Zusammenfassung
LIDAR : Light Detection And Ranging ist ein optisches Messverfahren zur Ortung und Messung der Entfernung von Objekten im Raum. Prinzipiell ähnelt dieses System dem Radarverfahren, wobei allerdings anstelle von Mikrowellen beim LIDAR Ultraviolett-, Infrarot- oder Strahlen aus dem Bereich des sichtbaren Lichts (daher LIDAR) verwendet werden. (vgl. Abb. 18.1)
Es gibt verschiedene Messverfahren beim Einsatz von Infrarotsensoriken. Die im Fahrzeug meist benutzte Methode ist die „Time of Flight“-Messung.
Die Zeitdauer von der Aussendung des Licht(Laser)-Impulses bis zum Empfang der rückgestreuten Strahlen ist dabei proportional der radialen Entfernung zwischen Messsystem und detektiertem Objekt.
Bei der „Time of Flight“-Messung werden ein oder mehrere Lichtpulse ausgesendet und an einem evtl. vorhandenen Objekt reflektiert. Die Zeit bis zum Empfang des reflektierten Signals ist dann proportional der Entfernung: Bei einer Geschwindigkeit des Lichts von ca. 300.000 Kilometern pro Sekunde (in Luft) beträgt die zu messende Laufzeit bei einem Abstand von 50 Metern (entspricht bei 100 Kilometern pro Stunde = Tacho-Halbe) etwas über 3 × 10−7 Sekunden oder 333 Nanosekunden. (vgl.. Abb. 18.2)
-
d
= Abstand in m
c 0 = Lichtgeschwindigkeit (300.000 m/s)
\(t \) = Zeit in s
Die zu erwartende Pulsantwort eines festen und einzelnen Objekts (z. B. Fahrzeug) hat die Form einer Gaußkurve.
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Literatur
Verwendete Literatur
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Information über die Detektion kleinster Lichtmengen mit Avalanche Photodioden http://www.lasercomponents.com/fileadmin/user_upload/home/Datasheets/lc/veroeffentlichung/opt_apd_receiver_module.pdf; http://catalog.osram-os.com
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Weiterführende Literatur
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Gotzig, H., Geduld, G.O. (2015). LIDAR-Sensorik. In: Winner, H., Hakuli, S., Lotz, F., Singer, C. (eds) Handbuch Fahrerassistenzsysteme. ATZ/MTZ-Fachbuch. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-05734-3_18
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