3D-Laserscanner-Technologie (Lidar) bieten neue Möglichkeiten, Grundstücke, Gebäude vor Eindringlingen und Drohnen zu sichern. Bei Wind und Wetter, bei Tag und Nacht können sie über mehrere 100 Meter Entfernung hinweg Objekte, ihre Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit identifizieren. Das ermöglicht Sicherheitssysteme in nie dagewesener Zuverlässigkeit und Präzision.
Doch wie funktionieren 3D-Laserscanner? Die Geräte senden bis zu 128 Laserstrahlen aus und nehmen das Licht, das Menschen, Tiere und Objekte reflektieren, wieder auf. Aus der Laufzeit des Lichts berechnet die dahinterliegende Software den Abstand zum reflektierenden Objekt. Daher kommt auch der Name Lidar: Es ist die Abkürzung für „Light Detection and Ranging“, übersetzt „Erkennung via Licht und Entfernungsmessung“.
Da der Lidar-Laserscanner in jeder Sekunde Hunderttausende Lichtimpulse über ein breites Sichtfeld aussendet, entsteht ein hochpräzises dreidimensionales Abbild des Umfelds, das gleichermaßen Umfang, Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der Objekte erfasst. So lassen sich Räume in der Tiefe überwachen, aber auch schmale Grenzsäume kontrollieren. Je mehr Laserstrahlen ein 3D Laser aussenden kann, desto höher ist die Auflösung und Genauigkeit.
Grenzsäume und virtuelle Grenzen definieren
Ein Beispiel ist eine öffentlich genutzte Einfahrt mit einer zu sichernden Fassade, die Türen und Fenster zu einem geschützten Bereich hin aufweist. „Hier lässt sich ein – sagen wir – 20 Zentimeter breiter Grenzsaum mit Alarmzonen im Bereich der Fenster und Türen festlegen, der mittels 3D-Scanner zuverlässig überwacht wird“, sagt Steffen Große vom Business Development des Sicherheitsspezialisten SYMPATRON. „So kann das System präzise streunende Tiere und Menschen, die die Einfahrt passieren, von potentiellen Einbrechern unterscheiden.“
Virtuelle Grenzen ermöglichen übrigens nicht nur die effektive Überwachung von Gebäudegrenzen, sondern auch von virtuellen Räumen innerhalb eines Gebäudes. „Will beispielsweise ein Museum ein besonders Objekt wie eine Statue oder Gemälde sichern, diese aber nicht hinter Panzerglas stellen, kann ein 3D-Laserscanner eine unsichtbare Grenze schaffen und absichern.“
Die Stärken der Lidar-Technologie
Verglichen mit Lidar-Systemen schneiden die üblichen Kamera- und Sensorsysteme schwächer ab, nicht zuletzt wegen der Falschalarme und die fehlende Tiefeninformation, die das Sicherheitspersonal auf Dauer ermüden und nachlässig werden lassen können. Dazu kommen die höheren Installations- und Wartungskosten, die Empfindlichkeit gegenüber Witterungseinflüssen (Schnee, Regen) und die Funktionseinschränkungen bei Dämmerung und Dunkelheit.
Ein weiterer Vorteil: Lidar respektiert die Privatsphäre. Denn 3D-Laserscanner erfassen die Ausdehnung und Bewegungsrichtung von Objekten, liefern aber keine Farbinformationen und lassen somit keine Identifizierung von Personen zu. „Lidar liefert anonyme Angaben und erfüllt dadurch die Anforderungen des Datenschutzes“, erklärt Steffen Große.
Auf das Zusammenspiel der Komponenten kommt es an
Macht Lidar also Kameras und Radarsysteme überflüssig? „Nein. Jede Technologie liefert bestimmte Informationen“, sagt Große. „Es kommt darauf an, die verschiedenen Systeme für ein stimmiges Gesamtkonzept zu nutzen. Darin können 3D-Laserscanner eine herausragende Rolle spielen.“
Ein typisches System für den Perimeterschutz – also die Grenzsicherung – eines sensiblen Geländes wie einer Industrieanlage umfasst Bewegungssensoren, Sensoren zur Erkennung von Glasbruch, Radare, Infrarot- und Videokameras. 3D Lidar-Systeme benötigen keine zusätzlichen Sensoren oder Kameras, um Alarme zu generieren. Die Kombination mit Kameras und Lautsprechern kann je nach Objekt und Datenschutzbestimmungen sinnvoll sein – zur Aufklärung bzw. zum Ansprechen der Eindringlinge.
Effektiv kontrolliert: ein großes Industriegelände
Dazu kommen nun 3D-Lidar-Laserscanner zum Einsatz. Da die Scanner eine große Reichweite haben, genügen wenige Systeme, die an strategischen Orten platziert werden, um das gesamte Gelände abzudecken. „Ein Laserscanner kann denselben Bereich wie drei bis vier Kameras erfassen “, sagt Manager Große.
Die von den Scannern empfangenen Daten werden an die Software geleitet, die die Objekte in ihrer Bewegung verfolgt und klassifiziert (Mensch – Tier – Auto – Motorrad – Drohne usw.). Aufgrund dieser Daten entscheidet das System, ob Alarm ausgelöst wird und die Kameras aufgeschaltet werden. „Dann kann das Sicherheitspersonal den Alarm verifizieren und weitere Maßnahmen einleiten, zum Beispiel die Polizei rufen“, erklärt er.
Flächen und Gebäude vor Drohnen schützen
Ferngesteuerte Flugobjekte stellen eine zunehmende Gefahr dar: für Hafenterminals und Industrieflächen, Justizvollzugsanstalten, Bahnhöfe und Flughäfen. Zu ihrem Schutz werden üblicherweise Radarsysteme mit Highspeedkameras kombiniert – eine aufwendige Lösung. „3D-Laserscanner sind deutlich preisgünstiger und leistungsfähiger zugleich“, betont der Sicherheitsspezialist.
Doch wie funktionieren 3D-Laserscanner? Die Geräte senden bis zu 128 Laserstrahlen aus und nehmen das Licht, das Menschen, Tiere und Objekte reflektieren, wieder auf. Aus der Laufzeit des Lichts berechnet die dahinterliegende Software den Abstand zum reflektierenden Objekt. Daher kommt auch der Name Lidar: Es ist die Abkürzung für „Light Detection and Ranging“, übersetzt „Erkennung via Licht und Entfernungsmessung“.
Da der Lidar-Laserscanner in jeder Sekunde Hunderttausende Lichtimpulse über ein breites Sichtfeld aussendet, entsteht ein hochpräzises dreidimensionales Abbild des Umfelds, das gleichermaßen Umfang, Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der Objekte erfasst. So lassen sich Räume in der Tiefe überwachen, aber auch schmale Grenzsäume kontrollieren. Je mehr Laserstrahlen ein 3D Laser aussenden kann, desto höher ist die Auflösung und Genauigkeit.
Grenzsäume und virtuelle Grenzen definieren
Ein Beispiel ist eine öffentlich genutzte Einfahrt mit einer zu sichernden Fassade, die Türen und Fenster zu einem geschützten Bereich hin aufweist. „Hier lässt sich ein – sagen wir – 20 Zentimeter breiter Grenzsaum mit Alarmzonen im Bereich der Fenster und Türen festlegen, der mittels 3D-Scanner zuverlässig überwacht wird“, sagt Steffen Große vom Business Development des Sicherheitsspezialisten SYMPATRON. „So kann das System präzise streunende Tiere und Menschen, die die Einfahrt passieren, von potentiellen Einbrechern unterscheiden.“
Virtuelle Grenzen ermöglichen übrigens nicht nur die effektive Überwachung von Gebäudegrenzen, sondern auch von virtuellen Räumen innerhalb eines Gebäudes. „Will beispielsweise ein Museum ein besonders Objekt wie eine Statue oder Gemälde sichern, diese aber nicht hinter Panzerglas stellen, kann ein 3D-Laserscanner eine unsichtbare Grenze schaffen und absichern.“
Die Stärken der Lidar-Technologie
Verglichen mit Lidar-Systemen schneiden die üblichen Kamera- und Sensorsysteme schwächer ab, nicht zuletzt wegen der Falschalarme und die fehlende Tiefeninformation, die das Sicherheitspersonal auf Dauer ermüden und nachlässig werden lassen können. Dazu kommen die höheren Installations- und Wartungskosten, die Empfindlichkeit gegenüber Witterungseinflüssen (Schnee, Regen) und die Funktionseinschränkungen bei Dämmerung und Dunkelheit.
Ein weiterer Vorteil: Lidar respektiert die Privatsphäre. Denn 3D-Laserscanner erfassen die Ausdehnung und Bewegungsrichtung von Objekten, liefern aber keine Farbinformationen und lassen somit keine Identifizierung von Personen zu. „Lidar liefert anonyme Angaben und erfüllt dadurch die Anforderungen des Datenschutzes“, erklärt Steffen Große.
Auf das Zusammenspiel der Komponenten kommt es an
Macht Lidar also Kameras und Radarsysteme überflüssig? „Nein. Jede Technologie liefert bestimmte Informationen“, sagt Große. „Es kommt darauf an, die verschiedenen Systeme für ein stimmiges Gesamtkonzept zu nutzen. Darin können 3D-Laserscanner eine herausragende Rolle spielen.“
Ein typisches System für den Perimeterschutz – also die Grenzsicherung – eines sensiblen Geländes wie einer Industrieanlage umfasst Bewegungssensoren, Sensoren zur Erkennung von Glasbruch, Radare, Infrarot- und Videokameras. 3D Lidar-Systeme benötigen keine zusätzlichen Sensoren oder Kameras, um Alarme zu generieren. Die Kombination mit Kameras und Lautsprechern kann je nach Objekt und Datenschutzbestimmungen sinnvoll sein – zur Aufklärung bzw. zum Ansprechen der Eindringlinge.
Effektiv kontrolliert: ein großes Industriegelände
Dazu kommen nun 3D-Lidar-Laserscanner zum Einsatz. Da die Scanner eine große Reichweite haben, genügen wenige Systeme, die an strategischen Orten platziert werden, um das gesamte Gelände abzudecken. „Ein Laserscanner kann denselben Bereich wie drei bis vier Kameras erfassen “, sagt Manager Große.
Die von den Scannern empfangenen Daten werden an die Software geleitet, die die Objekte in ihrer Bewegung verfolgt und klassifiziert (Mensch – Tier – Auto – Motorrad – Drohne usw.). Aufgrund dieser Daten entscheidet das System, ob Alarm ausgelöst wird und die Kameras aufgeschaltet werden. „Dann kann das Sicherheitspersonal den Alarm verifizieren und weitere Maßnahmen einleiten, zum Beispiel die Polizei rufen“, erklärt er.
Flächen und Gebäude vor Drohnen schützen
Ferngesteuerte Flugobjekte stellen eine zunehmende Gefahr dar: für Hafenterminals und Industrieflächen, Justizvollzugsanstalten, Bahnhöfe und Flughäfen. Zu ihrem Schutz werden üblicherweise Radarsysteme mit Highspeedkameras kombiniert – eine aufwendige Lösung. „3D-Laserscanner sind deutlich preisgünstiger und leistungsfähiger zugleich“, betont der Sicherheitsspezialist.
