擦亮光学成像装置的智能眼睛

  日前,南京航空航天大学潘时龙教授课题组与中国电子科技集团第14研究所智能感知实验室联合研制出宽带微波光子成像雷达,成功地突破了微波成像的难题,在国际上首次通过实验论证了微波频段的小目标实时高精度视频成像。

  长期以来,光学成像装置是自动驾驶汽车、无人机、自主机器人等智能装置的眼睛,但一般难以在大雾、下雨、雾霾、黑夜等恶劣天气或黑夜工作,也无法辨别阴影中的运动目标。微波成像虽然可以全天候工作且具有穿透能力,但面临着成像精度差、处理速度慢以及实时性差等关键挑战,难以在民用产品中广泛应用。

  该样机采用微波光子信号产生技术,产生高线性度的宽带线性调频信号,信号瞬时带宽覆盖整个K波段,时宽带宽积超过40000;并采用了微波光子信号处理技术对宽带雷达回波信号进行实时信号处理。由于应用了光子学预处理方法,信号处理所需的运算量呈数量级地下降,因此,研究人员不仅利用低成本信号处理机就成功提取了回波信号中的图像信息(成像分辨率优于1.8cm),还实现了较快的图像帧率,从而让人们可以以视频的方式高精度地观测运动目标。

  据介绍,除了在自动驾驶汽车、无人机和自主机器人等智能装置中具有广泛的应用前景,高精度实时视频微波成像还对复杂环境中反恐作战的单兵、战车和直升机等领域也具有极其重要的意义。