Просматривая области земли с лазерами, часто от самолетов, измерения времени прохождения LiDAR для света, отраженного назад из просмотренной области, обеспечивают расстояния, которые составляют получающуюся топографию с высоким разрешением.Поскольку лазерная и электронная технология развилась, способности LiDAR, адаптированные, чтобы преодолеть несколько ограничений и влияний затемнения, неизбежно оказанных реальной окружающей средой, как динамические метеорологические карты.
Со специально разработанной лазерной системой и новой методологией на основе закрытой цифровой голографии, исследование из Военно-морской Научно-исследовательской лаборатории, в Вашингтоне, округ Колумбия, теперь предоставляет метод, чтобы дать LiDAR расширенную способность видеть посредством иначе затемнения элементов ландшафта как листва или сетка. Пол Лебоу, из Военно-морской Научно-исследовательской лаборатории, представит эту работу над Отображением Оптического Общества и Прикладным Конгрессом Оптики, проведенным 26 – 29 июня 2017 в Сан-Франциско, Калифорния.«Это было попыткой решить одну из проблем с чем-то названным проникающим через листву LiDAR», сказал Лебоу. «Вы можете на самом деле использовать его, чтобы обнаружить трехмерные изображения позади помрачения, такие как полог дерева, например, в ситуации с помощью при бедствиях, где Вы хотели найти людей в проблеме. Вы можете осветить использование LiDAR через листья и получить достаточно света, возвращающегося до быть в состоянии воссоздать трехмерное, топографическое представление на то, что продолжается ниже».
До сих пор измерения LiDAR поверхностей, скрытых позади листвы, было трудно приобрести. Большинство оригинального света в этих случаях выброшено, насколько свет обнаружения камеры от земли затронут, так как свет, поражающий листья никогда, не достигает земли во-первых. Кроме того, свет, заблокированный, и поэтому отраженный, прежде, чем добраться до земли часто, пересиливает сигнал, поражающий камеру, и скрывает более слабый сигнал, который действительно добирается до земли и назад.«Мы работали с процессом, названным оптическим спряжением фазы в течение достаточно долгого времени, и оно рассветало на нас, что мы могли бы быть в состоянии использовать тот процесс для, по существу проектируют лазерный луч посредством открытий листьев и быть в состоянии видеть посредством частичного помрачения», сказал Лебоу. «Это было что-то, что, пока, возможно, прошлые пять лет не были жизнеспособны просто, потому что технология не была действительно там.
Материал, который мы сделали приблизительно 20 лет назад, включил использование нелинейного оптического материала и был трудным процессом. Теперь все может быть сделано, используя цифровую голографию, и компьютер произвел голограммы, который является тем, что мы делаем».Эта новая система использует специально разработанный лазер, который один занял полтора года, чтобы развиваться, но был необходимым компонентом по данным Lebow и его коллеги, Эбби Уотник, которая является также в Военно-морской Научно-исследовательской лаборатории и другом из авторов работы.
«Реальный ключ к созданию нашей системной работы является вмешательством между двумя лазерными лучами на датчике. Мы отсылаем один лазерный луч в цель, и затем это возвращается, и в то же самое время, которые возвращаются [сияют], поражает датчик, мы вмешиваемся он в местном масштабе в другой лазерный луч», сказал Уотник. «Мы должны закончить последовательность между теми лучами, таким образом, что они вмешиваются друг с другом, таким образом, у нас должна была быть специально разработанная лазерная система, чтобы гарантировать, что мы получим ту последовательность, когда они вмешаются на камере».Используя пульсировавший лазер с шириной импульса нескольких наносекунд и закрытые измерения с подобной резолюцией времени, голографическая система выборочно блокирует самое раннее для прибытия легкое отражение от помрачений. Камера тогда только измеряет свет, возвращающийся из частично скрытой поверхности ниже.
«Мы сделали это более раннее использование ПО ЧАСОВОЙ СТРЕЛКЕ (непрерывная волна) лазер как демонстрационный пример, но теперь мы используем пульсировавший лазер и очень быстрый закрытый датчик, который может включить в подходящее время, чтобы в основном только позволить нам ответить на свет, прибывающий из того, где мы хотим, чтобы он прибыл из от цели», сказал Лебоу. «Лазер разработан так, чтобы разница во времени между местным справочным пульсом и пульсом сигнала, который возвращается из цели, была абсолютно приспосабливаемой, чтобы приспособить расстояния от нескольких ног до нескольких километров».«Что означает», Уотник сказал, «мы можем использовать эту лазерную систему оба в нашей лаборатории на нашей настольной установке, а также снаружи в области, используя ту же самую лазерную работу в том диапазоне».Эта предварительная, лабораторная система представила существенные свидетельства своей власти и потенциальной реальной стоимости.
Используя перфорированную учетную карточку, чтобы изобразить из себя (безопасную от лаборатории) листву, мало того, что группа была в состоянии к изображению, что продырявленная учетная карточка иначе скроет, но их моделирование также смогло воссоздать топологию потенциальной «листвы».«Мы смогли проверить то, что наша компьютерная модель говорит использование наших реальных данных – соответствие ему к тому, что мы на самом деле видим использование пространственного легкого модулятора, таким образом, я думаю, что это было интересной проверкой наших результатов», сказал Уотник.
Watnik и Lebow, наряду с их исследовательской группой, надеются продолжить проект и сделать адаптацию к их прототипу необходимой для создания проникающей через листву системы LiDAR полевой готовый.«Это было бы нашим следующим планом, если бы мы получили финансирование для него», сказал Лебоу. «Было несколько других последующих проектов, не определенно для LiDAR, таких как регулирование луча и другая цифровая голографическая работа, которую мы делаем для отображения через туман и мутную воду на основе очень похожих свойств и принципов».