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22 DESIGN&ELEKTRONIK 06 2020 Was verbirgt sich hinter Lidar? Lidar steht für »Light Detection And Ranging« Dabei handelt es sich um ein optisches Messverfahren um die Entfernung von Objekten zu orten und zu messen Im Prinzip ähnelt es dem Radarverfahren Allerdings werden bei Lidar anstelle von Mikrowellen Ultraviolett-Infrarotoder Laser-Strahlen des sichtbaren Spektrums daher Lidar verwendet Die Methode wird zur optischen Abstandsund Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung atmosphärischer Parameter verwendet Lidar-Systeme senden Laserimpulse aus und detektieren das zurückgestreute Licht Aus der Lichtlaufzeit der Signale berechnet sich die Entfernung zum Ort der Streuung Wolkenund Staubteilchen in der Luft Aerosole streuen das Laserlicht und ermöglichen eine hochauflösende Detektion und Entfernungsmessung Je nach Wellenlänge des verwendeten Laserlichts sind Lidar-Systeme mehr oder weniger empfindlich für molekulare oder Partikelrückstreuung Die Stärke der Rückstreuung bei einer Wellenlänge hängt von der jeweiligen Partikelgröße und Konzentration ab Mit Lidar-Systemen die mehrere Wellenlängen nutzen lässt sich daher die genaue Größenverteilung der atmosphärischen Partikel bestimmen Schäfer Die hohe Zahl der Pixel ermöglicht eine detailreiche Auflösung von Messwerten Der NSI3100 unterstützt programmierbare Datenübertragungsgeschwindigkeiten mit einer hohen Bildrate und liefert zudem eine automatische Belichtungssteuerung Damit wird bei nahen Objekten eine Sättigung vermieden während sich die Empfindlichkeit gegenüber entfernten Objekten erhöht Auf diese Weise lassen sich realitätsnahe und praxisorientierte Werte in einem breiten Radius ermitteln Die automatische Spitzenerkennung für die Triangulation und die Konfiguration pro Bild ermöglicht zudem eine spontane Reaktion auf Ereignisse Aufgrund dessen lassen sich mit dem NSI3100 zahlreiche Lösungen im Bereich des autonomen Fahrens in der Logistik oder bei intelligenten Haushaltshelfern realisieren » Der neue Bildsensor im Unitronic-Portfolio ermöglicht auch in Drohnen eine effizientere zuverlässigere und präzisere Echtzeit-Bildverarbeitung « D&E Kostengünstig in volumenstarke Märkte gehen damit wirbt der Hersteller für seinen NSI3000-Sensor Trifft das Ihrer Meinung nach zu? Schäfer Das ist in der Tat so Mit dem Bildsensor von Newsight Imaging können Unternehmen kosteneffiziente Lösungen für volumenstarke und wettbewerbsintensive Märkte entwickeln Durch die geringe Stromaufnahme eignet er sich auch sehr gut für wieder aufladbare und batteriebetriebene Produkte Wir sehen den NSI3100 auch im Einsatz wenn hohe Leistungen gefragt sind beispielsweise wenn intensive Algorithmen und Berechnungen gefordert sind D&E Welche Zielmärkte haben Sie für Ihre CMOS-Line-Image-Sensoren identifiziert? Schäfer Sie können beispielsweise bei visuellen Sicherheitslösungen in LidarAnwendungen für die Automobilindustrie zum Einsatz kommen denn sie bieten auf einer Plattform höchste Empfindlichkeit Leistung und Genauigkeit So unterstützt eine Hinderniserkennung den Fahrer um den notwendigen Abstand zu anderen Fahrzeugen oder sonstigen Gefahren einzuhalten Der Sensor bietet die Möglichkeit den individuell gewünschten Abstand zu den Fahrzeugen vor oder hinter einem Objekt einzustellen Wird der vorgegebene Wert überbeziehungsweise unterschritten erhält der Fahrzeuglenker automatisch visuelle Informationen vom Bordcomputer Der Entfernungsalarm soll dem Fahrer helfen mithilfe der 3D-Bildgebungstechnik die Geschwindigkeit und Entfernung abzuschätzen Diese visionsbasierte intelligente Technik lässt sich in aktiven und passiven Fahrzeugsicherheitssystemen verwenden die Kameras für die Abstandsmessung einsetzen Aufgrund der höheren Auflösung die der neue Line-Image-Sensor bietet ist eine bessere Objekterkennung möglich und wird auch Anwendungen wie Rückfahrverbesserung Nachtsicht und Spurhaltemeldung optimieren D&E Intelligente Helfer im privaten Haushalt oder im gewerblichen Bereich wie Wischund Staubsaugroboter arbeiten auch mit Bildsensortechnik Sie stellen also auch mögliche Einsatzfelder für Ihre Produkte dar oder? Schäfer Genau Autonome Geräte dieser Art benötigen ebenfalls Bildsensoren denn sie ermöglichen ihnen die präzise Erkennung von Hindernissen Das erlaubt es beispielsweise dem Saugroboter bestimmte Objekte bei seinem Reinigungsprozess zu umfahren Um ihren Reinigungsjob in der erwünschten Qualität zu bewältigen sind diese Geräte darauf angewiesen hochauflösende Bilder und genaue Daten über die Objekte und deren Entfernung zu erhalten um Kollisionen und mögliche Beschädigungen an kostbaren Möbeln zu vermeiden D&E Zusammengefasst Die Bildsensoren die Gegenstand dieses Interviews waren haben wirklich ein breites Einsatzspektrum Fällt Ihnen noch eine Anwendung ein über die wir noch nicht gesprochen haben? Schäfer Der neue CMOS-Bildsensor in unserem Portfolio ermöglicht auch in Drohnen eine effizientere zuverlässigere und präzisere Echtzeit-Bildverarbeitung Hersteller der Flugkörper sind beispielsweise verpflichtet eine hochpräzise Georeferenz von 3D-Bildern und Kartenfunktionen zu liefern Dafür kommt die Landvermessungstechnik Lidar zum Einsatz die auf hochpräzisen Laserscannern basiert Diese ermöglichen es einen Laserstrahl genau zu positionieren und auszurichten wenn er auf ein Objekt trifft Drohnen die etwa für die Erstellung einer Echtzeit-Geländekarte verwendet werden müssen aus großer Höhe verlässliche Bilder über eine Landschaft und die darin vorhandenen Objekte liefern Unsere Sensoren verfügen über die Empfindlichkeit und Auflösung die in diesem Umfeld zwingend notwendig ist Damit lassen sich in Echtzeit und mit ultrahoher Auflösung fundierte Luftdatenkarten erstellen die als Basis für Entscheidungen und daraus resultierende Maßnahmen dienen können D&E Herr Schäfer herzlichen Dank für Ihre Zeit Die Fragen stellte Kathrin Veigel in Zeiten von Social Distancing schriftlich Messtechnik Sensorik für die Bildverarbeitung Bild 4 Eduard Schäfer ist als Produktmanager im Sensorbereich von Unitronic tätig www designelektronik de