Veiliger rijden met een hologram voor je neus

Britse onderzoekers bouwden een holografisch display voor in de auto gebaseerd op lidar. Daarop krijgt de bestuurder driedimensionale beelden te zien van de omgeving, geprojecteerd in het gezichtsveld. Verborgen objecten komen zo tevoorschijn, zoals een verkeersbord dat achter een boom staat.

De Britten namen beelden op met een lidar (Laser Imaging Detection And Ranging) en bouwden een systeem dat die beelden omrekent naar hologrammen. Het gaat de onderzoekers uiteindelijk om veiliger rijden, zeggen ze.

‘Holografische projecties kunnen een waardevolle aanvulling zijn op bestaande veiligheidsmaatregelen. Ze geven objecten in realtime weer, als augmented reality. Hologrammen waarschuwen de bestuurder, maar ze vormen geen afleiding’, zegt onderzoeker Jana Skirnewskaja van de University of Cambridge (Groot-Brittannië) in een persbericht.

Het onderzoek is vorige week gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Optics Express.

Head-up display

In geavanceerde voertuigen krijgt de bestuurder soms informatie op een zogeheten head-up display, bijvoorbeeld met projecies op de voorruit van de auto of op het vizier van een helm (bij een motorrijder). Deze displays geven alleen tweedimensionale informatie en projecteren meestal op een punt in de verte. Die projectie kan voor afleiding zorgen als de focus op het verkeer juist dichtbij is.

De onderzoekers in Cambridge hebben nu een stap gezet om 3D-informatie te gaan projecteren in een head-up display, door lidar-data om te zetten in hologrammen die de bestuurder te zien krijgt. Ze kunnen zelfs de focusafstand aanpassen, zodat het hologram altijd op dezelfde ‘afstand’ staat als het object waar het overheen wordt geprojecteerd.

Landschappen en ruïnes

Lidar is een van de technieken waarmee zelfrijdende auto's hun omgeving scannen of zelfs om de hoek kijken. Een lidar bepaalt de afstand tot een object op basis van de ‘time-of-flight’, de tijd tussen het uitzenden van een puls laserlicht en het opvangen van de teruggekaatste straal.

Radar

In dit opzicht werkt lidar vergelijkbaar als radar, met het verschil dat die laatste werkt met radiogolven. De golflengte van laserlicht is veel kleiner dan van radiogolven, waardoor lidar veel kleinere voorwerpen kan waarnemen.

Met lidar kun je landschappen zoals tropische bossen in kaart brengen, inclusief structuren onder de grond zoals Maya-ruïnes. NASA gebruikt lidar om de wolkendichtheid en luchtvervuiling op aarde te meten.

Driedimensionaal hologram

De onderzoekers verzamelden hoge-resolutie data met een lidar in een drukke straat in Londen. Ze namen beelden op van alles, van gebouwen en bomen tot mensen.

Met een zelf ontwikkeld algoritme zetten ze dat om naar een driedimensionaal hologram met een resolutie van 3840 × 2160 pixels. Met een lens zorgen ze ervoor dat het hologram voor de kijker precies over het werkelijke beeld heen valt, ver en dichtbij.

Heldere punt

Het gaat hier nog maar om een proof-of-principle, een bewijs dat het principe werkt. De uitdaging voor de onderzoekers lag onder andere in het onderdrukken van de zogeheten zero order-reflectie, die een heldere punt in het hologram veroorzaakt die de bestuurder kan afleiden. Daarvoor gebruikten ze een extra lens.

Het systeem is nog te groot om in een auto te passen. De onderzoekers werken daarom aan het verkleinen ervan, om het te kunnen testen op openbare wegen rondom Cambridge.