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深度解讀

相機(jī)應(yīng)用激光測距技術(shù)隔空取物

星之球科技 來源:科技日報(bào)2015-12-14 我要評論(0 )   

基納維弗加里皮率領(lǐng)的英國赫瑞瓦特大學(xué)和愛丁堡大學(xué)團(tuán)隊(duì),開發(fā)出一款領(lǐng)先的探測器,能借助先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù),將墻角和地板轉(zhuǎn)化成“虛擬鏡面”,在視力不能直達(dá)的區(qū)域...

       基納維弗·加里皮率領(lǐng)的英國赫瑞瓦特大學(xué)和愛丁堡大學(xué)團(tuán)隊(duì),開發(fā)出一款領(lǐng)先的探測器,能借助先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù),將墻角和地板轉(zhuǎn)化成“虛擬鏡面”,在視力不能直達(dá)的區(qū)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(jī)發(fā)散到各處,因此不能呈現(xiàn)清晰圖像。然而,加里皮等認(rèn)為,仍有方法從隨機(jī)散射光中提取物體信息。他們發(fā)表在《自然光子學(xué)》雜志上的新方法依靠激光測距技術(shù),能測量物體光脈沖到達(dá)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(shù),通過測量激光脈沖的開始時(shí)間和散射光達(dá)到地板之間的時(shí)間間隔,就可以定位物體位置。
但實(shí)際上,時(shí)間測量需要精確到大約500毫微秒內(nèi),而激光脈沖只有10飛秒時(shí)長,對激光器和探測技術(shù)提出非常高的要求。
不僅如此,光不僅散射到地板這個(gè)“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(qū)分開,以排除環(huán)境中冗余的干擾信號。
這種特殊“相機(jī)”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(shí)間處理數(shù)據(jù)的技術(shù)不同,新方法能實(shí)時(shí)監(jiān)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(nèi)移動的物體,以后可拓展到10米。

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