Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochauflösende 3D-Bilder aus einem Kilometer

08.04.2013
Infrarot-Lasersystem funktioniert bei Kleidung und durch Blattwerk

Forscher haben eine Kamera entwickelt, die mithilfe eines relativ schwachen Infrarot-Lasers hochauflösende 3D-Bilder aus einer Entfernung von bis zu einem Kilometer machen kann. Wie das Team um Physikprofessor Gerald Buller an der Heriot-Watt University in Optics Express berichtet, setzt das System dazu auf eine Laufzeitmessung reflektierten Laserlichts.


Genaue Tiefenerkennung: Laser macht es möglich (Foto: Optics Express)

Die Lösung verspricht gerade bei Kleidungsstücken besonders gute Ergebnisse und soll auch Dinge entdecken können, die sich beispielsweise hinter Blattwerk verbergen. Was dagegen nicht möglich ist, sind Aufnahmen des menschlichen Gesichts.

Laser-Reflektion

Das Grundprinzip des neuen Systems gleicht dem von LIDAR-Entfernungsmessern, bei denen gemessen wird, wie lange ein Laserlicht-Impuls braucht, um bis zum Objekt zu gelangen und zurück. Die 3D-Kamera macht aber keine Einzelmessung, sondern tastet ihr Ziel mit einem Niederenergie-Infrarotlaser ab und misst pixelweise den Abstand. Das System erreicht dank eines Detektors, der einzelne Photonen zählt, auch auf größere Entfernung eine Genauigkeit in der Größenordnung von Millimetern. Das macht es möglich, ein 3D-Bild zu rekonstruieren.

Zwar gibt es dem Heriot-Watt-Forscher Aongus McCarthy nach andere Ansätze, die eine genauere Tiefenwahrnehmung bieten. Die neue Lösung hat aber den Vorteil, dass sie bei Gegenständen wie beispielsweise Kleidung funktioniert, die Laserlicht eigentlich nicht gut reflektieren. Der genutzte Niederenergie-Laser mit einer Infrarot-Wellenlänge von 1.560 Nanometern hat zudem den Vorteil, dass er nicht so leicht durch Sonnenlicht überstrahlt wird und auch für die Augen ungefährlich ist. Bisherige Laufzeit-Messsysteme konnten diese Wellenlänge kaum erkennen, der neue Sensor dagegen ist darauf optimiert.

Kein Verstecken

Das System dürfte dem Team zufolge vor allem zum Einsatz kommen, um von Menschenhand gefertigte Objekte zu erfassen. Mit Modifikationen an der zugehörigen Bildverarbeitungssoftware sollte es es demnach auch möglich sein, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung beispielsweise von Fahrzeugen zu ermitteln. Außerdem soll der Scanner besonders gut darin sein, Objekte zu entdecken, die hinter einem Wirrwarr wie beispielsweise Blattwerk verborgen sind. Langfristig sollte es McCarthy auch möglich werden, Aufnahmen aus bis zu zehn Kilometern Entfernung zu machen.

Was vorerst nicht funktioniert, sind Aufnahmen von Gesichtern - das System zeigt hier nur einen dunklen Fleck. Das liegt daran, dass die menschliche Haut die genutzte Infrarot-Wellenlänge nicht gut genug reflektiert. Doch gibt es McCarthy zufolge Untersuchungen, die darauf hindeuten, dass bei in irgendeiner Form gestressten Menschen beispielsweise durch Schweiß das reflektierte Signal deutlich stärker wird. Jetzt soll das System jedenfalls schneller werden - denn obwohl der Scan selbst nur einige Sekunden dauert, braucht die Bildverarbeitung derzeit fünf bis sechs Minuten, ehe das 3D-Bild fertig ist.

Zum Optics-Express-Artikel:
http://opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-21-7-8904

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://hw.ac.uk

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden
26.04.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Bergamoten – Verlockung und Verhängnis für Tabakschwärmer
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie