Lidar-Technik: Funktionsweise und Einsatzmöglichkeiten erklärt

Von Sandra, letzte Aktualisierung am: 4. September 2019

Die Lidar-Technologie wird immer bekannter

Was ist Lidar? Per Laser-Sensor wird die Umgebung abgetastet und ausgewertet.

Was ist Lidar? Per Laser-Sensor wird die Umgebung abgetastet und ausgewertet.

Die Wissenschaft entwickelt sich immer weiter, Forschungen werden betrieben, neue Verfahren entwickelt – auch im Verkehrswesen hört es schon lang nicht mehr bei den sogenannten „Radarfallen” auf. Längst werden Laserpistolen und andere Messverfahren angewendet, um Verkehrssündern auf die Schliche zu kommen. Eine relativ neue Technologie, die mittlerweile in diesem Bereich eingesetzt wird, heißt Lidar-Technik.

Diese ist eine mit dem Radar verwandte Technologie, mit der per Lichtimpulse die Entfernung und somit die Geschwindigkeit von Objekten im Sichtfeld gemessen werden. Dabei weist Lidar Ähnlichkeiten zur Lasertechnik sowie zum Messverfahren mit Radar auf. Es soll aber weniger Fehleranfälligkeiten verzeichnen und mehr eine hohe Leistungsfähigkeit vorweisen können. So gibt es nicht nur Lidar-Blitzer, sondern auch Anwendungsgebiete z. B. beim autonomen Fahren.

Wie wird eine Lidar-Messung durchgeführt?

Sogar Luft und Wind kann von Lidar-Technik ausgewertet werden - die Lichtimpulse werden bereits von kleinsten Partikeln gestreut.

Sogar Luft und Wind kann von Lidar-Technik ausgewertet werden – die Lichtimpulse werden bereits von kleinsten Partikeln gestreut.

Die Sprache ist hier von dem sogenannten Lidar-Prinzip, ein Begriff, der als Abkürzung für die Bezeichnung „Light Detection And Ranging” dient. Während beim Radar eben Radarwellen genutzt werden, um die Umgebung zu erfassen, kommen beim Lidar-Verfahren Laserstrahlen zum Einsatz. Diese werden ausgesendet und treffen auf ein Objekt, welches diese zurückwirft.

Nun wird gemessen, wie viel Zeit zwischen dem Aussenden und dem Wiedereintreffen des Signals vergangen ist. Als Rechengrundlage dient hier die Lichtgeschwindigkeitskonstante.

Allerdings werden die Lichtimpulse auch durch Wolken- und Staubteilchen in der Luft gestreut und dies ermöglicht sehr viel detailliertere Messungen, denn so kann auch die Entfernung solcher Wolken festgestellt sowie eine Auswertung derselben durchgeführt werden – zumindest in einem bestimmen Maße. Tatsächlich kann dieses Messverfahren auch dazu verwendet werden, die aus einer Fabrik ausgestoßenen Emissionsmengen auf die Einhaltung der vorgeschriebenen Grenzwerte zu überprüfen.

Die hierfür notwendige Empfindlichkeit des Laserlichts lässt sich durch seine Wellenlänge bestimmen, ausschlaggebend ist allerdings auch die Größe des zu untersuchenden Partikels. Werden mehrere Wellenlängen benutzt, kann somit die Größenverteilung solcher Partikel bestimmt werden.

Verwendungsmöglichkeiten für Lidar-Daten in Deutschland & weltweit

Die Verwendungsmöglichkeiten für die Lidar-Technik sind breit gefächert. Im Folgenden wollen wir einige Beispiele aufführen.

Lidar wird beim autonomen Fahren verwendet - so kann ein Objekt erkannt und identifiziert und eine entsprechende Reaktion eingeleitet werden.

Lidar wird beim autonomen Fahren verwendet – so kann ein Objekt erkannt und identifiziert und eine entsprechende Reaktion eingeleitet werden.

  • Dass Lidar in der Verkehrsüberwachung eingesetzt wird, wurde bereits erwähnt. Auch hier beeindruckt es mit seiner Leistungsfähigkeit: Wird eine entsprechende Säule auf dem Mittelstreifen zwischen zwei Fahrbahnen aufgestellt, ist diese in der Lage, bis zu drei Spuren pro Fahrtrichtung zu beleuchten. Es können sogar Autos erfasst werden, die quasi im Windschatten” anderer Kfz fahren, da der Lidar-Blitzer zwei Bilder pro Sekunde macht und vorher auch die ideale Zeit für die Fotos errechnet.
  • Auch in der Windenergiebranche erfreut sich dieses Messverfahren immer größerer Beliebtheit, bspw. um Windgeschwindigkeiten zu messen oder den idealen Ort für ein Windrad zu finden. Dabei weist es einige essentielle Vorteile gegenüber der üblicherweise verwendeten Sodar-Technik auf. Diese basiert nämlich auf der Auswertung von akustischen Signalen, ist allerdings aufwendiger und außerdem anfällig für Fehler bei Störgeräuschen. Bei der Messung wird ein Effekt verwendet, der als Doppler bezeichnet wird. Lidar nutzt die Dopplerverschiebung zwischen ausgesendetem und empfangenem Signal, um möglichst genaue Ergebnisse zu liefern.
  • Auch in der Automobilbranche ist Lidar auf dem Vormarsch – insbesondere im Bereich des autonomen Fahrens. Hier wird Lidar im Auto dazu genutzt, die Gegend zu erkunden und eventuelle Hindernisse auf der Fahrbahn auszumachen, um notfalls ein entsprechendes Ausweichmanöver einzuleiten.
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