Lassen Sie es uns klären: Ist es LiDAR Oder Lidar? Finden Sie es heraus, wenn Sean Higgins einige der häufigsten Fragen zu dieser Technologie beantwortet.
Kürzlich haben wir einen Artikel veröffentlicht, in dem wir Ihnen die Grundlagen von Lidar erläutert haben. Wir haben uns damit beschäftigt, was Lidar ist, wie es funktioniert, welche anderen Technologien in einem 3D-Scanner zum Einsatz kommen und für welche Anwendungen Sie einen 3D-Scanner verwenden können. (Wenn Sie Lidar noch nicht kennen und mehr darüber erfahren möchten, sollten Sie zuerst mit diesem Artikel beginnen).
Dann haben wir die Frage gestellt (und beantwortet): Was ist besser für die Gebäudeerfassung: Lidar oder Photogrammetrie?
Auch wenn Sie beide Artikel gelesen haben, haben Sie vielleicht noch ein paar brennende Fragen zu Lidar. Wir werden heute noch einige davon beantworten. Am Ende werden Sie es wissen: Was ist der Unterschied zwischen terrestrischen, mobilen und luftgestützten Scannern? Wie viele verschiedene Arten von Lidar-Sensoren gibt es? Wie funktionieren sie?
Und das Wichtigste: Soll man es LiDAR oder Lidar nennen?
Welche verschiedenen Arten von Lidar-Scannern gibt es?
So wie es viele Möglichkeiten gibt, einen Lidar-Sensor in einen Laserscanner zu verwandeln, gibt es auch viele verschiedene Arten von 3D-Laserscannern. Hier sind die gängigsten Optionen.
- Terrestrische Laserscanner (TLS): Diese Scanner sitzen auf einem Stativ und drehen sich, um die Umgebung zu erfassen. Es ist die erste Art von Lidar-Scanner, die in großem Umfang für Vermessungs- und Kartierungsanwendungen eingesetzt wird und immer noch die absolut höchste Genauigkeit bietet. Allerdings dauert es länger als bei anderen Methoden, wie z. B. mobilem Lidar, eine vollständige Erfassung durchzuführen.
- Mobiles Lidar: Diese 3D-Laserscanner, auch mobiles Mapping genannt, erfassen die Daten, während Sie sich bewegen. Das kann bedeuten, dass der Lidar-Scanner auf dem Dach eines Fahrzeugs befestigt ist, in der Hand gehalten oder am Körper getragen wird. Dazu nutzen diese Geräte eine spezielle Technologie namens SLAM (Simultane Lokalisierung und Kartierung).
Mobile Lidar-Geräte können sowohl im Freien als auch in Innenräumen wesentlich schneller erfassen als TLS. Außerdem sind die neuesten Geräte inzwischen genau genug für alle Anwendungen, auch für die anspruchsvollsten. (Wenn Sie mehr über SLAM erfahren möchten, lesen Sie unseren Leitfaden hier).
- Luftbild-Lidar: Diese Scanner sind an einer Art Flugzeug montiert und werden zur Erfassung über ein Gebiet geflogen.
Dieser Begriff wird oft für Lidar-Scanner verwendet, die an einem UAV montiert werden, um räumlich begrenzte Bereiche wie Felder, eine Brücke oder das Dach eines Gebäudes zu erfassen.
Der Begriff kann auch die großen Lidar-Scanner beschreiben, die an Flugzeuge in großer Höhe montiert werden, um großflächige topografische Karten zu erstellen. Ein gutes Beispiel hierfür ist die 3DEP-Website der United States Geological Survey (USGS ).
Welche verschiedenen Arten von Lidar-Sensoren gibt es?
Wenn wir über die Funktionsweise von Lidar sprechen, beziehen wir uns gewöhnlich auf das Konzept der Flugzeit. Dies ist das heute am häufigsten verwendete Funktionsprinzip von Lidar - aber es gibt auch andere Lidar-Typen, auf die Sie von Zeit zu Zeit stoßen könnten. Hier ist eine kurze Zusammenfassung.
- Die Flugzeit: Diese Funktion kennen Sie wahrscheinlich schon. Er feuert einen Laser ab und misst, wie lange er braucht, um zum Sensor zurückzukehren (seine Flugzeit). Da der Bordcomputer die Lichtgeschwindigkeit und die Flugzeit des Lasers kennt, kann er die Entfernung zum Objekt berechnen.
- Phasenverschiebungs-Lidar: Diese Art von Lidar verwendet Licht, genau wie das Flugzeit-Lidar. Der Unterschied besteht darin, dass dieses System einen ununterbrochenen Lichtstrahl aussendet und keine Pulse, sondern Wellenformen misst, um die Entfernung zu bestimmen.
Und so geht's: Der Lidar-Scanner moduliert den Strahl, indem er die Energie mit einer konstanten Rate verringert und erhöht. Würde man die Energiepegel über die Zeit aufzeichnen, sähe das Diagramm wie eine Sinuswelle aus.
Wenn diese Energie auf ein Objekt trifft, wird sie zum Sensor zurückreflektiert. Durch den Vergleich der Differenz zwischen der ursprünglichen Welle und der reflektierten Welle - oder ihrer Phasendifferenz - kann der Sensor die Entfernung zum Objekt bestimmen. Dieses Verfahren ist schneller als das Flugzeit-Lidar, hat aber Schwächen, auf die wir hier nicht eingehen wollen. - Festkörper-Lidar: Einfach gesagt: Lidar auf einem Mikrochip.
Wie ich einmal in einem Artikel über diese Technologie schrieb, kann man dies gut verstehen, wenn man Lidar-Sensoren mit Computern vergleicht. In den frühen Tagen von Computern und Lidar waren die Geräte groß. Sie bestanden aus einzelnen mechanischen Teilen sowie den für die Funktion notwendigen Transistoren, Widerständen und Kondensatoren.
Mit dem Aufkommen des Mikrochips in der Computertechnik konnten viele dieser Teile erheblich verkleinert werden. Das Festkörper-Lidar macht dasselbe für Lidar und wird daher gerne für Anwendungen wie Robotik und selbstfahrende Autos verwendet.
- Blitz-Lidar: Bei einem Flash-Lidar handelt es sich um einen einzelnen Solid-State-Lidar-Chip, der sowohl als Kamera als auch als Blitzgerät fungiert, um ein 3D-Bild aufzunehmen.
Jedes Pixel auf dem Chip sendet Licht aus, das die Sichtfeld überflutet. Wenn das Licht von Objekten abprallt und zum Sensor zurückkehrt, nimmt jedes Pixel ebenfalls 3D-Daten auf.
Mit anderen Worten: Ein Blitz-Lidar erfasst die gesamte Sichtfeld mit einem einzigen Impuls, wie einen Schnappschuss. Aus diesem Grund beschreibt Wikipedia es hilfreich als eine Kamera, die 3D-Informationen anstelle von Farben erfasst.
LiDAR vs. Lidar
Wahrscheinlich haben Sie den Namen dieser Technologie schon einmal in beiden Schreibweisen gesehen. Apple wählte die erste Variante. Das Lidar Magazine wählte die zweite. Welche ist es?
In ihren Anfängen wurde sie "LiDAR" genannt, was ein Akronym für Light Detection And Rangingist. Doch in den letzten Jahren hat sich LiDAR zu einem wichtigen Wegbereiter für beliebte Technologien wie das Metaverse entwickelt. Bis zum Jahr 2022 hat sich das Wort vollständig in den allgemeinen Sprachgebrauch eingebürgert und wird nun häufiger einfach als "Lidar" bezeichnet.
Aber es gibt einige (sehr milde) Kontroversen darüber - und einige Hersteller und Publikationen verwenden immer noch die traditionellere Bezeichnung "LiDAR". Ich für meinen Teil denke, dass "Lidar" der Weg in die Zukunft ist. Schauen Sie sich an, was mit dem Wort "Radar" passiert ist, das früher ein Akronym für Radio Detection And Rangingwar.
Wann haben Sie jemals das Wort RaDAR in Druckschrift gesehen? Ich dachte es mir.
Sie haben noch weitere Fragen?
Ich habe versucht, unsere jüngsten Lidar-Erklärungen so umfassend wie möglich zu gestalten, ohne dabei zu sehr ins Unkraut zu laufen. Wenn Sie weitere Fragen zu Lidar haben, die ich und die Experten von NavVis beantworten sollen, lassen Sie es uns bitte wissen! Sie können auch mehr über die NavVis Reality Capture Lösung hier erfahren.
Sean Higgins ist ein unabhängiger Technologieautor, ehemaliger Redakteur von Fachzeitschriften und Outdoor-Enthusiast. Er ist der Meinung, dass klares, schlagwortfreies Schreiben über 3D-Technologien ein öffentlicher Dienst ist.