Съемка 3D-изображений под водой затруднена из-за непостоянных условий освещения и частиц в воде, которые рассеивают свет и вызывают искажения. Исследователи создали новую систему-прототип, которая использует квантовую технологию и LiDAR для преодоления этих трудностей.
Системы обнаружения и определения дальности света (LiDAR) создают изображения, измеряя, сколько времени требуется импульсному лазерному свету, чтобы отразиться от объектов и вернуться обратно к приемнику системы, иначе известному как «время полета». LiDAR часто используется для получения 3D-изображений с высоким разрешением в целях безопасности и обороны.
Теперь исследователи из Университета Хериот-Ватт и Эдинбургского университета в Великобритании разработали прототип системы LiDAR для получения 3D-изображений. подводных объектов. Система использует импульсный зеленый лазер для освещения объекта до того, как тысячи однофотонных (квантовых) детекторов улавливают отраженный лазерный свет.
Учитывая большое количество используемых детекторов, каждую секунду генерируются сотни событий, что затрудняет быструю обработку данных, необходимых для создания 3D-изображений в реальном времени. Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали алгоритмы, специально предназначенные для обработки изображений в условиях рассеянного света, и применили их к оборудованию графического процессора (GPU).
Исследователи приступили к тестированию своего прототипа, погрузив его в резервуар с мутной водой. Они смогли снимать 3D-видео в реальном времени на расстоянии 9,8 футов (3 м) при трех возрастающих уровнях облачности, включая видео движущихся целей.
Результаты исследования, по словам исследователей, подчеркивают важность Преимущества использования технологии квантового обнаружения для создания устройств обработки изображений, которые можно использовать в традиционно сложных условиях.
«Однофотонные технологии быстро развиваются, и мы продемонстрировали очень многообещающие результаты в подводных условиях», — сказала Аврора Маккароне. , ведущий автор исследования. «Подход и алгоритмы обработки изображений также можно использовать в более широком диапазоне сценариев для улучшения зрения в свободном пространстве, например, в тумане, дыму или других препятствиях».
Исследователи предвидят, что технологическое устройство будет использоваться для исследовать подводную инфраструктуру, такую как телекоммуникационные кабели, или исследовать подводные археологические памятники.
Следующий шаг, по словам исследователей, — уменьшить размер своего устройства, чтобы его можно было интегрировать в подводный аппарат.
p>
Исследование опубликовано в журнале Optics Express.
