新加坡研究人员研发新型光场传感器可助力自动驾驶汽车

12 05月 2023

2023-05-12 10:05

据外媒报道，新加坡国立大学（NUS）理学院的一个研究团队在化学系教授Liu Xiaogang的领导下，研发了一款具有极高角分辨率的3D成像传感器，其作为一种光学仪器，能够分辨物体上被角距离小至0.0018o隔开的点。此种创新传感器采用独特的角度颜色转换原理，能够探测X射线至可见光光谱范围内的3D光场。

Liu Xiaogang教授（右）与Yi Luying博士（左）（图片来源：新加坡国立大学）

光场包含光线的组合强度与方向，人眼可以对其进行处理，以精确地探测物体之间的空间关系。不过，传统的光传感器技术效率较低。例如，大多数摄像头只能产生二维图像，对于普通摄影而言足够，但对于虚拟现实、自动驾驶汽车和生物成像等更高级的应用来说还不够。此类应用都需要精确构建特定空间的3D场景。

例如，自动驾驶汽车可以利用光场感知查看街道，以更精确地评估道路危险，从而相应地调整车速。光场传感还能够让外科医生准确地对病人不同深度的解剖结构进行成像，让他们能够做出更精确的手术切口，更好地评估病人的受伤风险。

Liu教授解释：“目前，光场探测器采用透镜阵列或光子晶体从许多不同角度获取同一个空间的多个图像。然而，将此类元素集成至半导体中十分复杂且昂贵。传统的技术只能探测到紫外线至可见光波长范围内的光场，限制其应用于X射线传感中。”

此外，与透镜阵列等其他光场传感器相比，NUS团队的光场传感器的角度测量范围更大，超60度，具有高角度分辨率（对于较小的传感器而言，分辨率可能低于0.015度），以及更宽的光谱响应范围（0.002nm至550nm之间）。此类规格让该款新型传感器能够以更高的深度分辨率捕捉3D图像。