Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
Der Airborne Bathymetric Laser Scanner (ABS) erfasst die Wasseroberfläche und Wassertiefe sowie den Uferbereich von Gewässern einschließlich des angrenzenden Geländes aus der Luft. Das LiDAR-System generiert die bathymetrischen 3D-Daten schnell und effizient. Der kompakte, leichte Scanner kann auf vielen kommerziell erhältlichen Drohnen eingesetzt werden.
Um die topografische Vermessung zu verbessern kann der ABS optional um einen zusätzlichen Infrarotlaser erweitert werden. Die von zwei Lasern generierten multispektralen Daten können beispielsweise zur Kartierung von Vegetation genutzt werden. Die aufgezeichneten Daten stehen als vollständige Echofolge (Full Waveform) für eine umfassende Nachbearbeitung und als Punktwolke in Standardformaten zur Verfügung.
Zwei Systemkonfigurationen für Messungen über kurze und lange Distanzen
Der ABS-SR (short range) ist für detaillierte Messungen mit einem kollimierten Laserstrahl aus einer Flughöhe von etwa 20 m ausgelegt. Die Laserpunktfläche beträgt dabei nicht mehr als 5 cm – unabhängig von der Entfernung zum Objekt. Das kompakte ABS-SR hat eine Startmasse von nur 2,5 kg. Das optische Design des ABS-SR ist als nutzerfreundliches Lasersystem der Klasse 2M eingestuft.
Das ABS-LR (long range) wurde speziell für die Kartierung großer Gebiete aus Flughöhen von 50 bis 100 m entwickelt. Die Systemvariante nutzt einen divergenten Laserstrahl mit höherer Laserleistung. Dank der hohen Flughöhe und des großen Erfassungsbereichs lassen sich mithilfe des ABS-LR große Gebiete effizient kartieren.
Schnelle Signalumwandlung
Bei der Unterwasservermessung besteht das Messsignal nicht aus einzeln trennbaren Laserpulsen, sondern aus komplexen Signaleinträgen der Wasseroberfläche, der Trübung und des Gewässergrunds. Daher ist es notwendig, nicht nur einzelne Laserpulse, sondern die gesamte Echofolge aufzuzeichnen und auszuwerten. Die zentrale FPGA/CPU-Einheit des ABS verarbeitet bis zu 50 GB Rohdaten pro Sekunde, führt eine intelligente Datenreduktion durch und kann vorverarbeitete oder vollständige Echofolgen speichern. Neben der Möglichkeit zur Steuerung und Kommunikation mit weiteren Systemkomponenten bietet die Chip-Architektur externe Schnittstellen für die Zeitsynchronisation und die Steuerung der Messungen. Eine GNSS/IMU-Positionierungslösung kann in das ABS-System integriert werden. Alternativ können vom Anwender bereitgestellte Systeme extern angeschlossen werden.
Integration in Flugdrohnen
Das schuhkartongroße System mit einem Gesamtgewicht ab 2,5 kg (zuzüglich Akku und GNSS/IMU) ist auf einer Vielzahl handelsüblicher Flugdrohnen mit einem Startgewicht unter 25 kg einsetzbar. Wir unterstützen mit unserem Know-how bei der Anpassung und Integration des LiDAR-Scanners auf verschiedenen Plattformen.