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Augmented Reality im Auto

Die Straße immer im Blick: neue Generation der Head-up-Displays

Pfeile segeln in Richtung Kurve: So verpasst man das Abbiegen ganz bestimmt nicht mehr.

München/Stuttgart. Pfeile segeln in Richtung Kurve, weisen den Weg. Dazu blinkt die aktuelle Geschwindigkeit auf. Alles spielt sich scheinbar weit vor dem Auto ab, tatsächlich handelt es sich um Projektionen auf die Windschutzscheibe. Doch die Illusion, die sogenannte Augmented Reality Head-up-Displays (AR-HuD) liefern, ist perfekt. Virtuelle und reale Welt verschmelzen, man erhält nützliche Informationen, ohne den Blick von der Straße abwenden zu müssen. Und bald sollen die Systeme noch mehr können.

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Mit einer Kombination aus Holographie und erweiterter Realität will etwa das Start-up Wayray Hologramme mittels Laser auf die Frontscheibe von Fahrzeugen projizieren. Die Darstellung soll rund zehnmal größer sein als bei bisherigen Systemen. Neben dem Straßenverlauf lassen sich auf der ganzen Fläche Fußgängerinnen und Fußgänger, Radfahrerinnen und Radfahrer, Verkehrszeichen oder Werbung grafisch und bunt darstellen.

Mehr Sicherheit: Das Wayray-Sytem hebt den Zebrastreifen optisch hervor, damit der Fußgänger nicht übersehen wird.

Mehr Sicherheit: Das Wayray-Sytem hebt den Zebrastreifen optisch hervor, damit der Fußgänger nicht übersehen wird.

Vom Fahrzeugboden in das Armaturenbrett

„Animationen tanzen vor dem Auto und bewegen sich analog dazu, gesteuert von der Blickrichtung des Betrachters“, erklärt Wayray-Chef Vitaly Ponomarev. Kompakte Lasertechnik im Fahrzeugboden ermögliche dieses neuartige AR-Erlebnis. Von dort wandert der rot-grün-blaue Lichtstrahl ins Armaturenbrett.

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Dort sitzt ein optisches System, das die Hologramme entwickelt und sie auf eine spezielle Photopolymer-Folie in der Windschutzscheibe projiziert. Betrachtenden erscheinen dadurch Objekte in einem Bereich von quasi null Metern bis nahezu unendlich weit weg. 2025 sollen die ersten Autos mit der Technologie auf den Markt kommen.

Achtung, Bus fährt los. Das Wayray-System hat vieles im Blick.

Achtung, Bus fährt los. Das Wayray-System hat vieles im Blick.

Head-up-Displays reduzieren eine Gefahrenquelle

Bei Head-up-Displays können – wie der Name schon sagt – Kopf und Augen oben bleiben. Der Blick muss nicht abgewendet werden, um Anzeigen abzulesen. Dadurch wird eine Gefahrenquelle eliminiert. Denn bei beispielsweise 100 km/h Geschwindigkeit legt man in zwei Sekunden 56 Meter zurück. Also im Zweifel eine lange Blindflugstrecke, in der viel passieren kann.

Kein Wunder, dass Head-up-Displays erstmals um 1940 in Kampfflugzeugen zum Einsatz kamen. Die Projektionen sollten gerade bei schwierigen Manövern verhindern, dass der Blick nach unten auf die Instrumente gerichtet werden muss und man das eigentliche Geschehen dabei im Wortsinne aus den Augen verliert. In den 1980er-Jahren kamen erste Schwarz-Weiß-Projektionen in Autos, farbige Head-up-Displays gibt es dort seit Anfang der 2000er Jahre. Und auch in Flugzeugen sind sie immer noch zu finden.

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Das Nötigste auf einem Blick

Pedro Ribeiro Monteiro verantwortet bei Mercedes-Benz das Infotainmentsystem Mbux, zu dem ein optionales Head-up-Display mit AR zählt. Rund fünf Jahre entwickelten die Ingenieurinnen und Ingenieure das System, das bisher in der S-Klasse und ihrem elektrischen Pendant EQS zum Einsatz kommt.

„Um Autofahrer nicht zu überfordern, werden nur die notwendigsten Informationen ins Sichtfeld eingeblendet, wie aktuelle Geschwindigkeit, Navi-Informationen, Fahrassistenz-Informationen oder Geschwindigkeitsbegrenzungen“, sagt Monteiro. Individuell lassen sich Namen von Anruferinnen und Anrufern, Straßen oder Radiostationen zusätzlich anzeigen.

Noch benötigt das Mercedes-System viel Raum, der in einer S-Klasse eher vorhanden ist als in einer A-Klasse. Künftige Systeme sollen daher kleiner werden, gleichzeitig ein größeres Bild und weitere Funktionen bieten, die Fahrende bei ihren Aufgaben unterstützen. „In Kurven würde ein breites Bild dem Piloten helfen, aber auch Darstellungen an den Seitenscheiben sind denkbar“, sagt Monteiro mit Blick auf künftige autonome Fahrzeuge.

Hologramme auf allen Flächen

Auch Wayray sieht in diesem Zusammenhang Potenzial für Seitenscheiben-Hologramme mit Infos und Inhalten. Vitaly Ponomarev zufolge lässt sich jede transparente Fläche zu einem Augmented-Reality-Display umwandeln, etwa auch die Wohnzimmerscheiben zu Hause. Zahlreiche Zulieferer und Institute forschen ebenfalls an AR-HuD, um künftig komplette Scheiben zu bespielen.

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Ein Spiel zwischendurch? Mit dem Hologramm-Projektor will Wayray künftig auch Entertainment liefern.

Ein Spiel zwischendurch? Mit dem Hologramm-Projektor will Wayray künftig auch Entertainment liefern.

Projektionen bieten auch in AR-Brillen viele Einsatzmöglichkeiten. Prototypen, aber auch Serienmodelle haben schon diverse Tech-Konzerne entwickelt. Bekannte smarte Wearable mit AR-Projektion sind etwa Google Glass oder Microsoft Hololens.

Volkswagen hat ein AR-HuD-System bereits ins Kompaktwagen-Segment integriert. Es zählt bei Elektromodellen wie ID.3 und ID.4 zur Sonderausstattung. „Die ergonomischen Vorteile erhöhen spürbar den Fahrkomfort“, meint Alexander Kunze, Spezialist für AR-Systeme bei Volkswagen. „Der kognitive Aufwand zur Interpretation der gezeigten Informationen reduziert sich, da die jeweiligen Hinweise virtuell an ihrem Bezugspunkt im Straßenumfeld erscheinen.“

Ob Höhenprofile von Bergen oder Wanderwege: Die Navigations-Einblendungen von Wayray können sich auch auf Interessantes etwas abseits der Straße beziehen.

Ob Höhenprofile von Bergen oder Wanderwege: Die Navigations-Einblendungen von Wayray können sich auch auf Interessantes etwas abseits der Straße beziehen.

Hinweise von nah bis fern

Die Hinweise zu Navigation, Abstand oder dem Halten der Spur werden nur eingeblendet, wenn sie gerade benötigt werden – und zwar optisch in einem Fernbereich, der zehn Meter entfernt zu sein scheint. Darunter liegt noch ein Anzeigeband mit statischen Informationen, der drei Meter entfernt zu schweben scheint.

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Und wohin geht die Reise? „Wir werden in den nächsten Jahren die immer besseren und genaueren Daten vom Fahrzeug nutzen, um neue Funktionen mit hohem Kundennutzen zu entwickeln, die den Fahrer noch weiter unterstützen, wie beim assistierten Spurwechsel“, sagt Alexander Kunze. Auf unterstützende Displays unterhalb des Head-up-Displays können die Entwickler allerdings auch in Zukunft nicht verzichten. Das Gesetz schreibt vor, dass alle wesentlichen Informationen jederzeit sichtbar sein müssen. Dazu zählen etwa alle Warn- und Funktionsleuchten.

RND/dpa

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