첨단 비전 시스템, 구름·안개 뚫고 숨겨진 3D 장면 드러내

자율주행차가 주변 세계를 '보게' 하는 하드웨어와 유사한 것을 사용하여 연구자들은 구름과 안개를 볼 수 있는 시스템을 개발했습니다. 개별 빛 입자(광자) 움직임 기반으로 3차원 숨겨진 장면을 재구성하는 알고리즘으로 시스템을 강화했습니다. 테스트에서 시스템은 1인치 두께 폼으로 가려진 형태를 성공적으로 재구성했습니다. 육안으로는 벽을 투시하는 것과 같습니다.

이 기술은 현미경 규모에서 장벽을 투시하는 다른 비전 시스템(의료 응용)을 보완합니다. 왜냐하면 대규모 상황(안개/폭우 속 자율주행차 내비게이션, 안개 낀 대기를 통한 지구 및 타행성 위성 이미징)에 더 초점을 맞추기 때문입니다.

빛을 산란시키는 환경을 보기 위해 시스템은 레이저와 초민감 광자 검출기를 짝지어 레이저 빛이 닿는 모든 비트를 기록합니다. 레이저가 폼 벽 같은 장애물을 스캔하면 가끔 광자가 폼을 통과해 뒤에 숨은 물체에 부딪히고 다시 폼을 통과해 검출기에 도달합니다. 알고리즘 지원 소프트웨어는 그 몇 안 되는 광자(그리고 언제 어디에 검출기에 부딪혔는지 정보)를 사용하여 숨겨진 물체를 3D로 재구성합니다.

산란 환경을 통해 숨겨진 물체를 드러내는 능력이 있는 첫 시스템은 아니지만, 다른 기술과 관련된 한계를 우회합니다. 예를 들어 일부는 관심 물체가 얼마나 멀리 있는지 알 것을 요구합니다. 또한 이러한 시스템이 산란하지 않고 산란장을 통해 숨겨진 물체까지 왕복하는 탄도 광자 정보만 사용하는 것이 일반적입니다.

알고리즘을 산란의 복잡성에 적합하게 만들기 위해 연구자들은 하드웨어와 소프트웨어를 긴밀하게 공동 설계해야 했지만, 사용한 하드웨어 구성 요소는 현재 자율주행차에 있는 것보다 약간 더 진보한 정도입니다. 숨겨진 물체 밝기에 따라 테스트에서 스캔은 1분에서 1시간 걸렸지만 알고리즘은 실시간으로 가려진 장면을 재구성했으며 노트북에서 실행될 수 있습니다.

언젠가 이 시스템의 후손이 우주로 보내져 다른 행성과 달의 얼음 구름을 뚫고 더 깊은 층과 표면을 보는 데 도움을 줄 수 있습니다. 더 가까운 시일 내에 연구자들은 이 기술이 유용할 수 있는 다른 상황을 시뮬레이션하기 위해 다양한 산란 환경으로 실험하고 싶습니다.