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Was ist LiDAR und wozu dient es?

Von ·Kategorien: Technik erklärt·Published On: November 1st, 2022·3,3 min read·

Wenn Sie sich mit Automatisierung, Qualitätskontrolle, automatisierten oder anderen Machine-Vision-Anwendungen befasst haben, fragen Sie sich vielleicht, was ist LiDAR? LiDAR ist ein Akronym für „Light Direction and Ranging“. Es handelt sich dabei um eine leistungsstarke Technologie zur Messung relativer Entfernungen, die in zahlreichen IoT- und Industrie-4.0-Projekten immer häufiger zum Einsatz kommt.

Wie funktioniert LiDAR?

Ein LiDAR-System lässt augensichere Laserimpulse von Objekten abprallen, um sie zu lokalisieren und zu messen. Ein Laserstrahlsender sendet das Licht aus, das an einen Empfänger zurückgeworfen wird. Dort werden die Berechnungen von einer LiDAR Processing Unit (LPU) durchgeführt, wie sie vom OnLogic-Kunden Flasheye entwickelt wurde. LiDAR-Systeme haben viele Elemente mit dem herkömmlichen Radar gemeinsam. Jedoch ist die Wellenlänge des verwendeten Lichts tausende Male kürzer als die kürzesten Radarwellenlängen. Dadurch können sehr schnell sehr genaue Ergebnisse erzielt werden.

LiDAR basiert auf dem Time of Flight (ToF)-Prinzip. Laserlicht wird zum Zeitpunkt t-0 ausgesendet, trifft auf ein Objekt und das reflektierte Licht wird dann zum Zeitpunkt t-1 gemessen. Da die Lichtgeschwindigkeit eine bekannte Größe ist, kann das gemessene Intervall in eine genaue Entfernung umgerechnet werden. Durch die Berechnung der Lichtmenge, die zu den Sensoren zurückkehrt, lassen sich außerdem Größe und Form von Objekten bestimmen.

Was wird mit LiDAR gemessen?

LPUs nutzen die von LiDAR-Sensoren gesammelten Informationen zur Berechnung von Entfernung, Größe und Form für die Erstellung von 3D-Karten oder zur Information über Aktionen in einem Prozess. Bei Flasheye überwacht die Lösung Förderbänder in der Bergbauindustrie. Anhand von Modellen für die optimale Leistung können die Geräte Abweichungen in der Leistung von Förderbändern erkennen und das Bedienpersonal warnen. Diese Warnungen können zur Erstellung von Wartungsplänen verwendet werden, um die Mitarbeitenden vor potenziell gefährlichen Bedingungen zu schützen und die betriebliche Leistung zu optimieren.

LiDAR wird zu einer beliebten Lösung für automatisierte Messanwendungen, bei denen keine Bild- oder Videodaten in voller Auflösung erfasst werden müssen oder sollen. Da nur die relative Entfernung gemessen wird, können Benutzer:innen, die sich Gedanken um ihre Privatsphäre und Anonymität machen, verwertbare Daten erfassen, ohne auch identifizierende Informationen zu erfassen. Infolgedessen werden Sicherheits- und Überwachungsanwendungen, die LiDAR nutzen, immer beliebter. Dies gilt insbesondere in Europa, wo die Datenschutzbestimmungen der GDPR (DSGVO) einige Arten der herkömmlichen Sicherheitsüberwachung beeinträchtigen. 

Wofür wird LiDAR eingesetzt?

Entwicklung von der Industrie 1.0 zur Industrie 4.0

Die Automobilindustrie hat in den letzten zehn Jahren einen Großteil des Interesses an LiDAR vorangetrieben. Viele moderne Sicherheitsfunktionen in Autos und Lastwagen basieren auf LiDAR. Darüber hinaus nutzen autonome Fahrzeuge die Technologie, um Hindernisse, andere Fahrzeuge und Menschen zu erkennen und zu umfahren. 

Es gibt zahlreiche andere Anwendungen, die von den superschnellen, extrem präzisen Messdaten profitieren können. Nach Angaben des Marktforschungsunternehmens Yole Development wird das Wachstum des LiDAR-Markts in der Industrie und Automobilbranche bis 2026 voraussichtlich 5,7 Mrd. US-Dollar erreichen. Einige weitere Anwendungsfälle sind:

  • Architektur/Bauwesen: Bauwerksdatenmodellierung (Building Information Modeling, BIM)
  • intelligente Landwirtschaft: Präzisionslandwirtschaft und autonome Geräte
  • intelligente Städte: Mobile Geräte für die Verwaltung städtischer Infrastrukturen und Objekte
  • Energie: Erkennung des Baumwachstums in Richtung von Hochspannungsleitungen
  • Herstellung: Defekterkennung im Rahmen der Qualitätssicherung
  • Bergbau: Gefahrenerkennung, Mineralienerkundung und Überwachung des Abbaus

Ein Blick in die Zukunft

Die Attraktivität von LiDAR in der Industrie hat zu einer kontinuierlichen Entwicklung und Erweiterung ihrer Möglichkeiten geführt. Die neue 4D-LiDAR-Technologie wird nicht nur die 3D-Position messen, sondern auch gleichzeitig Geschwindigkeitsdaten liefern. Das eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten. Diese Installationen und solche, die bereits im Einsatz sind, erfordern zunehmend, dass die LPUs außerhalb klimatisierter Bereiche installiert werden. Die Industrie- und Rugged-Computer von OnLogic sind für den Einsatz unter schwierigen Bedingungen ausgelegt. Sie arbeiten an der Implementierung einer LiDAR-Lösung? Setzen Sie sich noch heute mit unserem Team in Verbindung und erfahren Sie, wie wir Ihnen helfen können.

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About the Author: Darek Fanton

Darek ist Communications Manager bei OnLogic. Seine Leidenschaft für Journalismus und Technologie hat ihn von den Redaktionen lokaler Zeitungen bis in die Produktionshallen von IBM geführt. Aufgrund seines Hintergrunds in der Nachrichtenredaktion ist er immer auf der Suche nach den neuesten technischen Entwicklungen und den besten Möglichkeiten, diese Informationen mit den Lesenden zu teilen. Neben seiner Affinität für Worte ist Darek auch ein Musikliebhaber, Jongleur und ein großer Fan von schlechten Witzen.
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