L'imaging 3D a lunga distanza ha raggiunto un chilometro

I ricercatori hanno sviluppato un sistema di telecamere alimentate a laser che registra immagini 3D ad alta risoluzione di oggetti, fino a un chilometro (3000 piedi) di distanza.

Il processo è denominato imaging di profondità Time-of-Flight (ToF), in base al tempo impiegato dalla luce emessa da un laser per tornare alla sua sorgente, dopo essere rimbalzata sull'oggetto fotografato.

I ricercatori hanno testato la fotocamera su se stessi, da una distanza di 910 metri. La lunga lunghezza d'onda del laser lo rende sicuro per gli occhi.

Fino ad ora, la portata delle immagini 3D a lunga distanza era molto limitata

La tecnologia qui applicata è simile al radar, ma utilizza la luce invece delle microonde. Per mappare oggetti o scene in 3D, gli scienziati proiettano un raggio laser e misurano quanto tempo impiega la luce a tornare.

L'imaging di profondità ToF è già in corso applicato nella visione artificiale e nei sistemi di navigazione per veicoli autonomi.

Fino ad ora, tuttavia, la gamma coperta era relativamente breve. Inoltre, i dispositivi ToF hanno problemi con molte superfici che non riflettono correttamente la luce a infrarossi.

Scienziati di Edinburg, in Scozia, si sono recentemente occupati di queste carenze e hanno riportato i loro risultati sulla rivista internazionale della Optical Society, Optics Express.

Precisione della scala millimetrica su lunghe distanze

Guidato da Gerald Buller, professore presso l'Università Heriot-Watt di Edimburgo, un team di ricercatori è riuscito a registrare immagini 3D dettagliate ad alta risoluzione di oggetti, fino a un chilometro di distanza.

Il loro sistema di telecamere spazza rapidamente raggi laser a bassa potenza, su lunghe distanze. Quindi cattura la luce di ritorno e traccia il tempo di andata e ritorno di ogni singolo fotone su una matrice, pixel per pixel.

A differenza delle macchine di imaging di profondità del passato, questa utilizza lunghezze d'onda più lunghe del laser (circa 1560 nanometri), che abilitare la registrazione di una gamma più ampia di trame, come articoli di abbigliamento.

Queste lunghezze d'onda maggiori, di oltre 1550 nanometri, hanno una migliore attenuazione dell'atmosfera, il che significa che viaggiano più velocemente e il loro segnale è più facile da rilevare, distinguendosi dal livello di rumore solare. Entrambi questi fattori contribuiscono all'aumento dell'autonomia fino a un chilometro.

Un altro aspetto positivo di questa lunghezza d'onda è che lo è sicuro per gli occhi, se usato a bassa potenza.

Anche se è in grado di distinguere i vestiti, la fotocamera non può ancora elaborare i volti umani, poiché la pelle assorbe facilmente la luce. Tuttavia, le caratteristiche riflettenti della pelle migliorano con la traspirazione.

Oltre all'eventuale identificazione del viso, il sistema di telecamere può essere utilizzato per la navigazione in condizioni di visibilità difficili o, come suggerisce Gerald Buller, per la scansione della salute della vegetazione dagli aeroplani, valutare i potenziali pericoli, misurando i cambiamenti geologici o migliorando la mappatura degli oceani.