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Die Umgebung erfassen: Die LiDAR-Technologie von Blickfeld

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Blickfeld setzt auf die Lasersensortechnik, um Flughäfen bei der Steuerung der Passagierzahlen zu unterstützen und die Sicherheit zu gewährleisten.

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Die heutige Flughafensicherheit ist in der Regel ein komplexes System, das zahlreiche Sensoren und zusätzliche Technologien umfasst, damit es mit maximaler Effizienz arbeiten kann. Diese Systeme sind jedoch fehleranfällig, können durch das Wetter beeinflusst werden und haben hohe Betriebskosten

Die Steuerung und Kontrolle von Menschenansammlungen auf Flughäfen ist nicht nur entscheidend für die Kundenzufriedenheit und die Reduzierung langer Warteschlangen, sondern auch für die Gewährleistung der Sicherheit. Hinzu kommt, dass die Covid-19-Pandemie das Problem der sozialen Distanzierung zu einem Schlüsselfaktor in überfüllten Umgebungen wie Flughafenterminals gemacht hat.

Vor diesem Hintergrund arbeitet das Start-up-Unternehmen Blickfeld an einer LiDAR-Sensortechnologie (Light Detection and Ranging), mit der 3D-Bilder der Flughafenumgebung erstellt werden können. Mithilfe der laserbasierten Technologie liefern die Bilder dem Flughafen genaue Daten über die Anzahl der Passagiere in bestimmten Bereichen und ermöglichen so einen kontrollierteren und sichereren Flughafenablauf.

Frankie Youd spricht mit Dr. Florian Petit, dem Mitbegründer und Chief Experience Officer von Blickfeld, um mehr über die Funktionsweise und die Vorteile dieser Technologie zu erfahren

Frankie Youd (FY): Könnten Sie mir ein paar Hintergrundinformationen zum Unternehmen geben?

Florian Petit (FP): Blickfeld wurde 2017 von mir, Mathias Müller und Rolf Wojtech gegründet und ist ein schnell wachsendes Start-up mit über 130 Mitarbeitern, das revolutionäre LiDAR-Sensortechnologie einschließlich Hardware- und Softwarelösungen entwickelt.

Blickfeld verfolgt einen neuartigen Ansatz zur Entwicklung von LiDAR-Systemen für die Umgebungswahrnehmung von autonomen Maschinen sowie für viele industrielle Anwendungen.

Blickfeld hat eine einzigartige Technologie entwickelt, die auf einer patentierten MEMS-Scannertechnologie basiert, die das Beste aus der Silizium-Mikrofabrikation und bereits etablierten LiDAR-Konzepten vereint.

Dieser fortschrittliche Ansatz schließt die Lücke zwischen den heutigen hochpreisigen Systemen und den Anforderungen des automobilen Massenmarktes und ermöglicht einen sicheren und erschwinglichen autonomen Transport mit weiteren Tracking-, Verarbeitungs- und Managementfunktionen.

Die einzigartige Integration von firmeneigener, zuverlässiger und präziser Sensortechnologie und modernster Wahrnehmungssoftware in Verbindung mit "Smart LiDARs" bringt unzähligen Branchen Vorteile und eröffnet völlig neue und schnell wachsende Anwendungsbereiche, wie z. B. Personenzählung und Volumenmessung.

Unsere "Smart LiDARs" sind äußerst flexibel und praktisch in der Anwendung, da sie mit einem einfachen Mausklick an eine Vielzahl von Anwendungsfällen angepasst werden können. Parameter wie z.B. das Sichtfeld, die Auflösung oder bestimmte Points of Interest können per Software eingestellt und damit leicht in variable Montagepunkte umgesetzt werden

Wie funktioniert die Technologie?

LiDAR-Sensoren nutzen die Lasertechnologie, um sowohl die Umgebung als auch die darin befindlichen Objekte zuverlässig und genau dreidimensional zu erfassen.

Die LiDAR-Fähigkeiten von Blickfeld bilden die Szene mithilfe eines laserbasierten Messsystems ab, das Tausende oder sogar Millionen von Laserimpulsen pro Sekunde aussendet und diese nach der Reflexion durch umliegende Objekte wieder einfängt.

Die Zeit, die zwischen Emission und Detektion verstreicht - die Flugzeit - ermöglicht die zentimetergenaue Ortung dieser Objekte in Echtzeit.

Aus diesen detektierten Datenpunkten wird eine sogenannte "Punktwolke" erstellt, in der die Umgebung detailliert abgebildet ist. Jeder Punkt entspricht einem Entfernungswert von dem erkannten Objekt, wobei die Entfernungen zwischen diesen Objekten aus den angegebenen Farbwerten abgelesen werden können

Diese Punktwolkendaten werden in Echtzeit an das IT-System des Flughafens übermittelt, wo unsere eigene Percept-Software die Informationen verdaut und interpretiert, so dass die Bewegung von Personen in einem Bereich erkannt, klassifiziert und gezählt werden kann

In naher Zukunft wird die Percept-Software keinen externen Computer mehr benötigen. Auf der CES 2022 haben wir das 'Smart LiDAR' Qb2 vorgestellt, bei dem Percept direkt auf dem Gerät läuft und externe Computer völlig überflüssig macht. Wir werden die ersten Prototypen Mitte 2022 ausliefern

Wie könnte die Technologie bei der Sicherheit an Flughäfen helfen?

Heutige Sicherheitssysteme können sehr komplex sein und beinhalten in der Regel eine Vielzahl von verschiedenen Arten zusätzlicher Sensoren. Dennoch haben die verwendeten Systeme Schwächen, wie z. B. eine hohe Fehleranfälligkeit, hohe Installations- und Wartungskosten, Wetterempfindlichkeit und eingeschränkte oder fehlende Funktionalität bei Dunkelheit.

Der Einsatz von 3D-LiDAR-Sensoren hilft, diese Schwächen zu überwinden und verbessert die Effektivität und Zuverlässigkeit des Gesamtsystems erheblich. Die LiDAR-Angebote von Blickfeld sind für den Einsatz im Flughafenbereich äußerst praktisch, da unsere Sensoren flexibel montiert werden können.

Sie müssen nicht von oben nach unten gerichtet sein, sondern können so installiert werden, dass sie in viele verschiedene Richtungen zeigen. Im Hinblick auf weitere Sicherheitskontrollprozesse erkennt, zählt und verfolgt unsere Technologie die Bewegungsmuster von Personen

Damit kann auch das Eindringen von Unbefugten in Hochsicherheitsbereiche erfasst werden, denn die Blickfeld-Technologie macht Perimeter-Intrusion-Detection-Systeme deutlich effizienter.

Unsere Percept-Software liefert verwertbare Daten, indem sie eine Liste der erkannten Objekte erstellt, so dass Flughafenmanager sofort die richtigen Entscheidungen treffen können. Durch die Verarbeitung der von Percept gesammelten Informationen sind Flughafenmitarbeiter in der Lage, die Anzahl der an den Sicherheitskontrollstellen benötigten Mitarbeiter zu ermitteln, und zwar auf der Grundlage von Echtzeitdaten, die z. B. aus der Anzahl der Passagiere, die sich zu einem bestimmten Gate begeben, gewonnen werden

Was sind die Vorteile der Verwendung von MEMS und LiDAR?

Die von Blickfeld angebotenen Sensoren basieren auf fortschrittlichen proprietären MEMS-Halbleitertechnologien, die anpassungsfähiger, leistungsfähiger, kleiner und kostengünstiger in der Herstellung sind als mechanisch scannende LiDARs.

MEMS kombiniert logische Elemente und mikromechanische Strukturen auf einem einzigen Chip. Blickfelds MEMS bietet eine hohe Auflösung, einen großen Erfassungsbereich und ein breites Sichtfeld.

Ein Vorteil von Blickfelds proprietären Silizium-MEMS-basierten 3D-LiDAR-Lösungen ist, dass es sich um softwaredefinierbare "Smart LiDARs" handelt. Das bedeutet, dass unsere Sensoren per Mausklick für andere Anwendungen angepasst werden können - ein Wechsel der Hardware ist nicht erforderlich.

Parameter wie Sichtfeld, Auflösung oder Points of Interest lassen sich per Software einstellen und damit leicht an wechselnde Montagepunkte anpassen. Das macht Blickfeld LiDARs extrem flexibel und kostengünstig in der Anwendung.

Unsere LiDAR-Systeme gewährleisten zudem einen unkomplizierten Einrichtungs- und Konfigurationsprozess bei der Nutzung unserer webbasierten Benutzeroberfläche (WebGUI) für verschiedene Arten von Zählzonen.

Darüber hinaus ermöglichen die Sensoren eine präzise Zählung und Verfolgung von Personen und Objekten mit 3D-Koordinaten, wobei die Bewegungswege in Echtzeit in digitalen Zwillingen verfolgt und dargestellt werden können. Durch die große Reichweite und das weite Sichtfeld kann dabei ein großer Erfassungsbereich erfasst werden.

Letztlich können mehrere hundert Quadratmeter mit nur einem unserer Sensoren abgedeckt werden, was sich als sehr kosteneffizient erweist. Werden größere Flächen benötigt, können die Daten mehrerer Blickfeld-LiDAR-Sensoren auch einfach über unser eigenes WebGUI zusammengeführt werden, um die Daten mehrerer Sensoren zu kombinieren.

Inwiefern ist dies eine Verbesserung gegenüber der bisher verwendeten Technologie?

Im Vergleich zu anderen Sensortechnologien bietet das LiDAR von Blickfeld entscheidende Vorteile in Bezug auf Reichweite, Detailgenauigkeit und Zuverlässigkeit, wobei sich Hacking-Zugänge als nahezu unmöglich erweisen

Die LiDAR-Technologie hat große Vorteile bei schwierigen Lichtverhältnissen und vielen Witterungsbedingungen, wie Dunkelheit, Schnee, Regen oder auch starker Sonneneinstrahlung. Aus diesem Grund sind unsere Software- und Hardware-LiDAR-Funktionen äußerst robust gegenüber Umgebungsbedingungen wie Licht oder starkem Wind und liefern unter verschiedensten Bedingungen zuverlässige und hochpräzise Ergebnisse.

Darüber hinaus kann LiDAR auch im Dunkeln arbeiten, d. h. es kann auch nachts kontinuierliche Messungen in Echtzeit durchführen und ermöglicht so eine 24/7-Überwachung in allen Bereichen des Flughafens. Aufgrund der großen Reichweite und des geringen Bedarfs an beweglichen mechanischen Teilen können die benötigten Informationen an jedem beliebigen Punkt aus sicherer Entfernung erfasst werden, ohne die Sicherheit der Arbeiter zu gefährden

Die Fähigkeit, mehrere Punkte zu scannen, macht LiDAR zur perfekten Lösung für die alltägliche Hektik auf einem Flughafen. Dies prädestiniert LiDAR-Sensoren auch für den Einsatz in fortschrittlichen Sicherheitstechnologien, wie z. B. maßgeschneiderte digitale Grenzen oder zaunlose Barrieren.

Da es sich um ein leises und diskretes Gerät mit elegantem Design handelt, haben sie keine Ähnlichkeit mit anderen Geräten wie z. B. Kameras, die zwar in Flughäfen weit verbreitet sind, aber auf offensichtliche Weise Verdacht erregen können

Glauben Sie, dass dies die Zukunft der Flughafensicherheitstechnologie sein könnte?

Die LiDAR-Technologie ermöglicht effizientere Sicherheitsprozesse durch verschiedene Anwendungen, die in Zukunft eine immer wichtigere Rolle auf Flughäfen spielen werden.

LiDAR-Sensoren werden überall in diesen öffentlichen Bereichen installiert, um bestehende Technologien zu ergänzen und deren Schwächen auszugleichen. Besonders nützlich ist diese Technik bei der Verfolgung von Objekten und der Berechnung von 3D-Daten, denn im Gegensatz zu Kameras erfassen LiDAR-Sensoren Umgebungen und Flächen direkt dreidimensional und erreichen dadurch eine sehr hohe Genauigkeit und geringe Fehleranfälligkeit.

Ein weiterer Grund, warum ich glaube, dass LiDAR für Flughäfen und Sicherheitsprozesse in der Zukunft von großem Nutzen sein wird, ist die Fähigkeit der Technologie, die Privatsphäre der Menschen zu jeder Zeit zu schützen.

Unsere 3D-Hardware und -Software bietet aufgrund der Vielseitigkeit der Sensoren eine neue Dimension der Präzision, die letztlich absolute Anonymität gewährleistet, da kein Bild erfasst wird, wodurch Personen erkannt, aber nicht identifiziert werden. Dies ist ein großer Vorteil, da die Anforderungen an die Privatsphäre in diesen Räumen erfüllt werden

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