Создана новая камера, способная "заглядывать" за углы - «Наука и технологии»

Лазерные сканнеры используются уже достаточно давно для составления трехмерных цифровых карт окружающего пространства роботами, беспилотными автомобилями и летательными аппаратами. Они работают, измеряя задержку между временем подачи импульса лазерного света и временем регистрации этого же света, отраженного от поверхности предметов. Подобные принципы можно использовать для получения изображений объектов, не находящихся в зоне прямой видимости, а скрытых за непрозрачными препятствиями, за углами и за стенами. В свое время мы уже рассказывали о камере, способной заглянуть за угол при помощи импульсов лазерного света. К сожалению, быстродействие этой системы достаточно невелико и при ее помощи невозможно обнаруживать и отслеживать движущиеся объекты. Но эта проблема уже практически решена благодаря работе исследователей из университета Хериот-Уотта в Эдинбурге, Шотландия, созданная ими новая камера обладает высоким быстродействием, достаточным для точного определения положения скрытых объектов и отслеживания их движения практически в режиме реального времени.

Новая камера, как и камеры, созданные другими исследовательскими группами, работает за счет луча лазера, сфокусированного на точке поверхности, откуда отраженный свет может попасть на поверхность скрытых предметов. Однако, использованные в этой камере лазер отличается высоким быстродействием, он может излучать 67 миллионов импульсов света в секунду, а длительность каждого импульса составляет порядка 10 фемтосекунд. Использованная камера имеет высокую чувствительность, что позволяет ей регистрировать даже отдельные фотоны отраженного света, а ее быстродействие позволяет получать один кадр через каждые 50 пикосекунд.

Во время испытаний этой системы камера смогла четко увидеть контуры 30-сантиметровой фигурки, скрытой за углом. При этом, на получение изображения было потрачено 3 секунды времени, что гораздо меньше времени, требующегося для работы других подобных систем, которым необходимы для этого десятки минут или часы времени. При этом точность определения положения и контуров скрытого объекта составила около 1 сантиметра. Более того, быстродействия камеры было достаточно для того, чтобы отслеживать объект, находящийся за углом на глубине 1 метра и двигающийся со скоростью 2.8 сантиметра в секунду.

К сожалению, эта технология еще не позволяет получить полную трехмерную картину пространства, находящегося за углом или скрытого каким-либо другим препятствием. Однако, в скором времени исследователи собираются произвести усовершенствование системы, после которых она будет в состоянии видеть качественную трехмерную картинку, видеть объекты, находящиеся на удалении сотен метров от камеры, и делать это чаще одного раза за три секунды.

"Увеличение дальности действия новой камеры до десятков и сотен метров станет самой тяжелой задачей, которую, возможно, нам и не удастся решить сразу с наскока. Но в ближайшем времени технологии, которые позволят сделать это, станут доступны и роботы, беспилотные летательные аппараты и автомобили получат возможность видеть скрытые за препятствиями и углами объекты, что позволит им избежать столкновений и прочих неожиданных ситуаций" - рассказывает Даниэле Фаччо (Daniele Faccio), ведущий исследователь.