生物工程師造出仿生超級三維相機
科技日報北京8月15日電 (記者張夢然)美國加州大學洛杉磯分校的生物工程師開發了一類新的仿生3Dxiangjixitong,kemofangcangyingdeduoshitushijiaohebianfudeziranshengnaganying,congerchanshengjuyoufeifanshendufanweideduoweichengxiang,haikeyisaomiaomangdian。zaijisuantuxiangchulizhichixia,gaixiangjikepoyiyinzangzaijiaoluohuoqitawupinhoumiandewutidedaxiaohexingzhuang。zheyijishunengjichengdaozidongjiashiqichehuoyixuechengxianggongjuzhong,qichuangannengliyuanyuanchaochudangjinzuixianjinshuiping。zhexiangyanjiufabiaozai《自然·通訊》上。
蝙蝠可通過回聲定位或聲呐的形式將周圍環境的畫麵形象化;kunchongdefuyanzeyoushubaidaoshuwangedandudeshijiaodanyuanzucheng,shiqicongduotiaoshixiankandaotongyishiwuchengweikeneng。shoudaozaicangyinghebianfuzhongfaxiandezheliangzhongziranxianxiangdeqifa,jiazhoudaxueluoshanjifenxiaoyanjiutuanduishejichuyizhonggaoxingneng3D相機係統,該係統具有先進的功能,既能利用這些優勢,又能克服自然界的缺點。
研究人員開發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),使相機係統能以擴展的深度範圍“看到”物體周圍。在實驗中,研究人員證明該係統可“看到”傳統3D相機無法發現的隱藏物體。
研究人員還使用了LiDAR(光檢測和測距)技術,其中激光掃描周圍環境以創建該區域的3D地圖。沒有CLIP的傳統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容,然後在高分辨率3D成像中重建組合場景。研究人員展示了相機係統可對具有多個對象的複雜3D場景進行成像,這些對象都設置在不同的距離處。
研究人員稱,CLIP幫(bang)助(zhu)相(xiang)機(ji)陣(zhen)列(lie)以(yi)類(lei)似(si)的(de)方(fang)式(shi)理(li)解(jie)隱(yin)藏(zang)的(de)內(nei)容(rong)。結(jie)合(he)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da),該(gai)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)蝙(bian)蝠(fu)回(hui)聲(sheng)定(ding)位(wei)效(xiao)果(guo),因(yin)此(ci)可(ke)通(tong)過(guo)光(guang)線(xian)反(fan)射(she)回(hui)攝(she)像(xiang)頭(tou)所(suo)需(xu)的(de)時(shi)間(jian)來(lai)感(gan)知(zhi)隱(yin)藏(zang)的(de)物(wu)體(ti)。
總編輯圈點
蝙蝠有功能完備強大的回聲定位係統,甚至能幫它分辨障礙物是昆蟲還是樹枝;而er蒼cang蠅ying的de眼yan睛jing包bao括kuo數shu千qian隻zhi小xiao眼yan,幫bang它ta們men眼yan觀guan六liu路lu,獲huo得de全quan景jing視shi覺jiao。這zhe兩liang套tao係xi統tong的de精jing密mi與yu高gao效xiao,也ye給gei了le人ren類lei許xu多duo啟qi發fa。這zhe一yi次ci,科ke研yan人ren員yuan將jiang二er者zhe結jie合he,開kai發fa出chu超chao級ji3D相機——不僅視野廣闊,還能讓人看到隱藏物體。而且,隻需簡單光學器件和少量傳感器就可以做到。它也相當於一套先進的3D掃描係統,若集成到自動駕駛汽車和醫學成像工具中,更能為兩者的技術進步貢獻不少力量。
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