I dag kan meget følsomme fotodetektorer fange enkeltfotoner og samle et billede af et emne på ti kilometers afstand. Den afstand har en gruppe kinesiske fysikere fra University of Science and Technology of China i Shanghai med Zheng-Ping Li i spidsen udfordret gevaldigt.
De har nemlig fremvist billeder af en bygning, som er taget på 45 kilometers afstand igennem tåge og forurening i Shanghai. Det skriver MIT Technology Review.
Kamera-teknikken er baseret på lidar-teknologi, som fungerer ved at udsende laserlys og registrere tiden på refleksionerne. Jo kortere tid det tager, før refleksionerne opfanges af sensoren, desto nærmere er objektet. Forskerne kombinerer enkeltfoton-detektorer og en ny type billedalgoritme, der gør det muligt at samle et billede selv med få datapunkter.
Fordelen ved at bruge lidar er, ifølge de kinesiske fysikere, at fotonerne som reflekteres fra emnet vender tilbage til lidar-kameraet inden for en given tidsperiode, som afhænger af distancen. Så fotoner, der ankommer uden for det definerede tidsvindue kan sorteres fra som støj fra omgivelserne.
Forskerne satte kameraet op på 20.etage i en bygning på øen Chongming i Shanghai, og pegede kameraet mod Pudong Civil Aviation Building på den modsatte side af floden 45 kilometer væk.
Lidar (Light Detection and Ranging) er en sensor-teknologi beregnet til afstandsmålinger. Den virker ved, at der udsendes laser-pulser med høj frekvens, samtidig med at de enkelte pulser typisk ved hjælp af et spejl drejes ud i forskellige retninger. Den tid, det tager de enkelte pulser at ramme et objekt og blive reflekteret til laseren, bruges til at beregne afstanden.Lidar
Læs også: Ny MIT-sensor ser gennem tågen i trafikken
Vil tage billeder på hundrede kilometers afstand
I testen fra Shanghai er afstanden omkring 45 kilometer, men ambitionen er at forlænge den rækkevidde markant.
»Ved at bruge denne teknik, har vi eksperimentelt demonstreret aktive enkeltfoton-3D-billeder på en afstand op til 45 kilometer i et urbant miljø med et lavt retursignal på ∼1 foton per pixel. Vores system er muligt at bruge til billeder, der tages på op til flere hundrede kilometers afstand ved at raffinere setupet, og det repræsenterer derfor en signifikant milepæl mod en hurtig, strømbesparende og højopløselig lidar over ekstra lange afstande,« skriver Zheng-Ping Li i en artikel, forskerne har publiceret for nyligt om deres kamera.
Zheng-Ping og hans kolleger bruger en infrarød laser med en bølgelængde på 1550 nanometer. Det betyder, at lidaren ikke er farligt for det menneskelige øje, og det er muligt at filtrere ultraviolette fotoner udsendt af solen fra.
Når kameraet har indhentet tilpas enkeltfoton-data bliver de flettet sammen til et sammenhængende billede ved hjælp af en billedalgoritme, som gør, at forskerne kan skabe billeder selv med små datasæt.
Læs også: Nye mobiler vælter sig i kameralinser
Giga-pixel kameraer overvåger storbyer
Mens det kinesiske lidar-kamera kan fange grove billeder på ekstremt lang afstand, så kan du zoome fra toppen af et højhus og helt ind på mennesker på det 195 giga-pixel billede, som virksomheden Big Pixel har taget af Shanghai og en stribe andre kinesiske storbyer.
I mindre skala kan du se hvordan livet i London forandrer sig time for time med 6.240 billeder taget over en 155 graders vinkel over 24 timer. Optagelserne er gennemført med verdens første gigapixel timelapse panoramakamera og udgør i alt 7,3 gigapixels (7.300 megapixels), eller 1.000 gange så potent som kameraet på iPhone X. Den anvendte kamera er et Nikon D850 med Nikon AF-S NIKKOR 300mm f / 2.8 objektiv.
Læs også: Fascinerende eller skræmmende? Se ind i London-hjem med gigapixel-kamera
