光探测和测距 ( LiDAR ) 系统通过测量脉冲激光从物体反射并返回系统接收器所需的时间（也称为“飞行时间”）来创建图像。LiDAR 通常用于获取高分辨率 3D 图像以用于安全和防御。
现在，来自英国赫瑞瓦特大学和爱丁堡大学的研究人员设计了一个原型 LiDAR 系统来拍摄水下物体的 3D 图像。在数千个单光子（量子）探测器接收反射的激光之前，该系统使用脉冲绿色激光照射物体。
由于使用了大量的检测器，每秒会产生数百个事件，因此很难快速处理创建实时 3D 图像所需的数据。为了克服这个问题，研究人员开发了专门设计用于在散射光条件下处理图像的算法，并将其应用于图形处理单元 (GPU) 硬件。
研究人员开始测试他们的原型，将其浸入装满混浊水的水箱中。他们能够在 9.8 英尺（3 米）的距离处，在三个不断增加的云层中拍摄实时 3D 视频，包括移动目标的视频。
研究人员表示，这项研究的结果突出了使用量子检测技术来创建可用于传统挑战性环境的成像设备的好处。
“单光子技术正在迅速发展，我们已经在水下环境中展示了非常有希望的结果，”该研究的第一作者奥罗拉·马卡罗内 (Aurora Maccarone) 说。“该方法和图像处理算法还可以用于更广泛的场景，以改善自由空间中的视觉，例如在雾、烟或其他遮蔽物中。”
研究人员预见该技术设备将用于检查水下基础设施，例如电信电缆或调查水下考古遗址。
研究人员说，下一步是缩小设备的尺寸，以便将其集成到水下航行器中。
该研究发表在《光学快报》杂志上。
