In jüngster Zeit kommen verstärkt sensortypisch miniaturisierte Ausführungen von Messeinrichtungen auf den Markt, die die Umgebung mit einem Laserstrahl sehr schnell abtasten und dadurch ein dreidimensionales Abbild gewinnen. Das zugrundeliegende LIDAR-Verfahren steht für Light Detection and Ranging und ist in Bild 136 in seinem Grundprinzip skizziert.

Bild 136: LIDAR-Prinzip

Ein Laserstrahl tastet in schneller Sequenz einen Raumbereich ab, indem die Lasereinheit selbst oder eine davor angebrachte Spiegelanordnung in zwei Raumrichtungen systematisch abgelenkt wird. Alternativ sind auch z.B. rotierende Anordnungen denkbar, wie sie bevorzugt bei Rundumsichtsystemen zum Einsatz kommen. Mit einer gewissen Auflösung wird dann pro neuer Laserstrahlposition dessen Laufzeit gemessen, wodurch der Abstand vom LIDAR-Sensor zum abgetasteten Oberflächenpunkt bestimmt werden kann.

In einem entsprechenden Dateiformat wird jedem „Raumpixel“ ein Abstandswert zugeordnet. Das Ergebnis ist also ein dreidimensionales Bild aus der Perspektive des Sensors. Gegenüber dem herkömmlichen dreidimensionalen Bild, wie es der Mensch mit seinen beiden Augen generiert, ist es entsprechend verzerrt, was durch entsprechende Algorithmen jedoch korrigiert werden kann.

Für ein typisches, seit kurzem am Markt erhältliches LIDAR-Modul, das speziell für den Einsatz bei fahrerlosen Fahrzeugen gedacht ist, seien wesentliche Kenndaten kurz exemplarisch angegeben:

Abmessungen:                         Durchmesser: 120 mm, Höhe: 110 mm

Erfassungsbereich:                  150 m

Messabweichung Abstand:     < 3 cm

Horizontaler Scanbereich:       360°

Horizontale Scanrate:               5 … 20 Hz

Vertikaler Scanbereich:            +/- 15°

Winkelauflösung horizontal:   0,09° … 0,36° (je nach Scanrate)

Winkelauflösung vertikal:        2° (realisiert über 16 parallele Laserkanäle)

Wellenlänge Laser:                   905 nm

Schnittstelle:                              Ethernet (UDP mit spezifischer Datenstruktur)

Im Unterschied zum im Bild 136 gezeigten Grundprinzip erfolgt bei diesem Modultyp keine echte Ablenkung eines Laserstrahls in vertikaler Richtung. Vielmehr existieren 16 parallele Laserstrahlengänge, die versetzt um 2° jeweils für einen vertikalen Sektor zuständig sind. Dass dabei vertikal nur 16 Raumpixel abgetastet werden, ist für viele Anwendungen insbesondere bei der Navigation fahrerloser Fahrzeuge vollkommen ausreichend.

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