DE102016011340A1

DE102016011340A1 - Method for providing environmental data by means of an optical sensor

Info

Publication number: DE102016011340A1
Application number: DE102016011340.5A
Authority: DE
Inventors: Philipp Schindler; Dominik Irschik
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2017-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Umgebungsdaten zum Betreiben einer Fahrerassistenzeinrichtung (18) in einem Kraftwagen (1), durch Ermitteln eines eine Reflexion (30) eines optischen Signals (10) betreffenden Reflexionssignals durch eine Sensoreinheit (14), und Analysieren des Reflexionssignals durch eine Auswerteeinheit (15) zur Bereitstellung von Umgebungsdaten. Um eine besonders universelle und störungsunempfindliche Bereitstellung von Umgebungsdaten zu ermöglichen, wird ein der Sensoreinheit (14) vorgelagerter Polarisationsfilter (17) zur Unterdrückung von Störreflexionen (40) dynamisch ausgerichtet.The invention relates to a method for providing environmental data for operating a driver assistance device (18) in a motor vehicle (1), by determining a reflection signal concerning a reflection (30) of an optical signal (10) by a sensor unit (14), and analyzing the reflection signal by an evaluation unit (15) for providing environmental data. In order to enable a particularly universal and interference-insensitive provision of environmental data, a polarization filter (17) upstream of the sensor unit (14) is dynamically aligned to suppress spurious reflections (40).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Umgebungsdaten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung einen optischen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.The invention relates to a method for providing environmental data according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an optical sensor according to the preamble of patent claim 6.

Zur Erhöhung der Sicherheit und des Komforts in einem Kraftwagen ist gemäß des Stands der Technik die Integration von Fahrassistenzsystemen in einen Fahrbetrieb des Kraftwagens vorgesehen. Beispiele für Fahrerassistenzsysteme sind Abstandshaltetempomaten, welche eine Geschwindigkeit und einen Abstand zu einem vorrausfahrenden Kraftwagen regeln, Spurhalteassistenten, welche einen Fahrer beim Verlassen einer Fahrspur warnen und/oder selbsttätig in die Spur zurücklenken können, sowie autonome Fahrsysteme, welche ein autonomes Fahren des Kraftwagen ermöglichen.To increase the safety and comfort in a motor vehicle, the integration of driver assistance systems in a driving operation of the motor vehicle is provided according to the prior art. Examples of driver assistance systems are proximity control systems which regulate a speed and a distance to a preceding vehicle, lane departure warning systems which can warn a driver when leaving a lane and / or can automatically return to the lane, and autonomous driving systems which enable autonomous driving of the vehicle.

Für eine ordnungsgemäße und sichere Funktion der Fahrassistenzsysteme ist eine präzise und zuverlässige Ermittlung von Umgebungsdaten nötig. Beispielweise in Frage kommen optische Sensoren, beispielsweise Lidar, zur Vermessung einer fahrzeugexternen Umgebung. Lidar bezeichnet auch im Deutschen eine dem Radar ähnliche Technik insbesondere zur Abstandsmessung und Geschwindigkeitsmessung, wobei statt Radarwellen Laserstrahlen zum Einsatz kommen. Optische Sensoren in Fahrzeugen haben jedoch oft das Problem, dass intensive Reflexionen beispielsweise von Wasserfilmen auf der Straße und/oder Schneedecken diese zumindest partiell erblinden lassen, also einen ordnungsgemäßen Betrieb unmöglich machen. Daher ist der Einsatz, beispielsweise eines angeschlossenen Fahrerassistenzsystems, nur eingeschränkt möglich. Essentiell für insbesondere hochautomatisierte Fahrerassistenzsysteme ist jedoch die Verfügbarkeit und Verlässlichkeit der zugrunde liegenden Sensoren.Proper and reliable operation of driver assistance systems requires accurate and reliable determination of environmental data. For example, optical sensors, for example Lidar, are suitable for measuring an external environment of the vehicle. Lidar also refers in German a radar-like technology, especially for distance measurement and speed measurement, instead of radar waves laser beams are used. However, optical sensors in vehicles often have the problem that intense reflections of, for example, water films on the road and / or snow covers at least partially blind them, thus making proper operation impossible. Therefore, the use of, for example, a connected driver assistance system, only limited possible. Essential for highly automated driver assistance systems, however, is the availability and reliability of the underlying sensors.

Die DE°10°2013°220°250°A1 offenbart einen optischen Sensor mit einer Polarisationskamera zum Erfassen polarisierten Lichtes, welches von einer Fahrbahnoberfläche reflektiert wird. Anhand der Polarisierung des Lichtes kann auf eine Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche geschlossen werden und insbesondere Art und Menge eines Niederschlages bestimmt werden.The DE ° 10 ° 2013 ° 220 ° 250 ° A1 discloses an optical sensor having a polarization camera for detecting polarized light reflected from a road surface. On the basis of the polarization of the light can be concluded on a condition of the road surface and in particular the type and amount of precipitation can be determined.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen besonders universellen und störungsunempfindlichen Betrieb eines optischen Sensors zu ermöglichen.It is an object of the present invention to enable a particularly universal and interference-insensitive operation of an optical sensor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und nicht triviale Weiterbildungen sind Teil der Unteransprüche.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments and non-trivial developments are part of the dependent claims.

Um nun ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem ein besonders universeller und störungsunempfindlicher Betrieb eines optischen Sensors zu ermöglicht wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein der Sensoreinheit vorgelagerter Polarisationsfilter zur Unterdrückung von Störreflexionen dynamisch ausgerichtet wird. Störreflexionen hoher Intensität, beispielsweise hervorgerufen durch einen nassen Fahrbahnbelag oder Schnee und/oder Eis, senden polarisiertes Licht aus. Im Zuge eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Polarisationsfilter insbesondere dahingehend ausgerichtet, dass derartige Störreflexionen herausgefiltert werden. Der Polarisationsfilter dient demnach nicht der Messung unterschiedlicher Polarisationsrichtungen, sondern der Filterung intensiver Störreflexionen, die insbesondere das Reflexionssignal so stark überlagern würden, dass der Sensor partiell erblindet. Dadurch ist ein störungsfreier Betrieb des optischen Sensors insbesondere bei nasser Fahrbahn und schwierigen Lichtverhältnissen gewährleistet.In order to provide a method by means of which a particularly universal and interference-insensitive operation of an optical sensor is made possible, it is provided according to the invention that a polarization filter arranged upstream of the sensor unit is dynamically aligned for the purpose of suppressing spurious reflections. Spurious reflections of high intensity, for example caused by a wet road surface or snow and / or ice, emit polarized light. In the course of a method according to the invention, the polarization filter is aligned in particular in such a way that such spurious reflections are filtered out. Accordingly, the polarization filter does not serve the measurement of different polarization directions, but rather the filtering of intense spurious reflections, which in particular would superimpose the reflection signal so strongly that the sensor partially goes blind. As a result, a trouble-free operation of the optical sensor is ensured, especially on wet roads and difficult lighting conditions.

Der optische Sensor kann Teil eines beliebigen optischen Erfassungssystems sein. Beispiele für optische Erfassungssysteme sind ein Lidar-System oder ein kamerabasiertes System, insbesondere mit einer in Normalfahrtrichtung ausgerichteten Kameraanordnung (Mono-Kamera oder Stereo-Kamera), einer Rückfahrkamera oder einer Kameraanordnung zur Umgebungserkennung, für das sich der englische Fachbegriff Surroundview durchgesetzt hat.The optical sensor may be part of any optical detection system. Examples of optical detection systems are a lidar system or a camera-based system, in particular with a aligned in normal direction camera arrangement (mono camera or stereo camera), a rear view camera or a camera arrangement for environmental detection, for which the English technical term Surroundview has prevailed.

Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch einen optischen Sensor mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 7.In addition, the object is achieved by an optical sensor having the features according to claim 7.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Dabei zeigt die einzige Fig. in einer schematischen Seitenansicht einen Kraftwagen mit einem Lidar-System, welches einen optischen Sensor umfasst, dem ein Polarisationsfilter mit einem Flüssigkristall vorgelagert ist, wobei mittels des Lidar-Systems eine Entfernung zu einem vorrausfahrenden Kraftwagen gemessen wird.The single FIGURE shows a schematic side view of a motor vehicle with a lidar system, which comprises an optical sensor, which is preceded by a polarizing filter with a liquid crystal, wherein by means of the lidar system, a distance to a vehicle ahead driving is measured.

In der 1 ist in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftwagen 1 gezeigt, dem ein vorrausfahrender Kraftwagen 3 in einem Abstand D vorrausfährt. Der Kraftwagen 1 weist hierzu einen Abstandshaltetempomat 18 als Fahrerassistenzsystem auf. Der Abstandshaltetempomat 18 hält eine Geschwindigkeit des Kraftwagens 1 auf einem, insbesondere durch einen Fahrer, vordefinierten Wert, falls sich der vorrausfahre Kraftwagen 3 in einem Abstand D von dem Kraftwagen 1 befindet, der größer ist als ein vordefinierter, insbesondere geschwindigkeitsabhängiger, Abstandsgrenzwert. Befindet sich der vorrausfahren Kraftwagen 3 in einem Abstand D von dem Kraftwagen 1, der geringer ist als der Abstandsgrenzwert, so kann der Abstandshaltetempomat 18 den Kraftwagen abbremsen. Der Abstandshaltetempomat 18 regelt die Geschwindigkeit des Kraftwagens 1 dann derart, dass der Abstand D dem im Wesentlichen dem Abstandsgrenzwert entspricht. Diese Art der Regelung durch den Abstandshaltetempomat 18 ist beispielhaft zu betrachten, es sind auch andere Regelungen möglich. Auch die Nutzung eines Abstandshaltetempomats 18 ist beispielhaft gemeint, ein optischer Sensor 14 kann für die Bereitstellung von Umgebungsdaten für jedes denkbare Fahrerassistenzsystem ausgebildet sein, beispielsweise eine Abstandsanzeige, eine Erkennung der Fahrbahnbeschaffenheit, eine Einparkhilfe und/oder ein System zum autonomen Fahren. In the 1 is a schematic side view of a motor vehicle 1 shown to a driving forward vehicle 3 advances at a distance D. The car 1 for this purpose has a distance control 18 as a driver assistance system. The distance control 18 keeps a speed of the motor car 1 on a, in particular by a driver, predefined value, if the vorrausfahre cars 3 at a distance D from the car 1 which is greater than a predefined, in particular speed-dependent, distance limit value. Is the Vorrausfahren cars 3 at a distance D from the car 1 , which is less than the distance limit, so the distance can be 18 slow down the car. The distance control 18 regulates the speed of the motor vehicle 1 then such that the distance D substantially corresponds to the distance limit value. This type of regulation by the distance control 18 is to be regarded as an example, other regulations are possible. Also, the use of a Abstandempetempomats 18 By way of example, an optical sensor is meant 14 may be configured for the provision of environmental data for any conceivable driver assistance system, such as a distance display, a recognition of the road condition, a parking aid and / or a system for autonomous driving.

In dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Kraftwagen 1 ein Lidar-System 12, welches der Bereitstellung von Umgebungsdaten zum Betreiben der Fahrerassistenzeinrichtung beziehungsweise des Abstandshaltetempomaten dient. Das Lidar-System 12 umfasst eine als optischen Sensor 14 ausgebildete Sensoreinheit, die eine Reflexion 30 eines optischen Signals, beispielsweise eines Laserstrahls 10, empfängt. Der optische Sensor 14 ermittelt ein Reflexionssignal, welches die Reflexion 30 betrifft, beispielsweise eine Intensität, eine Wellenlänge, ein Richtung, eine Phasenlage und/oder eine Intensitätsverteilung über die Wellenlänge. Der optische Sensor 14 kann hierzu in verschiedene Raumrichtungen ausgerichtet werden. Außerdem kann eine ein gezielte Messung einer Reflexion 30 aus einer bestimmten Raumrichtung und/oder einer bestimmten Wellenlänge durch ein Fokussierungseinheit, beispielsweise eine Anordnung aus Spiegeln, ein optisches Gitter, ein Prisma und/oder ein Linse, ermöglicht werden.In the embodiment shown in the figure, the motor vehicle comprises 1 a lidar system 12 which serves to provide environmental data for operating the driver assistance device or the distance control device. The Lidar system 12 includes one as an optical sensor 14 trained sensor unit, which is a reflection 30 an optical signal, for example a laser beam 10 , receives. The optical sensor 14 determines a reflection signal reflecting the reflection 30 relates, for example, an intensity, a wavelength, a direction, a phase position and / or an intensity distribution over the wavelength. The optical sensor 14 can be aligned in different directions. In addition, a targeted measurement of a reflection 30 from a certain spatial direction and / or a specific wavelength by a focusing unit, for example an arrangement of mirrors, an optical grating, a prism and / or a lens.

Das Lidar-System 12 umfasst außerdem eine Auswerteeinheit 15, mittels welcher das durch den optischen Sensor 14 bereitgestellte Reflexionssignal zur Bereitstellung von Umgebungsdaten analysiert wird. Die Umgebungsdaten betreffen beispielsweise räumliche Zustandsdaten einer Umgebung des Kraftwagens 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel analysiert die Auswerteeinheit 15 das Reflexionssignal insbesondere zur Bereitstellung des Abstandes D sowie einer Geschwindigkeit, insbesondere Differenzgeschwindigkeit. Im Rahmen der Analyse des Reflexionssignals kann beispielsweise ein Laufzeitunterschied zwischen Lichtanteilen unterschiedlicher und/oder gleicher Wellenlänge, eine Intensität des Reflexionssignals und/oder eine Differenz der Intensitäten zwischen Lichtanteilen unterschiedlicher und/oder gleicher Wellenlänge ausgewertet werden. Der optische Sensor 14 sowie die Auswerteeinheit 15 sind bevorzugt derart aufeinander abgestimmt, dass der optische Sensor 14 ein an die Auswerteeinheit 15 angepasstes Reflexionssignal ermittelt und bereitstellt.The Lidar system 12 also includes an evaluation unit 15 , by means of which by the optical sensor 14 provided reflection signal for providing environmental data is analyzed. The environment data relate, for example, spatial state data of an environment of the motor vehicle 1 , In the present embodiment, the evaluation unit analyzes 15 the reflection signal in particular for providing the distance D and a speed, in particular differential speed. As part of the analysis of the reflection signal, for example, a delay difference between light components of different and / or the same wavelength, an intensity of the reflection signal and / or a difference in the intensities between light components of different and / or the same wavelength can be evaluated. The optical sensor 14 as well as the evaluation unit 15 are preferably matched to one another such that the optical sensor 14 on to the evaluation unit 15 detects and provides adjusted reflection signal.

Das Lidar-System 12 umfasst vorliegend außerdem eine als Lasereinheit 13 ausgebildete optische Signaleinheit zum Emittieren eines optischen Signals, insbesondere eines Laserstrahls 10. Der Laserstrahl 10 ist insbesondere gekennzeichnet durch monochromatisches Licht hoher Bündelung und damit Intensität. Die Strahlaufweitung ist sehr gering. Zudem ist der Laserstrahl 10 linear polarisiert. Es können auf mehrere Lasereinheiten 13 vorgesehen sein, welche insbesondere Laserstahlen unterschiedlicher Lichtfarbe beziehungsweise Wellenlänge emittieren. Die Lasereinheit 13 emittiert demnach einen Laserstrahl 10, welcher von dem vorrausfahrenden Kraftwagen 3 und/oder einem beliebigen Gegenstand in der Umgebung des Kraftwagens 1 reflektiert wird. Mittels einer Laufzeit des Laserstrahls 10 und der Reflexion 30 zwischen Aussendung durch Lasereinheit 13 und Detektion durch den optischen Sensor 14 kann durch die Auswerteeinheit 15 auf besonders einfache Art und Weise auf den Abstand D zu dem vorrausfahrenden Kraftwagen 3 geschlossen werden. Beispielsweise gibt die Lasereinheit 13 hierzu bei Beginn der Emittierung des Laserstrahls 10, beispielsweise durch Öffnen einer Blende, ein Signal an die Auswerteeinheit 15 aus. Sobald das Reflexionssignal auf eine auftreffende Reflexion 30 des Laserstrahls 10 hindeutet, kann der Abstand D mittels der Lichtgeschwindigkeit und der Laufzeit über eine einfache Formel berechnet werden. Insbesondere wird der Abstand D zum vorrausfahrenden Kraftwagen 3 in periodischen Abständen, beispielsweise alle zehn Millisekunden, gemessen. Dann kann durch Bilden einer zeitlichen Ableitung des Abstands D auch die Differenzgeschwindigkeit zwischen dem Kraftwagen 1 und dem vorrausfahrenden Kraftwagen 3 bestimmt werden.The Lidar system 12 in the present case also includes a laser unit 13 formed optical signal unit for emitting an optical signal, in particular a laser beam 10 , The laser beam 10 is characterized in particular by monochromatic light of high concentration and thus intensity. The beam expansion is very low. In addition, the laser beam 10 linearly polarized. It can work on multiple laser units 13 be provided, which emit in particular laser beams of different light color or wavelength. The laser unit 13 accordingly emits a laser beam 10 , which of the vorrausfahrenden cars 3 and / or any object in the vicinity of the motor vehicle 1 is reflected. By means of a running time of the laser beam 10 and reflection 30 between emission by laser unit 13 and detection by the optical sensor 14 can through the evaluation unit 15 in a particularly simple manner to the distance D to the vorrausfahrenden cars 3 getting closed. For example, the laser unit gives 13 this at the beginning of the emission of the laser beam 10 , For example, by opening an aperture, a signal to the evaluation 15 out. Once the reflection signal on an incident reflection 30 of the laser beam 10 indicates that the distance D can be calculated by means of the speed of light and the transit time using a simple formula. In particular, the distance D is the Vorrausfahrenden motor vehicle 3 measured at periodic intervals, for example every ten milliseconds. Then, by forming a time derivative of the distance D, the differential speed between the car can also be obtained 1 and the preceding vehicle 3 be determined.

In der Fig. ist außerdem ein Schneehaufen 4 gezeigt. Der Schneehaufen 4 ist von der Sonne 2 beschienen und reflektiert einfallendes Sonnenlicht 20 mit hoher Intensität. Auf diese Weise ist durch den Schneehaufen 4 eine Störreflexion 40 erzeugt, welche dazu in Lage ist, den optischen Sensor 14 aufgrund ihrer hohen Intensität zu blenden. In diesem Fall wäre der optische Sensor 14 nicht mehr in der Lage ein Reflexionssignal zu ermitteln, welches die Reflexion 30 des Laserstrahls 10 betrifft. Beispielsweise weist die Störreflexion 40 eine im Vergleich zur Reflexion 30 so hohe Intensität auf, dass die Reflexion 30 nicht mehr messbar ist.In the figure is also a snowdrift 4 shown. The snowdrift 4 is from the sun 2 Illuminates and reflects incident sunlight 20 with high intensity. This way is through the snowdrift 4 a Störreflexion 40 generated, which is capable of, the optical sensor 14 due to their high intensity dazzle. In this case, the optical sensor would be 14 no longer in the Able to detect a reflection signal reflecting the reflection 30 of the laser beam 10 concerns. For example, the Störreflexion 40 one in comparison to the reflection 30 so high intensity on that reflection 30 is no longer measurable.

Dem Lidar-System 12 vorgelagert ist ein Polarisationsfilter 17, welcher einen Flüssigkristall beziehungsweise eine Menge an Flüssigkristallen umfasst. Die Flüssigkristalle können durch Anlegen einer elektrischen Spannung in eine bestimmte Richtung ausgerichtet werden. Insbesondere ist der Polarisationsfilter 17 ein flacher Körper, sodass die Flüssigkristalle im Wesentlichen bezüglich einer Ebene zweidimensional ausgerichtet werden können. Durch Ausrichten der Flüssigkristalle kann dem Polarisationsfilter 17 eine Filterpolarisationsrichtung vorgegeben werden. Daraufhin können nur diejenigen Lichtanteile, die senkrecht zur Filterpolarisationsrichtung beziehungsweise parallel zu einer Durchlasspolarisationsrichtung polarisiert sind, den Polarisationsfilter 17 transmittieren. Die Filterpolarisationsrichtung und die Durchlasspolarisationsrichtung stehen senkrecht aufeinander. Diejenigen Lichtanteile, die senkrecht zur Durchlasspolarisationsrichtung beziehungsweise parallel zur Filterpolarisationsrichtung einer polarisiert sind, werden durch den Polarisationsfilter 17 gefiltert.The Lidar system 12 upstream is a polarizing filter 17 which comprises a liquid crystal or a quantity of liquid crystals. The liquid crystals can be aligned by applying an electrical voltage in a certain direction. In particular, the polarization filter 17 a flat body, so that the liquid crystals can be aligned two-dimensionally substantially with respect to a plane. By aligning the liquid crystals, the polarizing filter can 17 a Filterpolarisationsrichtung be specified. Thereupon, only those light components that are polarized perpendicular to the filter polarization direction or parallel to a transmission polarization direction, the polarization filter 17 transmit. The filter polarization direction and the transmission polarization direction are perpendicular to each other. Those light components that are polarized perpendicular to the transmission polarization direction or parallel to the filter polarization direction are polarized by the polarization filter 17 filtered.

Da die Störreflexion 40 zumindest im Wesentlichen eine definierte Polarisationsrichtung aufweist, ist die Störreflexion 40 durch eine geeignete Ausrichtung des Polarisationsfilters 17 filterbar. Der Polarisationsfilter 17 kann beispielweise durch den optischen Sensor 14 anhand der einfallenden Strahlung oder durch die Auswerteeinheit 15 anhand des Reflexionssignals gesteuert werden. Beispielweise weist der Polarisationsfilter 17 zwei senkrecht zueinander stehende Kondensatoren mit jeweils zwei Kondensatorplatten auf, wobei die jeweiligen Kondensatorplatten eines Kondensators jeweils zwei gegenüberliegende Seiten des Polarisationsfilters 17 ausbilden. Dann können durch Anlegen jeweils einer Spannung an die jeweiligen Kondensatoren die Filterpolarisationsrichtung beziehungsweise die Durchlasspolarisationsrichtung ausgerichtet werden. Durch den Polarisationsfilter 17 mit Flüssigkristallen ist eine besonders dynamische Anpassung der Durchlasspolarisationsrichtung ermöglicht.Since the Störreflexion 40 has at least substantially a defined polarization direction is the Störreflexion 40 by a suitable orientation of the polarizing filter 17 filterable. The polarization filter 17 For example, by the optical sensor 14 on the basis of incident radiation or through the evaluation unit 15 be controlled by the reflection signal. For example, the polarizing filter has 17 two mutually perpendicular capacitors, each with two capacitor plates, wherein the respective capacitor plates of a capacitor each have two opposite sides of the polarizing filter 17 form. Then, by applying a respective voltage to the respective capacitors, the filter polarization direction or the transmission polarization direction can be aligned. Through the polarization filter 17 With liquid crystals, a particularly dynamic adaptation of the Durchlaßpolarisationsrichtung is possible.

Die Filterpolarisationsrichtung kann beispielsweise eingestellt werden, während kein Reflex 30 den optischen Sensor 14 erreicht. Vorzugsweise ist die Filterpolarisationsrichtung dann so zu wählen, dass die durch den optischen Sensor 14 ermittelte Störreflexion 40 minimiert ist. Dazu kann beispielsweise die Filterpolarisationsrichtung über einen Bereich von 180° hinweg verändert werden und eine Intensität der Störreflexion 40 abhängig vom Winkel der Filterpolarisationsrichtung gemessen werden.The filter polarization direction can be adjusted, for example, while no reflex 30 the optical sensor 14 reached. The filter polarization direction is then preferably to be selected such that the light emitted by the optical sensor 14 determined interference reflection 40 is minimized. For this purpose, for example, the Filterpolarisationsrichtung be changed over a range of 180 ° and an intensity of the Störreflexion 40 be measured depending on the angle of Filterpolarisationsrichtung.

Die hier beschriebene Nutzung eines Polarisationsfilters 17 mit Flüssigkristallen ist beispielhaft zu verstehen. Der Polarisationsfilter 17 kann dabei beliebig ausgeführt sein, beispielsweise mittels Folien. Die dynamische Anpassung kann auch im Rahmen einer Kalibrierung erfolgen. Diese Kalibrierung wird beispielsweise bei Antritt einer Fahrt durchgeführt und dann über die gesamte Fahrt beibehalten. Die Kalibrierung kann jedoch auch Teil eines Herstellungsprozesses des Kraftwagens 3, des optischen Sensors 14 oder der Polarisationsfilters 17 sein. Im Rahmen der Kalibrierung kann die Filterpolarisationsrichtung des Polarisationsfilters 17 so eingestellt, dass eine übliche Polarisationsrichtung der Störreflexion 40 gefiltert wird. Damit ist der Regelaufwand zum dynamischen Anpassen der Filterpolarisationsrichtung bei dennoch hoher Filterwirkung minimiert.The use of a polarization filter described here 17 with liquid crystals is to be understood as an example. The polarization filter 17 can be carried out arbitrarily, for example by means of films. The dynamic adjustment can also be done as part of a calibration. This calibration is performed, for example, when starting a journey and then maintained over the entire journey. However, calibration can also be part of a production process of the motor vehicle 3 , the optical sensor 14 or the polarizing filter 17 be. As part of the calibration, the filter polarization direction of the polarization filter 17 adjusted so that a common polarization direction of the Störreflexion 40 is filtered. Thus, the control effort for dynamic adjustment of the filter polarization direction is minimized while still high filter effect.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel deckt der Polarisationsfilter 17 das Lidar-System 12 ausschließlich den optischen Sensor 14 des Lidar-System 12 ab. Es sind auch Ausführungsformen denkbar, beispielsweise um eine besonders kompakte Bauform zu erzielen, bei denen der Polarisationsfilter 17 die gesamte Stirnfläche des Lidar-Systems 12 abdeckt. Dann ist die Polarisationsrichtung des Laserstrahls 10 vorzugsweise so zu wählen, dass diese der Durchlasspolarisationsrichtung des Polarisationsfilters 17 entspricht.In the present embodiment, the polarization filter covers 17 the lidar system 12 excluding the optical sensor 14 of the lidar system 12 from. There are also embodiments conceivable, for example, to achieve a particularly compact design, in which the polarizing filter 17 the entire face of the lidar system 12 covers. Then the polarization direction of the laser beam is 10 preferably to be chosen so that these the Durchlaßpolarisationsrichtung the polarization filter 17 equivalent.

Ein Polarisationsfilter 17 vor dem optischen Sensor 14 filtert die Polarisationsrichtung beziehungsweise Polarisationsebene, die primär von Niederschlage, wie Wasserfilmen, Schnee und Eis, reflektiert wird. In diesem Kontext ist der in der Fig. dargestellte Schneehaufen 4 als exemplarisch zu betrachten. Hierdurch werden Blendeffekte, welche eine ordnungsgemäße Funktion des optischen Sensors 14 stören könnten deutlich reduziert. Wahlweise kann die Gesamtreflexion gemessen werden, um so einen Rückschluss auf die Wetterbedingungen und/oder ein Oberflächenbeschaffenheit einer Fahrbahn zu ermöglichen. Beispielsweise können die Zustände „nass”, „feucht”, „trocken” und „vereist” unterschieden werden.A polarizing filter 17 in front of the optical sensor 14 filters the direction of polarization or polarization plane, which is primarily reflected by precipitation, such as water films, snow and ice. In this context, the snowdrift shown in the figure is 4 to be considered as an example. As a result, glare, which is a proper function of the optical sensor 14 could disturb significantly reduced. Optionally, the total reflectance can be measured so as to allow conclusions about the weather conditions and / or a surface condition of a roadway. For example, the states "wet", "wet", "dry" and "iced" can be distinguished.

Durch den der Sensoreinheit vorgelagerter Polarisationsfilter 17 können Blendeffekte, beispielweise durch feuchte, eisige und/oder verschneite Wetterbedingungen reduziert werden. Dadurch können Fahrerassistenzsysteme, insbesondere hochautomatisierte Fahrfunktionen, welche nur bei Bereitstellung von Umgebungsdaten einsetzbar sind, in mehr Situationen und besonders zuverlässig bereitgestellt werden. Die zusätzliche Detektion der Gesamtreflexion ermöglicht Rückschlüsse auf die Wetterbedingungen und/oder ein Oberflächenbeschaffenheit einer Fahrbahn.By the sensor unit upstream polarization filter 17 For example, glare effects, for example due to damp, icy and / or snowy weather conditions, can be reduced. As a result, driver assistance systems, in particular highly automated driving functions, which can only be used when providing environmental data, can be provided in more situations and in a particularly reliable manner. The additional detection of the total reflection allows conclusions about the weather conditions and / or a surface condition of a roadway.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kraftwagenmotor vehicle
22: SonneSun
33: vorrausfahrender Kraftwagenpreceding motor vehicle
44: Schneehaufensnowdrifts
1010: Laserstrahllaser beam
1212: Lidar-SystemLidar system
1313: Lasereinheitlaser unit
1414: optischer Sensoroptical sensor
1515: Auswerteeinheitevaluation
1717: Polarisationsfilterpolarizing filter
1818: AbstandshaltetempomatsSpacer cruise control
2020: Sonnenlichtsunlight
3030: Reflexionreflection
4040: StörreflexionenFalse reflections
DD: Abstanddistance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013220250 A1 [0004]

Claims

Method for providing environment data for operating a driver assistance device ( 18 ) in a motor vehicle ( 1 ), by - determining a reflection ( 30 ) of an optical signal ( 10 ) Reflection signal by a sensor unit ( 14 ), and - analyzing the reflection signal by an evaluation unit ( 15 ) for providing environmental data, characterized in that - one of the sensor unit ( 14 ) upstream polarization filter ( 17 ) for the suppression of interfering reflections ( 40 ) is dynamically aligned.

Method according to Claim 1, characterized in that an optical signal ( 10 ) by an optical signal unit ( 13 ) is emitted.

Method according to claim 2, characterized in that as an optical signal ( 10 ) a load beam is emitted.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that spatial state data are detected by means of the reflection signal.

Method according to Claim 4, characterized in that the sensor unit, reflection signal and signal unit are part of a lidar system ( 12 ) and by means of the Lidar system ( 12 ) spatial status data are recorded.

A method according to claim 4 or 5, characterized in that as part of the spatial state data, a speed and / or a. Distance (D) is measured.

Optical sensor ( 12 ) for providing environment data for operating a driver assistance device ( 18 ) in a motor vehicle ( 1 ), with - a sensor unit ( 14 ) for determining a reflection ( 30 ) of an optical signal ( 10 ) Reflection signal and - an evaluation unit ( 15 ) for analyzing the reflection signal, characterized in that - the sensor unit ( 14 ) a dynamically adjustable polarizing filter ( 17 ) for the suppression of interfering reflections ( 40 ) is upstream.

Optical sensor ( 12 ) according to claim 6, characterized in that the polarization filter ( 30 ) comprises a liquid crystal.