Visuelle Überwachung und 3D-Erkennung: LiDAR vs. Kamera?

Wie 3D-LiDAR-Technologie die Sicherheitsüberwachung transformiert: In einer Welt, in der Sicherheit immer wichtiger wird, ist die Wahl der richtigen Technologie entscheidend. Die Überwachung und der Schutz von kritischen Infrastrukturen, Industrieanlagen oder öffentlichen Einrichtungen stellen zunehmend komplexe Anforderungen an moderne Sicherheitssysteme. Dabei stellt sich oft die Frage, auf welche Technologien Sicherheitsentscheider für ihr System setzen sollten, um eine möglichst ganzheitliche Absicherung zu erzielen: LiDAR vs. Kamera?
Andreas Bollu Blickfeld

Kameras: Bewährte Technologie mit Grenzen

Mood Security
Kameras sind seit Jahren Standard für Gebäudesicherheit

Seit Jahrzehnten sind Kameras die Standardlösung in der Sicherheitsüberwachung. Ihre Fähigkeit, visuelle Informationen aufzuzeichnen und Echtzeitbilder zu liefern, macht sie zu einem unverzichtbaren Werkzeug. Kameras ermöglichen schnelle Entscheidungen basierend auf den aufgezeichneten Bildern und sind entscheidend für die Identifizierung von Personen oder die Überwachung verdächtiger Aktivitäten. Sie werden in Gebäuden, auf öffentlichen Plätzen und bei kritischen Infrastrukturen eingesetzt, bieten visuelle Nachverfolgung und dokumentieren Ereignisse – ein wichtiger Aspekt für die Beweissicherung. 

Dennoch stoßen Kameras in vielen Szenarien an ihre Grenzen: Unter schwierigen Lichtverhältnissen wie Dunkelheit, Nebel oder starkem Gegenlicht liefern sie oft keine zuverlässigen Bilder. Im Vergleich LiDAR vs. Kamera ist es wichtig zu beachten, dass in öffentlichen Räumen zusätzlich datenschutzrechtliche Bedenken entstehen, da Kameras sensible Informationen wie Gesichter oder persönliche Merkmale erfassen.

LiDAR: Die innovative Sicherheitslösung

Auch wenn LiDAR-Systeme im Vergleich zur Kameratechnologie oft als teurer und komplexer gelten, bieten sie eine innovative Alternative, die viele der genannten Herausforderungen von Kameras überwindet. LiDAR-Sensoren arbeiten nach einem völlig anderen Prinzip: Sie zählen aufgrund ihrer intrinsischen Lichtquelle zu den aktiven Sensoren und nutzen Laserstrahlen, um ein dreidimensionales Abbild ihrer Umgebung zu erstellen. Dieses 3D-Modell, die sogenannte Punktwolke, basiert auf präzisen Abstandsdaten, die es ermöglichen, Standort, Größe und Bewegungen von Objekten unabhängig von Umgebungs- und Lichtverhältnissen exakt zu bestimmen. Zudem erfassen LiDAR-Sensoren keine personenbezogenen Daten und sind somit bestens für den Einsatz im öffentlichen Raum geeignet.

Vorteil in der LiDAR vs. Kamera Debatte: LiDAR sammelt keine personenbezogenen Daten.
Die hochauflösenden Punktwolkendaten von 3D-LiDAR ermöglichen die Verifikation einer Person in der Szene.

Vergleich von LiDAR vs. Kamera

Um die Stärken und Schwächen beider Technologien besser zu verstehen, lohnt ein direkter Vergleich von LiDAR vs. Kamera entlang zentraler Kriterien wie Datenzuverlässigkeit, -verarbeitung und -schutz, Integration, Objekterkennung und Anschaffungskosten. Mit dieser Aufstellung soll gezeigt werden, welche Technologie für welche Anwendung im Sicherheitsumfeld geeignet ist – und ob und wo eine Kombination sinnvoll sein kann.

Sicherheitsüberwachung bei Tag und Nacht

Kameras werden bei Nacht von Scheinwerfern geblendet, wohingegen LiDAR problemlos das Fahrzeug detektieren und eine Zonenverletzung detektieren kann.

Einfache Überwachungskameras sind stark von äußeren Umgebungs- und Lichtbedingungen abhängig. Ihre Bildqualität kann bei schlechten Lichtverhältnissen, Nebel, Regen oder Schneefall erheblich beeinträchtigt werden, was die Zuverlässigkeit der Überwachung in sicherheitskritischen Anwendungen einschränkt, insbesondere im Außenbereich. Starkes Sonnen- oder Gegenlicht blendet Kameras, in der Dunkelheit wird eine externe Lichtquelle benötigt.

Im Gegensatz dazu arbeiten LiDAR-Sensoren unabhängig von Licht- und Wetterbedingungen, da sie selbst ausgesendete Laserstrahlen nutzen. Diese Eigenschaft ermöglicht eine zuverlässige Erkennung rund um die Uhr, selbst unter extremen Wetterverhältnissen. 

Datenverarbeitung, Objekterkennung und Falschalarmrate

Kameras liefern hochauflösende 2D-Bilder, die eine präzise visuelle Identifizierung von Personen oder Objekten ermöglichen. Diese Bilder enthalten jedoch keine Tiefeninformationen, was die räumliche Einordnung erschwert. Dadurch kann es zu Fehlinterpretationen kommen: So lassen sich Analysealgorithmen einfach täuschen, oder es werden bei bewegten Schatten, Ästen oder Kleintieren unnötige Alarme ausgelöst. Moderne Kamerasysteme versuchen, diese Schwächen durch KI-gestützte Objekterkennung auszugleichen – doch die fehlende dritte Dimension bleibt ein struktureller Nachteil, besonders wenn es um die Unterscheidung von relevanten und irrelevanten Bewegungen geht.

LiDAR-Systeme hingegen erfassen ihre Umgebung in drei Dimensionen und liefern präzise Informationen über Größe, Position und Bewegung von Objekten. So kann beispielsweise eindeutig zwischen einem Menschen und einem Tier unterschieden werden – ein Vorteil, der vor allem im Perimeterschutz die Falschalarmrate deutlich senkt. Durch definierbare Zonen und Objektklassifizierung per Software wird nur bei tatsächlich sicherheitsrelevanten Ereignissen ein Alarm ausgelöst. Die 3D-Daten liefern damit nicht nur eine zuverlässige Basis für die Objekterkennung, sondern ermöglichen auch eine deutlich effizientere und gezieltere Alarmierung im Sicherheitsumfeld.

LiDAR detektiert zuverlässig ein kleines Objekt, in diesem Fall eine Katze, und kann diese gezielt via Software herausfiltern. Dahingegen ist das schwarze Tier auf dem Kamerabild kaum sichtbar.

Integration in bestehende Sicherheitsinfrastruktur

Video Management Systeme (VMS) sind weit verbreitet und bieten eine ausgereifte Infrastruktur für die Verwaltung und Analyse von Bilddaten, wodurch die Integration von Kameras in Sicherheitslösungen oft unkompliziert ist. Im Vergleich von LiDAR vs. Kamera erfordert die Verarbeitung der umfangreichen 3D-Daten von LiDAR, die deutlich mehr Informationen als Kamerabilder enthalten, zwar spezialisierte Software und leistungsstarke Hardware. Dennoch lassen sich LiDAR-Sensoren problemlos über Standardschnittstellen wie ONVIF in gängige VMS integrieren.

Dank fortschrittlicher Lösungen wie QbProtect, die die Daten direkt auf dem Gerät analysieren, entfällt die Notwendigkeit, große Datenmengen über das Netzwerk zu übertragen, was Latenz reduziert und Bandbreite spart.

Datenschutz und Privatsphäre

3D-LiDAR erfasst Personen anonym

Kameras erfassen Gesichter, Kleidung und persönliche Gegenstände. Obwohl dies bei der Identifizierung von Personen oder Objekten hilfreich ist, wirft es datenschutzrechtliche Bedenken auf, insbesondere in öffentlichen Bereichen wie Bahnhöfen oder Stadien, wo der Schutz der Privatsphäre und Identität von großer Bedeutung ist. 

LiDAR bietet hingegen einen erheblichen Vorteil in Bezug auf den Datenschutz. Die Technologie nimmt keine visuellen Bilder von Personen auf, sondern erzeugt lediglich abstrakte Punktwolken. Dadurch können Sicherheitsüberwachungen datenschutzkonform durchgeführt werden, da keine identifizierbaren Merkmale erfasst werden. Dies macht LiDAR besonders geeignet für den Einsatz in öffentlichen Bereichen mit hohen Datenschutzanforderungen.

Investitions- und Anschaffungskosten

LiDAR-Systeme sind aufgrund ihrer fortschrittlichen Technologie und der Verarbeitung von 3D-Daten in der Regel teurer in der Anschaffung als herkömmliche Kameras. Im Gegensatz dazu sind Kameras kostengünstiger und einfacher zu warten, was sie für viele Anwendungen zugänglicher macht. Dennoch können sich die höheren Investitionen in LiDAR-Systeme durch eine präzisere Objekterkennung und weniger Falschalarme langfristig lohnen, insbesondere in sicherheitskritischen Bereichen.

Typische Anwendungsbereiche LiDAR vs. Kamera

Beispiel: Einzelhandelsüberwachung mit Kamera

Ein typisches Beispiel für den Einsatz von Kameras ist die Überwachung im Einzelhandel. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Diebstahlprävention und der Überwachung von Verkaufsflächen. Ihre Fähigkeit, hochauflösende Bilder zu liefern, ermöglicht eine klare Identifizierung von Kunden und potenziellen Dieben, was für die Sicherheit und den Schutz von Waren unerlässlich ist. Durch die kontinuierliche Überwachung können Sicherheitskräfte verdächtige Aktivitäten in Echtzeit erkennen und sofortige Maßnahmen zur Verhinderung von Diebstählen ergreifen. Die Integration von Kameras in Video-Management-Systeme ermöglicht gezielte Reaktionen auf Vorfälle und eine effiziente Analyse von Aufzeichnungen im Nachhinein. Sichtbare Kameras in Geschäften fördern außerdem das Sicherheitsgefühl bei Kunden und Mitarbeitenden, da sie potenzielle Täter abschrecken. 

clothes store retail

Beispiel: Zaunüberwachung mit LiDAR

Ein Beispiel, bei dem die Stärken von 3D-LiDAR deutlich zur Geltung kommen, ist die Zaunüberwachung. Herkömmliche Kamerasysteme stoßen in diesem Bereich oft an ihre Grenzen: Sie liefern bei Dunkelheit, direkter Sonneneinstrahlung oder Regen häufig eine schlechte Bildqualität und erzeugen viele Falschalarmmeldungen, etwa durch Kleintiere. 3D-LiDAR-Sensoren bieten hingegen eine zuverlässige kontinuierliche Überwachung, die unabhängig von Licht- oder Wetterbedingungen funktioniert und sofort erkennt, wenn eine Person versucht, den Zaun zu überqueren. Ein Alarm wird ausgelöst, sobald ein Objekt eine zuvor festgelegte virtuelle Schutzzone betritt. Zudem können mehrere Zonen um einen Zaun eingerichtet werden, um verdächtiges Verhalten, wie Bewegungen vor dem Zaun, zu beobachten und einen Alarm erst bei tatsächlichem Übersteigen des Zauns auszulösen. Dank der präzisen Erkennung von Objektgrößen werden kleine Tiere oder unwichtige Objekte ignoriert, was die Falschalarmrate erheblich senkt.

Fazit: LiDAR vs. Kamera – Konkurrenz oder Teamplayer in der Sicherheitsarchitektur?

Der Vergleich von LiDAR vs. Kamera zeigt, dass beide Technologien ihre spezifischen Stärken und Schwächen mitbringen. Kameras sind kosteneffizient, liefern wertvolle visuelle Informationen und eignen sich besonders gut zur Identifizierung von Personen. Allerdings reagieren sie empfindlich auf schlechte Lichtverhältnisse und Umwelteinflüsse. LiDAR hingegen ermöglicht eine präzise dreidimensionale Erfassung von Objekten, arbeitet unabhängig von Licht und Wetter und bietet aufgrund der anonymisierten Datenstruktur klare Vorteile beim Datenschutz – erfordert jedoch in der Regel höhere Anfangsinvestitionen.

Die Wahl der richtigen Lösung hängt vom konkreten Einsatzzweck ab. In vielen Fällen zeigt sich jedoch: Es muss nicht Kamera oder LiDAR heißen – oft kann auch die Kombination beider Systeme eine sinnvolle Option sein. So kann etwa ein LiDAR-Sensor automatisch Überwachungskameras aktivieren, sobald er Objekte in einer Zone detektiert. Auch für besonders kritische Infrastrukturen kann eine redundante Auslegung mit beiden Technologien die Ausfallsicherheit und Erkennungsgenauigkeit deutlich erhöhen. Die Zukunft intelligenter Sicherheitssysteme liegt daher nicht im Entweder-oder, sondern im intelligenten Zusammenspiel.

Andreas Bollu Blickfeld

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