熱輔助檢測技術帶來熱成像清晰度
引言
在未來不久的將來，自動駕駛車輛可能會統治道路。盡管有一些廣泛報導的錯誤，但自動駕駛車輛（AVs）在很多方面被認為是安全的，甚至比人類司機更安全。它們配備了不受熬夜、接打手機或發簡訊困擾的雷達探測和 360 度攝像頭。AVs 具備街道和高速公路、交通訊號燈、速限和其他相關規定的資料庫，涵蓋了美國道路的每一寸。 然而 AVs 也存在一些缺點。普渡大學和密歇根州立大學的研究人員最近進行的一項研究就聚焦在其中之一。AVs 透過聲納、雷達和鐳射雷達技術來“看見”道路。鐳射雷達（LiDAR）利用鐳射束測定兩個物體之間的距離。這種視覺裝置在道路導航方面表現出色，但它也存在一個關鍵約束。正如普渡大學的研究人員 Zubin Jacob 所說：“物體及其環境不斷發射和散射熱輻射，導致紋理模糊的影象，這被稱為‘靈異效應’。”及時準確地檢測物體對於確保及時採取避免事故的措施至關重要。基於模糊影象或靈異效應而做出的自動操作可能關乎生死。探索新技術
改善檢測方法的其他嘗試並不成功。例如，高解析度攝像頭看似很有前途，但在光線不足的情況下可能失靈。其他多儀器方法也面臨資料傳輸干擾帶來的問題。但普渡大學和密歇根州立大學的研究人員採取了一種創新的方法，他們稱之為“熱輔助成像和測距技術”。這篇論文於 7 月 26 日發表在《自然》雜誌上。 透過機器學習算法和稱為 TeX 分解和 TeX 視覺的方法，研究人員能夠克服黑暗、霧和煙霧等障礙物，並用紅外攝像頭清晰地捕捉影像。當前使用的聲納、雷達和鐳射雷達等技術“發出訊號，透過檢測反射來推斷物體的存在與否以及其距離，”Jacob 解釋道。“這提供了額外的場景訊息，尤其是在環境照明不足時。”他的團隊的方法——熱輔助檢測和測距（HADAR）——則“從根本上不同”，他說。“它使用不可見的紅外輻射重建了一個清晰的夜間場景，就像白天一樣。” 研究人員舉了一個例子，他們建立了一個室外夜間場景，其中有一輛黑色汽車、一個人類司機和一個阿爾伯特·愛因斯坦的真人大小立體卡板人。結果顯示，儘管鐳射雷達具有高度精確的表面測量和三維建圖能力，但它無法區分人類和卡紙人，也很難在夜間辨識黑色汽車。光學攝像頭在晚上的感知能力也無法滿足需求。然而熱輔助檢測和測距（HADAR）透過識別皮膚和織物元素區分人類和紙板人。當前 HADAR 技術還沒有在實驗室之外投入使用。實時資料採集面臨挑戰，而裝置成本也是當前的約束因素。但研究人員表示 HADAR 可能很快就可以應用於自動導航、醫療保健、農業和野生動物觀察等領域。它還可能對消防員和軍事領域有益。結論與建議
熱輔助成像和測距技術的出現為熱成像提供了更清晰的視野，克服了傳統技術的約束。這項技術不僅對自動駕駛車輛具有重大意義，還可以在健康護理、農業和野生動物觀察等領域發揮重要作用。然而當前該技術尚未應用於實際場景，實時資料採集和高成本仍然是需要解決的問題。 對於未來的發展，我們建議研究人員繼續致力於改善熱輔助檢測和測距技術的實時資料採集能力和降低成本。同時相關部門應該開展合作，以促進技術的應用和推廣。此外政府應該制定相應的法規與標準，以確保這項技術的安全和可靠性。 在未來，如果熱輔助檢測和測距技術得以推廣和應用，我們將迎來一個更安全、更可靠和更清晰的機器感知時代。參考文獻：
Fanglin Bao 等人，《熱輔助檢測與測距》，《自然》，2023，DOI：10.1038/s41586-023-06174-6 Manish Bhattarai 等人，《熱輔助成像使夜晚變得白天般清晰可見》，《自然》，2023，DOI：10.1038/d41586-023-02333-x Tech Xplore，《熱輔助檢測和測距技術為熱成像帶來清晰度》，2023 年 7 月 28 日，檢索自 https://techxplore.com/news/2023-07-ghost-busting-heat-assisted-ranging-clarity-thermal.htmlThermalimaging-熱成像,靈異破解,熱輔助檢測,測距技術,清晰視野
