Verborgenes sichtbar machen

Durch die Kombination von LiDAR-Systemen mit intelligenter Signalauswertung bleibt kein Detail verborgen - sogar im Nebel oder Rauch.

Signalauswertung

Laserscanning in trüben Medien /Full Waveform Analysis
© Fraunhofer IPM

Prinzip der Full Waveform Analysis: Ein Laserstrahl wird durch Vegetation und eine Nebelfront geschickt, um darin verborgene Objekte zu erfassen. Möglich wird das nur durch die Analyse der gesamten Echofolge (Full Waveform).

Die Auswertung von Messdaten spielt eine immer bedeutendere Rolle bei der Entwicklung unserer Messsysteme – ganz gleich, ob es um das Signal eines einzelnen Sensors oder um einen Datenstrom aus verschiedenen Sensoren eines integrierten Systems handelt. Inzwischen beschränkt sich unsere Arbeit nur selten auf die reine Hardwareentwicklung. Zahlreiche neue Verfahren der Datenauswertung erlauben es heute, eine Vielzahl an wertvollen Informationen aus Messdaten zu gewinnen, die zuvor in der Form nicht zugänglich waren.

Full Waveform zur Auswertung von LiDAR-Daten

Bei LiDAR-Systemen kommt auf jeden ausgesendeten Puls – je nach Umgebung – oftmals eine Vielzahl an Echos zurück. Aus dieser Echofolge, auch Full Waveform genannt, können verschiedene Parameter und letztendlich auch die 3D-Information eines Objekts abgeleitet werden.

Befindet sich das Messsystem in einem trüben Medium wie Wasser, Nebel oder Rauch, so wird das von einem LiDAR-System ausgestrahlte Licht an den Partikeln gestreut. Resultat ist ein starkes Streusignal, das sich mit dem eigentlichen Signal des zu erfassenden Objekts überlagert. Erst intelligente Schärfe- und Trennalgorithmen erlauben unter solchen Bedingungen die Rekonstruktion des 3D-Bildes. Die erzeugten Daten können wiederum auf Anwendungsfeldern wie autonomes Fahren, Unterwasserinspektion oder Katastrophenschutz eingesetzt werden.

Multispektrale Analyse gibt Aufschluss über Materialzusammensetzung

Um einem untersuchten 3D-Objekt neben der reinen Geometrie noch zusätzliche Parameter zuordnen zu können, bietet sich in vielen Fällen eine multispektrale Analyse an. Hierzu benutzen wir entweder passive Systeme, also Kameras mit entsprechenden Farbfiltern, oder aktive Systeme, also Laserscanner mit Laserstrahlen verschiedener Wellenlängen. Die Analyse eines multispektralen Signals erlaubt beispielsweise Aussagen über den Gesundheitszustand von Pflanzen, ermöglicht die Unterscheidung von Eis und Wasser und macht Feuchtigkeit in Räumen sichtbar.