Les chercheurs créent une caméra qui sait exactement où elle se trouve

Les chercheurs créent une caméra qui sait exactement où elle se trouve

Vue d’ensemble de la cartographie sur capteur. Le système se déplace et au fur et à mesure, il construit un catalogue visuel de ce qu’il observe. C’est la carte qui est utilisée plus tard pour savoir si elle y était auparavant. Crédit: Université de Bristol

Des chercheurs de l’Université de Bristol ont démontré comment un nouveau type spécial de caméra peut créer une carte illustrée de l’endroit où il a été et utiliser cette carte pour savoir où il se trouve actuellement, ce qui sera incroyablement utile dans le développement de capteurs intelligents, sans conducteur. voitures et robotique.

Savoir où vous vous trouvez sur une carte est l’une des informations les plus utiles lors de la navigation. Il vous permet de planifier où aller ensuite et également de suivre où vous avez été auparavant. Ceci est essentiel pour les appareils intelligents, des aspirateurs robots aux drones de livraison en passant par les capteurs portables gardant un œil sur notre santé.

Mais un obstacle important est que les systèmes qui ont besoin de construire ou d’utiliser des cartes sont très complexes et reposent généralement sur des signaux externes comme le GPS qui ne fonctionnent pas à l’intérieur ou qui nécessitent beaucoup d’énergie en raison du grand nombre de composants impliqués.

Walterio Mayol-Cuevas, professeur en robotique, vision par ordinateur et systèmes mobiles au département d’informatique de l’Université de Bristol, a dirigé l’équipe qui a développé cette nouvelle technologie.

Il a déclaré: « Nous prenons souvent pour acquis des choses comme nos impressionnantes capacités spatiales. Prenons l’exemple des abeilles ou des fourmis. Il a été démontré qu’elles sont capables d’utiliser des informations visuelles pour se déplacer et réaliser une navigation très complexe, le tout sans GPS ni beaucoup d’énergie consommation.

Les chercheurs créent une caméra qui sait exactement où elle se trouve

Droite: le système se déplace à travers le monde, Gauche: Une nouvelle image est vue et une décision est prise de l’ajouter ou non au catalogue visuel (en haut à gauche), c’est la carte illustrée qui peut ensuite être utilisée pour localiser le système plus tard . Crédit: Université de Bristol

« C’est en grande partie parce que leurs systèmes visuels sont extrêmement efficaces et bien réglés pour créer et utiliser des cartes, et les robots ne peuvent pas encore rivaliser là-bas. »

Cependant, une nouvelle génération de périphériques capteur-processeur que l’équipe appelle Pixel Processor Array (PPA), permet le traitement sur capteur. Cela signifie qu’au fur et à mesure que les images sont détectées, l’appareil peut décider quelles informations conserver, quelles informations rejeter et n’utiliser que ce dont il a besoin pour la tâche à accomplir.

Un exemple d’un tel dispositif PPA est l’architecture SCAMP qui a été développée par les collègues de l’équipe à l’Université de Manchester par Piotr Dudek, professeur de circuits et systèmes de l’Université de Manchester et son équipe. Ce PPA a un petit processeur pour chaque pixel, ce qui permet un calcul massivement parallèle sur le capteur lui-même.

L’équipe de l’Université de Bristol a déjà démontré comment ces nouveaux systèmes peuvent reconnaître des objets à des milliers d’images par seconde, mais la nouvelle recherche montre comment un dispositif capteur-processeur peut créer des cartes et les utiliser, le tout au moment de la capture d’image.

Ce travail faisait partie de la thèse de maîtrise d’Hector Castillo-Elizalde, qui a fait sa maîtrise en robotique à l’Université de Bristol. Il a été co-supervisé par Yanan Liu qui fait également son doctorat. sur le même sujet et le Dr Laurie Bose.

Les chercheurs créent une caméra qui sait exactement où elle se trouve

Lors de la localisation, l’image entrante est comparée au catalogue visuel (base de données Descriptor) et si une correspondance est trouvée, le système dira où elle se trouve (nœud prédit, petit rectangle blanc en haut) par rapport au catalogue. Notez comment le système est capable de faire correspondre les images même s’il y a des changements dans l’éclairage ou des objets tels que des personnes en mouvement. Crédit: Université de Bristol

Hector Castillo-Elizalde et l’équipe ont développé un algorithme de cartographie qui exécute tout à bord du dispositif capteur-processeur.

L’algorithme est d’une simplicité trompeuse: lorsqu’une nouvelle image arrive, l’algorithme décide si elle est suffisamment différente de ce qu’il a vu auparavant. Si tel est le cas, il stockera certaines de ses données, sinon il les supprimera.

Lorsque le périphérique PPA est déplacé par exemple par une personne ou un robot, il collectera un catalogue visuel de vues. Ce catalogue peut ensuite être utilisé pour correspondre à toute nouvelle image lorsqu’elle est en mode de localisation.

Surtout, aucune image ne sort du PPA, seulement les données clés qui indiquent où elle se trouve par rapport au catalogue visuel. Cela rend le système plus économe en énergie et contribue également à la confidentialité.

L’équipe estime que ce type de systèmes visuels artificiels qui sont développés pour le traitement visuel, et pas nécessairement pour enregistrer des images, est un premier pas vers la création de systèmes intelligents plus efficaces qui peuvent utiliser les informations visuelles pour comprendre et se déplacer dans le monde. De minuscules robots économes en énergie ou des lunettes intelligentes faisant des choses utiles pour la planète et pour les gens auront besoin d’une compréhension spatiale, qui viendra de la capacité de créer et d’utiliser des cartes.


Développer des caméras intelligentes capables d’apprendre


Plus d’information:
Mappage et localisation pondérés des nœuds sur une matrice de processeurs de pixels. www.researchgate.net/publicati… ixel_Processor_Array

Fourni par l’Université de Bristol

Citation: Les chercheurs créent une caméra qui sait exactement où elle se trouve (1er juin 2021) récupéré le 1er juin 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-06-camera.html

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