Laserscanner

Laserscanner tasten Objekte in ihren Oberflächen und Formen ab. Die abgetasteten Daten werden in einem Rechner verarbeitet. Beim Abtasten von Strichcodes gehen sie in die Warenlogistik ein, beim Abtasten von Körpern werden sie auf entsprechenden Displays als 3D-Grafiken dargestellt. Laserscanner werden in der Logistik, Warenwirtschaft, Überwachung, Architektur, Natur und im Bauwesen, in der Prozess-, Eisenbahn- und Automotive-Technik und der Personenerkennung eingesetzt.


Die in Laserscannern benutzten Verfahren sind je nach Anwendung etwas unterschiedlich. Beim Abtasten von Strichcodes geht es darum, den kompletten Strichcode mit dem Laserstrahl abzutasten und das reflektierte Laserlicht zu interpretieren, im Falle von 3D-Abtastungen oder Entfernungsmessungen, geht es dagegen um Zeitdifferenzen.

Aufbau eines 
   Laserscanners für Strichcodes

Aufbau eines Laserscanners für Strichcodes

Beim Abtasten von Strichcodes wird ein Laserstrahl über ein rotierendes Spiegelrad mit mehreren Spiegeln, einem Polygonspiegelrad, abgelenkt und auf den Strichcode geworfen. Durch die Drehung des Spiegelrads wird der gesamte Barcode vom Laserstrahl belichtet. Die Lichtreflexionen an den Strichen und Lücken des Strichcodes werden reflektiert und über das Polygonspiegelrad an den optischen Empfänger übertragen, der das Signal aufbereitet.

Die Laserscannung von 3D-Modellen und die Entfernungsmessung unterscheiden sich dadurch, dass ein Zeitbezug zwischen ausgesendetem und reflektiertem Laserstrahl hergestellt werden muss. Dieses Verfahren basiert darauf, dass eine infrarote Leuchtdiode kurze Lichtimpulse aussendet. Diese Laserpulse haben eine Pulsdauer von einigen Nanosekunden (ns) und werden über rotierende Spiegel ausgesendet. Der ausgelöste Puls startet gleichzeitig mit der Aussendung des Laserpulses einen Timer, der die Dauer des hinlaufenden und reflektierten Lichtpulses misst. Trifft der Laserpuls auf ein Objekt, so wird er reflektiert und vom Laserempfänger erfasst. Eine Fotodiode wandelt den reflektierten Laserpuls in ein elektrisches Signal, das den Timer stoppt. Die Zeit, die zwischen der Aussendung des Laserpulses und dem Empfang des reflektierten Laserpulses liegt, wird für die Entfernungsberechnung benutzt. Die Winkelberechnung erfolgt über die Winkeldecodierung der rotierenden Spiegel.

Die Lichtlaufzeiten liegen im Nanosekundenbereich. Sie betragen beispielsweise bei einem Objekt in einer Entfernung von 25 m 84 ns für den Hin- und Rücklauf des Lichtimpulses.

Laserscanner für die Automotive-Technik arbeiten im Entfernungsbereich zwischen 30 cm und etwa 100 m. Der horizontale Überwachungswinkel beträgt ca. 240°, die Winkelauflösung liegt unter 1°. Vertikal ist der Öffnungswinkel nur einige Grad groß.

In der Automotive-Technik werden Laserscanner sowohl für die Fahrzeugerkennung eingesetzt, als auch in Fahrerassistenzsystemen wie der Adaptive Cruise Control (ACC). Bei dieser Anwendung scannen sie die Fahrumgebung ab und transformieren die erkannten Objekte und deren Geschwindigkeit in entsprechende Modelle.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Laserscanner
Englisch: laser scanner
Veröffentlicht: 19.03.2015
Wörter: 405
Tags: #Automotive-Assistenz #Scanner
Links: 3D-Grafik, ACC (adaptive cruise control), Architektur, Automotive-Technik, Bildschirm