Ученые изобрели камеру, которая «видит» за углом

Фото: ExtremeLight Heriot-Watt University/youtube

Ученые разработали камеру, которая способна улавливать скрытые от глаз объекты, находящиеся за углом. Для этого они использовали разработанную ими ранее сверхчувствительную камеру, улавливающую даже отдельные фотоны, а также обыкновенную лазерную указку. Устройство может использоваться в системах безопасности для поиска объектов.

Работа шотландских специалистов из Университета Хериот-Ватт опубликована в журнале Nature Photonics.

Зная время, за которое световой импульс лазера идет до объекта, отражается от него и возвращается обратно к детектору, исследователи смогли измерить расстояние до этого объекта.

Эксперимент, который проделали ученые, достаточно прост. Исследователи установили пенопластовую фигурку человечка около стены, поставив за углом камеру. Ученые светили на пол при помощи лазерной указки. Лазерный импульс отразился от пола во всех направлениях, таким образом, создав «сферу» отраженного от пола света. Небольшая часть лазерного света добралась до нужного объекта (человечка), а потом отразилась от него. Данная отраженная волна была зафиксирована на участке пола, куда изначально светили лазером. Зная скорость света и временной интервал от начала лазерного импульса до того момента, как отраженный от человечка свет достигнет нужного участка пола, ученые смогли определить положение объекта.

Ученые столкнулись с несколькими сложностями в своих исследованиях. Необходимо было добиться повышенной точности измерений, а также уловить неяркий отраженный свет лазера. Обычная камера не уловила бы такой свет, но разработанная шотландскими учеными камера справилась с этой задачей. Помимо сверхчувствительности, такая камера обладает высокой скоростью и способна улавливать световые импульсы с точностью до нескольких сотен миллиардных долей секунды.

Еще одной проблемой, с которой столкнулись ученые, стало то, что свет, отраженный от человечка, тяжело отличим от света, отраженного от объектов окружающей обстановки. Ученые смогли разделить эти два сигнала, так как человечек двигался (его толкала игрушечная машина на пульте управления), а сигнал, полученный от отраженного объекта, постоянно менялся.

Данная камера-прототип позволяет определить положение объекта с точностью до 1-2 см. При выполнении измерений с интервалом в несколько секунд система может определять и скорость исследуемого объекта. В отличие от других методик, предполагающих длительное время обработки информации, предложенный метод позволяет отслеживать объекты в режиме реального времени.

По словам разработчиков, данный метод может применяться в системах наблюдения (например, в общественных местах). Камеры также можно устанавливать в автомобилях. Оборудование сможет предупреждать о транспорте, который выезжает из-за угла, тем самым, предотвращая аварии.

С подробностями можно ознакомиться, посмотрев видео:
Теги:

Читать еще на Чердаке: