من خلال الجمع بين تلسكوب ليدار المغطى بالفسيفساء وخوارزمية إعادة بناء الصور ، طور الباحثون الصينيون جهازًا قادرًا على التقاط الأشياء على مسافة طويلة جدًا ، مما يحرر أنفسهم من اضطرابات الغلاف الجوي والتلوث.
كاميرا خيالية. يستخدم تلسكوب اكتشاف الضوء الأحادي الفوتون (LIDAR) موجات الأشعة تحت الحمراء لقياس المسافة إلى جسم ما كدالة للوقت الذي تستغرقه الفوتونات المنعكسة للعودة.
إنها الأداة المثالية لالتقاط مناظر لأشياء بعيدة جدًا.
في السنوات الأخيرة ، تم إحراز تقدم كبير في حساسية المستشعر ، حيث تمكنت الكاميرات من التقاط الفوتونات على بعد أكثر من 10 كيلومترات. علاوة على ذلك ، لسوء الحظ ، لا تجمع هذه الأجهزة الباهظة الثمن للغاية ، ما يكفي من الضوء لالتقاط صور واضحة بما فيه الكفاية ، وخاصة في البيئات شديدة التلوث مثل المدن. كشف فريق Zheng-Ping Li ، من جامعة شنغهاي للعلوم والتكنولوجيا (الصين) عن جهاز قادر على التقاط صور ثلاثية الأبعاد بمسافة 45 كم ، بما في ذلك رؤية محدودة للغاية.
تعتمد الطريقة على كل من ليدار محسّن وخوارزمية خاصة ستعيد بناء كل بكسل للصورة.
طول موجة يقوم بفلترة الفوتونات الشمسية
بدأ الباحثون أولاً في تحسين Lidar. ومع ذلك ، فقد بدأوا بمادة رخيصة للغاية:
منظار فلكي عادي بطول بؤري 280 ملم وكاشف ليزر أحادي الصوت تجاري.
يمتاز الطول الموجي المختار ، وهو 1.550 نانومتر (بالقرب من الأشعة تحت الحمراء) ، بأنه لا يمثل خطورة على العين البشرية وتصفية الفوتونات الشمسية التي تغمر الكاشف. تم إجراء العديد من التحسينات الأخرى ، مثل مرآة متحركة صغيرة يمكنها اكتساح بدقة عالية مع تجنب تشويه “الوسائد”.
خوارزمية تقوم بتصفية البكسلات الطفيلية
يكمن الجزء الثاني من الاختراع على مستوى البرنامج ، في خوارزمية يمكنها إعادة بناء صورة باستخدام عدد قليل جدًا من البكسلات الصالحة. شهد هذا النوع تقدماً هائلاً في السنوات الأخيرة ، حيث تتم إزالة الفوتونات “غير الضرورية” من البيئة ، مما يؤدي إلى إزالة الضوضاء من الصورة. وبالتالي يتم الحصول على عرض ثنائي الأبعاد ، و من الممكن إعادة بناء الصورة ثلاثية الأبعاد عن طريق تغيير أوقات التشغيل لالتقاط الفوتونات على مسافات مختلفة.
تطبيقات في المراقبة الجوية والتعرف على الهدف
تم اختبار الجهاز في شنغهاي ، في مكان يقع في الطابق 20 من مبنى في جزيرة تشونج مينج ،
حيث صورت تفاصيل مبنى الطيران المدني في بودونغ ، على بعد 45 كم من الجنوب. على الجانب الآخر من النهر.
تنتج تقنية Zheng-Ping Li وزملاؤه صورة بدقة 60 سم.
علاوة على ذلك ، يحرر نفسه من “ضوضاء” التلوث ، مما يجعل من الممكن رؤية الضباب وذلك ليل نهار – حتى لو كانت الكليشيهات اليوم أكثر غموضًا بسبب التداخلات الكثيرة.
يقول تشنغ بينغ:
“تفتح هذه التقنية مسارًا جديدًا للتصوير البصري ثلاثي الأبعاد عالي الدقة والسريع ومنخفض الطاقة على مسافات طويلة جدًا”.
يعتقد الباحثون أنه يمكن الوصول إلى مسافات تصل إلى عدة مئات من الكيلومترات من خلال تحسين تكوين ليدار والخوارزمية.
العديد من التطبيقات ممكنة ، مثل الاستشعار عن بعد والمراقبة الجوية والتعرف على الهدف البعيد.
اقرا ايضا Huawei تعد جهاز تلفزيون بشاشة 8K و تقنية 5G في وقت لاحق من هذا العام
