Das Bild zeigt Light Detection and Ranging als Abwandlung von Radio Detection and Ranging. Es benutzt einen pulsierenden Laser, um auch sich laufend verändernde Entfernungen und Reflexionsvermögen zu messen. Diese Lichtpulse ergeben zusammen mit anderen Daten das präzise dreidimensionale Bild einer äußeren Kontur.

Mit LIDAR kann man hochauflösende Karten erzeugen. Grundsätzlich gehören zu einem solchen System mindestens ein Laser und ein Scanner. Ersterer sendet hochpräzise Strahlen auf ein Objekt. Die von diesem auf den Scanner reflektierten lassen von der Zeit her Rückschlüsse auf die Entfernung und von der Intensität auf das Reflexionsvermögen des Objekts zu.

Weiter verbreitet ist LIDAR schon bei Flugzeugen, um ein Bild von der Oberfläche der Erde zu erhalten. Die ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen entsprechen entweder dem grünen Licht (532 nm) oder sind nahe Infrarot (1.064 nm) angesiedelt. Durch diese wird Vegetation gut widergespiegelt. Nicht alle Strahlen prallen z.B. an Baumkronen ab. Manche dringen tiefer und ergeben eine dreidimensionale Karte der Vegetation. Um diese erstellen zu können, sind allerdings GPS-Daten und ein genaues Bild über die momentane Ausrichtung des Flugzeugs in allen drei Dimensionen nötig.

So eine Orientierung ist auch bei LIDAR auf einem selbstfahrenden Auto nötig. LIDAR gibt es als markantes Zeichen auf dem Dach, aber auch aufgespalten in drei Sensoren an der Front, dort zusammen mit Radar und einer Stereokamera in der Mitte der Windschutzscheibe hinter dem Innenspiegel. Ähnliches ist dann noch hinten zusammen mit je einer Kamera dort und auf jeder Seite möglich.

Verglichen z.B. mit einem Ultraschallsensor ist vom Prinzip her der LIDAR-Sensor besser für draußen geeignet. Ultraschall kann entweder durch andere Schallquellen überlagert werden und es gibt Objekte, von denen Schallwellen nur unzureichend reflektiert und dadurch nicht erkannt werden. Wir kennen solche Sensoren in den Stoßfängern, wo ihre maximale Reichweite von z.B. 4 Meter mehr als ausreichend ist.

Mit eventuell noch weniger Reichweite ausgestattet ist der Infrarot-Sensor. Wir kennen ihn weniger als Sensor mit Auswertung der reflektierten Wellen als vielmehr nur als Sender bestimmter Infrarot-Wellen zur Bedienung verschiedener elektronischer Geräte. Wird deren Rückkehr auch ausgewertet, kommt dabei oft kein Längenmaß heraus, sondern nur die Aussage, ob das anvisierte Objekt innerhalb oder außerhalb einer vorgegebenen Distanz liegt, für selbstfahrende Autos weniger geeignet.

Die mit Abstand größte Reichweite der drei hat der LIDAR-Sensor. Er lässt sich weniger von der Umwelt beeinflussen als der Infrarot-Sensor. Allerdings ist er wesentlich teurer als die beiden anderen. Wie der Infrarotsensor gibt er über eine genügend schnelle Datenleitung laufend viel mehr Entfernungen heraus, dazu Zahlenwerte über die Stärke der Reflektion. Soll er die Umgebung möglichst komplett erfassen, muss man ihn und seinen Scanner mit z.B. knapp 1.000/min in Drehung versetzen.

Dann wird daraus zunächst ein 360°-2D-Sensor. Er verfügt neben der Spannungsversorgung für den Sensor und den Motor samt dessen Drehzahlsteuerung durch Impulssteuerung und eine Datenübertragung per Draht oder drahtlos. Sollen dreidimenisionale Daten gewonnen werden, muss der komplette Sensor auch noch in gewissem Winkel schwenkbar sein.

Bitte beachten Sie, dass der verarbeitende Computer zusätzlich zu den gewonnenen Daten auch noch die jeweilige Stellung innerhalb des 360°-Spektrums und den Schwenkwinkel erfahren und auch steuern können muss, um erst dann eine dreidimensionale Karte der Umgebung mit einem Durchmesser von 25 Metern und mehr anfertigen zu können. Da ein LIDAR-Sensor neben seiner komplexen Ansteuerung in der Regel so einen Computer enthält, der eine komplette Karte an die weitere Robotersteuerung liefert, kann man sich den relativ hohen Preis vorstellen.