DE102016223892A1 - LiDAR with preselected detection range - Google Patents

LiDAR with preselected detection range Download PDF

Info

Publication number
DE102016223892A1
DE102016223892A1 DE102016223892.2A DE102016223892A DE102016223892A1 DE 102016223892 A1 DE102016223892 A1 DE 102016223892A1 DE 102016223892 A DE102016223892 A DE 102016223892A DE 102016223892 A1 DE102016223892 A1 DE 102016223892A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mirror
arrangement
time
detector
reflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016223892.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Ralf Beuschel
Anna Heinle
Rainer Kiesel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102016223892.2A priority Critical patent/DE102016223892A1/en
Publication of DE102016223892A1 publication Critical patent/DE102016223892A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483Details of pulse systems
    • G01S7/486Receivers
    • G01S7/4861Circuits for detection, sampling, integration or read-out
    • G01S7/4863Detector arrays, e.g. charge-transfer gates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Anordnung (101) mit mindestens einer Strahlenquelle (105), einem ersten Spiegel (107) und mindestens einem Detektor (109); wobei der erste Spiegel (107) ausgebildet ist, eine zwischen zwei Umkehrpunkten oszillierende Schwenkbewegung auszuführen; wobei die Strahlenquelle (105) ausgebildet ist, mindestens ein Strahlenbündel (113) auszusenden; wobei das Strahlenbündel () von dem ersten Spiegel (107) umgelenkt wird; wobei der Detektor (109) n Bereiche B, ..., Baufweist; wobei die Bereiche B, ..., Bausgebildet sind, in einem aktivierten Zustand Strahlen zu detektieren, die auf den jeweiligen Bereich treffen; wobei jeweils zwei Bereiche Bund Bmit 1 ≤ i < n benachbart angeordnet sind; wobei eine Reflektion des von dem ersten Spiegel (107) umgelenkten Strahlenbündels (113) an einem Objekt (111) zu einem Zeitpunkt tauf einen Bereich Btrifft, wenn das Objekt in einer Entfernung dangeordnet ist; wobei die Reflektion zu einem Zeitpunkt tauf einen Bereich Btrifft, wenn das Objekt (111) in einer Entfernung dangeordnet ist, mit t< tund d< d. Alle Bereiche Bmit i≤ i ≤ iund/oder i≤ i ≤ isind von dem Zeitpunkt tbis zu dem Zeitpunkt taktiviert; wobei die übrigen Bereiche von dem Zeitpunkt tbis zu dem Zeitpunkt tdeaktiviert sind.Arrangement (101) with at least one radiation source (105), a first mirror (107) and at least one detector (109); wherein the first mirror (107) is adapted to perform a pivotal movement oscillating between two reversal points; wherein the radiation source (105) is adapted to emit at least one beam (113); wherein the beam (12) is deflected by the first mirror (107); the detector (109) having n areas B, ..., B; wherein the regions B, ..., B are configured to detect, in an activated state, rays impinging on the respective region; wherein each two regions B are arranged adjacent to B 1 ≤ i <n; wherein a reflection of the beam (113) deflected by the first mirror (107) on an object (111) at a time t up reaches an area B when the object is located at a distance d; wherein the reflection meets a region B at a time t when the object (111) is located at a distance d with t <t and d <d. All regions Bwith i≤i≤i and / or i≤i≤in are activated from time t to time t; the remaining areas being deactivated from the time t until the time t.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, die Verwendung einer solchen Anordnung nach Anspruch 16 und ein Verfahren nach Anspruch 17.The invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1, the use of such an arrangement according to claim 16 and a method according to claim 17.

Die Druckschrift DE 10 2008 031 681 A1 offenbart ein LiDAR-System zur Messung von Geschwindigkeiten. Dabei wird ein Laserstrahl ausgesendet und eine Reflexion des Strahls an einem Objekt detektiert. Anhand der Zeit (Time of Flight), die vergeht, bis die Reflexion detektiert wird, kann eine Relativgeschwindigkeit zu dem Objekt ermittelt werden. Das System weist eine Schalteinrichtung auf, mit welcher der Detektor wahlweise aktiviert oder deaktiviert werden kann. Der Detektor wird erst nach einer Zeit aktiviert, die einer Zeit entspricht, die das Licht von der Strahlquelle bis zum Beginn des gewünschten Messvolumens und ggfs. zurück zum Detektor benötigt. Nach einer Zeit, die der Zeit entspricht, die das Licht von der Strahlquelle bis zum Ende des gewünschten Messvolumens und ggfs. zurück zum Detektor benötigt, wird der Detektor deaktiviert. Auf diese Weise lassen sich einerseits Reflexionen von optisch durchlässigen Elementen, die sich vor dem LiDAR-System befinden, unterdrücken. Andererseits wird die Einstreuung von Hintergrundlicht reduziert.The publication DE 10 2008 031 681 A1 discloses a LiDAR system for measuring velocities. In this case, a laser beam is emitted and detects a reflection of the beam on an object. On the basis of the time (time of flight), which passes until the reflection is detected, a relative speed to the object can be determined. The system has a switching device with which the detector can be selectively activated or deactivated. The detector is activated only after a time which corresponds to a time which requires the light from the beam source to the beginning of the desired measurement volume and, if necessary, back to the detector. After a time equal to the time it takes the light from the beam source to the end of the desired measurement volume and, if necessary, back to the detector, the detector is deactivated. In this way, on the one hand reflections of optically transparent elements, which are located in front of the LiDAR system suppress. On the other hand, the scattering of background light is reduced.

Das beschriebene LiDAR-System weist einen statischen Spiegel auf. LiDAR-Systeme mit dreh- oder schwenkbarer Spiegel erlauben eine darüber hinaus gehende Reduzierung der Einstreuung von Umgebungslicht. Dieses Potential lässt sich anhand der Offenbarung der Druckschrift DE 10 2008 031 681 A1 nicht ausschöpfen.The described LiDAR system has a static mirror. LiDAR systems with rotating or tilting mirrors allow a further reduction in ambient light scattering. This potential can be based on the disclosure of the document DE 10 2008 031 681 A1 do not exhaust.

Der Erfindung liegt entsprechend die Aufgabe zugrunde, die Leistungsfähigkeit eines LiDAR-Systems mit beweglichem Spiegel durch weitergehende Reduzierung der Einstreuung von Umgebungslicht zu verbessern.The invention is accordingly based on the object of improving the performance of a LiDAR system with a movable mirror by further reducing the scattering of ambient light.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1 und ein mit dieser Anordnung implementiertes Verfahren. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.This object is achieved by an arrangement according to claim 1 and a method implemented with this arrangement. Preferred developments are contained in the subclaims.

Die Anordnung umfasst mindestens eine Strahlenquelle, mindestens einen Spiegel und mindestens einen Detektor.The arrangement comprises at least one radiation source, at least one mirror and at least one detector.

Mit Strahlenquelle wird ein Mittel bezeichnet, das ausgebildet ist, mindestens ein Strahlenbündel auszusenden.By radiation source is meant a means which is designed to emit at least one beam.

Die Anordnung ist bevorzugt als LiDAR-System ausgeführt, bei dem als Strahlenquelle ein Laser zum Einsatz kommt. Insbesondere kann es sich um einen gepulsten Laser handeln, der gepulste Strahlenbündel aussendet.The arrangement is preferably designed as a LiDAR system in which a laser is used as the radiation source. In particular, it may be a pulsed laser emitting pulsed beams.

Ein Strahlenbündel bezeichnet eine Gesamtheit zeitgleich ausgesendeter Strahlen. Die Strahlen können gleichgerichtet oder divergent sein. Insbesondere kann es sich um elektromagnetische Strahlen, vorzugsweise aus dem nahen Infrarot, d.h. aus dem Bereich des elektromagnetischen Spektrums, der sich in Richtung größerer Wellenlängen an das sichtbare Licht anschließt, handeln. Dieser Bereich erstreckt sich von 780 nm bis 3 µm.A bundle of rays denotes a set of simultaneously emitted rays. The rays can be rectified or divergent. In particular, it can be electromagnetic radiation, preferably from the near infrared, i. from the region of the electromagnetic spectrum which adjoins the visible light in the direction of longer wavelengths. This range extends from 780 nm to 3 μm.

Bei einer gepulsten Aussendung von Strahlenbündeln werden während eines oder mehreren Zeitintervallen, d.h. von Beginn bis zum Ende des jeweiligen Zeitintervalls, kontinuierlich die zu dem jeweiligen Strahlenbündel gehörigen Strahlen ausgesendet. Die Pulsdauer, d.h. die Länge dieser Zeitintervalls, liegt vorzugsweise im einstelligen Nanosekundenbereich.In a pulsed transmission of beams, during one or more time intervals, i. from the beginning to the end of the respective time interval, the rays belonging to the respective ray bundle are transmitted continuously. The pulse duration, i. the length of this time interval is preferably in the single-digit nanosecond range.

Ein gepulster Laser ist durch Verwendung von elektrisch gepulsten Laserdioden realisierbar. Diese lassen sich mittels eines Silizium-Avalanche- oder Galliumnitrid-Feldeffekttransistors und hohen Spannungen ansteuern. Um die erforderliche Impuls-Spitzenleistung zu erzielen, ist es ggfs. erforderlich, mehrere Laserdioden zu verwenden, die vorzugsweise zeitgleich angesteuert werden. Alternativ können die Laserdioden sequenziell angesteuert werden, um die thermische Belastung der Bauteile zu verringern.A pulsed laser can be realized by using electrically pulsed laser diodes. These can be controlled by means of a silicon avalanche or gallium nitride field-effect transistor and high voltages. In order to achieve the required pulse peak power, it may be necessary to use a plurality of laser diodes, which are preferably driven at the same time. Alternatively, the laser diodes can be driven sequentially to reduce the thermal stress on the components.

Ein alternativer Weg zur Erzeugung von kurzen Lichtimpulsen mit hoher Energie besteht in der Verwendung eines Lasers mit passivem Güteschalter (Passive Q-Switched Microchip Laser). Dieser besteht aus einer speziellen Kristallstruktur, welche kontinuierlich eingespeistes Licht einer kurzen Wellenlänge, zum Beispiel 808 nm, in Lichtpulse einer größeren Wellenlänge, zum Beispiel 1064 nm, umwandelt.An alternative way to generate high energy short pulses of light is to use a Passive Q-Switched Microchip Laser. This consists of a special crystal structure which converts continuously fed light of a short wavelength, for example 808 nm, into light pulses of a longer wavelength, for example 1064 nm.

Der Spiegel ist ausgebildet, eine Schwenk- bzw. Drehbewegung um mindestens eine, vorzugsweise genau eine Schwenk- bzw. Drehachse auszuführen. Das bei oszilliert der Spiegel zwischen einer ersten Umkehrposition und einer zweiten Umkehrposition. The mirror is designed to perform a pivoting or rotational movement about at least one, preferably exactly one pivot or rotation axis. The mirror oscillates between a first reversing position and a second reversing position.

Die Schwenk- bzw. Drehbewegung des Spiegels erfolgt insbesondere relativ zu den übrigen Komponenten der Anordnung. Diese Komponenten sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Bezugssystem feststehend angeordnet. Bei dem Bezugssystem handelt es sich etwa um ein Fahrzeug, das mit der Anordnung ausgestattet ist, in dem also die Komponenten der Anordnung fixiert sind.The pivoting or rotational movement of the mirror takes place in particular relative to the other components of the arrangement. These components are preferably arranged fixed in a common frame of reference. The reference system is, for example, a vehicle equipped with the arrangement in which the components of the arrangement are thus fixed.

Ausgehend von der ersten Umkehrposition vollzieht sich die Schwenkbewegung des Spiegels derart, dass der Spiegel verschwenkt wird, bis er die zweite Umkehrposition erreicht. In der zweiten Umkehrposition kommt der Spiegel temporär zum Stillstand und führt ausgehend von der zweiten Umkehrposition eine Schwenkbewegung in entgegengesetzter Richtung aus, bis er in der ersten Umkehrposition temporär erneut zum Stillstand kommt. Ausgehend von der ersten Umkehrposition wiederholt sich der beschriebene Bewegungsablauf. Bei dem Schwenkwinkel handelt es sich also um eine periodische Funktion. Vorzugsweise ist die Bewegung des Spiegels sinusförmig.Starting from the first reversing position, the pivoting movement of the mirror takes place such that the mirror is pivoted until it reaches the second reversing position. In the second reversing position, the mirror temporarily comes to a standstill and, starting from the second reversing position, executes a pivoting movement in the opposite direction until it temporarily comes to a standstill again in the first reversing position. Starting from the first reversing position, the described sequence of movements is repeated. The swivel angle is therefore a periodic function. Preferably, the movement of the mirror is sinusoidal.

Die Strahlenquelle ist - direkt oder indirekt - auf den Spiegel gerichtet. Dies bedeutet, dass das von der Strahlenquelle ausgesendete Strahlenbündel - nachdem es ggfs. gebrochen und/oder umgelenkt wurde - zunächst auf den Spiegel trifft. Der Spiegel bildet eine reflektierende Oberfläche, sodass das Strahlenbündel von dem Spiegel umgelenkt wird. Die Richtung, in die das Strahlenbündel umgelenkt wird, ist abhängig von der Position des Spiegels, insbesondere von einem Winkel φ(t) der Verschwenkung des Spiegels um seine Schwenkachse.The radiation source is directed - directly or indirectly - at the mirror. This means that the radiation beam emitted by the radiation source first strikes the mirror after it has possibly been broken and / or deflected. The mirror forms a reflective surface so that the beam is deflected by the mirror. The direction in which the beam is deflected, is dependent on the position of the mirror, in particular an angle φ (t) of the pivoting of the mirror about its pivot axis.

Der Detektor ist untergliedert in n Bereiche B1, ..., Bn mit n ≥ 2. Vorzugsweise weist der Detektor genau n Bereiche auf.The detector is subdivided into n regions B 1 ,..., B n with n ≥ 2. The detector preferably has exactly n regions.

Jeder Bereich Bi mit 1 ≤ i ≤ n ist ausgebildet, in einem aktivierten Zustand Strahlen zu detektieren, die auf den Bereich Bi treffen. Jeweils zwei Bereiche Bi und Bi+1 mit 1 ≤ i < n sind benachbart angeordnet. Zwischen zwei benachbarten Bereichen befindet sich kein weiterer Bereich des Detektors. Vorzugsweise grenzen jeweils zwei der benachbarten Bereiche aneinander an. Aneinander angrenzende Bereiche zeichnen sich durch eine gemeinsame Grenzfläche oder-linie aus.Each region B i with 1 ≦ i ≦ n is designed to detect, in an activated state, rays which strike the region B i . In each case two regions B i and B i + 1 with 1 ≦ i <n are arranged adjacent. Between two adjacent areas there is no further area of the detector. Preferably, two of the adjacent regions adjoin each other. Adjacent areas are characterized by a common interface or line.

Ziel ist es, Reflexionen des von dem Spiegel umgelenkten Strahlenbündels an einem Objekt, etwa einem Gegenstand oder einer Person oder einem Tier, zu detektieren. Anhand der Zeit, die verstreicht, bis das von der Strahlenquelle ausgesendete Strahlenbündel von dem Detektor, d.h. von einem oder mehreren der Bereiche B1, ..., Bn detektiert wird, lässt sich in Verbindung mit einem Schwenkwinkel φ(t0) des Spiegels die Position des Objekts bestimmen. t0 bezeichnet dabei einen Zeitpunkt, zu dem das Strahlenbündel auf den Spiegel trifft und von dem Spiegel umgelenkt wird.The aim is to detect reflections of the beam deflected by the mirror on an object, such as an object or a person or an animal. Based on the time that elapses until the radiation beam emitted by the radiation source is detected by the detector, ie by one or more of the regions B 1 ,..., B n , it can be combined with a swivel angle φ (t 0 ) of Mirror determine the position of the object. In this case, t 0 denotes a time at which the radiation beam impinges on the mirror and is deflected by the mirror.

Mit Reflexion eines ersten Strahls bzw. einer ersten Gesamtheit von Strahlen wird allgemein ein zweiter Strahl bzw. eine zweite Gesamtheit von Strahlen bezeichnet, der bzw. die durch Reflexion des ersten Strahls bzw. der ersten Gesamtheit von Strahlen entsteht.Reflection of a first beam or a first set of beams generally designates a second beam or a second entirety of beams which is produced by reflection of the first beam or of the first entirety of beams.

Die Position des Objekts wird relativ zu einem Referenzpunkt bestimmt. Der Referenzpunkt ist so gewählt, dass die Entfernung des Objekts mit einer Strecke, die das Strahlenbündel von dem Spiegel bis zu dem Objekt zurücklegen muss, korreliert. Vorzugsweise liegt der Referenzpunkt auf dem Spiegel bzw. auf dessen reflektierender Oberfläche. Insbesondere wird ein Verlauf der Schwenkachse des Spiegels durch den Referenzpunkt bevorzugt.The position of the object is determined relative to a reference point. The reference point is chosen so that the distance of the object correlates with a distance that the beam must travel from the mirror to the object. Preferably, the reference point lies on the mirror or on its reflective surface. In particular, a profile of the pivot axis of the mirror through the reference point is preferred.

Abhängig von der Entfernung des Objekts trifft die Reflexion des von dem Spiegel umgelenkten Strahlenbündels an dem Objekt auf unterschiedlichen Bereichen des Detektors auf. So trifft die Reflexion zu einem Zeitpunkt t1 mindestens auf einen Bereiche Bi 1 , wenn das Objekt in einer Entfernung dmin angeordnet ist. Ist das Objekt in einer Entfernung dmax mit dmin < dmax angeordnet, so trifft die Reflexion zu einem Zeitpunkt t2 mit t1 < t2 mindestens auf einen Bereich Bi 2 . Dabei gilt 1 ≤ i1 ≤ n, 1 ≤ i2 ≤ n und i1 ≠ i2. dmin bezeichnet eine minimale Messdistanz, dmax entsprechend eine maximale Messdistanz. Beide Werte sind frei wählbar und können als Konstante vorgegeben oder variabel eingestellt werden. Die Zeitpunkte t1 und t2 ergeben sich aus der Wahl der von dmin und dmax.Depending on the distance of the object, the reflection of the beam deflected by the mirror impinges on the object on different areas of the detector. Thus, the reflection applies a time t 1 at least to a regions B i 1 when the object is located at a distance d min . If the object is arranged at a distance d max with d min <d max , the reflection at a time t 2 with t 1 <t 2 meets at least a region B i 2 , In this case, 1 ≦ i 1 ≦ n, 1 ≦ i 2 ≦ n and i 1 ≠ i 2 . d min denotes a minimum measuring distance, d max corresponding to a maximum measuring distance. Both values are freely selectable and can be specified as a constant or variably set. The times t 1 and t 2 result from the choice of d min and d max .

Durch dmin und dmax wird der Messbereich der Anordnung definiert. Befindet sich das Objekt innerhalb des Messbereichs, gilt also für eine Entfernung d des Objekts von dem Referenzpunkt dmin ≤ d ≤ dmax, so trifft die Reflexion mindestens auf einen Bereich Bi mit i1 ≤ i ≤ i2 und/oder i2 ≤ i ≤ i1. The measuring range of the arrangement is defined by d min and d max . If the object is located within the measuring range, ie, for a distance d of the object from the reference point d min ≦ d ≦ d max , then the reflection strikes at least a region B i with i 1 ≦ i ≦ i 2 and / or i 2 ≤ i ≤ i 1 .

Die Erfindung folgt der Idee, durch gezielte Deaktivierung nicht benötigter Bereiche die Einstreuung von Umgebungslicht zu verringern und so die Reichweite bei der Erkennung von Objekten zu verbessern. Entsprechend sind alle Bereiche Bi mit i1 ≤ i ≤ i2 und/oder i2 ≤ i ≤ i1 von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t2 aktiviert und die übrigen Bereiche, d.h. alle Bereiche Bj mit 1 ≤ j < i1 und 1 ≤ j < i2 oder mit i1 < j ≤ n und i2 < j ≤ n deaktiviert. Dies impliziert, dass die Aktivierung bzw. Deaktivierung der jeweiligen Bereiche vor oder zu dem Zeitpunkt t1 erfolgt.The invention follows the idea to reduce the scattering of ambient light by targeted deactivation of unnecessary areas and thus to improve the range in the detection of objects. Correspondingly, all regions B i with i 1 ≦ i ≦ i 2 and / or i 2 ≦ i ≦ i 1 are activated from time t 1 to time t 2 and the remaining regions, ie all regions B j with 1 ≦ j <i 1 and 1 ≤ j <i 2 or with i 1 <j ≤ n and i 2 <j ≤ n deactivated. This implies that the activation or deactivation of the respective areas takes place before or at the time t 1 .

In einer bevorzugten Weiterbildung dient der Spiegel nicht nur dazu, das Strahlenbündel, sondern auch dessen Reflexion an dem Objekt umzulenken. Der Spiegel kann entsprechend ausgebildet sein, die Reflexion mindestens teilweise direkt oder indirekt zu dem Detektor umzulenken. Bei einer indirekten Umlenkung passiert die von dem Spiegel umgelenkte Reflexion auf dem Weg zu dem Detektor weitere optische Elemente. Bei einer direkten Umlenkung fällt die umgelenkte Reflexion auf den Detektor, ohne derartige Elemente zu passieren.In a preferred embodiment, the mirror is not only used to deflect the beam, but also its reflection on the object. The mirror may be designed to redirect the reflection at least partially directly or indirectly to the detector. In the case of an indirect deflection, the reflection deflected by the mirror passes on the way to the detector further optical elements. In a direct deflection, the deflected reflection falls on the detector without passing through such elements.

Die Anordnung weist in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung mindestens einen Strahlteiler auf. Dieser ist so angeordnet, dass er mindestens einen Teil des Strahlenbündels zu dem Spiegel leitet. Der Strahlenteiler befindet sich also in einem Strahlengang von der Strahlenquelle zu dem Spiegel. Weiterhin befindet sich der Strahlenteiler in einem Strahlengang von dem Spiegel zu dem Detektor. Entsprechend wird die Reflexion von dem Spiegel zu dem Strahlenteiler umgelenkt, sodass der Strahlenteiler mindestens einen Teil der Reflexion zu dem Detektor bzw. zu mindestens einem Bereich Bi mit i1 ≤ i ≤ i2 und/oder i2 ≤ i ≤ i1 leitet.The arrangement has, in a further preferred development, at least one beam splitter. This is arranged so that it directs at least a portion of the beam to the mirror. The beam splitter is thus located in a beam path from the radiation source to the mirror. Furthermore, the beam splitter is in a beam path from the mirror to the detector. Accordingly, the reflection from the mirror is deflected to the beam splitter, so that the beam splitter conducts at least part of the reflection to the detector or to at least a region B i with i 1 ≤ i ≤ i 2 and / or i 2 ≤ i ≤ i 1 ,

Alternativ kann die Anordnung mit einem weiteren Spiegel weitergebildet sein. Der weitere Spiegel dient dazu, anstelle des oben genannten Spiegels, die Reflexion zu dem Detektor direkt oder indirekt umzulenken. Er ist vorzugsweise gegenüber der Strahlenquelle abgeschattet. Dies bedeutet, dass die Strahlenquelle und der weitere Spiegel so angeordnet sind, dass keine von der Strahlenquelle ausgesendeten Strahlen direkt, d.h. ohne Reflexion, Brechung oder sonstige Richtungsänderung, auf den weiteren Spiegel treffen können. So wird verhindert, dass das Strahlenbündel auf den weiteren Spiegel trifft. Stattdessen trifft die Reflexion des Strahlenbündels auf den weiteren Spiegel.Alternatively, the arrangement can be developed with a further mirror. The additional mirror serves, instead of the above-mentioned mirror, to deflect the reflection to the detector directly or indirectly. It is preferably shadowed from the radiation source. This means that the radiation source and the further mirror are arranged so that no rays emitted by the radiation source are directly, i. without reflection, refraction or other change of direction, can hit the other mirror. This prevents the beam from hitting the other mirror. Instead, the reflection of the beam hits the other mirror.

Auch der weitere Spiegel ist ausgebildet, eine zwischen zwei Umkehrpunkten oszillierende Schwenkbewegung auszuführen. Die Schwenkbewegungen der beiden Spiegel sind synchronisiert. Die Schwenkbewegung eines der beiden Spiegel erfolgt also in Abhängigkeit der Schwenkbewegung des anderen Spiegels, d.h. mindestens ein Parameter der Schwenkbewegung eines der Spiegel ist als Funktion mindestens eines Parameters der Schwenkbewegung des anderen Spiegels festgelegt. Vorzugsweise sind die Schwenkbewegungen derart synchronisiert, dass eine Frequenz der Schwenkbewegung eines der Spiegel und eine Frequenz der Schwenkbewegung des anderen Spiegels sich gleichen.Also, the further mirror is designed to perform an oscillating between two reversal points pivotal movement. The pivoting movements of the two mirrors are synchronized. The pivoting movement of one of the two mirrors thus takes place in dependence on the pivoting movement of the other mirror, i. at least one parameter of the pivoting movement of one of the mirrors is defined as a function of at least one parameter of the pivotal movement of the other mirror. Preferably, the pivoting movements are synchronized such that a frequency of the pivoting movement of one of the mirrors and a frequency of the pivoting movement of the other mirror are equal.

In einer bevorzugten Weiterbildung befinden sich die Bereiche Bi 1 und Bi 2 auf derselben Seite der Detektormitte. Dies bedeutet, dass gilt n 2 i 1 i 2

Figure DE102016223892A1_0001
oder i 2 i 1 n 2 .
Figure DE102016223892A1_0002
In a preferred embodiment, the areas B i 1 and B i 2 on the same side of the center of the detector. This means that applies n 2 i 1 i 2
Figure DE102016223892A1_0001
or i 2 i 1 n 2 ,
Figure DE102016223892A1_0002

Insbesondere kann n/2 < i1 und/oder i1 < i2 gelten oder i2 < i1 und/oder i1 < n/2.In particular, n / 2 <i 1 and / or i 1 <i 2 , or i 2 <i 1 and / or i 1 < n / 2 .

In einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung werden die Indizes i1 und i2 nach einer ersten Berechnungsvorschrift oder einer zweiten Berechnungsvorschrift ermittelt. Die erste Brechungsvorschrift lautet: i 1 = ( n + 1 ) 2 + K 0 t 1 | ω ( t ) | d t

Figure DE102016223892A1_0003
und i 2 = ( n + 1 ) 2 + K 0 t 2 | ω ( t ) | d t .
Figure DE102016223892A1_0004
In a further preferred development, the indices i 1 and i 2 are determined according to a first calculation rule or a second calculation rule. The first refraction rule is: i 1 = ( n + 1 ) 2 + K 0 t 1 | ω ( t ) | d t
Figure DE102016223892A1_0003
and i 2 = ( n + 1 ) 2 + K 0 t 2 | ω ( t ) | d t ,
Figure DE102016223892A1_0004

Die zweite Berechnungsvorschrift lautet: i 1 = ( n + 1 ) 2   K 0 t 1 | ω ( t ) | d t

Figure DE102016223892A1_0005
und i 2 = ( n + 1 ) 2   K 0 t 2 | ω ( t ) | d t .
Figure DE102016223892A1_0006
The second calculation rule is: i 1 = ( n + 1 ) 2 K 0 t 1 | ω ( t ) | d t
Figure DE102016223892A1_0005
and i 2 = ( n + 1 ) 2 K 0 t 2 | ω ( t ) | d t ,
Figure DE102016223892A1_0006

Dabei bezeichnet ω(t) eine Winkelgeschwindigkeit des Spiegels bzw. der Spiegel zum Zeitpunkt t. Es gilt also ω ( t ) = d d t φ ( t ) .

Figure DE102016223892A1_0007
In this case, ω (t) denotes an angular velocity of the mirror or the mirror at the time t. So it applies ω ( t ) = d d t φ ( t ) ,
Figure DE102016223892A1_0007

K ist eine Konstante, die ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Schwenkbewegung des Spiegels und den belichteten Detektorbereichen repräsentiert. Es handelt sich um einen Quotienten aus einer Änderung des Indexes des beschienenen Bereichs und einer Änderung des Schwenkwinkels des Spiegels. Die Konstante K ergibt sich aus der Zahl n der Bereiche des Detektors, einer Breite des Detektors bzw. der Breite der einzelnen Bereiche und einer Position des Spiegels relativ zu dem Detektor.K is a constant representing a gear ratio between the pivotal movement of the mirror and the exposed detector areas. It is a quotient of a change in the index of the illuminated area and a change in the tilt angle of the mirror. The constant K results from the number n of the regions of the detector, a width of the detector or the width of the individual regions and a position of the mirror relative to the detector.

Wenn die Bereiche B1, ..., Bn deaktiviert sind, ist ihre Fähigkeit, Strahlen zu detektieren, herabgesetzt. Bevorzugt detektieren sie keinerlei Strahlen aus dem von der Strahlenquelle ausgesendeten Spektrum, wenn sie deaktiviert sind. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung detektieren die Bereiche B1 ..., Bn im deaktivierten Zustand jeweils keinerlei Strahlen. Dies bedeutet, dass die Bereiche Bj mit 1 ≤ j < i1 und 1 ≤ j < i2 oder mit i1 < j ≤ n und i2 < j ≤ n von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t1 keine Strahlen aus dem von der Strahlenquelle ausgesendeten Spektrum und darüber hinaus bevorzugt keinerlei Strahlen detektieren.When the regions B 1 , ..., B n are deactivated, their ability to detect rays is reduced. Preferably, they do not detect any rays from the spectrum emitted by the radiation source when they are deactivated. In a particularly preferred development, the areas B 1 ... B n do not detect any beams in the deactivated state. This means that the regions B j with 1 ≦ j <i 1 and 1 ≦ j <i 2 or with i 1 <j ≦ n and i 2 <j ≦ n from the time t 0 to the time t 1 no rays from the spectrum emitted by the radiation source and, moreover, preferably no detect any rays.

Die einzelnen Bereiche des Detektors können physisch oder logisch deaktiviert werden. Bei einer physischen Deaktivierung werden die zu deaktivierenden Bereiche in einen physischen Zustand versetzt, in dem sie keine Strahlen aus dem von der Strahlenquelle ausgesendeten Spektrum bzw. keinerlei Strahlen detektieren können, d.h. in dem sie physisch nicht in der Lage sind, die Strahlen zu detektieren. Dies kann etwa durch Ausschalten einer Versorgungsspannung geschehen.The individual areas of the detector can be physically or logically disabled. In the case of physical deactivation, the areas to be deactivated are put into a physical state in which they can not detect any rays from the spectrum emitted by the radiation source or any rays, that is to say no radiation. in which they are physically unable to detect the rays. This can be done for example by switching off a supply voltage.

Bei einer logischen Deaktivierung bleiben die deaktivierten Bereich physisch aktiviert. Das physische Verhalten der deaktivierten Bereiche ändert sich also im Vergleich zum aktivierten Zustand nicht. Allerdings werden Signale, welche diese Bereiche beim Auftreffen von Strahlen generieren, im deaktivierten Zustand ignoriert, d.h. nicht ausgewertet.With a logical deactivation, the deactivated areas remain physically activated. The physical behavior of the deactivated areas does not change compared to the activated state. However, signals that generate these areas upon impact of beams are ignored in the disabled state, i. not evaluated.

Der Detektor ist bevorzugt als ein sogenanntes Detektorarray weitergebildet. Dabei weisen die Bereiche B1 ..., Bn jeweils eine Mehrzahl von Teilbereichen, auch Zellen genannt, auf. Vorzugsweise weisen sämtliche Bereiche B1 ..., Bn die gleiche Anzahl von Teilbereichen auf. Die Bereiche B1, ..., Bn gelten jeweils genau dann als aktiviert, wenn alle Teilbereiche des jeweiligen Bereichs aktiviert sind. Im aktivierten Zustand sind die Teilbereiche in der Lage, Strahlen zu detektieren, die auf den jeweiligen Bereich treffen.The detector is preferably developed as a so-called detector array. In this case, the regions B 1 ..., B n in each case a plurality of partial areas, also called cells, in. Preferably, all areas B 1 ..., B n have the same number of partial areas. The areas B 1 , ..., B n apply exactly then activated, if all sections of the respective area are activated. In the activated state, the subregions are able to detect beams that strike the respective area.

Die einzelnen Bereiche B1 ..., Bn bilden bevorzugt Spalten des Detektors. Dies bedeutet, dass die Teilbereiche eines Bereichs jeweils bezüglich des oben genannten Bezugssystems vertikal versetzt zueinander angesetzt sind. Entsprechende Teilbereiche eines jeden der Bereiche B1, ..., Bn bilden eine Spalte. So weist eine Spalte jeweils genau einen Teilbereich jedes Bereichs auf. Die zu einer Spalte gehörigen Teilbereiche sind bezüglich des oben genannten Bezugssystems horizontal versetzt zueinander angeordnet.The individual areas B 1 ..., B n preferably form columns of the detector. This means that the partial regions of a region are each set vertically offset with respect to the above-mentioned reference system. Corresponding subareas of each of the areas B 1 , ..., B n form a column. Thus, each column has exactly one subarea of each area. The subregions belonging to a column are arranged horizontally offset with respect to the above-mentioned reference system.

Die Bereiche B1, ..., Bn gelten jeweils bevorzugt genau dann als deaktiviert, wenn alle Teilbereiche des jeweiligen Bereichs deaktiviert sind. Im deaktivierten Zustand detektiert jeder Teilbereich insbesondere keinerlei Strahlen aus dem von der Strahlenquelle ausgesendeten Spektrum. Bevorzugt detektiert jeder Teilbereich im deaktivierten Zustand keine Strahlen.The areas B 1 ,..., B n are in each case preferably deactivated as exactly if all subregions of the respective area are deactivated. In the deactivated state, each subregion in particular does not detect any rays from the spectrum emitted by the radiation source. Each subarea preferably does not detect any beams in the deactivated state.

Analog zu den Bereichen können die Teilbereiche auf physischem oder auf logischem Wege deaktiviert werden. Bei einer physischen Deaktivierung werden die Teilbereiche in einen physischen Zustand versetzt, in dem sie keine Strahlen aus dem von der Strahlenquelle ausgesendeten Spektrum bzw. keinerlei Strahlen detektieren können, d.h. in dem sie physisch nicht in der Lage sind, die Strahlen zu detektieren. Dies kann etwa durch Ausschalten einer Versorgungsspannung geschehen.Similar to the areas, the sections can be deactivated physically or logically. In the case of physical deactivation, the subregions are put into a physical state in which they can not detect any rays from the spectrum emitted by the radiation source or any rays, that is to say no radiation. in which they are physically unable to detect the rays. This can be done for example by switching off a supply voltage.

Bei einer logischen Deaktivierung bleiben die Teilbereiche physisch aktiviert. Das physische Verhalten der Teilbereiche im deaktivierten Zustand ändert sich also im Vergleich zum aktivierten Zustand nicht. Allerdings werden Signale, welche die Teilbereiche beim Auftreffen von Strahlen auf den jeweiligen Teilbereich generieren, im deaktivierten Zustand ignoriert, d.h. nicht ausgewertet.With a logical deactivation, the subareas remain physically activated. The physical behavior of the subareas in the deactivated state thus does not change in comparison to the activated state. However, signals which generate the subregions when beams strike the respective subarea are ignored in the deactivated state, i. not evaluated.

Das Strahlenbündel hat bevorzugt die Form eines vertikalen Lichtbalkens. Bei einem solchen Lichtbalken ist die horizontale Divergenz geringer als die vertikale Divergenz. So hat das Strahlenbündel in einer bevorzugten Weiterbildung eine horizontale Divergenz von 0,1 ° bis 0,5 ° und eine vertikale Divergenz von 10 ° bis 40 °, bevorzugt 20 °. Die Divergenz eines Strahlenbündels, auch Strahlpropagation genannt, bezeichnet das Auseinanderlaufen der zu dem Strahlenbündel gehörigen Strahlen bei ihrer Ausbreitung.The beam preferably has the shape of a vertical beam of light. With such a lightbar, the horizontal divergence is less than the vertical divergence. Thus, in a preferred embodiment, the beam has a horizontal divergence of 0.1 ° to 0.5 ° and a vertical divergence of 10 ° to 40 °, preferably 20 °. The divergence of a beam, also called beam propagation, denotes the divergence of the beams belonging to the beam as they propagate.

Der beiden Spiegel können jeweils aus einem oder mehreren einzelnen Spiegeln bestehen. Bevorzugt ist der bzw. sind die Spiegel jeweils als ein oder mehrere als MEMS-Spiegel weitergebildet. Die Frequenzen von deren Drehschwingungen entsprechen dabei vorzugsweise den Resonanzfrequenzen der Spiegel.The two mirrors can each consist of one or more individual mirrors. Preferably, the mirror (s) are each further developed as one or more MEMS mirrors. The frequencies of their torsional vibrations preferably correspond to the resonance frequencies of the mirror.

Ein MEMS-Spiegel bezeichnet einen Mikrospiegel-Aktor. Hierunter ist ein mikroelektromechanisches Bauelement zur dynamischen Richtungssteuerung von Licht durch Spiegel zu verstehen.A MEMS mirror refers to a micromirror actuator. This is to be understood as meaning a microelectromechanical component for the dynamic direction control of light through mirrors.

Ein entscheidender Unterschied eines MEMS-Spiegels im Vergleich zu einem rotierenden Spiegel besteht in der Arbeitsfrequenz. Während der rotierende Spiegel mit typischerweise ca. 25 Umläufe pro Sekunde betrieben wird, oszilliert der MEMS-Spiegel mit einer Frequenz im Bereich von 0,5 bis 3 kHz. Daraus resultiert, dass der Spiegel während der Signallaufzeit, d.h. in der Zeit von der Aussendung des Strahlenbündels durch die Strahlenquelle bis zum Auftreffen der Reflexion des Strahlenbündels an dem Objekt auf dem ersten Bereich oder dem zweiten Bereich, eine Bewegung ausübt, in deren Folge sich der Drehwinkel des Spiegels signifikant ändert.A crucial difference of a MEMS mirror compared to a rotating mirror is the working frequency. While the rotating mirror is operated at typically about 25 revolutions per second, the MEMS mirror oscillates at a frequency in the range of 0.5 to 3 kHz. As a result, during the signal transit time, i. E. in the time from the emission of the beam by the radiation source to the impact of the reflection of the beam on the object on the first area or the second area, a movement is exercised, as a result of which the angle of rotation of the mirror changes significantly.

Die Schwenkachsen der beiden Spiegel verlaufen vorzugsweise durch den jeweiligen Spiegel. Insbesondere können die Schwenkachsen durch eine durch den jeweiligen Spiegel gebildete Spiegelfläche, d.h. reflektierende Oberfläche verlaufen. Vorzugsweise verlaufen die Schwenkachsen durch mehrere Punkte der jeweiligen Spiegelfläche.The pivot axes of the two mirrors preferably extend through the respective mirror. In particular, the pivot axes may be defined by a mirror surface formed by the respective mirror, i. reflective surface run. Preferably, the pivot axes extend through a plurality of points of the respective mirror surface.

Die Schwenkachsen sind in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung mindestens teilweise vertikal ausgerichtet. Dies bedeutet, dass die Schwenkachsen nicht nur horizontal verlaufen, sondern gegenüber der Horizontalen um einen Winkel, der nicht 0 °, vorzugsweise 80 ° beträgt, verkippt sind. Insbesondere können die Schwenkachsen beider Spiegel parallel zueinander ausgerichtet sein.The pivot axes are at least partially aligned vertically in a further preferred development. This means that the pivot axes not only run horizontally, but with respect to the horizontal by an angle that is not 0 °, preferably 80 °, tilted. In particular, the pivot axes of both mirrors can be aligned parallel to one another.

Die Anordnung kann beweglich sein, etwa wenn die Anordnung in einem beweglichen Bezugssystem, etwa einem Fahrzeug, angeordnet. Eine Horizontale bezeichnet in diesem Fall eine Ebene, die bezüglich der Anordnung feststehend ist und horizontal verläuft, wenn die Anordnung sich in einer Referenzposition befindet. Entsprechendes gilt für die Vertikale. Eine Vertikale bezeichnet also eine Gerade, die bezüglich der Anordnung feststehend ist, und die vertikal verläuft, wenn die Anordnung sich in der Referenzposition befindet. Die Referenzposition ist frei wählbar. Bei einem Fahrzeug wird die Referenzposition bevorzugt dann eingenommen, wenn das Fahrzeug eine Ebene, horizontal ausgerichtete Oberfläche befährt oder auf dieser Fläche zum Stehen kommt. Mit horizontaler Ausrichtung wird eine Ausrichtung entlang bzw. parallel zu der genannten Horizontalen bezeichnet. Entsprechend bezeichnet eine vertikale Ausrichtung eine Ausrichtung entlang bzw. parallel zu der genannten Vertikalen.The assembly may be movable, such as when the assembly is placed in a movable frame of reference, such as a vehicle. A horizontal in this case refers to a plane which is fixed with respect to the arrangement and runs horizontally when the arrangement is in a reference position. The same applies to the vertical. A vertical thus designates a straight line, which in relation to the Arrangement is fixed, and which is vertical when the assembly is in the reference position. The reference position is freely selectable. In a vehicle, the reference position is preferably taken when the vehicle is traveling on a plane, horizontally oriented surface or comes to a stop on this surface. Horizontal orientation refers to an orientation along or parallel to said horizontal. Correspondingly, a vertical orientation denotes an alignment along or parallel to said vertical.

Die beschriebene Ausrichtung der Schwenkachsen bedingt eine daran angepasste Ausrichtung der Strahlenquelle. Entsprechend ist die optische Achse der Strahlenquelle vorzugsweise mindestens teilweise horizontal ausgerichtet. Die optische Achse der Strahlenquelle verläuft also nicht vertikal, sondern ist gegenüber der Vertikalen um einen von Null verschiedenen Winkel verkippt. Insbesondere kann die optische Achse der Strahlenquelle uneingeschränkt horizontal ausgerichtet sein.The described alignment of the pivot axes requires a matching alignment of the radiation source. Accordingly, the optical axis of the radiation source is preferably at least partially aligned horizontally. The optical axis of the radiation source thus does not run vertically, but is tilted relative to the vertical by a non-zero angle. In particular, the optical axis of the radiation source can be fully aligned horizontally.

Bei dem Detektor handelt es sich in einer bevorzugten Weiterbildung um einen SIPM (Silicum Photo Multiplier) Detektor. SIPM-Detektoren ermöglichen eine hohe Verstärkung des auftretenden Lichts. Insbesondere kann die hohe Empfindlichkeit der SIPMs genutzt werden, um den Helligkeitsverlust eines kleineren MEMS-Spiegels im Vergleich zu einem klassischen rotierenden Spiegel zu kompensieren. Zudem können SIPMs kostengünstig in einem Standard-CMOS-Prozess hergestellt werden.In a preferred embodiment, the detector is a SIPM (Silicum Photo Multiplier) detector. SIPM detectors enable a high amplification of the occurring light. In particular, the high sensitivity of the SIPMs can be used to compensate for the loss of brightness of a smaller MEMS mirror compared to a conventional rotating mirror. In addition, SIPMs can be inexpensively manufactured in a standard CMOS process.

Der SIPM-Detektor weist parallelgeschaltete SPAD (Single Photon Avalanche Diode) Zellen auf. Jede SPAD-Zelle bildet dabei einen der oben beschriebenen Detektorbereiche.The SIPM detector has parallel-connected SPAD (Single Photon Avalanche Diode) cells. Each SPAD cell forms one of the detector areas described above.

Die Anordnung ist bevorzugt mit mindestens einem Mittel zur Positionsberechnung, mindestens einem Mittel zur Winkelbestimmung und mindestens einem Mittel zur Laufzeitmessung weitergebildet.The arrangement is preferably further developed with at least one means for position calculation, at least one means for angle determination and at least one means for transit time measurement.

Das Mittel zur Laufzeitmessung ist ausgebildet, den Zeitpunkt t0 und einen Zeitpunkt tD mit t1 ≤ tD ≤ t2 zu ermitteln. Zu dem Zeitpunkt tD trifft die Reflexion auf den Detektor, wenn sich das Objekt in einer Entfernung d mit dmin ≤ d ≤ dmax befindet. Als Differenz tD t0 berechnet das Mittel zur Laufzeitmessung eine Laufzeit (Time of Flight) des von der Strahlenquelle ausgesendeten Strahlenbündels und von dessen Reflexion an dem Objekt.The means for measuring transit time is designed to determine the time t 0 and a time t D with t 1 ≦ t D ≦ t 2 . At time t D , the reflection hits the detector when the object is at a distance d with d min ≤ d ≤ d max . As a difference t D t 0 , the means for measuring transit time calculates a time of flight of the radiation beam emitted by the radiation source and of its reflection at the object.

Das Mittel zur Winkelbestimmung ist ausgebildet, einen Schwenkwinkel φ(t0) des ersten Spiegels zu dem Zeitpunkt t0 zu bestimmen. Durch den Winkel φ(t0) ist eindeutig eine Richtung festgelegt, in die das Strahlenbündel von dem ersten Spiegel umgelenkt wird. Eine Reflexion der Strahlen an dem Objekt impliziert, dass das Objekt in eben dieser Richtung verortet ist.The angle determination means is designed to determine a swivel angle φ (t 0 ) of the first mirror at the time t 0 . The angle φ (t 0 ) clearly defines a direction in which the beam is deflected by the first mirror. Reflection of the rays on the object implies that the object is located in just that direction.

Eine Berechnung der Position des Objekts wird von dem Mittel zur Positionsberechnung ausgeführt. Anhand des Winkels φ(t0) und der Zeitdifferenz tD t0 lässt sich eine horizontale Position des Objekts berechnen. Eine vertikale Position des Objekts ergibt sich durch Auswertung der Teilbereiche einzelner Bereiche des Detektors. So werden für einen Bereich, in dem Strahlen detektiert wurden, die entsprechenden Teilbereiche identifiziert. Es werden also diejenigen Teilbereiche identifiziert, welche Strahlen detektiert haben und umgekehrt diejenigen, welche keine Strahlen detektiert haben.A calculation of the position of the object is carried out by the means for position calculation. On the basis of the angle φ (t 0 ) and the time difference t D t 0 , a horizontal position of the object can be calculated. A vertical position of the object is obtained by evaluating the subregions of individual areas of the detector. Thus, for a region in which rays were detected, the corresponding subregions are identified. Thus, those subregions are identified which have detected rays and conversely those which have detected no rays.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung oder einer Weiterbildung dieser Anordnung ausgeführt und umfasst die Schritte

  • - Aussenden des Strahlenbündels;
  • - Aktivieren aller Bereiche Bi mit i1 ≤ i ≤ i2 und/oder i2 ≤ i ≤ i1 vor dem Zeitpunkt t1;
  • - Deaktivieren der übrigen Bereiche vor dem Zeitpunkt t1;
  • - Ermitteln der Zeitpunkte t0 und tD;
  • - Bestimmen des Schwenkwinkels φ(t0); und
  • - Berechnen der Position des Objekts anhand des Schwenkwinkels φ(t0) und der Zeitpunkte t0 und tD.
An inventive method is carried out using the inventive arrangement or a development of this arrangement and comprises the steps
  • - emitting the beam;
  • Activating all regions B i with i 1 ≦ i ≦ i 2 and / or i 2 ≦ i ≦ i 1 before time t 1 ;
  • Deactivating the remaining areas before time t 1 ;
  • - determining the times t 0 and t D ;
  • Determining the swivel angle φ (t 0 ); and
  • - calculating the position of the object on the basis of the swing angle φ (t 0) and the time points t 0 and t D.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in 1 dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:

  • 1 den Aufbau eines LiDARs mit Strahlteiler;
  • 2 einzelne Komponenten des LiDARs.
Preferred embodiments of the invention are in 1 shown. Matching reference numbers identify identical or functionally identical characteristics. In detail shows:
  • 1 the construction of a LiDAR with beam splitter;
  • 2 individual components of the LiDAR.

Ein LiDAR-System 101 mit einem Strahlenteiler 103 ist in 1 dargestellt. Das LiDAR-System 101 umfasst neben dem Strahlenteiler 103 einen Laser 105, einen MEMS-Spiegel 107 und einen Detektor 109. A LiDAR system 101 with a beam splitter 103 is in 1 shown. The LiDAR system 101 includes adjacent to the beam splitter 103 a laser 105 , a MEMS mirror 107 and a detector 109 ,

Um die Position eines Objekts 111 zu ermitteln, sendet der Laser 105 ein gepulstes Strahlenbündel 113 aus. Ein Teil des Strahlenbündels 113 wird von den Strahlenteiler 103 zu dem Spiegel 107 geleitet. Der Teil des Strahlenbündels 113, der auf den Spiegel 107 trifft, wird von dem Spiegel 107 in Richtung des Objekts 111 umgeleitet.To the position of an object 111 To determine, the laser sends 105 a pulsed beam 113 out. A part of the beam 113 is from the beam splitter 103 to the mirror 107 directed. The part of the beam 113 standing on the mirror 107 meets, gets from the mirror 107 in the direction of the object 111 diverted.

Durch Reflexion an dem Objekt 111 gelangt ein Teil des von dem Spiegel 107 in Richtung des Objekts 111 umgeleiteten Teils des Strahlenbündels 113 zurück zu dem Spiegel 107 und wird von diesem zu dem Strahlenteiler 103 umgelenkt. Der Strahlenteiler 103 schließlich leitet die Strahlen zu dem Empfänger 109.By reflection on the object 111 a part of the mirror comes from 107 in the direction of the object 111 redirected part of the beam 113 back to the mirror 107 and from this to the beam splitter 103 diverted. The beam splitter 103 finally, the rays are directed to the receiver 109 ,

Bei dem Strahlenteiler 103 handelt es sich um einen halbdurchlässigen Spiegel. Dieser kann, wie in 1 gezeigt, so angeordnet sein, dass die von dem Laser 105 ausgesendeten Strahl zu einem ersten Teil in Richtung des Spiegels 107 reflektiert werden. Zu einem zweiten Teil werden die Strahlen von dem Strahlteiler 103 durchgelassen. In umgekehrter Richtung werden die von dem Spiegel 107 zu dem Strahlteiler 103 umgeleiteten Strahlen zu einem ersten Teil zu dem Empfänger durchgelassen. Zu einem zweiten Teil werden die Strahlen reflektiert.At the beam splitter 103 it is a semi-transparent mirror. This one can, as in 1 shown to be arranged so that the laser 105 emitted beam to a first part in the direction of the mirror 107 be reflected. At a second part are the beams from the beam splitter 103 pass through. In the reverse direction are those of the mirror 107 to the beam splitter 103 redirected rays to a first part to the receiver. The rays are reflected to a second part.

Ein detaillierter Aufbau eines solchen LiDAR-Systems 101 ist in 2 dargestellt. Neben den in 1 dargestellten Komponenten umfasst dieses System einen Lasertreiber 201, eine Spiegelsteuerung 203, eine Positionsmessung 205, eine Optik 207, eine Detektorbereichsaktivierung 209, eine Laufzeitmessung 211 sowie eine Entfernungs- und Winkelberechnung 213. Zwischen dem Laser 105 und dem Spiegel 107 können sich weitere Optiken befinden.A detailed construction of such a LiDAR system 101 is shown in FIG 2 shown. In addition to the in 1 As shown, this system includes a laser driver 201 , a mirror control 203 , a position measurement 205 , an optic 207 , a detector area activation 209 , a transit time measurement 211 as well as a distance and angle calculation 213 , Between the laser 105 and the mirror 107 There may be further optics.

Der Lasertreiber 201 steuert die von dem Laser 105 ausgesendeten Strahlenbündel 113. Die Spiegelsteuerung 203 beeinflusst die Oszillation des Spiegels 107, insbesondere dessen Amplitude.The laser driver 201 controls those of the laser 105 emitted radiation beam 113 , The mirror control 203 influences the oscillation of the mirror 107 , in particular its amplitude.

Über die Positionsmessung 205 wird zu definierten Zeitpunkten der Schwenkwinkel des Spiegels 107 ermittelt. Ein entsprechendes Positionssignal 214 verwendet die Spiegelsteuerung 203 zur Regelung der Amplitude. Weiterhin wird das Positionssignal 214 zu der Detektorbereichsaktivierung 209 und zu der Entfernungs- und Winkelberechnung 213 übertragen.About the position measurement 205 At defined times, the pivoting angle of the mirror is determined 107 determined. A corresponding position signal 214 uses the mirror control 203 for regulating the amplitude. Furthermore, the position signal 214 to detector area activation 209 and to the distance and angle calculation 213 transfer.

Die Detektorbereichsaktivierung steuert in Abhängigkeit des Positionssignals 214 den Detektor 109. Um den Einfluss von Streulicht zu verringern, werden gezielt einzelne Bereiche des Detektors 109 in Abhängigkeit des von der Positionsmessung 205 an die Detektorbereichsaktivierung 209 übertragenen Schwenkwinkels sowie einer minimalen Messdistanz dmin und einer maximalen Messdistanz dmax aktiviert.The detector area activation controls in dependence of the position signal 214 the detector 109 , In order to reduce the influence of scattered light, targeted individual areas of the detector 109 depending on the position measurement 205 on the detector area activation 209 transmitted pivot angle and a minimum measuring distance d min and a maximum measuring distance d max activated.

Die Optik 207 ist in einem Strahlengang zwischen dem Strahlteiler 103 und dem Detektor 109 angeordnet. Sie bündelt die von dem Strahlenteiler 103 auf den Detektor 109 treffenden Strahlen.The optics 207 is in a beam path between the beam splitter 103 and the detector 109 arranged. It bundles those from the beam splitter 103 on the detector 109 meeting rays.

Insbesondere beinhaltet die Optik 207 einen optischen Bandpass der für das Licht des Lasers 103 durchlässig ist und Licht anderer Wellenlänge in Richtung des Spiegels zurück reflektiert. Bei der Verwendung eines NIR Lasers mit 905 nm Wellenlänge wird vorzugsweise ein optischer Bandpass mit einem Durchlassbereich von 905 nm +/- 20 nm verwendet. Je kleiner der Durchlassbereich desto besser kann Störlicht anderer Wellenlängen unterdrückt werden.In particular, the look includes 207 an optical bandpass for the light of the laser 103 is transmissive and reflects light of different wavelengths back towards the mirror. When using a NIR laser with 905 nm wavelength, an optical bandpass with a pass band of 905 nm +/- 20 nm is preferably used. The smaller the passband area, the better the interference light of other wavelengths can be suppressed.

Die Laufzeitmessung 211 ermittelt die Zeit, die vom Aussenden eines Strahlenbündels durch den Laser 105 bis zum Auftreffen der Reflexion auf den Detektor 109 vergeht. Hierbei können beispielsweise Time to Digital Converter (TDC) verwendet werden, denen eine Komparatorschaltung zur Überwachung einer vorgegebenen Schwellwertüberschreitung des Detektorausgangssignals vorgeschaltet ist. Für jede Zeile des Detektors 109 ist dabei ein TDC mit Komparatorschaltung vorgesehen. Die Signale aller aktivierten Zellen 301 in einer Zeile werden im Detektor analog zu einem Summensignal addiert.The transit time measurement 211 determines the time taken by the emission of a beam by the laser 105 until the reflection hits the detector 109 passes. In this case, for example, Time to Digital Converter (TDC) can be used, which is preceded by a comparator circuit for monitoring a predetermined threshold value exceeding the detector output signal. For each line of the detector 109 In this case, a TDC with comparator circuit is provided. The signals of all activated cells 301 in a row are added in the detector analogously to a sum signal.

Aus der von der Laufzeitmessung 211 ermittelten Zeit, aus dem Positionssignal 214 und aus einer Zeilenposition der von dem Detektor 109 detektierten Strahlung ermittelt die Entfernungs-und Winkelberechnung 213 die Position des Objekts 111.From the of the transit time measurement 211 determined time, from the position signal 214 and from a row position of the detector 109 Detected radiation determines the distance and angle calculation 213 the position of the object 111 ,

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

101101
LiDAR-SystemLiDAR
103103
Strahlteilerbeamsplitter
105105
Laserlaser
107107
Spiegelmirror
109109
Detektordetector
111111
Objektobject
113113
Strahlenbündelray beam
201201
Lasertreiberlaser driver
203203
Spiegelsteuerungmirror control
205205
Positionsmessungposition measurement
207207
Optikoptics
209209
DetektorbereichsaktivierungDetector activation range
211211
LaufzeitmessungRuntime measurement
213213
Entfernung- und WinkelberechnungDistance and angle calculation
214214
Positionssignalposition signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008031681 A1 [0002, 0003]DE 102008031681 A1 [0002, 0003]

Claims (17)

Anordnung (101) mit mindestens einer Strahlenquelle (105), einem ersten Spiegel (107) und mindestens einem Detektor (109); wobei der erste Spiegel (107) ausgebildet ist, eine zwischen zwei Umkehrpunkten oszillierende Schwenkbewegung auszuführen; wobei die Strahlenquelle (105) ausgebildet ist, mindestens ein Strahlenbündel (113) auszusenden; wobei das Strahlenbündel () von dem ersten Spiegel (107) umgelenkt wird; wobei der Detektor (109) n Bereiche B1, ..., Bn aufweist; wobei die Bereiche B1, ..., Bn ausgebildet sind, in einem aktivierten Zustand Strahlen zu detektieren, die auf den jeweiligen Bereich treffen; wobei jeweils zwei Bereiche Bi und Bi+1 mit 1 ≤ i < n benachbart angeordnet sind; wobei eine Reflektion des von dem ersten Spiegel (107) umgelenkten Strahlenbündels (113) an einem Objekt (111) zu einem Zeitpunkt t1 auf einen Bereich Bi 1 trifft, wenn das Objekt in einer Entfernung dmin angeordnet ist; und wobei die Reflektion zu einem Zeitpunkt t2 auf einen Bereich Bi 2 trifft, wenn das Objekt (111) in einer Entfernung dmax angeordnet ist, mit t1 < t2 und dmin < dmax; dadurch gekennzeichnet, dass alle Bereiche Bi mit i1 ≤ i ≤ i2 und/oder i2 ≤ i ≤ i1 von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t2 aktiviert sind; wobei die übrigen Bereiche von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t2 deaktiviert sind.Arrangement (101) with at least one radiation source (105), a first mirror (107) and at least one detector (109); wherein the first mirror (107) is adapted to perform a pivotal movement oscillating between two reversal points; wherein the radiation source (105) is adapted to emit at least one beam (113); wherein the beam (12) is deflected by the first mirror (107); wherein the detector (109) has n regions B 1 , ..., B n ; wherein the regions B 1 , ..., B n are adapted to detect in an activated state rays which strike the respective region; wherein each two areas B i and B i + 1 with 1 ≤ i <n are arranged adjacent; wherein a reflection of the beam (113) deflected by the first mirror (107) on an object (111) at a time t 1 to a region B i 1 if the object is located at a distance d min ; and wherein the reflection at a time t 2 to a range B i 2 if the object (111) is located at a distance d max , with t 1 <t 2 and d min <d max ; characterized in that all regions B i with i 1 ≤ i ≤ i 2 and / or i 2 ≤ i ≤ i 1 are activated from the time t 1 to the time t 2 ; the remaining areas being deactivated from the time t 1 to the time t 2 . Anordnung (101) nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spiegel (107) ausgebildet ist, die Reflektion mindestens teilweise zu dem Detektor (109) umzulenken.Arrangement (101) according to Claim 1 ; characterized in that the first mirror (107) is adapted to deflect the reflection at least partially to the detector (109). Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch mindestens einen Strahlteiler (103); wobei der Strahlteiler (103) mindestens einen Teil des Strahlenbündels (113) zu dem ersten Spiegel (107) leitet; wobei die Reflexion von dem ersten Spiegel (107) zu dem Strahlteiler (103) umgelenkt wird; wobei der Strahlteiler (103) mindestens einen Teil der Reflexion zu dem Detektor (109) leitet.Arrangement (101) according to one of the preceding claims; characterized by at least one beam splitter (103); wherein the beam splitter (103) directs at least a portion of the beam (113) to the first mirror (107); wherein the reflection from the first mirror (107) is redirected to the beam splitter (103); wherein the beam splitter (103) directs at least a portion of the reflection to the detector (109). Anordnung (101) nach Anspruch 1; gekennzeichnet durch einen zweiten Spiegel; wobei der zweite Spiegel ausgebildet ist, die Reflektion zu dem Detektor (109) umzulenken.Arrangement (101) according to Claim 1 ; characterized by a second mirror; wherein the second mirror is configured to redirect the reflection to the detector (109). Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass gilt n 2 i 1 i 2
Figure DE102016223892A1_0008
oder i 2 i 1 n 2 .
Figure DE102016223892A1_0009
Arrangement (101) according to one of the preceding claims; characterized in that applies n 2 i 1 i 2
Figure DE102016223892A1_0008
or i 2 i 1 n 2 ,
Figure DE102016223892A1_0009
Anordnung (101) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass gilt i 1 = ( n + 1 ) 2 + K 0 t 1 | ω ( t ) | d t
Figure DE102016223892A1_0010
und i 2 = ( n + 1 ) 2 + K 0 t 2 | ω ( t ) | d t ,
Figure DE102016223892A1_0011
oder i 1 = ( n + 1 ) 2   K 0 t 1 | ω ( t ) | d t
Figure DE102016223892A1_0012
und i 2 = ( n + 1 ) 2   K 0 t 2 | ω ( t ) | d t ,
Figure DE102016223892A1_0013
mit einer Winkelgeschwindigkeit ω(t) und einer Konstanten K.
Arrangement (101) according to the preceding claim; characterized in that applies i 1 = ( n + 1 ) 2 + K 0 t 1 | ω ( t ) | d t
Figure DE102016223892A1_0010
and i 2 = ( n + 1 ) 2 + K 0 t 2 | ω ( t ) | d t .
Figure DE102016223892A1_0011
or i 1 = ( n + 1 ) 2 K 0 t 1 | ω ( t ) | d t
Figure DE102016223892A1_0012
and i 2 = ( n + 1 ) 2 K 0 t 2 | ω ( t ) | d t .
Figure DE102016223892A1_0013
with an angular velocity ω (t) and a constant K.
Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche B1 ..., Bn jeweils keinerlei Strahlen detektieren, wenn sie deaktiviert sind.Arrangement (101) according to one of the preceding claims; characterized in that the areas B 1 ..., B n respectively detect no rays when they are deactivated. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche B1 ..., Bn jeweils eine Mehrzahl von Teilbereichen aufweisen; wobei die Bereiche B1, ..., Bn jeweils genau dann als aktiviert gelten, wenn alle Teilbereiche des jeweiligen Bereichs aktiviert sind; und wobei jeder der Teilbereiche ausgebildet ist, Strahlen zu detektieren, wenn er aktiviert ist.Arrangement (101) according to one of the preceding claims; characterized in that the areas B 1 ..., B n each have a plurality of subregions; the areas B 1 ,..., B n are respectively considered to be activated if and only if all subregions of the respective area are activated; and wherein each of the portions is configured to detect beams when activated. Anordnung (101) nach den vorhergehenden zwei Ansprüchen; dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche B1 ..., Bn jeweils genau dann als deaktiviert gelten, wenn alle Teilbereiche des jeweiligen Bereichs deaktiviert sind; und wobei jeder der Teilbereiche keinerlei Strahlen detektiert, wenn er deaktiviert ist.Arrangement (101) according to the preceding two claims; characterized in that the areas B 1 ..., B n are respectively considered to be deactivated if and only if all subregions of the respective area are deactivated; and wherein each of the portions detects no rays when deactivated. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlenbündel (113) eine horizontale Divergenz von 0,1° bis 0,5° und ein vertikale Divergenz von 10° bis 20° hat.Arrangement (101) according to one of the preceding claims; characterized in that the beam (113) has a horizontal divergence of 0.1 ° to 0.5 ° and a vertical divergence of 10 ° to 20 °. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Spiegel (107) und/oder dem zweiten Spiegel um MEMS-Spiegel handelt.Arrangement (101) according to one of the preceding claims; characterized in that the first mirror (107) and / or the second mirror are MEMS mirrors. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung des ersten Spiegels (107) und/oder des zweiten Spiegels jeweils um eine Schwenkachse erfolgt; wobei die Schwenkachse mindestens teilweise vertikal ausgerichtet ist. Arrangement (101) according to one of the preceding claims; characterized in that the pivotal movement of the first mirror (107) and / or the second mirror is in each case about a pivot axis; wherein the pivot axis is at least partially aligned vertically. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das sich bei dem Detektor (109) um einen SiPM Detektor hantelt.Arrangement (101) according to one of the preceding claims; characterized in that at the detector (109) dumbles around a SiPM detector. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch mindestens ein Mittel zur Positionsberechnung (213), mindestens ein Mittel zur Winkelbestimmung (205) und mindestens ein Mittel zur Laufzeitmessung (211); wobei das Strahlenbündel (113) zu einem Zeitpunkt t0 von dem ersten Spiegel (107) umgelenkt wird; wobei die Reflexion zu einem Zeitpunkt tD mit t1 ≤ tD ≤ t2 auf den Detektor (109) trifft; wobei das Mittel zur Laufzeitmessung (211) ausgebildet ist, die Zeitpunkte t0 und tD zu ermitteln; wobei das Mittel zur Winkelbestimmung (205) ausgebildet ist, einen Schwenkwinkel φ(t0) des ersten Spiegels (107) zu dem Zeitpunkt t0 zu bestimmen; wobei das Mittel zur Positionsberechnung (213) ausgebildet ist, anhand des Schwenkwinkels φ(t0) und der Zeitpunkte t0 und tD eine Position des Objekts (111) zu berechnen.Arrangement (101) according to one of the preceding claims; characterized by at least one position calculation means (213), at least one angle determination means (205) and at least one transit time measurement means (211); wherein the radiation beam (113) is deflected by the first mirror (107) at a time t 0 ; wherein the reflection hits the detector (109) at a time t D with t 1 ≦ t D ≦ t 2 ; wherein the means for measuring transit time (211) is adapted to determine the times t 0 and t D ; wherein the angle determination means (205) is adapted to determine a swivel angle φ (t 0 ) of the first mirror (107) at the time t 0 ; wherein the position calculation means (213) is adapted to calculate a position of the object (111) based on the swivel angle φ (t 0 ) and the times t 0 and t D. Fahrzeug mit mindestens einer Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle having at least one arrangement (101) according to one of the preceding claims. Verwendung einer Anordnung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Ermitteln der Position eines Objekts (111) relativ zu einem Fahrzeug.Use of an arrangement (101) according to one of Claims 1 to 14 for determining the position of an object (111) relative to a vehicle. Verfahren zur Bestimmung der Position eines Objekts (111) unter Verwendung einer Anordnung (101) nach Anspruch 14 mit den Schritten - Aussenden des Strahlenbündels (113); - Aktivieren aller Bereiche Bi mit i1 ≤ i ≤ i2 und/oder i2 ≤ i ≤ i1 vor dem Zeitpunkt t1; - Deaktivieren der übrigen Bereiche vor dem Zeitpunkt t1, - Ermitteln der Zeitpunkte t0 und tD; - Bestimmen des Schwenkwinkels φ(t0); und - Berechnen der Position anhand des Schwenkwinkels φ(t0) und der Zeitpunkte t0 und tD.A method of determining the position of an object (111) using an array (101) Claim 14 with the steps - Emitting the beam (113); Activating all regions B i with i 1 ≦ i ≦ i 2 and / or i 2 ≦ i ≦ i 1 before time t 1 ; - deactivating the remaining areas before the time t 1 , - determining the times t 0 and t D ; Determining the swivel angle φ (t 0 ); and - calculating the position based on the swivel angle φ (t 0 ) and the times t 0 and t D.
DE102016223892.2A 2016-12-01 2016-12-01 LiDAR with preselected detection range Pending DE102016223892A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016223892.2A DE102016223892A1 (en) 2016-12-01 2016-12-01 LiDAR with preselected detection range

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016223892.2A DE102016223892A1 (en) 2016-12-01 2016-12-01 LiDAR with preselected detection range

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016223892A1 true DE102016223892A1 (en) 2018-06-07

Family

ID=62164029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016223892.2A Pending DE102016223892A1 (en) 2016-12-01 2016-12-01 LiDAR with preselected detection range

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016223892A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113167862A (en) * 2018-08-22 2021-07-23 罗伯特·博世有限公司 Lidar device with accelerated travel time analysis
WO2022194903A1 (en) 2021-03-18 2022-09-22 Robert Bosch Gmbh Method for operating a lidar system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008031681A1 (en) 2008-07-04 2010-01-14 Eads Deutschland Gmbh LIDAR method for measuring velocities and LIDAR device with timed detection
DE102009027797A1 (en) * 2008-11-19 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Optical device and method for its verification
US20150285625A1 (en) * 2014-04-07 2015-10-08 Samsung Electronics Co., Ltd. High resolution, high frame rate, low power image sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008031681A1 (en) 2008-07-04 2010-01-14 Eads Deutschland Gmbh LIDAR method for measuring velocities and LIDAR device with timed detection
DE102009027797A1 (en) * 2008-11-19 2010-05-20 Robert Bosch Gmbh Optical device and method for its verification
US20150285625A1 (en) * 2014-04-07 2015-10-08 Samsung Electronics Co., Ltd. High resolution, high frame rate, low power image sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113167862A (en) * 2018-08-22 2021-07-23 罗伯特·博世有限公司 Lidar device with accelerated travel time analysis
WO2022194903A1 (en) 2021-03-18 2022-09-22 Robert Bosch Gmbh Method for operating a lidar system
DE102021202618A1 (en) 2021-03-18 2022-09-22 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Procedure for operating a LiDAR system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1405037B1 (en) Device for optical measurement of distance over a large measuring range
EP2476013B1 (en) Photon detector with an immobilisable photon-sensitive element, in particular spad, and distancing measuring device comprising said type of photon detector
DE4340756C2 (en) Laser distance determination device
WO2007107408A1 (en) Device for optically measuring distance and method for operating said type of device
EP3168642B1 (en) Optoelectronic sensor and method for detecting an object
DE102019216085A1 (en) Laser distance measuring device
DE102018126522A1 (en) Runtime-based distance measurement using modulated pulse trains of laser pulses
DE102016223892A1 (en) LiDAR with preselected detection range
EP3605139B1 (en) Optoelectronic sensor and method for detecting an object
WO2005064359A1 (en) Device for measuring the distance to far-off objects and close objects
DE102008056953B3 (en) Laser rangefinder with two laser radiation sources
EP3699640B1 (en) Optoelectronic sensor and method for detecting an object
DE102019213963A1 (en) LIDAR sensor for optical detection of a field of view, work device or vehicle with a LIDAR sensor and method for optical detection of a field of view using a LIDAR sensor
DE102018116481B3 (en) 3D light-time camera and method for acquiring three-dimensional image data
EP3519858B1 (en) Scanning unit of an optical transceiver device of an optical detection apparatus of a vehicle
DE102019100929A1 (en) Long-range detector for LIDAR
WO2018224095A1 (en) Lidar distance measurement with scanner and flash light source
DE102016213427A1 (en) LiDAR with tracked detection area
EP3602124A1 (en) Spad-based lidar system
DE10149423B4 (en) Method and device for measuring distances in optically opaque media
WO2015003833A1 (en) Determination of a distance and an angle in relation to a plane by means of a plurality of distance measurements
WO2018202426A1 (en) Transmission optical unit for a lidar system, lidar system, and working device
DE102019107681B4 (en) Method for operating a distance measuring surveillance sensor and distance measuring surveillance sensor
EP3051312B1 (en) Triangulation sensor
DE102015224715A1 (en) Sensor element, sensor device and method

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication