Одним из предварительных условий для его использования является то, что никто не пострадает от лазера. Доктор Генрих Хефлер и дипломированный специалист. Харальд Вельфельшнайдер из Института физических методов измерения Фраунгофера IPM во Фрайбурге работал со своей командой над разработкой лазерного 3D-сканера. Его можно без колебаний использовать на открытом воздухе. Чрезвычайно быстрое и точное устройство способно измерять в пространстве и контролировать положение контактного провода или рельсового пути поезда, движущегося со скоростью до 100 километров (62 миль в час) в час. Если сканер неподвижен, он может фиксировать проходящие поезда и проверять, не соскользнули ли грузы.

Генрих Хефлер объясняет, как это работает: "Мы посылаем лазерный луч и ждем, пока он вернется. Мы измеряем время между ними, и это говорит нам, как далеко находится объект ". Трудная часть - захват возвращающегося луча. Часто возвращается лишь очень мало света, и более того, пропущенный световой луч возвращается за чрезвычайно короткий промежуток времени. Решение: своего рода замедленная съемка. Лазерный луч очень быстро включается и выключается - модулируется, как сказали бы ученые. Временной сдвиг этой волны модуляции может быть определен быстрее и точнее, чем это возможно при использовании одного лазерного импульса.

Захват препятствий и сужений во время движения

По умолчанию система выполняет измерения миллион раз в секунду. "Для Немецкой железной дороги Deutsche Bundesbahn мы оборудовали измерительный поезд, который сканирует окрестности испытательного трека с помощью нескольких лазерных лучей и который выдает, производя четыре миллиона измерений в секунду, 3D-изображение того, что он сканирует", - объясняет Харальд Вельфельшнайдер. Это позволяет обнаруживать даже небольшие препятствия и сужения, или мы можем спланировать маршрут, по которому тяжелый груз лучше всего транспортировать к месту назначения.

Другой областью применения является измерение проходящих поездов. Для этого сканер должен быть установлен стационарно, что, однако, увеличивает вероятность того, что кто-то будет смотреть в лазерный луч в течение более длительного периода. Чтобы сделать сканер безопасным для человеческого глаза, исследователям пришлось разработать новый диапазон длин волн: инфракрасный, который безвреден для наших глаз. Следствием этого было то, что всю систему пришлось полностью перенастроить.

От железной дороги к автомобильной дороге - в глобальном использовании

Если мы тщательно исследуем железные дороги, имеет смысл затем также изучить другие маршруты движения, такие как дороги. Команда IPM разработала безопасный для человеческого глаза 3D-сканер, который устанавливается на движущийся автомобиль и сканирует дорогу с высоты около трех метров. "Теперь мы можем обнаруживать перепады высот на дороге даже в 0,2 миллиметра даже при скорости 80 километров в час (ок. 50 миль в час)", - говорит Хефлер. Это первый сканер, одобренный для этой цели Федеральным институтом исследования автомобильных дорог. Оно предназначено для обнаружения канавок на дорожках, выбоин и возможностей отвода воды.

Лазерная система уже поступила на рынок и успешно используется по всему миру для обеспечения безопасности железнодорожного движения. Эта система не только быстрая и точная, но и очень надежная. Доктор Генрих Хефлер и дипломированный специалист. Харальд Вельфельшнайдер получит одну из премий Джозефа фон Фраунгофера 2012 за этот безопасный для глаз 3D-лазерный сканер.