Lidar-Systeme: zu Lande, in der Luft und im Straßenverkehr

Viele Autofahrer möchten auf einige Fahrerassistenzsysteme heute nicht mehr verzichten: Einparkhilfe, Spurhalte- und Notbremsassistent sind oft in der Grundausstattung morderner Autos enthalten. Der Lidar ist ein Laser-Sensor, der aus vielen Systemen nicht mehr wegzudenken ist.

Was ist der Lidar und wie funktioniert er?

Lidar ist eine Abkürzung für Light detection and ranging, was so viel bedeutet wie Licht-Erkennung innerhalb eines bestimmten Bereiches. Die Lidar-Funktionsweise gleicht der eines Radars in den Grundzügen. Durch das Aussenden von Laserstrahlen kann der Lidar erkennen, wie weit ein Objekt entfernt ist und mit welcher Geschwindigkeit sich dieses ggf. bewegt. Das Einsatzgebiet der Lidar-Technologie ist daher sehr groß. Sie wird beispielsweise bei der Untersuchung von Landschaften verwendet.

Die ausgesendeten Laserstrahlen werden von einem Objekt in der Umgebung reflektiert und zurückgeworfen. Je nachdem, wie weit etwas entfernt ist, benötigen die Laserstrahlen eine bestimmte Zeit, um wieder beim Lidar anzukommen. Das Gerät kann durch diese Zeitspanne die Entfernung des Objektes berechnen. So können sogar kleinste Teilchen in der Luft verortet und ausgemessen werden. Der Lidar wird daher auch bei der Untersuchung von Luftschichten und Emissionen verwendet. Und so ein Lidar-System kann noch mehr: In einigen Forschungsstationen wird die Technik für die Klimaforschung eingesetzt. So zum Beispiel an der Zugspitze, wo die Lidar-Lasertechnik die Verteilung von Wasserdampf in der Atmosphäre untersucht. Die Wissenschaftler hoffen auf Grund der Lidar-Daten Rückschlüsse über den Einfluss von Wasserdampf auf den Treibhauseffekt ziehen zu können.

Der Einsatzbereich der Lidar-Technologie ist also sehr breit gefächert. Zusammengefasst kann der Lidar unter anderem in folgenden Gebieten verwendet werden:

• zur Erforschung von Landschaften und Luftmassen
• in Notbremsassistenten zur Erkennung von Hindernissen
• als mobiler Blitzer bei Geschwindigkeitskontrollen
• als Lasermesser im Handwerk
• bei autonomen Fahrzeugen
• als Wind-Lidar in der Forschung (z.B. bei Windparks)
• als Wind- bzw. Doppler-Lidar in Flugzeugen, um Turbulenzen zu erkennen.

Der Lidar im Auto macht das Fahren sicherer

Die Lidar-Technik bietet sich vor allem im Straßenverkehr an, weil sie in der Lage ist, Objekte, Tiere und Menschen sofort und zentimetergenau zu orten. Der Notbremsassistent beispielsweise kann einschreiten, wenn der Fahrer für einen Augenblick unaufmerksam ist und etwa ein Stauende nicht bemerkt. Der Lidar erkennt dann, dass sich in einiger Entfernung vor dem Auto ein Hindernis befindet, dass sich gar nicht oder nur sehr langsam bewegt. Der Assistent kann den Fahrer dann durch eine optische Anzeige auf dem Bordcomputer oder akustisch durch ein Warnsignal darauf aufmerksam machen.

Im Ernstfall kann der Assistent nicht nur Gas wegnehmen und die Geschwindigkeit dadurch verringern, sondern sogar eine Notbremsung einleiten, etwa wenn eine Person plötzlich vor dem Auto auftaucht. Der Lidar-Laser-Sensor befindet sich bei Notbremsassistenten meist zwischen dem Rückspiegel und der Windschutzscheibe.

Und weil der Lidar-Sensor so genau ist, eignet sich so ein System auch für autonome Autos. Der Lidar wird dann meist auf dem Dach des Wagens befestigt und rotiert andauernd, sodass die Umgebung genau gescannt werden kann. Ein marktreifes automomes Auto, das per Lidar-Messung gesteuert wird, werden Sie derzeit aber nicht auf deutschen Straßen sehen. Die erhöhte Position des Sensors widerspricht den allermeisten ästhetischen Vorstellungen eines Wagens. Aber auch kleinere und unauffällige Geräte sind bereits auf dem Markt erhältlich. Sie sind z. T. in der Lage, sogar bei Regen, Schnee und in der Nacht zuverlässige Lidar-Bilder zu liefern. So ein kleiner Lidar wird allerdings eher bei Notbremsassistenten verwendet.

Lidar als Blitzer, Mautgerät oder Abstandsmesser

Die Möglichkeiten des Lidar scheinen schier unbegrenzt. Die Lasertechnik kann gleichzeitig so viele Aufgaben erfüllen, dass sie für den Straßenverkehr und dessen Überwachung prädestiniert ist. Das Lidar-Prinzip funktioniert nicht nur für Blitzer, sondern auch andere Bereiche, in denen die Einhaltung der Straßenverkehrsordnung (StVO) überprüft werden soll. Die Geräte können beispielsweise erkennen, ob sich ein unberechtigtes Fahrzeug auf einer Busspur befindet, indem sie dieses in Gänze ausmisst.

Lidar-Technik kann auch in der Parkraumbewirtschaftung verwendet werden und die Fahrzeuge zählen, die bereits auf einem Parkplatz stehen. Dadurch kann es angeben, wie viele Plätze noch frei sind und unnötigem Herumfahren bei der Parkplatzsuche vorbeugen. Auch die Warnung vor Staus wird durch Lidar-Systeme möglich. Sie können zudem die Durchschnittsgeschwindigkeit der Fahrzeuge berechnen, die sich in einem Stau bewegen und so angegeben, wie viel Fahrzeit die Strecke in Anspruch nehmen wird. Das Prinzip lässt sich auch auf die Section Control anwenden.

Geraten Sie einmal in eine Verkehrskontrolle, weil Sie mutmaßlich einen Abstandsverstoß begangen haben, können Sie in den meisten Fällen davon ausgehen, dass die Beamten ein Lidar-Gerät zur Abstandsmessung verwendet haben. Dann könnte unter Umständen ein Bußgeld die Folge sein. Der Bußgeldkatalog sieht für solche Zuwiderhandlungen teils harte Sanktionen, wie etwa ein Fahrverbot oder hohe Bußgelder bis zu 400 Euro vor. Der entsprechende Bußgeldbescheid, der auch Punkte in Flensburg enthalten könnte, kommt dann per Post zu Ihnen nach Hause.

Lidar-Technik hat auch bei der Berechnung der LKW-Maut Vorteile. Die Laserstrahlen können Fahrzeugklassen sehr genau erkennen und dadurch der richtigen Mautkategorie zuordnen. Das funktioniert sogar bei schlechten Witterungsbedingungen und Fahrzeugen, welche eine wenig reflektierende Oberfläche besitzen. Der Lidar ist in der Lage, ein 3D-Profil der Fahrzeuge zu erstellen, die unter der Mautstation hindurchfahren und so eine genaue Zuordnung zu tätigen. Die aktuell geltenden Gebühren können Sie der Mauttabelle entnehmen.

Lidar-Bilder können etwas über unsere Vergangenheit verraten

Lidar-Systeme sind nicht nur dazu da, Verkehrssünder auszumachen. Sie ermöglichen uns sogar Rückschlüsse auf unsere Vergangenheit, die mehrere Jahrhunderte zurückliegen kann. Lidar-Daten aus Deutschland, welche einige Meter in die Tiefe gehen, zeigen mittelalterliche Handelswege. Kutschen und Karren haben die Pfade über Jahre hinweg in die Erde getrieben und sind auf Lidar-Scans zum Teil heute noch sichtbar. Diese sind natürlich längst von modernen Straßen bedeckt worden. Es kann aber sehr interessant sein, zu sehen, welche Wege unsere Vorfahren einmal genommen haben. Einige Bundesländer stellen ihre Lidar-Daten für Interessierte zur Verfügung. Im Internet gibt es daneben zahlreiche Software, mit denen sich diese erheben lassen.

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