MiDAR de NASA Ames: Imagen multiespectral avanzada y tecnología de reflectancia activa

NASA Ames desarrolló un novedoso instrumento de teledetección con capacidades científicas avanzadas para Imagen Multiespectral, Detección y Reflectancia Activa (MiDAR). El transmisor y receptor MiDAR demuestran una solución rentable para imagen multiespectral simultánea de alta tasa de frames, alta relación señal-ruido (SNR), con potencial hiperspectral, comunicación simplex de alto ancho de banda y calibración radiométrica en fase. El uso de imagen computacional permite además fusionar datos multiespectrales usando algoritmos de Structure from Motion (SfM) y lente fluido para producir escenas 3D multiespectrales e imágenes submarinas de alta resolución de sistemas bentónicos como parte de futuras campañas aéreas científicas.

Transmisor MiDAR: iluminación estructurada de banda estrecha codificada

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

Resultados experimentales: 7 canales, 30 Hz, 2048×2048 píxeles

Las pruebas experimentales demuestran imagen multiespectral activa, radiométricamente calibrada, de alta SNR en siete canales de 405-940 nm a 2048 × 2048 píxeles y 30 Hz. El prototipo MiDAR consiste en un array activo de LED multiespectrales de alta intensidad (transmisor MiDAR) acoplado con una cámara computacional NIR de alta tasa de frames de vanguardia (NASA FluidCam NIR) que funciona como receptor MiDAR. Las pruebas demuestran una modalidad de detección rentable y adaptativa con la capacidad de cambiar bandas de color e intensidades relativas en tiempo real en respuesta a requisitos científicos cambiantes o escenas dinámicas.

Aplicaciones potenciales: aire, espacio, submarino y comunicaciones ópticas

Las aplicaciones potenciales de MiDAR incluyen imagen multiespectral de alta resolución nocturna y diurna desde aire, espacio y entornos submarinos, así como comunicación óptica de larga distancia, caracterización de función de distribución de reflectancia bidireccional, identificación de minerales, corrección atmosférica, imagen UV/fluorescente, reconstrucción 3D usando SfM, e imagen submarina usando lente fluido. Sensores multipropósito, como MiDAR, que fusionan capacidades de detección activa y comunicaciones, 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 teledetección óptica activa.

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