Autonom fahrende Autos sicherer mit Adleraugen-Kamera
Entwicklung südkoreanischer Forscher ist leicht, günstig und sorgt für bessere Objekterkennung
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Prinzipskizze der Funktionen der Vogelaugen-Kamera (Infografik: IBS) |
Daejeon (pte004/03.06.2024/06:15)
Eine neuartige Kamera, die nach dem Vorbild des Vogelauges arbeitet, kann die Objekterkennung bei autonomen Fahrassistenten in Autos erheblich verbessern und damit die Sicherheit erhöhen. Entwickelt hat sie ein Forscherteam unter der Leitung von Dae-Hyeong Kim am Center for Nanoparticle Research des Institute for Basic Science (IBS). Die Kamera erkennt nicht nur Objekte in großer Entfernung, als sei sie mit einem Zoom ausgestattet, sondern auch ultraviolette Strahlung, die nur für Spezialkameras sichtbar ist und vom menschlichen Auge gar nicht wahrgenommen werden kann.
Grube mit Teleobjektiv-Wirkung
In der Netzhaut eines Vogelauges befindet sich eine kleine Grube, die Fovea, die das ins Auge einfallende Licht bricht. Besonders ausgeprägt ist sie bei Raub- und Greifvögeln, die ihre Beute aus sehr großen Höhen erkennen. Im Gegensatz zu den flachen Foveen in menschlichen Augen haben Vogelaugen tiefe zentrale Foveen, die das einfallende Licht stark brechen. Der Bereich mit der höchsten Zapfendichte liegt innerhalb der Fovea, wodurch Vögel entfernte Objekte durch Vergrößerung deutlich wahrnehmen können. Das wird als Fovea-Sehen bezeichnet.
Kims Kamera enthält eine künstliche Fovea sowie einen multispektralen Bildsensor, der sowohl auf UV- als auch auf sichtbares Licht reagiert. Zunächst stellten die Forscher die künstliche Fovea her, indem sie die tiefe zentrale Fovea in den Augen des Vogels nachahmten, und optimierten das Design durch optische Simulation. Das ermöglicht der Kamera, weit entfernte Zielobjekte ohne Bildverzerrung zu vergrößern.
Perowskit-Struktur für Sensoren
Um den multispektralen Bildsensor herzustellen, verwendete das Team ein Material mit Perowskit-Struktur, wie es auch für leistungsfähige Solarzellen eingesetzt wird. Dies ist für seine hervorragenden elektrischen und optischen Eigenschaften bekannt. Daraus stellten die Forscher vier verschiedene Fotosensoren her, die für UV-Licht sowie für Rot, Gelb und Blau empfindlich sind. Im Ergebnis kann die vom Vogelauge inspirierte Kamera mehr Bewegungen erkennen als die herkömmliche. Darüber hinaus ist sie günstiger und leichter, da sie UV- und sichtbares Licht ohne zusätzliche Filter unterscheiden kann.
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