Výrazne rýchlejšie a lacnejšie 3D strojové videnie využíva len jeden pixel
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 1. 7. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Autonómne vozidlá sú závislé od sofistikovaných snímačov podporovaných veľkým výpočtovým výkonom. Výskum pod vedením čínskej Univerzity Tsinghua výrazne znižuje nároky na výpočtovú techniku pomocou systému sledovania, ktorý na svoju prácu potrebuje len jediný pixel.
Keď sa začalo uvažovať o autonómnych vozidlách a inteligentných bezpečnostných systémoch, systémy počítačového videnia potrebné na ich podporu sa zdali byť jednoduchou záležitosťou. Pripojte kameru k procesoru, dajte dokopy niekoľko algoritmov, aby to išlo, a hotovo. Veď ľudia zvládajú spracovanie obrazu bez akejkoľvek námahy len s „biokamerou“ a nejakým tým mozgovým „softvérom“. Aké ťažké to môže byť?
Ukázalo sa, že mimoriadne ťažké. Ľudské oko je možno opticky jednoduchšie, ale spracovanie, ktoré sa za ním skrýva, je ohromujúco zložité. Ak k tomu pripočítame, ako ľudia tieto informácie využívajú a reagujú na ne čisto reflexne, ukáže sa, že napodobniť túto schopnosť je takmer nemožná úloha.
Pokrok tímu z Univerzity Tsinghua spočíva vo vývoji 3D metódy na sledovanie rýchlo sa pohybujúcich objektov nevídanou rýchlosťou a zároveň v znížení požiadaviek na výpočtovú techniku. Chytré je, že to nerobí s kompletným obrazom, ale spolieha sa na jediný pixel.
„Náš prístup nevyžaduje rekonštrukciu obrazu objektu na výpočet jeho polohy, čo výrazne znižuje náklady na ukladanie údajov a výpočty,“ povedal Zihan Geng, vedúci výskumného tímu. „Konkrétne, získanie 3D súradnice si vyžaduje len šesť bajtov úložného priestoru a 2,4 mikrosekundy výpočtového času. Znížením výpočtových nákladov a zvýšením efektivity by sa mohli znížiť náklady na zariadenia potrebné na vysokorýchlostné sledovanie, čím by sa táto technológia stala dostupnejšou a umožnila by nové aplikácie.“
Podľa tímu dokáže ich technika s jediným detektorom sledovať objekt 200-krát rýchlejšie ako tradičné metódy založené na videu, a to bez akýchkoľvek predchádzajúcich informácií a s minimálnym výpočtovým výkonom. Dosahuje to premietaním geometrických svetelných vzorov na objekt a meraním intenzity jedného pixelu. Pomocou zložitej matematiky sa potom dá vypočítať poloha a trajektória objektu.
Spočiatku sa tím spoliehal na simulácie, ale čoskoro prešiel na použitie lasera a digitálneho mikrozrkadlového zariadenia na osvetlenie kovovej gule pohybujúcej sa po zakrivenom špirálovom drôte. Informácie v jednom pixeli umožnili systému vykonať potrebné výpočty.
Zatiaľ sa technika používa na sledovanie jedného objektu. Ďalším krokom bude prechod na viacero objektov.
„Táto technológia by mohla zlepšiť vnímacie schopnosti technológií, ako sú autonómne vozidlá, zlepšiť bezpečnostné monitorovacie systémy a ponúknuť efektívnejšie monitorovanie a kontrolu kvality pri priemyselnej kontrole,“ povedal Geng. „Okrem toho sa táto vysokorýchlostná lokalizačná technika môže použiť vo vedeckom výskume, napríklad pri štúdiu trajektórie letu hmyzu.“
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Optics Letters.
