مخبر - 1398/02/22 - تکنیک جدید عکس برداری مبتنی بر لیدار، تصاویر را از فاصله 45 کیلومتری ثبت می کند

تکنیک جدید عکس برداری مبتنی بر لیدار، تصاویر را از فاصله 45 کیلومتری ثبت می کند
یک سیستم عکاسی جدید مبتنی بر فناوری لیدار در چین تولید شده است که با استفاده از آن می توان از سوژه هایی به ابعاد یک انسان، از فواصل طولانی عکس گرفت.
تکنیک جدید عکس برداری مبتنی بر لیدار، تصاویر را از فاصله 45 کیلومتری ثبت می کند

عکس برداری از فواصل طولانی روی زمین یک چالش پیچیده است. ثبت نور از یک سوژه که در فاصله ی طولانی از دوربین قرار دارد، کار آسانی نیست. علاوه براین، جو اتمسفر زمین و نیز آلودگی هوای شهرها در نور تحریف ایجاد کرده که عکس را خراب می کند. این عوامل باعث شده اند تا ثبت عکس از سوژه هایی که در فاصله ی بیشتر از چند کیلومتر از دوربین قرار دارند، سخت باشد؛ با فرض بر اینکه دوربین در ارتفاعی قرار داده شده باشد که انحنای زمین در مشاهده سوژه تاثیر نگذارد. اما در سال های اخیر محققان، تشخیص دهنده های حساس عکس را توسعه داده اند تا عملکرد بهتری در این زمینه داشته باشند. این تشخیص دهنده ها به قدری حساس هستند که می توانند تک تک فوتون ها را از سوژه هایی که در فاصله ی 10 کیلومتری دوربین قرار دارند، ثبت کرده و از کنارهم قراردادن این فوتون ها تصویر نهایی را تولید کنند.مقالات مرتبط:
  • دوربین چه تفاوت هایی با چشم انسان دارد؟
  • با این 6 روش ساده تصاویر بهتری در تعطیلات ثبت کنیدبا این اوصاف، فیزیک دانان تمایل دارند تا فناوری یادشده را بیشتر بهبود دهند. ژنگ پینگ لی و تیمش از دانشگاه علم و فناوری چین در شانگهای نشان دادند که چگونه می توان از سوژه هایی در فاصله ی 45 کیلومتری در یک محیط شهری عکس گرفت. در تکنیک تیم مورد اشاره، تشخیص دهنده های تک فوتون و یک الگوریتم خاص تصویربرداری محاسباتی ترکیب شده است تا درنهایت بتوان عکس هایی با وضوح تصویری بسیار بالا به ثبت رساند. عکس های ثبت شده با این تکنیک از بازترکیب کم ترین داده های نقطه ای به دست می آیند.تکنیک جدید، در اصل روش کارکرد بسیار ساده ای دارد. سیستم یادشده براساس تشخیص فاصله لیزری یا تاباندن نور به فاصله با استفاده از لیزر و ایجاد عکس با استفاده از ثبت نور بازتاب شده کار می کند. یکی از مزایای مهم این نوع روش های تصویربرداری این است که فوتون های بازتاب شده از سوژه در بازه ی زمانی خاصی به تشخیص دهنده ها برمی گردند که این بازه ی زمانی به فاصله ی سوژه بستگی دارد و به همین دلیل نور اضافه ی بازتاب شده توسط تشخیص دهنده ی فوتون نادیده گرفته می شود.باتوجه به ویژگی های روش فوق، نویز ایجادشده ی ناشی از فوتون های ناخواسته که در محیط وجود دارند، به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و سیستم های لیدار را قادر می سازد تا حساسیت بالایی داشته باشند و فاصله ی سوژه را نیز به دقت تشخیص دهند.برای بهبود بیشتر عملکرد این سیستم جدید در محیط های شهری، ژنگ پینک و افراد تیم وی از یک لیزر مادون قرمز با طول موج 1550 نانومتر، نرخ تکرار 100 کیلوهرتز و قدرت کم 120 میلی واتی استفاده کرده اند. استفاده از این طول موج باعث شده است تا سیستم مذکور برای چشم ضرر نداشته باشد و بنابراین تیم سازنده را قادر ساخته تا بتوانند فوتون های خورشید را در تصویر نهایی فیلتر کنند.محققان، فوتون ها را با دستگاه های اپتیکی مشابه با یک تلسکوب فضایی معمولی (با گشودگی دیافراگم 280 میلی متر) ارسال و دریافت می کنند. سپس فوتون های بازتاب شده با یک تشخیص دهنده ی تکی فوتون معمولی دریافت می شوند. همچنین محققان برای ساخت یک تصویر، دامنه ی دید را با استفاده از آینه های کنترل شونده ی پیزو (Piezo) بررسی می کنند. این آینه ها امکان چرخیدن به بالا، پایین و طرفین را دراختیار محققان قرار می دهند.با این روش می توان تصاویری دوبعدی ایجاد کرد اما با تغییردادن زمان امکان ثبت فوتون های بازتاب شده از فواصل مختلف، امکان ایجاد یک تصویر سه بعدی نیز فراهم می شود.آخرین پیشرفتی که تیم مورد بحث به آن دست یافته، توسعه ی یک الگوریتم برای ایجاد تصویر براساس داده های به دست آمده از تک تک فوتون های بازتاب شده است. این نوع تصویربرداری محاسباتی در سال های اخیر به صورت آزمایشگاهی توسعه داده شده است و به محققان اجازه می دهد تا با مجموعه ی مختصری از داده ها بتوانند یک تصویر نهایی تولید کنند.نتیجه ی کار واضح است و عمکلرد روش فوق را به خوبی نشان می دهد. این تیم تحقیقاتی، دوربین جدید خود را در طبقه ی بیستم یک ساختمان در جزیره چونگمینگ واقع در شانگهای قرار دادند و با استفاده از آن تصویر ساختمان حمل و نقل هوایی شهری پودانگ واقع در 45 کیلومتری محل دوربین را ثبت کردند.عکسبرداری لیدارعکس هایی که در همین شرایط با استفاده از تلسکوپ ثبت می شوند، چیزی جز نویز نشان نمی دهند. اما این تکنیک جدید تصاویری تولید می کند که وضوح فضای آن حدود 60 سانتی متر است و جزئیاتی مثل پنجره ی ساختمان سوژه را هم نشان می دهد. این محققان در مورد روش خود می گویند:این تصاویر قابلیت های برتر سیستم لیدار تک فوتونی مادون قرمز را به وضوح نشان می دهد. با استفاده از این تکنیک جدید می توان سوژه ها را در فاصله های خیلی دور نیز به خوبی تشخیص داد.همچنین، این روش به میزان قابل توجهی بهتر از محدودیت انکسار یک متر در فاصله ی 45 کیلومتری بوده و مشخصا بهتر از الگوریتم هایی است که اخیرا در این زمینه توسعه داده شده اند. تصویری که مشاهده می کنید، نشان دهنده ی ظرفیت تکنیک جدید در روشنایی روز از فاصله ی 21 کیلومتری است. ژنگ پینگ در بخشی از توضیحات خود در مورد این روش جدید می گوید: با استفاده از روش جدید ما می توان از سوژه هایی که در فاصله های خیلی دور قرار دارند، با سرعتی زیاد و مصرف انرژی بسیار کم، تصاویر اپتیکی سه بعدی ثبت کرد.این تکنیک جدید کاربردهای وسیعی دارد. محققان همچنین به این مورد اشاره کرده اند که تشخیص از راه دور، نظارت هوایی و تشخیص سوژه ازجمله کاربردهای تکنیک جدید این تکنیک محسوب می شوند. ابعاد کلی این دستگاه در حد یک جعبه ی کفش است و به همین دلیل امکان جابه جایی آن به راحتی فراهم است. ژنگ پینک و تیمش اعلام کرده اند که امکان ارتقاء عملکرد تکنیک آن ها وجود دارد.سیستم ما با انجام یک سری تغییرات می تواند از سوژه هایی که در فاصله ی چند صدکیلومتری قرار دارند نیز عکسبرداری کند و بنابراین روش جدیدی برای پیشرفت سریع سیستم های عکسبرداری لیدار خواهد بود که با کم ترین میزان مصرف انرژی و با سرعتی بسیار زیاد می تواند تصاویری با وضوح بسیار بالا از فواصل طولانی ثبت کند.بنابراین لبخند بزنید، شاید این محققان همین حالا درحال تماشای شما باشند. نظر شما در مورد این تکنیک جدید عکسبرداری چیست؟

  • محتوای این خبر به صورت خودکار از سایتهای مورد تایید ج.ا دریافت شده و بدون هیچ دخل و تصرفی نمایش داده می شود. اگر به هر دلیلی نیاز است که خبر حذف شود، لطفا از این لینک استفاده نمایید تا در اسرع وقت اقدام شود.
    اخبار مرتبط




     |  درباره ما |  ارتباط با ما |  تبلیغات |  آخرین پستها |  تیتراخبار |  خبرگزاریها |  صفحه اصلی | 

    مخبر جامعترین و بزرگترین سایت جمع آوری اخبار ایران می باشد که توسط موتور هوشمند جمع آوری و پیش پردازش اخبار هزاران فید خبری را جمع آوری نموده و در اختیار مخاطبان قرار می دهد.
    مخبر هیچگونه مسئولیتی در قبال محتوای منتشر شده نخواهد داشت.