Der Begriff Lidar (Light Detection und Ranging) steht für die Abstandsmessung mithilfe von Laserstrahlen: Ein Lidar-Sensor sendet pro Sekunde bis zu mehrere hunderttausend Laserpulse über ein breites Sichtfeld aus, erfasst sie nach Reflexion von einem Objekt wieder im Gerät, misst die Zeit, die das Licht auf diesem Weg zurückgelegt hat und bestimmt aus dieser Zeitangabe den Abstand (Prinzip Laufzeitmessung). So lassen sich sehr präzise 3D-Punktwolken des Umfeldes erstellen, für die es immer mehr industrielle Anwendungsfelder gibt.
Zwei Beispiele
Schüttgüter werden in zahllosen Branchen verarbeitet, vom Kies in der Bauwirtschaft über Mineralien im Bergbau und Düngemitteln in der Landwirtschaft bis hin zu Abfallhaufen in Recycling- und Müllverbrennungsanlagen. Sie alle profitieren von der Fähigkeit von 3D-Lidar, das Volumen von Schüttgütern exakt und in Echtzeit zu erfassen. Nach Installation haben Unternehmen die Möglichkeit, Bestandsinformation jederzeit aktuell abzurufen, ihr Materialmanagement effizienter zu gestalten und ihre Anlagen optimal auszulasten.
Auch die Sicherheitsbranche setzt vermehrt auf 3D-Lidar-Sensoren in Alarmsystemen zum Schutz kritischer Objekte wie Flughäfen, Kraftwerke und Banken. Der Vorteil von 3D-Lidar-Sensoren ist es, dass sie die zu schützende Zone räumlich scannen und so jede Veränderung in der Zone sofort wahrnehmen und kategorisieren können. Beispielsweise erkennt ein durch 3D-Lidar unterstütztes Alarmsystem, anders als andere im Einsatz befindlichen Sensortypen, eindringende Personen oder Objekte volumetrisch, das heißt basierend auf ihrer tatsächlichen Größe, und kann ihren Standort, ihre Bewegungsrichtung und die zeitliche Dauer des Eindringens präzise nachvollziehen. Die Vielfalt der einbezogenen Variablen, allen voran der Erkennung der wahren Objektgröße, reduziert die Falschalarmrate deutlich.
Smarter Lidar-Sensor für die Industrie
Zur Analyse der vom Lidar-Sensor generierten 3D-Daten kommt eine sogenannte Perzeptionssoftware zum Einsatz. Bisher lief die Analyse auf einem externen Rechner. Außerdem waren erhebliche Speicher- und Datenleitungskapazitäten vonnöten, weil ein Sensor bis zu zehn Megabyte pro Sekunde an Daten erzeugt. Beim neuen Lidar-Sensor Qb2 von Blickfeld ist nun die für die 3D-Datenanalyse benötigte Perzeptionssoftware direkt in das Gerät integriert. Daher gibt der Sensor direkt verwertbare Daten aus – ohne hohe Investitionen in externe Rechnerhardware, Verkabelung und Kenntnisse in der 3D-Datenanlyse. Das macht den Sensor zum ersten Smart Lidar, der präzise, stets aktuelle 3D-Umfelddateneinfach für alle nutzbar macht.
Durch IP67 ist der Qb2 für den Einsatz unter freiem Himmel und in rauen Umgebungen bestens ausgerüstet. Die Daten können nahtlos mit Standard-Kommunikationsprotokollen wie MQTT und Programmierschnittstellen in ein IoT-Ökosystem oder eine Cloud übertragen werden, wo sie den Anwendenden sofort zur Verfügung stehen, beispielsweise auf nach Kundenbedarf gestalteten Dashboards. Power-over-Ethernet, also Strom- und Datenleitung im selben Kabel, und die Möglichkeit kabelloser Datenübertragung über WLAN halten den Bedarf an Strom- und Internetverkabelung gering. Das 3D-Lidar-basierte Messsystem hat so eine sehr geringe Komplexität und sowohl Installation als auch Betrieb sind einfach und kostengünstig zu bewerkstelligen.
Fazit
3D-Lidar-Sensorlösungen haben das Potenzial, den Digitalisierungsgrad in vielen Industriezweigen zu erhöhen, indem sie bisher nicht oder nur mit hohem Aufwand erhebbare 3D-Daten unkompliziert in das IoT-Ökosystem einspeisen. Unternehmen erhalten damit wichtige Daten, um ihre Geschäftsprozesse zu automatisieren und sie deutlich effizienter zu gestalten. Die Informationen stehen den Anwendenden in sofort nutzbarer, digitaler Form für Entscheidungen zur Verfügung und haben einen direkt messbaren positiven Einfluss auf das Geschäftsergebnis.
