Autonomiczny samochód zauważy to, co niewidoczne

Gdy samochody autonomiczne trafią do powszechnego użytku, niewykluczone, że będą one zdolne do zauważenia obiektów ukrytych np. za rogiem budynku. Dzięki pracom naukowców z Uniwersytetu Stanforda taki samochód zauważy, że na ulicę, w którą ma zamiar skręcić, wleciała piłka i zaraz za nią może pojawić się goniące ją dziecko. Pomimo, że piłka nie będzie jeszcze widoczna dla żadnego z pasażerów samochodu, pojazd rozpozna ją i zatrzyma się.

Uczeni ze Stanforda pracują nad niezwykle czułym systemem laserowym, który pozwoli na dostrzeżenie zasłoniętych obiektów. W tej chwili skupiają się na takim systemie dla samochodów autonomicznych, ale system taki pozwoli np. na prowadzenie zwiadu lotniczego i zajrzenie pod pokrywę roślinności czy też umożliwi zespołom ratowniczym zauważyć osoby znajdujące się za ścianą czy gruzowiskiem.

Brzmi to jak magia, ale pomysł obrazowania obiektów znajdujących się poza linią wzroku jest możliwy do zrealizowania, mówi profesor Gordon Wetzstein.

Naukowcy ze Stanforda nie są jedynymi, którzy pracują nad odbijaniem światła laserowego od jednych obiektów, by móc dostrzec obiekty zasłonięte. Jednak to oni prowadzą najbardziej zaawansowane badania i osiągają najlepsze wyniki. Poważnym wyzwaniem w obrazowaniu obiektów znajdujących się poza linią wzroku jest stworzenie systemu wyodrębniania trójwymiarowej struktury obrazowanego obiektu z całego szumu pomiarowego, mówi doktorant David Lindell ze Stanford Computational Imaging Lab. Wielką zaletą naszej metody jest jej efektywność obliczeniowa, dodaje.

Naukowcy wykorzystali bardzo czuły wykrywacz, który jest w stanie rejestrować nawet pojedyncze fotony. Umieszczony obok laser wysyła krótkie impulsy światła w kierunku ściany, światło częściowo się od niej odbija, trafia w obiekty znajdujące się za inną ścianą, odbija się od nich, od ściany i wraca do czujnika. Na podstawie niewielkiej liczby wyłapanych fotonów specjalny algorytm odtwarza kształt obrazowanego obiektu. Sam algorytm jest niezwykle wydajny. Analizę wykonuje w mniej niż sekundę i może pracować na standardowym laptopie. Badacze, bazując na wydajności swojego algorytmu, uważają, że w przyszłości system będzie pracował w czasie rzeczywistym.

Na razie jednak jego poważnym ograniczeniem jest tempo samego skanowania. W zależności od warunków oświetleniowych czy współczynnika odbicia obiektu, który obrazujemy, trwa ono od 2 minut do godziny.

W autonomicznych samochodach wykorzystywany jest obecnie system LIDAR. On też posłuży do obrazowania niewidocznych obiektów. Jednak i on będzie wymagał odpowiednich przeróbek, gdyż technika opracowana na Stanfordzie polega na analizowaniu rozproszonych fotonów, które przez system LIDAR są celowo ignorowane. Uważamy, że nasz algorytm jest już gotowy do współpracy z systemem LIDAR. Pytanie brzmi, czy współczesny sprzęt LIDAR jest w stanie przeprowadzić odpowiednie skanowanie, mówi jeden z głównych badaczy, Matthew O'Toole.

Zanim system ze Stanforda trafi do autonomicznych samochodów, będzie on musiał lepiej radzić sobie w pełnym słońcu i z poruszającymi się obiektami. Naukowcy przeprowadzili już pierwsze udane testy poza laboratorium, ale całość działała tylko ze światłem niebezpośrednim. Bardzo dobrze sprawdza się w przypadku elementów odblaskowych, więc już w tej chwili system poradziłby sobie z rozpoznawaniem niewidocznych znaków drogowych, oznaczeń poziomych na drogach czy ludzi ubranych w kamizelki odblaskowe. Miałby jednak problem z zauważeniem osoby w standardowym ubraniu.

LIDAR laser autonomiczny samochód ukryte