For fem år siden tilbragte min mand og jeg sommeren i Skotland. Da vi ikke arbejdede, kørte vi gennem højlandet på vandreture og sightseeingture. Det, jeg husker mest, er tågen. Filmatiske, indhyllende hvide skyer, der tilsyneladende kommer ud af intetsteds, hvilket får de stenbårne bakker og knappe dale til at forsvinde helt. Åh, og nævnte jeg, at mange af veje var envejs? Hvis vi var trukket over, kunne vi have været fast i timevis. Så i stedet skulle vi tomme sammen og skubbe til den gule glød af møde forlygter gennem tågen.
Hvis vi kun havde fået et nyt billedbehandlingssystem udviklet af forskere på MIT, designet til at se gennem tåge og advare drivere om forhindringer.
”Vi vil se gennem tågen, som om tågen ikke var der, ” siger Guy Satat, en ph.d.-kandidat ved MIT Media Lab, der ledede forskningen.
Systemet bruger ultrahurtige målinger og en algoritme til beregningsmæssigt at fjerne tåge og skabe et dybdekort over objekterne i nærheden. Det bruger et SPAD (enkelt foton lavine diode) kamera, der skyder pulser af laserlys og måler hvor lang tid det tager for reflektionerne at vende tilbage. Under klare forhold kunne denne tidsmåling bruges til at måle objektets afstand. Men tåge får lys til at sprede sig, hvilket gør disse målinger upålidelige. Så teamet udviklede en model til måling af, hvordan nøjagtigt tågedråber påvirker lysets returtid. Derefter kan systemet eliminere spredningen og skabe et klart billede af, hvad der rent faktisk er foran.
For at teste systemet var teamet nødt til at skabe falsk tåge. Dette blev lettere sagt, gjort. De prøvede den slags tågemaskine, du kan leje til fester, men resultatet var ”alt for intens” til deres formål, siger Satat. De brugte til sidst en tank med vand med en luftfugtermotor inde i at skabe et tåge kammer. De lægger små objekter som blokke og brevkort inde for at se, hvor langt og godt systemet kunne se. Resultaterne viste, at systemet fungerede langt bedre end menneskeligt syn, under forhold, der var langt mere uklar end biler støder på veje.
Satat og hans kolleger vil præsentere et dokument om deres system på den internationale konference om computerfotografering på Carnegie Mellon University i maj.
Satat siger, at det er muligt, at systemet fungerer på andre forhold som regn og sne, men at de ikke har testet dem endnu. De ser i øjeblikket på at gøre systemet mere foton effektivt, hvilket kan give det mulighed for at se gennem tættere tåge til længere afstand. De håber, at systemet en dag vil have adskillige applikationer i den virkelige verden.
”Den umiddelbart indlysende anvendelse er selvkørende biler, simpelthen fordi denne branche allerede bruger lignende hardware, ” siger Satat.
De fleste førerløse bilsystemer (dog især ikke Teslas) bruger LIDAR-systemer (lysdetektering og rækkevidde), der skyder pulser af infrarødt lys og måler hvor lang tid det tager at komme tilbage. Dette ligner den første del af MIT-teamets system, bare uden det ekstra trin at trække tågefotoner fra scenen. LIDAR-systemer er i øjeblikket ret dyre, men forventes at falde i pris, når de udvikler sig. Satat og hans team håber at "piggyback" på LIDAR-udvikling til en dag at tilføje deres tågefunktion til biler.
Systemet kan naturligvis også være nyttigt i almindelige biler, da mennesker heller ikke kan se gennem tåge. Satat forestiller sig et "forstærket kørsel" -system, der kunne fjerne tågen fra dit syn.
"Du ser vejen foran dig, som om der ikke var nogen tåge, " forklarer han, "eller bilen ville skabe advarselsmeddelelser om, at der er et objekt foran dig."
Systemet var i stand til at løse billeder af genstande og måle deres dybde i et interval på 57 centimeter. (Melanie Gonick / MIT) Systemet kan også være nyttigt til fly og tog, der ofte er styret af tåge. Det kan også potentielt bruges til at se gennem grumset vand.
Oliver Carsten, professor ved Institute for Transport Studies ved University of Leeds, siger at han kan forestille sig MIT-teknologien, der udvider evnerne ved de nuværende automatiske nødbremsesystemer (AEB), der bruger sensorer til at opdage forhindringer og få bilen til at bremse . Systemet kunne gøre AEB mere effektiv i dårligt vejr.
Men, siger Carsten, teamet "bliver nødt til at demonstrere dets pålidelighed under forskellige miljøforhold, ikke kun i laboratoriet, men også i den virkelige verden."
Satat og hans team er en del af Camera Culture Group på Media Lab, ledet af Ramesh Raskar, en ekspert på computerfotografering. Gruppen har arbejdet med lignende billeddannelsesproblemer i årevis. For nylig udviklede de et system ved hjælp af lasere og kameraer til at se objekter rundt om hjørner. De skabte også et system, der bruger terahertz-stråling til at læse gennem de første ni sider i en lukket bog. Teknologien har potentiale for museer og antikke bogeksperter, som måske har bøger eller andre dokumenter for sarte til at røre ved.
