Radar vs. LiDAR: Was ist der Unterschied?

RADAR und LiDAR sind beides wellenbasierte Technologien, die die Umgebung erkennen, verfolgen und abbilden. Obwohl diese beiden Technologien ähnlichen Zwecken dienen, unterscheiden sie sich in ihrer Funktionsweise. Diese Unterschiede machen sie dann für verschiedene Szenarien geeignet, in denen Sie eines dem anderen vorziehen würden.

Beide Technologien übertragen Wellen und empfangen die reflektierten Wellen. Dann berechnen sie die Zeit, die es dauerte, bis die reflektierte Welle zurückkehrte, berechneten die Entfernung und lieferten schließlich ein Bild der Umgebung. Aber wo RADAR Funkwellen verwendet, verwendet LiDAR Lichtwellen. Mal sehen, wie dieser Unterschied diese beiden weiter unterscheidet.

Was ist RADAR?

Die Idee von RADAR oder Radio Detection and Ranging wurde 1935 eingeführt und später zu RADAR entwickelt, wie wir es heute kennen. Ein Radargerät wird mit einem Sender, einer Antenne und einem Empfänger geliefert.

Der Sender erzeugt Radiowellen, die verstärkt und durch die Antenne gesendet werden. Diese Wellen werden an die Umgebung gesendet, wo sie von Objekten, mit denen sie kollidieren, zurückprallen.

Der Empfänger nimmt dann die reflektierten Wellen auf. Funkwellen breiten sich mit konstanter Geschwindigkeit aus, sodass das RADAR die Entfernung von Objekten anhand der Zeit berechnen kann, die die gesendeten Wellen benötigt haben, um zum Empfänger zurückzuprallen.

Funkwellen können Wellenlängen von 3 Millimetern bis zu Tausenden von Metern haben. Eine größere Wellenlänge bedeutet eine niedrigere Frequenz und umgekehrt. Radargeräte, die hochfrequente, kurzwellige Funkwellen verwenden, haben eine kürzere Erfassungsreichweite, liefern jedoch ein viel klareres Bild.

Radargeräte werden nach der Wellenlänge ihrer Funkwellen klassifiziert. Es gibt sieben allgemeine RADAR-Bänder.

Radarband	Frequenz (GHz)	Wellenlänge (cm)
Millimeter	40-100	0.75-0.30
Ka	26.5-40	1.1-0.75
K	18-26.5	1.7-1.1
Ku	12.5-18	2.4-1.7
x	8-12.5	3.75-2.4
C	4-8	7.5-3.75
S	2-4	15-7.5
L	1-2	30-15
UHF	0.3-1	100-30

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Obwohl Funkwellen Wellenlängen weit über 100 Zentimeter haben können, werden sie in Radargeräten nicht verwendet, da sie keine ausreichende Präzision und Genauigkeit bei der Bildgebung bieten.

Radare werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, zum Beispiel in Schiffen und Flugzeugen zur Navigation bei schlechten Wetterbedingungen, in Autos als Parksensoren und von Astronomen, um Veränderungen in der Atmosphäre zu erkennen.

Was ist LiDAR?

LiDAR oder Light Detection and Ranging wurde ein paar Jahrzehnte nach RADAR erfunden. Anstelle von Funkwellen verwendet LiDAR Lichtwellen, um seine Umgebungsobjekte zu erkennen und zu verfolgen.

Ein LiDAR-Gerät wird mit einem Sender und einem Empfänger geliefert. Der Sender schießt Lichtwellen, normalerweise in Laserform, die dann von Objekten reflektiert werden und zum Empfänger zurückkehren.

Die Zeit, die die Lichtwelle braucht, um zum LiDAR-Gerät zurückzukehren, ist das Maß dafür, wie weit sie entfernt ist. Ein LiDAR-Gerät kann schnell ein vollständiges Bild seiner Umgebung erstellen, indem es Lichtwellen in alle Richtungen sendet.

Lichtwellen haben eine sehr kurze Wellenlänge, und die in LiDARs verwendeten Wellen sind normalerweise etwa 950 Nanometer lang. Hier ist eine Vorstellung davon, wie klein ein Nanometer ist: Wenn Sie einen Meter langen Stab in eine Milliarde gleiche Teile teilen und eines davon aufheben, wäre dieses eine Stück einen Nanometer lang.

Aufgrund ihrer hohen Genauigkeit können LiDARs detaillierte 3D-Bilder der Umgebung liefern. Dies macht LiDARs für verschiedene Anwendungen wünschenswert, z. B. zum Erstellen von 3D-Karten von Wäldern und Ökosystemen oder sogar von topologischen Karten anderer Planeten.

LiDARs werden auch in autonomen Fahrzeugen eingesetzt, da ihre überlegene Genauigkeit es selbstfahrenden Autos ermöglicht, besser zu verstehen, was sich vor ihnen befindet.

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Radar vs. LiDAR

RADAR und LiDAR sind beide wellenbasierte Detektions- und Entfernungstechnologien. Die beiden sind in ihrer Funktionsweise identisch, außer dass RADAR Funkwellen verwendet, während LiDAR Lichtwellen verwendet. Allerdings werden RADAR und LiDAR aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt. Mal sehen, wie sich die beiden vergleichen.

Auflösung und Klarheit

Es sind verschiedene Radarbänder verfügbar, und jedes verwendet einen bestimmten Bereich von Funkwellen. Dadurch unterscheidet sich ein RADAR vom anderen. Wie bereits erwähnt, kann jedoch eine Welle mit einer höheren Frequenz und einer kleineren Wellenlänge klarere Bilder liefern. Genau aus diesem Grund haben die Millimeterband-RADARs die höchste Klarheit und Auflösung.

LiDARs erzeugen im Vergleich zu RADARs viel klarere Bilder. Selbst die Auflösung eines Millimeterbandradars ist immer noch drastisch geringer als die eines LiDARs. Denn die kleinsten Radiowellen sind noch immer ungleich größer als Lichtwellen, wenn es um die Wellenlänge geht.

Zuverlässigkeit

LiDARs senden und empfangen Lichtwellen, um zu beurteilen, wie weit Objekte in ihrer Umgebung entfernt sind. Das potenzielle Problem bei dieser Methode besteht darin, dass viele Dinge die Art und Weise beeinflussen können, wie sich das Licht ausbreitet, und das berüchtigtste ist schlechtes Wetter. LiDARs können unter schlechten Wetterbedingungen wie Regen oder Nebel erheblich an Genauigkeit verlieren.

Andererseits verwenden Radare Funkwellen mit viel größeren Wellenlängen und haben eine geringere Dämpfung. Das bedeutet, dass sie während der Fahrt keine Energie verlieren und sich durch feuchte Luft über eine größere Reichweite bewegen können, ohne ihre Leistung zu beeinträchtigen. Aus dem gleichen Grund haben RADARs auch einen erweiterten Erfassungsbereich als LiDARs.

Preis und Wartung

LiDARs sind viel teurer als RADARs, da sie eine neuere und kompliziertere Technologie verwenden. LiDARs verwenden Licht in Form von Lasern, um Informationen über ihre Umgebung zu sammeln, und das Schießen von Lasern erfordert fortschrittliche Ausrüstung.

Auf der anderen Seite gibt es Radargeräte seit fast einem Jahrhundert, und Ingenieure haben Wege gefunden, sie zu einem niedrigeren Preis herzustellen. Sie könnten ein Millimeterbandradar für Ihr Auto für nur 20 Dollar kaufen. Radargeräte sind oft Solid-State-Geräte, und das bedeutet, dass sie keine beweglichen Teile haben, was die Wahrscheinlichkeit, dass sie repariert werden müssen, minimal macht.

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RADAR oder LiDAR?

Hier gibt es keinen klaren Gewinner, da sowohl RADAR als auch LiDAR ihren gerechten Anteil an Vor- und Nachteilen haben. LiDARs bieten überlegene Klarheit, neigen aber bei schlechtem Wetter zum Versagen und haben keine große Reichweite.

RADARs haben unterschiedliche Bänder, aber selbst die hochauflösenden RADARs haben im Vergleich zu LiDARs eine unzureichende Bildschärfe. Radargeräte haben jedoch eine größere Reichweite und verlieren nicht ihre Funktion, um schlechte Wetterbedingungen auszugleichen Dies.

Es läuft alles auf Ihre Anwendung und natürlich auf Ihr Budget hinaus, da LiDARs viel teurer sind als RADARs.

Was ist Lidar und wie funktioniert es?

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