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感測器/MEMS  

地表下3D成像技術成功探測地雷

上網時間: 2015年07月21日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:電容響應  平面磁感應  斷層攝影  地雷  3D 

英國巴斯大學(University of Bath)的研究人員利用基於電容響應平面磁感應的雙重斷層攝影技術,可望開發出能夠探測地雷的全新3D攝影系統。

由該校工程斷層攝影實驗室(ETL)教授Manuchehr Soleimani所主導的GBP 100,000三年期研究計劃,目的在於提供一種能在深達10公分地底的多變地形中,為單個爆炸裝置區別塑料影像與金屬影像的技術。

Soleimani的實驗室參與由英國工程暨物理科學研究委員會(EPSRC)舉辦的一項競賽,贏得了Bobby Charlton爵士慈善團體Find A Better Way (FABW)的資金贊助。

儘管像雷達或金屬探測器等「透地雷達」探測技術可能更成熟,但為了增加經濟效益以及易於隱藏,製造商在製造具人員殺傷力的地雷時已經改用塑料以取代金屬,使得地雷探測過程越來越困難。


研究人員利用3D電容/電感攝影技術,進行探測地雷的研究
(來源:University of Bath)

因此,目前需要能探測金屬以外的材料。這一直是Dr. Soleimani最近發表的「電力與電磁斷層影像與立體影像建構」關注重點。在「平面陣列3D電容斷層攝影」與「3D近表面下成像的平面磁感應斷層攝影」這兩份研究報告中,Soleimani展示可觀的成果,他表示可望用於設計先進多模態電容/電感攝影新技術。

針對電容斷層攝影(ECT)部份,Soleimani的研究團隊利用一組佈置在4x3矩陣陣列(總面積約250x250mm,厚度為4mm)上的12個銅電極,以及一個12通道的電容測量儀器,拍攝放置在感測器陣列前方物件的介電常數特性。研究人員能夠以僅超過感測器陣列長度一半的深度拍攝電介質固體影像。

而在磁感應斷層攝影(MIT)部份,感應線圈以及渦流則被用於3D映射探測物件的被動電磁特性。在此的感測器以與軸心垂直的圓形方式放置。根據序列線圈激勵和響應分析,重新建構3D影像。

「我們正在尋找整合這兩種感測器類型的方法,利用正申請中的專利技術,讓我們能從一種感測器類型中取得3D影??像訊息,並從另一感測器取得提示資訊,從而完成畫面,」Soleimani表示。

「我們的想法是在整個頻率範圍中同時使用成像技術,並取得被成像物質的光譜分析戳記,」他說。

「實際上,我們可以打造一系列的材料戳記資料庫,讓電介質材料埋層影像能夠產生精確的組合。根據其形狀與組合物,這可用於關聯已知地雷的搭配分佈表,從而加速查找確認過程,」他解釋。

不過,研究人員還需要進一步的研究,才能分析周遭可能埋設地雷的地面特性,讓感測器能夠更有效地區別爆炸物。Soleimani對此相當樂觀,他表示,研究人員們已經利用粗略模型取得了很人振奮的結果。

此外,研究人員還必須在感測器陣列大小、複雜度與成像速度之間,取得權衡折衷。也許有人想要在一次掃描中涵蓋相當大的區域,那可能得採用安裝在火星機器手臂上的感測器陣列吧!

編譯:Susan Hong

(參考原文:3D sub-surface imaging tackles landmine detection,by Julien Happich)





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