LiDAR funktioniert, indem es gepulste Laserstrahlen aussendet und die Zeit misst, die das Licht benötigt, um von einem Objekt zurück zum Sensor zu gelangen. Diese Zeitmessungen werden in Entfernungen umgerechnet, wodurch ein detailliertes 3D-Modell der Umgebung entsteht.
Diese Technologie ermöglicht es, präzise topografische Daten zu erfassen, die für viele Anwendungen wie Kartierung, autonome Fahrzeuge und Augmented Reality genutzt werden können.
Wie LiDAR funktioniert
- Laserabstrahlung: Ein LiDAR-System sendet Laserstrahlen in Richtung des Zielgebietes aus.
- Reflexion: Die Laserstrahlen prallen von Oberflächen ab und kehren zum LiDAR-Sensor zurück.
- Entfernungsberechnung: Die Zeit, die das Laserlicht zurück zum Sensor benötigt, wird gemessen.
- 3D-Kartierung: Durch das schnelle Aussenden von Laserstrahlen aus verschiedenen Winkeln kann ein LiDAR-System detaillierte dreidimensionale Karten der Umgebung erstellen.
Anwendungen von LiDAR
- Autonome Fahrzeuge: LiDAR ist entscheidend für die Navigationssysteme selbstfahrender Autos.
- Geographie und Archäologie: LiDAR wird eingesetzt, um hochauflösende Karten zu erstellen, die Geologen und Archäologen bei der Analyse von Landschaften und der Auffindung von archäologischen Stätten helfen.
- Forst- und Landwirtschaft: Es hilft bei der Beurteilung der Dichte und Struktur von Waldbeständen und bei der Kartierung großer landwirtschaftlicher Flächen.
- Stadtplanung und Infrastruktur: LiDAR-Daten unterstützen die Planung und Instandhaltung von Infrastruktur wie Straßen und Brücken.
Augmented Reality (AR)
- LiDAR verbessert das AR-Erlebnis erheblich, indem es eine genauere und realistischere Integration virtueller Objekte in die reale Welt ermöglicht.
- Räumliches Bewusstsein: LiDAR-Scanner können die physische Umgebung schnell erfassen und kartieren, sodass AR-Systeme virtuelle Objekte genau im realen Kontext platzieren können. Dies hilft, Überschneidungen mit realen Objekten zu vermeiden.
- Verbesserte Objektverschmelzung: Durch präzise Tiefenkartierung ermöglicht LiDAR, dass virtuelle Objekte hinter realen Objekten verborgen werden können, was den Realismus von AR-Anwendungen erhöht.
Virtuelle Realität (VR)
Obwohl VR-Umgebungen in der Regel vorgefertigt und nicht auf Echtzeit-Eingaben aus der Umgebung angewiesen sind, kann LiDAR dennoch eine Rolle bei der Schaffung immersiver und interaktiver VR-Erlebnisse spielen.
- Enhanced Environment Creation: Mit LiDAR können reale Orte gescannt werden, um genaue und detaillierte 3D-Modelle zu erstellen, die in VR importiert werden können. Die Nutzer/innen können so reale Orte mit einem hohen Grad an Realismus virtuell erkunden.
- Verbesserung der Interaktion: In fortgeschrittenen VR-Konfigurationen kann LiDAR helfen, die reale Umgebung der Nutzer/innen zu verfolgen, um Kollisionen zu vermeiden oder Elemente aus der Umgebung der Nutzer/innen in das virtuelle Erlebnis zu integrieren.
Fakten und Merkmale
Definition
- LiDAR steht für Light Detection and Ranging.
- Es verwendet gepulstes Laserlicht zur Entfernungsmessung und Erstellung dreidimensionaler Modelle.
Funktionsweise
- Sendet Laserimpulse aus.
- Misst die Zeit, die das Licht benötigt, um zum Sensor zurückzukehren.
- Umwandlung der Zeitmessungen in Entfernungen für 3D-Modelle.
Hauptkomponenten
- Laserscanner: Sendet und empfängt Laserimpulse.
- GPS-Empfänger: Bestimmt die genaue Position des Systems.
- Inertial Measurement Unit (IMU): Bestimmt die Orientierung des Systems.
Genauigkeit
- LiDAR kann hochpräzise Daten mit Genauigkeiten im Zentimeterbereich liefern.
Technologiearten
- Aerial LiDAR: Von Flugzeugen oder Drohnen aus eingesetzt.
- Terrestrial LiDAR: Vom Boden aus eingesetzt, häufig für Architektur und Ingenieurwesen.
- Mobile LiDAR: Auf Fahrzeugen montiert, verwendet für Straßen- und Schieneninfrastruktur.
- Spektralbereiche: Verwendet verschiedene Wellenlängen des Lichts, üblicherweise im Infrarotbereich.
- Datenprodukte: Punktwolken: Dichte Ansammlungen von 3D-Punkten, Digitale Höhenmodelle (DEM), Digitale Geländemodelle (DTM), Digitale Oberflächenmodelle (DSM)
