CN110691991A - 根据壳体的功能状态执行光源单元的操作的用于机动车辆的光学采集设备、方法和机动车辆 - Google Patents

根据壳体的功能状态执行光源单元的操作的用于机动车辆的光学采集设备、方法和机动车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(1)的光学采集设备(3)，其具有光学采集设备(3)的壳体(8)，在所述壳体中布置有光学采集设备(3)的光源单元(10)，其中，光束(6)可以借助于光源单元(10)通过壳体(8)的壳体部分(9)发射到机动车辆(1)的周围环境(4)中，其中，光学采集设备(3)包括检查单元(16)，通过所述检查单元可以检查壳体(8)的功能状态，以及如果检测到壳体(8)的实际功能状态偏离壳体(8)的基准功能状态，则可以生成控制信号。此外，本发明涉及一种机动车辆(1)和一种方法。

Description

根据壳体的功能状态执行光源单元的操作的用于机动车辆的 光学采集设备、方法和机动车辆
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的光学采集设备。使用布置在光学采集设备的壳体中的光学采集设备的光源单元，光束可以通过壳体的壳体部分从壳体发射到机动车辆的周围环境中。此外，本发明涉及一种方法和一种机动车辆。
背景技术
在当前情况下，关注用于机动车辆的光学采集设备，特别是激光扫描器。机动车辆的周围区域可以借助于光学采集设备来监测。在这种情况下，可以采集机动车辆的周围区域中的对象，并且可以向驾驶员辅助系统提供关于所采集的对象的信息项，例如，对象的几何尺寸和对象与机动车辆的距离。在激光扫描器中，激光扫描器的光束，特别是激光束，通常被发射并且通过偏转镜反射到周围区域中。光在周围区域中的对象处被反射回偏转镜并且随即被采集。偏转镜通常被安装成它在这种情况下是可旋转的，并且借助于驱动单元驱动以围绕旋转轴线旋转。光束在各种扫描发射方向上偏转，从而扫描周围区域。在这种情况下，至少光源单元特别是布置在光学采集设备的壳体内部。
DE 10 2014 114 363 A1公开了一种用于光电测量设备的壳体的窗盖。为了提高光电测量设备在寒冷天气条件下的可操作性，规定了形成有窗盖，所述窗盖具有对测量设备的电磁测量束透明的窗和与所述窗成角度形成并且形成外围轮廓的边界壁。窗盖从外部被推到壳体的外围窗框上，并且在边界壁的与窗框重叠的一部分中进行固定。为了去除壳体上由于天气影响而产生的沉积物，通过至少一个电加热导体间接加热壳体的盖板。特别地，加热单元基本上位于接收窗的区域中。
在现有技术的光学采集设备中，可能出现的情况是，在打开的壳体的情况下和/或在壳体有缺陷的情况下，光束，特别是具有升高的功率，由于打开的壳体和/或有缺陷的壳体而从光源单元无意地发射，因此可能导致关于以不限定的方式出射的光束的安全临界状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学采集设备、一种方法和一种机动车辆，通过它们避免了安全临界操作状态。
该目的通过根据独立权利要求的光学采集设备、方法和机动车辆来解决。
本发明的一个方面涉及一种用于机动车辆的光学采集设备。光学采集设备设计成用于采集机动车辆的周围环境中的对象。光学采集设备包括光学采集设备的光源单元，所述光源单元布置在光学采集设备的壳体中，其中，光束可以通过壳体的壳体部分从壳体发射出到机动车辆的周围环境中。
光学采集设备包括检查单元，借助于所述检查单元可以检查壳体的功能状态。如果检测到壳体的实际功能状态偏离壳体的基准功能状态，则可以生成控制信号。
这具有的优点是，监测了影响光束的发射的构件(即壳体)的功能状态。有不利影响的发射特别是偏离基准发射的发射。特别地，通过将基准功能状态与实际功能状态进行比较，可以准确地对由此存在的功能状态进行分类。如果检测到的功能状态不对应于基准功能状态，则可以认定关于光束的发射的操作状态是不期望的，并且可能导致安全临界情况，特别是如果关于方向不再限定的出射光束入射到人身上。
特别地，在检测到偏离基准功能状态的不期望的实际功能状态时，光源单元的模式可以是限定的紧急模式。可以预先限定该紧急模式，使得避免安全临界情况，但是特别是不会完全停用光束的发射。
壳体部分例如可以是透明板，通过所述透明板光束可以发射到周围环境中，并且通过所述透明板封闭采集设备的其中布置有光学构件的容纳室，使得这些构件以受保护的方式进行布置。
根据一个有利的实施例，壳体的功能状态可以通过检查单元检查，并且如果检测到壳体部分的实际功能状态偏离壳体部分的基准功能状态，则可以生成控制信号。特别地，可以规定，在不同于基准发射的情况下的基准功能状态的功能状态下，光源单元根据控制信号操作。在这种情况下，可以检测壳体部分从壳体的移除，并且相应地在壳体移除时或在壳体部分移除时，光源单元可以相应地被操作。因此实现了光学采集设备的更安全的操作。相应地，如果壳体部分具有有损光束的发射的受限状态，则这也是可能的。例如，这可能是壳体部分的破裂或裂纹或深的划痕。
此外，已经证明有利的是，从壳体移除壳体部分是偏离基准功能状态的实际功能状态。
特别地，可以规定，布置在壳体上的接触弹簧与壳体部分接触，并且一旦接触弹簧不再与壳体部分接触，壳体部分就检测为被移除。因此，在壳体部分移除时可以可靠地检测到实际功能状态。如果检测到壳体部分已被移除，则光源单元然后可以相应地被操作以适应于此。
此外，已经证明有利的是，壳体部分的破裂和/或裂纹和/或深的划痕是偏离基准功能状态的实际功能状态。特别地，即使壳体部分的很小的损坏，例如由于石头撞击或与天气有关的裂纹，也已经可以被检测到，所述损坏可能导致有损光束的发射。特别地，因此可以实现更安全地操作光学采集设备。
根据另一有利的实施例，壳体和/或壳体部分可以至少局部地包括集成到壳体和/或壳体部分中的导电元件，并且可以通过检查导电元件的电阻来检测壳体的功能状态。特别地规定，导电元件不损害光束的发射。特别地，壳体和/或壳体部分可以在大的区域上连接至导电元件，由此可以实现功能状态的广泛和多局部检查。特别地，可以通过检查电阻得出功能状态的准确推断。例如，在低电阻的情况下，可以认定存在基准功能状态。在非常高的电阻，特别是在基本上无限大的电阻的情况下，可以得出结论，存在不利地影响光束的发射的实际功能状态。这具有其背景，例如，导电元件的裂纹和/或破裂也伴随壳体部分的裂纹和/或破裂。在导电元件裂纹和/或破裂的情况下，其具有基本上无限大的电阻。因此，仅使用一个元件就可以特别可靠地检查功能状态，并且因此也可以实现安全且减少构件的光学采集设备。
还有利的是，所述至少一个导电元件形成为光学采集设备的加热单元的加热丝。特别地，除了检查功能状态之外，导电元件还可以设计成使壳体和/或壳体部分免于由于天气影响而产生的沉积物。特别地，例如，可以借助于加热单元使覆盖有水分的壳体部分免于凝结，由此可以通过壳体部分更可靠地发射光束。特别地，加热单元因此可以设置有导电元件，并且壳体和/或壳体部分的功能状态可以使用导电元件来检查。因此，可以提供一种功能强大且减少构件的光学采集设备。
在一个有利的实施例中，导电元件可以以曲折的形状集成到壳体和/或壳体部分中。壳体和/或壳体部分可以在大的区域上针对功能状态进行检查，特别是通过导电元件的曲折集成来检查。此外，可以通过曲折分布实现对壳体和/或壳体部分的改善的加热，使得也可以因此以改善的方式去除由于天气影响而产生的沉积物。因此可以提供一种改进的光学采集设备。
特别地，有利的是，可以在检测到至少壳体的壳体部分的实际功能状态偏离基准功能状态时生成控制信号，使得关闭光源单元或不打开光源单元。换句话说，如果光源单元已经被打开，则光源单元因此可以在检测到该实际功能状态时被完全关闭。如果在启动光源单元之前已经检测到该实际功能状态存在，则因此可以阻止打开光源单元。特别地，因此可以保护人免受光源单元的光束在不期望的方向上的不期望的发射。
此外，已经证明有利的是，可以在检测到至少壳体的壳体部分的实际功能状态偏离基准功能状态时生成控制信号，使得以与基准功能状态相比光源单元的降低的功率发射光束，但发射并未完全停用。特别地规定，以这样的方式降低光源单元的功率，即使得避免对位于检测单元周围的人的不利影响。尽管如此，在一定程度上和/或以受限的方式启用了采集设备的另一激活模式。特别地，例如，由于光源单元的较低功率，因此光学采集设备的采集范围可能减小。尽管如此，特别是在机动车辆的附近区域中，可以实现周围环境的进一步采集，使得例如在紧急模式下、甚至在检测到不期望的实际功能状态时光学采集设备仍然可以采集周围环境。因此，即使在检测到不期望的实际功能状态时也可以采集周围环境，而不会对人造成不利影响。
还已经证明有利的是，在机动车辆的行驶模式下和/或机动车辆的停止状态下可以检查功能状态，特别是检查了功能状态。特别地，可以在汽车的半自动行驶模式下，特别是在完全自动模式下，检查功能状态。特别地，例如也可以在机动车辆出发之前在停止状态下检查功能状态。特别地，因此可以在行驶模式下以及在停止状态下关于壳体损坏对光学采集设备进行检查，使得避免在两种操作状态下对人的不利影响。
根据一个有利的实施例，在发生实际功能状态偏离基准功能状态时，为光学采集设备和/或机动车辆的控制单元可以产生，特别是产生了，功能状态信息项，特别是错误消息。因此，例如可以特别地发起其他步骤。特别地，例如可以规定，在功能状态信息项的产生之后将其传输到机动车辆外部的设备。例如，在这种情况下，这可以是车辆生产者和/或修理厂的机动车辆外部的设备。特别地，因此可以实现光学采集设备的更快速的修复。
此外，因此可以实现的是，例如驾驶员辅助系统(借助于所述驾驶员辅助系统可以耦接光学采集设备)接收功能状态信息项，并且因此切换例如其他传感器，以例如补偿光学采集设备的缺陷。特别地，在半自动行驶模式下，特别是在完全自动行驶模式下，然后可以进行进一步的操作，特别是降低速度。因此，即使在光学采集设备受损和/或有缺陷的情况下，也实现了提高的安全性。
此外，已经证明有利的是，功能状态信息是可显示的，特别是显示在机动车辆的显示单元上。特别地，例如可以随后将光学采集设备的功能状态通知给机动车辆的乘员，特别是驾驶员。特别地，然后可以将光学采集设备的故障和/或关闭显示给驾驶员。也可以向驾驶员显示发射的光束的功率的减小，使得使驾驶员知道例如在发射的光束的功率减小时的受限的采集范围。这具有的优点是，由此实现了驾驶员对机动车辆的更安全的控制。
还有利的是，壳体和/或壳体部分的功能状态是可检查多次的，特别是被检查了多次，特别是以预定的时间间隔进行。特别地，例如可以在机动车辆的行驶模式下多次检查功能状态，使得可以及早识别出功能状态的变化，特别是从基准功能状态到不期望的实际功能状态的变化，使得借助于根据本发明的方法，可以及早发现对人的不利影响的可能性，并且减少对人的不利影响。
此外，本发明涉及一种具有光学采集设备的机动车辆。机动车辆特别地设计成乘用车。
本发明的另一方面涉及一种用于操作用于机动车辆的光学采集设备的方法。光学采集设备包括光学采集设备的至少一个光源单元，所述光源单元布置在光学采集设备的壳体中。借助于光源单元，光束通过壳体的壳体部分从壳体发射到机动车辆的周围环境中。借助于检查单元检查壳体的功能状态。在检测到壳体的实际功能状态偏离基准功能状态时，生成控制信号。
为此目的，上述光学采集设备和机动车辆包括根据本发明的特征，这些特征使得能够实施根据本发明的方法或其有利的实施例。
光学采集设备的有利的实施例应被认为是方法和机动车辆的有利的实施例。
本发明的其他特征由权利要求、附图和附图的描述得出。在不脱离本发明范围的情况下，说明书中上面提到的特征和特征组合，以及下文中在附图的描述中和/或仅在附图中示出的特征和特征组合，不仅可以以相应的特定组合使用，而且可以以其他组合和单独使用。因此，本发明的未明确在附图中示出并且未解释而是起源于并且可以从与所解释的实施例不同的特征组合创建的实施例也应被认为是包括的和公开的。因此不包括最初提出的权利要求的所有特征的实施例和特征组合也应被认为是公开的。另外，超出或偏离了由权利要求的引用所表示的特征组合的实施例和特征组合也应被认为是公开的，特别是通过上述实施例公开。
附图说明
在下文中基于示意图解释示例性实施例。
在附图中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的机动车辆，其包括光学采集设备；和
图2示出了光学采集设备的实施例的示意性透视图。
在附图中，相同且功能相同的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个实施例的机动车辆1。机动车辆1在当前情况下设计成乘用车。机动车辆1具有驾驶员辅助系统2，所述驾驶员辅助系统例如可以实现为驻车辅助系统。机动车辆1另外包括至少一个光学采集设备3，所述光学采集设备特别地实现为激光扫描器。在这种情况下，光学采集设备3在机动车辆1上的位置可以是不同的。光学采集设备3用于扫描机动车辆1的周围区域4。在这种情况下，由光学采集设备3的发射单元5a产生的光束6在预定扫描时间点沿对应于预定扫描时间点的扫描发射方向7发射到机动车辆1的周围区域4中。在周围区域4中反射的光束6可以由光学采集设备3的接收单元5b接收。可以向驾驶员辅助系统2提供由光学采集设备3提供的关于周围区域4的信息项，例如，周围区域4中的对象的距离或几何尺寸。
图2示出了光学采集设备3的实施例的示意性透视图。光学采集设备3包括具有壳体部分9的壳体8。光源单元10布置在壳体8内部。在光学采集设备3的采集模式下，光束6可以通过壳体部分9从壳体8发射到机动车辆1的周围环境4中。特别地，例如在这种情况下可以透明地形成壳体部分9。壳体部分9，特别是前盖，可以特别地设计成可移除的，使得壳体部分9可以从壳体8的其余壳体本体15移除，例如，以便接取光源单元10。
特别地，可以规定，将导电元件11集成到壳体15和/或壳体部分9中。在当前情况下，将导电元件11至少集成到壳体部分9中。特别地，可以规定，导电元件11形成为光学采集设备3的加热单元12的一部分。特别地，例如可以借助于加热单元12去除由于天气原因在壳体部分9凝结的水分。特别地，加热单元12的导电元件11以曲折的形状作为加热丝铺设在壳体8内，特别是在壳体部分9内。特别地，导电元件11通过接触弹簧13与光学采集设备的控制单元14电耦接。
规定，壳体8的功能状态是可检查的并且借助于检查单元16进行检查。如果检测到壳体8的实际功能状态偏离基准功能状态，则为光源单元生成控制信号。特别地，随后执行的操作可以是光源单元10的所谓的紧急模式，特别地还在检测到不期望的实际功能状态之后立即设置所述紧急模式。
特别地规定，壳体部分9的功能状态是可检查的并且借助于检查单元16进行检查，并且在检测到壳体部分9的实际功能状态偏离基准功能状态时，为光源单元生成控制信号。特别地规定，例如可以借助于作为检查单元16的一部分的接触弹簧13来检查壳体部分9是否已经从壳体8完全移除。例如，如果壳体部分9已经从壳体8移除，则接触弹簧13和控制单元14之间的接触因此中断。由于壳体8的打开，光束6可能沿不限定的方向发射，并且由于光束6的功率过高，可能会对周围环境4中的人，特别是人的眼睛，造成不利影响。还可能的是，光束6的不限定的发射例如由于壳体部分9的破裂和/或裂纹而可能发生，并且可能对人造成不利影响。因此可以规定，在检测到实际的功能状态时完全停用光源单元10。如果光源单元10没有接通，则可以抑制光源单元10的接通。特别地也可以规定，在检测到实际功能状态时，以与基准功能状态相比光源单元10的降低的功率发射光束6。换句话说，光束6具有比基准发射的情况更低的能量，使得减少了对人的不利影响。
特别地规定，采集电气元件11的电阻和/或根据所述电阻分类光学采集设备3的功能状态。特别地，在高电阻的情况下，特别是在基本上无限大的电阻的情况下，特别是借助于控制单元14可以检测到不期望的实际功能状态。
特别地规定，在机动车辆1的行驶模式下和/或机动车辆1的停止状态下检查功能状态。因此，可以特别是在机动车辆1的每种运行模式下对光学采集设备3进行检查。特别地，行驶模式可以是半自动的，特别是全自动行驶模式。
特别地可以规定，在发生不期望的实际功能状态时，即例如在壳体部分9从壳体8移除时，或者在壳体部分9破裂和/或裂纹的情况下，为控制单元14生成表征其的功能状态信息项，特别是错误消息。
替代地，控制单元14也可以是驾驶员辅助系统2的一部分或机动车辆1的一部分。
特别地可以规定，功能状态信息项被显示在机动车辆1的显示单元上，使得机动车辆1的乘员，特别是驾驶员，此刻被通知关于光学采集设备3的功能状态。
特别地可以进一步规定，壳体8和/或壳体部分9的功能状态被多次检查，特别是以预定的时间间隔进行检查。因此，特别地可以连续地监测功能状态，由此减少对人的不良影响。
可以根据不期望的实际功能状态的类型来有利地设置紧急模式的类型。例如，如果移除壳体部分9或者如果在壳体部分9的主要区域(光束6的发射主要通过其发生)中已经发生壳体部分9的破裂或裂纹，则作为第一紧急模式可以完全阻止光束6的发射。作为第二紧急模式的示例，可以形成具有降低的光功率的光束6的主动发射。在壳体部分9的较小损伤的情况下可能是这种情况，例如在边缘处发生所述损伤，并且光束6没有主要通过所述损伤发射。

Claims (15)

1.一种用于机动车辆(1)的光学采集设备(3)，其具有光学采集设备(3)的壳体(8)，在所述壳体中布置有光学采集设备(3)的光源单元(10)，其中，光束(6)能够借助于光源单元(10)通过壳体(8)的壳体部分(9)发射到机动车辆(1)的周围环境(4)中，其特征在于：
光学采集设备(3)包括检查单元(16)，通过所述检查单元能够检查壳体(8)的功能状态，以及如果检测到壳体(8)的实际功能状态偏离壳体(8)的基准功能状态，则能够生成控制信号。
2.根据权利要求1所述的光学采集设备(3)，其特征在于，壳体部分(9)的功能状态能够通过检查单元(16)检查，并且如果检测到壳体部分(9)的实际功能状态偏离壳体部分(9)的基准功能状态，则能够生成控制信号。
3.根据权利要求1或2所述的光学采集设备(3)，其特征在于，从壳体(8)移除壳体部分(9)是偏离基准功能状态的实际功能状态。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的光学采集设备(3)，其特征在于，壳体部分(9)的破裂和/或裂纹是偏离基准功能状态的实际功能状态。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的光学采集设备(3)，其特征在于，壳体(8)和/或壳体部分(9)至少局部地包括集成到壳体(8)和/或壳体部分(9)中的至少一个导电元件(11)，并且能够通过检查导电元件(11)的电阻来检测功能状态。
6.根据权利要求5所述的光学采集设备(3)，其特征在于，所述至少一个导电元件(11)形成为光学采集设备(3)的加热单元(12)的加热丝。
7.根据权利要求5或6中的一项所述的光学采集设备(3)，其特征在于，导电元件(11)以曲折的形状集成到壳体(8)和/或壳体部分(9)中。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的光学采集设备(3)，其特征在于，如果检测到至少壳体(8)的壳体部分(9)的实际功能状态偏离基准功能状态，则能够生成控制信号，使得光源单元(10)关闭或不打开。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的光学采集设备(3)，其特征在于，如果检测到至少壳体(8)的壳体部分(9)的实际功能状态偏离基准功能状态，则能够生成控制信号，使得以降低的光源单元(10)功率发射光束(6)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的光学采集设备(3)，其特征在于，在机动车辆(1)的行驶模式下和/或机动车辆(1)的停止状态下能够检查功能状态。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的光学采集设备(3)，其特征在于，当发生实际功能状态偏离基准功能状态时，能够为光学采集设备(3)和/或机动车辆(1)的控制单元(14)生成功能状态信息项，特别是错误消息。
12.根据权利要求11所述的光学采集设备(3)，其特征在于，功能状态信息项能够显示在机动车辆(1)的显示单元上。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的光学采集设备(3)，其特征在于，壳体(8)和/或壳体部分(9)的功能状态能够被多次检查，特别是以预定的时间间隔进行检查。
14.一种机动车辆(1)，其具有根据权利要求1至13中的任一项所述的光学采集设备(3)。
15.一种用于操作用于机动车辆(1)的光学采集设备(3)的方法，其中，利用光学采集设备(3)的光源单元(10)，光束(6)能够通过壳体(8)的壳体部分(9)从壳体(8)发射到机动车辆(1)的周围环境(4)中，所述光源单元布置在所述光学采集设备(3)的壳体(8)中，其特征在于，通过检查单元(16)检查壳体(8)的功能状态，并且如果检测到壳体(8)的实际功能状态偏离基准功能状态，则生成控制信号。
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