הדמיה תלת ממדית למרחקים ארוכים הגיעה לסימן קילומטר אחד

חוקרים פיתחו מערכת מצלמות המופעלת באמצעות לייזר המתעדת תמונות תלת-ממדי ברזולוציה גבוהה של עצמים, עד לקילומטר (3 רגל) משם.

התהליך נקרא הדמיית עומק Time-of-Flight (ToF), בהתבסס על הזמן שלוקח לאור שנפלט על ידי לייזר לחזור למקורו, לאחר שהקפיץ את האובייקט המצולם.

החוקרים בדקו את המצלמה על עצמם, ממרחק של 910 מטר. אורך הגל הארוך של הלייזר הופך אותו לבטוח לעיניים.

עד כה, טווח ההדמיה בתלת מימד למרחקים ארוכים היה מוגבל מאוד

הטכנולוגיה המיושמת כאן דומה לרדאר, אך עושה שימוש באור, במקום במיקרוגל. למיפוי אובייקטים או סצנות בתלת מימד, מדענים מקרינים קרן לייזר ומודדים כמה זמן לוקח לאור לחזור.

הדמיית עומק ל- ToF כבר קיימת מיושם במערכות ראייה ומכונות ניווט לרכבים אוטונומיים.

עד כה, הטווח שנמכר היה קצר יחסית. כמו כן, התקני ToF התקשו עם הרבה משטחים שאינם משקפים אור אינפרא אדום כראוי.

מדענים מאדינבורג שבסקוטלנד התמודדו לאחרונה עם חסרונות אלה, ודיווחו על תוצאותיהם בכתב העת הבינלאומי של האגודה האופטית, אופטיקה אקספרס.

דיוק בקנה מידה מילימטר למרחקים ארוכים

בהובלת ג'רלד בולר, פרופסור באוניברסיטת Heriot-Watt באדינבורו, הצליח צוות חוקרים להקליט תמונות תלת ממדי מפורטות ברזולוציה גבוהה של אובייקטים, מרחק של עד קילומטר.

מערכת המצלמות שלהם גורפת במהירות קרני לייזר בעלות עוצמה נמוכה, למרחקים ארוכים. לאחר מכן הוא לוכד את האור החוזר, ומתווה את זמן הלוך ושוב של כל פוטון על מטריצה, פיקסל אחר פיקסל.

בניגוד למכונות הדמיה לעומק בעבר, זו משתמשת באורכי גל ארוכים יותר של לייזר (בסביבות 1560 ננומטר), אשר לאפשר הקלטה של ​​טווח מרקמים גבוה יותר, כמו פריטי לבוש.

באורכי הגל הארוכים הללו, מעל 1550 ננומטר, יש האטה טובה יותר באטמוספירה, מה שאומר שהם נוסעים מהר יותר, ואת האות שלהם קל יותר לזיהוי, כשהם בולטים מרמת רעש השמש. שני הגורמים הללו תורמים לטווח המוגדל של עד קילומטר אחד.

היבט חיובי נוסף באורך הגל הזה הוא שהוא בטוח לעיניים, אם משתמשים בו בהספק נמוך.

למרות שהיא יכולה להבחין בין בגדים, המצלמה עדיין לא יכולה לעבד פנים אנושיות, בגלל העובדה שהעור סופג אור בקלות. עם זאת, מאפייני ההשתקפות של העור משתפרים כאשר הוא מזיע.

מלבד זיהוי פנים בסופו של דבר, ניתן להשתמש במערכת המצלמה לניווט בתנאי ראות קשים, או כפי שמציע ג'רלד בולר, סריקת בריאות הצמחייה ממטוסים, הערכת סכנות אפשריות, על ידי מדידת שינויים גיאולוגיים, או שיפור מיפוי האוקיאנוסים.