从太空生成高分辨率3D地图,应用前景广泛,需要的算力也巨大

知兼 2023-08-07 23:49:29

近年来,整个航天行业的创新浪潮激增,带来了有前途的初创企业。这个领域最令人兴奋的进入者之一是Array Labs,这是一家总部位于硅谷的初创公司,致力于创建详细的地球3D地图,试图从根本上改变我们对地球进行观测的方法。

Array Labs 3D映射背后的机制

阵列实验室的核心是采用“多静态雷达”技术。与依赖单个移动卫星捕获图像的传统合成孔径雷达系统不同,多静态雷达使用低地球轨道上的雷达卫星集群。这些卫星协同工作,从不同角度同时捕捉相同位置的图像。

想象一下,一群摄影师站在建筑物周围的不同位置,在同一时刻捕捉图像。当他们的照片组合在一起时,可以生成建筑物的全面3D图像。同样,Array Labs的雷达卫星集群合作工作,从不同的角度拍摄图像,然后将其合并,以制作详细的地球3D数字表示。

为什么是高分辨率3D地图?

虽然创建地球的三维地图本身就是一项壮举,但在考虑其潜在应用时,这种地图的实用性变得至关重要。据Array Labs称,他们的高分辨率数据的潜在应用包括自动驾驶汽车、AR头显、保险分析等。

但“高分辨率”真正意味着什么?对于自动驾驶汽车和AR头衔等行业,分辨率是关键。

例如,自动驾驶汽车需要具有厘米级精度的地图。这种精度使这些车辆能够识别道路特征,识别其他车辆,检测行人,并避开障碍物。这不仅仅是关于导航路线;而是关于安全高效地进行驾驶。

另一方面,将虚拟对象叠加到现实世界中的AR头显需要3D地图,这些地图可以提供虚拟和现实之间的无缝融合。这可能涉及确定景观的轮廓、墙壁的纹理或房间的几何形状。

算力挑战

鉴于对自动驾驶汽车和AR头显等应用程序的高分辨率需求,人们不禁想知道Array Labs技术所涉及的计算挑战。Array Labs的雄心壮志是创建具有适合这些应用的高分辨率地球三维地图,这无疑是一项计算密集型工作。

为了对数据规模有一个概念,请考虑这些卫星集群将产生的数据量。从不同角度拍摄的同一位置的多个高清图像需要处理、对齐和合并,以形成3D表示。这涉及复杂的图像处理、数据对齐和复杂的算法,以拼接一个连贯的高分辨率地图。

此外,为了保持这些地图对自动驾驶等动态应用程序的相关性和准确性,频繁更新至关重要。这转化为不断涌入的新数据,这些数据需要处理并集成到现有的地图框架中。

与过去的努力进行对比,如2003年美国空军研究实验室的TechSat 21计划,今天Array Labs的努力要先进的多。TechSat 21计划当时努力应对存储和处理其雷达将产生的大量数据的挑战。TechSat 21计划考虑使用十个组合硬盘进行存储,这与目前的能力相比,这似乎太过时了。

然而,即使我们取得了技术飞跃,计算要求仍然是巨大的。Array Labs的方法需要超级计算机、高级图形处理器(GPU)和尖端雷达软件。这是空间技术与计算能力顶峰的融合。

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知兼

简介:知己知彼,兼听则明,分享与产业强相关的科技动态