Langdistanse 3D-bildebehandling har nådd en kilometer

Forskere har utviklet et laserdrevet kamerasystem som registrerer høyoppløselige 3D-bilder av gjenstander, fra opptil en kilometer (3000 fot) unna.

Prosessen heter Time-of-Flight (ToF) dybdebehandling, basert på tiden det tar for lyset som sendes ut av en laser å reise tilbake til kilden, etter å ha spratt av det fotograferte objektet.

Forskere testet kameraet på seg selv, fra en avstand på 910 meter. Laserens lange bølgelengde gjør den trygg for øynene.

Inntil nå var langdistanse 3D-bildebehandling svært begrenset

Teknologien som brukes her ligner på radar, men bruker lys i stedet for mikrobølger. For å kartlegge objekter eller scener i 3D projiserer forskere en laserstråle og måler hvor lang tid det tar før lyset kommer tilbake.

ToF dybdebilde er allerede i ferd med å bli brukes i maskinvisjon og navigasjonssystemer for autonome kjøretøyer.

Inntil nå var imidlertid rekkevidden dekket relativt kort. ToF-enheter hadde også problemer med mange overflater som ikke reflekterer infrarødt lys ordentlig.

Forskere fra Edinburg, Skottland har nylig taklet disse manglene, og rapporterte resultatene i Optical Societys internasjonale tidsskrift, Optics Express.

Presisjon på millimeterskala over lange avstander

Ledet av Gerald Buller, professor ved Heriot-Watt University i Edinburgh, har et forskerteam klart å ta opp detaljerte høyoppløselige 3D-bilder av gjenstander, fra opptil en kilometer unna.

Deres kamerasystem feier raskt lavdrevne laserstråler, over lange avstander. Deretter fanger det returlyset, og plotter hver enkelt fotons rundturstid på en matrise, piksel-for-piksel.

I motsetning til tidligere dybdebehandlingsmaskiner bruker denne lengre bølgelengder av laser (rundt 1560 nanometer), som muliggjør opptak av et større utvalg av teksturer, som klesplagg.

Disse lengre bølgelengdene, på over 1550 nanometer, har bedre demping av atmosfæren, noe som betyr at de reiser raskere, og signalet deres er lettere å oppdage, og skiller seg ut fra solens støynivå. Begge disse faktorene bidrar til utvidet rekkevidde på opptil en kilometer.

Et annet positivt aspekt ved denne bølgelengden er at den er trygt for øynene, hvis det brukes med lite strøm.

Selv om det kan skille klær, kan ikke kameraet behandle menneskelige ansikter ennå, på grunn av at huden absorberer lett. Imidlertid forbedres hudens reflekterende egenskaper når den svetter.

Foruten eventuell ansiktsidentifikasjon, kan kamerasystemet brukes til å navigere under vanskelige siktforhold, eller som Gerald Buller antyder, skanning av vegetasjonshelse fra fly, vurdere potensielle farer, ved å måle geologiske endringer, eller forbedre kartleggingen av havene.