Fraunhofer-Allianz Verkehr
Die dreidimensionale Erfassung der Umgebung oder von Objekten ist von entscheidender Bedeutung in Anwendungen wie Fahrerassistenzsystemen, autonomen Fahrzeugen oder der industriellen Robotik und Messtechnik.
Das LiDAR (von engl. Light Detection And Ranging) Messprinzip beruht auf der Bestimmung der Dauer zwischen dem Aussenden eines Laserpulses und dem Empfangen des reflektierten Lichts. Da die Lichtgeschwindigkeit bekannt ist, kann aus dieser Dauer direkt die Entfernung zum reflektierenden Objekt bestimmt werden. In LiDAR Kameras wird aus vielen dieser Messungen ein dreidimensionales Bild der Umgebung erstellt. Möglich sind sowohl scannende Verfahren, die die Umgebung punkt- oder zeilenweise erfassen, als auch sogenannte Flash LiDAR, die die Umgebung mit einem einzelnen Laserpuls beleuchten.
Grundlegende Elemente von LiDAR Systemen sind:
Sender: eine Laserstrahlquelle, die kurze Lichtpulse aussendet. Typische Wellenlängen sind 905 nm oder 1550 nm.
Empfänger: Es werden hochempfindliche Sensoren eingesetzt, die das von einem Objekt reflektierte Licht detektieren.
Hochauflösende Zeitschaltungen, die die vergangene Zeit zwischen dem Aussenden und dem Empfangen des Laserpulses bestimmen.
Algorithmen zur Signalverarbeitung, die Operationen zur Signalfilterung durchführen und die Distanz zum Objekt berechnen.
Weitere Sensoren, für die sowohl die sensortechnische Entwicklung, als auch die Datenerhebung und -auswertung (von Rohdaten-Vorprozessierung über Rekonstruktionsverfahren bis hin zu Training, Test und Anwendung von maschinellen Lernverfahren (ML)) von Fraunhofer- Automotive angeboten werden, umfassen Radar-, Ultraschall- und Kamerasensorik.
Auch bei diesen Sensoren gibt es eine erhebliche Bandbreite in der technlogischen Realisierung, etwa dem Radar-Frequenzbereich (vgl. 24 GHz. vs. 77 Ghz) oder dem Wellenlängenbereich von Kameras, von RGB-Kameras im sichtbaren Spektrum über nahes (NIR) bis hin zu fernem Infrarot (LWIR).
Entsprechende Erhebungs- und Kalibrationssysteme sowie Prüfstände und Simulationsmethoden werden von Fraunhofer-Automotive angeboten, womit Entwicklung und Absicherung/Erprobung von Perzeptionssystemen ermöglicht wird.