Laser komt om de hoek kijken

Het nu gepresenteerde systeem werkt sneller dan eerdere methodes. Het verzamelt informatie over het verborgen object door met de beweegbare laser een lichtpunt te creëren op de (tweede) muur. Dat gebeurt met korte lichtpulsen van slechts tientallen picoseconden (een picoseconde is 0,000.000.000.001 seconde). Vanaf dit punt op de muur valt een deel van het licht op het verborgen object, dat weer een kleine fractie van het licht terugkaatst dat op de muur valt. Door minutieus naar de timing van het licht op de muur te kijken, kan een lichtsensor bepalen hoe ver het licht heeft gereisd en bepalen hoe ver weg het verborgen object is.

De onderzoekers van Standford passen vervolgens een aantal slimme trucs toe om sneller een beeld te vormen. Zo gebruiken ze de beweegbare laser om de meting voor een groot aantal punten op de muur te doen. Een gemiddelde scan bestaat uit enkele duizenden punten, verdeeld over een oppervlak van ruwweg een meter bij een meter. Ook al duurt het opnemen van één punt niet zo lang, alle punten meten kan altijd nog tussen de twee minuten en een uur duren.

Juist op het gebied van beeldbewerking wint het nieuwe systeem veel tijd ten opzichte van eerdere systemen. Zelfs op een laptop duurt de informatieverwerking pakweg een seconde. “We hebben een manier gevonden om relatief snel een inschatting te maken van hoe het verborgen object er ruwweg uitziet”, laat hoofdonderzoeker Matthew O’Toole per mail weten. “Dat is essentieel, want daarna kunnen we er al bestaande en efficiënte algoritmes op loslaten die het beeld scherper maken.”

De wetenschappers lieten zien dat ze accurate beelden konden vormen van een konijnenbeeldje, een pop en een ‘Exit’-bord (inclusief de tekst op dat bord). Wanneer het object zelf reflecterend is, zoals een verkeersbord, dan werkt het systeem volgens de onderzoekers nog beter.

In de echte wereld

Wat is nu de kans dat we deze techniek ook buiten het gecontroleerde laboratorium gaan terugvinden? Werkt het ook in een wereld met sterk wisselende lichtomstandigheden en oneindig veel verschillende reflectieve eigenschappen van oppervlaktes? De onderzoekers laten zien dat het systeem ook buiten (in de zon) werkt. “Onze aanpak lijkt redelijk robuust. Het werkt bijvoorbeeld ook bij een muur met een wisselend oppervlak, zonder dat we het algoritme aanpasten”, zegt O’Toole.

Het mooie is dat je de eerder genoemde bestaande LIDAR-systemen wellicht uit kunt rusten met dergelijke algoritmes. Ook dat probeerden de wetenschappers al, maar ze laten weten dat er nog werk te doen is voordat deze systemen ook om de hoek kijken.