Anonim

Lensa tunggal, bidang cahaya 4D kamera untuk memberikan robot dan mobil otonom visi yang lebih baik

Ilmu

David Szondy

19 Agustus 2017

Dua panorama lapangan ringan 138 derajat (atas dan tengah) dan perkiraan mendalam dari panorama kedua (bawah) (Kredit: Laboratorium Pencitraan Komputasi Stanford / Laboratorium Integrasi Sistem Fotonik di UC San Diego)

Robot hanya sebagus sensornya, jadi para peneliti di Stanford University dan UC San Diego telah mengembangkan kamera "4D " baru yang sangat meningkatkan visi robot. Ditagih sebagai lensa tunggal pertama, bidang pandang lebar, kamera bidang cahaya, sistem baru menggunakan lensa bola dan algoritma canggih untuk menangkap informasi di seluruh bidang pandang 138 derajat untuk memungkinkan robot untuk tidak hanya menavigasi, tetapi juga lebih memahami lingkungan mereka.

Sejak robot modern mulai muncul pada tahun 1970-an, masalah bagaimana memberikan visi mesin semacam itu telah menghantui para insinyur. Selama bertahun-tahun, berbagai solusi telah dicoba, seperti kamera stereoskopik, pencitraan laser, analisis warna, penghitungan piksel, dan pembelajaran mendalam. Sekarang tim Stanford / UC San Diego beralih ke jenis kamera baru yang menggunakan lensa bulat yang dikembangkan untuk Program Pencitraan DENPA, CENtric Imaging with Computational Cameras (SCENICC).

Lensa ini diproduksi untuk menyediakan bidang pandang yang mencakup hampir sepertiga lingkaran di sekitar kamera untuk membuat gambar 360 derajat pada resolusi 125 megapiksel per bingkai video. Dalam versi aslinya, kamera video menggunakan bundel serat optik untuk mengubah gambar bola menjadi bidang fokus datar. Itu berhasil, tapi itu juga mahal.

Kamera baru membagi-bagikan dengan bundel serat yang mendukung kombinasi lensa yang dikembangkan oleh UC San Diego dan pemrosesan sinyal digital dan teknologi fotografi lapangan cahaya dari Stanford, yang merupakan apa yang dikatakan tim memberikan kamera dimensi keempat.

Teknologi medan cahaya ini mengambil arah dua sumbu cahaya yang memasuki lensa dan mencampurnya dengan gambar 2D. Seperti halnya dengan kamera lapangan ringan dari orang-orang seperti Lytro, ini berarti bahwa gambar sekarang berisi lebih banyak informasi tentang posisi cahaya dan arah dan memungkinkan gambar untuk memfokuskan kembali setelah mereka ditangkap. Selain itu, memungkinkan robot untuk melihat hal-hal yang dapat mengaburkan visi mereka, seperti hujan. Kamera ini juga dapat meningkatkan gambar close-up dan lebih baik memastikan jarak objek dan tekstur permukaan ..

"Ini bisa memungkinkan berbagai jenis teknologi artifisial cerdas untuk memahami seberapa jauh objek itu, apakah mereka bergerak dan apa yang mereka terbuat dari, " kata Gordon Wetzstein, profesor teknik elektro di Stanford. "Sistem ini dapat membantu dalam situasi di mana Anda memiliki ruang terbatas dan Anda ingin komputer memahami seluruh dunia di sekitarnya."

Kamera saat ini adalah alat bukti-konsep, tetapi para peneliti percaya bahwa ketika teknologi sudah matang, itu akan membantu robot untuk bernavigasi di area kecil, drone darat, membantu mobil self-driving, dan memungkinkan sistem virtual reality yang diperbesar untuk menghasilkan rendering yang mulus dan terintegrasi. Langkah selanjutnya adalah menginstal prototipe yang lebih ringkas dalam robot yang sebenarnya.

Penelitian ini dipresentasikan pada bulan Juli pada Konferensi 2017 tentang Visi Komputer dan Pengenalan Pola (CVPR).

Video di bawah ini menunjukkan gambar pertama dari Wide-FOV Monocentric Light Field Camera.

Sumber: UC San Diego

Dua panorama lapangan ringan 138 derajat (atas dan tengah) dan perkiraan mendalam dari panorama kedua (bawah) (Kredit: Laboratorium Pencitraan Komputasi Stanford / Laboratorium Integrasi Sistem Fotonik di UC San Diego)

Direkomendasikan Pilihan Editor