新型深度感應(yīng)3D相機(jī)速度和分辨率創(chuàng)紀(jì)錄

通過與器材大廠佳能（Canon）的最新合作，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的科學(xué)家門，已經(jīng)成功開發(fā)出了一款能夠以破紀(jì)錄的速度和分辨率拍攝 3D 圖像的相機(jī)。據(jù)悉，研究人員們展示了一款新型的深度感應(yīng) 3D 相機(jī)，其能夠以百萬像素的分辨率和 24000 fps 的幀率來檢測(cè)單個(gè)光子。

（圖自：EPFL）

在兩方面都創(chuàng)下新高的同時(shí)，新技術(shù)還有望為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的下一代視覺識(shí)別系統(tǒng)提供支撐。

項(xiàng)目首席研究員、EPFL 高級(jí)量子建筑實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人 Edoardo Charbon 教授表示：

這臺(tái) MegaX 相機(jī)由 EPFL 與佳能研究團(tuán)隊(duì)共同設(shè)計(jì)，匯聚了他們?cè)趩喂庾友┍?a target="_blank">二極管（SPAD）上投入的持續(xù)超過 15 年的研究結(jié)晶。

作為下一代圖像傳感器技術(shù)中使用的光電探測(cè)器的核心，SPAD 利用高壓將電子加速道高速，因此而產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，使得傳感器能夠檢測(cè)出最小的光量子。

足夠高的動(dòng)能，還可使附近的電子自由晃動(dòng)，意味著觸發(fā)單個(gè)電子釋放的單個(gè)光子可以呈指數(shù)地滾落道可讀信號(hào)中。

首臺(tái)百萬像素級(jí) SPAD 光感 3D 相機(jī)細(xì)節(jié)示意圖（viaEurekAlert）

對(duì)于激光雷達(dá)（LiDAR）、PET 掃描儀和飛行時(shí)間（ToF）等 3D 傳感器來說，其能夠接收目標(biāo)反射回來的激光、測(cè)量往返所需的時(shí)間，以繪制出物體在三維世界里的地圖。

通常這類傳感器的分辨第都極低，少至單像素、多不超過 1000 個(gè)像素陣列，意味著必須水平、垂直（或同時(shí)）掃描較大的對(duì)象，以及在掃描的準(zhǔn)度、精度、或幀率上做出妥協(xié)。

好消息是，新設(shè)備在各方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。EPFL 稱其每秒可拍攝 24000 幀畫面，換算后的數(shù)據(jù)速率為 25GB/s 。

MegaX 極其靈敏，能夠檢測(cè)單個(gè)光子，提供前所未有的動(dòng)態(tài)范圍，快門時(shí)間不到十億分之四納秒（短至 3.8ns）。

此外該相機(jī)可完成其它傳感器無法實(shí)現(xiàn)的工作，比如通過部分透明的玻璃、獲得有關(guān)目標(biāo)物體較好的深度讀數(shù)等。

有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《光學(xué)》（Optica）上。