Günstige Spezialkamera

US-Forscher entwickeln neue 3D-Kamera

Entwickler haben den Prototypen einer neuartigen 3D-Kamera vorgestellt. Das "Nano-Kamera" getaufte Spezialgerät soll kostengünstig und in vielerlei Hinsicht einsetzbar sein.

Nano-Kamera bei der Aufnahme

© Screenshot: WEKA; http://www.youtube.com/watch?v=BhMW5KRpCOk

Nano-Kamera: Entwickler präsentierten eine neue 3D-Kamera.

Um ganze Szenen dreidimensional aufzuzeichnen, ist spezielle Kameratechnik nötig. Bislang war diese meist sündhaft teuer, doch jetzt deutet sich Bewegung in diesem Sektor an. Ein Team von US-amerikanischen Entwicklern hat kürzlich den Prototypen einer neuartigen 3D-Kamera vorgestellt. Diese soll nicht nur besser arbeiten als bisherige Spezialkameras, sondern zudem aus handelsüblichen Teilen bestehen und somit nur noch einen Bruchteil der Vorgänger kosten.

Die Macher ziehen einen Vergleich zur vergleichweise günstigen Kinect-Kamera der Xbox One. Auch diese beherrscht die 3D-Aufnahme, sei jedoch nicht für den professionellen Einsatz geeignet, so Achuta Kadambi, Bilderkennungsforscher am zuständigen Media Lab des Massachusetts Institute of Technology (MIT). Dank der neuen Methode könne man Interferenzen, die von durchsichtigen Elementen wie Glas stammen, berücksichtigen und auch davon dreidimensionale Modelle erstellen.

Das Prinzip dieser Time-Of-Flight-Kameras (TOF) ähnelt dabei dem eines Echolots. Hierbei werden Signale ausgesendet und deren Reflektionen in der Umgebung registriert. Bei einer Kamera werden Lichtfronten in die Raumtiefe geschickt und für jeden Pixel des Sensors die Laufzeit - die namensgebende "Time of Flight" - gemessen, die das Licht an dieser Stelle zur Rückkehr benötigt hat. Daraus berechnet das System ein zentimetergenaues dreidimensionales Relief der Szene. Dies soll bis zu einer Entfernung von rund 40 Metern möglich sein.

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Das Hauptmerkmal der Kamera sei dabei vor allem der Algorithmus, der pro Pixel mehrere Entfernungssignale akzeptiert und nur den passendsten Wert wählt. Dazu äußerte sich Projektleiter Ramesh Raskar: "Wir verwenden eine neue Methode, mit der wir Informationen in kürzester Zeit kodieren können. Sobald die Daten erfasst werden, können wir Berechnungen vornehmen, die in der Telekommunikation verbreitet sind, und damit die einzelnen Abstände ungefähr schätzen."

Bereits 2011 hat das Team um Raskar eine sogenannte "Femto-Kamera" entwickelt und eine Billion Bilder pro Sekunde registriert. Doch diese Rekordzahl hat ihren Preis: mit rund 340.000 Euro war diese Spezialkamera nahezu unbezahlbar. Die neu entwickelte Nano-Kamera kann zwar nicht so viele Bilder pro Sekunde aufnehmen, kostet mit 340 Euro aber auch nur ein Tausendstel. Grund hierfür ist die deutlich kostengünstigere Hardware. So werden unter anderem handelsübliche LEDs verbaut.

Dank des niedrigen Preises sind demnach viele Anwendungen denkbar: bei der Bildgebung in der Medizin, in der Gestensteuerung für Videospiele, aber auch um Kollisionen beim Autofahren zu vermeiden, so das Entwickler-Team. Die Möglichkeiten und Weiterentwicklungen gehen jedoch weiter voran, so James Davis, IT-Professor an der University of California in Santa Cruz.

Entwickler Team Nano-Kamera

© Bryce Vickmark

Die Entwickler der Nano-Kamera (von links nach rechts) Ayush Bhandari, Refael Whyte und Achuta Kadambi.

Nanophotography, MIT Media Lab, Camera Culture Group

Quelle: cameraculturegroup
4:40 min

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