Für die Forschung unter Wasser wurde ein Quanten-Lidar entwickelt

Forscher der Heriot-Watt University und der University of Edinburgh demonstrieren einen Prototyp

Lidar-System mit TechnologieQuantenerkennung zur Gewinnung von 3D-Bildern beim Tauchen unter Wasser. Die hohe Empfindlichkeit des Systems ermöglicht es Ihnen, auch bei schlechten Lichtverhältnissen qualitativ hochwertige Bilder aufzunehmen.

Ingenieure haben ein Lidar-System entwickelt, dasverwendet eine grüne gepulste Laserquelle, um den Aufnahmebereich zu beleuchten. Reflektierte gepulste Beleuchtung wird von einer Reihe von Einzelphotonendetektoren erfasst, die eine ultraschnelle Erkennung bei schwachem Licht ermöglichen und die Messzeit in Umgebungen mit schwachem Licht erheblich verkürzen.

Das Prinzip des Geräts und der Prototyp des Lidar-Systems für die Unterwasserfotografie. Bild: Aurora Maccarone et al., Optics Express

Dieser Ansatz erfordert Tausende von EinzelphotonenDetektoren, die jeweils Hunderte von Ereignissen pro Sekunde erzeugen. Dies macht es extrem schwierig, die für eine schnelle Wiederherstellung eines 3D-Bildes erforderlichen Daten zu erfassen und zu verarbeiten, insbesondere für Echtzeitanwendungen. Um dieses Problem zu lösen, entwickelten die Forscher Algorithmen zur Bildgebung unter Bedingungen starker Streuung. Sie können auf regulären Grafikprozessoren (GPUs) ausgeführt werden.

Aufnahme von 3D-Bildern durch Meerwasser -schwierige Aufgabe. Die Geräte verwenden reflektiertes Licht, und alle Partikel im Wasser streuen das Licht und verzerren das Bild. Die auf Quantentechnologie basierende Detektion einzelner Photonen bietet jedoch eine sehr hohe Durchdringung und funktioniert auch bei schlechten Lichtverhältnissen.

Ein 3D-Bild, das beim Testen eines Prototypgeräts erhalten wurde. Animation: Aurora Maccarone, Heriot-Watt University

Die Forscher testeten das System inein Tank, dem ein Dispergiermittel zugesetzt wurde, um das Wasser trüber zu machen. Experimente mit drei unterschiedlichen Trübungsgraden haben eine erfolgreiche Lidar-Bildgebung in Entfernungen von bis zu 3 m gezeigt. Ingenieure arbeiten daran, die Größe des Systems zu verringern, damit es in ein Tauchboot integriert werden kann.

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