Kvantna tehnologija za 3D snimanje pod vodom
- Objavljeno u Znanost
Snimanje 3D slika pod vodom je teško zbog nedosljednih uvjeta osvjetljenja i čestica u vodi koje raspršuju svjetlost i uzrokuju izobličenja. Istraživači su stvorili novi prototip sustava koji koristi kvantnu tehnologiju i LiDAR za prevladavanje ovih poteškoća.
LiDAR sustavi stvaraju slike mjereći koliko dugo je potrebno pulsirajućem laserskom svjetlu da se reflektira od objekata i putuje natrag do prijemnika sustava i često se koriste za dobivanje 3D slika visoke rezolucije za razne potrebe, od sigurnosti i obrane do navigacije i detekcije objekata u autonomnim automobilima.
Sada su istraživači sa Sveučilišta Heriot-Watt i Sveučilišta Edinburgh u Velikoj Britaniji dizajnirali prototip LiDAR sustava za snimanje 3D slika podvodnih objekata. Sustav koristi pulsirajući zeleni laser za osvjetljavanje objekta prije nego što tisuće jednofotonskih (kvantnih) detektora pokupe reflektirano lasersko svjetlo.
S obzirom na velik broj korištenih detektora, svake sekunde proizvede se mnogo stotina događaja, što otežava brzu obradu podataka potrebnih za stvaranje 3D slika u stvarnom vremenu. Kako bi prevladali ovaj problem, istraživači su razvili algoritme posebno dizajnirane za obradu slika u uvjetima raspršenog svjetla i primijenili ih na hardver grafičke procesorske jedinice.
Istraživači su krenuli s testiranjem svog prototipa potapajući ga u spremnik pun mutne vode. Mogli su snimiti 3D videozapise u stvarnom vremenu na udaljenosti od 3 m u tri razine, uključujući videozapise pokretnih ciljeva.
Rezultati studije, kažu istraživači, naglašavaju prednosti korištenja tehnologije kvantne detekcije za stvaranje uređaja za snimanje koji se mogu koristiti u tradicionalno izazovnim okruženjima.
"Jednofotonske tehnologije se ubrzano razvijaju, a mi smo pokazali vrlo obećavajuće rezultate u podvodnim okruženjima", rekla je Aurora Maccarone, glavna autorica studije. "Pristup i algoritmi za obradu slike također bi se mogli koristiti u širem rasponu scenarija za poboljšanu viziju u uvjetima poput magle, dima ili drugih mračnih tvari."
Istraživači predviđaju da će se tehnološki uređaj koristiti za pregled podvodne infrastrukture kao što su telekomunikacijski kabeli ili za istraživanje potopljenih arheoloških nalazišta.
Sljedeći je korak, kažu istraživači, smanjenje veličine njihovog uređaja kako bi se mogao integrirati u podvodno vozilo.
Studiju objavljenu u časopisu Optics Express možete pronaći na ovoj poveznici.