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equipe de pesquisadores liderada pelo professor Zihan Geng, da Universidade de Tsinghua na China, desenvolveu um novo método de visualização 3D que pode ser usado para rastrear objetos em movimento rápido com velocidades sem precedentes. Este método de rastreamento em tempo real é baseado em imagens com um único píxel e pode ser usado para melhorar os sistemas de navegação de veículos autônomos, inspeções industriais e monitoramento de segurança. A equipe demonstrou uma velocidade de rastreamento mais de 200 vezes mais rápida do que os métodos estado da arte baseados em vídeo. O método de rastreamento não requer informações prévias de movimento e pode ser executado com recursos computacionais mínimos. Isso foi possível graças a uma tecnologia que dispensa a captura de uma imagem inteira do objeto para fazer seu rastreamento. "Nossa abordagem não requer a reconstrução da imagem do objeto para calcular sua posição, o que reduz significativamente o armazenamento de dados e os custos computacionais", afirmou o professor Zihan Geng. "Especificamente, adquirir uma coordenada 3D requer apenas 6 bytes de espaço de armazenamento e 2,4 microssegundos de tempo de computação. Ao reduzir os custos computacionais e melhorar a eficiência, isso pode reduzir o custo do equipamento necessário para rastreamento de alta velocidade, tornando a tecnologia mais acessível e possibilitando novas aplicações." A implementação da técnica em uma mesa óptica ainda sem condicionamento e miniaturização é possível.

    O imageamento de píxel único é um método computacional que faz medições usando um único detector em vez do tradicional conjunto de píxeis captados por um CCD, o sensor de uma câmera digital. Essa técnica normalmente envolve iluminar a cena com uma sequência de padrões e medir os valores de intensidade correspondentes com um detector que capta um único píxel de cada vez. Para criar um sistema de imagem de píxel único mais prático para rastreamento de objetos, os pesquisadores implementaram uma abordagem de projeção não ortogonal (planos de imagem que não são perpendiculares), que é mais eficiente do que o método ortogonal normalmente usado. Em termos simples, a técnica consiste em projetar padrões geométricos de luz em dois planos, criando coordenadas 3D que podem então ser usadas para calcular a posição do objeto. A projeção não ortogonal também reduz o tamanho geral do sistema, facilitando a montagem e implementação.

    A técnica foi testada usando uma configuração de imagem de píxel único que inclui um laser de 532 nm para iluminação ativa, um microespelho digital (DMD) com uma taxa de modulação de 20kHz para criar os padrões de luz, e dois detectores de píxel único para coletar os sinais de luz. Essa configuração alcançou uma taxa de rastreamento de 6.667 Hz com o DMD a uma taxa de modulação de 20kHz. O desafio agora é tornar essa tecnologia capaz de rastrear múltiplos objetos, mas a equipe está desenvolvendo métodos que permitirão que vários objetos sejam rastreados com imagens de píxel único.

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