L'imagerie 3D longue distance a atteint un kilomètre

Les chercheurs ont développé un système de caméra alimenté par laser qui enregistre des images 3D haute résolution d'objets, jusqu'à un kilomètre (3000 pieds) de distance.

Le processus est appelé imagerie de profondeur Time-of-Flight (ToF), basé sur le temps nécessaire à la lumière émise par un laser pour revenir à sa source, après avoir rebondi sur l'objet photographié.

Les chercheurs ont testé la caméra sur eux-mêmes, à une distance de 910 mètres. La longue longueur d'onde du laser le rend sans danger pour les yeux.

Jusqu'à présent, la portée de l'imagerie 3D longue distance était très limitée

La technologie appliquée ici est similaire au radar, mais utilise la lumière au lieu des micro-ondes. Pour cartographier des objets ou des scènes en 3D, les scientifiques projettent un faisceau laser et mesurent le temps nécessaire au retour de la lumière.

L'imagerie en profondeur ToF est déjà en cours appliqué dans les systèmes de vision industrielle et de navigation pour véhicules autonomes.

Jusqu'à présent cependant, la fourchette couverte était relativement courte. En outre, les appareils ToF avaient des problèmes avec de nombreuses surfaces qui ne reflètent pas correctement la lumière infrarouge.

Des scientifiques d'Edimbourg, en Écosse, ont récemment traité de ces lacunes et ont publié leurs résultats dans la revue internationale de l'Optical Society, Optics Express.

Précision à l'échelle millimétrique sur de longues distances

Dirigée par Gerald Buller, professeur à l'Université Heriot-Watt d'Édimbourg, une équipe de chercheurs a réussi à enregistrer des images 3D détaillées à haute résolution d'objets, jusqu'à un kilomètre de distance.

Leur système de caméra balaie rapidement faisceaux laser de faible puissance, sur de longues distances. Il capture ensuite la lumière de retour et trace le temps d'aller-retour de chaque photon individuel sur une matrice, pixel par pixel.

Contrairement aux anciennes machines d'imagerie en profondeur, celle-ci utilise des longueurs d'onde de laser plus longues (environ 1560 nanomètres), qui activer l'enregistrement d'une plus grande gamme de textures, comme les vêtements.

Ces longueurs d'onde plus longues, de plus de 1550 nanomètres, ont une meilleure atténuation de l'atmosphère, ce qui signifie qu'elles voyagent plus rapidement, et leur signal est plus facile à détecter, se démarquant du niveau de bruit solaire. Ces deux facteurs contribuent à l'augmentation de la portée allant jusqu'à un kilomètre.

Un autre aspect positif de cette longueur d'onde est qu'elle est sans danger pour les yeux, si utilisé à faible puissance.

Même s'il peut distinguer les vêtements, l'appareil photo ne peut pas encore traiter les visages humains, car la peau absorbe facilement la lumière. Cependant, les caractéristiques réfléchissantes de la peau s'améliorent en cas de transpiration.

Outre l'identification éventuelle du visage, le système de caméra peut être utilisé pour la navigation dans des conditions de visibilité difficiles, ou comme le suggère Gerald Buller, pour scanner la santé de la végétation depuis les avions, évaluer les dangers potentiels, en mesurant les changements géologiques ou en améliorant la cartographie des océans.