XR-assisted head-up displays for advanced perception

Χαραλαμπόπουλος, Δημήτριος

XR-assisted head-up displays for advanced perception

datacite.contributor.RelatedPerson	Σγάρμπας, Κυριάκος
datacite.contributor.RelatedPerson	Φείδας, Χρήστος
datacite.contributor.Supervisor	Μουστάκας, Κωνσταντίνος
dc.contributor.author	Χαραλαμπόπουλος, Δημήτριος
dc.contributor.other	Charalampopoulos, Dimitrios
dc.date.accessioned	2026-07-07T07:10:26Z
dc.date.available	2026-07-07T07:10:26Z
dc.date.issued	2026-07-06
dc.degree	graduateThesis
dc.description.abstract	Road safety depends heavily on the driver, since most fatal crashes are attributed to human error and, frequently, to the failure to perceive a hazard in time. This thesis investigates the implementation of XR-assisted head-up displays, which aim to enhance the driver's perception of safety-relevant information. To this end, a custom virtual-reality driving simulation system is implemented and used to explore potential methods of visualizing warnings to assist the driver. The simulator was developed in the Unity engine for the HTC Vive Pro Eye headset and comprises autonomous traffic and pedestrians, a risk-assessment system that grades the threat posed by each hazard, and three interchangeable displays: a head-down central panel, an augmented-reality head-up display that highlights hazards in the driver's line of sight, and an augmented-reality head-up display that additionally reveals hazards occluded from the driver's vision. These displays visualize static and dynamic hazards differently, including construction zones, a parked car, a vehicle swerving into the driver's path, and a pedestrian darting across the road. Eighteen participants drove under each display in different weather conditions and assessed them through a questionnaire — covering presence, simulator sickness, acceptance, workload, trust, and awareness of occluded hazards — together with a comparative ranking of the three. The head-up displays were consistently preferred over the head-down panel, and the ability to reveal occluded hazards improved the driver's awareness of threats not yet visible, without increasing workload; it also drew the greatest trust, however, raising a note of caution regarding over-reliance. The work contributes both a reusable simulation platform and an evaluation of three methods of presenting information to the driver.
dc.description.translatedabstract	Η οδική ασφάλεια εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον οδηγό, καθώς τα περισσότερα θανατηφόρα τροχαία ατυχήματα αποδίδονται σε ανθρώπινο σφάλμα και, συχνά, στην αδυναμία έγκαιρης αντίληψης ενός κινδύνου. Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά την υλοποίηση head-up displays (HUD) υποβοηθούμενων από τεχνολογίες εκτεταμένης πραγματικότητας (XR), τα οποία στοχεύουν στην ενίσχυση της αντίληψης του οδηγού για πληροφορίες κρίσιμες για την ασφάλεια. Για τον σκοπό αυτό, υλοποιείται ένα προσαρμοσμένο σύστημα προσομοίωσης οδήγησης εικονικής πραγματικότητας, το οποίο χρησιμοποιείται για τη διερεύνηση πιθανών μεθόδων οπτικοποίησης προειδοποιήσεων προς υποβοήθηση του οδηγού. Ο προσομοιωτής αναπτύχθηκε στη μηχανή Unity για το σύστημα εικονικής πραγματικότητας HTC Vive Pro Eye και περιλαμβάνει αυτόνομη κυκλοφορία οχημάτων και πεζών, ένα σύστημα εκτίμησης επικινδυνότητας που βαθμολογεί την απειλή που συνιστά κάθε κίνδυνος, καθώς και τρεις εναλλάξιμες οθόνες: ένα κεντρικό head-down display, ένα HUD επαυξημένης πραγματικότητας που επισημαίνει τους κινδύνους στο οπτικό πεδίο του οδηγού, και ένα HUD επαυξημένης πραγματικότητας που επιπλέον αποκαλύπτει κινδύνους που δεν είναι ορατοί από τον οδηγό. Οι οθόνες αυτές οπτικοποιούν με διαφορετικό τρόπο στατικούς και δυναμικούς κινδύνους, όπως ζώνες εργοταξίων, ένα σταθμευμένο αυτοκίνητο, ένα όχημα που παρεκκλίνει στην πορεία του οδηγού και έναν πεζό που διασχίζει απρόσμενα τον δρόμο. Δεκαοκτώ συμμετέχοντες οδήγησαν με καθεμία από τις τρεις οθόνες υπό διαφορετικές καιρικές συνθήκες και τις αξιολόγησαν μέσω ερωτηματολογίου — που κάλυπτε την αίσθηση παρουσίας, τη ναυτία προσομοιωτή, την αποδοχή, τον φόρτο εργασίας, την εμπιστοσύνη και την επίγνωση των μη ορατών κινδύνων — σε συνδυασμό με συγκριτική κατάταξη των τριών οθονών. Τα HUD προτιμήθηκαν σταθερά έναντι του κεντρικού head-down display, ενώ η δυνατότητα αποκάλυψης μη ορατών κινδύνων βελτίωσε την επίγνωση του οδηγού για απειλές που δεν ήταν ακόμη ορατές, χωρίς να αυξήσει τον φόρτο εργασίας· συγκέντρωσε επίσης τη μεγαλύτερη εμπιστοσύνη, γεγονός που ωστόσο εγείρει έναν προβληματισμό σχετικά με την υπερβολική εξάρτηση από το σύστημα. Η εργασία συνεισφέρει τόσο μια επαναχρησιμοποιήσιμη πλατφόρμα προσομοίωσης όσο και μια αξιολόγηση τριών μεθόδων παρουσίασης πληροφοριών στον οδηγό
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10889/32338
dc.language.iso	en
dc.rights	Attribution 4.0 International	en
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subject	Augmented reality (AR)
dc.subject	Head-up displays
dc.subject	Driving simulators
dc.subject	Advanced driver assistance systems
dc.subject	Situation awareness
dc.subject	Occluded hazards
dc.subject	Virtual reality
dc.subject.alternative	Επαυξημένη πραγματικότητα
dc.subject.alternative	Προσομοιωτές οδήγησης
dc.subject.alternative	Προηγμένα συστήματα υποβοήθησης οδηγού
dc.subject.alternative	Επίγνωση καταστάσεων
dc.subject.alternative	Αντίληψη κρυφών κινδύνων
dc.subject.alternative	Εικονική πραγματικότητα
dc.title	XR-assisted head-up displays for advanced perception
dc.title.alternative	Head-up displays με την υποστήριξη εκτεταμένης πραγματικότητας (XR) για προηγμένη αντίληψη

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1

Name:: XR_Assisted_Head_Up_Displays_for_Advanced_Perception.pdf
Size:: 4.57 MB
Format:: Adobe Portable Document Format

Download

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1

Name:: license.txt
Size:: 5.02 KB
Format:: Item-specific license agreed upon to submission
Description:

Download

Collections

Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)