看到拐角處的系統(tǒng)可以改善自動駕駛汽車和搜索和救援

光能讓我們看到周圍的事物，但是如果我們也可以用它來看到隱藏在角落周圍的東西呢?

這聽起來像是科幻小說，但這是麻省理工學(xué)院計算機科學(xué)與人工智能實驗室(CSAIL)新算法背后的理念 - 它的發(fā)現(xiàn)對從應(yīng)急響應(yīng)到自動駕駛汽車等各方面都有影響。

CSAIL團隊的成像系統(tǒng)可與智能手機相機配合使用，使用有關(guān)光反射的信息來檢測隱藏場景中的物體或人物，并實時測量其速度和軌跡。

要解釋一下，想象一下，你走在一個L形的走廊上，在你和拐角處的一些物體之間有一堵墻。這些物體在你的視線中反射出地面上的少量光線，產(chǎn)生一種被稱為“半影”的模糊陰影。

使用半影的視頻，該團隊稱之為“CornerCameras”的系統(tǒng)可以拼接一系列一維圖像，揭示角落周圍物體的信息。

“即使這些物體實際上對相機不可見，我們也可以看看它們的運動如何影響半影，以確定它們的位置和它們的去向，”Katherine Bouman SM '13博士說，他是17歲。關(guān)于該系統(tǒng)的新論文的主要作者。“通過這種方式，我們可以看出墻壁和其他帶有邊緣的障礙物可以被用作自然發(fā)生的'相機'，從而揭示出它們之外的隱藏場景。”

布曼說，能夠看到障礙物周圍的能力對于許多任務(wù)都是有用的，從消防員在燃燒建筑物中尋找人員到檢測盲人行人的司機。

她與麻省理工學(xué)院教授比爾·弗里曼，安東尼奧·托拉爾巴，格雷格·沃內(nèi)爾和弗雷多·杜蘭德共同撰寫了這篇論文。碩士生Vickie Ye; 和博士生Adam Yedidia。她將于本月晚些時候在意大利威尼斯舉行的計算機視覺國際會議上展示這項工作。

這個怎么運作

觀察周圍障礙的大多數(shù)方法都涉及特殊的激光器。具體而言，研究人員將攝像機照射在可觀察和隱藏場景可見的特定點上，然后測量光線返回所需的時間。

然而，這些所謂的“飛行??時間相機”是昂貴的并且很容易被環(huán)境光，尤其是室外光線拋棄。

相比之下，CSAIL團隊的技術(shù)不需要將光線主動投射到空間，并且可以在更廣泛的室內(nèi)和室外環(huán)境以及現(xiàn)成的消費者相機中工作。

通過觀看半影的視頻，CornerCameras生成隱藏場景的一維圖像。單個圖像不是特別有用，因為它包含相當(dāng)數(shù)量的“噪聲”數(shù)據(jù)。但是通過在幾秒鐘內(nèi)觀察場景并將數(shù)十個不同的圖像拼接在一起，系統(tǒng)可以區(qū)分運動中的不同物體并確定它們的速度和軌跡。

“甚至試圖實現(xiàn)這一目標的想法本身就具有創(chuàng)新性，但讓它在實踐中發(fā)揮作用顯示出創(chuàng)造力和熟練度，”南方衛(wèi)理公會大學(xué)萊爾工程學(xué)院院長馬克·克里斯滕森教授說。沒有參與這項研究。“這項工作是開發(fā)革命性成像能力的更廣泛嘗試中的重要一步，這些能力不僅限于視線觀察。”

該團隊驚訝地發(fā)現(xiàn)CornerCameras在一系列具有挑戰(zhàn)性的情況下工作，包括雨天等天氣狀況。

“鑒于下雨確實改變了地面的顏色，我認為我們無法在十分之一的數(shù)量級上看到光線的細微差別，”Bouman說。“但是因為系統(tǒng)在數(shù)十個圖像中集成了如此多的信息，所以雨滴的效果平均，所以即使在所有活動的中間，你也可以看到物體的運動。”

該系統(tǒng)仍有一些局限性。由于顯而易見的原因，如果場景中沒有光線，它就不起作用，如果隱藏場景本身的光線很暗，則會出現(xiàn)問題。如果光線條件發(fā)生變化，它也會被絆倒，就像場景在室外，云層不斷在陽光下移動一樣。使用智能手機品質(zhì)的相機，當(dāng)您離角落越來越遠時，信號也會變?nèi)酢?/p>

研究人員計劃在未來的論文中解決其中的一些挑戰(zhàn)，并試圖在運動中使其發(fā)揮作用。該團隊很快將在輪椅上進行測試，目標是最終將其用于汽車和其他車輛。

“如果一個小孩飛到街上，司機可能無法及時做出反應(yīng)，”鮑曼說。“雖然我們還沒有，但是有一天這樣的技術(shù)可以用來給司機幾秒鐘的警告時間，并幫助他們在很多生死攸關(guān)的情況下工作。”