Sensorfeldern

Sensorfeldern bezeichnet den räumlichen Bereich, in dem ein Sensor oder eine Sensoranlage Messwerte liefert oder Signale empfängt. Das Feld wird durch die physikalische Wirkungsweise des Sensors, seine Orientierung und gegebenenfalls durch Mehrsensorik bestimmt. Es beschreibt, wie Empfindlichkeit, Reichweite und Sichtbarkeit von Hindernissen variieren.

Wichtige Eigenschaften sind Reichweite, Sichtfeld, Auflösung und Kalibrierungszustand. Das Sichtfeld (Field of View) gibt an, aus welchem Raumwinkel der Sensor Messungen beziehen kann. Die Reichweite definiert die maximale Distanz. Die räumliche Auflösung beschreibt die kleinsten erfassbaren Details. Sensorfelder können isotrop sein, bei denen Empfindlichkeit gleichförmig in allen Richtungen, oder anisotrop, bei der Richtungseffekte auftreten.

Beispiele: Kameras haben ein visuelles Sichtfeld mit einer bestimmten Brennweite; Lidar- und Radarsensoren liefern räumliche Felder mit unterschiedlichen Winkeln und Reichweiten; Ultraschall- oder Magnetfeldsensoren liefern ebenfalls Felder, oft als Linien oder Flächen. In Sensorarrays entsteht das Gesamtfeld durch die Kombination der Felder der Einzelsensoren; Kalibrierung und Geometrie bestimmen die Abtaststruktur.

Anwendungen reichen von Robotik und autonomen Fahrzeugen über Umwelt- und Gebäudetechnik bis hin zu medizinischer Diagnostik. Herausforderungen umfassen Occlusion, Rauschen, Mehrdeutigkeit und die Datenfusion mehrerer Felder. Der Entwurf von Sensorfeldern umfasst Entscheidungen über Feldgröße, Auflösung, Energieverbrauch und Kosten.