En vy av en mikrovågsskanning av Duke -logotypen tagen genom en vägg före och efter att snedvridningar har tagits bort. Genom att ta hänsyn till de typer av snedvridningar som vanligtvis skapas av platt, enhetliga väggar, den nya algoritmen möjliggör bättre skanningar utan att behöva veta vad väggen är gjord av i förväg. Upphovsman:Daniel Marks, Duke University
Forskare vid Duke University har tagit fram ett sätt att se igenom väggar med hjälp av ett smalt band av mikrovågsfrekvenser utan någon förhandskunskap om vad väggarna är gjorda av. Förutom att ha uppenbara applikationer inom säkerhetsområdet, tillvägagångssättet kan leda till billiga anordningar för att hjälpa byggnadsarbetare att enkelt hitta ledningar, rör och ledningar.
Studien publicerades i tidskriften Optica den 5 december 2017.
"De flesta tekniker som kan se igenom väggar använder ett brett spektrum av frekvenser, vilket gör dem dyra, "sa Daniel Marks, docent i elektroteknik och datateknik vid Duke. "De har inte heller någon bra upplösning. Så även om de kan vara bra för att se en person som rör sig på andra sidan en vägg, de är fruktansvärda för att hitta tunna ledningar eller ledningar. "
Nuvarande tillvägagångssätt är också vanligtvis beroende av att veta vilket material väggen är gjord av innan du försöker se igenom den. Detta gör att programvaran kan förutsäga hur väggen kommer att påverka avsökningsvågorna så att den kan skilja ekon och distorsioner från de fasta föremål som söks.
I det nya papperet Marks och hans kollegor David R. Smith, James B. Duke professor i el- och datateknik, och Okan Yurduseven, en postdoktor i el- och datateknik vid Duke, dra nytta av en väggs symmetri istället.
Eftersom väggar i allmänhet är plana och enhetliga i alla riktningar, de förvränger vågor på ett symmetriskt sätt. Den nyligen beskrivna tekniken använder denna symmetri till sin fördel.
En vy av en mikrovågsskanning av en typisk vägginredning före och efter störningar har tagits bort. Genom att ta hänsyn till de typer av snedvridningar som vanligtvis skapas av platt, enhetliga väggar, den nya algoritmen möjliggör bättre skanningar utan att behöva veta vad väggen är gjord av i förväg. Upphovsman:Daniel Marks, Duke University
"Vi skrev en algoritm som separerar data i delar - en som visar cirkulär symmetri och en annan som inte gör det, "förklarade Yurduseven." Data som inte har någon symmetri är vad vi försöker se. "
Tekniken använder endast en enda frekvens för att skanna eftersom den minskar antalet interferensmönster som skapas av väggen och enkelfrekventa sändare är mycket billigare än bredbandssändare. Att hålla sig till ett smalt område innebär också att en framtida enhet skulle vara lättare att rensa med Federal Communications Commission (FCC), eftersom det skulle vara lätt att undvika att störa mikrovågsfrekvenser avsedda för annan teknik, som Wifi, mobiltelefontjänst och Bluetooth.
Forskarna byggde en prototypenhet för att se hur bra det skulle fungera. I deras laboratorium, de konstruerade ett par olika slags väggar och placerade sedan föremål bakom dem som en arbetare kanske vill hitta, som dubbar, elektriska ledningar, ledningar och kopplingsdosor.
Tittar på rådata efter skanning genom gipsskivor, det är svårt att komma på något annat än en kopplingsdosa av metall, som är 4 tum bred och 2 tum tjock. Men efter att ha analyserat data och tagit bort de symmetriska mönstren, bilderna tydligt avsevärt, och varje enskild komponent känns lätt igen.
"Vi tänker oss att kombinera denna teknik med ett maskinsyn -system som någon kan flytta över en vägg för att se vad som finns inuti, "sade Marks." Vi tror att teknologin har prispoängen och känsligheten för att påverka marknaden. "
