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Lasertechnik: Kamera kann um die Ecke blicken

Steht jemand hinter dieser Ecke? Eine neue Lasertechnik weiß die Antwort. Die Kamera ist so schnell, dass sie sogar anzeigt, ob sich ein Objekt bewegt.
Kamera blickt um die EckeLaden...

Mit einer neu entwickelten Kamera kann man um die Ecke blicken – und sogar noch erkennen, ob sich ein dahinter verborgenes Objekt bewegt. Möglich machen es ein Laser, der ultrakurze Impulse aussendet, und eine hochempfindliche Spezialkamera, die das reflektierte Licht auffängt. Aus der Dauer, die das Licht unterwegs ist, lässt sich die Position der versteckten Gegenstände berechnen.

Ein Team um Genevieve Gariepy und Daniele Faccio von der Heriot-Watt University in Edinburgh hat sich das Verfahren ausgedacht und erfolgreich getestet – allerdings beschreiben die Erfinder bislang nur Labortests unter kontrollierten Bedingungen. Ob die Technik alltagstauglich ist, wie sie erklären, muss sich erst noch zeigen. Die Kamera könnte ihrer Meinung nach zum Beispiel Autofahrer vor Hindernissen in einem nicht einsehbaren Bereich warnen.

© Daniele Faccio & HeeHaw for Heriot-Watt University
So funktioniert der Blick um die Ecke

Um hinter die Ecke zu schauen, spielen die Forscher sozusagen zweimal über Bande: Sie senden Lichtteilchen auf eine Stelle auf dem Boden, von wo diese in den nicht einsehbaren Bereich hinter der Ecke reflektiert werden. Treffen die Teilchen auf einen verborgenen Gegenstand, werden sie zurückgeworfen und zum zweiten Mal auf dem Erdboden reflektiert; von dort aus treffen sie auf den Sensor der so genannten SPAD-Kamera (single-photon avalanche diode camera). Diese ist empfindlich genug, um auf Pikosekunden genau den Zeitpunkt zu bestimmen, an denen die einzelnen Photonen im Sensor eintreffen. Aus der Differenz in der Laufzeit lassen sich wie bei Laserdistanzmessungen mit LIDAR die Entfernungen zu Gegenständen hinter der Ecke bestimmen.

Die Technik sei mit bis zu einer Messung pro Sekunde schnell genug, um die Bewegungen eines Gegenstands hinter der Ecke zu verfolgen. Dazu nehmen die Forscher mehrere Messungen vor, zwischen denen sie das eigentliche Zielobjekt (im Test ein Kunststoffmännchen von 30 Zentimeter Höhe) verschieben. Die jeweils gleich bleibenden Anteile – die auf den Hintergrund zurückgehen – ziehen sie ab und erhalten so die Position des verborgenen Objekts. Dessen dreidimensionale Gestalt können sie allerdings noch nicht abbilden.

Gariepy, Faccio und Kollegen sind zuversichtlich, die Reichweite ihres Blicks um die Ecke auf mehrere Meter ausdehnen zu können. Das Problem dabei ist, dass mit wachsender Distanz die Intensität des zurückgeworfenen Lichts immer schwächer wird. Sofern gleichzeitig das Ziel größer wird, sollten sich den Überlegungen des Teams zufolge noch in bis zu zehn Metern Entfernung verborgene Objekte ausmachen lassen.

49/2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 49/2015

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