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深度解讀

相機應用激光測距技術隔空取物

星之球科技 來源:科技日報2015-12-14 我要評論(0 )   

基納維弗加里皮率領的英國赫瑞瓦特大學和愛丁堡大學團隊,開發出一款領先的探測器,能借助先進的數據處理技術,將墻角和地板轉化成“虛擬鏡面”,在視力不能直達的區域...

       基納維弗·加里皮率領的英國赫瑞瓦特大學和愛丁堡大學團隊,開發出一款領先的探測器,能借助先進的數據處理技術,將墻角和地板轉化成“虛擬鏡面”,在視力不能直達的區域定位和追蹤移動物體。
通常來說,閃亮鏡面若可反射界限明確的物體表面散射光,人眼即可從中看到物體的清晰圖像。相反,無法反射光線的表面將光線隨機發散到各處,因此不能呈現清晰圖像。然而,加里皮等認為,仍有方法從隨機散射光中提取物體信息。他們發表在《自然光子學》雜志上的新方法依靠激光測距技術,能測量物體光脈沖到達物體的距離,以及散射回到探測器的距離。
原則上講,這種測量方法很簡單,激光脈沖從地板反彈回來,散射到所有方向,一部分散射光記錄在地板這塊“虛擬鏡面”上。光的速度是已知常數,通過測量激光脈沖的開始時間和散射光達到地板之間的時間間隔,就可以定位物體位置。
但實際上,時間測量需要精確到大約500毫微秒內,而激光脈沖只有10飛秒時長,對激光器和探測技術提出非常高的要求。
不僅如此,光不僅散射到地板這個“虛擬鏡面”上,也散射到附近的其他物體上。要想測量成功,必須把兩部分散射區分開,以排除環境中冗余的干擾信號。
這種特殊“相機”能定位墻后面的物體位置,誤差僅為1到2厘米,且每隔幾秒就能測量移動物體的速度。與以往需較長時間處理數據的技術不同,新方法能實時監測移動物體。目前,利用新方法可在地板“虛擬鏡面”中定位60厘米范圍內移動的物體,以后可拓展到10米。

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