|
Megcsinltk a fal mg lt fnykpezgpet
Posztobnyi Klmn 2010.11.22. 07:18

:Eddig valamennyi kpalkot rendszer kzvetlen, egyenesen rkez fnnyel mkdtt, most azonban elkszlt az els olyan kamera prototpusa, mellyel pldul egy utcasarok mgtt rejtzkd szemly, trgy is lthat. A falakrl s egyb tereptrgyakrl visszaverd fnyben eddig is benne volt ez az informci, a tudsok most megtanultk kiszedni belle. A kamera a berkez fnybl 3D alakot rekonstrul.
Feldertshez, Hirszerzsi,elhrtsi feladatohoz,
bnldzs,terrorelhrtsra is kivl.
Tllk lokalizlsa a ments megszervezsekor. Az res helyisgek bejrsnak megsprolsa a mentsi eslyeket nveli. Tz esetben fstn thatol elektromgneses jelre lehet szksg
A kszlket Joe Paradiso s Neil Gershenfeld professzorok vezetsvel a Massachusetts Mszaki Intzetben (Massachusetts Institute of Technology, MIT) ptettk meg. Az elfedett trgy megvilgtsra nhny femtomsodpercig (nhnyszor 10-15 msodpercig) tart lzerimpulzusokat hasznltak. Ilyen rvid id alatt a fny a millimternl is sokkal kisebb tvolsgot tesz meg. A visszaverdtt fnyt olyan kamerval fogjk fel, mely msodpercenknt egybilli, azaz 1012 felvtelt rgzt. Ez az risi exponlsi gyakorisg lehetv teszi a fny kibocstsa s visszarkezse kztti id figyelembe vtelt, s kamera helyzetbl nem lthat trgyak alakjnak meghatrozst.
Az j tallmny neve femtofotzs. Nhny femtoszekundumos lzerbesugrzs, pikoszekundum pontossg rzkels s matematikai inverzis mdszerek kellenek hozz. A rvid lzerimpulzusok tbbszrsen visszaverdnek a krnyez felletekrl. A visszarkezsi irnyok s id elemzsvel becslhet meg a takarsban lev geometriai elrendezs. E rvid fnyjelensgnl figyelembe lehet venni a fny sebessgnek vgessgt. Mivel a fny 30 centimtert tesz meg egy nanomsodperc (10-9 msodperc) alatt, a pikomsodperc (10-12 msodperc) gyakorisg mintavtel centimteres pontossg alakbecslst tesz lehetv.
A hagyomnyos fnykpezsben (a szerzk a digitlis fotzst rtik ezalatt) a fnysebessg vgtelennek tekinthet, konkrt rtke nem jtszik szerepet. A femtofotzs esetben viszont a fny tja az egyik fellettl a msikig vges mennyisg idt vesz ignybe, s ez hasznos informcikat eredmnyez. A kulcskrds a szmtgpes feldolgozs gyorsasga, mely a berkezstl visszafele szmolja ki a fny tjt. A felveveszkz egy gynevezett tranziens kpalkot kamera. Ebben az elnevezsben a tranziens azt jelenti, hogy tmeneti, rpke, mivel pillanatszer fnyimpulzust szlel.
Ennek a kamernak az alapelve egy nyitott ajtaj szobval mutathat be a legegyszerbben. A cl a szobban lev objektum helyzetnek s alakjnak a meghatrozsa az ajtn visszaverd fny kihasznlsval. A felhasznl egy ultrarvid lzersugarat irnyt az ajtra, mely onnan a szobba jut. A fny visszaverdik a szobban lev trgyakrl, egy rszk ismt elri az ajtt, onnan pedig a tranziens kpalkot kamert.
A kamerban ultragyors rzkelk egy tmbje megmri az ajt klnbz rszeirl visszaverdtt jelek idprofiljt (honnan-mikor viszonyt). Az idprofil elemzse - ami egy fordtott geometriai problma - megmutatja a visszaver test alakjt. (A direkt geometriai feladat a fny tjnak, idprofiljnak kiszmolsa volna ismert elrendezs mellett. Ebben a fordtott, inverz esetben az idprofil ismert, a geometriai elrendezst keressk.)
A tranziens kpalkot kamera megmutatja, hogyan reagl egy szoba egy nagyon rvid idej lzervillansra. Az tmeneti kpalkots lland fnyviszonyok helyett tmeneti visszaverdst hasznl. Szobnyi mretek esetn mg a vakut hasznl hagyomnyos fnykpezgp is lland fnyviszonynak tekinthet, az j tmeneti kamera viszont rzkeli a klnbz utakat befutott fnyek berkezsi idejnek eltrst. Minden fnysugr kln utat tesz meg az elrendezsen keresztl, gy rengeteg informcit tartalmaznak, amely elvsz (kioltdik), ha hagyomnyos fnykpezgp pixelekkel gyjtjk ssze a fnyt. A fny gyorsasga miatt a mintavtel a hagyomnyos rzkelkkel elrhetetlen (a leggyorsabb videokamerkat mikroszekundumos expozci jellemzi).
A femtofotzshoz olyan kamert kellett megalkotni, amely msodpercenknt billi (ezer millird) kpkockt kszt. A feltallk ehhez pikomsodperc pontossg pixeleket hasznlnak. Egy msik lehetsg az gynevezett streak (rs) kamera, mely gy viselkedik, mint egy oszcilloszkp, s amelyben a fny a berkezs idpontjtl fgg helyen ri el a detektort. gy klnbsg tehet a korbban s a ksbb rkez fotonok kztt. A streak kamerkat gyakran hasznljk a kmiban vagy a biolgiban millimteres mret trgyak megfigyelsre, de akadlyok mg eddig mg nem tudtak nzni velk.
Az j kpalkotsi mdszer szmos terleten hasznosthat lesz. Katasztrfahelyzetben, tzbl val mentsben a veszlyben lev szemlyek lokalizlst gyorsthatja meg, a kzlekedsben a karambolok kockzatt cskkentheti (pldul a belthatatlan tkeresztezdsekben), az iparban a robotok rzkeliben lehet majd alkalmazni. Az orvosi kpalkotsban az emberi test egyenesen be nem lthat rszeinek vizsglatban segthet az j kamera.
A femto-fotogrfia endoszkpos felhasznlsa feldertheti az emberi szervezetben lv "sarkon tli" rszeket. Az brk szvtkrzsre, bltkrzsre s lgcstkrzsre (kardioszkpia, kolonoszkpia, bronchoszkpia) s az itt elfordul szervi akadlyokra mutatnak pldt
|