Новый LiDAR может «видеть» лица на расстоянии сотен метров 

На расстоянии 325 метров человеческий глаз способен различить только голову и тело человека, и увидеть какие-либо другие различия сложно. Однако исследовательская группа, в состав которой входят сотрудники Университета Хериот-Уотта в Великобритании и Массачусетского технологического института в США, разработала новый лидарный сканер, который может выполнять подробный анализ лица человека на таком расстоянии и создавать трехмерную (3D) модель лица. Лидар способен обнаруживать даже выступы и вмятины размером до 1 миллиметра. Соответствующая статья опубликована в последнем номере журнала Optics.

Команда разработала систему однофотонного времяпролетного лазерного радара (LiDAR). Система испускает лазерные импульсы, которые сталкиваются с объектами и отражаются обратно в устройство. Измеряя время, необходимое каждому импульсу для перемещения туда и обратно, лидар может определить форму объекта. Система может получать трехмерные изображения объектов или сцен с высоким разрешением на расстоянии до 1 км и обеспечивать четкость изображения даже в сложных условиях или когда объекты скрыты листьями или маскировочными сетями, что значительно улучшает возможности мониторинга безопасности и дистанционного зондирования.

Чтобы добиться улучшенного разрешения, команда тщательно откалибровала различные компоненты, такие как крошечные детали внутри устройства, направляющие лазерные импульсы. Чтобы устройство могло различать отдельные фотоны, команда использовала датчик обнаружения света на основе сверхтонких сверхпроводящих проводов — компонента, который обычно не встречается в лидарах. Кроме того, необходимо отфильтровывать солнечный свет, который может попасть на детектор и ухудшить качество изображения.

Испытания показали, что система сделала трехмерное изображение лица члена команды в условиях дневного освещения на расстоянии 45 и 325 метров соответственно и смогла различить черты лица размером до 1 мм, при этом разрешение по глубине было примерно в 10 раз выше предыдущего рекорда. В меньшем масштабе они сделали снимки фигурок Lego с расстояния 32 метра. В ходе другого теста они снимали часть вышки связи на расстоянии 1 километра.

Превосходное разрешение по глубине изображения означает, что система особенно хорошо подходит для съемки объектов на загроможденном фоне, что является сложной задачей для цифровых камер. По словам команды, создание подробных 3D-карт окружающей среды также имеет решающее значение для беспилотных автомобилей и даже некоторых роботов.