Analyse eines Solid-State-LiDARs

Hintergrund:

Solid-State-LiDARs bieten durch ihre robuste Bauweise eine Alternative zu bereits etablierten Multi-Beam-LiDARs. Besonders im Automobilbereich sind diese neuen Sensoren von großem Interesse. Aus geodätischer Sicht sind aber noch viele Fragestellungen offen. So müssen die Messunsicherheiten der Sensoren bestimmt werden. Dabei ist zu untersuchen, inwiefern sich Modelle anderer Sensoren übertragen lassen. Außerdem sind die zusätzlichen vom Sensor gelieferten Informationen (Reflektivität, Zeitstempel, etc) von Interesse und bedürfen einer Untersuchung.

Ziel:

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit sind ausgewählte Aspekte zu dem Solid-State-LiDAR Livox HAP zu untersuchen:

• Untersuchung des Unsicherheitsbudgets
• Intrinsische Kalibrierung
• Analyse der Reflektivität der Punktwolken
• Vergleich ggü. anderen LiDARs
• Analyse der Zeitsynchronisation des Sensors

Im Rahmen einer Bachelorarbeit sind nicht alle Aspekte zu bearbeiten, daher kann das Thema mehrfach (mit unterschiedlichen Zielstellungen) vergeben werden.

Methoden:

Die zu verwendenden Methoden orientieren sich an den Zielstellungen. Grundsätzlich sollen im Rahmen der Arbeit selbst Daten im Rahmen selbst geplanter Messungen erhoben werden.

• Untersuchung des Unsicherheitsbudgets:
  • Einordnung der Unsicherheiten mittels GUM
  • Quantifizierung anhand einer Rückwärtsmodellierung
• Intrinsische Kalibrierung:
  • Aufstellen eines funktionalen Modells in einer Ausgleichung
  • Ausgleichung zur Bestimmung der Parameter
• Analyse der Reflektivität der Punktwolken:
  • Wahl geeigneter Objekte/Umgebungen für Analyse
  • Ableitung von Kalibrierparametern für die Nutzung
• Analyse der Zeitsynchronisation des Sensors:
  • Sensorfusion mit unabhängigem Sensor zur Ermittlung der Zeitsynchronität

Anforderungen:

Es sind grundlegende Programmierkenntnisse sowie theoretische Kenntnisse aus der Ausgleichungsrechnung sowie Multisensorsystemen erforderlich.