A nagy távolságú 3D képalkotás elérte az egy kilométeres határt

A kutatók kifejlesztettek egy lézerrel működő kamerarendszert, amely nagy felbontású 3D-s képeket rögzít a tárgyakról, akár egy kilométerre is.

A folyamat elnevezése a repülés ideje (ToF) mélység képalkotása, annak az időnek az alapján, amelyre a lézer által kibocsátott fény visszamegy a forráshoz, miután lepattant a lefényképezett tárgyról.

A kutatók maguk tesztelték a kamerát, 910 méteres távolságból. A lézer hosszú hullámhossza biztonságossá teszi a szemet.

Eddig a nagy távolságú 3D képalkotási tartomány nagyon korlátozott volt

Az itt alkalmazott technológia hasonló a radarhoz, de mikrohullámok helyett fényt használ. Tárgyak vagy jelenetek 3D-ben történő feltérképezéséhez a tudósok egy lézersugarat vetítenek, és megmérik, mennyi időbe telik a fény visszatérése.

A ToF mélységi képalkotása már folyamatban van alkalmazzák az önálló járművek géplátási és navigációs rendszereiben.

Eddig azonban a lefedett tartomány viszonylag rövid volt. A ToF-eszközöknek sok olyan felülettel is gondjaik voltak, amelyek nem tükrözik megfelelően az infravörös fényt.

A skóciai Edinburg tudósai nemrég foglalkoztak ezekkel a hiányosságokkal, és eredményeikről az Optical Society nemzetközi folyóiratában, az Optics Express-ben számoltak be.

Milliméteres pontosság nagy távolságokon

Gerald Buller, az edinburgh-i Heriot-Watt Egyetem professzora vezetésével egy kutatócsoportnak sikerült részletes, nagy felbontású 3D-s képeket rögzítenie tárgyakról, akár egy kilométerre is.

Kamerarendszerük gyorsan söpör alacsony teljesítményű lézersugarak, nagy távolságokra. Ezután rögzíti a visszatérő fényt, és az egyes fotonok oda-vissza idejét ábrázolja képpontonként egy mátrixon.

A korábbi mélységű képalkotó gépekkel szemben ez hosszabb hullámhosszú lézert használ (kb. 1560 nanométer), ami lehetővé teszi a textúrák nagyobb tartományának rögzítését, mint a ruházati cikkek.

Ezeknek a hosszabb, több mint 1550 nanométeres hullámhosszaknak jobb az atmoszférájának csillapítása, ami azt jelenti, hogy gyorsabban haladnak, és jelüket könnyebben észlelhetik, kiemelkedve a nap zajszintjétől. Mindkét tényező hozzájárul a megnövelt, akár egy kilométeres hatótávolsághoz.

Ennek a hullámhossznak egy másik pozitív aspektusa, hogy igen biztonságos a szem számára, ha kis teljesítmény mellett használják.

Annak ellenére, hogy meg tudja különböztetni a ruhákat, a kamera még nem tudja feldolgozni az emberi arcokat, annak a ténynek köszönhetően, hogy a bőr könnyen elnyeli a fényt. A bőr fényvisszaverő tulajdonságai azonban izzadva javulnak.

Az esetleges arcazonosítás mellett a kamerarendszer használható nehéz látási viszonyok között történő navigáláshoz, vagy ahogy Gerald Buller javasolja, a növényzet egészségi állapotának átvizsgálása repülőgépekről, a lehetséges veszélyek értékelése, geológiai változások mérésével vagy az óceánok térképének javításával.