Kamerabasierte Umfelderfassung im Vergleich zu LiDAR

LiDAR-Punktwolke mit regenbedingtem Rauschen (links) und hochauflösender Nodar-Punktwolke (rechts) - jeweils bei starkem Regen (32 mm/h) gemessen. © Nodar

Das Stereokamerasystem von Nodar verfügt über zwei 5,4-MP-Kameras vom Typ Sony IMX490 mit einem Abstand von 89,5 cm und einem Sichtfeld von 30 Grad. Diese Konfiguration wurde in Zusammenarbeit mit einem Forschungsinstitut in 84 verschiedenen Szenarien anhand einer Reihe typischer Hindernisse aus dem realen Straßenverkehr getestet: ein Auto, Verkehrszeichen, ein Lattenzaun, Verkehrskegel und ein Fahrrad in Entfernungen von 4 bis 50 Metern.

Die Bedingungen waren bewusst extrem gewählt:

  • Trockene Bedingungen bei voller Helligkeit, im Dunkeln und bei blendendem Sonnenlicht
  • Starker Regen mit 32 mm/h
  • Sturzregen mit 96 mm/h
  • Dichter Nebel mit nur 50 m Sichtweite

Jedes Szenario wurde tagsüber und nachts durchgeführt, und die Ergebnisse wurden direkt mit einem LiDAR in Automobilqualität verglichen.

Nach Unternehmensangaben bestätigen die Tests, dass die Stereokameralösung nicht nur unter widrigen Bedingungen standhalten kann, sondern sogar die LiDAR-Sensoren übertrifft, die lange Zeit als Maßstab galten.

Unter trockenen Bedingungen erfasste LiDAR zwischen 100.000 und 1,5 Millionen Punkte pro Bild auf dem Zielobjekt. Dabei blieb die Leistung konstant, unabhängig davon, ob die Szene hell beleuchtet, völlig dunkel oder von einer direkten, blendenden Lichtquelle getroffen war. Im Vergleich dazu lieferte LiDAR nur spärliche Daten mit geringer Dichte. Dank der hochdichten Punktwolke von Nodar war jedes Hindernis leicht zu erkennen und eine genaue und dichte Straßenrekonstruktion unter allen Lichtverhältnissen möglich. Blendung, die andere Sensoren überlasten kann, hatte keinen nennenswerten Einfluss auf die Leistung.

Bei starkem Regen hatte LiDAR hingegen mit Messrauschen zu kämpfen, da die Laserimpulse durch die Wassertropfen gestreut wurden. Nodar erzeugte weiterhin Punktwolken mit hoher Dichte und etwa 300.000 bis 400.000 erfassten Punkten im Zielbereich. Messungen mit geringer Zuverlässigkeit wurden automatisch herausgefiltert und alle Hindernisse blieben in jeder relevanten Entfernung klar sichtbar.

Bei dichtem Nebel trat der Unterschied besonders deutlich zutage. Bei einer Sichtweite von 50 Metern lieferte LiDAR praktisch keine brauchbaren Messwerte. Der Nebel streute die Laserreflexionen vollständig, sodass nahezu leere Punktwolken zurückblieben. Nodar hingegen, das passive Stereobilder verarbeitete, erzeugte eine dichte und genaue 3D-Rekonstruktion der Szene. Das auffälligste Ergebnis der Bewertung war, dass das Stereokamerasystem Hindernisse erkannte, die für das menschliche Auge unsichtbar waren. (jr)

Link zur Originalmeldung mit den Testergebnissen