Před pěti lety jsme s manželem strávili léto ve Skotsku. Když jsme nepracovali, projížděli jsme po Vysočině na turistické a poznávací výlety. Nejvíc si pamatuji mlhu. Filmové obálkové bílé mraky, které vypadají z ničeho nic, způsobují, že balvany a skalnaté kopce úplně zmizí. Jo, a zmínil jsem se, že mnoho silnic bylo jednosměrné? Kdybychom se stáhli, mohli bychom být zaseknutí celé hodiny. Místo toho jsme se drželi palce a mžourali o žlutou záři přicházejících světlometů mlhou.
Kdybychom měli jen nový zobrazovací systém vyvinutý vědci na MIT, navržený tak, aby viděl mlhou a varoval řidiče překážek.
"Chceme vidět mlhou, jako by tam mlha nebyla, " říká Guy Satat, kandidát PhD v MIT Media Lab, který vedl výzkum.
Systém používá ultrarychlá měření a algoritmus pro výpočetní odstranění mlhy a vytvoření hloubkové mapy objektů v okolí. Používá kameru SPAD (jediná fotonová lavina diod), která snímá pulzy laserového světla a měří, jak dlouho trvá, než se odrazy vrátí. Za jasných podmínek lze toto časové měření použít k měření vzdálenosti objektu. Ale mlha způsobuje rozptyl světla, což činí tato měření nespolehlivými. Tým vyvinul model pro měření toho, jak přesně kapičky mlhy ovlivňují dobu návratu světla. Systém pak může eliminovat rozptyl a vytvořit jasný obrázek o tom, co je skutečně před námi.
K testování systému musel tým vytvořit falešnou mlhu. To bylo jednodušší říkat, že udělal. Vyzkoušeli typ mlhového stroje, který si můžete pronajmout na večírky, ale výsledek byl „příliš intenzivní“ pro jejich účely, říká Satat. Nakonec použili vodní nádrž s motorem zvlhčovače uvnitř k vytvoření mlhové komory. Uvnitř vložili malé předměty, jako jsou bloky a dopisní karty, aby viděli, jak daleko a dobře systém mohl vidět. Výsledky ukázaly, že systém fungoval mnohem lépe než lidské vidění, v podmínkách mnohem mlžnějších než automobily, se kterými se setkávají na silnicích.
Satat a jeho kolegové představí referát o jejich systému na mezinárodní konferenci o výpočetní fotografii na Carnegie Mellon University v květnu.
Satat říká, že je možné, že systém bude fungovat za jiných podmínek, jako je déšť a sníh, ale dosud je nezkoušely. V současné době se zabývají zefektivněním systému fotonů, což by mu umožnilo vidět hustší mlhu na větší vzdálenosti. Doufají, že systém jednoho dne bude mít mnoho aplikací v reálném světě.
"Okamžitě zřejmou aplikací jsou automobily s vlastním pohonem, jednoduše proto, že toto odvětví již používá podobný hardware, " říká Satat.
Většina automobilových systémů bez řidiče (i když zejména ne Tesla) používá systémy LIDAR (detekce a zaměřování světla), které snímají pulzy infračerveného světla a měří, jak dlouho trvá, než se vrátí. Je to podobné jako v první části systému týmu MIT, bez dalšího kroku odečtení mlhových fotonů od scény. Systémy LIDAR jsou v současné době poměrně drahé, ale očekává se, že se budou vyvíjet. Satat a jeho tým doufají, že se na vývoji LIDAR „vezou na záda“, aby jednoho dne přidali do automobilů mlhovinu.
Systém by samozřejmě také mohl být užitečný v běžných autech, protože lidé také nemohou vidět skrz mlhu. Satat si představuje systém „rozšířené jízdy“, který by mohl odstranit mlhu z vašeho vidění.
"Viděli byste silnici před sebou, jako by tam nebyla mlha, " vysvětluje, "nebo by auto vytvořilo varovné zprávy, že před vámi je nějaký předmět."
Systém dokázal rozlišit obrázky objektů a měřit jejich hloubku v rozsahu 57 centimetrů. (Melanie Gonick / MIT) Systém by také mohl být užitečný pro letadla a vlaky, které jsou často mlhavé. Mohlo by to být také použito k vidění skrz zakalenou vodu.
Oliver Carsten, profesor Ústavu dopravních studií Univerzity v Leedsu, říká, že si dokáže představit technologii MIT rozšiřující schopnosti současných systémů automatického nouzového brzdění (AEB), které používají senzory k detekci překážek dopředu a způsobují brzdění vozu . Systém by mohl zefektivnit AEB za špatného počasí.
Ale Carsten říká, že tým „bude muset prokázat svou spolehlivost v různých podmínkách prostředí, nejen v laboratoři, ale také ve skutečném světě“.
Satat a jeho tým jsou součástí skupiny Camera Culture Group v Media Lab pod vedením Ramesha Raskara, odborníka na výpočetní fotografii. Skupina pracuje na podobných zobrazovacích problémech po celá léta. Nedávno vyvinuli systém využívající lasery a kamery k vidění objektů v rozích. Také vytvořili systém, který využívá terahertzového záření k přečtení prvních devíti stránek uzavřené knihy. Tato technologie má potenciál pro muzea a odborníky na starožitné knihy, kteří mohou mít knihy nebo jiné dokumenty příliš citlivé na dotek.
