Flugzeitsensor vs. LiDAR: Die wichtigsten Unterschiede und wie man sich im Jahr 2025 entscheidet

Flugzeitsensor vs. LiDAR: Die wichtigsten Unterschiede und wie man sich im Jahr 2025 entscheidet

Flugzeitsensoren (Time of Flight, ToF) und LiDAR-Systeme sind zwei der am weitesten verbreiteten Entfernungsmesstechnologien in der Robotik, Automatisierung, bei intelligenten Geräten, der industriellen Überwachung und der autonomen Navigation. Obwohl beide Technologien auf den Prinzipien der Lichtausbreitung und Zeitmessung beruhen, unterscheiden sich ihr Design, ihre Leistungsmerkmale und ihre Anwendungseignung erheblich.

Da sich die Industrie im Jahr 2025 auf eine vollständige Automatisierung zubewegt, ist es für Ingenieure, Systemintegratoren und Produktdesigner wichtig, die Stärken und Grenzen von ToF-Sensoren und LiDAR zu verstehen. In diesem Artikel wird erklärt, wie sich Time-of-Flight-Sensoren von LiDAR unterscheiden, wie jede Technologie funktioniert und - was am wichtigsten ist - wie Sie die richtige Lösung für Ihre Anwendung auswählen.

Was ist ein Flugzeitsensor?

Ein Time-of-Flight-Sensor misst die Entfernung, indem er Licht (in der Regel Infrarot- oder Laserlicht) aussendet und die Zeit berechnet, die das reflektierte Licht benötigt, um zum Empfänger zurückzukehren. Diese Laufzeit - oft in Nanosekunden - wird in eine präzise Entfernungsmessung umgewandelt.

Es gibt zwei Haupttypen der ToF-Technologie:

1. Direkte Flugzeit (dToF) - Misst die Zeit direkt mit schnellen Photodetektoren wie SPAD oder APD.

2. Indirekte Flugzeit (iToF) - Misst die Phasenverschiebung zwischen gesendeten und empfangenen Signalen.

ToF-Sensoren werden häufig in der Robotik, der intelligenten Landwirtschaft, bei FTS, in der Industrieautomation, bei der Tiefenmessung von Smartphones und bei der Entfernungsmessung im kurzen bis mittleren Bereich eingesetzt.

Die wichtigsten Merkmale von ToF-Sensoren:

• Kompakte Größe und geringer Stromverbrauch
• Typischerweise kurzer bis mittlerer Messbereich (0,03m-80m je nach Ausführung)
• Hohe Messfrequenz
• Hervorragend geeignet für eingebettete Systeme, mobile Geräte und Echtzeitreaktionen
• Bieten oft Schnittstellen wie UART, Modbus, RS485, RS232, USB

Produkte wie das von Meskernel LDL-T ToF-Laser-Abstandssensor sind die neueste Generation von ToF-Modulen in Industriequalität mit hoher Genauigkeit, schneller Abtastung und starker Anpassungsfähigkeit an die Umwelt.

Was ist LiDAR?

LiDAR (Light Detection and Ranging) ist eine fortschrittlichere Scantechnologie, die schmale Laserimpulse aussendet und die Rückkehrzeit von mehreren Punkten in der Umgebung misst. Anstatt nur einen einzigen Entfernungswert zu ermitteln, erstellt LiDAR detaillierte 2D- oder 3D-Punktwolkenkarten.

LiDAR ist die wichtigste Sensortechnologie, die in autonomen Fahrzeugen, mobilen Robotern, Drohnen, der SLAM-Navigation und der großflächigen Kartierung von Außenbereichen eingesetzt wird.

Die wichtigsten Merkmale von LiDAR:

• Großer Erfassungsbereich (zehn bis tausende von Metern)
• Hochpräzise Mehrpunktabtastung
• Fähigkeit, 2D- oder 3D-Umgebungskarten zu erstellen
• Höhere Anforderungen an die Verarbeitung
• Höhere Kosten im Vergleich zu ToF-Modulen

Zu den LiDAR-Systemen gehören mechanische LiDAR, Festkörper-LiDAR, MEMS-basierte LiDAR und Blitz-LiDAR.

Flugzeitsensor vs. LiDAR: Hauptunterschiede

In den folgenden Abschnitten werden die wichtigsten Unterschiede aufgezeigt, die Ingenieure bei der Entscheidung zwischen ToF und LiDAR berücksichtigen müssen.

Wie man im Jahr 2025 die richtige Technologie wählt

Hier finden Sie anwendungsspezifische Empfehlungen:

Wählen Sie einen Flugzeitsensor, wenn Sie ihn benötigen:

• Hochpräzise Ein-Punkt-Messung
• Erkennung mit kurzer bis mittlerer Reichweite
• Kompakte Größe für eingebettete Geräte
• Schnelle Probenahme für AGVs, Automatisierung oder industrielle Überwachung
• Geringer Stromverbrauch und niedrige Kosten

Beispiele:

• Erkennung von Objekten
• Positionierung des Roboterarms
• Abstandserkennung für Gabelstapler
• Industrielle Automatisierung - Rückkopplung
• Intelligente Tiefenmessung in der Landwirtschaft

Meskernel's LDL-T und LDL-S ToF-Laser-Distanzsensoren sind für diese Szenarien optimiert.

Wählen Sie LiDAR, wenn Sie es brauchen:

• Kartierung der Umwelt
• Mehrpunkt-Scannen
• Autonome Fahrzeugnavigation
• SLAM oder 3D-Rekonstruktion
• Großer Erfassungsbereich im Freien

Beispiele:

• AMR-Navigation
• Intelligente Verkehrssysteme
• Drohnen und UAV-Kartierung
• Autonome Autos und Roboter

Schlussfolgerung

Flugzeitsensoren und LiDAR spielen im heutigen Automatisierungs- und Robotik-Ökosystem eine wichtige Rolle. ToF-Sensoren bieten kompakte Größe, geringen Stromverbrauch, hohe Präzision und kosteneffiziente Leistung für Einzelpunkt-Industrie- oder Roboteranwendungen. LiDAR hingegen bietet leistungsstarke Scan- und Kartierungsfunktionen, die sich ideal für die Navigation und die Wahrnehmung der Umgebung eignen.

Die Wahl der richtigen Technologie im Jahr 2025 hängt von Ihren spezifischen Anforderungen ab - Reichweite, Präzision, Sichtfeld, Datendichte, Verarbeitungsanforderungen und Budget. Wenn Sie die in diesem Artikel beschriebenen Unterschiede verstehen, können Ingenieure und Systementwickler fundiertere Entscheidungen treffen und die am besten geeignete Sensorlösung für ihre intelligenten Systeme der nächsten Generation auswählen.