NASA Ames MiDAR: Fortschrittliche Multispektralbildgebung und Aktive Reflektanz-Technologie

Das NASA Ames Research Center hat ein neuartiges Fernerkundungsinstrument mit erweiterten wissenschaftlichen Fähigkeiten für Multispektrale Bildgebung, Detektion und Aktive Reflektanz (MiDAR) entwickelt. Der MiDAR-Sender und -Empfänger demonstrieren eine kosteneffiziente Lösung für simultane High-Frame-Rate, hochauflösende Multispektralbildgebung mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), hyperspektralem Potenzial, hochbandbreitiger Simplex-Kommunikation und phasengetreuer radiometrischer Kalibrierung. Der Einsatz computergestützter Bildgebung ermöglicht zudem die Fusion multispektraler Daten mittels Structure-from-Motion (SfM) und Fluid-Lensing-Algorithmen zur Erzeugung 3D-multispektraler Szenen und hochauflösender Unterwasserbilder benthischer Systeme im Rahmen künftiger wissenschaftlicher Luftfahrt-Kampagnen.

Funktionsweise des MiDAR-Senders

Der MiDAR-Sender emittiert codierte schmalbandige strukturierte Beleuchtung, um High-Frame-Rate-Multispektralvideo zu erzeugen, Echtzeit-radiometrische Kalibrierung durchzuführen und einen hochbandbreitigen Simplex-optischen Datenlink unter verschiedenen Umgebungsbestrahlungsbedingungen – einschließlich Dunkelheit – bereitzustellen. Ein theoretisches Framework, basierend auf einzigartigen Farbband-Signaturen, wurde für die Rekonstruktion multispektraler Videos und optische Kommunikationsalgorithmen entwickelt, die auf MiDAR-Sendern und -Empfängern zum Einsatz kommen.

Experimentelle Validierung

Experimentelle Tests demonstrieren effiziente, radiometrisch kalibrierte, hoch-SNR aktive Multispektralbildgebung in sieben Kanälen von 405–940 nm bei 2048 × 2048 Pixeln und 30 Hz. Der MiDAR-Prototyp besteht aus einem aktiven Array multispektraler, hochintensiver Leuchtdioden (MiDAR-Sender), gekoppelt mit einem state-of-the-art High-Frame-Rate NIR-Computational-Imager (NASA FluidCam NIR), der als MiDAR-Empfänger fungiert. Die Tests belegen eine kosteneffiziente und adaptive Sensormodalität mit der Fähigkeit, Farbbänder und relative Intensitäten in Echtzeit an veränderte wissenschaftliche Anforderungen oder dynamische Szenen anzupassen.

Potenzielle Anwendungen

Mögliche Anwendungen von MiDAR umfassen hochauflösende nächtliche und tägliche Multispektralbildgebung aus Luft, Weltraum und Unterwasserumgebungen, Fernoptische Kommunikation, Charakterisierung der bidirektionalen Reflektanzverteilungsfunktion, Mineralidentifikation, atmosphärische Korrektur, UV/Fluoreszenzbildgebung, 3D-Rekonstruktion mittels SfM und Unterwasserbildgebung mittels Fluid Lensing. Multifunktionale Sensoren wie MiDAR, die aktives Sensing und Kommunikationsfähigkeiten vereinen, eignen sich besonders für masselimitierte robotische Erkundung der Erde und des Sonnensystems und stellen eine mögliche neue Generation von Instrumenten für aktives optisches Fernerkunden dar.

Die NASA sucht aktiv Lizenznehmer zur Kommerzialisierung dieser Technologie. Bitte kontaktieren Sie die NASA Licensing Concierge unter [E-Mail geschützt] oder rufen Sie an unter 202-358-7432, um Lizenzgespräche zu initiieren. Weitere Informationen finden Sie hier.