科学家找到了机器透视云雾的方法

无论是灾区搜救的机器人、无人驾驶的汽车、还是监视地面影像的卫星,穿透云层和雾霾的能力都非常有用。

目前,科学家已开发出最先进的再成像系统LiDAR,通过配套的算法——可以测量单个光子的运动。

这项技术特别与众不同之处在于,它可以复原被障碍物散射和反射掉的光子。

在实验中,激光脉冲器能够探知隐藏在1英寸泡沫层后面的物体。

斯坦福大学的电气工程师Gordon Wetzstein说:“许多成像技术使图像更清晰,噪声更少,但我们使原本不可见的物体可见。这确实推进了所有传感系统可能实现的前沿,就像超人的透视能力。”

当激光穿过屏障(在实验中为泡沫)时,只有很少的光子撞击到后面的物体,更少的光子返回被捕捉。但是,新算法足够聪明,可以使用少量信息来重建隐藏对象。

该技术的正式名称为共聚焦漫射断层扫描(confocal diffuse tomography)。虽然它不是第一种可以隔着障碍物扫描的方法,但它确实更具优越性。例如,它可以在不知道隐藏对象有多远的情况下工作。

斯坦福大学的电气工程师David Lindell说:“我们希望能够在不借助弹道光子的情况下通过散射介质成像,并收集所有散射的光子来重建图像。这使我们的系统特别适用于弹道光子极少的大规模扫描场景。”

大规模应用,如在大雨中行驶的自动驾驶汽车,或者甚至透过云雾捕获地表图像的卫星,总之有很多潜在的用途。研究人员渴望继续尝试更多场景和更多分散环境。

当前的系统并不特别擅长处理由雾和霾引起的光散射。值得注意的是,因为需要运行复杂的算法,LiDAR扫描成像可能需要一分钟到一个小时,因此尚需大量优化。

该研究已发表在《自然通讯》上。

原文:https://www.sciencealert.com/new-visualisation-system-can-peer-through-clouds-and-fog

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