3D-зображення на великі відстані досягло позначки в один кілометр

Дослідники розробили систему камер з лазерним живленням, яка записує тривимірні зображення об'єктів із високою роздільною здатністю на відстані до кілометра (3 футів).

Процес отримав назву Time-of-Flight (ToF) глибинного зображення на основі часу, необхідного для того, щоб світло, що випромінюється лазером, повернулося назад до свого джерела, після відскоку від сфотографованого об’єкта.

Дослідники випробували камеру на собі, з відстані 910 метрів. Довжина хвилі лазера робить його безпечним для очей.

До цього часу діапазон 3D-зображень на великі відстані був дуже обмежений

Застосована тут технологія схожа на радіолокаційну, але використовує світло, а не мікрохвилі. Для відображення об’єктів або сцен у форматі 3D вчені проектують лазерний промінь і вимірюють, скільки часу потрібно, щоб світло повернулося.

Зображення глибини ToF вже існує застосовується в системах машинного зору та навігації для автономних транспортних засобів.

Однак до цих пір охоплений діапазон був відносно коротким. Крім того, пристрої ToF мали проблеми з великою кількістю поверхонь, які не відображають належним чином інфрачервоне світло.

Нещодавно вчені з Единбурга, Шотландія, вирішили ці недоліки і повідомили про свої результати в міжнародному журналі Optical Express.

Точність міліметрової шкали на великі відстані

Під керівництвом Джеральда Буллера, професора Університету Еріот-Ватта в Единбурзі, групі дослідників вдалося записати деталізовані 3D-зображення об'єктів високої роздільної здатності на відстані до кілометра.

Їх система камер швидко розгортається малопотужні лазерні промені, на великі відстані. Потім він фіксує світло, що повертається, і наносить графік часу обертання кожного окремого фотона на матриці, піксель за пікселем.

На відміну від попередніх апаратів глибокої візуалізації, цей використовує довші хвилі лазера (близько 1560 нанометрів), які дозволити запис більшого діапазону текстур, як предмети одягу.

Ці довші довжини хвиль, що перевищують 1550 нанометрів, мають краще ослаблення атмосфери, що означає, що вони рухаються швидше, і їх сигнал легше виявити, виділяючись із рівня сонячного шуму. Обидва ці фактори сприяють збільшенню дальності до одного кілометра.

Ще одним позитивним аспектом цієї довжини хвилі є те, що вона є безпечний для очей, якщо використовується при низькій потужності.

Незважаючи на те, що вона може розрізнити одяг, камера поки що не може обробляти людські обличчя через те, що шкіра легко поглинає світло. Однак світловідбиваючі характеристики шкіри покращуються при потінні.

Окрім можливої ​​ідентифікації обличчя, система камер може використовуватися для навігації у важких умовах видимості, або, як припускає Джеральд Буллер, для сканування стану рослинності з літаків, оцінка потенційних небезпек, шляхом вимірювання геологічних змін або вдосконалення картографування океанів.