على بعد 325 مترًا ، قد تكون العين البشرية قادرة فقط على التمييز بين رأس الشخص وجسمه ، ومن الصعب رؤية أي فرق يتجاوز ذلك. لكن فريق أبحاث بما في ذلك جامعة هيريوت وات في المملكة المتحدة ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة قد طور نوعًا جديدًا من الماسح الضوئي LIDAR يمكنه إجراء تحليل مفصل لوجه الشخص في مثل هذه المسافة وخلق نموذج ثلاثي الأبعاد (3D) للوجه. يمكن لهذا Lidar حتى التقاط التلال والخدوش الصغيرة التي تصل إلى 1 مم. تم نشر الورقة ذات الصلة في العدد الأخير من مجلة Optics.
صمم الفريق نظام LIDAR (LIDAR) من فوتون واحد. ينبعث النظام من نبضات الليزر التي تصطدم بالأشياء وتعكس مرة أخرى إلى الجهاز. يمكن أن يحدد Lidar شكل الكائن عن طريق قياس الوقت الذي يستغرقه كل نبضة للعودة ذهابًا وإيابًا. يمكن للنظام الحصول على صور ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للكائنات أو المشاهد التي تصل إلى 1 كيلومترات ، ويمكن أن يحقق التصوير الدقيق حتى في البيئات القاسية أو عندما يتم حظر الكائنات بأوراق أو شباك مموهة ، مما يؤدي إلى تحسين قدرة مراقبة الأمان وقدرات الاستشعار عن بُعد.
من أجل تحقيق دقة محسّنة ، قام الفريق بمعايرة مكونات مختلفة وضبطها بعناية ، مثل المكونات الصغيرة داخل الجهاز التي توجه نبضات الليزر. لتمكين الجهاز من التمييز بين الفوتونات الفردية ، استخدم الفريق مستشعرًا للكشف عن الضوء يعتمد على أسلاك توصيل فائقة رقيقة للغاية ، والتي ليست شائعة في Lidar. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري تصفية أشعة الشمس التي يمكن أن تدخل الكاشف وتقليل جودة الصورة.
أظهرت الاختبارات أن النظام التقط صورة ثلاثية الأبعاد لوجه أحد أعضاء الفريق في ظل ظروف وضح النهار على ارتفاع 45 مترًا و 325 مترًا ، على التوالي ، والميزات المتميزة التي تصل إلى 1 مم على وجهه ، مع دقة عمق أعلى بحوالي 10 أضعاف من سجلها السابق. على نطاق أصغر ، التقطوا صورًا لتماثيل LEGO من 32 مترًا. في اختبار آخر ، قاموا بتصوير قسم من برج الاتصالات على بعد كيلومتر واحد.
دقة العمق الممتازة للنظام تعني أنها مناسبة بشكل خاص لتصوير كائنات خلف خلفيات تشوش ، وهي مشكلة للكاميرات الرقمية. قال الفريق إن إنشاء خرائط ثلاثية الأبعاد مفصلة للبيئة المحيطة أمر بالغ الأهمية أيضًا للسيارات ذاتية القيادة وحتى بعض الروبوتات.
