加州大学洛杉矶分校的生物工程师设计了一种新型仿生 3D 相机系统,可以成功模仿苍蝇的多视角视觉和蝙蝠的自然声纳感应。
新相机由计算图像处理提供支持,可以破译隐藏在角落或其他物品后面的物体的大小和形状。
新设备使用蝙蝠中存在的一种回声定位或声纳形式。蝙蝠发出的高频吱吱声会从周围环境中反弹并被耳朵拾回。然后,他们评估回声到达它们所需的时间和声音强度的差异,以确定物体在哪里、有什么障碍物以及潜在猎物的接近程度。
同时,昆虫具有几何形状的复眼,每只“眼睛”由成百上千个单独的视觉单元组成。这意味着他们可以从多个视线中看到相同的事物。
研究人员设计了一种高性能 3D 摄像系统,该系统利用了蝙蝠和昆虫的这些优势,同时解决了任何固有的缺点。
“虽然这个想法本身已经被尝试过,但在一定范围内看到遮挡物一直是一个主要障碍,”加州大学洛杉矶分校萨缪利工程学院生物工程副教授高良说。
“为了解决这个问题,我们开发了一种新颖的计算成像框架,它首次能够通过简单的光学元件和少量传感器阵列获得宽而深的全景视图。”
新框架被称为“紧凑光场摄影”或 CLIP,研究证明它可以用来“看到”隐藏的物体。这种效果由一种 LiDAR 或“光检测和测距”支持,其中激光扫描周围环境以创建该区域的 3D 地图。
新设备使用七个 LiDAR 摄像头与 CLIP 相结合来拍摄场景的低分辨率图像,处理单个摄像头看到的内容,并在高分辨率 3D 成像中重建组合场景。
“如果你捂着一只眼睛看着你的笔记本电脑,而它后面有一个咖啡杯,你可能看不到它,因为笔记本电脑挡住了视线,”加利福尼亚州的成员纳米系统研究所人员高解释说。
“但如果你用两只眼睛,你会发现你能更好地观察物体。这就是这里发生的事情,但现在想象一下用昆虫的复眼看杯子,可以有多种视图。”
该技术现在可以用于自动驾驶汽车或医学成像工具。
参与评论
登录后参与讨论 0/1000