Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Je kunt ook een cookievrije versie van de website bezoeken met minder functionaliteit. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , reacties: 14, views: 16.472 •

Met behulp van een laser en een beeldsensor met slechts één pixel zijn onderzoekers erin geslaagd driedimensionale beelden vast te leggen. Ze gebruiken hiervoor een techniek met teruggekaatst laserlicht, die bekendstaat als ghost imaging.

De ghost imaging-techniek die door de onderzoekers van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics gebruikt wordt, is gebaseerd op ladar. Deze laservariant van radar, waarbij de afkorting staat voor laser detection and ranging, maakt gebruik van weerkaatst laserlicht om een afstand te meten. Bij ghost imaging wordt deze techniek gebruikt om verstrooid laserlicht met een beeldsensor op te vangen en zo een tweedimensionaal beeld te reconstrueren.

De Chinese onderzoekers hebben ghost imaging echter ingezet om driedimensionale beelden te reconstrueren. Door het laserlicht te pulseren en de inschakelmomenten van de beeldsensor zorgvuldig te kiezen, kan alleen weerkaatst licht dat specifieke afstanden heeft afgelegd opgevangen worden. De resolutie in de z-as, oftewel de afstand, zou hierbij 60cm bedragen op een afstand van ongeveer een kilometer, dankzij laserpulsen van 10ns. De x- en y-resolutie bedraagt 25cm.

3d-beeld met ladar-ghost imaging

De onderzoekers maakten gebruik van een enkele pixel in hun ccd-sensor, die het beeld pixel voor pixel aftast. Een computer reconstrueert het beeld vervolgens op basis van variaties in de opgevangen lichtintensiteit. De techniek zou op termijn als langeafstands-sensortechniek voor 3d-beelden ingezet kunnen worden, waarbij gecompenseerd kan worden voor beweging.

Reacties (14)

Interessante techniek, maar waarom maar één pixel inzetten? En hoe lang duurt het om een dergelijk beeld op te bouwen?
Je moet ergens beginnen. Als dit eenmaal goed werkt kun je gaan denken aan arrays van gelijksoortige pixels voor versnelling en precisering.

Edit: Oh, en ultraklein natuurlijk.

[Reactie gewijzigd door ritsjoena op 30 januari 2013 16:17]

Zover ik het begrijp stuurt het apparaat telkens 1 laser straal naar een doelwit. Dan hoeft er ook maar één pixel zijn om het teruggekaatste signaal te ontvangen. De tijd die het duurt voor de laser straal om heen en terug te vliegen wordt gebruikt om afstand te bepalen.

Het zal wel een grote pixel zijn ;)
Uhm, het is dus niet scannen (zoals we denk ik hier dachten..) maar een vrij aparte constructie waarin het gebroken licht dat terug komt wordt vergeleken met een bron...

Gezien de complexiteit zou ik de bron van de bron maar even gaan lezen als je tijd hebt. Het is gelukkig maar 3 pagina's (en dan 2 pagina's bronnen + afbeeldingen), doch het is beduidend complexer dan even valt uit te leggen.

Bron zie tekst boven, bron.v.bron: http://arxiv.org/pdf/1301.5767v1.pdf

Edit: Onderstaand is niet geheel compleet:
De vergelijking in de bron ging in ieder geval al over dat 50.000 pixels zo meer konden waarnemen dan een 13 Megapixel beeld zou doen.


Er worden dus wel degelijk meerdere pixels tegelijkertijd gebruikt. De uitleg over een enkele pixel is meer betreffende de resolutie dan het gebruik van een enkele pixel. Er wordt in de bron gewoon over een CCD camera gesproken voor het maken van de bron voor de weerkaatsing, maar er lijkt weer een enkele sensor te worden gebruikt voor de weerkaatsing.

Bekijk de bron, skip naar pagina 5 en 6 voor visuele uitleg / 7-8 meer voorbeelden. Pagina 5 toont dus dat de CCD wordt gebruikt voor de bron en de PMT voor de weerkaatsing....

[Reactie gewijzigd door Freaky_Angelus op 30 januari 2013 16:38]

Het is een vorm van multiscan.

Mephisto 3D scanners doet ongeveer hetzelfde, iets andere benadering maar die werkt niet met laser maar met licht en lijnen zodat software via de ccd in de SLR de data kan verwerken die word opgevangen.

NextEngine 3D Scanner doet het met straal van laser, dus geen spot maar multiscan via laserlijn die over het object gaat, ook vorm van 3d multiscanner. 50K punten per seconden.

Komt allemaal beetje op hetzelfde neer, je schijnt licht op het object en vangt het op met ccd, zijn verschillende aanpakken mogelijk maar grote lijnen is het allemaal hetzelfde.

[Reactie gewijzigd door mad_max234 op 30 januari 2013 21:34]

Aangezien ik én niet de hele dag op mijn werk hier rond mag fluiten én dit niet heel simpel was ;)

Het is dus een enkel shot, wat vanwege het element Ghost Imaging met meerdere samples wordt uitgevoerd voor verbeterd resultaat. Dit wordt vnl. bij ghost imaging goed uitgelegd (wat het resultaat ervan is, zie daar straks figuur 2 a-d).

Voor handige uitleg:
[1] http://arxiv.org/pdf/0812.2633v2.pdf Ghost Imaging
[2] http://arxiv.org/pdf/1301.5767v1.pdf 3D GI systeem

Er wordt dus met 1 sensor gemeten [1,2] om te zien wat de intensiteit is van het licht. Dit systeem bestond al in de vorm van GI [1], waar met een CCD (vol met pixels) een referentiebeeld wordt gebruikt om samen met de enkele sensor een correlatie beeld op te bouwen. De huidige toepassing[2] is dus een doorontwikkeling op GI, waarbij in plaats van de focus om het "niet geziene object" te tonen er nu juist op de afstand wordt doorgewerkt. Hierbij worden dus zeker veel pixels voor het referentiebeeld gebruikt en de gebruikelijke enkele sensor voor de intensiteit.

De gedachte dat we dus met 1 sensor bezig zijn is dus volledig fout. Tevens is het ook geen scan, maar een herhaling van dezelfde enkele time-dependant meting. Die meting wordt (in dit voorbeeld) 10.000 keer herhaald om een scherp beeld te realiseren[2].
Semantics wat betreft de betekenis scan; er wordt dus wel herhaaldelijk gemeten, maar het voorwerp wordt in principe niet gescanned (resolutie wijs).
p.s. vergeet niet dat bij meerdere pixels de lasersignalen elkaar in de weg kunnen gaan zitten. Dus eerst het simpele probleem oplossen en daar dan op voortbouwen.
Die éne pixel is juist waar het om gaat!

De vertaling/beschrijving van Tweakers is verschrikkelijk! Als je het orginele artikel leest, wordt alles veel duidelijker.

In tegenstelling tot wat Tweakers suggereert, wordt bij een normale LIDAR/LADAR ook een 3D beeld geschapen, door de laser straal over je onderwerp te scannen. (Ook met 1 pixel detector) Probleem hierbij is dus dat je relatief veel tijd nodig hebt, om je raster te scannen.

Bij deze één-pixel methode, heb je één vaste laserstraal, en ook één detector. Dus géén scanning, maar alles tegelijk belichting. Desondanks, kun je met die ghosting truuk, alsnog de beeldinformatie eruit halen.. In theorie, kan dat sneller dan met een scanning systeem. En die mogelijk hogere snelheid is dus waar het om gaat.
De LIDAR/LADAR wordt dan o.a. gebruikt voor automotive : http://www.advancedscient...plications/automotive.htm.
Dat lijkt (op het eerste gezicht) erg op de techniek die Radiohead gebruikte in de clip van het nummer "House of Cards"

http://www.youtube.com/watch?v=8nTFjVm9sTQ

Making of:
http://www.youtube.com/watch?v=cyQoTGdQywY

[Reactie gewijzigd door Rixard op 30 januari 2013 16:29]

Mooi om te zien. Maar denk dat je dat effect ook wel kan bereiken met een Kinect.
Nope. techniek in dat nummer is gewoon Lidar. Ik zie niet waarom dit nieuws is. Een z-resolutie van 60cm? Ik noem maar wat, een 10 jaar oude Faro120 laser scanner doet vrolijk tienduizenden punten per seconden met een resolutie van een paar millimeter, op een afstand van 120 meter (getest bij civiele techniek TU Delft, gebruikt om verschuiving van duinen op het strand te meten). Verder is deze techniek in dezelfde lijn als die gebruikt bij de 'kijkt om de hoek' 3d camera van het MIT.
Mijns inziens is het enigszins onduidelijk weergegeven óf, en wat hier precies vernieuwend aan is.
3D Laser range scanners bestaan al geruime tijd, en kunnen bijvoorbeeld een 3D point cloud genereren van een gebouw, vanuit 1 of meerdere perspectieven.
kan iemand vertellen hoe ik dat plaatje moet "lezen"

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Populair:Apple iPhone 6Samsung Galaxy Note 4Assassin's Creed UnityFIFA 15Nexus 6Call of Duty: Advanced WarfareApple WatchWorld of Warcraft: Warlords of Draenor, PC (Windows)Microsoft Xbox OneAsus

© 1998 - 2014 Tweakers.net B.V. Tweakers is onderdeel van De Persgroep en partner van Computable, Autotrack en Carsom.nl Hosting door True

Beste nieuwssite en prijsvergelijker van het jaar 2013