Същественото предизвикателство при формиране на изображенията на обекти, които са извън видимост, е да се намери ефективен начин за извличане на 3D структурата им от зашумените данни
Автономните превозни средства стават все по-добри в разпознаването и разбирането на околната обстановка, но им е необходима пряка видимост, за да могат да „съзрат“ опасностите в обкръжението си. Изследователи предлагат решение на този проблем.
Екип от учени в Станфорд е разработил лазерна система, която може да позволи на автомобилите без шофьор да виждат зад „слепите“ ъгли и да спрат, преди да е станало късно – преди да е изскочило на пътя дете или да е нахлула фучаща друга кола.
За да изобрази обекти, които се намират извън пряка видимост, технологията разчита на отскачането на лазерни импулси „зад ъгъла“ до желания обект и назад. Високочувствителен сензор улавя връщащите се фотони светлина. Алгоритъмът ги анализира и крайният резултат е размита снимка на нещото, което се крие непосредствено зад ъгъла.
Това е точно толкова високотехнологично, колкото и звучи, и далеч не е първият опит на учените да направят подобно „светлинно шоу“. Екип от MIT експериментира със сходна система през 2012 г., а през 2014 г. европейски и канадски изследователи успяха да пресъздадат „светлинно ехо“ на скрити обекти.
Станфордските учени казват, че новият им принос е предимно от математическа гледна точка. Тъй като светлината се разсейва от обектите, които достига, светлинните сигнали могат да отскочат към сензора от което и да е място. Това води до много „шум“ в изображението, който може да размие образа на целта.
За да помогне за преодоляването на проблема, екипът е разработил усъвършенстван алгоритъм, който може да изчисли пътя, изминат от уловените фотони, и да го използва за визуална реконструкция на обекта.
„Същественото предизвикателство при изображенията на обекти, които са извън видимост, е да се намери ефективен начин за извличане на 3D структурата на скрития обект от зашумените данни“, обяснява Дейвид Линдъл, съавтор на доклада, описващ технологията. „Мисля, че голямото значение на този метод е фактът, че е изчислително ефективен“.
Изследователите казват, че техният алгоритъм може да анализира данните от фотоните за по-малко от секунда. Софтуерът е достатъчно ефективен, за да може да работи на обикновен лаптоп.
Проблемът в практиката до момента е първоначалното сканиране – за да се генерират достатъчно данни за изображението на скрит предмет, системата трябва да изстреля много импулси лазерна светлина. Процесът може да отнеме до един час и в този си вид не би бил много полезно, защото не може да предупреди за дете, което е на път да изхвръкне иззад ъгъла и да попадне пред колата.
Другият основен въпрос е околната светлина. При внимателно контролирани лабораторни условия, системата с лазера работи добре, но когато бъде изведена навън в условията на ярката светлина на деня, сензорите се оказват претрупани от светлинни сигнали.
Имайки предвид това, при тестовете на открито учените са установили, че технологията е в състояние ясно да да „подбере“ обекти с висока степен на отразяване, като например ярки облекла, пътни знаци и маркери.
В бъдеще изследователите планират да работят за ускоряване на сканирането, подобряване на способността на системата на дневна светлина и откриване на движещи се обекти. Изследването е публикувано в списание Nature.