LiDAR zur Umfelderfassung
Im Allgemeinen handelt es sich bei LiDAR (Light Detection And Ranging) um eine Methode zur optischen Abstandsmessung. Dazu wird ein Laserstrahl ausgesendet, der von der Umgebung reflektiert wird. Das LiDAR-System misst nun die Lichtlaufzeit und kann basierend auf diesen Informationen die Entfernung zum reflektierenden Objekt abschätzen.
Im Bereich der Intelligenten Mobilen Maschinen wird dieses Verfahren in sogenannten Laserscannern eingesetzt. Hier wird der Laserstrahl mit hochgenauen rotierenden Spiegelsystemen abgelenkt und scannt somit Punkt für Punkt auf einer Ebene. Somit entsteht eine 2D-Punktwolke, die Aussagen über den Abstand aller Objekte auf dieser Scanebene zum Lasersensor zulässt. Heutige Laserscanner scannen nicht nur eine Scanebene, sondern erfassen die Szene in mehreren Schichten und realisieren somit ein 3D-Abbild der Umgebung.
Da die Szene mit Hilfe eines Laserstrahls im Infrarot-Bereich mit vergleichsweise hoher punktueller Energie abgetastet wird, sind die Laserscanner meist robust gegen Fremdlicht durch Sonneneinstrahlung. Auch existiert eine Vielzahl von Systemen, die die relevanten Sicherheitsnormen erfüllen und damit auch die Realisierung sicherer Systeme erlauben.
Vermehrt und vorrangig befeuert durch die Entwicklungen im Automotive Bereich, sind auf dem Markt auch sogenannte Solid State LiDAR Systeme anzutreffen. Hierbei wird das rotierende Spiegelsystem durch MEMS-basierte Spiegel ersetzt. Somit werden die beweglichen Bauteile im Sensor ersetzt und es entsteht eine neue Sensorgattung ohne bewegliche Teile.
Hauptsächlich werden LiDAR-Sensoren wie Laserscanner zur Umfelderfassung eingesetzt. Damit können Hindernisse im Fahrweg erkannt und die Kollision verhindert werden. Die Informationen aus dem hochauflösende Abbild des Umfelds fließen jedoch auch in die Algorithmen zur Lokalisierung mit ein. Damit kann z.B. bei einem Spurhalteassistenten (Assistenzsystem) bereits eine lokale Navigation ermöglicht werden, die das Durchfahren von Rebreihen ermöglicht.
