https://frosthead.com

Ова камера се може видети око угла

Аутомобили који се самостално возе, па чак и аутомобили који користе помоћну траку или друге додатке, у великој мери се ослањају на компјутерски вид и ЛИДАР за читање и смисленост онога што је око њих. Они су у томе већ бољи од људи, али ускоро слиједи још један корак који би их могао још више учинити сигурнијима: шта ако би се ти аутомобили могли видјети по угловима?

„Казати да ваш аутомобил не може само видети оно што је испред њега, већ такође може видети шта је иза угла, и самим тим је интринзично много сигурнији од било ког аутомобила на човека, могло би бити изузетно важно“, каже Даниеле Фаццио, професор физике на Универзитету Хериот-Ватт у Единбургху у Шкотској.

Одвојена, али комплементарна истраживања која долазе из Универзитета Висцонсин, МИТ и Хериот-Ватт, баве се овим проблемом и постижу велике кораке. У великој мери је фокусиран на супер брзе, преосјетљиве фотоапарате који читају набујале распршене ласерске свјетлости и реконструишу је у слику као начин на који ЛИДАР, радар и сонар раде.

Ова технологија је корисна у апликацијама које превазилазе аутономна возила. То није била ни примарна мотивација када је Андреас Велтен почео да проучава фемтосекундне (једну четвероседмичну секунду) ласере на Универзитету у Новом Мексику, а затим њихову примену у снимању на МИТ. Сада професор и асистент научника на Универзитету у Висконсину, Велтен и његова лабораторија развили су и патентирали камеру која може реконструисати 3Д слику објекта који се налази иза угла.

Истраживање је у великој мери фокусирано на супер брзе, преосјетљиве камере које читају скокове распршене ласерске свјетлости и реконструишу је у слику. Те камере би се могле користити за даљинско истраживање, посебно опасних подручја - на пример, да се виде станари у згради током кућног пожара. (Љубазношћу Моргридге Института за истраживање) Могућност процене унутрашњости зграде пре уласка има очигледне предности. (Љубазношћу Моргридге Института за истраживање) Велтенова лабораторија ради на примени технологије да би се кроз кожу (која се такође распршује) видела као неинвазивно медицинско дијагностичко средство. (Љубазношћу Моргридге Института за истраживање) Камера која види по угловима има и индустријску примену. (Љубазношћу Моргридге Института за истраживање)

Да би предмет имао смисла, да би га уопште видео, потребна је камера која може да прати пролазак светлости. Ласер, смештен на или у близини камере, испаљује кратке светлосне рафале. Сваки пут када ти пакети погоде нешто - рецимо, о зид са друге стране угла - фотони који чине светлост распршују се у свим правцима. Ако их довољно одскочи у довољно различитим правцима, неки ће се вратити натраг у камеру, одскочивши бар три пута.

„Веома је сличан подацима које би ЛИДАР прикупио, осим што би ЛИДАР одбио први одбој који долази са директне површине и направио 3Д слику тога. Бринемо о вишем налету који долази после тога “, каже Велтен. „Сваког одскока, фотони су се поделили. Сваки фотон носи јединствени делић информација о сцени. "

Пошто светло у различитим временима одбија од различитих површина, камера мора бити опремљена да препозна разлику. То се догађа тако што се бележи тачно време у којем фотон погађа рецептор и израчунава путању којом је фотон могао да претрчи. Учините то за многе фотоне и бројне различите углове ласера, и добићете слику.

Ова техника захтева и сензор који се зове једнофотонска лавинска диода, уграђена на силиконски чип. СПАД, како се назива, може да региструје малу количину светлости (појединачне фотоне) при билијуну сличица у секунди - то је довољно брзо да се види кретање светлости.

„Раде као Гегерови бројачи за фотоне“, каже Велтен. „Кад год фотон погоди пиксел на детектор, он ће послати импулс и то региструје рачунар. Морају бити довољно брзи да би могли појединачно бројати сваки фотон. "

Фаццио лабораторија користи мало другачији приступ, користећи неку исту технологију. Тамо где је Велтен најновији успео да прикаже 3Д слику резолуције око 10 центиметара (и смањење величине и трошкова у односу на претходне генерације), Фаццио се фокусирао на праћење кретања. И он користи СПАД сензор, али ласер држи у миру и бележи мање података, тако да то може брже да ради. Добија кретање, али не може много рећи о облику.

„Идеално би било имати обоје заједно, то би било фантастично. Нисам сигуран како то тренутно учинити “, каже Фаццио. Обоје такође морају радити на употреби ласера ​​са мањом снагом и заштитом за очи. „Прави циљ је да ли можете видети праве људе на 50 метара удаљености. Тада ствар почиње да постаје корисна. "

Остале потенцијалне употребе укључују даљинско истраживање, посебно опасних подручја - на пример, да се виде станари у згради током пожара у кући. Постоји и војно интересовање, каже Фаццио; Бити у стању да процени унутрашњост зграде пре уласка има очигледне предности. Велтенова лабораторија ради на примени технологије да би се кроз маглу (која такође распршује фотоне) или кроз кожу (која се такође распршује) видело као неинвазивно медицинско дијагностичко средство. Чак је разговарао с НАСА-ом о осликавању пећина на месецу.

Заједно са НАСА-ином лабораторијом за млазни погон, лабораторија Велтен развија предлог да се у орбиту око Месеца постави сателит који садржи верзију уређаја са јаким напајањем. Док прође кроз одређене кратере, моћи ће да види да ли се бочно шире у унутрашњост Месеца; такве пећине би могле да пруже добро уточиште лунарним базама, каже Велтен.

Ова камера се може видети око угла