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神奇“相机”能定位墙后物体位置
[2015-12-12 13:45:30]

    作者:记者 房琳琳  来源:科技日报(2015-12-12)第02版 国际新闻

    基纳维弗·加里皮率领的英国赫瑞瓦特大学和爱丁堡大学团队,开发出一款领先的探测器,能借助先进的数据处理技术,将墙角和地板转化成“虚拟镜面”,在视力不能直达的区域定位和追踪移动物体。
    通常来说,闪亮镜面若可反射界限明确的物体表面散射光,人眼即可从中看到物体的清晰图像。相反,无法反射光线的表面将光线随机发散到各处,因此不能呈现清晰图像。然而,加里皮等认为,仍有方法从随机散射光中提取物体信息。他们发表在《自然光子学》杂志上的新方法依靠激光测距技术,能测量物体光脉冲到达物体的距离,以及散射回到探测器的距离。
    原则上讲,这种测量方法很简单,激光脉冲从地板反弹回来,散射到所有方向,一部分散射光记录在地板这块“虚拟镜面”上。光的速度是已知常数,通过测量激光脉冲的开始时间和散射光达到地板之间的时间间隔,就可以定位物体位置。
    但实际上,时间测量需要精确到大约500毫微秒内,而激光脉冲只有10飞秒时长,对激光器和探测技术提出非常高的要求。
    不仅如此,光不仅散射到地板这个“虚拟镜面”上,也散射到附近的其他物体上。要想测量成功,必须把两部分散射区分开,以排除环境中冗余的干扰信号。
    这种特殊“相机”能定位墙后面的物体位置,误差仅为1到2厘米,且每隔几秒就能测量移动物体的速度。与以往需较长时间处理数据的技术不同,新方法能实时监测移动物体。目前,利用新方法可在地板“虚拟镜面”中定位60厘米范围内移动的物体,以后可拓展到10米。
 

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