Innovatieve hyperspectrale camera voor slechte weerstomstandigheden

Vergelijkbare documenten
Informatie over Lenzen

Onzichtbare perfectie. Zichtbare eenvoud. CS Compacte panoramische beeldvorming in alle eenvoud.

Resultaten camera shoot out

Unieke beeldsensor combineert het beste van verschillende werelden op één chip

Inhoud. Waar vind je ons? Contacteer Ons. Wie zijn we? Onze Referenties. Hoe werken we?

Inhoud. Waar vind je ons? Contacteer Ons. Wie zijn we? Onze Referenties. Hoe werken we?

Geert Vandepitte Verantwoordelijke Vlaanderen

Sensor zoekt veeleisende toepassing

Uitgebreid eindwerkvoorstel Lokaliseren van personen en objecten met behulp van camera s

Unieke beeldsensor combineert het beste van verschillende werelden op één chip

ALS HET WEER PLOTSELING OMSLAAT

Waarom vallen geen struikelblok hoeft te zijn

Op zoek naar ultrasnelle en nauwkeurige multiview-imagingtechnologie?

Belgacom Smart City Surveillance. De toekomst bestaat echt!

Hoe help je eenzame senioren? Door mensen te laten langskomen (dankzij technologie)

Van component tot vision project

Een smartwatch om patiënten sneller van plaats A naar B te brengen

GUARDVIEW. professional security equipment

Een effectieve en kostenefficiënte beveiliging van uw bouwterrein

Betreft: Voorstellen masterproeven Contactpersonen: Nick Cremelie Chris Poppe

Goed, beter, best. Eenvoudig en betrouwbaar beoordelen met D-PAC

Haerst is een jong innovatief bedrijf dat opereert op de grens van videotechnologie en diagnostiek.

Eric Beyne over 3D-chips

Gravitatiegolven & Technology Transfer

Gloednieuwe, continu verbonden D5600 voor de creatieve geest

NMBS start met treindienst in Noorderkempen vanaf 15 juni

Wat als er een nieuwe toekomst zou zijn voor groene energie?

zien wat er gebeurt beschermen wat kostbaar is p r o f e s s i o nele videobewaking

In-line digitale beeldverwerking compenseert voor mindere lenskwaliteit

Prestaties. Design. De rookmelder van de nieuwe generatie

BBR programmeren met Ardublock

Een grote stap in een kleine wereld: een lensvrije fluorescentiemicroscoop

Deze optische antenne kan toveren met licht

De nieuwe dimensie in meten ZO EXACT WAS HET NOG NOOIT

Ingenico epayments partner programma Samen bereiken we meer

Silent Gliss rolgordijnsystemen

Dino-Lite assortiment voor: Kunst- en papierrestauratoren/ -conservatoren, antiekverzamelaars, musea en archeologen

Data Vision. Your partner in Vision Solutions

krachtig mobiel veelzijdig

De gloednieuwe Nikon D850: uitzonderlijke beeldkwaliteit ligt nu binnen handbereik

Slimme toepassingen met Unmanned Aerial Vehicles (UAV s) Studie dag Big Data Aansluitingsnetwerk vo-ho Fryslân 24 juni 2016

Garmin (Nederland) GARMIN NÜVI 465T Garmin s eerste draagbare navigatie voor vrachtwagens

JK-serie. Z i c h s t e r k i d e n t. i f i c e r e n. Handenvrije kleurenvideofonie met 170 breedhoek & Zoom/PanTilt-bediening

M{ZD{ CX _15R1_CX3_V3_COVERS.indd /05/ :22:22

M{ZD{ _14R1_MAZ6_V2_COVERS.indd /03/ :59:20

RUBBERPROFIELEN VOOR DE SCHEEPSVAART & PLEZIERVAART

Gefascineerd door elektronica, gedreven door uw uitdaging

Levensreddende Land Rover Discovery is nieuw mobiel commandocentrum voor Oostenrijkse Rode Kruis

+31 (0) E:

Nieuw Hub OS Malevich: 11 nieuwe mogelijkheden

Explorer R4 Rivier Radar

5000 Serie Modulaire brandmeldcentrale Net zo flexibel als uw ideeën

Je dagelijkse gezondheidscheck krijg je in de wagen

Eén standaard. Twee oplossingen.

EEN STUKJE. Van daaruit ontstonden de «merci-platen GESCHIEDENIS KENT U AL IN1910 BEDACHT MICHELIN DE VOLGENDE FEITEN? DE VERKEERSPALEN, DIE NU

Bosch Extreme CCTV Producten van de Extreme CCTV groep nu verkrijgbaar bij Bosch

Veel gestelde vragen over de Kenteken Herkenning

M{ZD{ CX _15R1_CX3_V3_COVERS.indd /05/ :22:22

Van. naar I Do. Kempense InnovatieRaad

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

THE SUCCESS YOU WANT.

State of the art zorgdomotica

Bruker. RAPIDplus. RAPIDplus. Infrarood detectie voor het waarnemen van toxische industriële gassen

Een aangename en veilige reis met Clifford en Mobileye.

TRAIN SERVICE & SHUNTING PLANNER

Sensoren en maatschappij

3D systemen-op-chip. Het 3D-technologielandschap. Semiconductor technology & processing

BETER INZICHT IN DE OPENBARE RUIMTE. Slim meten is vooruit denken!

Sebring Sedan OrigineLe accessoires

Sonar. Klas: 2T. Docent: Wi

EnVivo Magnetische 2.0MP Webcam

REG-Sentry van Bosch Automatisch toegangscontrolesysteem voor voertuigen

5x zoom en dubbele beeldstabilisatie voor een nog grotere vrijheid

Dennis Wagenaar v 1.1

Zien en gezien worden. Beter met licht en zicht van Bosch.

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation

4-kanaals IP-bewakingskit

AlarmLocator

VIDEOSCOOP. Model Turbotech TTBS050. Handleiding

Net2 Entry. Het simpelste IP deurintercom systeem beschikbaar

AVIOTEC TECHNOLOGIE. Agenda

o Center SAUTER Vision Center altijd het overzicht bewaren.

Aan de slag. Onze werkmethode in 4 fases:

M{ZD{ CX _14R1_MAZ_CX5_V2_COVERS.indd /02/ :50:14

De organisatie is in staat om direct in te spelen op nieuwe ontwikkelingen, hierbij produceren wij tegen aantrekkelijke prijzen,

EYEBALL Camera EC2323

Laagdrempelige zorg op afstand

IP-Camera 1920x1080 Wit

DE IDEALE VEILIGHEIDSBALANS

COMMERCIËLE RESULTATEN 1 e HALFJAAR 2015

NEW! Nokia 5800 xpressmusic De eerste Nokia-gsm met touchscreen. Connecting People

IMTECH+: IMMERSIVE TECHNOLOGIES for LOCATION BASED CUSTOMER EXPERIENCE

De fotogrammetrie bij het NGI

PLANON APPS. Voor Facility - en Service Management op uw smartphone

DIAGNOSE MET DE EXPERTS

Professional Serie inbraakdetectoren Alarmering wanneer het echt nodig is!

WEESVEILIG TEGEN BRAND EN INBRAAK

Crop Care Competence Centre. Kverneland Group Nieuw-Vennep

COMMERCIËLE RESULTATEN WERELD 2009*

Transcriptie:

Editie juli 2017 Innovatieve hyperspectrale camera voor slechte weerstomstandigheden In het Europese I-ALLOW project, werd een camera ontwikkeld met een hyperspectrale filter bovenop een CMOS-sensor. Camera s zijn standaard geworden in onze maatschappij. Ze worden in heel uiteenlopende contexten ingezet. De huidige veiligheidscamera s hebben echter één grote beperking: bij zwakke verlichting of in moeilijke weersomstandigheden (mist, sneeuw, regen, enz.) daalt de beeldkwaliteit drastisch. Het I-ALLOW project, gefinancierd door de Europese Commissie, ontwikkelde daarom een prototype camera waarbij een hyperspectrale filter bovenop een gated CMOS-sensor geplaatst wordt. Dankzij deze technologie blijft de visibiliteit ook in moeilijke weersomstandigheden hoog en is het mogelijk om te focussen op objecten die verder weg zijn, zonder afgeleid te worden door details dichter bij de camera. Daarnaast bevat het I-ALLOW systeem ook geïntegreerde software voor videoanalyse. Hoge visibiliteit in alle situaties Bewakingscamera s zijn enkel een meerwaarde als we er in alle omstandigheden op kunnen vertrouwen, ongeacht de weersomstandigheden. Ook op een mistige avond moeten we een incident nauwgezet kunnen opvolgen. De meeste bewakingscamera s die vandaag op de markt zijn, zijn niet in staat om in dit soort context kwalitatieve beelden af te leveren. En de gespecialiseerde camera s die dit wel kunnen, zijn vaak te duur en te groot om breed ingezet te worden. 1/5

Het I-ALLOW project, dat gefinancierd werd door de EU, adresseerde dit probleem. Het resultaat is een cameraprototype met een gloednieuwe hyperspectrale filter die een conventionele kleurfilter (RGB) combineert met een nabij-infrarood (NIR) filter. Deze combinatie maakt het mogelijk om door rook, mist, regen en dergelijke te kijken. Bovendien is de camera ook uitgerust met een gated beeldsensor, waardoor het mogelijk is om enkel op voorwerpen te focussen die verder weg zijn, zonder afgeleid te worden door details dichter bij de camera. Het prototype werd ontwikkeld binnen een internationaal consortium van vier ervaren partners, namelijk Aitek (Italië), BrightWay Vision (Israël), Proprs Ltd (Verenigd Koninkrijk) en imec (België). Het resultaat van de samenwerking is een cameraprototype dat klaar is om verder verfijnd en gecommercialiseerd te worden. Op de technology readiness schaal zit de camera op TRL niveau 5 of 6. Dit betekent dat het prototype in een relevante omgeving getest werd en de resultaten binnen de verwachtingen lagen. Het finale prototype werd in drie verschillende contexten uitgetest, met de steun van het Maritime Office in Gdynia (Polen), Tecnositaf (Italië) en SNCF (Frankrijk). Een gouden combinatie: een gated CMOS-beeldsensor met hyperspectrale filter Het I-ALLOW prototype is gebaseerd op een innovatieve CMOS-beeldsensor ontwikkeld door BrightWay Vision. Deze sensor heeft twee speciale eigenschappen. Eerst en vooral stuurt de camera in golven een nabij-infrarood (NIR) signaal uit (dat onzichtbaar is voor het menselijk oog). Deze lichtgolven botsen tegen de voorwerpen die ze tegenkomen en kaatsen daardoor terug in de richting van de camera. De sensor vangt de terugkerende lichtgolven op en, gebaseerd op de snelheid van het licht, berekent de camera dan hoe ver weg een bepaald object is (time-of-flight). Dit wordt vervolgens gecombineerd met een tweede vernieuwing, namelijk het gated principe. Dit houdt in dat de camera deze NIR lichtpulsen gebruikt om enkel te focussen op voorwerpen die zich op een bepaalde afstand bevinden. Dit kan nuttig zijn in situaties waar dichtbijzijnde objecten het beeld onduidelijker maken doordat er te veel irrelevante details gegeven worden. Bijvoorbeeld, in het verkeer kunnen de koplampen van een aankomende auto het camerabeeld onduidelijk maken. Door de openingstijd van de camera zo aan te passen dat je de eerste gereflecteerde lichtsignalen negeert en de signalen pas begint te registreren na bijvoorbeeld 3 milliseconden, kan je een duidelijk beeld van het aankomend verkeer geven zonder dat de koplampen deel zijn van je weergave. Op diezelfde manier kan het gated principe ook gebruikt worden om door smog, mist, regen en sneeuw te kijken. Om infrarood licht te registreren heb je normaal een specifieke infraroodsensor nodig, maar in dit project ontwikkelde imec een nieuwe hyperspectrale filter die infrarood (NIR) en conventionele kleurfilters (RGB) op één en dezelfde chip combineert. Dankzij imecs jarenlange ervaring in CMOStechnologie, konden de onderzoekers deze filters rechtstreeks op de wafer van de CMOS-sensor plaatsen. Voor de onderzoekers was dit een extra grote uitdaging omdat ze in dit project imec technologie moesten combineren met externe componenten. Zo kwam de kleurfilter die in deze applicatie gecombineerd werd met imecs eigen NIR filter van een externe fabriek. Om deze twee componenten compatibel te maken, moest het ontwerp van de filters aangepast worden. 2/5

Bovendien betekent een combinatie van NIR en RGB filters ook dat er een balans gezocht moest worden tussen het aantal NIR en RGB tegels in het patroon dat op de beeldsensor herhaald wordt. Binnen het I-ALLOW project werden uiteindelijk twee patronen ontworpen: het eerste patroon dat iets meer infrarood informatie geeft bleek de meest interessante keuze te zijn. BrightWay Vision ontwikkelde ook nog een geavanceerd algoritme om de RGB en NIR beelden te verwerken zodat beiden in dezelfde resolutie kunnen worden weergegeven. Imec plaatst de RGB en NIR filter rechtstreeks op de wafer van BrightWay Vison s gated CMOSbeeldsensor Een derde partner, Aitec, was verantwoordelijk voor het opbouwen van de camera rond deze geavanceerde beeldsensor. Aitec integreerde alle componenten en ontwikkelde daarnaast ook geavanceerde software voor videoanalyse. Uiteraard is de software toegespitst op de specifieke toepassingsdomeinen waarop het project focust. Uitgebreid getest in drie diverse contexten Eén van de troeven van het I-ALLOW project is dat het prototype uitgebreid getest werd in drie diverse omgevingen en in nauwe samenwerking met internationale partners uit de industrie. De eerste context waarin de camera succesvol getest werd, was de Poolse haven van Gdynia. Daar werd de camera geïnstalleerd op een uitkijktoren om navigatie-instructies te geven aan schepen die in de haven willen aanleggen. Daarnaast werd ook een camera geplaatst op een schip dat doorheen een kanaal voer. Het voordeel van de I-ALLOW oplossing is dat hoge visibiliteit gegarandeerd is, of het nu dag of nacht is, of het nu zonnig of mistig is. Gewone camera s kunnen die belofte niet waarmaken. De tweede testomgeving was een Italiaanse verkeerstunnel. Hier biedt de I-ALLOW camera twee duidelijke voordelen. Het eerste voordeel is dat de video automatisch door de geïntegreerde software geanalyseerd wordt. Bij een ongeval ontvangen zowel de controlekamer als de andere chauffeurs een waarschuwing. Bovendien zorgt de gated beeldsensor ervoor dat ook incidenten met veel rookontwikkeling nauwkeurig opgevolgd kunnen worden. 3/5

Ten slotte werd de camera ook getest in Franse stations. Hier kan de camera voor verschillende doeleinden ingezet worden. De camera kan bovenop een trein geplaatst worden om zichtbaarheid te garanderen in moeilijke weersomstandigheden of kan ergens langs de sporen geplaatst worden om overstekende mensen te detecteren. Daarnaast kan de camera ook als bewakingscamera in het station zelf ingezet worden. In dit geval wordt de NIR filter gebruikt om hoge zichtbaarheid te garanderen, ook s nachts of bij hevige regen of mist. De kleurfilter kan dan gebruikt worden om extra details toe te voegen aan het beeld. In elk van deze situaties worden vandaag al gewone camera s ingezet. Het probleem is dat de videokwaliteit in moeilijke weersomstandigheden zo slecht wordt dat de camera s in die omstandigheden nagenoeg nutteloos worden. Tot op zekere hoogte zouden bestaande hyperspectrale camera s hier ook een oplossing kunnen bieden, maar de huidige modellen zijn erg duur en te groot om praktisch te zijn. Het I-ALLOW systeem daarentegen zou aan een competitieve prijs geproduceerd kunnen worden en is ongeveer even groot als een gewone bewakingscamera. Daarom zou de camera in erg diverse contexten ingezet kunnen worden. Een stap vooruit: op maat gemaakte hyperspectrale filters De succesvolle praktijktesten tonen aan dat het prototype ontwikkeld binnen het I-ALLOW project commerciële mogelijkheden biedt. Maar daarnaast gaf het project de individuele partners ook de kans om hun expertise verder uit te breiden en te verfijnen. Imec had bijvoorbeeld al heel wat ervaring met meer generische hyperspectrale camera s die als afzonderlijke systemen werden aangeboden. Binnen het I-ALLOW project gebruikten ze deze knowhow om een hyperspectrale filter te ontwikkelen die volledig afgestemd is op het toepassingsdomein van bewakingscamera s en combineerbaar is met Brightway Vision s gated CMOS-sensor. De ervaring die imec binnen dit project heeft opgedaan kan ook mogelijkheden bieden voor andere producten of toepassingsdomeinen. Meer informatie? Meer informatie over imecs expertise in hyperspectrale beeldvorming vind je op deze pagina. Lees deze paper over de technologie die imec samen met BrightWay Vision ontwikkelde. Het I-ALLOW project wordt gefinancierd door de EU als onderdeel van het Horizon2020 programma (contract nummer: 645262): I-ALLOW project website. 4/5

5/5