Imaginea 3D pe distanțe lungi a atins un kilometru

Cercetătorii au dezvoltat un sistem de camere cu laser care înregistrează imagini 3D de înaltă rezoluție ale obiectelor, de la până la un kilometru (3000 de picioare) distanță.

Procesul poartă denumirea de imagini de profunzime Time-of-Flight (ToF), pe baza timpului necesar pentru ca lumina emisă de un laser să se întoarcă la sursa sa, după ce sară de obiectul fotografiat.

Cercetătorii au testat camera pe ei înșiși, de la o distanță de 910 de metri. Lungimea de undă lungă a laserului îl face sigur pentru ochi.

Până acum, raza de imagine 3D pe distanțe lungi era foarte limitată

Tehnologia aplicată aici este similară cu radarul, dar folosește lumina, în loc de microunde. Pentru cartografierea obiectelor sau scenelor în 3D, oamenii de știință proiectează un fascicul laser și măsoară cât timp durează până când lumina revine.

Imaginile de adâncime ToF sunt deja în curs aplicat în sistemele de viziune artificială și navigație pentru vehicule autonome.

Până acum însă, intervalul acoperit a fost relativ scurt. De asemenea, dispozitivele ToF au avut probleme cu o mulțime de suprafețe care nu reflectă corect lumina infraroșie.

Oamenii de știință din Edinburg, Scoția s-au confruntat recent cu aceste deficiențe și și-au raportat rezultatele în jurnalul internațional al Societății optice, Optics Express.

Precizie la scară milimetrică pe distanțe lungi

Condusă de Gerald Buller, profesor la Universitatea Heriot-Watt din Edinburgh, o echipă de cercetători a reușit să înregistreze imagini 3D detaliate de înaltă rezoluție ale obiectelor, de la până la un kilometru distanță.

Sistemul lor de camere mătură rapid fascicule laser de putere redusă, pe distanțe lungi. Apoi captează lumina care se întoarce și trasează timpul de călătorie dus-întors al fiecărui foton individual pe o matrice, pixel cu pixel.

Spre deosebire de aparatele de imagistică de adâncime din trecut, aceasta utilizează lungimi de undă mai mari ale laserului (aproximativ 1560 nanometri), care permite înregistrarea unei game mai mari de texturi, precum articolele de îmbrăcăminte.

Aceste lungimi de undă mai mari, de peste 1550 de nanometri, au o atenuare mai bună a atmosferei, ceea ce înseamnă că călătoresc mai repede, iar semnalul lor este mai ușor de detectat, remarcandu-se de nivelul de zgomot solar. Ambii acești factori contribuie la o rază de acțiune mărită de până la un kilometru.

Un alt aspect pozitiv al acestei lungimi de undă este că este sigur pentru ochi, dacă este utilizat la putere scăzută.

Chiar dacă poate distinge hainele, camera nu poate procesa încă fețele umane, din cauza faptului că pielea absoarbe lumina cu ușurință. Cu toate acestea, caracteristicile reflectorizante ale pielii se îmbunătățesc atunci când este transpirată.

Pe lângă eventuala identificare a feței, sistemul de camere poate fi folosit pentru navigarea în condiții dificile de vizibilitate sau, după cum sugerează Gerald Buller, pentru a scana sănătatea vegetației din avioane, evaluarea pericolelor potențiale, prin măsurarea schimbărilor geologice sau îmbunătățirea cartografierii oceanelor.