近日，我國利用頻率上轉(zhuǎn)換單光子探測技術(shù)，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了毫米級(jí)非視域三維成像，比之前的分辨率提高1個(gè)數(shù)量級(jí)，是目前非視域成像的最高精度，為該技術(shù)的實(shí)用化發(fā)展開辟了新道路。
非視域(Non-Line-of-Sight，簡稱NLOS)成像是一種針對隱藏物體成像的光學(xué)成像技術(shù)，即可以做到所謂“隔墻觀物”。這項(xiàng)技術(shù)在反恐防暴、醫(yī)療檢測、緊急救援、智能駕駛等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
非視域成像技術(shù)是近幾年新興的技術(shù)，目前主要是在科研創(chuàng)新階段，實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化剛剛起步。實(shí)用化需要解決快速探測、高精度成像、復(fù)雜場景成像等實(shí)際問題。此項(xiàng)工作主要實(shí)現(xiàn)了高時(shí)間精度的單光子探測技術(shù)，基于此核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了目前最高精度(毫米精度)的非視域成像。
與傳統(tǒng)的光學(xué)成像相比，非視域成像分析多次反射的少量光子，而非一次反射直接進(jìn)入探測器的光子。因此，該過程在理論和實(shí)驗(yàn)上都涉及幾個(gè)挑戰(zhàn)，如成像算法、高效單光子檢測和光子飛行時(shí)間 (TOF) 測量的時(shí)間分辨率。非視域成像利用單光子探測技術(shù)記錄單個(gè)光子的飛行時(shí)間信息，結(jié)合相關(guān)計(jì)算成像算法，可以實(shí)現(xiàn)對相機(jī)視場范圍外的目標(biāo)成像。
而本次研究中，中國科大研究團(tuán)隊(duì)利用脈沖泵浦頻率上轉(zhuǎn)換探測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間分辨能力達(dá)到1.4皮秒的近紅外單光子探測器，并通過長波泵浦和時(shí)間域?yàn)V波方式將探測器的暗計(jì)數(shù)降低至5Hz。
利用該單光子探測器所搭建的非視域成像系統(tǒng)，一方面借助于對漫反射墻回波和目標(biāo)物體信號(hào)回波的分時(shí)探測，成功解決了非視域成像技術(shù)中難以實(shí)現(xiàn)完全同軸的成像系統(tǒng)的問題;另一方面借助于高時(shí)間分辨能力，成功實(shí)現(xiàn)了對視域外目標(biāo)物體的高精度三維重構(gòu)，其橫向空間分辨能力達(dá)到2mm，縱向空間分辨能力達(dá)到0.18mm，與之前的結(jié)果相比提高了1個(gè)數(shù)量級(jí)。最終，研究團(tuán)隊(duì)成功對視域外毫米級(jí)大小的字母實(shí)現(xiàn)了高精度非視域成像。
a&s傳媒是全球知名展覽公司法蘭克福展覽集團(tuán)旗下的專業(yè)媒體平臺(tái)，自1994年品牌成立以來，一直專注于安全&自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)前沿產(chǎn)品、技術(shù)及市場趨勢的專業(yè)媒體傳播和品牌服務(wù)。從安全管理到產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，a&s傳媒擁有首屈一指的國際行業(yè)展覽會(huì)資源以及豐富的媒體經(jīng)驗(yàn)，提供媒體、活動(dòng)、展會(huì)等整合營銷服務(wù)。
粵公網(wǎng)安備 44030402000264號(hào)
