Un nuevo sistema permite obtener imágenes 3D subacuáticas mucho más precisas y en tiempo real
Obtener imágenes tridimensionales bajo el agua es una tarea complicada, debido a las condiciones de iluminación poco estables y a las partículas en el agua que dispersan la luz y causan distorsión.
Un nuevo prototipo, que utiliza tecnología cuántica aplicada a los sistemas LiDAR, permite superar estas dificultades.
Los sistemas de detección y alcance de luz (LiDAR o light detection and ranging ) crean imágenes midiendo cuánto tiempo tarda un haz pulsado de láser en reflejarse en los objetos y volver al receptor del sistema, algo que se conoce como tiempo de vuelo.
Este sistema se utiliza frecuentemente para obtener imágenes 3D de alta resolución en las áreas de seguridad y defensa.
En los últimos meses, investigadores de la Universidad de Edimburgo y de la Universidad Heriot-Watt (también en la capital escocesa) han diseñado un prototipo de sistema LiDAR para tomar imágenes en 3D de objetos submarinos.
Dicho sistema utiliza un láser verde pulsado, para iluminar el objeto antes de que miles de detectores de un solo fotón (cuánticos) capten la luz láser reflejada.
Dada la gran cantidad de detectores utilizados, se producen cientos de movimientos de luz cada segundo, lo que dificulta el procesamiento rápido de los datos necesarios para crear imágenes 3D en tiempo real.
Para superar este problema, los investigadores desarrollaron algoritmos diseñados específicamente para procesar imágenes en condiciones de luz dispersa y los aplicaron al hardware de la unidad de procesamiento de gráficos (GPU).
Los investigadores se propusieron probar su prototipo sumergiéndolo en un tanque lleno de agua turbia.
Durante las pruebas de campo, pudieron tomar vídeos 3D en tiempo real y con objetos en movimiento a una distancia de unos tres metros, en tres niveles crecientes de visibilidad.
Los resultados del estudio, según los científicos, destacan los beneficios del uso de la tecnología de detección cuántica para crear dispositivos que se pueden usar en entornos de visibilidad adversa, donde hasta ahora se obtenían resultados poco precisos.
“Las tecnologías de fotón único se están desarrollando rápidamente y hemos demostrado resultados muy prometedores en entornos submarinos”, dijo Aurora Maccarone, directora del estudio.
“Los algoritmos de enfoque y procesamiento de imágenes también podrían usarse en una gama más amplia de escenarios para mejorar la visión en el espacio libre, como niebla, humo u otros oscurecimientos”.
Los investigadores prevén que el dispositivo tecnológico se utilice para inspeccionar infraestructuras submarinas, como cables de telecomunicaciones, o para inspeccionar sitios arqueológicos sumergidos.
El siguiente paso, prevén los investigadores, es reducir el tamaño de su dispositivo para que pueda integrarse en varios tipos de vehículos submarinos.