美(měi)科學家研制出第一台機器人(rén)4D相機

2017-07-25

     美(měi)國研究人(rén)員(yuán)運用(yòng)光(guāng)場(chǎng)、算(suàn)法等技術研制出第一台機器人(rén)專用(yòng)相機。這(zhè)台單鏡頭照(zhào)相機能生成4D圖像,也(yě)能捕捉近140度的(de)信息。研究人(rén)員(yuán)認爲它的(de)性能優于目前爲機器人(rén)視覺提供的(de)成像系統,也(yě)适用(yòng)于虛拟現實、增強現實技術。機器人(rén)領域包括無人(rén)汽車、無人(rén)機等,它們在四處活動時(shí)需要收集不同視角的(de)信息,以便理(lǐ)解周圍環境的(de)特點,比如不同物(wù)體的(de)運動和(hé)材料構成。

  由美(měi)國斯坦福大(dà)學和(hé)加利福尼亞大(dà)學聖叠戈分(fēn)校研究人(rén)員(yuán)專爲機器人(rén)研制的(de)這(zhè)種4D相機可(kě)以在一幅圖像中采集到很多(duō)這(zhè)類信息。

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  4D相機之所以能捕捉到比普通(tōng)相機拍(pāi)攝的(de)2D圖像更多(duō)的(de)信息,是由于采用(yòng)了(le)光(guāng)場(chǎng)照(zhào)相技術。光(guāng)場(chǎng)技術最早在1996年由斯坦福大(dà)學科學家提出,這(zhè)種技術在像傳統2D相機拍(pāi)攝圖像的(de)同時(shí),還(hái)記錄打在鏡頭上的(de)光(guāng)線的(de)方向和(hé)距離,由此産生4D圖像。

  光(guāng)場(chǎng)相機的(de)一個(gè)特點是,由于圖像包含了(le)光(guāng)線的(de)位置和(hé)方向等信息,用(yòng)戶可(kě)以先拍(pāi)照(zhào),然後重新對(duì)焦。機器人(rén)可(kě)以利用(yòng)這(zhè)個(gè)功能透過雨(yǔ)和(hé)其他(tā)可(kě)能模糊視線的(de)物(wù)體看清環境。

  由于采用(yòng)了(le)特殊設計的(de)球面鏡頭,4D相機具備超寬視場(chǎng),能覆蓋環繞相機近三分(fēn)之一圓周的(de)場(chǎng)景。在把球面圖像轉換爲平面圖像方面,研究人(rén)員(yuán)把光(guāng)學技術與先進的(de)信号處理(lǐ)和(hé)算(suàn)法技術結合起來(lái),制定數碼解決方案,克服傳統轉換方法比較煩瑣、容易出現誤差的(de)缺點。

  研究人(rén)員(yuán)下(xià)一步準備研發緊湊型的(de)機器人(rén)專用(yòng)4D相機。他(tā)們認爲,小巧輕便以及寬視場(chǎng)、詳細的(de)景深信息,這(zhè)些都是機器人(rén)、無人(rén)駕駛汽車、可(kě)穿戴設備以及增強現實、虛拟現實所需成像系統的(de)理(lǐ)想特點。

  4D相機能拍(pāi)出高(gāo)質量特寫圖像,特别适用(yòng)于機器人(rén)在狹小空間穿行、無人(rén)機著(zhe)陸以及無人(rén)駕駛汽車行駛。如果增強現實或虛拟現實系統搭載這(zhè)種4D相機,詳細的(de)景深信息有助于無縫呈現現實場(chǎng)景,支持現實場(chǎng)景與虛拟場(chǎng)景的(de)更好融合。

  參與研發的(de)斯坦福大(dà)學電機學助理(lǐ)教授戈登·韋茨施泰因說,這(zhè)種相機可(kě)以使不同類型的(de)人(rén)工智能技術理(lǐ)解周圍物(wù)體有多(duō)遠(yuǎn)、是否在移動、由什(shén)麽物(wù)質構成。

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