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解決方案

斯坦福開發(fā)出基于激光脈沖的3D掃描儀

星之球科技 來源:微迷網(wǎng)2018-03-09 我要評(píng)論(0 )   

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,斯坦福大學(xué)計(jì)算成像實(shí)驗(yàn)室的研究人員近日開發(fā)出了一款能夠掃描拐角后方隱藏物體的3D成像系統(tǒng)。該研究團(tuán)隊(duì)稱,

斯坦福大學(xué)開發(fā)出“視線”能拐彎的3D掃描儀
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,斯坦福大學(xué)計(jì)算成像實(shí)驗(yàn)室的研究人員近日開發(fā)出了一款能夠掃描拐角后方隱藏物體的3D成像系統(tǒng)。該研究團(tuán)隊(duì)稱,這款系統(tǒng)或能成為自動(dòng)駕駛汽車應(yīng)用的一項(xiàng)新突破。
 
斯坦福大學(xué)開發(fā)出“視線”能拐彎的3D掃描儀
該系統(tǒng)的運(yùn)行原理?
首先,這款成像系統(tǒng)向墻面發(fā)射激光脈沖,墻壁將激光脈沖反射至拐角后方的隱藏物體上(圖中的隱藏物體為一只小兔子)。然后,從小兔子身上再反射的部分光子會(huì)再次投射到墻壁上,這些反射光子再經(jīng)過墻壁反射回到成像系統(tǒng)中,被系統(tǒng)中高靈敏的光子探測器所捕獲,由此完成了對(duì)拐角后方隱藏物體的探測。
當(dāng)掃描完成后,再利用算法解析所捕獲光子的傳播路徑,就像犯罪題材電影中展示的那樣,進(jìn)行圖像增強(qiáng),模糊一團(tuán)的3D成像逐漸變得銳利清晰。他們所開發(fā)的算法處理速度非???,幾乎一秒不到便能完成,而且計(jì)算效率很高,使用常規(guī)的筆記本電腦就能完成計(jì)算任務(wù)。基于該算法目前的效率,研究人員認(rèn)為他們能夠很容易進(jìn)一步提高計(jì)算速度,實(shí)現(xiàn)掃描即所得。

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赫瑞?瓦特大學(xué)開發(fā)的系統(tǒng)可以探測并追蹤隱藏物體的運(yùn)動(dòng)
這種技術(shù)似乎之前在哪里見到過?沒錯(cuò),2015年12月,赫瑞?瓦特大學(xué)(Heriot-Watt University)的一支研究團(tuán)隊(duì)也曾開發(fā)出一款相似的設(shè)備。不同的是,盡管兩個(gè)系統(tǒng)都是設(shè)計(jì)用于探測視線無法看到的墻體背后的隱藏物體,但是他們的測量方式不同:斯坦福大學(xué)的解決方案采用了一種算法來對(duì)隱藏物體進(jìn)行3D成像,而赫瑞?瓦特大學(xué)的方案則是探測并追蹤隱藏物體的運(yùn)動(dòng)。
至于為何不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)上述兩種探測,斯坦福大學(xué)的研究人員解釋稱,目前的設(shè)備性能還無法同時(shí)支持上述兩種探測任務(wù),因?yàn)閷?duì)墻后隱藏物體的距離探測和跟蹤需要非??焖俚臏y量,而捕捉其3D成像則又需要很長的掃描時(shí)間。
前途光明,道路漫長
事實(shí)上,斯坦福大學(xué)的研究人員坦言,目前的3D掃描需要2~60分鐘才能完成對(duì)隱藏物體的捕捉成像,這對(duì)于自動(dòng)駕駛及其它常規(guī)掃描應(yīng)用來說實(shí)在太慢了,因?yàn)檫@不如直接走過去用眼睛看看了。
未來該系統(tǒng)如果要更好的應(yīng)對(duì)多變的真實(shí)環(huán)境,大幅加快掃描完成時(shí)間,斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)還需要繼續(xù)對(duì)這款系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。例如,物體的距離和環(huán)境光量,會(huì)使系統(tǒng)難以分辨是否是來自隱藏物體的反射光。該技術(shù)還需要深入分析目前汽車引導(dǎo)系統(tǒng)——LiDAR傳感系統(tǒng)有意忽略的散射光粒子。
“我們相信現(xiàn)在的這款計(jì)算算法已經(jīng)能夠應(yīng)用于LiDAR系統(tǒng)了,”斯坦福大學(xué)計(jì)算成像實(shí)驗(yàn)室博士后、本論文共同作者M(jìn)atthew O’Toole說,“問題的關(guān)鍵是現(xiàn)在的LiDAR系統(tǒng)硬件是否能支持該類3D成像。”

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