Onderzoekers van de Heriot-Watt University, in samenwerking met onderzoekers van de Universiteit van Toulouse, Frankrijk, hebben een nieuw raamwerk voorgesteld dat statistische modellen combineert met zeer schaalbare rekenhulpmiddelen van de computergraphics-gemeenschap om de 3D-informatie nauwkeurig in realtime (50 frames per seconde) te extraheren.

De nieuwe methode zorgt voor doeldetectie en beeldvorming door rommelige scènes, robuust, real-time doelreconstructie van complexe bewegende scènes, en een voorloper voor de uiteindelijke sensortechnologieën die nodig zijn voor autodetectie over lange afstanden, een belangrijke eigenschap voor auto's zonder bestuurder van de volgende generatie.

Reconstructie van 3D-scènes heeft veel belangrijke toepassingen die ons heden en toekomst vormgeven, inclusief zelfrijdende auto's, milieumonitoring en defensie.

Onderzoekers van Heriot-Watt hebben de opmerkelijke nieuwe resultaten op het gebied van real-time beeldreconstructie aangekondigd in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift, Natuurcommunicatie .

Een van deze onderzoekers, Prof. Stephen McLaughlin, hoofd van de School of Engineering and Physical Sciences sprak over het onderzoek.

Hij zei:"De mogelijkheid om realtime 3D-videoreconstructie te leveren, maakt de inzet mogelijk van nieuwe detectietechnologieën voor autodetectie over lange afstanden, een belangrijke mogelijkheid voor de volgende generatie zelfrijdende auto's."

Prof. Gerald S. Buller van het Institute of Photonics and Quantum Sciences zei:"Dit werk vertegenwoordigt de meest geavanceerde real-time 3D-beeldreconstructie van een complexe real-world scene die tot nu toe is aangetoond, waardoor Heriot-Watt stevig in de voorhoede staat van internationale inspanningen op dit opkomende gebied."

Dr. Yoann Altmann, RAEng Research Fellow aan de School of Engineering and Physical Sciences zei:"Dit werk combineert fotonica, statistische beeldverwerking en computergraphics-tools illustreren echt hoe grote sprongen voorwaarts kunnen worden gemaakt via multidisciplinair onderzoek."

Primitieve lasergebaseerde radar- of lidar-technieken worden momenteel gebruikt in recente generaties auto's om de afstand tot naburige voertuigen of andere potentiële obstakels te beoordelen.

Heriot-Watt is een pionier in het gebruik van de geavanceerde tijd-gecorreleerde single-photon counting lidar-benadering die verschillende voordelen biedt ten opzichte van bestaande benaderingen, waardoor het gebruik van oogveilige laserbronnen en een uitstekende resolutie op lange afstand (honderden meters tot kilometers) mogelijk is.

Onlangs, deze techniek werd gebruikt om met succes 3D-beelden met hoge resolutie te reconstrueren in extreme omgevingen zoals door mist, met rommelige doelen, in sterk verstrooiende onderwatermedia, en in de vrije ruimte op een afstand van meer dan 10 km.

Echter, tot nu, een belangrijke beperking was de aanzienlijke hoeveelheid tijd die nodig was voor de analyse van de geregistreerde gegevens. Het herstellen van de 3D-informatie van de individuele getimede enkelvoudige fotondetectiegebeurtenissen is een uitdagende taak die intensieve beeldverwerkingsalgoritmen vereist. Eerdere methoden vereisten tientallen seconden of zelfs minuten om een ​​enkel lidar-frame te verwerken of legden ter plaatse beperkende veronderstellingen op om te herstellen, praktische 3D-beeldvormingstoepassingen belemmeren.

De bevindingen zijn vandaag gepubliceerd, Vrijdag, 1 november in het wetenschappelijke tijdschrift, Natuurcommunicatie .