Əlverişsiz işıqlandırma şəraitində, məsələn, gecə, kölgəli yerlərdə və ya dumanlı şəraitdə obyektləri aşkar etmək imkanı avtonom nəqliyyat vasitələrinin və mobil robot sistemlərinin etibarlılığını əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər. Ən çox istifadə edilən kompüter görmə üsullarının zəif işıqlandırma altında işləməsi aşkar edilmişdir.

Honq-Konq Politexnik Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda tutduğu mühitin spektral xüsusiyyətlərinə uyğunlaşa bilən və beləliklə daha geniş işıqlandırma şəraitində obyektləri uğurla aşkarlaya bilən yeni bio-ilhamlı görmə sensoru təqdim etdilər. Nature Electronics -də dərc olunan məqalədə təqdim edilən bu yeni hazırlanmış sensor arxa arxaya düzülmüş fotodiodlar sırasına əsaslanır.

“Nature Electronics” jurnalında əvvəlki məqaləmizdə biz maşın görmə sistemlərinin tanınma dəqiqliyini yaxşılaşdırmaq üçün sadə sensorda işıq intensivliyinə uyğunlaşma yanaşmasını təqdim etmişdik”, – məqalənin həmmüəllifi Bangsen Ouyang Tech Xplore-a bildirib.

“Keçmiş tədqiqat səylərimizə əsaslanaraq, biz bu strategiyanı intensivlik ölçüsündən işığın spektr ölçüsünə qədər genişləndirdik.”

Ouyang və onların həmkarlarının bu yaxınlarda apardıqları işin əsas məqsədi güclü işıq müdaxiləsi ilə qeyd olunan mühitdə və havada tüstü və ya duman olduqda obyektləri tanımaqda digər sensorlardan daha yaxşı olan görmə sensoru dizayn etmək idi. Onların inkişaf etdirməyi planlaşdırdıqları sensor, həmçinin çox az enerji sərf edərək minimum gecikmə ilə məlumat toplayacaqdı.

“Biz optik aksesuarlara və ya sistemin həcmini, enerji istehlakını və vaxt gecikməsini artıra bilən mürəkkəb alqoritm resurslarına etibar etmədən buna nail olmağı hədəflədik” dedi Ouyang. “Bizim dizayn etdiyimiz görmə sensoru müxtəlif spektral həssaslığa malik dəyişdirilə bilən qovşaqlardan ibarət arxa-arxa fotodiodlara əsaslanır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=1873531024&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1722784053&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2024-08-bio-vision-sensor-spectrally-distinctive.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QpQTtCcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI3LjAuNjUzMy44OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMjcuMC42NTMzLjg5Il1dLDBd&dt=1722782760485&bpp=3&bdt=2968&idt=4346&shv=r20240731&mjsv=m202407290101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D3b199fcd67477665%3AT%3D1722782760%3ART%3D1722784051%3AS%3DALNI_MYiVAjEyy4dUxgOksNR26c7Dw2QPA&eo_id_str=ID%3Dd042eab5cd0e9128%3AT%3D1722782760%3ART%3D1722784051%3AS%3DAA-AfjaezaeceO7ROnaS-eCO7629&prev_fmts=0x0%2C1423x739&nras=2&correlator=5551703184384&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=900&u_w=1440&u_ah=860&u_aw=1440&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=347&ady=1815&biw=1423&bih=739&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C95334528%2C95334830%2C95337870%2C95338226%2C31085750%2C95336267%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=1985386947546887&tmod=1618482627&uas=0&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1440%2C0%2C1440%2C860%2C1440%2C739&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV80IiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

“Xüsusən, dayaz qovşaq TiO ₂ /Sb ₂ Se ₃ -dən , dərin qovşaq isə Sb ₂ Se ₃ /Si-dən ibarətdir. Bu iki keçidin seçimi xarici əyilmə gərginliyi ilə idarə oluna bilər.”

Sensorda dayaz qovşağın seçilməsi sensorun qısa dalğa uzunluğunda işığa həssaslığını artırır, dərin qovşağın seçilməsi isə uzun dalğa uzunluğunun işığa həssaslığını artırır. Sensorun unikal dizaynı beləliklə onun fotodiodlarını ya genişzolaqlı görünən spektrə , ya da dar zolaqlı yaxın infraqırmızı spektrə uyğunlaşdırmaq üçün tənzimləməyə imkan verir.

“Spektrlərin uyğunlaşdırılması prosesi onlarla mikrosaniyə çəkir ki, bu da ən müasir yüksəksürətli kameralarda kadr tezliyi (təxminən 100 kHz) ilə müqayisə edilə bilər”, – Ouyanq bildirib. “Bu spektral uyğunlaşma səhnənin Weber kontrastını effektiv şəkildə artırır, güclü görünən işıq parıltısına məruz qaldıqda xüsusiyyətlərin daha yaxşı tanınma dəqiqliyinə gətirib çıxarır.”

İlkin sınaqlarda Ouyang və onun həmkarları tərəfindən təqdim edilən sensordaxili spektral uyğunlaşma yanaşması yüksək perspektivli nəticələr əldə etdi. Avtonom bir avtomobilin görmə sisteminə tətbiq edildikdə, yanaşmanın əlavə optik aksesuarlar və ya mürəkkəb hesablama alqoritmləri tələb etmədən, az vaxt gecikməsi və aşağı enerji istehlakı ilə parlamaya qarşı imkanları təmin etdiyi aşkar edildi.

“Tədqiqatımız innovativ sensordaxili spektral uyğunlaşma texnologiyasını təqdim edir” dedi Ouyang. “Spektrlərin uyğunlaşdırılması prosesi çox sürətlidir və bu, ən müasir yüksək sürətli kameralardakı kadr tezliyi (təxminən 100 kHz) ilə müqayisə edilə bilər. Bu sensordaxili spektral uyğunlaşma yanaşmasının praktiki nəticələri əhəmiyyətlidir, çünki optik aksesuarlara və ya mürəkkəb alqoritm resurslarına ehtiyacı aradan qaldırır.”

Bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən hazırlanmış yeni sensor robot sistemlərinin imkanlarını inkişaf etdirə bilər, xüsusən onların enerji istehlakını artırmadan müxtəlif işıqlandırma şəraitində obyektləri tanımaq qabiliyyətini təkmilləşdirə bilər . Sensor avtonom nəqliyyat vasitələri, tibbi cihazlar, sənaye və ya istehsal robotları və müşahidə sistemləri də daxil olmaqla geniş çeşiddə texnologiyalara inteqrasiya oluna bilər.

“Bu sahədə gələcək tədqiqat planlarımıza görmə sensorunun performansını cavabdehlik, dinamik diapazon, cavab sürəti və digər əsas amillər baxımından təkmilləşdirmək daxildir” dedi Ouyang. “Biz həmçinin qütbləşmə və 3D dərinlik kimi görmə sensorlarında əlavə hissetmə funksiyalarının inteqrasiyasını araşdırmaqda maraqlıyıq.

“Nəhayət, növbəti tədqiqatlarımız praktik tətbiqlər üçün yetkin süni görmə çipini inkişaf etdirmək üçün müvafiq periferik sxemlər və proqram təminatı ilə birlikdə bu görmə sensorlarının geniş miqyaslı massivinin istehsalına cəmləşəcək.”

Ətraflı məlumat: Bangsen Ouyang və digərləri, spektral fərqli xüsusiyyətlərin qavranılması üçün bioinspired in-sensor spektral uyğunlaşması, Nature Electronics (2024). DOI: 10.1038/s41928-024-01208-x .

Jurnal məlumatı: Nature Electronics