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Hochmoderner Lidar-Sensor unterstützt Forschungsarbeit

Aufnahme des Konstanzerr Seerheins von einem Lidar-Sensor: Zu sehen ist eine schwarze Fläche, von der sich blaue Flächen im Schiffs- sowie Baumform abheben.

Das Institut für Systemdynamik hat erfolgreich an einer Ausschreibung innerhalb des Geräteprogramms für baden-württembergische Hochschulen für angewandte Wissenschaften teilgenommen. Dank der erhaltenen hundertprozentigen Förderung konnte das Institut einen Lidar-Sensor anschaffen, der auf dem allerneuesten Stand der Technik ist.

Der Sensor soll zunächst im Bereich der maritimen Umfelderfassung im von der Baden-Württemberg Stiftung geförderten Projekt „MultiSense Lake Perceptor“ eingesetzt werden. Hierbei geht es um die Detektion und Klassifikation von Fahrzeugen und statischen Objekten im maritimen Kontext. Hierzu wird der Sensor sowohl auf dem Forschungsschiff Solgenia der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik der HTWG als auch auf einem der Katamarane eingesetzt, die zwischen Friedrichshafen und Konstanz pendeln.

Die aktuellen Forschungsgebiete reichen von der Kollisionsvermeidung bis hin zum autarken Andocken. Darüber hinaus steht der Sensor auch für Kooperationsprojekte mit Industriepartnern im Bereich des teilautomatisierten und autonomen Fahrens zur Verfügung.
Der State-of-the-Art Lidar-Sensor dient mit einem Scan-Winkel von 360 Grad und einer Reichweite von bis zu 245 Metern und 128 Layern der Aufnahme einer dreidimensionalen Punktwolke. Zurzeit wird der Sensor in das bereits vorhandene Sensorcluster bestehend aus Kameras, differentiellem GPS, Radar- und IMU Sensorik integriert.

Lidar steht als Abkürzung für „Light Detection and Ranging“. Das Verfahren ähnelt dem Radar, indem es optisch Entfernungen misst. Lidar-Sensoren sind eine Schlüsseltechnologie für automatisiertes und autonomes Fahren sowie weitere automatisierte Prozesse. Sie nehmen im Zusammenspiel mit Kameras und Radarsensoren die Umgebung wahr, messen Abstände und erkennen Hindernisse, indem sie durch hunderttausende Abstandmessungen pro Sekunde ein exaktes 3D-Bild der Umgebung erzeugen. Die Messungen erfolgen ähnlich wie bei der Geschwindigkeitsmessung per Laserpistole mittels unsichtbarem und augensicherem Laserstrahl, der von der Umgebung reflektiert und vom lichtempfindlichen Empfänger des Sensors detektiert wird.

Das Institut für Systemdynamik Konstanz (ISD) dient der Forschung und Entwicklung in den Bereichen Regelungstechnik, Signalverarbeitung und Optimierung dynamischer Systeme. Die Themengebiete reichen von der Akustik über die Mechatronik und Robotik bis hin zum Energiemanagement.

Das Bild oben zeigt einen beispielhaften Output des Sensors, aufgenommen am Konstanzer Seerhein. Deutlich sind sowohl die Wellenbewegungen hinter dem Schiff, als auch die Dalben und Seile zum Festmachen der Boote zu erkennen. Die Pixelfärbung kennzeichnet die Intensität des reflektierten Lichts. Bildquelle: Tim Baur

Blick von schräg vorna auf das Schiff Solgenia, das auf dem Konstanzer Seerhein fährt.

Der Lidar-Sensor wird auf dem Forschungsschiff Solgenia (Foto) der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik als auch auf einem der Katamarane auf der Linie Friedrichshafen-Konstanz eingesetzt. Foto Patrick Hoher