在雪地压雪机、挖掘机或起重车辆等重型机械的作业场景中，如何在恶劣天气和复杂地形下提升操作效率，同时保障车内外人员安全，是一个关键问题。包括格拉茨工业大学视觉计算研究所（TU Graz）在内的国际研究团队，在THEIA-XR项目中围绕这一问题展开了系统研究。

研究团队的目标是利用扩展现实（XR）技术改进人机交互。核心关注点是扩大操作员的感知范围，但又不削弱其对车辆的控制能力。相关成果已发表在期刊《Computers & Graphics》上。

以雪地压雪机为例，TU Graz团队发现，传统的数据眼镜或虚拟现实（VR）头盔在实际应用中往往弊大于利，而通过改装的迪斯科激光在雪地上直接投射信息，则展现出更好的实用效果。

雪地上的激光图形

研究表明，长时间佩戴VR头盔会对颈部造成较大负担，而在崎岖不平的地形上持续颠簸，还容易引发晕动症等不适反应。

相比之下，将激光图形直接投射到车辆前方的雪地表面，被证明是一种更可行的方案。激光不仅可以显示当前速度，还能投射预定行驶轨迹和方向辅助线，帮助驾驶员更高效、更安全地操控雪地压雪机。

此外，系统还能在地面投射虚拟障碍物和警示标志，从而提高车辆周围人员的安全性。在雾天或降雪等能见度较差的条件下，激光束会在空气中的气溶胶颗粒上显现，使得原本视线之外的结构轮廓变得可见。

在改善驾驶员数据可视化的同时，团队也探索了更好感知周围环境的技术手段。研究过程中发现，研究人员最初的技术设想与车辆乘员的实际需求并不总是完全一致。

“这个项目有趣的一点在于，我们必须先把研究视角下的想法，与驾驶员的真实需求对齐，”格拉茨工业大学视觉计算研究所的 Clemens Arth 表示。

“例如，我们开发了一款可能在全球范围内都极为罕见的 360 度热成像摄像机原型，用于显示雪地压雪机周围是否有人或动物。但最终对驾驶员帮助最大的，却是他们能更精确地压实雪面，因为通过热成像，他们能清楚分辨哪些区域已经压实，哪些还没有。”

迈向远程控制的技术基础

该项目的成果不仅提升了现场操作体验，也为未来重型机械的远程控制打下了基础。研究出发点之一，是减少驾驶员在崎岖地形中长期承受振动带来的身体损伤风险。

要实现可靠的远程操控，一个关键步骤是通过普通摄像头的图像传输来增强深度感知，使操作员在显示器前也能更准确地判断距离和空间关系。

在项目合作方面，除格拉茨工业大学和雪地压雪机制造商 Prinoth 外，德累斯顿工业大学与斯图加特媒体大学共同研究挖掘机相关应用；芬兰 VTT 技术研究中心则与 Kalmar 公司合作，将研究重点放在港口环境中的叉车和装载机。

卢森堡大学负责个人性能数据的匿名化处理，并确保传感器在识别个体时不产生歧视性偏差。整个联盟由 TTControl 牵头，Creanex Oy 和 Haption 公司则提供模拟器与控制技术支持。