biten handlar om att projicera denna information direkt in i förarens öga i ultrahög upplösning. Denna in-car-teknik tror Skirnewskaja kan vara ett värdefullt alternativ till 2D vindruta AR-projektion, såväl som till spirande AR-teknik augmented reality-kontaktlinser.

"Vad våra studier har visat är att det [orsakar] ingen skada alls för pupillen, för det mänskliga ögat," sa hon. "Den kan projicera, [direkt] in i förarens öga, vilket föremål som helst. Vi kan också använda förstärkt verklighet för att skikta objekt så att vi projicerar olika objekt, som väghinder eller skyltar eller människor eller träd, på olika storlekar [för att indikera] avstånd. Ju längre bort ett föremål är, desto mindre blir det. Det går att förverkliga."

Det betyder att, när en förare sitter bakom ratten, kan de ha överlagrat information som visas ovanpå den verkliga världen. "[Vårt arbete] har visat att vi redan kan projicera in-eye 3D augmented reality-objekt på vägen, och att dessa är korrekt inriktade och inte distraherar föraren," sa Skirnewskaja.

Hon sa att detta till en början troligen kommer att vara fast information, som att lyfta fram permanenta hinder som har orsakat andra förare problem. Men på lång sikt kan det vara möjligt att spåra dynamiska objekt också. Förutom att samla in lidardata från andra fordon, sa Skirnewskaja att städer kan installera lidarsensorer längs vägsidorna, på samma sätt som CCTV-kameror används idag.

"Vi hoppas att det kan utökas ytterligare så att vi kan koppla ihop varje bil och projicera denna information om väghinder i realtid", förklarade hon.

Teamet siktar på att arbeta med etablerade fordonsföretag som en del av projektet. Hon föreslog att detta inkluderar Jaguar Land Rover och VW. För närvarande arbetar forskarna med att miniatyrisera de optiska komponenterna de använde i sin experimentella holografiska uppställning så att den kan monteras i en bil. Efter detta planerar de att genomföra fordonstester på allmänna vägar i staden Cambridge.

Det finns inga ord om när denna teknik slutligen går live, men, förutsatt att den fungerar så bra som beskrivs, kommer den definitivt att vara värt att vänta på.

Ett papper som beskrev arbetet var nyligen publicerad i tidskriften Optics Express.

Redaktörens rekommendationer

• Glöm AR-glasögon. Augmented reality är på väg till din vindruta