Des images 3D haute résolution à plus d'1 km

Des chercheurs développent un système d'imagerie 3D temps de vol à longue portée et haute résolution avec un laser de 1560 nm.  

 

Des scientifiques de l'Université d'Édimbourg ont développé une caméra 3D qui porte à plus de 1 km avec une bonne résolution. 

 

 

Le système envoie un faisceau laser infrarouge de faible puissance sur l'objet. Le "temps de vol" (ToF) des pulses est directement proportionnel à la distance entre la caméra et l’objet mesuré. Avec un détecteur qui compte et positionne les photons individuels qui reviennent vers la source, le système enregistre une carte pixel par pixel.  

Ce dispositif crée des images numériques avec des mesures exactes de profondeur. Les objets sont identifiables et il est possible de naviguer dans l'espace 3D virtuel créé.  

 

Les mesures laser ToF sont déjà largement utilisées des systèmes de navigation avec vision, comme ceux des robots industriels évoluant dans les stocks industriels. Mais la distance de vision et la précision de l'image restent limitées.  

 

 

Nouveau système 

 

Le nouveau système est prometteur pour des objets qui ne réfléchissent pas les impulsions laser, comme des tissus, ce qui ouvre la porte à de nouvelles applications. La première est le scanning d'objets tels que des véhicules, mais le système pourrait être utiliser aussi pour déterminer leur position, leur vitesse et leur direction avec une grande précision.   

 

Par rapport à d'autres systèmes de mesure, le comptage des photons individuels donne une meilleure combinaison entre la résolution, la profondeur, le temps d'acquisition,  les niveaux de puissance du laser. 

 


© Optics Express 

 

Le scanner est particulièrement efficace pour l'identification d'objets cachés derrière un décor flou, comme un feuillage. Par contre, le rendu des visages humains n'est pas possible aux longueurs d'onde utilisées, la peau ne renvoyant pas suffisamment de photons pour reconstituer la profondeur. 

 

La longueur d'onde de travail est de 1560 nanomètres, qui passe plus facilement à travers l'atmosphère que le visible, n'est pas perturbé par la lumière du soleil, et est sans danger pour les yeux. Beaucoup de dispositifs ToF précédents ne pouvaient pas détecter les grandes longueurs d'onde, ce que le nouveau système peut faire. 

 

Innovation 

 

L'innovation est basée sur un détecteur single-photon à nanofil supraconducteur à faible bruit. Les images ont une résolution en profondeur de l'ordre du centimètre sur des objets à basse signature à des distances de plus d'1 km en lumière du jour. Le détecteur a un rendement de 18% et une fluctuation temporelle de 100 ps. 

 

Les images sont acquises avec une puissance lumineuse de 250 µW et des temps de pause par pixel de l'ordre du milliseconde. 

 

Les applications sont l'identification d'objets, mais aussi l'examen à distance de la santé et du volume de la végétation, le mouvement des parois rocheuses en vue de la détection des risques potentiels etc. 

 

Les chercheurs comptent rendre leur système plus compact, plus robuste et plus maniable pour le commercialiser d'ici 5 ans.

 

Source

Auteur

Pages

Auteur

Pages

Auteur

Pages