
你如何决定行人需要等待还是可以安全地穿过汽车前的马路?在今天的世界中,司机和行人只需交流简短的眼神或小手势即可表达彼此的意图。但未来自主驾驶汽车将如何进行交流?参与MaMeK项目的研究人员正在寻求回答这个问题。他们将于6月27日至30日在慕尼黑的LASER World of PHOTONICS交易展上展示他们的研究成果。
想象一种情况,一个骑车者不确定一辆靠近的汽车是否要给他通行权——但然后一副明亮的投影出现在车辆前面,表明它已经检测到了自行车并正在等待它。这是未来汽车和人类之间在街头可能相互交流的一个例子。
诺伯特·丹茨和他在耶拿应用光学与精密工程弗劳恩霍夫研究所的团队正在“MaMeK”联合项目中研究这种情境,该项目专注于人机通信的投影系统,合作伙伴包括奥迪公司。作为其中的一部分,正在追求两种技术方法:直接显示在汽车上的显示屏以及围绕车辆的地面上的全息投影。后一种情况的技术是由弗劳恩霍夫应用光学与精密工程研究所负责的。
“许多汽车已经配备了基于LED的符号投影系统,当驾驶员下车时,这些系统可以将图像投影到地面上。但是它们在日光条件下还不够明亮,它们产生的图像是静态的,因此它们不适合让自动驾驶汽车与周围环境进行通信,”Norbert Danz解释说。 出于这个考虑,挑战是创造一个超亮的投影,即使在阳光下也能看到,并且能够动态地显示信息。 它还必须能够照亮足够大的区域,只用几个投影仪即可覆盖汽车周围的所有方向。

在阳光下和广角下的晶莹明亮的投影
IOF的研究人员正在使用最先进的激光技术将他们的动态微投影仪付诸实践。四个激光二极管照射一个称为空间光调制器(SLM)的图像生成器,它以一种形成特定道路图片的方式分配光线。为了达到正确的亮度水平并确保投影区域尽可能大,系统会生成四个子图像然后合并成一个。 “由于投影仪非常接近地面,投影角度非常广,因此很难创建一个大图像,所以我们将图像分布在多个激光二极管上,并使用微光学望远镜扩大每个单独的图像。此外,投影方向是由一组微柱镜确定的,使我们能够在少于50厘米的距离上实现100×30厘米的投影区域,“Danz解释道。
由Fraunhofer IOF开发的这个系统只有7 x 7 x 5厘米的尺寸,可以集成到任何汽车门槛中。安装多个投影仪可以在整个车辆周围显示道路象形图案 - 模块化架构还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亮度水平约为10,000勒克斯(取决于图像),这使得自行车手和行人即使在阳光充足的日子里也能看到道路投影。除了使用激光,这还实现了包括来自柏林公司Holoeye Photonics的SLM图像生成器在内的元素。德国图林根州的中型企业Docter Optics SE也参与了投影机的建设。
马梅克项目的整体系统现已与(高度)半自主车辆的适当传感器集成,用于演示车辆和网络化。弗劳恩霍夫研究人员将首次在“激光世界光子学展”上展示微型投影仪的实验室演示模型。