美国国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员使用激光探测和测距(LADAR)系统对熔化在火焰中的三维物体进行成像。该方法可以提供一种精确、安全、紧凑的方法来测量火灾中倒塌的结构。
光学距离测量已经应用于制造业和其他领域，可能有助于克服结构火灾带来的实际挑战，这些火灾太热，无法用安装在建筑物上的传统机电传感器测量。
如在视神经节在美国，NIST的演示使用了一种商用LADAR系统来绘制到火焰后面融化的物体的距离，这些火焰产生了不同数量的烟灰。该实验在2米外测量3D表面的精度为30微米(百万分之一米)或更好。该论文称，这一精度水平满足了大多数结构火灾研究应用的要求。
NIST的演示集中在巧克力块和塑料玩具上。
项目负责人埃斯特·鲍曼解释说:“我们需要一种不会融化太快或太慢的东西，但你仍然可以看到效果。”“我喜欢巧克力。”
作为穿透火焰成像的工具，LADAR有几个优点。这项技术非常灵敏，即使在火焰中有少量烟灰时也能成像物体。这种方法也适用于远距离，距离足够远，使设备不受大火的高温影响。此外，依靠光纤和简单的光电探测器，该仪器可以是紧凑和便携式的。
NIST结构工程师Matthew Hoehler说:“当我们让‘消防人员’和‘光学人员’交谈时，这个项目有点偶然地走到了一起。”“这次合作不仅卓有成效，而且很有趣。”
在三维测绘系统中，激光连续地扫过一个光学频率带。初始激光输出与来自目标的反射光相结合。由此产生的“节拍”信号被检测出来，然后通过数字信号处理对该电压进行分析，生成延时数据，相当于距离。(初始信号和从目标接收到的信号之间的频率差随着距离的增加而增加。)
研究人员成功地应用LADAR来测量和绘制3D“点云”——点是构成图像的“体素”——即使在具有强烈信号散射和失真的湍流火灾环境中。为了进行比较，研究小组还制作了巧克力融化时的视频，以及更复杂的塑料骨架的图像。
对于融化的巧克力，每个LADAR帧由7500个点组成，足以捕捉巧克力的变形过程。在传统的视频中，塑料骨架几乎看不见，但3D点云揭示了隐藏在火焰后面的复杂形状——胸腔和臀部的细节。
研究人员确定，LADAR系统的速度足够快，可以克服信号失真，并且可以通过平均信号随时间的变化来适应由火焰引起的激光束偏转，以保持高精度。
最初的实验是在科罗拉多大学博尔德分校的实验室燃烧器上进行的，火焰只有50毫米宽。初步结果表明，LADAR技术可以应用于更大的物体和火灾。NIST团队现在计划扩大实验规模，首先通过约1米宽的火焰制作物体的3D图像，如果成功的话，将对更大的结构火灾进行定量观察。
了下:快速原型
