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          科學家開發(fā)出新型3D相機系統(tǒng) 可模仿蒼蠅和蝙蝠的自然聲吶感應(yīng)

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          日期:2022-08-16 13:44:48    來源:科技日報    

          美國加州大學洛杉磯分校的生物工程師開發(fā)了一類新的仿生3D相機系統(tǒng),可模仿蒼蠅的多視圖視覺和蝙蝠的自然聲吶感應(yīng),從而產(chǎn)生具有非凡深度范圍的多維成像,還可以掃描盲點。在計算圖像處理支持下,該相機可破譯隱藏在角落或其他物品后面的物體的大小和形狀。這一技術(shù)能集成到自動駕駛汽車或醫(yī)學成像工具中,其傳感能力遠遠超出當今最先進水平。這項研究發(fā)表在《自然·通訊》上。

          蝙蝠可通過回聲定位或聲吶的形式將周圍環(huán)境的畫面形象化;昆蟲的復眼則由數(shù)百到數(shù)萬個單獨的視覺單元組成,使其從多條視線看到同一事物成為可能。受到在蒼蠅和蝙蝠中發(fā)現(xiàn)的這兩種自然現(xiàn)象的啟發(fā),加州大學洛杉磯分校研究團隊設(shè)計出一種高性能3D相機系統(tǒng),該系統(tǒng)具有先進的功能,既能利用這些優(yōu)勢,又能克服自然界的缺點。

          研究人員開發(fā)了一種全新的計算成像框架,首次通過簡單的光學器件和少量傳感器獲得寬而深的全景視圖。該框架被稱為“緊湊型光場攝影”(CLIP),使相機系統(tǒng)能以擴展的深度范圍“看到”物體周圍。在實驗中,研究人員證明該系統(tǒng)可“看到”傳統(tǒng)3D相機無法發(fā)現(xiàn)的隱藏物體。

          研究人員還使用了LiDAR(光檢測和測距)技術(shù),其中激光掃描周圍環(huán)境以創(chuàng)建該區(qū)域的3D地圖。沒有CLIP的傳統(tǒng)LiDAR能拍攝場景的高分辨率快照,但會像人眼一樣錯過隱藏的物體。

          該陣列使用7個帶CLIP的LiDAR攝像頭,拍攝場景的低分辨率圖像,處理單個攝像頭看到的內(nèi)容,然后在高分辨率3D成像中重建組合場景。研究人員展示了相機系統(tǒng)可對具有多個對象的復雜3D場景進行成像,這些對象都設(shè)置在不同的距離處。

          研究人員稱,CLIP幫助相機陣列以類似的方式理解隱藏的內(nèi)容。結(jié)合激光雷達,該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)蝙蝠回聲定位效果,因此可通過光線反射回攝像頭所需的時間來感知隱藏的物體。

          關(guān)鍵詞: 科學家開發(fā)出新型3D相機系統(tǒng) 可模仿蒼蠅和蝙蝠的自然聲吶感應(yīng) 多視圖視覺 低分辨率圖像

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