Die 3D-Fernbildgebung hat eine Kilometermarke erreicht

Forscher haben ein laserbetriebenes Kamerasystem entwickelt, das hochauflösende 3D-Bilder von Objekten aus einer Entfernung von bis zu einem Kilometer aufzeichnet.

Der Prozess wird als ToF-Tiefenabbildung (Time-of-Flight) bezeichnet, basierend auf der Zeit, die das von einem Laser emittierte Licht benötigt, um nach dem Abprallen vom fotografierten Objekt zu seiner Quelle zurückzukehren.

Die Forscher testeten die Kamera aus einer Entfernung von 910 Metern an sich selbst. Die lange Wellenlänge des Lasers macht ihn sicher für die Augen.

Bisher war der 3D-Fernabbildungsbereich sehr begrenzt

Die hier angewandte Technologie ähnelt Radar, verwendet jedoch Licht anstelle von Mikrowellen. Um Objekte oder Szenen in 3D abzubilden, projizieren Wissenschaftler einen Laserstrahl und messen, wie lange es dauert, bis das Licht zurückkehrt.

ToF-Tiefenabbildung ist bereits vorhanden Anwendung in Bildverarbeitungs- und Navigationssystemen für autonome Fahrzeuge.

Bisher war die Reichweite jedoch relativ kurz. Außerdem hatten ToF-Geräte Probleme mit vielen Oberflächen, die Infrarotlicht nicht richtig reflektieren.

Wissenschaftler aus Edinburg, Schottland, haben sich kürzlich mit diesen Mängeln befasst und ihre Ergebnisse in der internationalen Zeitschrift Optics Express der Optical Society veröffentlicht.

Millimeter-Genauigkeit über große Entfernungen

Unter der Leitung von Gerald Buller, Professor an der Heriot-Watt-Universität in Edinburgh, ist es einem Forscherteam gelungen, detaillierte hochauflösende 3D-Bilder von Objekten aus einer Entfernung von bis zu einem Kilometer aufzunehmen.

Ihr Kamerasystem fegt schnell Laserstrahlen mit geringer Leistung, über lange Distanzen. Anschließend wird das zurückkehrende Licht erfasst und die Umlaufzeit jedes einzelnen Photons pixelweise auf einer Matrix aufgezeichnet.

Im Gegensatz zu früheren Tiefenabbildungsgeräten werden bei diesem Laser längere Wellenlängen (ca. 1560 Nanometer) verwendet Aktivieren Sie die Aufnahme eines größeren Bereichs von Texturenwie Kleidungsstücke.

Diese längeren Wellenlängen von über 1550 Nanometern haben eine bessere Dämpfung der Atmosphäre, was bedeutet, dass sie sich schneller fortbewegen und ihr Signal leichter zu erkennen ist und sich vom solaren Rauschpegel abhebt. Beide Faktoren tragen zur erweiterten Reichweite von bis zu einem Kilometer bei.

Ein weiterer positiver Aspekt dieser Wellenlänge ist, dass es ist sicher für die Augen, wenn bei geringer Leistung verwendet.

Obwohl es Kleidung unterscheiden kann, kann die Kamera menschliche Gesichter noch nicht verarbeiten, da die Haut leicht Licht absorbiert. Die Reflexionseigenschaften der Haut verbessern sich jedoch beim Schwitzen.

Neben der eventuellen Gesichtserkennung kann das Kamerasystem zum Navigieren unter schwierigen Sichtbedingungen oder, wie Gerald Buller vorschlägt, zum Scannen der Vegetationsgesundheit von Flugzeugen aus verwendet werden. Einschätzung potenzieller Gefahren, durch Messung geologischer Veränderungen oder Verbesserung der Kartierung von Ozeanen.