先进视觉系统穿透云雾 揭示隐藏三维场景
利用类似自动驾驶汽车“看”世界的硬件,研究者开发系统能穿透云雾。用算法增强系统,基于单个光子运动重建三维隐藏场景。测试中系统成功重建1英寸泡沫遮挡的形状。对人眼而言,如透过墙壁看东西。
此技术互补其他能穿透微观屏障的视觉系统(医学应用),因更专注大尺度场景:如雾中重雨导航自动驾驶车、穿透朦胧大气的地球及其他行星表面卫星成像。
为穿透散射光环境,系统配对激光与超灵敏光子探测器,记录每一击中激光光子。激光扫描泡沫墙等遮挡物时,偶尔光子穿透泡沫、击中隐藏物体、再穿回泡沫到达探测器。算法支持软件利用这些少量光子——及其击中探测器的位置时间信息——重建隐藏物体3D形态。
这非首个穿透散射环境揭示隐藏物体系统,但规避其他技术局限:如一些需知感兴趣物体距离。常见系统仅用弹道光子信息——光子穿越散射场到达隐藏物体并返回但未实际散射。
为使算法适应散射复杂性,研究者须紧密软硬件协同设计,虽硬件组件仅略超自动驾驶汽车现有水平。视隐藏物体亮度,测试扫描耗时1分钟至1小时,但算法实时重建遮挡场景,可在笔记本运行。
未来此系统后代可送入太空探索其他行星卫星,穿透冰云看深层表面。近期研究者想尝试不同散射环境模拟此技术更多用武之地。
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