In der sich entwickelnden Landschaft des 3D-Laserscannings tauchen häufig zwei Begriffe auf: LIDAR und Laser RADAR. Beide messen Entfernungen mithilfe von Licht, um räumliche Daten zu generieren, doch ihre Prinzipien unterscheiden sich erheblich. Diese Unterschiede sind entscheidend für Branchen wie Bauwesen, Messtechnik und Schwingungsprüfung, wo Präzision von größter Bedeutung ist.
Dieser Beitrag untersucht LIDAR im Vergleich zu Laser RADAR und beleuchtet deren Anwendungen in den Bereichen Ingenieurwesen, Bauwesen und industrielle Messtechnik. Wir zeigen auch auf, wie die Q1 & Q2 Laser RADAR Lösungen von Ommatidia unübertroffene Präzision und Zuverlässigkeit in fortschrittlichen 3D-Lasermesssystemen bieten.
Was ist Laser RADAR?
Laser RADAR: Präzision jenseits von LIDAR mit Interferometrie und FMCW für unübertroffene Genauigkeit und Vielseitigkeit
Während LIDAR auf Laufzeitberechnungen basiert, nutzt Laser RADAR fortschrittlichere optische Techniken, um Entfernungen mit extremer Präzision zu messen. Interferometrie und fortschrittliche Frequency-Modulated Continuous Wave (FMCW)-Technologie werden eingesetzt, um die Leistung zu verbessern. Anstatt sich ausschließlich auf die Zeitmessung von Lichtimpulsen zu verlassen, analysieren Laser RADAR Systeme subtile Änderungen in der Phase oder Frequenz des zurückkehrenden Strahls.
Hauptmerkmale des Laser RADAR:
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Interferometrie
Durch die Aufteilung eines Laserstrahls in zwei Pfade – einen Referenzstrahl und einen Messstrahl – erkennt Laser RADAR Interferenzmuster, wenn der Messstrahl von einer Zieloberfläche reflektiert wird. Kleinste Verschiebungen in diesen Mustern führen zu ultrapräzisen Entfernungsberechnungen. -
FMCW mit fortschrittlicher Phasenregelung
Im Gegensatz zu diskreten Laserpulsen variieren FMCW-Systeme die Laserfrequenz kontinuierlich. Wenn der Strahl reflektiert wird, wird das zurückkehrende Signal mit dem ausgehenden Signal verglichen. Der Frequenzunterschied offenbart sowohl Entfernung als auch Geschwindigkeit – eine Funktion, die besonders nützlich für die Schwingungsmessung und die NVH-Automobilprüfung (Noise, Vibration and Harshness) ist. Ommatidia hat fortschrittliche Algorithmen entwickelt, um die Genauigkeit zu optimieren und die Leistung unter Umweltschwingungen zu gewährleisten. -
Vorteile gegenüber LIDAR
- Höhere Genauigkeit: Laser RADAR Systeme erreichen typischerweise eine Präzision im Mikrometerbereich, selbst über große Entfernungen.
- Reduzierte Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen: Fortschrittliche Rauschfilterung hilft, Staub, Feuchtigkeit, ungünstige Beleuchtung und teilweise Hindernisse besser zu bewältigen als zeitbasierte LIDAR-Systeme.
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Vielseitige Anwendungen: Über statische 3D-Laserscanner-Aufgaben als Präzisions-Lasermesswerkzeug hinaus kann Laser RADAR auch als Fernschwingungssensor, d.h. als scannendes Laservibrometer, dienen.
Messprinzip eines Time-of-Flight-Lidar-Sensors
Messprinzip eines Laser RADAR mit fortschrittlicher FMCW / absoluter Interferometrie
Eine hochpräzise In-Line-Laser-RADAR-Inspektion ist in der Roboter-Automobilproduktion unerlässlich.
Anwendungen von LIDAR vs. Laser RADAR
Sowohl LIDAR als auch Laser RADAR haben breite, manchmal überlappende Anwendungsbereiche. Die Wahl zwischen ihnen hängt jedoch oft von der erforderlichen Genauigkeit, den Umgebungsbedingungen und dem Budget ab.
Bauwesen und Architektur
- LIDAR: Wird häufig für Bau-Laserscanner-Aufgaben mit geringer Genauigkeit eingesetzt, wie z.B. die Erstellung von Punktwolken von Gebäudeaußenbereichen oder die Geländekartierung.
- Laser RADAR: Ideal für 3D-Laserscanner für Gebäude und zivile Infrastruktur, wenn Submillimeter-Genauigkeit erforderlich ist – typischerweise relevant bei der Bewertung von Strukturen hinsichtlich Lasten und Langzeitbewegungen.
Industrielles Laserscanning
- LIDAR: Ausreichend für grundlegende Maßkontrollen oder großflächiges Scannen in Fabriken.
- Laser RADAR: Bietet Industrieunternehmen ein hochpräzises Laserscanning-Messsystem, das die Qualitätskontrolle von Teilen in fortschrittlichen Fertigungsanwendungen ermöglicht und die präzise Ausrichtung von Maschinen, Rohrleitungen und anderen Komponenten gewährleistet. Darüber hinaus dienen Ommatidias Laser RADARs auch als Schwingungsmessgerät oder Laser-Oberflächenscanner zur Verdrängungsanalyse,
Automobil & Luft- und Raumfahrt
- LIDAR: Wird in autonomen Fahrzeugen zur Echtzeit-Hinderniserkennung eingesetzt.
- Laser RADAR: Effektiv für die Qualitätskontrolle von Stanzteilen, Kohlefaserkomponenten und -baugruppen sowie für die In-Line-Inspektion von Rohkarosserien. Es findet weitere Anwendungen über seinen Laser-Doppler-Vibrometrie-Modus in Automobil-Schwingungstests und NVH-Studien (Noise, Vibration and Harshness) im Automobilbereich dank fortschrittlicher FMCW-Fähigkeiten.
Messtechnik & Qualitätssicherung
- LIDAR: Funktioniert gut für Standardtoleranzen.
- Laser RADAR: Bietet höchste Genauigkeit, oft auf dem Niveau dessen, was mit Laser-Tracking-Systemen oder Laser-Tracker-Messtechnik erreichbar ist, jedoch mit dem Vorteil, dass keine Reflektoren oder manuelle Arbeit mit einem Handscanner erforderlich sind. Diese Funktionen sind unerlässlich, um die Qualitätskontrolle in der Hochpräzisionsfertigung zu optimieren.
Ommatidias Q1 & Q2 Laser RADAR: ein Schritt voraus
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- Q2 Laser Radar for 3D Metrology and Vibration Analysis
1
Unübertroffene Präzision
Q1 & Q2 übertreffen herkömmliches Lidar-Laserscanning durch metrologische Genauigkeit (~0,1 mm), was eine detaillierte Modellierung im architektonischen Laserscanning oder in komplexen Industrieanlagen ermöglicht.
2
Massiv parallele Erfassung
Mit 128 und 65 parallelen Kanälen beschleunigen die Q1 & Q2 die Datenerfassung im Vergleich zu Ein-Strahl-Laser-RADARs. Dies ermöglicht die Erfassung dichter Netze, die Oberflächendetails zur Formkontrolle erfassen, und gleichzeitig die gezielte Ansteuerung spezifischer Qualitätskontrollpunkte.
3
Multimodale Funktionalität
Über statische Scans hinaus ermöglichen Q1 & Q2 die Laserschwingungsmessung und fungieren als scannendes Laservibrometer oder Fernschwingungssensor. Diese Funktion ist entscheidend für Umgebungen, die sowohl geometrische als auch dynamische Daten benötigen – z.B. 3D-Laserscanning für Industrieanlagen, die starken Maschinenschwingungen ausgesetzt sind.
4
Robuste Integration
Diese Lösungen lassen sich nahtlos in bestehende 3D-Laserscanning-Software und -Hardware integrieren, einschließlich programmierbarer Laserlichtprojektoren oder Laserprojektionssysteme, und bilden so ein umfassendes Ökosystem für die Mess- und Schwingungsdatenerfassung.
5
Erweiterte Anwendungen
Von Workflows für Bau-Laserscanner bis hin zu industriellen Anwendungen, die berührungslose automatisierte Messungen erfordern, wie beim Laserscanning, aber mit hoher Genauigkeit auf dem Niveau eines Lasertrackers, sind die Q1 & Q2 vielseitig genug, um alles von routinemäßigen Standortvermessungen bis hin zu komplexen Geräusch- und Schwingungstests zu bewältigen.
Ommatidias Q1 & Q2 Laser RADAR Lösungen sind darauf ausgelegt, das volle Potenzial von Interferometrie und FMCW zu nutzen und konventionelles 3D-Scanning in ein vielseitiges 3D-Lasermesssystem zu verwandeln. Hier sind die Gründe, warum sie herausragen:
Fazit
LIDAR eignet sich hervorragend für Vermessung, Kartierung und 3D-Messung, hat aber Schwierigkeiten mit ultrahoher Genauigkeit unter anspruchsvollen Bedingungen. Laser RADAR, das Interferometrie und Frequenzbereichsalgorithmen verwendet, erreicht überlegene Präzision und Vielseitigkeit in anspruchsvollen Umgebungen. Es ist ideal für Präzisions-Lasermessungen, industrielles Laserscanning und Schwingungsmessanwendungen.
Ommatidias Q1 und Q2 Laser RADAR Systeme bieten unübertroffene Genauigkeit und fortschrittliche Rauschfilterung für vielfältige Anwendungsfälle. Sie übertreffen herkömmliche Lidar- und Scanner-Systeme durch massiv parallele Messungen, die die Datenerfassung dramatisch beschleunigen. Ob beim Scannen eines entfernten Standorts, beim Testen von Automobilschwingungen oder beim Feinabstimmen industrieller Baugruppen – Laser RADAR transformiert die 3D-Raumdatenanalyse.
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