Пишу как RFC, рецензент, так как давно изучаю физику и математику, но идеи выглядят очень многообещающе.
Сейчас обычно размещают множество камер по периметру охраняемой территории или «рыбий глаз» на бампере автомобиля с неприятными перекосами. Смотрите во все стороны – камер вам не хватит, особенно если они не широкоугольные и не качественные.
Ведь из середины объекта сверху, в принципе, можно следить за всем вокруг и даже сверху донизу до полной сферы (исключая тело вашего объекта) с частотой в несколько Гц при помощи небольшой “примочки” (датчика зеркала, ZD) и подсказывать наиболее интересные/опасные объекты с помощью нейросетей, определять расстояние раньше всех, его размеры, рассчитывать скорость, направление и текущую опасность. Есть работа для всех программистов! 😉 Все выглядит очень просто:
Слева вверху — схематический вид ZD сбоку, слева внизу — вид сверху, справа — объяснение физического принципа экспонирования без размытия.
Имеем два монотонно вращающихся соосных больших кольца с зеркалами (ККЗ, серого цвета), вращающихся с одинаковой угловой скоростью в одну сторону, к ним жестко прикреплены зеркала (З, черное): из внешнего ККЗ они «смотрят» в разные стороны, которые нам нужны, они получают оттуда лучи света (ПС, красный) и отражают в середину, во внутренние ККЗ, 3 из которых расположены более равномерно и перенаправляют ПС вбок вниз, в сторону камеры (камеры, К, темно-красный).
Все можно штамповать из пластика, окрашенного в серебристый цвет, но с идеально гладкими поверхностями, недорого, ведь тут главное быстрое и плавное вращение, под него могут оказаться даже недорогие смартфоны, определив со временем скорость вращения ККЗ и отрегулировав их частоту кадров и даже управлять вращением KKZ по Bluetooth. Помимо общения друг с другом, сравнения их изображений стереометодом и запуска распознавания нейросетей.
В принципе, два ККЗ можно “склеить” в один, поместив туда несколько призм с двумя отражающими гранями по кругу, вместо соседних З на паре ККЗ. Если обычный К имеет порядок нескольких миллиметров, то такой набор ККЗ займет несколько сантиметров в диаметре и высоту – размер зрачка К.
Скорость вращения может быть любой, современные технологии это позволяют, в моторах много Гц. Все зависит от способностей К.
Переходим к правой части рисунка, доказательство несмазанности изображения внутри К на его светочувствительной матрице (М) при отражении ПС парой вращающихся Z. В оптике есть закон – обычная линза собирает все параллельные лучи, проходящие через нее, в точку на своем фокусном расстоянии. Поэтому, если тот же ПС будет двигаться немного параллельно после нескольких отражений, то это не страшно, пока попадет в объектив, потом преломится и попадет в тот же пиксель на М. (Есть затруднение с близкими объектами – когда наблюдатель движется, ПС меняет к ним угол.Муха например 20 см будет размыта, хотя вдруг и опасна 😉
Вместо того, чтобы вращать пару зеркал без потери общности, оставим их на месте и изменим угол входящего ПС. Мы должны покинуть угол на выходе. У нас есть 2 ПС – красный и оранжевый. Справа вверху их отражение от параллели Z, там все очевидно, угол между выходящим ПС точно такой же, как и на входе. А если зеркала не параллельны (внизу справа), то все то же самое – после первого отражения угол между красным и оранжевым не изменится, а после второго и не важно сколько будет уже больше позже. .. Действительно, если мы наблюдаем в ближайшем зеркале, что следующих за ним зеркал гораздо больше, то поле зрения из последнего будет приходить к нам неизменным, только, может быть, отраженным относительно некоторой линии.
Возвращаясь теперь к глобальной системе координат, мы увидим, что в процессе вращения пары Z ПС, выходящая из нее из наблюдаемого объекта, всегда будет сначала параллельна самой себе.
Это было для двумерного случая, а у нас трехмерный – откуда-то снизу или сверху, тоже могут пригодиться ПС, и можно наблюдать полную сферу. Наши 2 рассматриваемые черные зеркальные линии будут представлять собой пересечения пары Z с горизонтальной плоскостью. Вектор ПС в этом случае можно разделить на 2 составляющие – горизонтальную и вертикальную. При вращении ККЗ вокруг вертикальной оси вертикальная часть каждого участка траектории ПС останется неизменной, а горизонтальная часть положительно учтена выше.
Второе отражение вертикально вниз нас наверняка будет интересовать – весь горизонтальный вектор ПС будет направлен внутренней Z по вертикали вниз, к К+М., даже при вращении пары Z, тогда этот ПС также будет опускаться параллельно первичным и присоединяем к М без размытия. Ну кроме тряски всей системы при езде, это отдельная тема.
Поднимем взгляд от К: она увидит устойчивые и стремительные образы разных элементов окружающей действительности, постепенно и равномерно сталкивающихся друг с другом, пожирающих ближнего. Те. на их краях могут быть заусенцы, дополнение 2 фото. Если время выдержки М равно времени полета пары Z над К, ничего хорошего не зафиксируется. Вы можете разделить пары 3-gap и blackness, а также уменьшить время экспозиции, чтобы размытие не было на наборе M.
К и М нужно знать, когда следующая пара Z “зажжет” нас, начнет и остановит экспозицию.
При изменении условий освещения угловые скорости вращения ККЗ могут быть изменены.
Для “стерео” в реальном времени и его отличных “плюшек” можно иметь пары З на противоположных краях ККЗ, смотрящих в одном направлении и дающих бинокулярное зрение для пары К с достаточно широкой базой, даже шире, чем наши глаза если надо, то сравниваем все предметы и вычисляем расстояния, размеры, скорости, направления…
Еще одна интересная задача — уменьшить количество Z, смотрящих вертикально, до определенного уровня. Чтоб, к примеру, четыре Z следили за самым просторным горизонтальным сектором по высоте, 3 – от 30 град… На это точно уйдет 2 ККЗ, причем внешний вращается в несколько раз быстрее внутреннего, где Z стоят жесткая, а снаружи еще и вращаются в обратную сторону, так что, проходя над К, параллелен 3 внутренней ККЗ и направляет на нее правильную ПС. Таким образом, вы сэкономите много места, если у вас есть очень точные миниатюрные двигатели.
