Pika vahemaa 3D-pildistamine on jõudnud ühe kilomeetri piirini

Teadlased on välja töötanud laseriga kaamerasüsteemi, mis salvestab objektidest kõrge eraldusvõimega 3D-pilte kuni kilomeetri (3000 jala) kaugusele.

Protsessi nimi on lennuaja sügavuskujutis (Time-of-Flight - ToF), mis põhineb ajakulul, mis kulub laseri kiiratud valguse tagasipöördumiseks oma allika juurde pärast seda, kui ta on pildistatud objektilt tagasi põrganud.

Teadlased katsetasid kaamerat enda peal, 910 meetri kauguselt. Laseri pikk lainepikkus muudab selle silmadele ohutuks.

Siiani oli 3D-pildistamise kaugus väga piiratud

Siin kasutatav tehnoloogia sarnaneb radariga, kuid kasutab mikrolainete asemel valgust. Objektide või stseenide 3D-kaardistamiseks projitseerivad teadlased laserkiire ja mõõdavad, kui kaua kulub valguse tagasitulekuks.

ToF-i sügavat pildistamist juba tehakse mida kasutatakse autonoomsete sõidukite masinnägemis- ja navigatsioonisüsteemides.

Siiani oli läbitud vahemik suhteliselt lühike. Samuti oli ToF-seadmetel probleeme paljude pindadega, mis ei peegelda korralikult infrapunavalgust.

Šotimaa Edinburgi teadlased on hiljuti nende puudustega tegelenud ja teatanud nende tulemustest Optical Society rahvusvahelises ajakirjas Optics Express.

Millimeetri skaala täpsus pikkadel vahemaadel

Edinburghi Heriot-Watti ülikooli professori Gerald Bulleri eestvedamisel on teadlaste meeskond suutnud kuni kilomeetri kaugusele salvestada objektidest üksikasjalikud kõrge eraldusvõimega 3D-pildid.

Nende kaamerasüsteem pühib kiiresti väikese võimsusega laserkiired, pikki vahemaid. Seejärel haarab see tagasipöörduva valguse ja joonistab iga üksiku footoni edasi-tagasi aja maatriksile pikslite kaupa.

Erinevalt varasematest sügavuskujutiste masinatest kasutab see pikemat laseri lainepikkust (umbes 1560 nanomeetrit), mis lubage suurema tekstuurivahemiku salvestaminenagu rõivaesemed.

Nendel pikematel lainepikkustel, üle 1550 nanomeetri, on atmosfääri parem sumbumine, mis tähendab, et nad liiguvad kiiremini ja nende signaali on lihtsam tuvastada, eristudes päikesemüra tasemest. Mõlemad tegurid aitavad kaasa kuni kilomeetri pikkusele laienemisele.

Selle lainepikkuse teine ​​positiivne aspekt on see, et see on silmadele ohutu, kui seda kasutatakse vähese võimsusega.

Kuigi see suudab riideid eristada, ei suuda kaamera veel inimese nägusid töödelda, kuna nahk neelab valgust kergesti. Naha peegeldavad omadused paranevad siiski higistades.

Lisaks näo tuvastamisele saab kaamerasüsteemi kasutada rasketes nähtavustingimustes liikumiseks või nagu Gerald Buller soovitab, taimestiku tervise skaneerimiseks lennukitest, võimalike ohtude hindamine, mõõtes geoloogilisi muutusi või parandades ookeanide kaardistamist.