新型攝影機使用光線來看清拐角處

史丹福大學電氣工程博士生David Lindell和他的團隊開發了一款可以觀察到拐角處移動物體的攝影機。當他們測試這項新技術時，Lindell穿著一件高可視度的運動服，在一個空房間裡走來走去。他們有一台攝影機對著一面空白的牆，遠離Lindell，團隊通過使用高功率的雷射，能夠觀察到他所有的動作。雷射通過使用單個光粒子反射到圍繞Lindell的牆上來重建圖像。新開發的攝影機使用先進的感測器和處理算法。

史丹福大學電氣工程助理教授Gordon Wetzstein談到了新開發的技術。

“人們談論著建造一款能夠像人類一樣看到東西的攝影機，適用於自主汽車和機器人等應用，但我們想建造超越這個的系統，”他說。“我們想看到3D、拐角處和可見光譜之外的東西。”

將被測試的攝影機系統將在8月1日的SIGGRAPH 2019會議上展示。

團隊已經開發了類似的拐角攝影機，但這款攝影機能夠從更多表面捕捉更多的光線。它也能夠看到更寬和更遠的景象，並且能夠監測視線外的運動。他們希望這些“超人類視覺系統”能夠被用在自主汽車和機器人上，使得它們的運行更加安全。

團隊的一個主要目標是保持系統的實用性。他們使用了硬件、掃描和圖像處理速度、成像風格，這些都已經被用在自主汽車視覺系統中。一個不同之處在於，新系統能夠捕捉到從不同表面反射回來的光線。之前，能夠看到攝影機視線外物體的系統只能夠對於反射出強烈和均勻光線的物體進行操作。

幫助他們創造這項技術的一個發展是一個比他們去年使用的雷射強大10,000倍的雷射。它掃描了對面牆，光線從牆上反射回來，擊中了場景中的物體，然後返回到牆上和攝影機感測器。感測器能夠捕捉到小的雷射光點，並將其發送到團隊也開發的算法中。算法解讀這些光點來重建圖像。

“當你觀察到雷射掃描時，你什麼也看不到，”Lindell說。“有了這個硬件，我們基本上可以減慢時間並顯示出這些光線軌跡。這幾乎就像魔術一樣。”

新系統能夠以每秒4幀的速度掃描，並能夠以每秒60幀的速度重建場景，使用了一個計算機圖形處理單元來增強其能力。

團隊從其他領域如地震成像系統中得到了啟發。這些系統通過反彈在地球地下層的聲波來看到地表下面的東西。算法被重新配置以解讀從隱藏物體上反彈回來的光線。

卡內基梅隆大學助理教授Matthew O’Toole和以前在Wetzstein實驗室的博士後研究員談到了新技術。

“有很多想法被用在其他領域中——地震學、衛星成像、合成孔徑雷達——這些都適用於看清拐角處，”他說。“我們試圖從這些領域中借用一些想法，希望有一天能夠回饋給它們。”

團隊的下一步是測試系統在自主研究汽車上的應用。他們也想看看它是否能夠被用在其他領域，如醫學成像，幫助解決司機遇到的視覺問題，如霧、雨、沙暴和雪。