cookieOptions = {...}; ‧ 無人駕駛行業新突破,MIT 將推出10 美元測距感測器 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2016年4月1日 星期五

leiphone 趙悟空

XBOX老玩家肯定都對Kinect非常的熟悉,這種3D體感攝影機讓人與遊戲機的互動更加貼近,而Kinect這種擁有動作捕捉技術的設備、也受到了機器人研究、自動駕駛等人工智慧領域的重視,因為這個現成的、廉價的感測器設備能説明他們快速、低成本地對機器人的原型進行製作及測試,從而以簡單的方式、讓機器人對所處環境進行分析。

无人驾驶行业新突破,MIT将推出10美元测距传感器

不過Kinect也有它的缺陷,該設備的主要傳感方式是使用紅外光系統、來捕捉外部物體圖像和測距,這種方式非常不穩定,因為很容易受到外界紅外光的干擾,陽光、火焰、熱源等都可能讓Kinect抓瞎,所以說,Kinect對外界的光纖要求非常高,在室內使用尚可接受,如果想在室外使用還遠遠達不到標準。

不過這種情況馬上就得以解決了,麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室(CSAIL)宣佈,將在今年五月的國際機器人與自動化會議(International Conference on Robotics and Automation)上展示他們新的研究成果——10美元成本的紅外感應系統,該系統搭配手機使用,既可以室內與室外兼顧使用,還大大解決了紅外光干擾的問題。

无人驾驶行业新突破,MIT将推出10美元测距传感器

根據麻省理工電氣工程和電腦科學教授Li-Shiuan Peh的介紹,目前紅外線測距感測器有好幾個品種,但它們的原理都是先發射雷射刀環境中,並利用測量反射光來完成任務,但是陽光或人造光源等紅外光線會在一定程度上淹沒反射信號,似的測量結果毫無意義。

如果想避免這些外部紅外光的干擾,還有一種方法就是,使用市面上能夠發射高能紅外脈衝的商業戶外測距儀,不過,這種測距儀為了減小對眼睛的傷害,發出的紅外脈衝都非常短,而檢測短暫的脈衝反射需要技術成本非常高,直接導致系統費用十分昂貴,動輒幾千甚至上萬美元,性價比不高。

MIT研究出了一種新型的解決方案,他們在測量時,用機器定時多次發射低能脈衝,並捕捉四幀圖像,其中兩個記錄雷射信號反射,另外兩個記錄環境紅外光,然後用雷射反射信號的記錄結果,減去環境背景光的記錄結果,從而計算出最終的距離。

无人驾驶行业新突破,MIT将推出10美元测距传感器

在目前MIT的這套系統的原型中,MIT研究人員用到了帶有30fps的攝影機的智慧手機,每幀延遲約1/8秒,此外,MIT還為這套系統設定了最高精度,即為240fps的攝影機可實現1/60秒延時。

MIT將這套系統的測量方法稱為“主動式三角測量技術”,其原理為安裝在系統原型手機底部的雷射發射器,向一個單一平面發射雷射,反射光的角度正好可以落在相機的二維感測器上完成測量。

Smartphone-based Laser Distance Sensor


CSAIL的研究人員表示,目前該原型經過測試,在3-4米的範圍內,設備的精度可以達到毫米級,但是在距離5米左右的時候,精度誤差則減到了6釐米。不過MIT的研究團隊表示,他們已經在一輛由新加坡MIT研究與技術聯盟,開發的高爾夫球車上安裝了該系統,經過試驗,在15km/h的車速下進行測量的精度是足夠用的。

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CSAIL的研究院表示,未來相機技術的不斷進步也將對系統提高精度有很大的幫助,只是目前大多數手機攝影機都使用滾動式快門,這也就意味著,相機只有當讀取完所有的測量資料之後,才會開始下一次測量,這種持續的讀取過程將用時大約1/30秒,在這其間其實還可以測量很多次,因此在MIT的這個系統的原型中,發射的脈衝必須要有足夠長的時間才行,在未來,如果智慧手機的快門配備了更優秀的解決方案,那麼該系統也就能發射更短的光脈衝,測量的有效範圍也會得到相應的增加。

MIT的研究團隊表示,在技術成熟之後,這種新型廉價的紅外傳感系統將會應用到無人駕駛汽車、機器人、快遞無人機等領域,使得這些領域在感測器上投入的成本大大降低。

具體的細節還得等五月召開的國際機器人與自動化會議上才能揭曉,讓我們拭目以待。



                                                                                                                                                                                                                            

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