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真正的透视技术来了?隔着一寸厚的泡沫板也能看清后面的物体!

2020-09-14 19:21 前瞻网   

 

 

无论是在灾区工作的机器人,在城镇中行驶的自动驾驶汽车,还是在太空中进行观测的卫星,拥有能够透视云、雾霾和雾的机器都是非常有用的,而科学家可能刚刚制造出了迄今为止最好的透视系统。

这个新开发的系统通过一种算法来工作,系统激光以快速脉冲的形式发射出光粒子或光子,而该算法可以测量单个光粒子或光子的运动,并利用它们来重建人眼看不到的模糊或隐藏的物体。

这项技术的特别之处在于它可以重建被障碍物散射和反弹的光线。

在实验中,激光瞄准器能够看到隐藏在一英寸厚泡沫层后面的物体。

斯坦福大学的电子工程师戈登·韦兹斯坦(Gordon Wetzstein)说:“许多成像技术会让图像看起来更好一些,噪点更少一些,但通过这项技术,我们可以把不可见的东西变成可见的东西。这真正地推动了任何传感系统的潜在前沿,就像超人的视觉一样。”

在这项研究中,当激光穿过屏障(泡沫)时,只有几个光子击中了后面的物体,而返回的光子就更少了。虽然只有这么少的信息,但这些信息已经足够让这个聪明的算法重建隐藏的目标。

官方称这个算法为共焦漫射断层摄影术,虽然它不是第一种穿透这种屏障的方法,但它确实提出了一些改进——例如,它可以在不知道隐藏物体有多远的情况下工作。

与其他方法一样,该系统也可以不依赖弹道光子进行工作。弹道光子能够通过散射场到达隐藏物体,并且反射回来,但自身不会被扭曲。

斯坦福大学的电子工程师大卫·林德尔(David Lindell)说:“我们感兴趣的是能够在没有这些假设的情况下通过散射介质成像,并收集所有被散射的光子来重建图像。”

“这使得我们的系统在大规模应用中特别有用,因为在大规模应用中弹道光子非常少。”

大规模应用包括在大雨中给自动驾驶汽车导航,甚至在云霾中拍摄地球(或其他星球)表面的图像——这个算法有很多潜在的用途。研究人员热衷于继续对更多的场景和更多的散射环境做实验。

但现有的系统并不是特别擅长处理由雾和霾引起的光散射。

例如,激光雷达在探测人眼看不到的物体方面非常出色,但当雨雾干扰了它详细的激光扫描时,它就开始出现问题了,这个系统也可以进一步解决这个问题。

不过还是别高兴得太早,使用这种方法进行扫描可能需要一分钟到一小时的时间,所以还有很多优化工作要做。不过,在三维空间再现用肉眼无法看到的隐藏物体,仍然是一项令人印象深刻的壮举。

林德尔说:“我们很高兴能将其他类型的散射几何模型做进一步的推广。”

“因此,这种技术不仅能看到隐藏在厚材料板后面的物体,还有嵌入在密集散射材料中的物体,这就像是在看一个被雾包围的物体。”

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责任编辑: 3976DBC

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