美科学家为机器人视觉开发4D相机

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新华社旧金山7月23日电(记者马丹)美国研究人员利用光场和算法开发出了第一台机器人专用相机。这款单镜头相机可以生成4D图像，捕捉近140度的信息。研究人员认为，其性能优于目前为机器人视觉提供的成像系统，也适用于虚拟现实和增强现实技术。

机器人领域包括无人驾驶飞行器、无人驾驶飞行器等。他们在四处走动时需要从不同的角度收集信息，以便了解周围环境的特征，例如不同物体的运动和物质组成。这台4D相机是由斯坦福大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员为机器人开发的，它可以在一张图像中收集许多这样的信息。

4D相机能比普通相机拍摄的2D图像捕捉更多信息的原因是采用了光场摄影技术。光场技术是由斯坦福大学的科学家在1996年首次提出的。这项技术不仅能像传统的2D相机一样捕捉图像，还能记录光线击中镜头的方向和距离，从而产生4D图像。

光场相机的一个特点是，由于图像包含光线的位置和方向等信息，用户可以先拍照，然后重新对焦。机器人可以利用这个功能透过雨水和其他可能模糊视线的物体来观察环境。

由于特殊设计的球形镜头，4D相机拥有超宽的视野，可以覆盖相机周围近三分之一的场景。在将球面图像转换为平面图像方面，研究人员将光学技术与先进的信号处理和算法技术相结合，提出了一种数字解决方案，克服了传统转换方法繁琐、易出错的缺点。

研究人员的下一步是为机器人开发一个紧凑的四维摄像机。他们认为，体积小、重量轻、视野宽和详细的景深信息是增强现实和虚拟现实所需的机器人、无人驾驶汽车、可穿戴设备和成像系统的理想特征。

4d摄像机可以拍摄高质量的特写图像，特别适合在狭窄的空中行走的机器人、无人驾驶飞行器着陆和无人驾驶飞行器驾驶。如果增强现实或虚拟现实系统配备有这种4D相机，详细的景深信息将有助于无缝呈现真实场景，并支持真实场景和虚拟场景的更好集成。

参与研发的斯坦福大学电子工程助理教授戈登·韦尔斯坦(Gordon Weierstein)表示，这种相机可以让不同类型的人工智能技术了解周围物体有多远，它们是否在移动，以及它们是由什么材料制成的。