无论是追球玩的小朋友、突然出现的牛群还是抛锚的汽车，这些意外障碍对汽车驾驶者来说都是致命的。但是史丹佛大学的研究人员经过努力，已经研发出相关激光技术，可预见危险状况。
近日，史丹佛大学 SCIL（Stanford Computational Imaging Lab）实验室的研究人员在《Nature》杂志发表了论文，对外阐述新型激光技术到底是如何工作的。
基于这技术的激光系统能有效产生藏在转角后物体的图像，让自驾车可提前“看见”还未出现在视域中的障碍物。
“有一种先入为主的观念是，你无法对那些没有被摄影机直接看见的物体进行成像处理，而我们找到了跨越这些限制的办法。”论文联合作者、史丹佛大学博士后 Matthew O’Toole 表示。
他们找到的解决之道是基于光学雷达技术方案。大家知道光学雷达很多时候用于测绘，技术原理主要是透过向物体表面发射激光脉冲，并且测量光反射回来所需时间，这些数据之后会由研究人员用来搭建物体表面的 3D 模型。
不过史丹佛大学的新技术在这个基础上更进一步，使用激光探测转角后的物体，“几乎就是一种魔法，”O’Toole 感叹。
为了更直觉解释技术原理，史丹佛大学还为这个团队和技术拍摄了一段说明短片。
短片中，O’Toole 和同事描述了他们如何搭建一个展示模型。这个模型中，激光发射器和光子探测器放置在被探测物体（实际是一只兔子）旁边墙壁（P 字母所在的位置）的前面，同时在被探测物体与激光发射器、光子探测器之间，是一块实体挡板，制造了转角情境。
这个场景中，激光脉冲（深红的直线）开始以某个角度向墙壁发射，脉冲打在墙壁上后，产生反射，这里的反射是向多个角度发散。
研究团队对收集直接从墙壁反弹到探测器的光子并不感兴趣，他们想收集的是经过墙壁反弹、继续射向那只兔子然后再反弹、分散后的光子。“我们寻找的是经过第二次、第三次，甚至是第四次反弹之后的光子，这样的光子能对隐藏物体进行编码和模型构建。”O’Toole 解释。
上述流程有一个问题是，射出的激光脉冲打在墙上某点，而团队要收集的返回信号则是来自另一个点。在这里，O’Toole 和同事使用一种独特的技术，可让激光发射器和光子探测器指向相同的点。
然后，团队利用信号时差的原理，将那些直接反弹回来的光子移除，算法将那些保留的光子重建、塑形，逐渐形成清晰的转角后隐藏物体的 3D 模型。
“这是一个非常简单的调整成像法，但对你如何从这些讯息中重建图像具有重要意义。”O’Toole 表示。他还指出，这样的设置占用更少储存空间，处理起来也没那么费力，还能生成更高分辨率的图像。
完成了那只兔子的成像之后，O’Toole 团队又将技术运用在现实生活，包括对转角的“Exit”字样进行 3D 重建。
说到这项新技术的拓展应用时，O’Toole 说，因为道路标志和自行车等物体的高反射性特质，所以他们的激光技术很适合运用到自驾车领域。
不过，依然有许多障碍。
比如，对墙体的初次扫描要花上 1 分钟到几个小时不等，这是影响系统处理速度稳定性的重要因素；而且，针对一些反射性不那么强的物体如人体、动物等，系统如何应对；此外，室外是强光环境时，这项技术如何应对？无疑，史丹佛大学的团队还需要思考更多。
（本文由 雷锋网 授权转载；首图来源：史丹佛大学）
