Na novo razvite kamere uporabljajo svetlobo za ogled okoli vogalov

David Lindell, podiplomski študent elektrotehnike na univerzi Stanford, je skupaj s svojo ekipo razvil kamero, ki lahko opazuje premikajoče se predmete okoli vogalov. Ko so preizkušali novo tehnologijo, je Lindell nosil visoko vidno trenirko, ko se je premikal po prazni sobi. Imeli so kamero, ki je bila usmerjena v prazno steno stran od Lindella, in ekipa je lahko opazovala vse njegove gibe z uporabo visokozmogljivega laserja. Laser je rekonstruiral slike z uporabo posameznih delcev svetlobe, ki so se odbili na stene okoli Lindella. Na novo razvita kamera je uporabljala napredne senzorje in algoritem obdelave. 

Gordon Wetzstein, docent za elektrotehniko na Stanfordu, je spregovoril o novo razviti tehnologiji. 

"Ljudje govorijo o izdelavi kamere, ki lahko vidi tako dobro kot ljudje za aplikacije, kot so avtonomne mačke in roboti, vendar želimo zgraditi sisteme, ki to presegajo," je dejal. "Stvari želimo videti v 3D, okoli vogalov in onkraj spektra vidne svetlobe." 

Sistem kamer, ki je bil testiran, bo predstavljen na konferenci SIGGRAPH 2019 1. avgusta. 

Ekipa je v preteklosti že razvila podobne kamere za vogalom, vendar je ta sposobna zajeti več svetlobe z več površin. Prav tako lahko vidi širše in dlje ter spremlja gibanje izven vidnega polja. Upajo, da bodo te "nadčloveške vidne sisteme" lahko uporabili v avtonomnih avtomobilih in robotih, tako da bodo delovali bolj varno, kot če jih nadzoruje človek. 

Eden od glavnih ciljev ekipe je ohraniti sistem praktičen. Uporabljajo strojno opremo, hitrosti skeniranja in obdelave slik ter sloge slikanja, ki se že uporabljajo v avtonomnih sistemih avtomobilskega vida. Ena razlika je v tem, da lahko novi sistem zajame svetlobo, ki se odbija od različnih površin z različnimi teksturami. Pred tem so sistemi, ki so se uporabljali za opazovanje stvari zunaj vidnega polja kamere, lahko to storili samo s predmeti, ki so odbijali enakomerno in močno svetlobo. 

Eden od razvojnih dosežkov, ki jim je pomagal ustvariti to tehnologijo, je bil laser, ki je 10,000-krat močnejši od tistega, ki so ga uporabili lani. Skenira steno na nasprotni strani zanimive točke. Svetloba se odbije od stene, zadene predmete v prizoru in se vrne nazaj na steno in senzorje kamere. Senzor lahko nato zajame majhne pike laserske svetlobe in jih pošlje algoritmu, ki ga je prav tako razvila ekipa. Algoritem dešifrira madeže, da rekonstruira slike. 

"Ko opazujete lasersko skeniranje, ne vidite ničesar," je dejal Lindell. »S to strojno opremo lahko v bistvu upočasnimo čas in razkrijemo te sledi svetlobe. Skoraj izgleda kot čarovnija.« 

Novi sistem lahko skenira pri štirih slikah na sekundo in rekonstruira prizore do 60 sličic na sekundo z enoto za obdelavo računalniške grafike, ki izboljša zmogljivosti. 

Ekipe so črpale navdih iz drugih področij, kot so sistemi za seizmično slikanje. Ti odbijajo zvočne valove od podzemnih plasti Zemlje in lahko vidijo, kaj je pod površjem. Algoritem je preoblikovan za dešifriranje svetlobe, ki se odbija od skritih predmetov. 

Matthew O'Toole, docent na univerzi Carnegie Mellon in prejšnji podoktorski sodelavec v Wetzsteinovem laboratoriju, je govoril o novi tehnologiji. 

"V drugih prostorih se uporablja veliko idej - seizmologija, slikanje s sateliti, radar s sintetično aperturo - ki so uporabne za gledanje okoli vogalov," je dejal. Poskušamo vzeti nekaj malega s teh področij in upajmo, da jim bomo lahko nekoč nekaj vrnili.” 

Naslednji korak ekipe je testiranje sistema na avtonomnih raziskovalnih avtomobilih. Prav tako želijo videti, ali bo uporabna na drugih področjih, kot je medicinsko slikanje, in za pomoč pri odpravljanju težav z vidom, s katerimi se srečujejo vozniki, kot so megla, dež, peščeni viharji in sneg.