Ett team av forskare vid ordföranden för multimediakommunikation och signalbehandling vid Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) har utvecklat en intelligent kamera som inte bara uppnår hög rumslig och tidsmässig utan även spektral upplösning. Kameran har ett brett spektrum av applikationer som kan förbättra miljöskydd och resursbevarande åtgärder samt autonom körning eller modernt jordbruk. Resultaten av forskningen har publicerats som en open access -publikation.

"Forskning hittills har främst fokuserat på att öka rumslig och tidsmässig upplösning, vilket betyder antalet megapixlar eller bilder per sekund, "förklarar föreläsaren Dr Jürgen Seiler." Spektral upplösning - våglängden och därmed uppfattningen av färger - har i stort sett anpassats för att matcha människans syn under utvecklingen av kameror, som bara motsvarar att mäta färgerna rött, grönt och blått. Dock, mycket mer information döljs i ljusspektrumet som kan användas för ett brett spektrum av uppgifter. Till exempel, vi vet att vissa djur använder ytterligare ljusspektra för jakt och matsökning. "

Tre upplösningar i en kamera

Seiler, vem är elingenjör, har utvecklat en högupplöst multispektral kamera som förstärker människans uppfattning med sitt team vid ordföranden för multimediakommunikation och signalbehandling (LMS) ledd av professor Dr. Kaup vid FAU. Den kombinerar alla tre upplösningar - rumslig, tidsmässig och spektral-i en kostnadseffektiv lösning. "Tills nu, det fanns bara extremt dyra och komplexa metoder för att mäta ultravioletta eller infraröda ljusintervall eller individuella spektralband för speciella industriella tillämpningar, "säger Seiler." Vi letade efter en kostnadseffektiv modell och vi kunde utveckla en mycket kostnadseffektiv multi-spektral kamera. "

Forskarna kopplade flera billiga standardkameror med olika spektralfilter för att bilda en multispektral kameramatris. "Vi beräknade sedan en bild för att kombinera den olika spektrala informationen från varje sensor, "förklarar Nils Genser, forskningsassistent vid LMS. "Detta nya koncept gör det möjligt för oss att exakt bestämma materialen för varje objekt som fångats med bara en enda bild."

På samma gång, den nya kameran är mycket bättre än befintliga system när det gäller dess rumsliga, tids- och spektralupplösning. Eftersom omgivningen spelas in med flera "ögon" som är fallet med människors syn, systemet ger också en exakt indikation på djupet. Detta innebär att systemet inte bara exakt bestämmer färgen och vissa materialegenskaper för objekt som det fångar, men också avståndet mellan dem och kameran.

Perfekt för autonom körning och miljöteknik

Autonom körning är en potentiell applikation för dessa nya intelligenta kameror. "En hel rad lösningar på olika problem har nu öppnats tack vare vår nya teknik, "säger Seiler." I det infraröda området, till exempel, vi kan skilja mellan riktiga människor och skyltar med hjälp av den termiska signaturen. För nattkörning, vi kan upptäcka djur som korsar vägen med tillräcklig varning. "

Den högupplösta, multispektrala kameror kan också användas för att skydda miljön och bevara resurser. "Flera plaster skiljer sig markant från varandra i olika spektrumintervall, vilket är något den nya intelligenta kameran på ett tillförlitligt sätt kan upptäcka, "Genser understryker." Stora mängder plast bränns helt enkelt istället för att separeras för återvinning eftersom de har ett liknande utseende. Vi kan nu skilja dem åt på ett tillförlitligt sätt. "