11 erstaunliche LiDAR-Anwendungen, von deren Existenz Sie wahrscheinlich nicht wussten

11 erstaunliche LiDAR-Anwendungen, von deren Existenz Sie wahrscheinlich nicht wussten

Apples neuestes Flaggschiff-Smartphone, das iPhone 13 Pro Max, verfügt über einen LiDAR-Scanner, der immersive Augmented-Reality-Erlebnisse (AR), kürzere Fotoaufnahmezeiten und einen sechsmal schnelleren Autofokus bei schlechten Lichtverhältnissen ermöglicht.

Dies wird für die meisten Menschen das erste Mal sein, dass sie die LiDAR-Technologie nutzen. Die Technologie ist nicht neu, aber es gibt sie schon seit über 60 Jahren. Die Hughes Aircraft Company war die erste, die einen LiDAR-Prototyp entwickelte. Es wurde 1961 gebaut. Das Raumfahrtprogramm der Vereinigten Staaten war eines der ersten, das es nutzte LiDAR-Technologie zur Kartierung des Mondes während der Apollo-15-Mission 1971. LiDAR ist praktischer geworden. Es wird verwendet, um den Klimawandel zu verfolgen und verlorene Städte zu finden.

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Was ist LiDAR?

LiDAR (oder Light Detection and Ranging) ist eine aktive Fernerkundungstechnologie. Es nutzt Licht in Form eines gepulsten Lasers zur Entfernungsmessung. Das System generiert Datenpunkte, die Lichtimpulse mit anderen Datenpunkten kombinieren, um 3D-Informationen über Objekte und ihre Umgebung zu erstellen. LiDAR bietet eine schnellere und genauere Möglichkeit, den Abstand zwischen Objekten zu ermitteln als RADAR und Kameras.

LiDAR kann durch Wände und Bäume sehen. Darüber hinaus können damit digitale Höhenmodelle mit hoher Auflösung und einer vertikalen Genauigkeit von bis zu 10 cm erstellt werden. Das LiDAR-Gerät umfasst einen Laserscanner, GPS und Trägheitsnavigationssysteme (INS). Die Ausrüstung wird normalerweise an einem Fahrzeug wie einem Flugzeug, einem Auto oder einer Drohne montiert.

Es gibt zwei Arten von LiDAR, die am häufigsten verwendet werden. Topographic verwendet einen Nahinfrarotlaser, um Landflächen zu kartieren. Um das Unterwassergelände zu kartieren, verwendet das zweite,bathymetrische Gerät einen Laser, der grünes Wasser durchdringt. LiDAR kann nützlich sein, weil es genau und schnell ist und überall dort eingesetzt werden kann, wo die Struktur oder Form der Erdoberfläche bestimmt werden muss.

LiDAR misst, wie lange es dauert, bis ein Laserimpuls zwischen seinen Stromstärken wandert Standort und ein anderes Objekt oder eine andere Oberfläche. Diese Zeit kann zur Berechnung der Entfernung und zur Umrechnung in Höhe verwendet werden.

Aus dem Rücksignal des Sensors können zwei Arten von Wellenformen aufgezeichnet werden. Zur Aufzeichnung einzelner Punkte der Wellenform wird eine diskrete Rückgabe verwendet. Das System kann für jeden Laserimpuls ein bis vier Echos aufzeichnen. Eine vollständige Wellenform erfasst mehr Informationen und erstellt ein detaillierteres Bild des Bereichs.

11 erstaunliche LiDAR-Anwendungen

LiDAR kann in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden, darunter in der Forstwirtschaft und bei autonomen Fahrzeugen. Die beliebteste Verwendung von LiDAR ist die Verfolgung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen. Es wird von Strafverfolgungsbehörden zu diesem Zweck und zur Aufklärung von Unfällen eingesetzt.

Dies sind nur einige Beispiele für die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von LiDAR heute.

1. Landwirtschaft – LiDAR ist ein Tool, mit dem Unternehmen der Agrartechnik (AgTech) dabei unterstützt werden können, die besten Flächen für optimales Sonnenlicht zu finden. Es kann auch verwendet werden, um maschinelle Lernsysteme zu trainieren, um Pflanzen zu identifizieren, die Dünger oder Wasser benötigen.
2. Archäologie – Diese Technologie hat die Archäologie revolutioniert und es Experten ermöglicht, versteckte Strukturen auf der ganzen Welt zu entdecken.
3. NASA Astronomy (Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde der USA) nutzte die LiDAR-Technologie für die Erforschung des Mars. Sie konnten topografische Karten erstellen und Schnee in der Atmosphäre nachweisen.
4. Klimawandel – Wissenschaftler nutzen LiDAR, um Veränderungen in der Atmosphäre zu verfolgen und zu untersuchen. Deutsche Forscher haben ein luftgestütztes LiDAR-System zur Verfolgung atmosphärischer Gase entwickelt. Möglicherweise ist auch eine Nutzung aus dem Weltraum möglich. Botaniker nutzen es, um Veränderungen in Waldgebieten zu verfolgen. LiDAR wird auch verwendet, um Veränderungen von Gletschern im Laufe der Zeit zu bestimmen.
5. Landmanagement – Das Landmanagement kann Landressourcen in Echtzeit verfolgen, was eine effizientere und schnellere Kartierung als Luftaufnahmen ermöglicht. Es wird auch in Katastrophenbewertungs- und Frühwarnsystemen, Notfallmaßnahmen (z. B. zur Bekämpfung von Waldbränden) sowie standortbezogenen Untersuchungen eingesetzt.
6. Landkartierung – LiDAR wird von der National Oceanic and Atmospheric Administration verwendet, um präzise Küstenlinienkarten und digitale Höhenmodelle zu erstellen, die für GIS (geografische Informationssysteme) verwendet werden können. Es wird auch zur Unterstützung bei Notfalleinsätzen eingesetzt.
7. LiDAR ist ein Werkzeug für die Öl- und Gasexploration. Es hat eine kürzere Wellenlänge als andere Technologien. LiDAR kann kleine Moleküle in der Atmosphäre erkennen. Differentialabsorptions-LiDAR (DIAL) ist eine neue Technologie, die bei der Lokalisierung von Öl- und Gasvorkommen hilft.
8. Meteorologie – Seit seiner Einführung wird LiDAR verwendet, um Meteorologen bei der Untersuchung der Wolken und ihrer Muster zu unterstützen. Es nutzt die Wellenlänge, um winzige Partikel innerhalb der Wolke zu erkennen. Die Meteorologie nutzt viele Arten von LiDAR.
9. Erneuerbare Energien – LiDAR kann dabei helfen, die Grundvoraussetzungen für die Nutzung von Solarenergie zu ermitteln. Zum Beispiel die optimale Platzierung der Paneele. Es kann auch zur Berechnung von Windgeschwindigkeit und -richtung verwendet werden, um Windparkbetreibern die Platzierung und den Bau von Turbinen zu ermöglichen.
10. Robotik – LiDAR kann verwendet werden, um Roboter mit Kartierungs- und Navigationsfähigkeiten auszustatten. Mithilfe der Technologie wird einem autonomen Fahrzeug beigebracht, Abstände zwischen ihm und anderen Objekten zu erkennen.
11. Tsunami-Modellierung – LiDAR kann verwendet werden, um Menschen zu warnen, wenn es in ihrer Gegend zu einem Tsunami kommt. Es wird auch verwendet, um die Meereshöhe und die Unterwasserhöhe zu bestimmen. Experten können die LiDAR-Daten in das GIS einbetten, um zu bestimmen, welche Gebiete am wahrscheinlichsten von einem Tsunami betroffen sind.

Computer Vision: LiDAR-Daten nutzbar machen

LiDAR-Daten müssen genau gekennzeichnet werden, um für Computer Vision und insbesondere überwachtes maschinelles Lernen nützlich zu sein. Dies ist eine schwierige Aufgabe, die skaliert werden kann. KI-Entwickler stehen vor der Herausforderung, große Mengen an Rohdaten in strukturierte Daten umzuwandeln, die dann zum Trainieren von Modellen für maschinelles Lernen verwendet werden können. Dies erfordert die Kennzeichnung von Daten, mit denen Maschinen trainiert werden können, die visuelle Welt zu verstehen und zu interpretieren.

Labelify ist sich bewusst, dass Annotationsdaten für Computer-Vision-Modelle eine strategische Mischung aus Menschen, Prozessen und Technologie erfordern. Es ist eigentlich unsere Spezialität. Unsere professionell geführten Teams können Sie unterstützen, wenn Ihr Unternehmen LiDAR-Technologie einsetzt. Kontaktieren Sie uns, um zu erfahren, wie wir Ihnen dabei helfen können, Daten mit jedem Tool für Computer-Vision-Anwendungen mit hoher Genauigkeit zu kommentieren.