非视域成像系统的研究现状和发展趋势

发布时间：2021-07-11 09:58

　　非视域成像是一种新型针对视线外目标的计算成像技术,它以时间飞行探测技术为基础,通过探测被隐藏在视域之外的物体反射回来的光子利用重建算法来重建隐藏物体的像,在自动驾驶、灾难救援、医学成像和军事反恐等方面有着广阔的应用前景。首先介绍了近年来发展起来的主动和被动非视域成像系统的研究现状,从非视域成像系统的成像装置、分辨率和重建算法等几个方面分析各自的特点和发展趋势。最后,还讨论了非视域成像技术在实际场景应用中所需要解决的一些关键问题,并展望了非视域成像技术的未来发展方向。 

【文章来源】：导航与控制. 2020,19(01)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

快速非视域探测实验光路图

2017年,Chan等[5]使用脉冲激光和SPAD实现了超过50m的对隐藏在视线外物体的定位,其实验光路和装置如图2所示。实验中使用一块平板作为中介面,为了精确定位隐藏的物体,依次将平板上的四个离散位置成像到SPAD上。如图2(a)所示,L为激光照射在平板上的点, 1、2、3、4分别为SPAD探测的4个位置。实验采用峰值波长为1532nm、重复频率为40MHz的脉冲激光二极管,并用商用望远镜扩大探测范围。为降低环境噪声,采用了1500nm的滤光片。通过对TCSPC模块采集到的光子TOF信息进行直方图拟合,估算出隐藏目标的位置。该系统可以在超过50m的范围内进行精确的检测和跟踪,离现实场景使用更近了一步。

2012年,美国Massachusetts理工学院(MIT)的多媒体实验室首次使用条纹管相机实现了对隐藏物体的三维成像[3]。实验采用波长为795nm、脉冲宽为50fs的超快激光器和时间分辨率为2ps的条纹管相机(滨松C5680),实验系统设置如图3所示。该系统能够对多个不同深度的物体进行重建,重建后的图像分辨率能够达到厘米级。MIT还使用条纹管相机,利用反投影重建算法恢复了隐藏物体的三维形状,并通过滤波的方法提高了空间分辨率和时间分辨率。随后,他们还实现了透过散射介质(毛玻璃)的宽尺度、大视角的三维成像[11]。


本文编号：3277869