DE102019217926A1 - Situation-dependent adaptation of the optical radiation output - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zum Betreiben einer LIDAR-Vorrichtung durch ein Steuergerät, wobei ein Abtastbereich in einem Umfeld der LIDAR-Vorrichtung bezüglich einer Anwesenheit von Personen analysiert wird, zum Durchführen der Analyse der Abtastbereich durch Strahlen der LIDAR-Vorrichtung mit verringerter Strahlungsleistung abgetastet wird und aus dem Abtastbereich reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen empfangen und ausgewertet werden und/oder zum Durchführen der Analyse Messdaten von mindestens einem Sensor ausgewertet werden, bei einer festgestellten Abwesenheit von Personen im Abtastbereich die Strahlungsleistung bei einem erneuten Abtasten des Abtastbereichs erhöht wird. Des Weiteren sind ein Steuergerät und eine LIDAR-Vorrichtung offenbart.Disclosed is a method for operating a LIDAR device by a control device, wherein a scanning area in an environment of the LIDAR device is analyzed with respect to the presence of people, for performing the analysis, the scanning area is scanned by beams of the LIDAR device with reduced radiation power and Beams reflected and / or backscattered from the scanning area are received and evaluated and / or measured data from at least one sensor are evaluated to carry out the analysis, if the absence of persons in the scanning area is detected, the radiation power is increased when the scanning area is scanned again. A control unit and a LIDAR device are also disclosed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer LIDAR-Vorrichtung durch ein Steuergerät und eine entsprechende LIDAR-Vorrichtung zum Abtasten eines Abtastbereichs.The invention relates to a method for operating a LIDAR device by a control device and a corresponding LIDAR device for scanning a scanning area.

Stand der TechnikState of the art

Automatisiert betreibbare Fahrzeuge und Fahrfunktionen erlangen zunehmend an Bedeutung im öffentlichen Straßenverkehr. Zum technischen Umsetzen derartiger Fahrzeuge und Fahrfunktionen sind Sensoren, wie beispielsweise Kamerasensoren, Radarsensoren und LIDAR-Sensoren, notwendig.Automated vehicles and driving functions are becoming increasingly important in public road traffic. For the technical implementation of such vehicles and driving functions, sensors such as camera sensors, radar sensors and LIDAR sensors are necessary.

LIDAR-Sensoren erzeugen hierbei elektromagnetische Strahlen, beispielsweise Laserstrahlen und nutzen diese Strahlen zum Abtasten eines Abtastbereichs. Basierend auf einer Time-of-Flight Analyse können Distanzen zwischen dem LIDAR-Sensor und Objekten im Abtastbereich ermittelt werden. Die erzeugten Strahlen können jedoch schädlich für menschliche Augen sein, sodass sichergestellt werden muss, dass die erzeugte Strahlungsleistung bzw. Strahlungsintensität unterhalb von zulässigen Grenzwerten bleiben.LIDAR sensors generate electromagnetic beams, for example laser beams, and use these beams to scan a scanning area. Based on a time-of-flight analysis, distances between the LIDAR sensor and objects in the scanning area can be determined. However, the generated rays can be harmful to human eyes, so it must be ensured that the generated radiation power or radiation intensity remain below permissible limit values.

Die optische Strahlungsleistung pro Bestrahlungsfläche ist von Seiten der Augensicherheit gemäß der DIN EN 60825-1 oder IEC 60825-1 Norm geregelt bzw. begrenzt. Die Reichweite eines LIDAR-Sensors hängt im Wesentlichen von der Strahlungsleistung ab und ist vorzugsweise möglichst groß. Diese Bestrebung widerspricht jedoch der Begrenzung der Strahlungsleistung zur Gewährleistung der Augensicherheit.The optical radiation power per irradiation area is from the point of view of eye safety according to DIN EN 60825-1 or IEC 60825-1 standard regulated or limited. The range of a LIDAR sensor essentially depends on the radiation power and is preferably as large as possible. However, this endeavor contradicts the limitation of the radiation power to ensure eye safety.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Verfahren zum Betreiben einer LIDAR-Vorrichtung vorzuschlagen, welches eine maximale Abtastreichweite ermöglicht.The object on which the invention is based can be seen in proposing a method for operating a LIDAR device which enables a maximum scanning range.

Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.This object is achieved by means of the respective subject matter of the independent claims. Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the respective dependent subclaims.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer LIDAR-Vorrichtung durch ein Steuergerät bereitgestellt. In einem ersten Schritt wird ein Abtastbereich in einem Umfeld der LIDAR-Vorrichtung bezüglich einer Anwesenheit von Personen analysiert. Hierbei kann eine initiale Prüfung zum Detektieren oder Ausschließen von Personen im Abtastbereich durchgeführt werden.According to one aspect of the invention, a method for operating a LIDAR device by a control device is provided. In a first step, a scanning area in an environment of the LIDAR device is analyzed with regard to the presence of people. An initial test to detect or exclude people in the scanning area can be carried out here.

Das Verfahren ist nicht auf eine definierte Anzahl von Personen beschränkt. Insbesondere kann eine oder mehrere Personen im Abtastbereich detektiert oder die Anwesenheit von Personen im Abtastbereich ausgeschlossen werden.The procedure is not restricted to a defined number of people. In particular, one or more people can be detected in the scanning area or the presence of people in the scanning area can be excluded.

Zum Durchführen der Analyse wird der Abtastbereich durch Strahlen der LIDAR-Vorrichtung mit verringerter Strahlungsleistung abgetastet. Aus dem Abtastbereich reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen werden anschließend empfangen und ausgewertet. Die Strahlen mit verringerter Strahlungsleistung können beispielsweise Laserstrahlen mit begrenzter Strahlungsleistung sein und beispielsweise der gemäß DIN EN 60825-1 oder IEC 60825-1 Norm genormten „Laserklasse 1“ entsprechen. Hierdurch kann die Überwachung des Abtastbereichs mit für die Augensicherheit unbedenklichen Strahlungsleistungen durchgeführt werden. Insbesondere kann eine Gefährdung von Menschen selbst dann ausgeschlossen werden, wenn diese unmittelbar in eine Apertur der LIDAR-Vorrichtung hineinschauen.To carry out the analysis, the scanning area is scanned by beams of the LIDAR device with reduced radiation power. Beams reflected and / or backscattered from the scanning area are then received and evaluated. The beams with reduced radiation power can be, for example, laser beams with limited radiation power and, for example, according to DIN EN 60825-1 or IEC 60825-1 norm standardized "laser class 1". As a result, the scanning area can be monitored with radiation powers that are harmless for eye safety. In particular, a risk to people can be excluded even if they look directly into an aperture of the LIDAR device.

Alternativ oder zusätzlich werden zum Durchführen der Analyse Messdaten von mindestens einem Sensor ausgewertet. Der mindestens eine Sensor kann beispielsweise ein Radarsensor, Ultraschallsensor oder ein Videosensor bzw. Kamerasensor sein und für die Detektion von Personen im Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung dienen.Alternatively or additionally, measurement data from at least one sensor are evaluated in order to carry out the analysis. The at least one sensor can be, for example, a radar sensor, ultrasound sensor or a video sensor or camera sensor and can be used to detect people in the scanning area of the LIDAR device.

Bei einer zusätzlichen Verwendung der Messdaten des mindestens einen Sensors durch das Steuergerät kann eine Plausibilisierung der durch die LIDAR-Vorrichtung ermittelten Analyseergebnisse erfolgen. Die Analyseergebnisse können ein Vorhandensein bzw. eine Präsenz von Personen oder eine Abwesenheit von Personen im Abtastbereich umfassen.With an additional use of the measurement data of the at least one sensor by the control device, a plausibility check of the analysis results determined by the LIDAR device can take place. The analysis results can include a presence or presence of people or an absence of people in the scanning area.

Die Analyseergebnisse können hierbei dazu eingesetzt werden bei einer festgestellten Abwesenheit von Personen im Abtastbereich den Abtastbereich durch Strahlen mit erhöhter Strahlungsleistung abzutasten. Wird hingegen mindestens eine Person im Abtastbereich detektiert, so kann die Abtastung weiterhin durch Strahlen mit verringerter Strahlungsleistung umgesetzt werden.In this case, the analysis results can be used to scan the scanning area by means of beams with increased radiation power when the absence of persons in the scanning area is ascertained. If, on the other hand, at least one person is detected in the scanning area, the scanning can continue to be implemented by beams with reduced radiation power.

Durch das Verfahren kann geprüft werden, ob eine gegenüber der DIN EN 60825-1 oder IEC 60825-1 Norm erhöhte Strahlungsleistung der Strahlen eine Gefahr darstellt oder aufgrund der Abwesenheit von Personen im Abtastbereich uneingeschränkt nutzbar ist. Insbesondere kann durch das Verfahren situationsabhängig die zum Abtasten des Abtastbereichs eingesetzte Strahlungsleistung und die Abtastreichweite maximiert werden.The procedure can be used to check whether an opposite of the DIN EN 60825-1 or IEC 60825-1 standard, increased radiation power of the beams represents a hazard or can be used without restrictions due to the absence of people in the scanning area. In particular, the method can be used to maximize the radiation power used for scanning the scanning area and the scanning range as a function of the situation.

Die Abwesenheit von Personen im Abtastbereich kann auch dann festgestellt werden, wenn die Personen einen definierten Abstand zur LIDAR-Vorrichtung nicht unterschreiten und somit aufgrund der vertikalen und/oder horizontalen Divergenz der erzeugten Strahlen mit erhöhter Strahlungsleistung nicht gefährdet sind.The absence of people in the scanning area can also be determined if the people do not fall below a defined distance from the LIDAR device and are therefore not at risk due to the vertical and / or horizontal divergence of the generated beams with increased radiation power.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät bereitgestellt, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen. Das Steuergerät kann hierbei ein in die LIDAR-Vorrichtung integriertes Steuergerät oder als ein externes Steuergerät ausgestaltet sein.According to a further aspect of the invention, a control device is provided, the control device being set up to carry out the method. The control device can be designed as a control device integrated in the LIDAR device or as an external control device.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine LIDAR-Vorrichtung zum Abtasten des Abtastbereichs bereitgestellt. Die LIDAR-Vorrichtung weist mindestens eine Strahlenquelle zum Erzeugen von elektromagnetischen Strahlen, mindestens einen Detektor zum Empfangen von aus dem Abtastbereich rückgestreuten und/oder reflektierten Strahlen und ein erfindungsgemäßes Steuergerät auf.According to a further aspect of the invention, a lidar device for scanning the scanning area is provided. The LIDAR device has at least one radiation source for generating electromagnetic beams, at least one detector for receiving beams backscattered and / or reflected from the scanning area, and a control device according to the invention.

Das Steuergerät ist vorzugsweise mit einem vorrichtungsinternen oder vorrichtungsexternen Sensor datenleitend verbindbar. Hierdurch können Messdaten des mindestens einen Sensors durch das Steuergerät empfangen und ausgewertet werden. Die Ergebnisse der Auswertung können zum Ermitteln und/oder zum Bestätigen einer Abwesenheit von Personen im Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung verwendet werden.The control device can preferably be connected in a data-conducting manner to a device-internal or device-external sensor. As a result, measurement data from the at least one sensor can be received and evaluated by the control device. The results of the evaluation can be used to determine and / or to confirm the absence of persons in the scanning area of the LIDAR device.

Die LIDAR-Vorrichtung und das Steuergerät können vorzugsweise in einer mobilen Einheit, wie beispielsweise einem Fahrzeug, einer Drohne, einem Wasserfahrzeug, einem Flugzeug, einem Hubschrauber, einem Robotaxi, einem Shuttle, einem Bus und dergleichen, angeordnet sein. Die mobile Einheit kann hierbei gemäß der BASt Norm assistiert, teilautomatisiert, hochautomatisiert und/oder vollautomatisiert bzw. fahrerlos betreibbar sein.The LIDAR device and the control device can preferably be arranged in a mobile unit, such as, for example, a vehicle, a drone, a watercraft, an airplane, a helicopter, a robotaxi, a shuttle, a bus and the like. In accordance with the BASt standard, the mobile unit can be assisted, partially automated, highly automated and / or fully automated or can be operated without a driver.

Durch das Verfahren kann eine situationsabhängige Anpassung der Strahlungsleistung der erzeugten Strahlen umgesetzt werden, welche eine größtmögliche Reichweite ermöglicht und gleichzeitig die Augensicherheit einhalten kann. Insbesondere kann die Reichweite durch Erhöhen der Strahlungsleistung maximiert werden, wenn eine Anwesenheit von Personen im Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung ausgeschlossen ist.The method enables a situation-dependent adaptation of the radiation power of the generated beams to be implemented, which enables the greatest possible range and at the same time can maintain eye safety. In particular, the range can be maximized by increasing the radiation power if the presence of people in the scanning area of the LIDAR device is excluded.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die verringerte Strahlungsleistung der Strahlen durch Vergrößern einer durch die Strahlen belichteten Belichtungsfläche oder durch Erhöhen einer Divergenz der erzeugten Strahlen eingestellt. Hierdurch kann eine Strahlungsleistung pro Fläche der mindestens einen Strahlenquelle entsprechend der DIN EN 60825-1 oder IEC 60825-1 Norm durch Vergrößern der belichteten Fläche eingestellt werden, um Grenzwerte für die Augensicherheit einzuhalten. Es kann insbesondere die vertikale und/oder horizontale Divergenz der Strahlen erhöht oder die erzeugten Strahlen aufgefächert werden. Dieser Schritt kann beispielsweise durch eine in einen Strahlengang der Strahlen einsetzbare Linse oder durch ein Verschieben einer Linse entlang des Strahlengangs umgesetzt werden.According to one embodiment, the reduced radiation power of the beams is set by enlarging an exposure area exposed by the beams or by increasing a divergence of the beams generated. In this way, a radiation power per area of the at least one radiation source can correspond to DIN EN 60825-1 or IEC 60825-1 standard can be set by increasing the exposed area in order to comply with limit values for eye safety. In particular, the vertical and / or horizontal divergence of the beams can be increased or the beams generated can be fanned out. This step can be implemented, for example, by a lens that can be inserted into a beam path of the beams or by shifting a lens along the beam path.

Nach einer weiteren Ausführungsform werden Messdaten von einem Geschwindigkeitssensor, einem Radarsensor, einem Videosensor, einem Ultraschallsensor und/oder von einem GNSS-Sensor durch das Steuergerät empfangen und zum Feststellen der Abwesenheit von Personen im Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung ausgewertet. Es können vorzugsweise derartige Messdaten für eine Auswertung herangezogen werden, welche den Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung betreffen bzw. als Information beinhalten.According to a further embodiment, measurement data from a speed sensor, a radar sensor, a video sensor, an ultrasonic sensor and / or a GNSS sensor are received by the control device and evaluated to determine the absence of people in the scanning area of the LIDAR device. Such measurement data can preferably be used for an evaluation which relate to the scanning area of the LIDAR device or contain information.

Beispielsweise können Messdaten eines Videosensors bzw. Kamerasensors mit Hilfe einer Bildanalyse überprüft und Personen im Abtastbereich detektiert werden. Hierdurch kann ein weiteres Indiz hinsichtlich der Präsenz von Personen im Abtastbereich bereitgestellt werden.For example, measurement data from a video sensor or camera sensor can be checked with the aid of an image analysis and people can be detected in the scanning area. This makes it possible to provide a further indication of the presence of people in the scanning area.

Des Weiteren kann ein Heranziehen der Messwerte weiterer Sensoren zum Durchführen einer Plausibilisierung der Ergebnisse dienen, welche die LIDAR-Vorrichtung mittels der Strahlen mit verringerter Strahlungsleistung erlangt hat.Furthermore, the measured values of further sensors can be used to carry out a plausibility check of the results which the LIDAR device has obtained by means of the beams with reduced radiation power.

Durch Verwenden von Messdaten des Geschwindigkeitssensors oder des GNSS-Sensors kann eine Geschwindigkeit der LIDAR-Vorrichtung bestimmt werden. Die LIDAR-Vorrichtung kann beispielsweise in einer mobilen Einheit angeordnet sein. Anhand der Geschwindigkeit kann die Situation ausgeschlossen werden, dass eine Person unmittelbar in eine Apertur der LIDAR-Vorrichtung hineinschauen kann. Ist die LIDAR-Vorrichtung beispielsweise in Bewegung, können die Personen die erzeugten Strahlen der LIDAR-Vorrichtung lediglich aus einer Distanz sehen. Hierdurch kann eine Gefährdung der Personen trotz erhöhter Strahlungsleistung ausgeschlossen werden.By using measurement data from the speed sensor or the GNSS sensor, a speed of the LIDAR device can be determined. The LIDAR device can for example be arranged in a mobile unit. On the basis of the speed, the situation can be excluded that a person can look directly into an aperture of the LIDAR device. For example, if the LIDAR device is in motion, people can only see the generated rays of the LIDAR device from a distance. In this way, any risk to people can be excluded despite the increased radiation output.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Messdaten von mindestens einem Sensor zum Plausibilisieren einer festgestellten Abwesenheit von Personen im Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung ausgewertet. Durch diese Maßnahme kann eine redundante Überprüfung des Abtastbereichs im Hinblick auf Personen bereitgestellt werden.According to a further exemplary embodiment, the measurement data are evaluated by at least one sensor to check the plausibility of a detected absence of people in the scanning area of the LIDAR device. This measure can provide a redundant check of the scanning area with regard to people.

Nach einer weiteren Ausführungsform werden die Strahlen mit erhöhter Strahlungsleistung durch Fokussieren, Kollimieren, oder durch ein Betreiben einer Strahlenquelle mit einer höheren elektrischen Leistung erzeugt. Hierdurch kann die Strahlenquelle die Strahlen mit einer verringerten Strahlungsleistung erzeugen. Durch ein nachträgliches Fokussieren oder Kollimieren können die divergenten Strahlen zu Strahlen mit erhöhter Strahlungsleistung geformt werden. Alternativ ist eine variable elektronische Ansteuerung der Strahlenquelle möglich, durch welche die Strahlungsleistung erhöht oder verringert werden kann.According to a further embodiment, the beams with increased radiation power are generated by focusing, collimating, or by operating a radiation source with a higher electrical power. As a result, the radiation source can generate the rays with a reduced radiation power. Subsequent focusing or collimation can be used to shape the divergent rays into rays with increased radiation power. Alternatively, variable electronic control of the radiation source is possible, by means of which the radiation output can be increased or decreased.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Strahlen mit verringerter Strahlungsleistung stufenlos zu Strahlen mit erhöhter Strahlungsleistung umgeschaltet. Hierdurch kann eine situationsabhängige Anpassung der Strahlungsleistung durch das Steuergerät vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Strahlungsleistung abhängig von einem Abstand der LIDAR-Vorrichtung zu Personen im Abtastbereich eingestellt werden. Bei einem geringen Abstand zwischen einer Person und der LIDAR-Vorrichtung kann die Strahlungsleistung verringert und mit zunehmendem Abstand erhöht werden.According to a further exemplary embodiment, the beams with reduced radiation power are continuously switched over to beams with increased radiation power. This allows the control device to adapt the radiation power as a function of the situation. For example, the radiation power can be set as a function of a distance between the LIDAR device and people in the scanning area. With a small distance between a person and the LIDAR device, the radiation power can be reduced and increased with increasing distance.

Nach einer weiteren Ausführungsform wird bei einer festgestellten Anwesenheit von Personen im Abtastbereich der Abtastbereich durch Strahlen mit verringerter Strahlungsleistung abgetastet. Durch diese Maßnahme kann während der Präsenz von Personen im Abtastbereich eine Abtastung durch Strahlen mit einer begrenzten Strahlungsleistung gemäß der DIN EN 60825-1 oder IEC 60825-1 Norm durchgeführt werden.According to a further embodiment, if the presence of persons in the scanning area is determined, the scanning area is scanned by beams with reduced radiation power. By this measure, while people are present in the scanning area, scanning by beams with a limited radiated power according to FIG DIN EN 60825-1 or IEC 60825-1 standard.

Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen

  • 1 eine schematische Darstellung einer LIDAR-Vorrichtung im Betrieb mit einer verringerten Strahlungsleistung,
  • 2 eine schematische Darstellung einer LIDAR-Vorrichtung im Betrieb mit einer erhöhten Strahlungsleistung und
  • 3 ein schematisches Diagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In the following, preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with the aid of greatly simplified schematic representations. Show here
  • 1 a schematic representation of a LIDAR device in operation with a reduced radiation power,
  • 2 a schematic representation of a LIDAR device in operation with an increased radiation power and
  • 3rd a schematic diagram to illustrate the method according to an embodiment.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer LIDAR-Vorrichtung 1 im Betrieb mit einer verringerten Strahlungsleistung. Die LIDAR-Vorrichtung 1 weist eine Strahlenquelle 2 auf, welche zum Erzeugen von Strahlen dient.The 1 Figure 3 shows a schematic representation of a LIDAR device 1 in operation with a reduced radiation power. The LIDAR device 1 has a radiation source 2 on, which is used to generate rays.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Strahlenquelle 2 mit einer reduzierten elektrischen Leistung betrieben und erzeugt somit Strahlen 4 mit verringerter Strahlungsleistung. Die Strahlen 4 mit verringerter Strahlungsleistung entsprechen der DIN EN 60825-1 oder IEC 60825-1 Norm und können somit die Sicherheitsanforderungen an die Augensicherheit in allen Situationen einhalten.In the illustrated embodiment, the radiation source is 2 operated with a reduced electrical power and thus generates rays 4th with reduced radiation power. The Rays 4th with reduced radiation power correspond to DIN EN 60825-1 or IEC 60825-1 standard and can therefore comply with the safety requirements for eye safety in all situations.

Die Strahlenquelle 2 ist als ein Laser ausgestaltet und kann durch ein Steuergerät 6 elektrisch angesteuert und zum Erzeugen von Strahlen angeregt werden. Die Strahlenquelle 2 kann beispielsweise Strahlen mit einer Wellenlänge im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Wellenlängenbereich erzeugen.The radiation source 2 is designed as a laser and can be controlled by a control unit 6th electrically controlled and stimulated to generate beams. The radiation source 2 For example, it can generate rays with a wavelength in the infrared, visible or ultraviolet wavelength range.

Die von der Strahlenquelle 2 erzeugten Strahlen 4 mit verringerter Strahlungsleistung werden zum Abtasten eines Abtastbereichs A eingesetzt. Die verringerte Strahlungsleistung ist hierbei derart gewählt, dass eine sich im Abtastbereich A positionierte Person P, welche unmittelbar in die LIDAR-Vorrichtung 1 hineinschaut keine bleibenden Schäden an seinen Augen 8 davonträgt. Hierzu können die Strahlen 4 mit verringerter Strahlungsleistung beispielsweise der „Laserklasse 1“ entsprechen. Der Übersicht halber ist das Auge 8 der Person P dargestellt, welches direkt in die LIDAR-Vorrichtung 1 hineinschaut. Ein Abstand a entspricht hierbei der Entfernung zwischen der Strahlenquelle 2 und einer nicht dargestellten Austrittsöffnung bzw. Apertur der LIDAR-Vorrichtung 1. Somit ist die Person P ohne einen Abstand zur LIDAR-Vorrichtung 1 positioniert.The one from the radiation source 2 generated rays 4th with reduced radiation power are used to scan a scanning area A. used. The reduced radiation power is selected in such a way that one is in the scanning area A. positioned person P which directly into the LIDAR device 1 does not look into permanent damage to his eyes 8th carries away. The rays 4th with reduced radiation power, for example, correspond to "laser class 1". The eye is for the sake of clarity 8th the person P shown going directly into the LIDAR device 1 look inside. A distance a corresponds to the distance between the radiation source 2 and an exit opening or aperture, not shown, of the LIDAR device 1 . So is the person P without a distance to the LIDAR device 1 positioned.

Des Weiteren weist die LIDAR-Vorrichtung 1 einen Detektor 10 auf. Der Detektor 10 kann beispielsweise ein CCD-Detektor sein und aus dem Abtastbereich A reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen 12 empfangen können. Die empfangenen Strahlen 12 werden durch den Detektor 10 in digitale Messdaten gewandelt und an das Steuergerät 6 übermittelt.Furthermore, the LIDAR device 1 a detector 10 on. The detector 10 can for example be a CCD detector and out of the scanning area A. reflected and / or backscattered rays 12th can receive. The rays received 12th are through the detector 10 converted into digital measurement data and sent to the control unit 6th transmitted.

Zum Überprüfen von Ergebnissen der LIDAR-Vorrichtung 1, welche mittels Strahlen 4 mit verringerter Strahlungsleistung ermittelt wurden, kann das Steuergerät 6 auf Messdaten von mindestens einem weiteren Sensor 14 zugreifen.To review results from the lidar device 1 which means rays 4th with reduced radiation output, the control unit can 6th on measurement data from at least one other sensor 14th access.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der mindestens eine Sensor 14 beispielhaft als ein Geschwindigkeitssensor ausgestaltet. Das Steuergerät 6 kann hierbei auch auf Messdaten von mehreren Sensoren zugreifen. Der mindestens eine Sensor 14 ist hier als ein vorrichtungsexterner Sensor ausgestaltet.In the illustrated embodiment, the at least one sensor is 14th configured as a speed sensor, for example. The control unit 6th can also access measurement data from several sensors. The at least one sensor 14th is designed here as a sensor external to the device.

Durch die empfangenen Messdaten des Sensors 14 kann das Steuergerät 6 prüfen, ob sich die LIDAR-Vorrichtung 1 bewegt oder stillsteht. Beispielsweise kann bei einer sich bewegenden LIDAR-Vorrichtung 1 ein direktes Anordnen des Auges 8 vor die LIDAR-Vorrichtung 1 ausgeschlossen werden, sodass das Steuergerät 6 eine Erhöhung der erzeugten Strahlungsleistung einleiten kann.Through the measurement data received from the sensor 14th can the control unit 6th check that yourself the LIDAR device 1 moves or stands still. For example, in the case of a moving lidar device 1 direct positioning of the eye 8th in front of the LIDAR device 1 excluded so that the control unit 6th can initiate an increase in the generated radiation power.

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung der LIDAR-Vorrichtung 1 im Betrieb mit einer erhöhten Strahlungsleistung. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Situation, ist die Person P in einem Abstand b zur LIDAR-Vorrichtung 1 positioniert. Beispielsweise kann sich die LIDAR-Vorrichtung 1 mit einer definierten Geschwindigkeit bewegen, sodass ein Abstand b zur LIDAR-Vorrichtung 1 durch Personen P nicht unterschritten werden kann.The 2 Figure 12 shows a schematic representation of the LIDAR device 1 in operation with an increased radiation power. In contrast to the in 1 presented situation is the person P at a distance b from the LIDAR device 1 positioned. For example, the LIDAR device 1 move at a defined speed so that a distance b to the LIDAR device 1 by people P cannot be fallen below.

Die Strahlenquelle 2 wird durch das Steuergerät 6 zum Erzeugen von Strahlen 5 mit einer erhöhten Strahlungsleistung angesteuert. Durch den Abstand b der Person P von der LIDAR-Vorrichtung 1 weisen die Strahlen 5 eine stärkere Divergenz auf, sodass nur ein Teil 16 der erzeugten Strahlen 5 und damit auch ein Teil der Strahlungsleistung in das Auge 8 der Person P gelangen kann.The radiation source 2 is controlled by the control unit 6th to generate rays 5 controlled with an increased radiation power. By the distance b of the person P from the LIDAR device 1 point the rays 5 a greater divergence, so only a part 16 of the generated rays 5 and thus also part of the radiation power into the eye 8th the person P can arrive.

Die Augensicherheit kann somit trotz erhöhter Strahlungsleistung eingehalten bzw. ausreichend berücksichtigt werden.Eye safety can thus be maintained or adequately taken into account despite increased radiation power.

Die 3 zeigt ein schematisches Diagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens zum Betreiben der LIDAR-Vorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel.The 3rd FIG. 11 shows a schematic diagram for illustrating the method for operating the LIDAR device 1 according to an embodiment.

Es werden in einem Schritt 17 Messdaten über den Abtastbereich A durch die LIDAR-Vorrichtung 1 erlangt. Der Abtastbereich A wird hierbei durch Strahlen 4 mit verringerter Strahlungsleistung abgetastet, um eine Gefährdung von Personen P auszuschließen. Parallel hierzu können Messdaten eines Radarsensors 18, eines Videosensors bzw. Kamerasensors 19, eines Ultraschallsensors 20, des Geschwindigkeitssensors 14 und/oder eines GNSS-Sensors 21 durch das Steuergerät 6 herangezogen werden, um eine Gefährdung von Personen im Abtastbereich A durch die LIDAR-Vorrichtung 1 auszuschließen oder um die im Schritt 17 erlangten Ergebnisse zu plausibilisieren.It will be in one step 17th Measurement data over the scanning area A. through the LIDAR device 1 attained. The scanning area A. is done here by rays 4th scanned with reduced radiation power to endanger people P to exclude. At the same time, measurement data from a radar sensor 18th , a video sensor or camera sensor 19th , an ultrasonic sensor 20th , the speed sensor 14th and / or a GNSS sensor 21 through the control unit 6th are used to avoid any risk to people in the scanning area A. through the LIDAR device 1 or to exclude those in the crotch 17th to check the plausibility of the results obtained.

Wird mindestens eine Person P im Abtastbereich A erkannt oder eine möglich Gefährdung einer Person P im Abtastbereich A durch die LIDAR-Vorrichtung 1 ermittelt, erfolgt eine Abtastung durch Strahlen 4 mit verringerter Strahlungsleistung. Bei einer festgestellten Abwesenheit von Personen P im Abtastbereich A wird der Abtastbereich A durch Strahlen 5 mit erhöhter Strahlungsleistung abgetastet und damit die Reichweite der LIDAR-Vorrichtung 1 maximiert.Will at least one person P in the scanning area A. recognized or a possible danger to a person P in the scanning area A. through the LIDAR device 1 detected, scanning is carried out by beams 4th with reduced radiation power. In the event of a detected absence of people P in the scanning area A. becomes the scanning area A. by rays 5 scanned with increased radiation power and thus the range of the LIDAR device 1 maximized.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • DIN EN 60825-1 [0004, 0009, 0013, 0020, 0028, 0031]DIN EN 60825-1 [0004, 0009, 0013, 0020, 0028, 0031]

Claims (9)

Verfahren zum Betreiben einer LIDAR-Vorrichtung (1) durch ein Steuergerät (6), wobei - ein Abtastbereich (A) in einem Umfeld der LIDAR-Vorrichtung (1) bezüglich einer Anwesenheit von Personen (P) analysiert wird, - zum Durchführen der Analyse der Abtastbereich (A) durch Strahlen (4) der LIDAR-Vorrichtung (1) mit einer verringerten Strahlungsleistung abgetastet (17) wird und aus dem Abtastbereich (A) reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen (12) empfangen und ausgewertet werden und/oder zum Durchführen der Analyse Messdaten von mindestens einem Sensor (14, 18, 19, 20, 21) ausgewertet werden, - bei einer festgestellten Abwesenheit von Personen (P) im Abtastbereich (A) die Strahlungsleistung bei einem erneuten Abtasten des Abtastbereichs (A) erhöht wird.Method for operating a LIDAR device (1) by a control device (6), wherein - A scanning area (A) in an environment of the LIDAR device (1) is analyzed with regard to the presence of persons (P), - To carry out the analysis, the scanning area (A) is scanned (17) by beams (4) of the LIDAR device (1) with a reduced radiation power and rays (12) reflected and / or backscattered from the scanning area (A) are received and evaluated and / or measured data from at least one sensor (14, 18, 19, 20, 21) are evaluated to carry out the analysis, - If the absence of people (P) in the scanning area (A) is detected, the radiation power is increased when the scanning area (A) is scanned again. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine verringerte Strahlungsleistung durch Vergrößern einer Belichtungsfläche der Strahlen (4) oder durch Erhöhen einer Divergenz der erzeugten Strahlen (4) eingestellt wird.Procedure according to Claim 1 wherein a reduced radiation power is set by enlarging an exposure area of the beams (4) or by increasing a divergence of the beams (4) generated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei Messdaten von einem Geschwindigkeitssensor (14), einem Radarsensor (18), einem Videosensor (19), einem Ultraschallsensor (20) und/oder von einem GNSS-Sensor (21) durch das Steuergerät (6) empfangen und zum Feststellen der Abwesenheit von Personen (P) im Abtastbereich (A) der LIDAR-Vorrichtung (1) ausgewertet werden.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein measurement data from a speed sensor (14), a radar sensor (18), a video sensor (19), an ultrasonic sensor (20) and / or from a GNSS sensor (21) are received by the control unit (6) and to determine the absence by persons (P) in the scanning area (A) of the LIDAR device (1). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Messdaten von mindestens einem Sensor (14, 18, 19, 20, 21) zum Plausibilisieren einer festgestellten Abwesenheit von Personen (P) im Abtastbereich (A) der LIDAR-Vorrichtung (1) ausgewertet werden.Method according to one of the Claims 1 to 3rd , the measurement data from at least one sensor (14, 18, 19, 20, 21) being evaluated for plausibility checking of a detected absence of persons (P) in the scanning area (A) of the LIDAR device (1). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Strahlen (5) mit erhöhter Strahlungsleistung durch Fokussieren, Kollimieren oder durch ein Betreiben einer Strahlenquelle (2) mit einer höheren elektrischen Leistung erzeugt werden.Method according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the beams (5) with increased radiation power are generated by focusing, collimating or by operating a radiation source (2) with a higher electrical power. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Strahlen (4) mit verringerter Strahlungsleistung stufenlos zu Strahlen (5) mit erhöhter Strahlungsleistung umgeschaltet werden.Method according to one of the Claims 1 to 5 , wherein the beams (4) with reduced radiation power are continuously switched to beams (5) with increased radiation power. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bei einer festgestellten Anwesenheit von Personen (P) im Abtastbereich (A) der Abtastbereich (A) durch Strahlen (4) mit verringerter Strahlungsleistung abgetastet wird.Method according to one of the Claims 1 to 6th wherein, if the presence of persons (P) is detected in the scanning area (A), the scanning area (A) is scanned by beams (4) with reduced radiation power. Steuergerät (6), wobei das Steuergerät (6) dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.Control device (6), wherein the control device (6) is set up to carry out the method according to one of the preceding claims. LIDAR-Vorrichtung (1) zum Abtasten eines Abtastbereichs (A), aufweisend mindestens eine Strahlenquelle (2) zum Erzeugen von elektromagnetischen Strahlen (4, 5), mindestens einen Detektor (10) zum Empfangen von aus dem Abtastbereich (A) rückgestreuten und/oder reflektierten Strahlen (12) und aufweisend ein Steuergerät (6) gemäß Anspruch 8, wobei das Steuergerät (6) mit einem vorrichtungsinternen oder vorrichtungsexternen Sensor (14, 18, 19, 20, 21) datenleitend verbindbar ist.LIDAR device (1) for scanning a scanning area (A), having at least one radiation source (2) for generating electromagnetic beams (4, 5), at least one detector (10) for receiving backscattered from the scanning area (A) and / or reflected beams (12) and having a control device (6) according to Claim 8 wherein the control device (6) can be connected to a device-internal or device-external sensor (14, 18, 19, 20, 21) in a data-conducting manner.
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