この新しいシステムは、人間よりもはるかに優れた霧を見通すことができます

5年前、夫と私は夏をスコットランドで過ごしました。 私たちが働いていなかったときは、ハイキングや観光旅行でハイランドをドライブしていました。 私が最も覚えているのは霧です。 映画のように包み込む白い雲が、どこからともなく現れて、巨石に覆われた丘とごつごつした谷を完全に消滅させます。 ああ、そして、私は多くの道路が一方通行であることを言及しましたか？ 停車した場合、何時間も立ち往生していた可能性があります。 代わりに、霧の中を近づいてくるヘッドライトの黄色い光に目を細めて、近づきます。

MITの研究者によって開発された新しい画像システムがあれば、霧を見通してドライバーに障害物を警告するように設計されています。

「霧がそこになかったかのように霧を見通したい」と、研究を率いたMIT Media Labの博士候補者であるGuy Satatは言います。

システムは、超高速測定とアルゴリズムを使用して、霧を計算で除去し、近傍のオブジェクトの深度マップを作成します。 レーザー光のパルスを撮影し、反射が戻るまでにかかる時間を測定するSPAD（単一光子アバランシェダイオード）カメラを使用します。 明確な条件では、この時間測定を使用してオブジェクトの距離を測定できます。 しかし、霧は光を散乱させ、これらの測定の信頼性を低下させます。 そこで、チームは、霧の液滴が光の戻り時間にどのように影響するかを正確に測定するためのモデルを開発しました。 その後、システムは散乱を除去し、実際に先にあるものの明確な画像を作成できます。

システムをテストするために、チームは偽の霧を作成する必要がありました。 これは完了したと言った方が簡単でした。 彼らはパーティー用にレンタルできるフォグマシンを試しましたが、結果は彼らの目的には「強すぎる」とサタットは言います。 最終的には、加湿器モーターを内蔵した水槽を使用して霧室を作成しました。 システムは、ブロックやレターカードなどの小さなオブジェクトを内部に配置して、システムがどれだけ遠くまで見えるかを確認します。 その結果、システムは人間の視覚よりもはるかに優れた性能を発揮し、道路で車が遭遇するよりもはるかにぼやけた状態でした。

Satatと彼の同僚は、5月にカーネギーメロン大学で開催された計算写真に関する国際会議で彼らのシステムに関する論文を発表します。

Satatは、システムが雨や雪などの他の条件で動作する可能性があると言いますが、まだテストしていません。 彼らは現在、システムの光子効率を高めることを検討しています。これにより、より濃い霧を遠くまで見ることができます。 彼らは、システムがいつか多くの実世界のアプリケーションを持つことを望んでいます。

「この業界ではすでに類似のハードウェアを使用しているため、すぐに明らかなアプリケーションは自動運転車です」とSatat氏は言います。

ほとんどの無人車システム（特にテスラではありません）は、LIDAR（光検出および測距）システムを使用します。これは、赤外線のパルスを発射し、戻ってくるまでの時間を測定します。 これはMITチームのシステムの最初の部分に似ていますが、シーンからフォグフォトンを差し引く余分なステップはありません。 LIDARシステムは現在非常に高価ですが、開発が進むにつれて価格が下がることが予想されます。 Satatと彼のチームは、LIDARの開発を「おんぶ」して、いつか霧の機能を車に追加したいと考えています。

また、このシステムは明らかに人間も霧を見通せないため、通常の車では有用です。 Satatは、視界から霧を取り除くことができる「増強された運転」システムを想像しています。

「霧がないかのように目の前の道路が見えるでしょう」と彼は説明します、または、車はあなたの前に物体があるという警告メッセージを作成します。

このシステムは、飛行機や電車にも役立ちますが、これらはしばしば霧に悩まされます。 また、濁った水を透視するために使用される可能性もあります。

リーズ大学の交通研究所の教授であるオリバー・カーステンは、現在の自動緊急ブレーキ（AEB）システムの能力を拡張するMITテクノロジーを想像できると述べています。 。 このシステムは、悪天候でAEBをより効果的にすることができます。

しかし、チームは「研究室だけでなく、実世界でも、さまざまな環境条件で信頼性を実証する必要がある」とカー​​ステンは言います。

Satatと彼のチームは、コンピュータラボの専門家であるRamesh Raskarが率いるMedia LabのCamera Culture Groupの一員です。 このグループは、長年にわたって同様の画像処理の問題に取り組んできました。 最近、彼らはレーザーとカメラを使用して、コーナーの周りのオブジェクトを見るシステムを開発しました。 また、テラヘルツ放射を使用して、閉じた本の最初の9ページを読むシステムを作成しました。 この技術は、博物館やアンティークの本の専門家にとっては可能性があります。