使用激光传感器检测移动车辆中的物体

使用传感器检测移动车辆中的物体

密西西比大学的一个团队开发的一种基于激光的新型传感器，即使探测器处于运动状态，也能探测到埋藏的物体。这种名为 "激光多束差分干涉传感器"(LAMBDIS)的新设备，具有与激光多普勒振动计(LDV)相媲美的探测能力，但对运动的敏感度较低，可以在移动的车辆上使用。

LAMBDIS使用30个激光束的线性阵列，直接对准被探测的区域。接收器透镜和剪切干涉仪用于在光电探测器上组合从地面上不同点反射的光阵列（PDA），在PDA输出上产生干扰信号。由于多普勒效应，信号的频率与照明点之间的振动速度成正比。PDA信号的处理揭示了表面上照明点之间的振动。

研究人员Vyacheslav Aranchuk说：“与LDV不同，LAMBDIS不使用内部参考光束，而是通过利用从物体上不同点反射的光的干涉来检测多普勒频移。” 由于缺少参考光束，由传感器运动引起的多普勒频率实际上对于所有反射光束都是相同的，并且会自动从干扰信号中减去。结果，LAMBDIS对传感器本身的运动具有非常低的灵敏度，而对物体上各点之间的相对振动则具有很高的灵敏度。”

这是使用LAMBDIS对掩埋物体进行的振动成像。由密西西比大学V. Aranchuk提供。

在实验室和现场测试中，LAMBDIS能够检测到距离7.5米至20米的掩埋物体以及每秒3.8米（约8.5英里）的车辆行驶速度。这些结果与稳定性与平台安装的LDV相当。研究人员用航空声源和地震声源以及不同的扫描角度测试了该设备，这表明该设备可以在各种现实条件下提供准确的结果。

除探测地雷外，LDV还用于检查汽车和飞机部件。评估桥梁和结构的振动；校准设备和学习材料；以及在牙科和生物医学领域的应用。如果环境噪声或移动阻碍了将LDV设备用于这些应用，则可以使用LAMBDIS。

阿兰丘克说：“隐藏在快速进行中的车辆中的地雷对安全构成了严峻的挑战。” “我们的新设备通过使用一系列激光束，然后组合其信号以创建快速检测方案来克服这一挑战，该方案也足够可靠稳定，可以突破其他技术无法在运动条件下和较大噪声环境下的使用限制。LAMBDIS可对振动场进行高灵敏度的测量，而对物体或传感器本身的整个身体运动的灵敏度较低，从而可以在移动的车辆上进行操作。”这项研究将在9月29日举行的OSA激光大会和展览上进行。2019年3月3日，维也纳。