传感方法可发现隐藏的物体，使自主移动更安全

加利福尼亚州帕萨迪纳，2022年8月30日——自动驾驶汽车、先进航天器和其他依赖传感器导航的技术的出现，催生了对能够扫描障碍物、行人或其他物体的先进技术的需求。目前，受阻的物体对自动驾驶汽车构成了挑战。需要一种机制来扫描可能在车辆路径中的隐藏物体。为了满足这一需求，加州理工学院的研究人员和他们的同事描述了一种方法，该方法基本上将附近的表面转化为透镜，可用于间接成像以前被遮挡的物体。该技术是一种非视距（NLOS）传感形式，或检测观众视线之外感兴趣的物体的传感。开发的方法称为 UNCOVER，通过使用附近的平面（如墙壁、如透镜）来清楚地查看隐藏的物体来实现此目的。大多数当前的NLOS成像技术检测来自被表面被动反射的隐藏物体的光。但是，墙壁等表面会导致光线散射，从而影响图像的分辨率。计算成像方法可用于从散射光中提取信息并提高图像清晰度，但它们不能生成高分辨率图像。然而，UNCOVER通过使用波前整形技术直接抵消了散射。波前整形以前是不可行的，因为它需要使用导星，这是一种近似的点光源，可以推断出隐藏物体的细节。

“我们知道镜头将一个点成像到另一个点，”研究者曹睿志说。“如果你通过一个带有哑光表面的坏'镜头'来看，一个点的图像现在已经模糊了，光线扩散到各处，但你可以研磨和抛光哑光表面，将光线引导到正确的位置。他说，原则上，指南星通过告诉微小的凸起在哪里来提供帮助，以便可以正确抛光表面。杨昌辉助理教授和他的同事们发现，隐藏物体本身可以用作指南星。揭秘 NLOS 成像方法将散射光拼凑回一起，形成隐藏物体的清晰图像。根据曹先生的说法，该团队的NLOS成像方法可以使自动驾驶更安全，并用于救援任务和其他遥感相关任务。“我们可以用这种方法看到十字路口的所有交通，”曹说。“这可能有助于汽车预见到人们无法直接看到的潜在危险。

目标对象及其图像由发现 NLOS 技术创建。传感方法可以通过将受阻的物体带入自动驾驶汽车和其他技术的视野中来实现更安全的自主移动性。由加州理工学院提供。UNCOVER的使用可能会让汽车像人类一样看得见，也可能帮助人类成为更好的司机。虽然人类可能能够在几英尺外发现即将到来的乱穿马路者，但配备揭开技术自动驾驶汽车可能会在下一个街区上发现这样的实例，前提是成像条件是最佳的。

揭开的成像也可能在地球之外被证明是有用的。例如，在未来探索火星的机器人任务中。“我们指望漫游车拍摄另一颗行星的图像，以帮助我们更好地了解这颗行星。”曹说。“然而，对于这些漫游车来说，由于资源和电力有限，有些地方可能很难到达。使用非视距成像技术，我们不需要漫游车本身来做到这一点。我们需要的是找到一个光线可以到达的地方。”

The research was published in Nature Photonics(www.doi.org/10.1038/s41566-022-01009-8).