Le LiDAR est l'un des systèmes les plus populaires actuellement en termes de vision par ordinateur.
Pour permettre aux robots ou aux véhicules autonomes de percevoir leur environnement, rien de mieux que de leur donner une bonne capacité de vision. Les chercheurs de l'université de Duke ont mis au point un nouveau système, en se basant sur une technologie d'imagerie oculaire.
La tomographie par cohérence optique
La computer vision consiste, pour ainsi dire, à donner la vue aux ordinateurs. Elle utilise pour cela des technologies d'imagerie constituées de caméras ou de capteurs et d'un système de traitement d'images. Le LiDAR ou la détection et estimation de la distance par la lumière intéresse particulièrement les acteurs de la vision par ordinateur. À la différence d'un radar, un LiDAR recherche de faibles réflexions de signaux lumineux émises par des lasers. Mais cela a souvent un coût sur la résolution.
Pour relever le défi, les chercheurs ont mis au point le LiDAR à ondes continues modulées en fréquence (FMCW). Il s'agit d'une approche similaire à une technologie d'imagerie oculaire utilisée dans le cadre de l'ophtalmologie : la tomographie par cohérence optique (OCT).
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Un appareil d'OCT permet de mesurer le temps de retour des ondes lumineuses. Le LiDAR FMCW permet également de recueillir la lumière pour mesurer son temps de réflexion. Toutefois, il peut également faire la distinction entre le modèle de fréquence spécifique et une autre source de lumière. Ce n'est pas le cas des systèmes LiDAR traditionnels.
Un LiDAR FMCW amélioré pour la vision par ordinateur
Des chercheurs de l'université de Duke ont encore amélioré le LiDAR FMCW afin d'accélérer le balayage laser. Au lieu d'utiliser des miroirs rotatifs, ils ont utilisé un réseau de diffraction. Celui-ci décompose le laser en un arc-en-ciel de fréquences se propageant à mesure qu'ils s'éloignent de la source. De ce fait, le système peut balayer rapidement une plus large surface.
L'OCT est généralement utilisé pour analyser optiquement un objet en profondeur. Pour la vision par ordinateur en 3D, une localisation des objets en surface suffit. Le LiDAR FMCW recherche donc uniquement le signal maximal généré par la surface des objets. Les fréquences utilisées sont alors réduites permettant ainsi d'obtenir une portée et une vitesse supérieure au LiDAR traditionnel.
L'étude a montré que la nouvelle approche est à la fois plus rapide et plus précise pour la capture des mouvements en temps réel. Les chercheurs espèrent que ce nouveau système LiDAR permettra de développer une nouvelle génération de capteurs pour la vision par ordinateur.
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