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螳螂虾的启发 仿生摄像头帮自动驾驶汽车“看”得更清楚

2019-12-04 18:55:20 作者: 0人读过 | 我要投稿

【新闻】螳螂虾视觉系统是迄今为止人类在自然界发现的最复杂的一套视觉系统,受其启发,研究人员创造了一种新型摄像头,它可以极大地提高汽车发现危险的能力。

螳螂虾

这款新型摄像头通过检测光的偏振特性来实现这一壮举,其动态范围比现在的商用摄像头高出约10,000倍,动态范围指的是摄像头可以同时捕捉到的最亮和最暗区域的范围。

该款摄像头可以以每片10美元的价格批量生产,研究人员称,这款新型摄像头可以让汽车提前探测到危险、其他汽车和人的距离比现有的彩色摄像头远三倍。

美国伊利诺伊香槟大学的研究小组负责人Viktor Gruev说:“在最近一起涉及汽车的车祸中,出事车辆未能检测到一辆半挂卡车,因为它的颜色和光线强度与背景中的天空混为一体了。我们的摄像头可以解决这个问题,它的高动态范围让它更容易检测到与背景相似的物体,因为卡车的光偏振与天空的光偏振不同。”

为了在新摄像头上实现高动态范围,研究人员调整了摄像头光电二极管将光转换为电流的方式。研究人员放弃了传统上用于成像的反向偏置模式,而是使用正向偏置模式来操作光电二极管,这使得电流输出与光线输入从原来的线性比例关系,变成现在像螳螂虾一样的对数响应。

关于偏振的灵敏度,研究人员将纳米材料直接沉积到包含正向偏置光电二极管的成像芯片表面,通过这种方式,他们模仿了螳螂虾的视觉系统,Gruev说:“这些纳米材料基本上充当像素级的偏振滤光片,以与螳螂虾相同的方式检测偏振光”。

研究人员正在与一家生产气囊的公司合作,看看新摄像头的高动态范围和偏振成像能力是否可以用来更好地检测物体,是否可以最终避免碰撞或者比现在提前几毫秒弹出安全气囊。

除了应用在汽车领域,研究人员还在探索使用该摄像头检测癌细胞,因为这些细胞表现出与正常组织不同的光偏振。

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