4D kamera sa stane zrakom robotov

Obecná teória relativity pracuje so štvorrozmerným časopriestorom. K nemu ešte ako ďalšiu dimenziu pridáva zakrivenie, ale teoretická fyzika napríklad pri teórii superstrún kalkuluje s 11-dimenzionálnym časopriestorom.

Pozrite siCanon EOS C200 – profi kamera s profi 4K záznamom

Nová 4D kamera, ktorú vyvinuli inžinieri zo Stanford University v Kalifornii, to má ale s dimenziami trochu inak. Kamera stavia na technológii, ktorú prvýkrát popísali výskumníci zo Stanfordu pred viac ako 20 rokmi. Môže generovať obraz obohatený o pridané informácie, ktoré roboty potrebujú na navigáciu v reálnom prostredí.

Ako pohľad z okna

Kamera, ktorá vytvára takzvaný 4D obraz, dokáže zachytiť takmer 140 stupňový záber. Vedci veria, že môže byť lepšia ako súčasné riešenia pre robotické videnie a rozšírenú realitu. Rozdiel medzi záberom normálnej kamery a novým riešením je ako rozdiel medzi pohľadom cez kukátko a cez okno, uviedli vedci.

ZDROJ | STANFORD COMPUTATION IMAGING

Opätovné zaostrenie po jednorazovej expozícii kamerou so svetelným poľom. Hore je fotografia zhotovená bežnou kamerou, zameraná na spletené prsty. Zostávajúce obrázky sú znova zaostrené fotografie v rôznych hĺbkach: stredný rad je zaostrený na prvú a druhú postavu, spodný riadok na tretiu a poslednú postavu.

„2D fotka je ako pohľad cez kukátko, pretože nemôžete pohybovať hlavou, aby ste získali viac informácií o hĺbke, priehľadnosti, alebo rozptýlení svetla,“ povedal člen výskumného tímu Donald Dansereau.  „Pri pohľade cez okno môžete meniť uhol záberu a v dôsledku toho identifikovať prvky ako tvar, priehľadnosť a lesk predmetov.“

Táto dodatočná informácia pochádza z typu fotografie nazývanej fotografia svetelného poľa (alebo tiež plenoptická fotografia), ktorú prvýkrát popísali v roku 1996 stanfordskí profesori Marc Levoy a Pat Hanrahan.

Fotografia svetelného poľa zachytáva rovnaký obraz ako bežná 2D kamera, ale zahŕňa aj informácie o smere a vzdialenosti svetla zasahujúceho do objektívu. Tým vzniká takzvaný 4D obraz.

Pozrite siNajrýchlejšia kamera sveta točí rýchlosťou 5 000 000 000 000 fps!

Podstatným prvkom fotografie svetelného poľa je, že umožňuje používateľom preorientovať obrazy po ich snímaní, pretože zábery obsahujú informácie o polohe a smere svetla.  Ostrosť objektov na hotovom snímku je možné upravovať dodatočne. Pomôže to robotom, alebo prístrojom pre videnie rozšírenej reality.

Oči robotov

„Uvažujeme, aká by bola najsprávnejšia kamera pre robota, ktorý vedie auto, alebo vo forme dronu letecky doručuje zásielky“ uviedol Donald Dansereau.

Práve s ohľadom na robotiku vyvinuli Donald Dansereau a Gordon Wetzstein zo Stanfordu, spolu s kolegami z Kalifornskej univerzity v San Diegu prvý jednošošovkový širokouhlý objektív pre plenoptickú kameru, ktorú 23. júla prezentovali na konferencii počítačového videnia CVPR 2017.

ZDROJ | STANFORD COMPUTATION IMAGING

Odborný asistent Gordon Wetzstein (vľavo) a postdoktorand Donald Dansereau s prototypom monocentrickej kamery, ktorá zachytila prvé panoramatické svetelné pole jediným objektívom.

Kamery pre fotografiu svetelného poľa boli pôvodne konštruované na báze množstva miniatúrnych objektívov, zo záberov ktorých vznikal zložený obraz, podobne ako pri oku hmyzu.

Veľké zorné pole kamerového systému, podrobné informácie o hĺbke a potenciálne kompaktné rozmery sú potrebné pre zobrazovacie systémy zabudované do nositeľných zariadení, robotov, autonómnych vozidiel a prístrojov pre zobrazenie rozšírenej a virtuálnej reality.

Pozrite siLive Planet – 360° kamera so 16 objektívmi

Nová 4D kamera je v súčasnosti v štádiu koncepcie, ale vedci plánujú vytvoriť jej ďalšiu verziu v podobe kompaktného prototypu. Tá by mala byť dostatočne malá a ľahká, aby ju bolo možné testovať integrovanú do robotov. Ďalšou fázou má byť 4D kamera určená ako nositeľné zariadenie pre ľudí.

ZdrojSTANFORD COMPUTATION IMAGING

Komentáre k článku