Imágenes multiespectrales, detección y reflectancia activa (MiDAR)

NASA Ames desarrolló un novedoso instrumento de detección remota con capacidades científicas avanzadas para imágenes multiespectrales, detección y reflectancia activa (MiDAR). El transmisor y el receptor MiDAR demuestran una solución rentable para imágenes multiespectrales simultáneas de alta velocidad de fotogramas, alta relación señal-ruido (SNR), con potencial hiperespectral, comunicación símplex de alto ancho de banda y calibración radiométrica en fase. El uso de imágenes computacionales permite aún más fusionar datos multiespectrales utilizando la estructura del movimiento (SfM) y algoritmos de lentes fluidas para producir escenas multiespectrales en 3D e imágenes submarinas de alta resolución de sistemas bénticos como parte de futuras campañas científicas de campo aerotransportadas.

El transmisor MiDAR emite iluminación estructurada codificada de banda estrecha para generar video multiespectral de alta velocidad de cuadros, realizar una calibración radiométrica en tiempo real y proporcionar un enlace de datos ópticos símplex de alto ancho de banda bajo una variedad de condiciones de irradiación ambiental, incluida la oscuridad. Se desarrolla un marco teórico, basado en firmas de bandas de color únicas, para la reconstrucción de video multiespectral y algoritmos de comunicaciones ópticas utilizados en transmisores y receptores MiDAR.

Las pruebas experimentales demuestran una imagen multiespectral activa eficiente, radiométricamente calibrada y de alta SNR en siete canales de 405-940 nm a 2048 × 2048 píxeles y 30 Hz. El prototipo MiDAR consta de una matriz activa de diodos emisores de luz multiespectrales y de alta intensidad (transmisor MiDAR) junto con un generador de imágenes computacional NIR de alta velocidad de fotogramas de última generación (NASA FluidCam NIR) que funciona como receptor MiDAR. Las pruebas demuestran una modalidad de detección adaptativa y rentable con la capacidad de cambiar las bandas de color y las intensidades relativas en tiempo real en respuesta a requisitos científicos cambiantes o escenas dinámicas.

Las aplicaciones potenciales de MiDAR incluyen imágenes multiespectrales nocturnas y diurnas de alta resolución del aire, el espacio y entornos submarinos, así como comunicación óptica de larga distancia, caracterización de la función de distribución de reflectancia bidireccional, identificación de minerales, corrección atmosférica, imágenes UV/fluorescentes, reconstrucción 3D usando SfM e imágenes subacuáticas utilizando lentes fluidas. Los sensores multipropósito, como MiDAR, que fusionan la detección activa y las capacidades de comunicación pueden ser particularmente adecuados para la exploración robótica de masa limitada de la Tierra y el sistema solar y representan una posible nueva generación de instrumentos para la detección remota óptica activa.

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