目前大部分自動(dòng)駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)在識(shí)別周邊的環(huán)境和物體時(shí)，都是使用相機(jī)和傳感器等捕捉感知到的可見光經(jīng)過(guò)各種光學(xué)原理所生成的圖像和視頻。其實(shí)從仿生學(xué)角度講，這種方式正是模仿了人類的雙眼及大腦的工作原理，但也正因?yàn)榇?，目前普遍的自?dòng)駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)在難倒人類駕駛員的濃霧可見度低時(shí)也束手無(wú)策。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，麻省理工學(xué)院的研究人員GuySatat，RameshRaskar和Matthew Tancik研發(fā)了一種全新的基于激光的成像系統(tǒng)，即使在濃霧中利用激光可以也能準(zhǔn)確計(jì)算車輛與前方物體的距離。這一系統(tǒng)將會(huì)在今年5月在匹茲堡舉行的計(jì)算攝影國(guó)際大會(huì)上正式發(fā)布，主要原理是，該系統(tǒng)使用從照相機(jī)中發(fā)射出的短脈沖激光及其從前方物體反射回的反射時(shí)間來(lái)計(jì)算與前方物體的距離。

圖 | MIT對(duì)比兩種識(shí)別解決方案

當(dāng)天氣很好，激光波被發(fā)射與反射的路徑都十分清晰單一，利用反射時(shí)間計(jì)算與物體距離的方法是非常準(zhǔn)確的。但是當(dāng)前方有濃霧時(shí)，由無(wú)數(shù)懸在空中的微小水滴組成的霧會(huì)把激光在發(fā)射與反射過(guò)程中向各種方向散射出去。因此，被散射而中斷過(guò)的激光脈沖最終會(huì)以與晴朗天氣中不同的反射時(shí)間返回到相機(jī)，因此僅僅依賴于反射時(shí)間信息計(jì)算的距離是不完全準(zhǔn)確的。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，麻省理工學(xué)院的研究人員說(shuō)他們已經(jīng)開發(fā)出了一種新的處理算法——他們發(fā)現(xiàn)，無(wú)論霧可能有多厚，散射激光的反射時(shí)間總是遵循一個(gè)非常具體的分布模式。當(dāng)攝像機(jī)以每兆分之一秒的頻率計(jì)算返回到傳感器的光子數(shù)量，并把這些結(jié)果繪制成圖時(shí)，系統(tǒng)可以應(yīng)用特定的數(shù)學(xué)濾波器來(lái)找出數(shù)據(jù)尖峰，從而得到準(zhǔn)確的隱藏在霧中的實(shí)際物體的距離。

研究人員在麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里制作了極其濃的霧來(lái)對(duì)成像系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。在這個(gè)充滿濃霧的長(zhǎng)約1米的小房間里，該成像系統(tǒng)能夠清晰地看到的物體的距離比人眼可以看到的要多足足21厘米。可以設(shè)想，當(dāng)放大還原到現(xiàn)實(shí)世界的尺寸和條件時(shí)，霧的濃度肯定不會(huì)像研究人員人為創(chuàng)造的那么厚重，該系統(tǒng)將能夠看到足夠遠(yuǎn)的前方道路的物體，并讓車輛有足夠的時(shí)間作出安全的反應(yīng)來(lái)避免危險(xiǎn)。