全息地面投影仪使自动驾驶汽车可以与行人交流

盖世汽车讯 如何确定行人是否需要等待或行人在汽车前面过马路是否安全？在当今世界，汽车驾驶员和行人只需交换一个简短的眼神或小手势即可表达彼此的意图。但未来的自动驾驶汽车将如何通信？

想象一下，一名骑车者不确定驶近的汽车是否正在让路，但后方车辆的前方出现了一个明亮的投影，表明车辆已经检测到自行车并正在等待。这是汽车和人类如何在未来街道上相互交流的一个例子。据外媒报道，研究人员Norbert Danz与德国弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所（IOF）团队一起，正在MaMeK联合项目中研究此类场景，该项目专注于人机通信的投影系统，合作伙伴包括奥迪。作为项目的一部分，研究团队正在采用两种技术方法：直接在汽车本身上显示和在车辆周围的地面上进行全息投影。弗劳恩霍夫IOF负责全息投影相关技术。

图片来源：德国弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所

Norbert Danz解释道：“许多汽车都已配备基于LED的符号投影系统，可以在驾驶员下车时将图像投射到地面上。但它们的亮度还不足以适应日光条件，而且产生的图像是静态的，因此不适合使自动驾驶汽车能够与环境进行通信。”考虑到这一点，技术的挑战在于创建一种超亮投影，即使在阳光下也能看到并能够动态显示信息。它还必须能够照亮足够大的区域，仅用几台投影仪即可覆盖汽车周围的所有方向。

阳光下和广角下的水晶般清晰的投影

IOF的研究人员正在使用最先进的激光技术将动态微型投影仪付诸实践。四个激光二极管照亮称为空间光调制器（SLM）的图像生成器，以在道路上形成特定图像的方式分布光。为了达到合适的亮度水平并确保投影区域尽可能大，该系统会生成四个子图像，然后将它们合并为一个。Danz解释道：“由于投影仪非常靠近地面并且投影角度非常宽，很难创建一个大图像。因此我们将图像分布在多个激光二极管上，并使用微型光学望远镜加宽每个单独的图像。此外，投影方向由微棱镜阵列决定，从而能够在小于50厘米的距离内实现100 x 30厘米的投影面积。”

图片来源：德国弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所

由Fraunhofer IOF开发的系统尺寸仅为7 x 7 x 5厘米，可以集成到所有汽车地坎中。安装多台投影仪可以在车辆周围一直显示道路上的象形图，且模块化架构也开启了描绘动态元素的可能性。然而，真正让该系统脱颖而出的是大约10,000勒克斯的亮度水平（取决于图像），即使在晴天，骑行者和行人也能看到道路投影。除了使用激光外，该技术实现还得益于项目合作伙伴之一柏林公司Holoeye Photonics的SLM图像生成器。位于德国图林根州的Docter Optics SE也参与了该投影仪的建造。

“3Dsensation”联合项目的开发

MaMeK来源于3Dsensation联合项目，而3Dsensation项目代表着Twenty20中十个联盟之一。Twenty20是德国联邦教育和研究部（German Federal Ministry of Education and Research）在2014年至2022年间开展的创新资助合作计划（Innovation funding program）。该联盟合作伙伴拥有共同的目标，即使用创新3D技术帮助机器以视觉方式捕获复杂场景并对其进行解释。该联盟专注于支撑人、机器和环境在生产、健康和流动性（生活和工作的关键领域）之间安全高效交互的原则。

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