LiDAR na pametnem telefonu, ki lahko vidi za vogale

Senzor LiDAR, ki ga nekateri pametni telefoni običajno uporabljajo za merjenje globine, je pridobil povsem novo sposobnost, in sicer zaznavanje objektov, ki niso neposredno pred njim. Raziskovalci pod vodstvom Siddharthe Somasundarama iz laboratorija MIT Media Lab so namreč dokazali, da lahko tovrstni senzor iz pametnega telefona rekonstruira skrite 3D-predmete, sledi gibanju za vogalom in celo pomaga določiti položaj kamere v prostoru z uporabo objektov zunaj njenega neposrednega vidnega polja. Sistem sicer ne ustvari ostre fotografije skritega prostora, temveč iz izjemno šibke svetlobe obnovi grobe oblike in zazna premikanje.

Ta tehnologija bi lahko v prihodnosti omogočila avtonomnim vozilom, da zaznajo pešca, še preden ga vidi voznik ali kamera, robotom bi pomagala pri navigaciji v natrpanih prostorih, naglavni kompleti za razširjeno resničnost pa bi lahko sledili uporabnikovim rokam tudi izven njihovega vidnega polja. Somasundaram je izpostavil, da so zmožnost, ki je nekoč zahtevala specializirano opremo za slikanje, uspešno prenesli v roke razvijalcev robotike in razširjene resničnosti.

Senzorji delujejo tako, da oddajajo laserske impulze in merijo čas, ki ga svetloba potrebuje za vrnitev. Sodobni potrošniški senzorji LiDAR lahko merijo čas preleta na ravni pikosekund, kar zadošča za zaznavanje razlik v centimetrih. Pri slikanju zunaj vidne linije del svetlobe zadene steno ali tla, se razprši proti skritemu predmetu, se odbije nazaj na steno in se vrne v senzor. Čeprav je ta signal izjemno šiben, še vedno prenaša koristne informacije.

Ekipa je uporabila prenosni sistem LiDAR z okoli 100 slikovnimi pikami, kjer vsaka združuje laserski oddajnik in detektor posameznih fotonov. Ker je bil posamezen posnetek preveč šumen, so raziskovalci z metodo, imenovano “motion-induced aperture sampling”, združili več posnetkov in naravno premikanje naprave v roki obrnili v svojo prednost. S tem so šibke signale združili v jasnejšo sliko.

Sistem je uspešno demonstriral tri glavne zmožnosti: rekonstrukcijo 3D-oblik statičnih skritih predmetov (kot je predmet v obliki črke U), sledenje premikajočim se objektom (vključno z odskakujočo žogo za vogalom) ter uporabo skritih predmetov kot orientacijskih točk za določanje položaja kamere. Rezultati so bili najboljši pri odsevnih predmetih, saj običajne razpršene površine vrnejo bistveno manj svetlobe.

Celoten poskus je bil izveden na splošno dostopni strojni opremi, ki stane manj kot preračunanih 83 evrov, raziskovalci pa so javno objavili kodo in podatke. Izsledki raziskave so bili objavljeni v reviji Nature, nad dosežkom pa je navdušenje izrazila tudi Jessica Rosenworcel, izvršna direktorica MIT Media Lab.