For fem år siden tilbrakte mannen min og jeg sommeren i Skottland. Når vi ikke jobbet, ville vi kjøre gjennom høylandet på fotturer og sightseeingturer. Det jeg husker mest er tåken. Filmatiske, innhyllende hvite skyer, som tilsynelatende kommer ut av ingensteds, og får de steinhøstede åsene og sprø daler til å forsvinne helt. Å, og nevnte jeg at mange av veiene var enveiskjørt? Hvis vi hadde trukket over, kunne vi ha stått fast i timevis. Så i stedet skulle vi tikke sammen og skvise etter den gule gløden av møtende frontlykter gjennom tåken.
Hvis vi bare hadde fått et nytt bildesystem utviklet av forskere ved MIT, designet for å se gjennom tåke og advare drivere om hindringer.
"Vi vil se gjennom tåken som om tåken ikke var der, " sier Guy Satat, en doktorgradskandidat ved MIT Media Lab som ledet forskningen.
Systemet bruker ultrasnelle målinger og en algoritme for å beregne fjerner tåke og lage et dybdekart over objektene i nærheten. Den bruker et SPAD (enkeltfoton skreddiode) kamera som skyter pulser av laserlys og måler hvor lang tid det tar før refleksjonene kommer tilbake. Under klare forhold kan denne tidsmåling brukes til å måle objektets avstand. Men tåke får lys til å spre seg, noe som gjør disse målingene upålitelige. Så teamet utviklet en modell for å måle hvordan tåtdråper nøyaktig påvirker lysets returtid. Da kan systemet eliminere spredningen og skape et klart bilde av hva som faktisk er foran.
For å teste systemet måtte teamet lage falsk tåke. Dette ble lettere sagt som gjort. De prøvde den tåke maskinen du kan leie for fester, men resultatet var "altfor intenst" til deres formål, sier Satat. De brukte etter hvert en tank med vann med en luftfuktermotor inni for å lage et tåkekammer. De satte små gjenstander som blokker og brevkort inni, for å se hvor langt og godt systemet kunne se. Resultatene viste at systemet presterte langt bedre enn menneskets syn, under forhold som er langt tåkete enn biler møter på veiene.
Satat og kollegene hans vil presentere en artikkel om systemet sitt på den internasjonale konferansen for Computational Photography ved Carnegie Mellon University i mai.
Satat sier at det er mulig at systemet vil fungere under andre forhold som regn og snø, men de har ikke testet dem ennå. De ser for tiden på å gjøre systemet mer foton effektivt, noe som kan tillate det å se gjennom tettere tåke til lengre avstander. De håper at systemet en dag vil ha mange virkelige applikasjoner.
"Den umiddelbart åpenbare bruken er selvkjørende biler, ganske enkelt fordi denne bransjen allerede bruker lignende maskinvare, " sier Satat.
De fleste førerløse bilsystemer (men ikke særlig Tesla) bruker LIDAR-systemer (lysdeteksjon og rekkevidde), som skyter pulser av infrarødt lys og måler hvor lang tid det tar å komme tilbake. Dette ligner på den første delen av MIT-teamets system, bare uten det ekstra trinnet å trekke tåkefotoner fra scenen. LIDAR-systemer er for tiden ganske dyre, men forventes å gå ned i pris når de utvikler seg. Satat og teamet hans håper å "piggyback" på LIDAR-utvikling for en dag å legge tåkefunksjonen til biler.
Systemet kan selvsagt også være nyttig i vanlige biler, siden mennesker heller ikke kan se gjennom tåke. Satat forestiller seg et "utvidet kjøresystem" som kan fjerne tåken fra synet ditt.
"Du vil se veien foran deg som om det ikke var tåke, " forklarer han, "eller så ville bilen opprette advarsler om at det er et objekt foran deg."
Systemet var i stand til å løse bilder av objekter og måle deres dybde på et område på 57 centimeter. (Melanie Gonick / MIT) Systemet kan også være nyttig for fly og tog, som ofte blir støvet av tåke. Det kan også potensielt brukes til å se gjennom grumsete vann.
Oliver Carsten, professor ved Institute for Transport Studies ved University of Leeds, sier han kan forestille seg MIT-teknologien som utvider evnene til gjeldende automatiske nødbremsesystemer, som bruker sensorer for å oppdage hindringer fremover og få bilen til å bremse . Systemet kan gjøre AEB mer effektivt i dårlig vær.
Men, sier Carsten, teamet "vil trenge å demonstrere påliteligheten i en rekke miljøforhold, ikke bare i laboratoriet, men også i den virkelige verden."
Satat og teamet hans er en del av Camera Culture Group på Media Lab, ledet av Ramesh Raskar, en ekspert på beregningsfotografering. Gruppen har jobbet med lignende bildeproblemer i mange år. Nylig utviklet de et system ved hjelp av lasere og kameraer for å se objekter rundt hjørnene. De opprettet også et system som bruker terahertz-stråling for å lese gjennom de første ni sidene av en lukket bok. Teknologien har potensiale for museer og antikke bokeksperter, som kan ha bøker eller andre dokumenter som er for delikate til å ta på.
