西班牙研究人员打造单镜头神经形态传感器，实现深度感知

西班牙技术中心IKERLAN开发出了一款名为BEGI的神经形态机器视觉系统原型，该系统仅凭单个镜头和传感器就能同时确定空间深度并跟踪运动。该设备模仿昆虫的复眼，旨在用于所谓的物理人工智能，包括机器人、无人机以及其他需要快速感知并与周围世界互动的自主机器。与激光雷达和深度相机不同，该系统以被动方式运行，即不发射激光或红外脉冲。该原型基于动态视觉传感器Sony-Prophesee IMX636，其上覆盖有一层微透镜阵列。此类传感器的每个像素并非按固定间隔传输数据，而是仅在检测到亮度变化时才传输，从而形成一系列单个事件。微透镜使得能够确定入射光的方向，而直接立体重建算法则无需第二台相机即可计算物体形状、深度和光流。IMX636的分辨率为1280x720像素，在1000勒克斯照度下延迟小于100微秒，动态范围超过120分贝，最大功耗约为205毫瓦。当前样品的主要限制在于其分辨率：要确定深度，同一个点必须被多个像素以不同角度记录。因此，BEGI实际版本目前的范围不到一米，其视野大约为20至40度。这限制了该传感器平台在近距离任务中的应用，包括工业生产线上的机械臂、移动机构的监控以及航天器最终对接阶段，在这些场合中，传感器必须在严格功耗和散热限制下几乎瞬间检测到微小位移。目前，BEGI的计算部分在可编程FPGA矩阵上实现，并生成滤波后的事件帧、动态、光流图和深度图。下一步是开发专用ASIC芯片以及具有显著更多像素的大画幅传感器。据开发者估计，这样的版本可将传感范围提升至约16米，并将视野扩展到120度，同时保持微秒级响应和单镜头设计。这将使该技术广泛应用于移动机器人、导航系统、无人机和自动驾驶车辆。但这一切会实现吗？开发者们希望他们能够走过这条路。