Dálkové 3D zobrazování dosáhlo hranice jednoho kilometru

Vědci vyvinuli kamerový systém napájený laserem, který zaznamenává 3D obrazy objektů ve vysokém rozlišení ze vzdálenosti až jednoho kilometru (3000 stop).

Tento proces se jmenuje Time-of-Flight (ToF) hloubkové zobrazování na základě času, který je zapotřebí k tomu, aby se světlo emitované laserem vrátilo zpět ke svému zdroji po odrazu od fotografovaného objektu.

Vědci testovali kameru na sobě ze vzdálenosti 910 metrů. Díky dlouhé vlnové délce laseru je bezpečný pro oči.

Dosud byl 3D zobrazovací dosah na velké vzdálenosti velmi omezený

Zde použitá technologie je podobná radaru, ale místo mikrovln využívá místo světla. Při mapování objektů nebo scén ve 3D vědci promítají laserový paprsek a měří, jak dlouho trvá návrat světla.

ToF hloubkové zobrazování již existuje používané v systémech strojového vidění a navigačních systémech pro autonomní vozidla.

Dosud byl pokrytý rozsah relativně krátký. Zařízení ToF také měla potíže s mnoha povrchy, které neodrážejí správně infračervené světlo.

Vědci ze skotského Edinburgu se nedávno zabývali těmito nedostatky a o svých výsledcích informovali v mezinárodním časopise Optical Society Optics Express.

Přesnost v milimetrovém měřítku na dlouhé vzdálenosti

Vedený Geraldem Bullerem, profesorem na univerzitě Heriot-Watt v Edinburghu, se týmu vědců podařilo zaznamenat detailní 3D obrazy objektů ve vysokém rozlišení až z kilometrů daleko.

Jejich kamerový systém rychle zametá laserové paprsky s nízkým výkonem, na velké vzdálenosti. Poté zachycuje vracející se světlo a vykresluje dobu letu každého jednotlivého fotonu na matici po jednotlivých pixelech.

Na rozdíl od minulých hloubkových zobrazovacích strojů tento používá delší vlnové délky laseru (kolem 1560 nanometrů), které povolit záznam vyššího rozsahu textur, jako oděvní výrobky.

Tyto delší vlnové délky, více než 1550 nanometrů, mají lepší útlum atmosféry, což znamená, že cestují rychleji a jejich signál je snáze detekovatelný a vyniká nad úrovní slunečního šumu. Oba tyto faktory přispívají k rozšířenému dosahu až jednoho kilometru.

Dalším pozitivním aspektem této vlnové délky je, že je bezpečné pro oči, pokud se používá při nízkém výkonu.

I když dokáže rozlišit oblečení, fotoaparát ještě nedokáže zpracovat lidské tváře, protože pokožka snadno absorbuje světlo. Reflexní vlastnosti pokožky se však při pocení zlepšují.

Kromě případné identifikace obličeje lze kamerový systém použít pro navigaci v obtížných podmínkách viditelnosti, nebo jak navrhuje Gerald Buller, pro skenování zdraví vegetace z letadel, posouzení potenciálních rizik, měřením geologických změn nebo zlepšením mapování oceánů.