Seeing through fog
ASME
自動駕駛汽車已經在美國街道上，以測試模式自動駕駛。但是他們的機載導航系統，仍然無法幫助他們在濃霧甚至輕霧中安全操作。事實證明，光粒子在水滴到達引導車輛的攝影機之前，會在水滴周圍反彈。光的散射給濃霧中的導航，帶來了重大挑戰。
麻省理工學院的研究人員，正在努力尋找解決該問題的方法。他們開發了一個系統，可以感應深度並測量隱藏物體的距離，從而在霧中安全地駕駛無人駕駛車輛。
研究人員在 3 月 18 日兩天後宣布了他們的里程碑，當時一輛由 Uber 營運的自動駕駛汽車，在方向盤後面有緊急備用司機，在亞利桑那州坦佩的一條街道上撞上了一名婦女。事故發生在晚上 10 點，但天氣晴朗乾燥。雖然霧不是自動駕駛汽車導航的唯一問題，但它絕對是一個問題。
為什麼你看不到霧？因為它會折射光線並混淆到達人眼的資訊，因此無法提供清晰的圖片。Guy Satat，麻省理工學院媒體實驗室研究生
部分問題，在於並非所有雷達系統都是相同的。例如，那些引導飛機沿著跑道行駛的設備，使用無線電波，無線電波具有長波長和低頻，並且不能為自動駕駛車輛導航返回足夠高的解析度。與電磁波譜中其他更長的波長（例如 X 射線）一樣，它們無法很好地區分不同類型的材料。麻省理工學院媒體實驗室相機文化小組的研究生蓋伊·薩塔特（Guy Satat）說，他需要這種特徵來區分樹和路緣之類的東西，他在小組負責人拉梅什·拉斯卡的領導下領導了這項研究。
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相反，當今的自主導航系統，主要依賴於光探測和測距 (LiDAR) 技術，該技術每秒發出數百萬條紅外雷射光束，並測量它們反彈所需的時間，以確定與物體的距離。但是，在目前的狀態下，雷射雷達無法「看穿霧，就好像沒有霧一樣，」薩塔特說。
「我們正在處理逼真的霧，它是密集的、動態的和異質的，」他說，「它不斷地移動和變化，帶有更濃或更不濃的霧。」薩特說。
Satat 和他的團隊尋求一種方法，該方法可以使用人類和動物依賴的更短、更精確的近可見光線。
「為什麼你看不到霧？」 薩特問道。「因為它會折射光線並混淆到達人眼的資訊，因此無法提供清晰的圖片。」
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麻省理工學院研究人員的新系統，建立在現有的 LiDAR 技術之上。它使用一個飛行時間攝影機，它透過一個被形式覆蓋的場景，發射短時間的雷射。形式 —— 在這種情況下，霧 —— 散射光子。然後板載軟體測量光子，返回攝影機感測器所需的時間。
直接穿過霧的光子最快到達系統，因為它們不會被密集的雲狀物質散射。
「直線光子先到達，有些會晚一些，但大多數會在到達感測器之前，散射成百上千次，」薩塔特說，「當然，它們會晚得多到達。」
相機每 56 萬億分之一秒計算到達它的光子，機載算法計算光傳播到感測器 1,024 個像素中的每一個的距離。這使其能夠處理阻礙早期系統的霧密度變化。Satat 說，換句話說，它可以處理每個像素看到不同類型霧的情況。
透過這樣做，系統會創建隱藏在散射光的材料之中，或之後的物體的 3D 圖像。
「我們不需要任何關於霧及其密度的先驗知識，這有助於它在廣泛的霧條件下工作，」薩塔特說。
麻省理工學院實驗室，還使用其可見光範圍的攝影機，透過其他散射材料（例如人體皮膚）觀察物體。他說，該應用最終可以用作 X 射線的替代品。
在惡劣天氣條件下駕駛，是自動駕駛技術的剩餘障礙之一。Satat 說，這項新技術可以透過讓自動駕駛汽車，成為「超級駕駛員」來解決這個問題。
「自動駕駛汽車需要超級視力，」他說。「我們希望它們比我們駕駛得更好、更安全，但它們也應該能夠在我們無法駕駛的條件下駕駛，例如霧、雨或雪。」
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