Pag-hack ng mga imahe ng 3D na may ilaw sa LED room at isang smartphone

Ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang paraan upang magamit ang LED lighting at isang smartphone upang lumikha ng mga three-dimensional na imahe ng isang maliit na pigurin. May-akda: Emma Le Francois, University of Strathclyde

Ang simple ngunit matalinong pag-iilaw ng LED ay maaaring magbigay ng mga 3D na imahe para sa pagsubaybay at mga robotic application.

Habang pinapalitan ng mga LED ang mga tradisyonal na sistema ng pag-iilaw, nagdadala sila ng mas matalinong mga kakayahan sa pang-araw-araw na pag-iilaw. Habang maaari mong gamitin ang iyong smartphone upang madilim ang pag-iilaw ng LED sa bahay, mas malayo ang ginawa ng mga mananaliksik sa pamamagitan ng pag-tap sa mga Dynamic na kinokontrol na LED upang lumikha ng isang simpleng sistema ng ilaw para sa mga 3D na imahe.

“Ang mga modernong system ng surveillance ng video, tulad ng mga ginamit sa pampublikong transportasyon, ay umaasa sa mga camera na nagbibigay lamang ng 2D na impormasyon,” sabi ni Emma Le Francois, isang mag-aaral sa doktor sa isang pangkat ng pagsasaliksik na pinangunahan ni Martin Dawson, Johannes Hernsdorf at Michael Schren ng University of Strathclyde. sa UK. “Ang aming bagong diskarte ay maaaring magamit upang maipaliwanag ang iba’t ibang mga silid upang magbigay ng mas mahusay na pagmamasid sa mga imahe ng 3D, lumikha ng isang matalinong lugar ng trabaho sa isang pabrika o bigyan ang mga robot ng isang mas mahusay na ideya ng kanilang kapaligiran.”

Sa The Optical Society (OSA) Optics Express, ipinakita ng mga mananaliksik na ang mga 3D na optikal na imahe ay maaaring gumanap gamit ang isang mobile phone at LED nang hindi nangangailangan ng mga kumplikadong manu-manong proseso upang mai-synchronize ang camera sa pag-iilaw.

“Ang paglalagay ng isang matalinong sistema ng ilaw sa loob ng bahay ay nagbibigay-daan sa anumang camera sa silid na gumamit ng ilaw at makatanggap ng impormasyon sa 3D mula sa kapaligiran,” sabi ni Le Francois. “Ang mga LED ay pinag-aaralan para sa iba’t ibang mga application tulad ng optik na komunikasyon, nakikitang ilaw na pagpoposisyon at paggunita. Isang araw, ang LED intelligence system na ginamit upang iilawan ang panloob na mga puwang ay maaaring magamit para sa lahat ng mga application na ito nang sabay-sabay. “

Nag-iilaw mula sa itaas

Ang paningin ng tao ay nakasalalay sa utak upang muling buuin ang impormasyon tungkol sa lalim kapag tinitingnan namin ang isang eksena na may dalawang mata mula sa dalawang magkakaibang panig. Ang impormasyon sa lalim ay maaari ding makuha gamit ang isang pamamaraan na tinatawag na photometric stereo display, kung saan ang isang solong detektor o camera ay pinagsama sa pag-iilaw na nagmumula sa maraming direksyon. Pinapayagan ka ng setting ng ilaw na ito na mag-record ng mga imahe na may iba’t ibang pagtatabing, na maaaring magamit upang muling maitayo ang isang three-dimensional na imahe.

Ang mga imaheng Photometric stereographic ayon sa kaugalian ay nangangailangan ng apat na mapagkukunan ng ilaw, tulad ng LEDs, na symmetrically nakaayos sa paligid ng axis ng pagtingin sa camera. Sa isang bagong gawa, ipinakita ng mga mananaliksik na ang mga 3D na imahe ay maaari ring maitaguyod muli kapag ang mga bagay ay naiilawan mula sa itaas hanggang sa ibaba ngunit napansin mula sa gilid. Pinapayagan ka ng pag-install na ito na gamitin ang pag-iilaw sa itaas na silid.

Sa isang gawaing suportado ng programang pagsasaliksik ng British na EPSRC na “Quantic”, ang mga mananaliksik ay nakabuo ng mga algorithm na natatanging modulate ng bawat LED. Gumaganap ito bilang isang fingerprint, pinapayagan ang camera na matukoy kung aling LED ang bumubuo ng aling imahe upang mapadali ang muling pagtatayo ng 3D. Nagdadala rin ang bagong diskarte sa pagbago ng sarili nitong signal ng orasan, kaya’t ang nagreresultang imahe ay maaaring mai-synchronize sa sarili sa mga LED sa pamamagitan lamang ng paggamit ng camera upang passively tuklasin ang LED signal ng orasan.

“Nais naming gawing mas madaling i-deploy ang mga materyal na photometric stereo sa pamamagitan ng pag-alis ng koneksyon sa pagitan ng mga mapagkukunan ng ilaw at ng kamera,” sabi ni Le François. “Sa pagkakaalam namin, ipinakita muna namin ang isang tuktok na down na sistema ng pag-iilaw na may isang imahe sa gilid na pagtingin kung saan ang pag-modulate ng ilaw ay na-synchronize sa sarili sa camera.”

3D na imahe na may isang smartphone

Upang maipakita ang bagong diskarte na ito, ginamit ng mga mananaliksik ang kanilang modation scheme na may isang photometric stereo batay sa mga magagamit na komersyal na LED. Ang isang simpleng lupon ng Arduino ay nagbigay ng elektronikong kontrol sa mga LED. Ang mga imahe ay nakuha gamit ang isang high-speed mode ng video ng smartphone. Natagpuan nila ang isang 48-millimeter-taas na pigurin na naka-print na may 3D matte na materyal upang maiwasan ang mga makintab na ibabaw na maaaring maging kumplikado sa pagbaril.

Mga LED na imahe ng istasyon ng tren

Sa isang pampublikong puwang, maaaring magamit ang mga LED para sa pangkalahatang pag-iilaw, komunikasyon na may nakikitang ilaw at pagsubaybay sa video na 3D. Ipinapakita ng ilustrasyon ang LiFi, isang multi-access wireless na teknolohiya na gumagamit ng ilaw upang makapagpadala ng data at posisyon sa pagitan ng mga aparato, at ang pagpoposisyon ng nakikitang ilaw sa isang istasyon ng tren. May-akda: Emma Le Francois, University of Strathclyde

Natutukoy ang pinakamahusay na posisyon para sa mga LED at smartphone, ang mga mananaliksik ay gumawa ng isang error sa muling pagtatayo na 2.6 millimeter lamang para sa pigurin kapag nag-shoot mula sa distansya na 42 sentimetro. Ang rate ng error na ito ay nagpapahiwatig na ang kalidad ng muling pagtatayo ay maihahambing sa kalidad ng iba pang mga pamamaraang photometric sa disenyo ng stereo. Nagawa rin nilang muling buuin ang mga imahe ng isang gumagalaw na bagay at ipinakita na ang pamamaraan ay hindi apektado ng ilaw sa paligid.

Sa kasalukuyang sistema, ang muling pagtatayo ng imahe ay tumatagal ng ilang minuto sa isang laptop. Upang gawing praktikal ang system, nagsusumikap ang mga mananaliksik upang mabawasan ang oras ng computational sa ilang segundo sa pamamagitan ng pagsasama ng isang malalim na neural network ng pag-aaral na matutunan na likhain muli ang hugis ng isang bagay mula sa hilaw na data ng imahe.

Tulong: “Photometric stereo image mula sa itaas hanggang sa ibaba na may backlight mula sa itaas hanggang sa ibaba gamit ang mga LED at isang mobile device” ni Emma Le Francois, Johannes Hernsdorf, Jonathan J. , Enero 11, 2021, Optics Express.
DOI: 10.1364 / OE.408658

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang paglulunsad ng NASA Walnops rocket ay makikita sa East America

Mapa ng visibility ng Kinnet-X. Kredito: NASA A. Mission upang tuklasin ang transportasyon sa kalawakan gamit ang enerhiya a NASA Ang rocket na tunog...

Bakit kaya mahirap magamot ang COVID-19? Isang Komprehensibong Pagsuri sa Alam Namin

Lumalagong Mga Punto ng Katibayan ng Hindi Karaniwang Nakakahawang Profile Isang komprehensibong pagsusuri ng alam namin COVID-19 at kung paano ito gumagana ay nagmumungkahi na...

Nakikita ng NASA ang mga alon sa ibabaw ng dagat [Video]

Ang mga alon sa loob, o mga papasok na alon, ay maaaring umabot ng daan-daang mga paa sa ibaba ng ibabaw ng karagatan, ngunit...

Mga Kamangha-manghang Dinosauro na Naghahanap ng Kadiliman

Muling pagbuo ng Shuvuuia deserti artist. Kredito: Viktor Radermaker Ang maliit na dinosauro na nakatira sa disyerto ng Shuvuuia ay may natatanging paningin at...

Ang “Molecular glue” ay nagdaragdag ng kahusayan at ginagawang mas maaasahan ang pereskite solar cells sa paglipas ng panahon

Ginamit ng mga mananaliksik ang self-assemble na solong-layer na "molekular na pandikit" upang patigasin ang mga interface sa pereskite solar cells upang gawing mas...

Newsletter

Subscribe to stay updated.