LIDAR (light detection and ranging )

Light Detection And Ranging (LIDAR) ist eine Technik zur Entfernungsmessung mit Laserstrahlen. Darüber hinaus werden entsprechende Systeme, die den Doppler-Effekt ausnutzen, zur Geschwindigkeitsmessung eingesetzt: die so genannten Doppler-Lidar. Außerdem eignen sich die Lidar-Systeme auch für die Messung von chemischen Konzentrationen. Diese Lidar-Systeme heißen Differential-Absorption-Lidar.

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Ein Lidar-System besteht aus einer Laserdiode als Strahlungsquelle und einer Empfangseinrichtung mit der die an Objekten reflektierten Laserstrahlen empfangen werden. Die Empfangseinrichtung besteht aus einer Lawinenfotodiode (APD), die die reflektierten Laserstahlen detektiert und einer nachgeschalteten Signalaufbereitung aus Variable-Gain-Verstärker (VGA) und A/D-Wandler zuführt.

Die kurzen Laserpulse werden von unterschiedlich weit entfernten Objekten reflektiert, und von der APD-Diode in kurzzeitige Spannungsimpulse umgesetzt. Da die reflektierten Signale in der Amplitude sehr unterschiedliche sind, werden sie in einem Variable-Gain-Verstärker vor der Digitalisierung aufbereitet. Wegen der kurzzeitigen Laserimpulse sind für die Digitalisierung A/D-Wandler mit extrem hohen Abtastraten erforderlich, da diese unmittelbaren Einfluss auf die Genauigkeit der Entfernungsmessung haben. A/D-Wandler in Lidar-Systemen erreichen Abtastwerte von 3 GS/s bei einer tatsächlichen Bitzahl von 7.

Lidar-Systeme werden in militärischen Bereichen eingesetzt, aber auch in der Automotive-Technik in Fahrerassistenzsystemen und in Mautsystemen zur Fahrzeugerkennung. Die Laser der Lidar-Systeme gehören der Laserklasse 1 an und sind daher ungefährlich und eigensicher.