光-电子检测装置和用于以扫描的方式检测机动车辆的周围环境的方法_2

文档序号:9635072阅读:来源:国知局
方式投射到总的传感区域上。这优选地通过适当建立的评价电子器件作为被接收信号的评价的一部分实现。在具有三个检测器单元的示例性实施例中,其中两个检测器单元与两个传感区域相关联,可以建立四个虚拟测量平面,且通过考虑倾角而评价这四个虚拟平面,其结果是,对于给定的恒定设计复杂性,具有三个检测器单元的检测器的总传感区域扩展大约三分一。检测器与发射和接收光学系统结合的几何接收范围一一作为例子2.4°,其可通过几个检测器单元和单个光源实现一一通过本发明扩展到大约3.2°。
[0016]在本发明的一个有利实施例中,在该情况下,检测器单元的被接收信号分配给相应工作镜面的相应传感区域,这意味着不同传感区域中的测量平面可通过考虑镜面的相应倾角而被评价。
[0017]根据本发明的一个实施例,如果检测器单元彼此以间隔设置以形成中间空间,其中,镜面以倾角设置,该倾角使得,每个镜面将检测器单元映射到相应另一镜面的映射的中间空间中,则确保检测装置的大的垂直总传感区域。在本发明的该实施例中,因为检测器单元以垂直间隔设置,一镜面的相应传感区域中的垂直间隙通过相应另一镜面的扫描过程、借助镜载体以特定倾角适当倾斜而被关闭,检测装置的大的总传感区域是可行的,其具有低的设计复杂性,以及特别地,在检测器单元堆叠部中有少许检测器单元。
[0018]取决于多少检测器单元与两个传感区域相关或在两个镜面的被投射传感区域下有多少检测器单元,根据检测器单元堆叠部的高度的传感区域的附加扩展由于附加的虚拟测量平面而可行。
[0019]本发明增加垂直传感区域,而没有改变检测装置的功率平衡。与具有平行于镜载体旋转轴线定位的镜面(且因此总是将两个镜面映射到所有检测单元上)的已知检测装置相比,在总传感区域的中央部段中确保了对于相同功率平衡的高扫描速率,边际区域一一其中,减小的扫描速率通常足够一一明显扩展。
【附图说明】
[0020]以下将参考附图对本发明的示例性实施例进行更详细解释,在图中:
[0021]图1示出了具有光-电子检测装置的机动车辆的侧视图,
[0022]图2示出图1所示的用于机动车辆的检测装置的基本概图,
[0023]图3示出多路检测器的示例性实施例的基本概图,
[0024]图4示出图3所示的多路检测器的被接收信号的评价的示意图,
[0025]图5示出多路检测器的另一示例性实施例的被接收信号的评价的示意图。
【具体实施方式】
[0026]图1示出机动车辆1的侧视图,其具有用于辅助司机的一个或多个驾驶辅助系统,该驾驶辅助系统考虑机动车辆1的周围环境。驾驶辅助系统包括中央计算机单元一一未示出一一和为中央单元提供测量数据的传感器系统。车辆传感器系统特别地包括一个或多个光电子检测装置2,即激光扫描仪。在所示的示例性实施例中,这样的检测装置2定位在机动车辆1的前部区域中,即散热器格栅的区域中。在该情况下,检测装置2监视机动车辆1的周围环境。其是Lidar系统的一部分,其中,电磁射线3 (激光脉冲)被发射,由机动车辆1的周围环境中的目标物体Z反射的光(光束5)被检测。
[0027]图2和图3示出检测装置2的基本设计。检测装置2具有发射和接收光学系统4,其从光学发射器一一未示出一一输出电磁射线3,并将反射射线5映射到检测器6 (图3)上。发射和接收光学系统4具有相关联的镜载体7,镜载体7可被驱动绕旋转轴线8旋转,并使被发射的束3偏转到要被测量的场景上。反射射线5通过镜载体7偏转到检测器6上。在所示的示例性实施例中,镜载体7包括两个镜面9、10,镜面9、10彼此移开且平行定位。在检测装置2的操作期间,镜载体7以角度步进旋转,从而整个视野的扫描在特定的扫描角范围内发生。在该情况下,对于每个扫描角,发射一个激光脉冲。在相同的角度步进中,反射射线5通过检测器被接收,且相应的被接收电信号被提供。如果在被接收的信号中识别出回声或脉冲,它们可归因于来自周围环境中的目标物体Z的、发射束3的反射。回声的发射和接收之间的回声时间与距目标物体Z的距离成比例。回声时间的测量用于推断距目标物体Z的范围。
[0028]检测装置2具有多路设计,即多个测量平面在传感扇区11内被评价。对于机动车辆1的周围环境的多路监视,检测器6包括检测器单元堆叠部12,其具有多个检测器单元13,在所示示例性实施例中为三个检测器单元13。检测器单元13是雪崩光电二极管,当被反射射线5照到时,其产生电信号。检测器单元13相应地将被接收的反射射线5作为用于产生被接收电信号的基础,所述被接收电信号被提供用于评价电子器件(未示出)。
[0029]发射和接收光学系统4被布置为使得,发出的激光束在无限远处正好在映射在检测器6投射到无限远的映射上。根据捆绑在一起的检测器单元13,检测器单元堆叠部12的光学传感区域14因此经由镜载体7被偏转,且投射到要被监视的空间中。
[0030]镜载体7以相对于其旋转轴线8倾斜特定倾角α的方式设置。根据两个镜面9、10的倾角α,平行的镜面9、10因此以相对于镜载体7的旋转轴线8以倾角α倾斜的方式定位,使得检测器单元堆叠部12的光学传感区域14以不同方向偏转,或投射到不同的传感区域14’、14”中的周围环境中。一个镜面9用于使反射射线从被投射传感区域14’偏转到检测器6,由于倾角α,该检测器6关于发射和接收光学系统4的光轴15的一侧偏置。根据倾角α,另一镜面10捕获位于光轴15另一侧的被投射的传感区域14”。根据本发明,镜面9、10的倾角α被选择为使得,被投射的传感区域14’、14”部分重叠。倾角α被选择为使得,传感区域14’、14”映射到检测器单元堆叠部12中的至少一个共用检测器单元13上。倾角α的大小可通过经验确定而决定,特别地通过试验,且意图确保高扫描速率的期望相交区域越小,则倾角α的大小越大。在所示的示例性实施例中,倾角α大约为0.3°,与由装置的光学元件的位置(例如检测器单元相对于镜载体7的位置)引起的几何情况相适应。
[0031]由于倾斜的镜面9、10而彼此偏置的两个传感区域14’、14”允许在对于镜载体7的完整回转的两个相继扫描过程上的扩展的总传感区域16,其包围两个被投射的传感区域14’、14”。在该情况下,总传感区域16在光轴15的区域中包括中央部段17,在该中央部段中,反射射线经由两个镜面9、10被映射到检测器单元13上,且因此确保与在中间的中央部段17之外的边际区域18相比的双倍扫描速率。居中定位的中央部段17—一对于短程传感目标物体特别重要一一因此提供对于这种应用(诸如行人保护)的高扫描速率。
[0032]在评价检测器单元13的被接收信号期间,被接收信号在传感区域14’、14”内被分配给平行测量平面,且总传感区域16从两个传感区域14’、14”的测量平面被确定用于两个相继的扫描过程。在该情况下,适当的倾角α确保,至少一个测量平面在相继的扫描过程中定位在检测器6的两个传感区域14’、14”中。在该情况下,检测器单元13的被接收信号分配给在一高度(取决于倾角α )处的相应的平行测量平面。在所示的示例性实施例中,两个检测器单元13位于两个传感区域14’、14”中,其意味着,检测器单元13位于每个边际区域18中。在该情况下,每个边际区域18包含位于检测器单元13系列之外的检测器单元。
[0033]图2和图3所示的示例性实施例的三个检测器单元经由检测器装置2的旋转镜载体7投射的例子通过图4所示的评价策略显示。图4所示的图示的左侧示出用于一个镜面9的传感区域14’,三个检测器单元每个提供被接收的电信号20、23、24。由被接收信号表示的检测器单元堆叠部的传感区域的部段或这些被接收信号被分配给平行的测量平面1、11、
III。第二镜面10用于对基于倾角而偏置的传感区域14”中的三个检测器单元的被接收信号20、21、22进行传感,且用于将它们分配给相应的平行测量平面。通过考
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