CN110174679B - 用于光学测距的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于光学测距的方法和装置。所述方法包括执行测量，其中，测量包括发送至少一个测量脉冲，并且如果所发送的测量脉冲在一对象上反射，则接收反射的测量脉冲，且其中，在考虑关于最大测量范围(16)内的对象和/或开放空间的在先信息的情况下执行测量，以便变化地测量最大测量范围(16)的相关性不同的子范围。所述方法包括界定(110a)最大测量范围(16)的子范围、经由相关性分类(110b)所述子范围，并且变化地测量相关性不同的子范围(16a)，其中，与不太相关和/或不相关的子范围相比，更加密集地测量相关的子范围，以便每空间单元发送到相关的子范围中的测量脉冲比不太相关和/或不相关的子范围中的更多。

Description

用于光学测距的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于光学测距的方法和装置。

背景技术

从现有技术中已知光学测距，特别是用于车辆的无人驾驶导航。它们基于飞行时间原理，其中扫描传感器，特别是LIDAR(“激光探测与测量”的简称)传感器，用于测量目的，其周期性地发送测量脉冲，在对象上反射，其中对反射的测量脉冲进行检测。通过确定测量脉冲从传感器到对象和返回的传播时间，可以使用光速来推断到这些对象的距离。

在每个所谓的飞行时间传感器中，存在最大测量范围的技术原因。最大测量范围是由于反射能够接收的最大视场和最大有效范围。

在现有技术中，整个最大测量范围，即整个视场和整个距离范围均匀地扫描至最大有效范围。在许多应用中，在随后的评估中尝试通过处理以这种方式获得的测量数据来查找和分类对象，例如结构。然而，很大一部分测量数据事后经常被证明是没有意义的，因为很可能在相应的最大测量范围的大部分中没有对象。因此，在现有技术中，无意义的范围与有意义的范围一样被扫描。还扫描不能获得信息的测量范围的部分。一个例子是从一开始就覆盖的测量范围区域，因此它不会产生任何反射。

发明内容

本发明的目的是进一步开发一种用于测距的方法和装置，这样就能够在测量范围的子范围之间进行逻辑区分。这使得改进测量的信号品质以及更好地利用可用的时间预算成为可能。

上述目的通过一种用于光学测距的方法实现，所述方法包括执行测量。测量包括发送至少一个测量脉冲，并在由一对象反射后接收反射的测量脉冲。根据本发明，在考虑关于最大测量范围内的对象和/或开放空间的在先信息的情况下执行测量，以便变化地测量最大测量范围的相关性不同的子范围。所述方法包括界定最大测量范围的子范围、经由相关性分类所述子范围，并变化地测量相关性不同的子范围，其中，与不太相关和/或不相关的子范围相比，更加密集地测量相关的子范围，以便每个空间单元发送到相关的子范围中的测量脉冲比不太相关和/或不相关的子范围更多。聚焦区域归类为最大测量范围的相关子范围，和/或与扫描测量范围的剩余范围相比归类为扫描测量范围的更相关子范围，其中，所述方法包括执行基本测量以确保基本性能，以及执行聚焦测量以详细地分析至少一个聚焦范围，其中，所述基本测量用来测量扫描测量范围或最大测量范围。所述方法具有时间预算，其中，所述方法包括一次确定和/或动态地调整如何在最大测量范围的相关性不同的子范围间分配所述时间预算，其中，所述时间预算的第一部分用于所述聚焦测量，且所述时间预算的第二部分用于所述基本测量。

由对象反射的测量脉冲是先前发送的测量脉冲，以便在所述对象上的反射改变其传播方向。反射的测量脉冲因而可理解为所发送的测量脉冲的回波。特别地，所述方法用来确定所述测量脉冲到对象(测量脉冲在其上反射)的传播时间，之后，由此使用光速来确定由各个测量脉冲覆盖的到对象的距离。此处，不必全部发送的测量脉冲都在对象上反射；相反，由可能测量脉冲未在任何对象上反射，且因此未以反射的测量脉冲形式接收。

光学测距的特征在于利用光学信号(这里是光测量脉冲)确定距离。测量脉冲所覆盖的距离应理解为发送测量脉冲的传输元件和反射测量脉冲的对象之间的延伸，以及所述对象和接收相应的反射测量脉冲的接收元件之间的延伸。由于至少一个对象通常包括三维对象，以便所述对象的若干区域可以布置的更近并且所述对象的其它区域可以布置的更远，术语“到对象的距离”指的是到达所述对象的至少一个点的距离，特别地，所述点受测量脉冲的影响且测量脉冲从所述点反射。传播时间应理解为对于上述距离测量脉冲所花费的时间。所述方法首先且最重要的是用于车辆无人驾驶导航中应用的测距。为此，确定了取决于最大测量范围或扫描测量范围的到所有对象的距离。最重要的是，所述方法包括LIDAR测量。

测量优选地包括发送多个测量脉冲，尤其是测量脉冲序列。特别地，测量脉冲包括光学信号，尤其是电磁信号。测量脉冲优选地具有人眼不可见范围内的波长。出于安全原因，优选使用不可见的红外线。测量脉冲优选地具有脉冲持续时间，使得测量脉冲可以理解为电磁辐射的有时间限制的部分。由于测量脉冲是电磁信号，因此测量脉冲的速度是已知的，测量脉冲在传播时间内覆盖的延伸可以从基于光速的测量脉冲的传播时间推断出来。

术语“最大测量范围”首先指的是三维区域，从中可以接收发送的测量信号的反射。执行光学测距的方法使用的装置可以优选地在最大测量范围内执行测量。最大测量范围由最大视场和最大有效范围限定。相比之下，最大有效范围限定了从测距装置延伸并一直延伸到最大有效范围的最大距离范围。最大视场可以通过两个角扇区展开成彼此垂直的两个平面。在这些平面的一个平面中，即二维平面中，最大视场可以理解为角扇区，即不受圆弧限制的圆弧段。换句话说，角扇区仅由从所述装置出发的两个圆半径限定。最大视场三维地形成在光束传播方向上延伸到无限远的角锥体。最大有效范围限制该无限长的角锥体的高度，从而形成最大测量范围。存在最大视场和最大有效范围的技术原因。角锥体此处优选地具有向外弯曲的底。

本发明提供了在考虑关于最大测量范围内的对象和/或开放空间的在先信息的情况下执行测量，以便可变地测量相关性不同的最大测量范围的子范围。

在先信息理解为在执行测量前可用的信息。即，预先信息或先验信息。在先信息优选地包括关于最大测量范围内的对象和/或开放空间的知识的信息。

特别地，在先信息影响测量的执行。在先信息涉及到最大测量范围内的对象和/或开放空间。这里必须特别理解的是，在先信息可用于推断至少对象和/或开放空间所在的区域，即最大测量范围的子范围。因此，相对于相关性更小的区域，可以更加密集地扫描相关性更高的区域，且因此更详细地解析。术语“扫描”是指在一个区域中发送测量脉冲，尤其是测量脉冲序列，以便测量该区域。这里测量脉冲或测量脉冲序列以略微变化的立体角度发送，以便可以扫描整个区域。

在另一个优点中，可以更有效地使用扫描的可用时间预算。与基于飞行时间的测量有关，现有的时间预算(T(帧))基本上来源于两个中心限制：

首先，在现有技术中发送测量脉冲后的等待时间应当是直到最大有效范围(T(最大有效范围))的飞行时间的两倍，直到可以在同一视场区域发送新的测量脉冲。否则，入射的反射可能不能清楚地分配给发送的测量脉冲，且所谓的重影目标会出现，类似于混叠效应。因此，该效应限制了发送测量的频率。但是，由于更频繁地测量测量范围提高了测量质量，这限制了测量的质量。

其次，发送和接收测量脉冲以及处理信号都需要硬件资源。为了同时扫描整个最大测量范围，必须在整个最大测量范围使用该硬件。最大测量范围可以分成多个子范围，依次进行测量。因此，大部分硬件资源可以仅针对单个测量组进行配置，并用于所有测量组。然而，整个时间因此以测量子范围的数量进行划分，因为只有一百分比的总测量时间可以使用并可用于相应的测量子范围。总的来说，假如对整个最大测量范围的均匀扫描进行经典的基于飞行时间的测量，可以对每个子范围进行测量所采用的频率是有限的，特别是对于以子范围的数量划分的以及以T(最大有效范围)划分的T(帧)。

因为可以在本发明的框架内不同地测量不太相关的区域，所以可以更有效地使用现有的时间预算，这是因为否则可以将用于测量不相关或不太相关的范围的时间专门用于测量相关范围。由于没有通过这样做获得额外信息，最大测量范围的不相关子范围只能不太密集地测量。因此，测量结果的信号质量提高。与现有技术相比，可以在相同的可用时间内更详细地解析相关的范围。

所述方法包括界定最大测量范围的子范围、经由相关性分类所述子范围，以及改变相关性不同的测量子范围。由此特别要理解的是，考虑最大测量范围内的关于对象和/或开放空间的在先信息来进行测量。对象可以理解为位于最大测量范围内的物品，例如路灯或交通标志，交通相关结构，例如街道，以及其它交通参与者，例如车辆或人，而开放空间应理解为不存在对象的区域。

最重要的是，最大测量范围的差异分类为相关的和/或不太相关的和/或不相关的子范围。相关性不同的子范围在这里进行了不同的测量。

与不太相关和/或不相关的子范围相比，对相关的子范围进行更密集的测量。这意味着每空间单元发送到相关的子范围中的测量脉冲比发送到不太相关和/或不相关的子范围中的更多。因此测量的“密度”更高。优选地，不相关的子范围完全不测量或者至少不那么密集地测量。因此，术语“变化地测量”尤其涉及扫描相关性不同的子范围所采用的变化的强度。

特别地，子范围的界定和按相关性的分类通过与无人驾驶导航相关的信息来进行。例如，其中基于在先信息清楚地定位开放空间和/或对象的子范围首先可以确定。在下一步中，可以通过相关性对对象进行检测和分类。例如，有意义的对象可以包括其它交通参与者。相应的子范围可以归类为相关的。此处相关性还取决于其它交通参与者是否在移动，以及以什么速度移动。不同的开放空间可进一步归类为不相关的。

尚未明确确定是否(仅)开放空间或对象位于此处的子范围在此可以进一步归类为相关的。这将有助于更密切地检查这些尚未明确分类的区域，因为被归类为相关的子范围会被更密集地扫描。在第一次粗略分类后，可以通过对被归类为相关但尚未明确分类的区域进行更密集的扫描进行最终分类。另外，远离行进方向的区域可以归类为相关的，因为车辆正朝向它移动，并且高扫描率旨在搜索其它出现的交通参与者或与驾驶相关的其它对象。

最重要的是，子范围的界定和按相关性的分类可以进行一次，和/或特别是根据在先信息进行动态调整。

所述方法优选地通过用于测距的装置实施，其中所述方法包括基于所述装置相对于最大测量范围中的对象和/或开放空间的位置指定关于在最大测量范围中的对象和/或开放空间的在先信息。所述装置优选地固定到车辆，特别是固定到其前部区域，例如直接固定在前挡风玻璃后，且优选地用于车辆的无人驾驶导航。

相对位置相关的可能对象尤其可包括静态对象。术语“静态对象”尤其理解为相对于用于测距的装置具有固定位置的所有对象。例如，可以理解为一个物体，尤其是组件，其隐藏了所述装置的最大测量范围的一部分。例如，固定车辆的保护屏可以覆盖最大测量范围的一部分。用于测距的一些其它装置可理解为对象。

或者，对象可以是动态的。动态对象理解为相对于所述装置移动的对象。例如，这些可以包括另一个交通参与者，尤其是另一个车辆，其相对于固定所述装置的车辆移动。在这种背景下，挡风玻璃刮水器也可以归类为动态对象。

换句话说，特别是在执行测量时考虑关于所述装置相对于最大测量范围中的对象和/或开放空间的位置的精确位置的在先信息。基于所述装置相对于最大测量范围中的对象的位置，最大测量范围的隐藏子范围可以在最开始时归类为不相关的。这些子范围至少不那么密集地测量，且优选地完全不测量。

从一开始就无意义的最大测量范围的子范围可以进一步归类为不太相关的或不相关的，例如，当存在超大的测量范围时。换句话说，另一装置包括最大测量范围的一部分，这样本装置就不再需要测量它。在这种情况下，将考虑所述装置互相之间的相对位置。由于被其它装置覆盖，因此不必测量的子范围可以归类为不相关的。

例如，另一个静态对象可以是街道。这尤其可以在用于监视交通的测距装置的情况下实施。

所述方法有利地包括执行扫描，其中一次扫描包括若干次测量，且其中，在考虑关于最大测量范围内的对象和/或开放空间的在先信息的情况下执行测量。

特别地，所述方法包括由在先测量来确定关于最大测量范围中的对象和/或开放空间的在先信息。进一步优选的是，所述方法尤其包括执行这些在先测量，其中对最大测量范围中的对象和/或开放空间进行检测。最重要的是，所述方法包括执行在先扫描，结果，从在先扫描的测量数据确定在先信息。

在先测量可以包括刚刚结束的扫描，或者在先信息也可以不仅仅基于在先扫描来确定。在后一种情况下，在先信息可以基于所有的在先测量或扫描，例如，通过信息的累积。

特别地，在先测量的信息优势因此可用于特别是确定有意义的范围并在下一扫描的框架内详细地测量它们。在先信息可以通过高级处理从在先测量的测量数据获得。在先测量的测量数据使得确定对象和/或开放空间所在的子范围成为可能。与传感器级别的正常信号处理相反，它利用也使用在先测量数据的算法，从而通过更大的时间常数大大改进执行。也可以使用传感器融合和语义相关。

可选地或另外地，在先信息可以来自于用其它用于测距的装置(例如传感器)执行的在先测量。地图信息(例如，交互式地图)可以进一步用作在先信息。

特别地，在考虑关于最大测量范围中的对象和/或开放空间的在先信息的情况下，一次确定和/或动态地调整最大测量范围的至少一个子范围的视场和/或距离范围。最重要的是，子范围的视场和/或距离范围相对于最大测量范围是有限的。

术语“一次确定”尤其要解释为，意味着已经严格限定(并且通常优选地)至少用于执行若干次测量和/或扫描的某些内容。如果某些内容是动态调整的，则对其进行初始限定，然后该限定动态地改变。

特别地，距离范围具有开始和结束。尤其要将开始和结束理解为到用于实现所述方法的装置的距离，距离范围位于该距离之间。所选择的距离范围的开始可以优选地与所述装置隔开一定距离。结束可以进一步设定在距最大测量范围的最大有效范围一段距离处。因此，只能执行那些反射仅仅来自以这种方式限制的距离范围的测量。

限制距离范围在此使得测量显著地更有效，并且最重要的是这是可能的，因为位于该距离范围之外的范围先前已归类为不相关的，例如，因为开放空间确实存在。可以考虑这样的在先信息，以便在考虑该信息的情况下将反射和发送的测量脉冲彼此分配，从而使得可以排除源于混叠效应并且可能在该范围内出现的潜在重影对象。

该子范围在此尤其可以包括扫描测量范围。扫描的测量有利地测量扫描测量范围，该扫描测量范围由视场和距离范围限定。特别地，扫描测量范围归类为相关的子范围，而最大测量范围的剩余范围归类为不太相关。

限制视场和/或距离范围允许扫描测量范围在设计上远小于最大测量范围。特别地，先前存在的关于最大测量范围中的对象和/或开放空间的信息因此可用于将待扫描的范围(即，扫描测量范围)限制为多达三维。结果，现有的时间预算可得到更好的利用，并且可以实现更好的信号质量。

此外，特别地，如果可以从在先信息推断出在所述装置和开始之间不期望存在相关信息，扫描测量范围的距离范围的开始可以具体地设置在距用于实施该方法的装置一定距离处。

例如，假如在街道上方某一高度处(例如在十字路口)固定的用于监视交通的测距装置，相关的扫描测量范围可以从两个方面限制：可以非常高的概率假设对象永远不会位于所述装置固定的位置周围的测量范围内，因此该范围可以定义为开放空间。只有在从街道出发到达特定高度的范围之后，才能预期能够反射测量脉冲的对象。同时，可以肯定地假设在街道下方没有任何对象。因此，距离范围可以被限制到直到街道的视场的至少一个角度范围的距离。因此，距离范围可以在视场的至少一个范围内受到显著限制，这样就可以更有效地执行测量。

从在先测量可以进一步认识到，当装置直接安装在汽车的前挡风玻璃后面时，其中挡风玻璃刮水器此时阻挡了最大测量范围的一部分。因此，从一开始就被挡风玻璃刮水器隐藏的范围可以特别地不能通过随后的扫描来测量，因为它被归类为不相关的范围。例如，基于在先测量，可以进一步检测前挡风玻璃的严重的局部污染，使得不可能检测到对象。结果，在随后的扫描中，可以将最大测量范围的受到负面影响的受损子范围列为不相关的和/或不太相关的，从而利用相关子范围的推断的时间预算。

可以进一步认识到，例如，从在先测量中，没有其它对象位于尚未被清楚地检测到的远处的对象上。仍然需要更详细地指定的对象周围的范围可以归类为相关的子范围。关于该对象之前的开放空间的信息使得能够将距离范围的开始设置为稍微在假定对象之前，以便用于后续扫描，且因此严格地限制待扫描的区域。

可以进一步认识到，例如，根据在先测量，一固定的、不移动的对象位于特定距离处，其反射所有脉冲。基于随后测量的在先信息，距离范围可以限制为直到该对象的距离。

如果在此方案中另外存在关于到特定距离的某开放空间的信息，则可以将测量范围的开始设置为该距离。结果，可以限制两个距离范围的测量范围。

例如，还可以限制布置在车辆前部区域中的测距装置的距离范围。它可以从在先扫描中辨别出来，或者根据安装位置距离街道有多远的确切位置的静态假设做出假设，以便选定的距离范围的结束可以明显更短。另外，可以在考虑相对于车辆负载的公差的情况下来选择距离范围，该公差是在加速期间建立的或者在导航斜坡时给出变化。

特别地，用于实现所述方法的装置包括具有传输元件的传输矩阵。所述方法可以包括将传输元件组合成各种组，其中最大测量范围的不同测量子范围被分配给这些组。特别地，子范围在距离范围方面不同。假定布置在车辆的前部区域中的装置、最靠近街道的传输元件(例如，传输矩阵的最下面的一行或多行)可以为它们分配距离范围已经显著减小的测量范围，这是因为街道限制了测量脉冲的任何进一步继续移动。中间行可以为它们分配另一个距离范围更大的测量范围，而另一个测量范围，例如具有最大测量范围的测量范围，又可以分配给较上面的行。

特别地，子范围可以理解为聚焦范围。另外，一个子范围可以是扫描测量范围，而另一个子范围可以是聚焦范围，其视场和/或距离范围在考虑关于最大测量范围中的对象和/或开放空间的在先信息的情况下一次确定和/或动态地调整。特别是对视角和距离范围的双重限制使得能够对先前限定的聚焦范围进行非常有针对性的分析，即使在相对较小的时间预算下也是如此。扫描测量范围尤其应理解为测量的最大测量范围的子范围，而最大测量范围的剩余范围不是从最开始测量的。因此，扫描测量范围可以声明最大测量范围的子范围，在该子范围内甚至可以进行测量或者从中评估反射。特别地，扫描测量范围可以一次确定。此外，扫描测量范围也可以动态地调整。

因此，所述方法尤其包括界定至少一个聚焦范围。特别地，聚焦范围限定了通过测量推导出无人驾驶导航的更多重要信息的范围。例如，聚焦范围可以包括先前识别的对象或仍需要更详细地分类的子范围。最重要的是，聚焦范围可以理解为先前被归类为相关的最大测量范围的子范围。例如，聚焦范围可以限定为水平周围的区域，这是因为在无人驾驶导航中必须检测的对象尤其应该存在。聚焦范围特别地归类为相关的范围。聚焦范围归类为扫描测量范围的子范围，其中扫描测量范围的剩余范围特别地归类为不太相关。最大测量范围的剩余范围，即扫描测量范围未覆盖的最大测量范围，可以特别地归类为不相关的。特别地，所述方法可以不同于扫描范围的剩余范围或最大测量范围的剩余范围来测量聚焦范围。

所述方法包括执行基本测量以确保基本性能，以及执行聚焦测量以详细地分析至少一个聚焦范围。此处的聚焦测量可测量聚焦范围，而基本测量则可测量整个扫描测量范围或最大测量范围。特别地，扫描测量范围在此一次确定，至少针对一系列扫描，而至少一个聚焦范围可以在每次结束扫描之后动态地调整。系统地运行聚焦测量尤其包括发送测量脉冲，特别是以优选地恒定的时间间隔。特别地，以这样的方式选择时间间隔，以便精确地对应光两次穿过聚焦范围所需的时间。特别地，聚焦范围的距离范围，尤其是其长度，对于选择起作用，因为距离范围的两倍长度限定了对应于两次通过聚焦范围的延伸。

在整个最大测量范围或限定的扫描测量范围内，固定的、均匀的基本性能对于安全关键应用(例如ADAS系统)尤为必要。这种基本性能可以与人类周边视觉进行比较，这种视觉足以让人感知重要的一切，但却无法提供详细信息。

因为它限定了聚焦范围并动态地调整它，所以本方法非常类似于人类视觉感知，其包括周边视觉和聚焦视觉。虽然基本测量覆盖周边视觉，但聚焦范围与聚焦视觉有关。这使得可以确保必要或保证的基本性能，其在任何时候都可以保证挡风玻璃刮水器遮盖的对象和/或区域不能被特别地测量，类似于人类感知的周边视觉，因为相对于聚焦范围的聚焦测量高精度地解析位于那里的对象。在此，外围的扫描测量范围首先可以一次确定和/或动态地调整。

特别地，在每个结束扫描之后动态地调整最大测量范围的子范围的视场和/或距离范围，其中基于刚刚结束的扫描至少更新或替换在先信息。因此，在先信息优选地总是来源于直接在之前结束的扫描得到的信息或其它测距装置(例如传感器)的最新信息。特别地，关于最大测量范围中的对象和/或开放空间的在先信息根据在整个扫描测量范围或从最大测量范围的先前执行的基本测量来确定。此处的在先基本测量尤其包括在先扫描的基本测量。虽然优选地一次确定扫描测量范围，但是可以在每次扫描之后重新调整聚焦范围。

此外，所述方法可以包括跟踪识别的对象和/或确定检测到的对象的可能的未来位置，以动态地调整聚焦范围的视场和/或距离范围。术语“跟踪”应理解为意味着基于若干顺序扫描来观察检测到的对象的位置。例如，可以检测对象的速度。该信息可用于确定被跟踪对象可能在未来时间点处于什么位置。该信息可用于调整聚焦范围。

所述方法具有时间预算，特别是每次扫描的时间预算。

所述方法包括一次界定和/或动态地调整如何在最大测量范围的相关性不同的子范围间分配时间预算。特别地，时间预算的一部分可以用于测量相关的子范围，而另一个，例如较小的部分，可以用于不太相关的子范围。例如，不相关的子范围不能包含时间预算的任何部分。时间预算的第一部分用于聚焦测量，而时间预算的第二部分用于基本测量。在这种情况下，进一步优选的是，整个时间预算包括用于基本测量的第一部分和用于聚焦测量的第二部分。

增大时间分辨率能够实现对最大测量范围的至少一个相关子范围(尤其是聚焦范围)的更精确的详细测量。只要时间分辨率的增大因子小于聚焦范围的距离范围与最大有效范围之间的比率，就可以在没有附加评估硬件的情况下更精细地扫描后者。这是由于与最大测量范围相比，通过限制扫描测量范围或聚焦范围来补偿实际必需的附加评估硬件，特别是与用于实现更高时间分辨率的存储空间相关的硬件。

另一方面，本发明涉及一种用于光学测距的装置，其中所述装置设计为用于执行测量，其中测量包括发送至少一个测量脉冲，且如果发送的测量脉冲在一对象上反射，则接收反射的测量脉冲。所述装置设计为在考虑关于最大测量范围内的对象和/或开放空间的在先信息的情况下执行测量，以便变化地测量相关性不同的最大测量范围的相关子范围。所述装置还优选地设计用于实现上述方法。

所述装置首先包括LIDAR传感器，其具有用于发送测量脉冲的传输矩阵，以及用于接收反射的测量脉冲的接收矩阵。

术语“传输矩阵”应特别理解为传输元件阵列，而接收矩阵可以是接收元件阵列。特别地，矩阵可以理解为三维的，尤其是板形的主体，在其一个表面上布置有相应的元件、传输元件或接收元件。每个传输元件优选地包括各自的激光器，这样，传输矩阵就应理解为激光器阵列。接收元件首先包括二极管，特别是雪崩光电二极管，最优选的是单光子雪崩二极管或PIN二极管。所述装置可以以这样的方式设计，即将传输元件组合成各种组，其中这些组已经为它们分配了最大测量范围的变化测量子范围。特别地，子范围在它们的距离范围方面有所不同。假定布置在车辆的前部区域中的装置，最靠近街道的传输元件(例如，传输矩阵的最下面的一行或多行)可以为它们分配距离范围显著减小的测量范围，因为街道限制了测量脉冲的任何进一步的继续移动。中间行可以为它们分配不同的测量范围，其距离范围较大，而上部行又可以为它们分配不同的测量范围，例如其具有最大的距离范围。

本发明进一步涉及一种计算机程序产品，其包括计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有程序，一旦其已经载入所述计算机的存储器，允许计算机实施上述方法，必要时结合上述的装置。

本发明进一步涉及一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有程序，一旦其已经载入所述计算机的存储器，允许计算机实施上述方法，必要时结合上述的装置。

附图说明

如示意图所示：

图1是根据本发明的一种方法的流程图；

图2是不同测量范围的透视图；

图3是最大测量范围(16)和子范围(16a)的二维图；及

图4图示在分配可用时间预算执行基本测量和聚焦测量。

具体实施方式

图1图示根据本发明的方法(100)。

在根据本发明的所述方法(100)中执行(105)测量。测量包括发送(106)至少一个测量脉冲，特别是若干个测量脉冲，优选地以测量脉冲序列的形式，并且在在对象上反射之后接收(107)至少一个反射的测量脉冲。优选地执行扫描(108)。进一步地，在考虑关于最大测量范围(16)内的对象和/或开放空间的在先信息的情况下执行(109)测量。

特别地，所述方法包括指定(101)所述在先信息和/或确定(102)所述在先信息。当确定(102)所述信息时，这优选地基于借助于用于测距的所述装置(10)执行(103)在先测量来做到。在执行(103)在先测量之后，最大测量范围中的对象和/或开放空间被有利地检测(104)到。特别地，在考虑在先信息的情况下执行(109)测量包括界定(110a)子范围，并经由相关性将它们分类(110b)。特别地，界定(111)了相关和/或不太相关和/或不相关的子范围。

优选地，在考虑在先信息的情况下一次界定和/或动态地调整至少一个子范围(16a)的视场(18a)和/或距离范围(19a)。特别地，扫描测量范围(14)此处要理解为最大测量范围(16)的子范围(16a)和/或聚焦范围(15)。

在考虑在先信息情况下执行(109)测量优选地包括变化地测量(113)相关性不同的子范围(16a)。特别地，可以执行(114)基本测量和聚焦测量。而且，可以具体地向最大测量范围(16)的相关性不同的子范围(16a)一次界定和/或动态地调整可用的时间预算。

图2图示不同测量范围的透视图。

图中描绘了根据本发明的装置(10)与坐标系(10a)，坐标系的原点在所述装置(10)上。所述坐标系(10a)具有一X轴(11)、一Y轴(12)和一Z轴(13)。

图2图示最大测量范围(16)。最大测量范围(16)在光束传播方向从所述装置(10)延伸直至最大有效范围(17)。最大有效范围(17)界定了最大距离范围(19)，其从所述装置(10)出发延伸直至所述最大有效范围(17)。由所述最大视场(18)进一步地界定所述最大测量范围(16)。由两个平面中的两个角扇区界定最大视场(18)，在一方面，在由所述Y轴(12)和Z轴(13)跨越的平面中，另一方面，在由所述X轴(11)和Z轴(13)跨越的平面中。总的说来，所述最大测量范围(16)因而是角锥体形状的。

在图2中可见的是扫描测量范围(14)，其代表最大测量范围(16)的子范围(16a)。同样地，扫描测量范围(14)像角锥体一样从所述装置(10)延伸直至所述最大有效范围(17)。仅仅视场(18a)相对于最大测量范围(16)受限制，因为X-Z平面中包括较小角扇区。扫描测量范围(14)的距离范围相较于最大测量范围(16)不受限制。

在图2中进一步可见的是作为最大测量范围(16)的子范围(16a)的聚焦范围(15)。所述聚焦范围(15)的所述视场(18a)相对于扫描测量范围(14)不受限制。仅仅所述聚焦范围(15)的距离范围(19a)相对于最大测量范围(16)的距离范围(19)以及扫描测量范围(14)受限制。所述聚焦范围(15)的距离范围(19a)开始于所述装置的一段距离处，在所述距离范围(19a)的起始(19a)处；并在所述最大有效范围(17)之前结束，在所述距离范围(19a)的结束(19c)处。所述聚焦范围(15)因而可理解为来自扫描测量范围(14)的盘状部分。

图3图示最大测量范围(16)和子范围(16a)的二维图。

最大测量范围(16)此处由最大视场(18)以及最大距离范围(19)界定，其延伸直至所述最大有效范围(17)。图3图示可以如何限制子范围，具体地通过限制所述距离范围(19a)和/或视场(18a)进行。在三维图中，由垂直于图像平面的平面中的跨距进一步界定相应的测量范围，该平面在图3中被省略，其中，所述子范围(16a)的视场(18a)还可以受未图示的这个平面限制。

图4描述了执行基本测量和聚焦测量，且分配可用的时间预算。

在图4可见的是第一扫描(20)，其时间预算(25)具有第一部分(26)和第二部分(27)。第一部分(25)用于基本测量(22)，而第二部分(26)用于聚焦测量(23)。所述基本测量用来测量扫描测量范围(14)。相反地，所述聚焦测量用来测量所述聚焦范围(15)。特别地，来自扫描的基本测量(22)的测量结果被用来借助于优选的高级处理确定用于随后扫描的在先信息。基于用这种方法确定的在先信息，可以为随后的扫描动态地调整所述时间预算(24)和/或扫描测量范围和/或聚焦范围。然后使用由第一扫描(22)获得的信息提供的优势进行第二扫描(21)。这同样适用于第三扫描(23)。此处，图3还展示了可如何将来自一个扫描的在先信息传送到另一个。因此，在先信息可以被累积。

元件列表

100 根据本发明的方法

101 指定在先信息

102 确定在先信息

103 执行在先测量

104检测最大测量范围中的对象和/或开放空间

105 执行测量

106 发送至少一个测量脉冲

107在对象上反射期间接收反射的测量脉冲

108执行扫描

109在考虑关于最大测量范围内对象和/或开放空间的在先信息的情况下执行测量

110a 界定子范围

110b 由相关性分类子范围

111界定相关和/或不太相关和/或不相关的子范围

112一次界定和/或动态地调整子范围的视场和/或距离范围

113变化地测量相关性不同的子范围

114执行基本测量和聚焦测量

115一次界定和/或动态地调整地将时间预算分配给最大测量范围的相关性不同的子范围

10 根据本发明的装置

10a 坐标系

11 X轴

12 Y轴

13 Z轴

14 扫描测量范围

15 聚焦范围

16 最大测量范围

16a 子范围

17 最大有效范围

18 最大可见范围

18a 视场

19 最大距离范围

19a 距离范围

19b 距离范围的开始

19c 距离范围的结束

20 第一扫描

21 第二扫描

22 第三扫描

23 基本测量

24 聚焦测量

25 时间预算

26 第一部分

27 第二部分

Claims (11)

1.一种用于光学测距的方法，

其中，所述方法包括执行测量；

其中，测量包括发送至少一个测量脉冲，并且如果所发送的测量脉冲在一对象上反射，则接收反射的测量脉冲；

其中，

在考虑关于最大测量范围内的对象和/或开放空间的在先信息的情况下执行测量，以便变化地测量最大测量范围的相关性不同的子范围；

其特征在于：

所述方法包括界定最大测量范围的子范围、经由相关性分类所述子范围，并且变化地测量相关性不同的子范围；

其中，与不太相关和/或不相关的子范围相比，更加密集地测量相关的子范围，以便每空间单元发送到相关的子范围中的测量脉冲比不太相关和/或不相关的子范围中更多；

其中，聚焦区域归类为最大测量范围的相关的子范围，和/或与扫描测量范围的剩余范围相比归类为扫描测量范围的更相关的子范围；

其中，所述方法包括执行基本测量以确保基本性能以及执行聚焦测量以详细地分析至少一个聚焦范围，其中所述基本测量用来测量扫描测量范围或最大测量范围；

其中，所述方法具有时间预算；

其中，所述方法包括一次界定和/或动态地调整如何在最大测量范围的相关性不同的子范围间分配所述时间预算，其中所述时间预算的第一部分用于所述聚焦测量，且所述时间预算的第二部分用于所述基本测量。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于：

所述方法借助于用于测距的装置执行；

其中，所述方法包括：基于所述装置相对于在所述最大测量范围中的对象和/或开放空间的位置，指定关于在所述最大测量范围中的对象和/或开放空间的在先信息。

3.根据权利要求2所述的方法，

其特征在于：

所述对象是静态对象。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于：

所述方法包括执行扫描；

其中，一次扫描包括若干次测量；

且其中，在考虑关于最大测量范围内的对象和/或开放空间的在先信息的情况下执行测量。

5.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于：

所述方法包括根据在先测量来确定关于最大测量范围中的对象和/或开放空间的在先信息。

6.根据权利要求5所述的方法，

其特征在于：

所述方法包括执行在先测量；

其中，对最大测量范围中的对象和/或开放空间进行检测。

7.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于：

在考虑关于最大测量范围中的对象和/或开放空间的在先信息的情况下，一次界定和/或动态地调整最大测量范围的至少一个子范围的视场和/或距离范围。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述距离范围具有开始和结束；

其中，所述距离范围的所述开始被设置在距用于实施所述方法的装置的第一距离处；和/或

所述结束被设置在距最大测量范围的最大有效范围的第二距离处。

9.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于：

一次界定扫描测量范围，至少针对一系列测量和/或扫描；

其中，动态地调整所述聚焦范围。

10.一种用于光学测距的装置，

其中，所述装置设计成用于执行测量；

其中，测量包括发送至少一个测量脉冲，并且如果所发送的测量脉冲在一对象上反射，则接收反射的测量脉冲；

其中，所述装置设计成在考虑关于最大测量范围内的对象和/或开放空间的在先信息的情况下执行测量，以便变化地测量最大测量范围的相关性不同的子范围；

其特征在于：

所述装置设计成用于实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

11.一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有程序，一旦所述程序已载入所述计算机的存储器，则允许计算机实施根据权利要求1至9中任一项的方法，结合根据权利要求10的装置。