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柳暗花明又一村 WiFi新应用实现3D物体成像

http://www.c114.com.cn ( 2017/5/8 11:42 )

慕尼黑工业大学(TUM)的科学家已经开发出一种新型的全息成像技术,描绘了一种利用Wi-Fi发射器的辐射产生的对周围环境的三维图像。当这种信号通过生产空间时,工业设施操作员可以使用这个特性跟踪对象。

就像通过一个窗口,全息图投射一个看似立体的图像。而光学全息图需要复杂的激光技术,而产生一个Wi-Fi发射机发射的微波全息图仅仅要求一个固定的天线和一个可移动的天线,Friedenmann Reinhard博士和Philipp Holl博士在著名科学期刊《物理评论快报》杂志上阐述了这项新型的技术。

“使用这种技术,我们可以利用Wi-Fi发射器实现三维空间图像,就像我们的眼睛能看到的微波辐射,”Friedemann Reinhard说,他是慕尼黑大学的埃米诺特研究小组沃尔特肖特基学院量子传感器部门的主任。研究人员设想的部署领域,特别是在一些工业4.0行业领域,如自动化的工业设施,本地化零件和设备中往往还是困难的。

允许微波辐射的本地化过程,甚至通过墙壁,通过探测信号模式的变化来实现人的出现的这种技术已经存在。而这里的创新是,整个空间可以通过Wi-Fi或手机信号实现全息处理成像。

无线网络WiFi新应用 实现物体3D成像

“当然,这会引发隐私问题。毕竟,在某种程度上甚至加密信号也会传输环境图像到外面的世界,”项目负责人Friedemann Reinhard说。“然而,这种技术将来用于探测陌生的卧室或隐私也是不大可能的这是不大可能的。因为,为此,你需要在建筑周围布满一个大的天线,而这几乎不会被忽视。但是还有有更简单的方法可用。”

厘米量级分辨率

迄今为止,利用微波辐射产生图像是需要用专用发射机且具需要大带宽。利用全息数据处理,典型的家用Wi-Fi发射器在2.4和5 GHz频段这种很小的带宽就足够研究人员的使用。甚至可以使用蓝牙和手机信号。这些设备的波长对应于几厘米的空间分辨率。

“不是用一个移动的天线,一个点一个点地进行测量,你可以采用更大的天线数量来获取视频图像的频率,”Philipp Holl说,他进行了具体的实验过程。“未来Wi-Fi的频率,如提出的60 GHz IEEE 802.11标准将允许分辨率下降到毫米范围内。”

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展望未来

众所周知的光学方法的图像处理也可以被部署在Wi-Fi全息成像技术上:一个例子是用于显微镜暗视野的方法,从而提高了弱衍射结构的识别。另一个过程是白光全息,研究人员利用剩余的小带宽的Wi-Fi发射机,以消除噪声散射辐射。

处理微波全息图的概念,如光学图像,使微波图像与相机图像相结合。从微波图像中提取的附加信息可以嵌入到智能手机的摄像机图像中,例如跟踪附加到丢失项目的无线标签。

但科学家们觉着这项技术正处于技术发展的初期。例如,缺乏对特定材料透明度的研究。这方面的知识将有利于发展的油漆或墙纸半透明的微波隐私保护,而透明材料可以部署在工厂大厅,实现零件的跟踪。

研究人员希望,这项技术的进一步发展将有助于在雪崩或倒塌的建筑物下重建遇难者位置信息。而传统的方法只能让受害者点定位、全息信号处理可以实现破坏结构的空间表示,允许紧急救援人员避开废墟中的重物而利用废墟的空间系统迅速直接地救援受害者。

   来源:实验帮

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