"PanoRadar" sieht selbst bei Nebel glasklar
University of Pennsylvania entwickelt neue Hightech-Sehhilfe für Roboter und autonome Autos
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Roboter wird im Labor mit "PanoRadar" bestückt (Foto: Sylvia Zhang, upenn.edu) |
Pennsylvania (pte002/13.11.2024/06:05)
Die rotierende Antenne "PanoRadar" von Forschern der University of Pennsylvania um um Mingmin Zhao verleiht Robotern und Autos übermenschliche Sehkraft. Die Radiowellen des Systems durchdringen Nebel und Staub problemlos. An festen Hindernissen wird ein Teil reflektiert und aufgefangen, wodurch ein Bild der Umgebung entsteht.
Rotierende Sendeantenne
Die zurückgeworfenen Wellen werden von einem Sensor aufgefangen. Daraus stellt ein Rechner ein hochaufgelöstes Bild der Umgebung her. "Die entscheidende Innovation liegt in der Art und Weise, wie wir diese Radiowellenmessungen verwerten. Unsere Signalverarbeitungs- und maschinellen Lernalgorithmen sind in der Lage, umfangreiche 3D-Informationen aus der Umgebung zu extrahieren", so Zhao.
Eine der größten Herausforderungen war es, Algorithmen zu entwickeln, die eine hochauflösende Bildgebung ermöglichen, während sich der Roboter bewegt. "Um mit Funksignalen eine mit LiDAR vergleichbare Auflösung zu erreichen, mussten wir Messungen von vielen verschiedenen Positionen mit einer Genauigkeit im Submillimeterbereich kombinieren. Das ist besonders schwierig, wenn sich Roboter und Autos bewegen, da selbst kleine Fehler die Bildqualität erheblich beeinträchtigen können", so Zhaos Doktorand Haowen Lai.
Menschen einwandfrei erkennbar
Dem System wurde beigebracht zu verstehen, was es "sieht". "Innenräume weisen konsistente Muster und Geometrien auf. Wir haben diese Muster genutzt, um unserem KI-System bei der Interpretation der Radarsignale zu helfen", verdeutlicht Gaoxiang Luo, die ihr Studium gerade abgeschlossen hat.
Während des Trainings stützte sich das maschinelle Lernmodell auf LiDAR-Daten, um sein Verständnis mit der Realität abzugleichen, und konnte sich so weiter verbessern. Die hohe Auflösung von PanoRadar erkennt Menschen exakt - eine entscheidende Funktion für Anwendungen wie autonome Fahrzeuge und Rettungseinsätze in gefährlichen Umgebungen.
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