В университете штата Иллинойс в Урбане-Шампейне создана камера нового типа, которая может значительно улучшить способность автомобилей видеть опасности в сложных условия освещения.
Идею камеры исследователи подсмотрели у креветки, глаз которой обладает очень широким динамическим диапазоном.
Динамический диапазон характеризует способность одновременно видеть яркие и темные области изображения. Широкий динамический диапазон позволяет лучше видеть, например, в таких условиях, как выезд от темного туннеля на яркий солнечный свет.
Новая камера по динамическому диапазону примерно в 10 000 раз превосходит современные серийные камеры. Кроме того, она учитывает поляризацию света. Исследователи говорят, что новая камера позволит автомобилям обнаруживать опасности, другие автомобили и людей на расстояниях в три раза больших, чем цветные камеры, используемые сегодня на автомобилях. При серийном производстве такие камеры могут стоить примерно 10 долларов за штуку.
Новые камеры могут найти применение не только в автомобилях. Исследователи изучают возможность их использования для обнаружения раковых клеток и в исследованиях океана.
В чем же особенность камеры? Ее датчик обладает не линейной, а логарифмической характеристикой. Для этого в датчике используются фотодиоды, работающие не с обратным, как обычно, а с прямым смещением.
Тестирование датчика разрешением 384 х 288 пикселей показало, что динамический диапазон составляет 140 дБ. Для сравнения — датчики современных камер имеют динамический диапазон около 60 дБ.
Хотя для новых датчиков можно использовать традиционные технологии формирования изображений, они не оптимизированы для фотодиодов, работающих при прямом смещении. Чтобы компенсировать это, исследователи разработали дополнительные этапы обработки, на которых изображение очищается и соотношение сигнал/шум улучшается до 61 дБ.
Чувствительность к поляризации, как и у креветки, реализована интеграцией соответствующего детектора в фоторецепторы. Ученые нанесли непосредственно на поверхность датчика нанополоски алюминия, которые работают как «поляризационные фильтры на уровне пикселей».
В настоящее время исследователи работают с компанией, производящей подушки безопасности. Ожидается, что возможности новой камеры позволят лучше определять момент столкновения и развертывать подушки безопасности несколько раньше, чем это возможно сейчас.