Was ist Lidar?

Lidar ist eine Technologie, die oft in Projekte wie selbstfahrende Autos integriert wird. Der Name Lidar hat mehrere Bedeutungen, obwohl das Konzept, das sie beschreiben, alle gleich ist. Der Name leitete sich ursprünglich von einer Kombination aus „Licht“ und „Radar“ ab, hat aber seitdem die Backronyme „Lichterkennung und Entfernungsmessung“ und „Laserbildgebung, Erkennung und Entfernungsmessung“ erhalten.

Wie funktioniert Lidar?

Lidar verwendet einen oder mehrere Laserstrahlen, um eine hochauflösende Distanzmessung zu generieren. Die verwendeten Laser können zwischen ultraviolett, sichtbar und infrarot variieren, wobei spezifische Wellenlängen in Abhängigkeit von der auszuführenden Aufgabe ausgewählt werden.

Trifft der Laserstrahl auf eine Oberfläche, wird ein Teil des Lichts durch Rückstreuung zum Gerät zurückreflektiert. Dieses reflektierte Licht wird dann mit einer Time-of-Flight-Kamera erfasst, die Entfernungen anhand der Zeit bestimmt, die das reflektierte Licht benötigt, um den Detektor zu erreichen.

Tipp: Rückstreuung ist die Art der Reflexion, die von den meisten Oberflächen auftritt. Spezifische Reflektoren wie Spiegel können das meiste einfallende Licht in eine bestimmte Richtung umlenken, aber die meisten Materialien streuen das reflektierte Licht in alle Richtungen.

Eine Einschränkung von Lidar besteht darin, dass es auf eine direkte Sichtlinie beschränkt ist, es kann nur die Anwesenheit des ersten Objekts erkennen, das der Laser in einer bestimmten Richtung trifft. Das bedeutet, dass alle Objekte hinter sich einen toten Winkel werfen und somit auch leicht versteckte Objekte leicht übersehen können.

Verwendung von LIDAR

Bei einer typischen Scanning-Lidar-Konfiguration, die häufig bei selbstfahrenden Autos zu finden ist, ist die Laserquelle in einem sich schnell drehenden Gehäuse oben auf dem Auto montiert. Dieses Design ermöglicht es dem Auto, eine vollständige 360-Grad-Entfernungsmessung zu erstellen, sodass es weiß, ob sich Objekte zu nahe befinden. Die schnelle Rotation ermöglicht auch, dass diese Entfernungsmessungen viele Male pro Sekunde durchgeführt werden, was eine Anpassung in Echtzeit an eine Situation ermöglicht, die sich schnell entwickeln kann. Typischerweise werden mehrere Laser verwendet, oder der Laserstrahl wird geteilt, damit das Gerät einen Höhenbereich in einem Durchgang scannen kann.

Lidar-Geräte werden auch an Flugzeugen oder Satelliten montiert, um Oberflächenkartierungsoperationen durchzuführen. Mit bestimmten Laserfrequenzen ist Lidar auch in der Lage, die Tiefe des Meeresbodens zu kartieren, allerdings ist die Auflösung etwas reduziert. Diese Perspektiven können auch verwendet werden, um die Wolkenbedeckung und das Vorhandensein einiger Schadstoffe wie Aerosole zu überwachen. Die Nutzung von Satelliten ist nicht auf erdgebundene Sonden beschränkt. Lidar kann auch auf Weltraummissionen montiert und sowohl zur Entfernungsmessung als auch zur Kartierung der Oberfläche anderer Planeten, Monde und anderer Körper verwendet werden.

Lidar kann auch aus mehreren stationären Perspektiven verwendet werden, um ein äußerst genaues dreidimensionales Modell eines Bereichs zu erstellen. Dies ist besonders nützlich für Architektur- und Bauzwecke, hat aber auch andere Verwendungen wie die Rekonstruktion von Tatorten.