La imatge 3D de llarga distància ha assolit un quilòmetre

Els investigadors han desenvolupat un sistema de càmeres alimentat amb làser que registra imatges 3D d’objectes en alta resolució, des d’un quilòmetre (3000 peus) de distància.

El procés s’anomena imatge en profunditat Time-of-Flight (ToF), en funció del temps que triga la llum emesa per un làser a tornar a la seva font, després de rebotar contra l’objecte fotografiat.

Els investigadors van provar la càmera sobre si mateixos, des d’una distància de 910 metres. La llarga longitud d'ona del làser el fa segur per als ulls.

Fins ara, el rang d'imatges 3D de llarga distància era molt limitat

La tecnologia aplicada aquí és similar a la del radar, però fa ús de la llum en lloc de les microones. Per cartografiar objectes o escenes en 3D, els científics projecten un feix làser i mesuren quant triga la llum a tornar.

La imatge en profunditat de ToF ja està sent aplicat en sistemes de visió artificial i navegació per a vehicles autònoms.

Fins ara, però, l'abast cobert era relativament curt. A més, els dispositius ToF tenien problemes amb moltes superfícies que no reflecteixen correctament la llum infraroja.

Científics d’Edimburg (Escòcia) han tractat recentment aquestes deficiències i han informat dels seus resultats a la revista internacional Optics Express de la Optical Society.

Precisió d’escala mil·limètrica a llargues distàncies

Liderat per Gerald Buller, professor de la Universitat Heriot-Watt d’Edimburg, un equip d’investigadors ha aconseguit enregistrar imatges detallades en alta resolució d’objectes en 3D, fins a un quilòmetre de distància.

El seu sistema de càmeres escombra ràpidament feixos làser de poca potència, a llargues distàncies. A continuació, capta la llum que torna i representa el temps d’anada i tornada de cada fotó individual en una matriu, píxel per píxel.

A diferència de les màquines d'imatges de profunditat passades, aquesta utilitza longituds d'ona més grans de làser (al voltant de 1560 nanòmetres), que permet enregistrar un rang més alt de textures, com articles de roba.

Aquestes longituds d'ona més llargues, superiors a 1550 nanòmetres, tenen una millor atenuació de l'atmosfera, cosa que significa que viatgen més ràpidament i que el seu senyal és més fàcil de detectar, destacant-se del nivell de soroll solar. Aquests dos factors contribueixen a un abast augmentat de fins a un quilòmetre.

Un altre aspecte positiu d’aquesta longitud d’ona és que és segur per als ulls, si s’utilitza a poca potència.

Tot i que pot distingir la roba, la càmera encara no pot processar rostres humans, ja que la pell absorbeix la llum fàcilment. Tanmateix, les característiques reflectants de la pell milloren quan es transpira.

A més de la identificació de la cara, el sistema de càmeres es pot utilitzar per navegar en condicions de visibilitat difícils o, com suggereix Gerald Buller, escanejant la salut de la vegetació des d’avions, avaluació de possibles perills, mesurant els canvis geològics o millorant la cartografia dels oceans.