Тот факт, что объект находится за углом, не означает, что его нужно спрятать. Визуализация вне прямой видимости может заглянуть за угол и обнаружить эти объекты, но до сих пор его возможности ограничены узким диапазоном частот. Теперь новый датчик может помочь расширить эту технику от работы с видимым светом до инфракрасного. Этот прогресс может помочь сделать автономные транспортные средства безопаснее, среди других потенциальных применений.
Визуализация вне прямой видимости основана на слабых сигналах световых лучей, отраженных от поверхностей, для восстановления изображений. Умение заглядывать за углы может оказаться полезным для машинное зрение— например, помогая беспилотным транспортным средствам предвидеть скрытые опасности, чтобы лучше предсказывать, как на них реагировать, — говорит Сяолун Ху, старший автор исследования и профессор Тяньцзиньского университета в Тяньцзине, Китай. Это также может улучшить эндоскопы которые помогают врачам заглянуть внутрь тела.
Свет, от которого зависит визуализация вне прямой видимости, обычно очень тусклый, и до сих пор детекторы, которые были достаточно эффективными и чувствительными для визуализации вне прямой видимости, могли обнаруживать только видимый или ближний инфракрасный свет. Переход на более длинные волны может иметь несколько преимуществ, таких как уменьшение помех от солнечного света и возможность использования лазеров, безопасных для глаз, говорит Ху.
Теперь Ху и его коллеги впервые выполнили визуализацию вне прямой видимости, используя инфракрасные длины волн 1560 и 1997 нанометров. «Это расширение спектра открывает путь к более практическим применениям», — говорит Ху.
Исследователи из Университета Таньцзинь в Китае сфотографировали несколько объектов с помощью инфракрасной камеры, расположенной вне прямой видимости. [middle column] и после [right column] используя их реконструктивный алгоритм.Тяньцзиньский университет
В новом исследовании ученые экспериментировали с сверхпроводящие однофотонные детекторы на нанопроволоке. В каждом устройстве проволока из ниобия и титана нитрида шириной 40 нанометров охлаждалась примерно до 2 К (около –271 °C), что делало проволоку сверхпроводящей. Один фотон мог разрушить это хрупкое состояние, генерируя электрические импульсы, которые позволяли эффективно обнаруживать отдельные фотоны.
Ученые исказили нанопроволоку в каждом устройстве во фрактальный узор, который принимал одинаковые формы при различном увеличении. Это позволило датчику обнаруживать фотоны всех поляризацииповышая его эффективность.
Новый детектор был почти в три раза эффективнее других однофотонных детекторов при распознавании света в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне. Это позволило исследователям выполнять визуализацию вне прямой видимости, достигая пространственного разрешения примерно от 1,3 до 1,5 сантиметра.
В дополнение к алгоритму, который реконструировал изображения вне прямой видимости на основе несколько рассеянных световых лучейУченые разработали новый алгоритм, который помог удалить шум из их данных. Когда каждому пикселю в процессе сканирования давалось 5 миллисекунд на сбор фотонов, новый алгоритм шумоподавления уменьшал среднеквадратическую ошибку — меру отклонения от идеального изображения — реконструированных изображений примерно в восемь раз.
Теперь исследователи планируют объединить несколько датчиков в более крупные массивы, чтобы повысить эффективность, сократить время сканирования и увеличить расстояние, на котором можно получать изображения, говорит Ху. Они также хотели бы протестировать свое устройство в условиях дневного света, добавляет он.
Ученые подробно рассказали их выводы 30 ноября в журнале Оптика Экспресс.
Статьи из вашего сайта
Статьи по теме в Интернете
2024-02-01 17:22:49
1707165168
#Инфракрасные #датчики #теперь #могут #заглядывать #изза #углов