如何利用單光子計數(shù)相機追蹤動態(tài)隱藏目標(biāo)

我們都知道，在國內(nèi)外已經(jīng)有很多種技術(shù)可以重建隱藏對象的形貌，但這些方法因為無法快速采集隱藏對象的有效信息，因此對于隱藏對象的實時運動無能為力，更加無法進行實時跟蹤。而來自英國Photon Force公司的PF32 SPAD陣列+TDC 單光子計數(shù)相機因其55ps的時間分辨率、10bit時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及USB3.0（300k幀/秒）輸出接口，毫無疑可以勝任動態(tài)隱藏目標(biāo)的實時追蹤。

比如，在障礙物無法物理穿越或者很危險的情況下，能夠?qū)﹄[藏在角落或墻后移動物體的運動進行探測并跟蹤的能力是非常關(guān)鍵且有優(yōu)勢的。目前，已有很多方法可以重建隱藏對象的形狀。但是，這些方法又無法跟蹤隱藏對象的實時運動。如果采用NLOS (Non-Line of Sight)非視距激光測距技術(shù)，向障礙物周圍發(fā)出激光，利用地板的散射，即可快速檢測從隱藏物體返回的光子信號，從而實現(xiàn)跟蹤隱藏對象的實時運動。據(jù)了解，PF32 SPAD陣列+TDC 單光子計數(shù)相機擁有55ps分辨率、10bit時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及USB3.0（300k幀/秒）接口，僅需幾秒鐘就可以完成隱藏對象返回光信號的采集，立即實現(xiàn)對隱藏在角落或墻后的移動物體的運動進行探測及跟蹤。

產(chǎn)品特點

◆ 單光子靈敏度，即使在光脈沖被散射過三次后，仍然能探測到非常微弱的光信號。

◆ 激光脈沖從地板上散射出去，一些到達角落里的隱藏物體上，該隱藏物體將光線散射回 PF32 SPAD陣列+TDC 單光子計數(shù)相機的視野。從而被探測，使物體的位置得以確定。

◆ 實時跟蹤運動隱藏目標(biāo)，每隔3秒重建一次位置。

◆ 由于信號強度的降低，重建的曲線隨著目標(biāo)的進一步移動而變大。

PF32 SPAD陣列+TDC 單光子計數(shù)相機是武漢東隆科技有限公司中國區(qū)總代理，它是一款32*32面陣SPAD探測器，區(qū)別于一般的SPAD面陣探測器，PF32 SPAD陣列+TDC 單光子計數(shù)相機的1024個單光子敏感SPAD像素陣列，都具有超快的55ps 時間分辨率TDC 電子元件，從而形成了一個并行的，功能強大，高度緊湊的系統(tǒng)。這種并行性讓生命科學(xué)、量子成像、激光雷達抑或是單光子成像領(lǐng)域的科研工作者，更加方便、簡單的獲取和驗證實驗結(jié)果。

參考文獻：

G. Gariepy et al., “Detection and tracking of moving objects hidden from view"

Nature Photonics, Volume 10, pages 23–26 (2016)