La technologie quantique résout les problèmes de prise d’images 3D en temps réel sous l’eau
Prendre des images 3D sous l’eau est délicat en raison des conditions d’éclairage incohérentes et des particules dans l’eau qui diffusent la lumière et provoquent une distorsion. Les chercheurs ont créé un nouveau système prototype qui utilise la technologie quantique et LiDAR pour surmonter ces difficultés.
Les systèmes de détection et de télémétrie de la lumière (LiDAR) créent des images en mesurant le temps nécessaire à une lumière laser pulsée pour être réfléchie par des objets et revenir au récepteur du système, autrement appelé « temps de vol ». LiDAR est souvent utilisé pour obtenir des images 3D haute résolution pour la sécurité et la défense.
Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université Heriot-Watt et de l’Université d’Édimbourg au Royaume-Uni ont conçu un prototype de système LiDAR pour prendre des images 3D d’objets sous-marins. Le système utilise un laser vert pulsé pour illuminer l’objet avant que des milliers de détecteurs à photon unique (quantique) ne captent la lumière laser réfléchie.
Compte tenu du nombre élevé de détecteurs utilisés, plusieurs centaines d’événements sont produits chaque seconde, ce qui rend difficile le traitement rapide des données nécessaires à la création d’images 3D en temps réel. Pour surmonter ce problème, les chercheurs ont développé des algorithmes spécialement conçus pour traiter les images dans des conditions de lumière diffusée et les ont appliqués au matériel de l’unité de traitement graphique (GPU).
Les chercheurs se sont mis à tester leur prototype en l’immergeant dans un réservoir rempli d’eau trouble. Ils ont pu prendre des vidéos 3D en temps réel à une distance de 9,8 pieds (3 m) dans trois niveaux croissants de nébulosité, y compris des vidéos de cibles en mouvement.
Selon les chercheurs, les résultats de l’étude mettent en évidence les avantages de l’utilisation de la technologie de détection quantique pour créer des dispositifs d’imagerie pouvant être utilisés dans des environnements traditionnellement difficiles.
« Les technologies à photon unique se développent rapidement et nous avons démontré des résultats très prometteurs dans les environnements sous-marins », a déclaré Aurora Maccarone, auteur principal de l’étude. « L’approche et les algorithmes de traitement d’image pourraient également être utilisés dans un plus large éventail de scénarios pour une meilleure vision dans l’espace libre comme dans le brouillard, la fumée ou d’autres obscurcissants. »
Les chercheurs prévoient que le dispositif technologique sera utilisé pour inspecter des infrastructures sous-marines telles que des câbles de télécommunications ou pour étudier des sites archéologiques submergés.
La prochaine étape, disent les chercheurs, est de réduire la taille de leur appareil afin qu’il puisse être intégré dans un véhicule sous-marin.
L’étude a été publiée dans la revue Optique Express.
Source : Optique