Ученые ТУСУР разработали уникальную систему, которая позволяет точно определять расстояние до объектов сквозь туман, дым и даже под водой. Этот метод, который уже получил патент, может стать основой для создания систем навигации для беспилотных летательных аппаратов, а также для помощи водителям в сложных погодных условиях. Кроме того, его можно использовать спасателям при тушении пожаров. В отличие от существующих решений, новая система обеспечивает высокую точность и скорость создания карты глубин даже при ограниченной видимости.
По словам доцента кафедры ТУ и заведующего лабораторией «Телевизионная автоматика» Вячеслава Капустина, «сегодня существует множество приборов для построения карт глубин. Большинство из них работают только в условиях хорошей видимости. Есть системы, упрощающие видимость в тумане, но они либо не строят карты глубин, либо делают это с низкой детализацией. Наша система позволяет строить высокодетализированные карты глубин в условиях плохой видимости, таких как туман, задымление и подводные условия».
Разработка ученых ТУСУРа может стать важным элементом в работе беспилотных систем, позволяя им ориентироваться в пространстве даже при ограниченной видимости. Это может быть особенно полезно для МЧС при тушении пожаров, чтобы обеспечить безопасность людей. Кроме того, после некоторой доработки система может быть установлена на пилотируемые транспортные средства в качестве вспомогательного инструмента для водителей в условиях тумана и других сложных погодных условиях с ограниченной видимостью.
Работа над этой тематикой началась несколько лет назад в университете в рамках гранта РНФ на основе принципа активно-импульсного наблюдения. Система использует импульсный источник освещения в невидимом глазу диапазоне длин волн для излучения мощных коротких вспышек (30 наносекунд) и последующего приема отраженных оптических импульсов с задержкой стробирования фотоприемника. Это позволяет «выбирать», какие фотоны будут отражены, а какие проигнорированы, обходя помеху обратного рассеяния.
Модуляция приемника или излучателя позволяет получить зависимость «яркость – расстояние», которая при калибровке превращается в карту глубин. Однако в сложных условиях видимости линейность зависимости нарушается из-за остаточной помехи обратного рассеяния. В патенте описаны методы подавления этого влияния для сохранения точности карты глубин.
Лабораторные испытания в аэрозольной камере Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН подтвердили эффективность метода. Для создания карты глубин требуется два кадра с разными характеристиками, что достигается частотой 50 кадров в секунду. Это позволяет обнаруживать препятствия при движении на скорости до 40 км/ч.
В планах разработчиков – адаптировать систему в программное обеспечение для использования как 3D-сканера высокой точности.
Источник: naked-science.ru
распечатать статью
