Нова швидкісна камера дозволить поліпшити якість “бачення” автомобілів-роботів і безпілотників

Дослідники з Технологічного університету Нанянга (Nanyang Technological University, NTU), Сінгапур створили швидкісну висококонтрастну “розумну” камеру, яка працює за рахунок реєстрації різниці інтенсивності світла.

Все це нова камера робить за інтервали часу, які обчислюються наносекундами, що, в свою чергу, дозволяє виявляти рухомі об’єкти в режимі реального часу.

Щоб уникнути виникнення різного роду неприємностей автомобілі-роботи і безпілотні літальні апарати повинні мати можливість сприймати їх навколишнє середовище, рухаючись на великій швидкості і при будь-яких, навіть найскладніших погодних умовах. Звичайні оптичні камери не завжди здатні забезпечити подібне.

Технології автоматичного керування зробили серйозний ривок за кілька минулих років, в деяких місцях автомобілям-роботам вже навіть дозволено виїжджати на дороги загального користування. Успішна робота систем керування автомобілями залежить в першу чергу від якості роботи численних датчиків і, особливо, камер, які повинні забезпечувати високу точність і швидкість надходження інформації. Однак камери, як і інші оптичні пристрої, можуть бути “засліплені” світлом фар зустрічних автомобілів, вони не можуть забезпечити якісне зображення при поганій погоді або в темряві.

Проблеми всіх звичайних камер полягають в їх датчиках, що складаються з мільйонів пікселів, що уловлюють  світло і перетворюють його в електричні сигнали. Побудована на такому принципі швидкісна камера, яка знімає зі швидкістю 120 кадрів в секунду, повинна видавати назовні потік даних зі швидкістю в кілька гігабайт в секунду. Такий потік повинен бути “переварений” системою обробки зображень, яка повинна мати надзвичайно високу продуктивність для того, щоб забезпечити мінімальний час затримки, від якого і залежить якість роботи системи управління в цілому.

Сінгапурські дослідники почали роботу над новою камерою, що отримала назву Celex, в 2009 році. Дана камера вже була втілена у вигляді декількох дослідних зразків, а зараз дослідники вже “тримають в руках” фінальний зразок камери, який є прототипом промислового зразка. Камера Celex, за рахунок незвичайного принципу роботи, здатна розрізняти найменші рухи об’єктів в режимі реального часу, і вона використовує особливий формат даних, що дозволяє мінімізувати потік переданих нею даних.

Основу зображення становлять не прямі дані про рівень освітленості кожного пікселя датчика, а дані про різницю рівня освітленості між сусідніми пікселями, що виходить за допомогою спеціалізованої схеми, яка дуже швидко виконує цю функцію на апаратному рівні. Даних підхід позбавляє систему від необхідності аналізу зображення в цілому, що прискорює процес обробки. Новий метод також швидко і легко дозволяє відокремити задній фон зображення від переднього плану, що залишає комп’ютеру більше часу на аналіз ситуації і на вироблення рішень.

В даний час інтерес до нової камері вже проявили представники промисловості та наукових організацій, провідних дослідження в області автомобілів-роботів. Для подальшого просування даної технології вже була організована компанія Hillhouse Tech, яка повинна налагодити дрібносерійний випуск таких камер вже до кінця нинішнього року.