ИК-камера со счетчиком фотонов снимает 3D-изображения с километрового расстояния

Стандартные камеры получают плоское, 2D-изображение. Извлечь объемную составляющую, такую как расстояние до объекта, можно методом лазерной дальнометрии: засекая время, необходимое свету на путешествие до объекта и обратно. Эта методика, называемая TOF (time-of-flight) применяется в машинном зрении, военном деле и решениях для дорожной безопасности, однако, большинство ее современных реализаций имеют малую дальность действия и плохо отображают объекты с низкой отражающей способностью.

Шотландские физики во главе с Жеральдом Буллером (Gerald Buller), профессором университета Хериота-Уотса в Эдинбурге, в журнале Optics Express рассказали о созданной ими системе, способной получать 3D-данные высокого разрешения для объектов, находящихся на удалении до одного километра.

В усовершенствованном методе TOF используется сканирование объекта маломощным лучом инфракрасного (длина волны 1560 нм) лазера. Приходящий свет регистрируется детектором, способным подсчитывать отдельные фотоны.

По разрешению (погрешность определения глубины около миллиметра) новая система уступает лучшим современным дальномерам, однако ее отличительным достоинством является наиболее оптимальное сочетание точности, дальности, скорости сбора данных и низкой мощности лазера.

Длинные волны ИК-диапазона меньше рассеиваются атмосферой, не экранируются солнечным светом и, благодаря малой мощности, безопасны для глаз. Система наиболее удобна для сканирования статических искусственных объектов, таких как автомобили. Незначительные доработки программного обеспечения позволят также регистрировать скорость и направление их движения, идентифицировать предметы, экранируемые листвой или другими помехами.

Использование счетчика фотонов для отображения глубины может найти множество научных приложений помимо идентификации целей, например, дистанционный контроль здоровья растительности и смещения поверхности скал для предупреждения обвалов.

Изобретатели считают, что появление миниатюризированной и защищенной версии их сканера возможно в течение следующих пяти лет. По их мнению, в окончательном виде это устройство будет способно сканировать объекты на расстояниях до 10 км, кроме того, за счет применения более мощного специализированного процессора, время построения 3D-изображения сократится с сегодняшних 5-6 минут до нескольких десятков секунд.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI