La pantalla holográfica 3D Ultra HD podría mejorar la seguridad vial

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La tecnología, desarrollada por investigadores de la Universidad de Cambridge, la Universidad de Oxford y el University College de Londres (UCL), se basa en el LiDAR (Light Detection and Range) y utiliza los datos del LiDAR para crear representaciones holográficas de ultra alta definición de los objetos de la carretera que se transmiten directamente a los ojos del conductor, en lugar de las proyecciones 2D del parabrisas que se utilizan en la mayoría de las pantallas head-up.

Aunque la tecnología aún no se ha probado en un coche, las primeras pruebas, basadas en datos recogidos en una calle muy transitada del centro de Londres, demostraron que las imágenes holográficas aparecen en el campo de visión del conductor según su posición real, creando una realidad aumentada. Esto podría ser especialmente útil en los casos en que objetos como las señales de tráfico queden ocultos por grandes árboles o camiones, por ejemplo, permitiendo al conductor "ver a través" de los obstáculos visuales. Los resultados se publican en la revista Optics Express.

"Las pantallas de visualización frontal se están incorporando a los vehículos conectados, y normalmente proyectan información como la velocidad o los niveles de combustible directamente en el parabrisas frente al conductor, que debe mantener la vista en la carretera", explica la autora principal, Jana Skirnewskaja, candidata a doctora del Departamento de Ingeniería de Cambridge. "Sin embargo, queríamos ir un paso más allá representando objetos reales en forma de proyecciones panorámicas en 3D"

Skirnewskaja y sus colegas basaron su sistema en el LiDAR, un método de teledetección que funciona enviando un pulso láser para medir la distancia entre el escáner y un objeto. El LiDAR se utiliza habitualmente en agricultura, arqueología y geografía, pero también se está probando en vehículos autónomos para la detección de obstáculos.

Con el LiDAR, los investigadores escanearon Malet Street, una concurrida calle del campus de la UCL en el centro de Londres. El coautor Phil Wilkes, geógrafo que suele utilizar el LiDAR para escanear bosques tropicales, escaneó toda la calle mediante una técnica denominada escaneo láser terrestre. Se enviaron millones de pulsos desde múltiples posiciones a lo largo de Malet Street. Los datos LiDAR se combinaron con los datos de la nube de puntos, construyendo un modelo 3D.

"De esta forma, podemos unir los escaneos y construir una escena completa, que no sólo capta los árboles, sino también los coches, los camiones, las personas, las señales y todo lo que se puede ver en una calle típica de la ciudad", explica Wilkes. "Aunque los datos que capturamos procedían de una plataforma fija, son similares a los sensores que habrá en la próxima generación de vehículos autónomos o semiautónomos"

Una vez completado el modelo 3D de Malet St, los investigadores transformaron varios objetos de la calle en proyecciones holográficas. Los datos LiDAR, en forma de nubes de puntos, se procesaron mediante algoritmos de separación para identificar y extraer los objetos objetivo. Otro algoritmo se utilizó para convertir los objetos objetivo en patrones de difracción generados por ordenador. Estos puntos de datos se implementaron en la configuración óptica para proyectar objetos holográficos en 3D en el campo de visión del conductor.

La configuración óptica es capaz de proyectar múltiples capas de hologramas con la ayuda de algoritmos avanzados. La proyección holográfica puede aparecer en diferentes tamaños y se alinea con la posición del objeto real representado en la calle. Por ejemplo, una señal de tráfico oculta aparecería como una proyección holográfica en relación con su posición real detrás de la obstrucción, actuando como un mecanismo de alerta.

En el futuro, los investigadores esperan perfeccionar su sistema personalizando la disposición de los monitores de cabeza y han creado un algoritmo capaz de proyectar varias capas de objetos diferentes. Estos hologramas en capas pueden disponerse libremente en el espacio de visión del conductor. Por ejemplo, en la primera capa se puede proyectar una señal de tráfico a una distancia mayor y a un tamaño menor. En la segunda capa, una señal de advertencia situada a una distancia más cercana puede mostrarse a un tamaño mayor.

"Esta técnica de estratificación proporciona una experiencia de realidad aumentada y alerta al conductor de forma natural", explica Skirnewskaja. "Cada persona puede tener diferentes preferencias en cuanto a sus opciones de visualización. Por ejemplo, las constantes vitales del conductor podrían proyectarse en el lugar deseado del head-up display.