NICE TO KNOW: Distanzmessungen und Objektdetektion

Distanzmessungen sind eine wichtige Disziplin. MEssgeräte vermessen Raumgrößen, Roboter navigieren durch Sensoren sicher an Objekten vorbei und Autos regeln automatisch den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und erkennen Hindernisse. Es gibt mehrere in der Praxis eingesetzte Verfahren um Distanzen zu messen. RADAR, Ultraschall und optische Verfahren wie LASER und Reflexion.

Ultraschall. Ultraschall Sensoren haben wir uns von den Fledermäusen abgeschaut. Analog zu dem Echo in den Bergen wird eine Schallwelle erzeugt welche sich mit einer konstanten Geschwindigkeit ausbreitet. Stößt der Schall auf ein Hinderniss so wird er reflektiert und kann bei der Wiederankunft gemessen werden. Der Abstand zum Objekt ist die Laufzeit geteilt durch zwei, da der Schall den Weg ja zweimal zurückgelegt hat. Häufig versucht man eine ganze Fläche zu scannen da einem nicht nur der Abstand zu einem Objekt interessiert sondern vielmehr ob in einem Bereich sich Objekte befinden. Hierzu eignet sich sowohl Ultraschall alsauch RADAR ganz hervorragend.

RADAR, funktioniert ähnlich dem Ultraschall aber mit elektromagnetischen Wellen. Die Wellenlänge ermöglicht sehr hohe Distanzen. RADAR ermöglicht es Flächen und Bereiche zu überwachen. Die Technik basiert auf Hochfrequenztechnik (~20GHz) und ist deshalb recht teuer und Experten vorbehalten.

LASER: LASER Entfernungsmesser sind heutzutage günstig und können wegen der Wellenlänge des Lichtes sehr präzise messen. Ein Nachteil ist aber dass einfache LASER Messer nur punktförmig messen da der Strahl konzentriert fokusiert ist und nur wenig divergiert. Der Öffnungswinkel ist sehr gering. LIDAR Systeme lassen einen LASER schanell rotieren um Flächen und Umgebung zu scannen. Das ist aber recht kompliziert und daher ebenfalls teuer.

Bewegungsmelder: Bewegungsmelder können auch Flächen bzw. Bereiche überwachen. PIR Bewegungsmelder basieren auf der Wärmestrahlung die Menschen Tiere und auch Maschinen abgeben und können bedingt auch zu Distanzmessung von solchen “Objekten” genutzt werden. Hierbei wird die Strahlungsänderung im mittleren Infrarotbereich gemessen und anhand dieser ausgelöst oder ein Signal erzeugt.

Optische Messsystem: darüber hinaus gibt es noch viele weitere optische Methoden. Im VW UP! beispielsweise wird ein Lichtbündel im Infrarot ausgesendet und detektiert vor dem Fahrzeug Hindernisse im mittleren Abstand (~30m) um in der Stadt notzubremsen. Moderne Navigationsgeräte erkennen eine sich annähernde Handbewegung durch eine IR Diodeleiste und ein Photodiodenarray welche das ausgesandte und reflektierte Licht durch einen Regelkreis messen und kompensieren (HALIOS).

Für die meisten Prinzipien führen wir Sensoren in unserem Shop und beraten Sie gerne bei der Applikation und Entwicklung.