Kamera, která umožní autům budoucnosti vidět i za roh

  • Nejnovější generace kamery dokáže detekovat předmět i za rohem
  • Nově je možné sledovat i pohyblivý objekt
  • Zpracování snímání už je možné v reálném čase

Představa toho, že je možné vidět i za roh, patřila dříve spíše do říše vědeckofantastických příběhů a superhrdinů, kteří mají „rentgenové“ vidění a podobně. Už před několika lety se ale představily první druhy kamer, které dokážou pracovat se světlem podobně, jako kdyby šlo o zvuk. Díky odrazům světla od ploch jsou tak schopné analyzovat objekt, který není přímo viditelný.

Starší verze této technologie ale byly pomalé, na zpracování odrazů a výpočet se muselo čekat delší dobu a rozpoznat objekt za rohem bylo možné pouze pokud to byl statický objekt v přednastavené konfiguraci stěn. Vědci ale představili nejnovější generaci, která posouvá předchozí možnosti mnohem blíže k reálnému nasazení.

Kompaktní laserová kamera, která měří čas opravdu přesně

Vědci z univerzity Heriot-Watt a z univerzity v Edinburghu vyvinuli společné novou verzi kamery, která „vidí za roh“. Podobně jako u starších generací od jiných týmů se ale zaměřili na mnohem pokročilejší vlastnosti, které pomohou tuto technologii dostat na trh. Oproti statické analýze, kdy se objekt za rohem vůbec nepohyboval, totiž systém vylepšili tak, že dokáže rozpoznat pohybující se objekt oproti jiným a dokonce určit i jeho rychlost.

Systém funguje zjednodušeně tak, že jakékoli plochy i třeba podlaha fungují pro speciální kameru podobně, jako třeba zrcadlo. Oproti zrcadlu ale nesleduje odrazy běžného světla, ale laseru, který je součástí systému.

Klepněte pro větší obrázek
Odrazy od ploch a měření doby vrácení fotonů je klíčovou vlastností systému

Systém speciálního laseru a kamery dokáže snímat fotony velmi přesně a rychle. Samotný laser vysílá jednotlivé fotony v podobě pulzů o délce 10 femtosekund (10-15 sekundy), přičemž každý pixel použité kamery (SPAD - single-pixel avalanche diode) dokáže v kombinaci s přesnými hodinami velmi přesně určit, jak dlouho trvalo, než se i jeden foton po odrazu a rozptýlení opět vrátil. Rychlost snímání světla je přitom extrémně vysoká – 20 miliard snímků za sekundu.

Detekce pohybu objektu v reálném čase

Jak už jsme psali v úvodu, vědcům se podařilo celý proces zpracování odrazů fotonů vylepšit tak, že je možné rozlišit nejen přesně umístění objektu v prostoru za použití triangulace, ale také určit jeho případný pohyb. Zpracování snímaných dat je totiž už velmi efektivní a probíhá během sekundy. Je tak možné detekovat a rozlišit změnu pozice daných objektů vůči ostatním.

Klepněte pro větší obrázek
Po pulzu fotonů se světlo odrazí od stěn a objektů a poté opět nasnímá pomocí kamery

Díky tomu lze i rozpoznat, zdali v neznámé oblasti za rohem je nějaký pohyblivý objekt či nikoli, protože ho lze velmi snadno odlišit od případných dalších neznámých statických objektů, které tvoří stále stejný „šum“ a odraz světla.

Současné limitace a budoucí možnosti

Vyvinutý systém je samozřejmě stále ještě ve fázi prototypu, byť je vidět jasný posun od starších variant podobné technologie. V současnosti je možné snímat objekt, který se nachází do 60 cm od odrazové plochy, která může být reprezentována stěnou nebo třeba podlahou. Podle informací by ale neměl být větší problém tuto hodnotu dostat na vzdálenost kolem deseti metrů umístění objektu od odrazové plochy. Podobně jako u starší generace i zde je možné vylepšit rekonstrukci i tvaru objektu, což lze brát jako další přidanou informaci o neznámém objektu, který nejsme schopní kvůli překážce přímo vidět.

Klepněte pro větší obrázek
Omezení je zatím například ve vzdálenosti od odrazových ploch

Technologie má určitě významný potenciál toho, jak ji bude možné využít v reálném prostředí. Úplně nejjasnější se zdá využití v budoucích automobilech, která budou řídit zcela samostatně a mnohem bezpečněji, než člověk.

S takovými systémy budou moci detekovat blížící se nebezpečí, které se řítí za rohem a standardní kamerou ho nelze předem zachytit. Může jít třeba o jiné auto, cyklistu nebo třeba samotného člověka, který se chystá vběhnout do vozovky zpoza rohu.

Důležité to může být i pro chystané drony, které se budou používat pro automatickou donášku zboží po nejbližším okolí. Zpracovat viditelný obraz tak může být pouze jednou z částí, jak budou analyzovat to, kam přesně letí a vyhnei se případnému nebezpečí. I okamžitá reakce na objekt totiž nemusí stačit a možnost vidět i za překážky a za rohy je tak skvělou technologií, jak tyto systémy udělat ještě dokonalejší.

Podrobné informace o výzkumu naleznete v databázi Nature.

Video

Témata článku: Technologie, Budoucnost, Puls, Pulse, Nature, Spad, Avalanche, Edinburgh

17 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Roman Beránek 14. 12. 2015 22:50:11
  • radon 14. 12. 2015 11:16:43
    Sanitku prijizdejici na cervenou do krizovatky to stejne nepozna, ale...
  • Ondřej Matějka 13. 12. 2015 19:29:09
    to podle toho principu vypadá jako takovej laserovej radar :-D
Určitě si přečtěte

Operační systém běžným počítačům nedal Bill Gates, ale Gary Kildall

Operační systém běžným počítačům nedal Bill Gates, ale Gary Kildall

** Gary Kildall pochopil, že levné výpočetní čipy mohou posloužit jako univerzální počítače pro všechny ** Připravil pro ně proto první operační systém ** Později mu systém vyfoukl Microsoft a nazval ho MS DOS

23.  4.  2017 | Pavel Tronner | 56

Umělá inteligence je sice v plenkách, už teď ale přestáváme rozumět, jak vlastně funguje. To je problém

Umělá inteligence je sice v plenkách, už teď ale přestáváme rozumět, jak vlastně funguje. To je problém

** Už je to tady, lidé přestávají chápat počítače ** Systémy neuronových sítí začínají pracovat tak, že ani jejich tvůrci přesně neví, co se uvnitř děje ** Do budoucna to může být závažný problém

24.  4.  2017 | Jakub Čížek | 112

Před 35 lety měl premiéru legendární počítač ZX Spectrum. Připomeňte si „Gumáka“

Před 35 lety měl premiéru legendární počítač ZX Spectrum. Připomeňte si „Gumáka“

** Slavný osmibitový počítač Sinclair ZX Spectrum byl uveden právě před 35 lety ** Připomeňte si tento průkopnický počítač v tematických článcích ** Podívejte se, jak funguje dnes

23.  4.  2017 | Pavel Tronner | 13

Správný počítač má alespoň dva monitory. Anebo je to jinak?

Správný počítač má alespoň dva monitory. Anebo je to jinak?

** David si nedokáže představit práci bez dvou a více monitorů ** Kubovi naopak stačí jeden a ve více displejích se ztrácí ** Jaký přístup je lepší?

23.  4.  2017 | Jakub Čížek | 59

Jak by měly vypadat příští Windows? Designéři si pohráli s futuristickým prostředím Neon

Jak by měly vypadat příští Windows? Designéři si pohráli s futuristickým prostředím Neon

** Zkraje roku unikly na internet snímky nového prostředí Neon ** Součástí Windows by mohlo být už na podzim ** Komunita grafiků na webu nespala a začala si hrát

26.  4.  2017 | Jakub Čížek | 47


Aktuální číslo časopisu Computer

Supertéma: moderní cestování

Kdy opravdu přijdou nové baterie?

Velké testy: 6 herních notebooků a 8 volantů

Recenze: AMD Ryzen řady 5