虚拟现实和混合现实在新型驾驶模拟器中融合

Portobello是由康奈尔科技大学的研究人员开发的一款新型驾驶模拟器，它融合了虚拟现实和混合现实，使驾驶员和乘客都能看到叠加在现实世界中的虚拟物体。

这项技术为研究人员在实验室和路上进行相同的用户研究开辟了新的可能性——团队将这一新概念称为“平台可移植性”。

研究团队由康奈尔理工学院雅各布斯理工学院-康奈尔研究所副教授WendyJu领导，于5月在ACM计算机系统人为因素会议(CHI)上发表了论文《Portobello：从实验室到道路的扩展驾驶模拟》。该论文在会议上获得了荣誉奖。

合著者包括博士生FanjunBu、StaceyLi、DavidGoedicke和MarkColley;以及来自WovenbyToyota的工业顾问GyanendraSharma。

Portobello是一款公路驾驶模拟系统，可让驾驶员和乘客使用混合现实(XR)耳机。该团队开发Portobello的动机源于其在XR-OOM(一种XR驾驶模拟器系统)方面的工作。该工具可以融合物理世界和数字世界的方方面面，但它有局限性。

“虽然我们可以在汽车内部和周围展示虚拟物体(例如车内虚拟显示屏和虚拟仪表板)，但我们在展示与现实世界中的物体相关的虚拟事件时遇到了问题，例如虚拟行人在真实的人行横道上过马路，或者虚拟汽车在真实的停车标志处停下，”布说。

这对开展有意义的研究构成了重大障碍，特别是对于需要在环境内的固定位置精确安排物体和事件的自动驾驶实验。

Portobello的设计初衷就是为了克服这些限制，将道路驾驶模拟锚定在现实世界中。在设计阶段，研究人员利用Portobello系统生成研究环境的精确地图。在此地图中，他们可以根据现实世界元素战略性地定位虚拟对象(例如，将虚拟行人放置在停车标志附近)。车辆在相同的映射环境中运行，无缝融合模拟和现实。

随着Portobello的成功集成，该团队不仅解决了XR-OOM的局限性，还引入了平台可移植性。这项创新使研究人员能够在受控实验室环境和真实驾驶场景中进行相同的研究，从而提高其研究结果的准确性和适用性。

“参与者将实验室模拟器视为真实世界场景的视觉近似，几乎是一种表演体验，”布说。“然而，参与者将道路模拟器视为功能近似。[他们]在道路模拟器中感受到更大的压力，并觉得他们的决定更有分量。”

Bu表示，Portobello可以促进“研究的孪生”——在不同环境中进行同一项研究。他说，这不仅使研究结果更加现实，还有助于揭示其他因素如何影响结果。

朱说：“我们相信，通过超越原始研究，并允许现实世界的一些变化渗透进来，研究结果将更适用于现实世界。”

丰田研究院(TRI)人机交互研究员HiroshiYasuda也参与了这项研究。