Wie ein Laser einen Garten vermisst
LiDAR steht für Light Detection and Ranging. Das Gerät sendet kurze Laserimpulse aus und misst, wie lange sie brauchen, bis sie reflektiert zurückkommen. Aus der Laufzeit ergibt sich die Entfernung, aus der Richtung des Impulses der Winkel. Beides zusammen ergibt einen Punkt im Raum.
Weil das viele tausend Mal pro Sekunde geschieht und der Sensor dabei rotiert oder in verschiedene Richtungen strahlt, entsteht eine dreidimensionale Punktwolke der Umgebung. Der Roboter kennt damit nicht nur die Fläche, sondern auch die Höhe von Objekten, die Neigung des Geländes und den Verlauf von Mauern und Hecken.
Der entscheidende PunktWeil der Laser sein eigenes Licht erzeugt, ist er von der Beleuchtung unabhängig. Kein Sonnenstand, kein Schatten, kein Blenden. Und weil er nach vorn misst statt nach oben, stören ihn weder Baumkronen noch Hauswände.
Zwei Bauformen
Beim rotierenden LiDAR dreht sich der Sensor mechanisch und tastet dabei einen vollen Kreis ab. Das liefert eine Rundumsicht, ist aber ein bewegtes Bauteil, das verschleißen kann und Bauhöhe braucht.
Beim Solid-State-LiDAR gibt es keine bewegten Teile, die Strahlrichtung wird elektronisch gesteuert. Das ist kompakter und robuster, deckt dafür meist einen kleineren Winkelbereich ab. In Mährobotern findet man inzwischen beide Varianten, teils mit Sichtfeldern von 360 Grad in der Breite und rund 45 bis 60 Grad in der Höhe.
Was LiDAR nicht kann
Bei aller Robustheit hat auch dieses Verfahren blinde Flecken, und die sind für einen Mähroboter durchaus relevant.
- Flache Übergänge. Ein Laser misst Geometrie, keine Farbe. Wo Rasen und Pflaster auf gleicher Höhe aneinanderstoßen, sieht LiDAR eine durchgehende Ebene. Die Grenze erkennt nur die Kamera.
- Niedrige Kanten. Randsteine von zwei, drei Zentimetern liegen an der Auflösungsgrenze, besonders wenn sie schräg angefahren werden.
- Sehr feine Objekte. Ein gespannter Gartenschlauch oder ein dünner Ast können durch das Raster der Messpunkte fallen.
- Starker Regen und Nebel. Wassertropfen streuen den Laserstrahl. In der Praxis ist das kaum ein Problem, weil bei Regen ohnehin nicht gemäht wird.
Deshalb tritt LiDAR in Mährobotern praktisch nie allein auf, sondern immer zusammen mit einer Kamera. Der Laser liefert Geometrie und Entfernung, die Kamera liefert Kontext und Farbe. Erst zusammen ergibt das ein verlässliches Bild.
Lohnt sich der Aufpreis?
Die Antwort hängt fast ausschließlich am Grundstück. Auf einer offenen Rasenfläche mit freiem Himmel bringt LiDAR gegenüber einem guten RTK-Gerät wenig, kostet aber deutlich mehr.
Umgekehrt wird es klar, wenn der Garten von hohen Bäumen umstellt ist, wenn zwischen Haus und Zaun schmale Durchgänge liegen oder wenn der Roboter auch in der Dämmerung noch arbeiten soll. Dort scheitern RTK-Geräte am fehlenden Signal und Kameramodelle am fehlenden Licht, während LiDAR unbeeindruckt weitermacht.
Erwähnenswert ist außerdem, dass die Technik gerade schnell billiger wird. Was vor zwei Jahren noch der Oberklasse vorbehalten war, findet sich inzwischen in Geräten der Mittelklasse. Wer nicht dringend kaufen muss, gewinnt beim Warten.
