新的3D扫描仪创建一公里外的高分辨率三维图像
一个标准的的相机将拍摄平坦的的，的2-D的图片。为了得到的3-D的的信息，例如的作为的距离到一个远方-异乡的的对象，科学家们可以反弹一个激光束，关闭的对象与措施（如何长的）它概的光，，以出差回来到一个探测器。该技术被称为飞行时间（TOF），已经用于机器视觉，图像对象不反射激光导航系统的自主汽车，和其他应用程序，但目前许多TOF系统有一个相对短的范围和斗争光井。
一队苏格兰的物理学家最近解决了这些限制。该研究小组的带领下，在苏格兰爱丁堡Heriot-Watt大学教授杰拉尔德·布勒描述了TOF成像系统，可以收集高分辨率，3D对象通常是非常困难的图像信息，从一公里远。
新的系统的工作原理是一个低功率的红外激光束迅速席卷过一个对象。然后它记录，像素由像素的光束中的光子，因为它们反弹的对象，并回到源到达，往返飞行时间。该系统可以解决深度毫米刻度长距离使用探测器，可以“算”单个光子。
3-D图像的人体模型（上）和人（底部）从325米的路程。左侧面板显示的特写照片用一个标准的相机拍摄的目标。在该中心的由扫描仪从325米外采取这些目标的3-D图像。在右边是一个彩色编码图，显示反弹的目标，并返回到探测器的光子数量，用黑色表示低的光子数。注意人体皮肤不显示使用扫描仪：模特的脸，包括深入的信息，但人的脸不。（来源：光学快报）
虽然其他的方法可以有特殊的深度解析，新系统项目的衣服，不容易反映激光脉冲，使得它可在更广泛的现场情况的图像等对象的能力，Heriot-Watt大学研究员Aongus麦卡锡说，第一作者的光学快报纸。 “我们的做法给出了一个低功耗的路线的深度成像普通，射程很长的小目标，”麦卡锡说。“虽然它可能是其他深入广泛的技术将符合或超出执行这些测量的一些特点，这种单光子计数方法给出了一个独特的深度分辨率，范围，数据采集时间之间的权衡，和激光功率水平。“ 系统的主要用途是可能要扫描静态的，人造目标，如车辆。随着一些修改，图像处理软件，它也可以判断他们的速度和方向。 系统的主要特点之一是长波长的激光，研究人员选择。的光的波长为1560纳米，这意味着更长的时间，或“更红”，这是只有约380-750纳米的波长比可见光。这种长波长的光更容易穿过大气层，是不是太阳光淹没了，并且是安全的眼睛，低功耗。许多先前的TOF系统无法检测到的超长波长苏格兰队的设备是专门设计感。 扫描器是特别善于识别物体背后隐藏的混乱，如枝叶。但是，它不能表现人的脸部，而不是吸引他们为黑暗，无特色的区域。这是因为上面的系统所使用的长波长，人体皮肤不反射回一个足够大的光子数，得到深度测量。然而，皮肤的反射率不同的情况下可以改变。“一些报告表明，人类在胁迫下，例如，出汗的皮肤有显着更大的回报信号”，从而产生更好的图像，麦卡锡说。 以外的目标识别，光子计数深度成像可用于一些科学的目的，包括植被和岩壁的运动的健康和体积，远程检查，以评估潜在的危险。最终，麦卡锡说，它可以扫描和图像对象尽可能位于10公里远。“很显然，该系统就必须小型化，坚固耐用，但我们相信，一个轻量级的，完全便携式扫描深度成像是可能的，可以在不到五年的产品。”
3-D图像的两个光学快报作者，在日光下，从910米的路程。每个标准照片显示了一个什么样的扫描仪看到特写视图。中间左侧面板稍微更深入的细节，右侧面板显示的3-D图像，这是因为探测器花了更多的时间来收集光子在左边比右边的图像返回。信用：光学快车。
对于球队接下来的步骤包括扫描仪工作速度更快。虽然可以在几秒钟内获得高解析度的深度图象的数据，目前需要约5至6分钟，从一开始的扫描，直到深度图像是由系统创建的。该滞后，麦卡锡说，是因为球队的可用的计算机资源相对缓慢的处理时间。“我们正在努力减少这种使用固态驱动器和一个高规格电脑，这可以减少总时间不到一分钟的时间，从长远来看，更多的专用处理器的使用将进一步缩短这个时间。 “ 这项研究是由英国工程和物理科学研究理事会的资助。研究小组报告了他们的发现在光学学会（OSA）的开放获取期刊光学快报。
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