CN113167861A - 具有改进的表面品质的lidar传感器系统 - Google Patents
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Abstract
传感器系统包括LiDAR单元和盖板，该LiDAR单元具有波长800 nm至1600 nm的激光的发射器和波长800 nm至1600 nm的光的接收器，所述盖板布置为使得由LiDAR单元发射并由其接收的红外光穿过盖板。所述盖板包括热塑性材料的层，其中所述热塑性材料含有透明热塑性聚合物和具有≥15个碳原子的单羧酸与甘油或具有≥15个碳原子的单醇的单酯。此外，所述热塑性材料不含硬脂酸与季戊四醇的单酯、二酯、三酯和四酯。
Description
本发明涉及传感器系统，其包括LiDAR单元和盖板，所述LiDAR单元具有波长800nm至1600 nm的激光的发射器和波长800 nm至1600 nm的光的接收器，所述盖板布置为使得由LiDAR单元发射并由其接收的红外光穿过盖板。本发明还涉及这样的系统的制造方法、包括这样的传感器系统的运载工具、和热塑性材料用于制造LiDAR传感器和/或LiDAR接收器的盖板的用途。
驾驶员辅助系统，如紧急制动辅助系统、车道辅助系统、交通标志识别系统、自适应速度控制系统和距离控制器是已知的并在当今运载工具中使用。为了执行所提到的功能，使用通常基于雷达、LiDAR、超声和摄像机传感器的环境检测传感器。立体光学摄像系统和LiDAR传感器对高度自动化和自主驾驶特别重要，因为它们能够提供从近到远范围的运载工具环境的高分辨率三维图像。本发明中描述的基底材料特别适用于光学摄像系统，如单目和立体摄像系统和LiDAR传感器。该基底材料也适用于雷达传感器。
光学摄像系统如今已用于运载工具传感器领域，例如用于车道保持辅助系统。光学传感器的一大优点在于它们可重现环境的非常精确的图像，即不是逐点检测环境，而是大面积成像。如果还要测定例如距位于运载工具前方的物体或其它运载工具的距离，使用多个摄像机如立体摄像机代替单目摄像机。也可以使用两个或更多个LiDAR传感器代替旋转LiDAR系统。通过检测至少两个图像，可以计算三维图像，例如通过三角测量。通过这样的方法，因此也可以实现距离测量。尽管用于光学距离测量的系统非常精确，但精确度随着与各自物体的距离降低而降低。当用作唯一的传感器系统时，光学摄像系统依赖于存在的光条件。特定的光条件，如迎面光、强烈太阳辐射、曙暮光或黑暗可严重损害测量结果。没有显示出大的对比度或轮廓的物体的检测也成问题。这可导致对环境的误判。
因此使用多个传感器系统。例如，可将数字摄像机图像与来自其它传感器系统，如雷达，尤其是LiDAR传感器的信息比较。通过信息的概括，软件可以生成尽可能无误差的环境图像并校正来自个别传感器系统的可能的错误识别。生成如此精确的环境图像对自主驾驶系统必不可少。由热塑性材料制成的盖板因此必须同时适用于多个传感器类型；出于设计原因，尤其理想的是不必使用多种材料，而是能够由一种材料实现各自的盖板。
LiDAR（英文光探测和测距的简称）或LaDAR（激光探测和测距）是与雷达相关的光学距离和速度测量方法。使用红外激光束代替雷达中的无线电波或微波。有很多不同类型的LiDAR系统，其区别尤其在于水平检测范围（例如70°至360°）、激光类型（例如扫描连续波激光或静态脉冲激光）和传感器技术（例如机械旋转镜或半导体电子设备）。本发明也涵盖了在技术上与LiDAR相关的红外摄像机，其使用它们自己的红外光源。
基于热塑性材料的部件对于用于运载工具领域而言提供与常规材料，例如玻璃相比的许多优点。这些包括例如提高的防裂性和/或重量减轻，这在汽车的情况下能实现在道路交通事故中更高的乘客安全和更低的燃料消耗。最后，含热塑性聚合物的材料由于更容易的可成型性而允许明显更大的设计自由度。
由热塑性材料制成的盖板应当用于隐藏LiDAR传感器和可能存在的光学摄像系统并且也为敏感的传感器电子设备提供保护。
在US 2012/0287417 A1中描述了LiDAR传感器以及聚碳酸酯Makrolon 2405与着色制剂450601的一起使用。在WO 2018/197398 A1中描述了涉及Lidar传感器的其它聚碳酸酯应用或聚碳酸酯组合物。
在现有技术中已经描述了具有甘油酯或长链羧酸酯但没有季戊四醇酯的聚碳酸酯组合物。例如，WO 2010/090893 A1在第28页的实验部分中公开了如何在加入粉状添加剂和挤出前用400 ppm Loxiol 3820喷涂聚碳酸酯粒料。
US 2011/0129631 A1在实验部分的表1中公开了尤其含有Loxiol 3820作为脱模剂“MRA-1”的聚碳酸酯组合物。该公开将Loxiol 3820认定为辛基十二醇硬脂酸酯。
EP 2 810 978 A1在实施例2，段落[0049]中描述了聚碳酸酯Makrolon 2600与碳纳米管（Baytubes C 150 P）和2-辛基十二醇硬脂酸酯（Loxiol 3820）的混合物一起挤出。
EP 0 732 360 A1在实验部分的表1、3和5中公开了包含Loxiol EP 218（"E1"，硬脂酸甘油酯）、Loxiol EP 12（"E2"，单硬脂酸甘油酯）、Loxiol EP 32（"E3"，C16-醇和硬脂酸的酯）和Loxiol EP 47（"E4"，C18-醇和山嵛酸的酯）的聚碳酸酯组合物。
EP 0 205 192 A1在实验部分的表1中描述了包含Resistat AF-101（“B1”，C18-C22-一元脂肪酸和甘油的偏酯）和Rickemal S-100A（"B2"，单硬脂酸甘油酯）的聚碳酸酯组合物。
本发明的目的是提供传感器系统，其盖板表现出降低的LiDAR信号衰减。在此，该盖板应具有良好的脱模性质，尤其是如果应用领域处于LiDAR传感器的二维或三维成型的盖板区域中。如果脱模性质不足，模制件的粘附或粘着可能造成表面缺陷，这又使LiDAR信号衰减。由于传感器领域中的品质要求极高，应避免这样的缺陷。
根据本发明，通过根据权利要求1的传感器系统和根据权利要求13的运载工具实现该目的。本发明还涉及根据权利要求11的方法和根据权利要求14的用途。在从属权利要求中给出了有利的进一步扩展方案。它们可任意组合，除非从上下文中清楚看出相反的意思。
所述传感器系统包括：
- LiDAR单元，其具有波长800 nm至1600 nm的激光的发射器和波长800 nm至1600nm的光的接收器；
- 盖板，其布置为使得由LiDAR单元发射并由其接收的红外光穿过盖板。
盖板具有热塑性材料的层，其中所述热塑性材料含有透明热塑性聚合物和具有≥15个碳原子的单羧酸与甘油或具有≥ 15个碳原子的单醇的单酯。
此外，条件是所述热塑性材料不含硬脂酸与季戊四醇的单酯、二酯、三酯和四酯。
已经令人惊讶地发现，用上文提到的单酯替代常规的基于季戊四醇的脱模剂，特别是PETS，可以同时实现在注射成型中良好的脱模行为和优异的表面品质，即降低的LiDAR信号衰减。
术语“不含”被理解为特别是指没有有意加入硬脂酸与季戊四醇的单酯、二酯、三酯和四酯。不想要的但在技术上不可避免的痕量/杂质因此包括在术语“不含”中。
优选的是，该热塑性材料通常不含季戊四醇的单酯、二酯、三酯和四酯。
盖板优选是在运载工具的正面或背面区域，例如保险杠、散热器格栅、前面板或后面板，特别是机动车的前面板中使用的模制件，同样可以是运载工具侧面部件。但是，盖板同样也可以是机动车的车顶或车顶模块。
盖板同样可以是运载工具内部使用的模制件。根据本发明的系统此时也可用于识别运载工具乘员作出的控制手势。
盖板可通过注射成型法制成。此外，聚碳酸酯特别也表现出极好的性质，如高耐热变形性和高刚度。
盖板与LiDAR单元之间的距离可为例如1 cm至20 cm。
术语“系统”不仅在狭义上使用，即机械连接的独立部件的套件，如装置，还更广泛地表示（仅）在功能上单纯组合以形成连接的独立部件的单元。可将LiDAR传感器和接收器单独引入到各自的运载工具中并为运载工具中的所需位置（应当经其透过LiDAR传感器的脉冲）提供盖板。但是，同样可以是机械连接的组合。
LiDAR单元具有波长800 nm至1600 nm的激光的发射器。根据激光的性质，这不应被理解为是指发射器发射具有800 nm至1600 nm之间的每个波长的光。相反，当发射一个波长，例如905 nm的光时就足够了。也可以使用具有在所提到的范围内的不同波长的多个激光。
接收器通常以窄带的方式匹配发射的激光，例如903 nm或905 nm。接收器也可以匹配在800 nm至1600 nm的波长范围内的较宽光谱窗口或以窄带的方式匹配多个波长。
该热塑性材料含有透明热塑性聚合物。在本发明中，“透明”被理解为是指该塑料具有至少6%，更优选至少12%，特别优选至少23%的光透射率（基于ASTM 1003或ISO 13468；以%说明和光类型D65/100）。雾度（ASTM D1003: 2013）还优选小于3%，更优选小于2.5%，特别优选小于2.0%。
合适的热塑性塑料的实例是聚碳酸酯，包括共聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、芳族聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、PET-环己烷二甲醇共聚物（PETG）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚酰胺、环状聚烯烃、聚丙烯酸酯或共聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯或共聚甲基丙烯酸酯，例如聚甲基丙烯酸甲酯或共聚甲基丙烯酸甲酯（如PMMA）和包含苯乙烯的共聚物，例如透明聚苯乙烯丙烯腈（PSAN）、热塑性聚氨酯、基于环烯烃的聚合物（例如TOPAS®，来自Ticona公司的商品）。在此和在别处，提到“聚碳酸酯”优选被理解为是指芳族聚碳酸酯。
该热塑性材料也可含有常规添加剂，如阻燃剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、稳定剂和抗氧化剂。合适的紫外线吸收剂是苯并三唑、三嗪、二苯甲酮和/或芳基化氰基丙烯酸酯。优选的稳定剂包括亚磷酸酯和亚膦酸酯以及膦。也可以使用磷酸烷基酯，例如磷酸单己酯、磷酸二己酯和磷酸三己酯、磷酸三异辛酯和磷酸三壬酯。可用的抗氧化剂包括酚类抗氧化剂，如烷基化单酚、烷基化硫烷基酚、氢醌和烷基化氢醌。
该热塑性材料优选含有少于0.1重量%的散射添加剂，基底层的组合物非常特别优选不含散射添加剂，例如基于丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、玻璃、氧化铝和/或二氧化硅的此类添加剂。该组合物还特别优选含有少于0.1重量%，非常特别优选不含白色颜料或类似颜料，例如二氧化钛、高岭土、硫酸钡、硫化锌、氧化铝、氢氧化铝、石英粉，不含干涉颜料和/或珠光颜料，即薄片形粒子，如云母、石墨、滑石、SiO2、白垩和/或二氧化钛（涂覆和/或未涂覆）。
此外，该热塑性材料优选含有少于0.1重量%的纳米粒子体系，该组合物非常特别优选不含纳米粒子体系，如金属粒子、金属氧化物粒子。该组合物优选也含有少于0.1重量%的基于不溶性颜料的颜料，特别优选不含基于不溶性颜料的颜料，如例如DE 10057165 A1和WO 2007/135032 A2中所述。
还有利的是，该热塑性材料含有基于组合物的总重量计0至≤ 0.0005重量%的红外吸收剂。优选的是，该组合物不含红外吸收剂。这与聚合物中的红外吸收剂造成的LiDAR信号的衰减有关。红外吸收剂特别是炭黑、LaB6和具有四萘嵌三苯（Quaterylen）结构的分子。
特别合适的单酯是单硬脂酸甘油酯和/或2-辛基十二醇硬脂酸酯。
该热塑性材料优选不含除具有≥ 15个碳原子的单羧酸与甘油或具有≥ 15个碳原子的单醇的单酯外的其它单酯。在另一个实施方案中，单酯以基于热塑性材料的总重量计≥ 0.01重量%至≤ 0.6重量%的比例存在于盖板的所述层中。更优选的是，相应的甘油单酯（例如单硬脂酸甘油酯）以≥ 0.01重量%至≤ 0.06重量%的比例存在和/或单羧酸与具有≥ 15个碳原子的单醇的相应单酯，例如2-辛基十二醇硬脂酸酯以≥ 0.15重量%至≤ 0.6重量%的比例存在。
在另一个实施方案中，该热塑性聚合物是聚碳酸酯。这包括聚碳酸酯和共聚碳酸酯。因此聚碳酸酯可以是具有根据ISO 1133-1:2012-03（300℃，1.2 kg）测定的8至20 cm³/(10 min)的熔体体积流动速率MVR的芳族聚碳酸酯。
特别优选的是，该热塑性材料仅含有芳族聚碳酸酯作为热塑性聚合物。
根据本发明特别优选作为组分i)的芳族聚碳酸酯优选具有22000至29000 g/mol的重均分子量Mw，但其中10000至50000 g/mol，更优选14000至40000 g/mol，特别优选16000至32000 g/mol的重均分子量Mw原则上也合适。在此通过使用二氯甲烷作为洗脱剂对照双酚A聚碳酸酯标样校准的凝胶渗透色谱法测定值Mw。优选通过双酚化合物与碳酸化合物，尤其是光气，或在熔融酯交换法中与碳酸二苯酯或碳酸二甲酯的反应制备聚碳酸酯。
在此特别优选的是基于双酚A的均聚碳酸酯和基于单体双酚A和1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷的共聚碳酸酯，例如来自Covestro Deutschland AG的Apec®。
在另一个实施方案中，该盖板仅在如下的程度上使LiDAR信号衰减，即由LiDAR单元发射并由其再接收的红外光的信号强度（通过在3.2 m距离处的涂有含TiO2的白色漆的光滑平面上的反射测定）为无盖板的情况下测定的参考强度的≥ 80%。
在另一个实施方案中，该热塑性材料具有≤ 0.37的如EP 1 377 812 B1中所述测定的静摩擦系数。也如EP 1 377 812 B1中所述测定的优选的滑动摩擦系数为≤ 0.37。
在另一个实施方案中，该系统进一步包括对波长380 nm至780 nm的可见光的摄像机，其中由该摄像机接收的可见光穿过盖板。摄像机记录在380 nm至780 nm的波长范围内的光，其中这一波长范围应理解为不是穷举的。这一波长范围有可以更宽，例如高达800nm、900 nm、1000 nm或1100 nm。可见光的摄像机通常具有前置红外滤光片。如果移除所述滤光片，几种模型可记录在高达1100 nm的波长范围内的图像。在另一个实施方案中，摄像机因此不具有或具有有限的红外滤光片。
摄像机优选是视频摄像机，以能够尽可能实时为运载工具的驾驶员辅助系统或自主驾驶系统提供信息。摄像机更优选是立体摄像机。
在另一个实施方案中，该盖板进一步包括含染料的层和/或在该热塑性材料中含有着色剂，以使盖板具有根据DIN ISO 13468-2:2006（D65，10°）测定的≥ 3%至≤ 25%的在380至780 nm范围内的光透射率Ty，且着色剂是至少一种绿色和/或蓝色着色剂以及是至少一种红色和/或紫色着色剂。
通过这种配置，盖板对观察者呈暗色至黑色，并且布置在所述盖板下方的电子元件，如传感器或摄像机几乎或完全不被察觉。这被称为“黑板”效应并使得汽车设计师能在美观的汽车外饰的设计中具有更高的自由度。着色剂优选是在红外范围内，特别是在所述一个或多个LiDAR激光的波长范围内表现出很少或没有表现出吸收的着色剂。
该盖板优选具有根据DIN ISO 13468-2:2006（基于这一标准，使用所提到的波长范围）测定的≥ 40%的对380 nm至1100 nm范围内的光的透射率。
所示的透射率被理解为是指对所涉范围内的所有波长平均的平均透射率（算术平均值）。
在一个实施方案中，绿色/蓝色着色剂选自式(1)、(2a-c)、(3)、(4a)、(4b)、(5)、(6)、(7)和/或(8)，且红色/紫色着色剂选自式(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14a)、(14b)和/或(15)：
式(1)的着色剂以来自Lanxess Deutschland GmbH公司的Macrolex绿5B为名为人所知，颜色指数号61565、CAS号: 128-90-3，并且是蒽醌染料。
式(2a)、(2b)和(2c)的着色剂尤其以Macrolex绿G（溶剂绿28）为名为人所知。
根据这一实施方案使用的蓝色着色剂是式(3)和/或(4a/4b)和/或(5a/5b)的着色剂：
可以“Keyplast蓝KR”为名获得，CAS号116-75-6，
其中
- Rc和Rd互相独立地代表直链或支化烷基或卤素，优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、叔己基（Thexyl）或Cl，更优选甲基、Cl，尤其优选Cl，
- n，独立于各自的R，代表0至3的自然数，其中n=0的该基团是氢。
在一个优选实施方案中，Rc和/或Rd是Cl，并且在相对于携带胺官能的碳原子的邻位和/或对位，例如二-邻氯萘基、二-邻、单-对氯萘基和单-邻萘基。此外，在一个优选实施方案中，Rc和Rd各自代表优选在相对于携带氮官能的碳原子的间位的叔丁基。
在一个特别优选的实施方案中，所有环中的n=0，因此所有Rc和Rd = H。
基团R(5-20)各自互相独立地为氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、叔己基、氟、氯、溴、砜、CN。
R(5-20)优选在所有位置相同。更优选地，R(5-20)在所有位置都是H。在一个替代性实施方案中，R(5-20)在所有位置是Cl。
M优选是铝（当R = H时：铝酞菁，CAS: 14154-42-8）。镍（当R = H：镍酞菁，CAS:14055-02-8）、钴（当R = H时：钴酞菁，CAS: 3317-67-7）、铁（当R = H时：铁酞菁，CAS: 132-16-1）、锌（当R = H时：锌酞菁，CAS: 14320-04-08）、铜（当R = H时：铜酞菁，CAS: 147-14-8；当R = H和Cl时：多氯铜酞菁，CAS: 1328-53-6；当R = Cl时：十六氯酞菁，CAS: 28888-81-5；当R = Br时：十六溴酞菁，CAS: 28746-04-5）、锰（当R = H时：锰酞菁，CAS: 14325-24-7）。
尤其优选的是在所有位置M = Cu和R = H的组合。例如，M = Cu且R(5-20) = H的结构(5b)的化合物可作为Heliogen®蓝K 6911D或Heliogen®蓝K 7104 LW获自BASF AG,Ludwigshafen。
结构(5a)的化合物可例如作为Heliogen®蓝L 7460获自BASF AG,Ludwigshafen。
进一步可用的蓝色着色剂包括：
可以“Macrolex蓝3R Gran”为名获得的式(6)的着色剂
和/或可以“Macrolex蓝RR”为名获得的式(7)的着色剂（CAS 32724-62-2；溶剂蓝97；C.I. 615290），
进一步可用的蓝色着色剂是：
其中
- R1和R2互相独立地代表直链或支化烷基或卤素，优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、叔己基或Cl，更优选甲基、Cl，特别优选Cl，
- n代表0至4的自然数。
在一个特别优选的实施方案中，所有环中的n = 0，以使所有R1和R2 = H。
这种结构(8)的着色剂可以在来自BASF AG的Paliogen蓝系列下购得。
当使用结构(8)的着色剂时，尤其优选的是具有2 l/kg-10 l/kg，优选3 l/kg-8l/kg的松散体积（根据DIN ISO 787-11:1995-10测定）、5 m2/g – 60 m2/g，优选10 m2/g –55 m2/g的比表面积（根据DIN 66132:1975-07测定）和4-9的pH值（根据DIN ISO 787-9测定）的颜料。
作为红色着色剂优选使用可以“Macrolex红5B”为名获得的式(9)的着色剂，其具有CAS号81-39-0：
具有CAS号20749-68-2（也为: 71902-17-5）的式(10)的着色剂和具有CAS号89106-94-5的式(11)的着色剂也可用：
优选用作紫色着色剂的是具有CAS号61951-89-1的式(12)的着色剂、可以来自Lanxess AG的“Macrolex紫B”为名获得的具有CAS号81-48-1的式(13)的着色剂、或式(14a/14b)的着色剂：
其中R选自H和p-甲基苯基胺基团；优选R = H；
其中
- Ra和Rb互相独立地代表直链或支化烷基或卤素，优选甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、叔己基或Cl，更优选甲基、Cl，特别优选Cl，
- n，独立于各自的R，代表0至3的自然数，其中n=0的该基团是氢。
在一个优选实施方案中，Ra和/或Rb是Cl，并且在相对于携带胺官能的碳原子的邻位和/或对位，例如二-邻氯萘基、二-邻、单-对氯萘基和单-邻萘基。此外，在一个优选实施方案中，Ra和Rb各自代表优选在相对于携带氮官能的碳原子的间位的叔丁基。
在一个特别优选的实施方案中，所有环中的n=0，因此所有Ra和Rb = H。
也可用的是可以“Macrolex红紫R”为名获得的符合式(15)的着色剂，CAS号6408-72-6：
在另一个实施方案中，该热塑性材料包含以下组分：
- 基于该材料的总重量计至少99重量%的具有根据ISO 1133-1:2012-03（300℃，1.2 kg）测定的15至20 cm³/(10 min)的熔体体积流动速率MVR的芳族聚碳酸酯；
- 式(2a)、(2b)和/或(2c)的着色剂；
- 式(5b)的着色剂，其中M = Cu和R(5-20) = H；
- 式(10)的着色剂；
其中总共使用的着色剂的总和为基于该材料的总重量计的≥ 0.017重量%至≤0.057重量%。
在另一个实施方案中，该热塑性材料包含式(16)、(17)、(18)、(19)、(20)的黄色和/或橙色着色剂或其中至少两种的混合物：
用作黄色着色剂的是可以“Macrolex黄3G”为名获得的具有CAS号4702-90-3的式(16)的着色剂和/或可以“Macrolex橙3G”为名获得的式(17)的着色剂（CAS号6925-69-5，C.I. 564100）：
也可以使用可以“Oracet黄180”为名获得的具有CAS号13676-91-0的式(18)的着色剂、具有CAS号30125-47-4的式(19)的着色剂、和/或可以“Oracet橙220；溶剂橙116”为名获得的具有CAS号669005-94-1的式(20)的着色剂。
但是，除上述着色剂外原则上也可任选地额外使用附加着色剂。优选的这些是Heliogen绿类型（例如Heliogen绿K 8730；CAS 1328-53-6；颜料绿7；C.I. 74260）。
尤其优选的是在一组中的绿G (2a、b、c)、Heliogen绿和Heliogen蓝(5a、5b)、Paliogen蓝(8)和在另一组中的Macrolex红EG (10)和Amaplast紫PK (14a、14b)和M.紫B(13)，其与黄色着色剂组合。
下面列出示例性的着色剂组合，其中重量%的数据基于热塑性材料的总重量计并可偏离所示值的± 10%：
Macrolex紫3R (12)和Macrolex绿5B (1)，各0.1重量%的这两种着色剂；
Macrolex红EG (10) 0.004重量%、Macrolex紫3R (12) 0.001重量%和Heliogen蓝K6911 [(5b)，其中M=Cu和R(5-20)=H] 0.0024重量%；
Oracet黄180 (18) 0.0004重量%、Macrolex红EG (10) 0.0045重量%和Macrolex绿5B (1) 0.0046重量%；
Macrolex红EG (10) 0.0007重量%、结构(14a)和/或(14b)的着色剂0.0014重量%和Paliogen蓝 L6385 (8) 0.0030重量%；
结构(11)的着色剂0.0015重量%、Macrolex紫B (13) 0.0012重量%和Heliogen蓝K6911 [(5b)，其中M=Cu和R(5-20)=H] 0.0010重量%，和
0.0018重量%、Macrolex蓝RR (7) 0.0032重量%和Macrolex红EG (10) 0.0031重量%。
在另一个实施方案中，该盖板进一步包括面漆层。这可用于改进耐划伤性和耐候性。特别适用于此的例如用于建筑领域中的聚碳酸酯板材、用于由聚碳酸酯制成的前灯罩或用于聚碳酸酯汽车玻璃领域的涂层体系可大致分为三类：
(a) 基于聚硅氧烷漆层的热固性涂层体系，其既可以是单层的、也可以是多层的（在基底和聚硅氧烷面漆之间具有仅促进附着力的底漆层）。它们尤其描述在US 4,278,804、US 4,373,061、US 4,410,594、US 5,041,313和EP A 1 087 001中。一个变体是使用基于硅氧烷的面漆所必需的胶粘底漆作为防紫外线底漆，这通过向所述底漆中加入紫外线吸收剂并以较高的层厚度施加来实现。
(b) 具有防紫外线底漆和基于聚硅氧烷漆层的面漆的热固性多层体系。例如从US5,391,795和US 5,679,820中已知合适的体系。
(c) 例如基于丙烯酸酯、氨酯丙烯酸酯或丙烯酰基硅烷并任选包含用于改进耐划伤性的填料的UV固化涂层体系由于它们较宽的施涂层厚度窗口而同样可形成足够的耐候防护。这样的体系是已知的并尤其描述在US 3,707,397或DE 69 71 7959、US 5,990,188、US 5,817,715、US 5,712,325和WO 2014/100300中。
在另一个实施方案中，面漆层中所用的面漆是如已在c)下描述的借助UV辐射固化的面漆。
在另一个实施方案中，面漆层含有有机改性硅烷或其反应产物。
在另一个实施方案中，在面漆层和热塑性材料之间存在附着力促进层（底漆层）。优选的是包含二苯甲酰间苯二酚作为紫外线吸收剂的基于聚甲基丙烯酸甲酯的促进附着力的防紫外线底漆与含甲硅烷基化紫外线吸收剂的聚硅氧烷面漆的组合。这两个层，即底漆和面漆在此一起发挥紫外线防护功能。
在另一个实施方案中，该盖板进一步包括：减反射层、防凝结层、防尘层、改进耐介质性的层、改进耐划伤性的层或其组合。防凝结层和防尘层（防尘层）的实例是通过火焰硅化获得的层。减反射层包括具有低折射率（nD < 1.5）的层作为外层的所有单层或多层的层构造。在外侧使用的该漆层的使用也可尤其改进下列性质，即耐介质性、耐划伤性、减反射（防反射）性质和轻微防尘效果。
制造根据本发明的系统的方法包括步骤：
- 提供如上文所述定义的至少部分通过注射成型法制成的盖板；
- 提供LiDAR单元，其具有波长800 nm至1600 nm的激光的发射器和波长800 nm至1600 nm的光的接收器；
- 布置所述盖板以使由LiDAR单元发射并由其接收的红外光穿过盖板。
本发明的另一个方面是包括根据本发明的系统的运载工具。该系统不仅可安装在机动车上，也可安装在其它交通工具和移动工具，如无人驾驶飞机、飞机、直升机或轨道运载工具上，它们根据本发明都包含在术语“运载工具”中。也包括不一定用于移动的(半)自主机器，如机器人、收割机等。
本发明进一步涉及热塑性材料用于制造LiDAR传感器和/或LiDAR接收器的盖板的用途，其中所述热塑性材料含有透明热塑性聚合物和具有≥ 10个碳原子的单羧酸与具有≥ 3个碳原子的醇的单酯，并且条件是所述热塑性材料不含硬脂酸与季戊四醇的单酯、二酯、三酯和四酯，并且其中所述单酯是具有≥ 15个碳原子的单羧酸与甘油或具有≥ 15个碳原子的单醇的单酯。
在该用途的一个实施方案中，该热塑性聚合物是芳族聚碳酸酯。为避免重复，在进一步实施方案和定义方面参考关于根据本发明的系统的陈述。这些同样适用于根据本发明的用途。
实施例
下面参考后续实施例更特别地阐释本发明，但是不限于此。除非描述了相反内容，此处描述的测定方法用于本发明描述中的所有相应参数。
组分
PC-1:包含基于苯酚的端基的线性双酚A均聚碳酸酯，其具有19 cm³/10 min的熔体体积流动速率MVR（根据ISO 1133-1:2011在300℃和1.2 kg的载荷下测量），
PC-2:包含基于苯酚的端基的线性双酚A均聚碳酸酯，其具有12 cm³/10 min的熔体体积流动速率MVR（根据ISO 1133-1:2011在300℃和1.2 kg的载荷下测量），
PC-3:包含基于苯酚的端基的线性双酚A均聚碳酸酯，其具有6 cm³/10 min的熔体体积流动速率MVR（根据ISO 1133-1:2011在300℃和1.2 kg的载荷下测量），
A:季戊四醇四硬脂酸酯，CAS 115-83-3（来自德国Lonza GmbH公司的GlycolubeP），
B:单硬脂酸甘油酯，CAS 31566-31-1（来自德国Danisco Deutschland GmbH公司的Dimodan Hab Veg），
C:2-辛基十二醇硬脂酸酯，CAS 22766-82-1（来自德国Düsseldorf的EmeryOleochemicals Europe的Loxiol 3820），
D:季戊四醇二异氰酸酯，CAS 13081-97-5（来自美国Ohio的Struktol Company ofAmerica公司的Struktol VPEDS）。
配混
在KraussMaffei Berstorff公司的ZE25型号双螺杆挤出机中在260℃的机筒温度和大约280℃的物料温度和100转/分钟的转数下进行材料的配混。添加剂A至D与粉状聚碳酸酯PC-3以下面所示的量混合在一起，然后与聚碳酸酯PC-1或PC-2一起配混。
LiDAR信号强度的测量
为了减少散射光信号，在背离测量路径的一侧屏蔽LiDAR传感器的传感器头。仅使用激光器1、3、5、7、8、10、12和14。此外，将传感器接口中的传感器的视场（FOV）限制为20°（350°-10°）。所用反射面是涂有含TiO2的漆的光滑白平面。壁位于距LiDAR传感器3.2 m的距离处。
使用平行于LiDAR的样品支架测试试样，其中将样品背面布置在LiDAR传感器前方大约15 mm处，以使输出信号和反射的输入信号都必须穿过受试板材的壁厚度。使用来自LiDAR传感器制造商Velodyne的“VeloView”软件进行评估。测定对样品测得的强度的平均值。将这一样品平均值除以参考测量（空气）的平均值，以测定相对强度。
重新记录的激光信号的测得强度为0%至100%。该信号的衰减（弱化）越低，即测得的信号的强度越高，该盖板越适用于汽车领域中的LiDAR辅助传感器应用。在实施例中测得的强度记载在“以%计的相对于空气值的LiDAR信号”一栏中。
静摩擦的测量
使用改良的Arburg-370S-800-150型号注射成型机测定摩擦系数。该方法描述在EP 1 377 812 B1中。静摩擦是由使相对于彼此静止的物体（活塞/试样）开始运动所需的力（阈值）推导出的摩擦值。
静摩擦系数定义如下：FR= µ x FN，或为µ重排，µ = FR/ FN（FN = 法向力，FR = 摩擦力，µ = 摩擦系数）。
在圆周运动的情况下，适用以下关系：FR = Md/rm（Md = 扭矩，rm = 摩擦面（环面）的平均半径）和Md/rm = µ x FN，和为µ重排，µ = Md/(rm x FN)。
在摩擦系数模具中制造具有92 mm的外径和2.6 mm的厚度的圆盘形试样。所述试样在其外缘具有5 mm高和3 mm宽的条，在其上存在与齿形带轮相当的浅凹陷，由此将扭矩从模具转移到试样。
这允许在圆盘形试样固化后立即在其上测定静摩擦系数。在这种情况下存在摩擦力与扭矩成比例的关系。在打开模具后，与扭矩传感器连接的活塞以所定义的法向力FN推挤模制件（摩擦搭档）。在模制件的另一侧，夹住试样并开始旋转。在此，通过在活塞上测得的扭矩测定在活塞和试样之间的静摩擦系数。由于相对滑动的平面的不平整会造成摩擦（卡住），将活塞配置为具有平均表面粗糙度Ra = 0.05 µm。
将材料在注射成型机中熔融，并在280℃的熔体温度下注入具有80℃的模具壁温度的封闭摩擦系数模具中，并在550巴的后续压力下保持15秒的时间。在20秒的剩余冷却时间后，稍许打开模具并测定静摩擦系数和滑动摩擦系数。
结果显示在下表中。标为"V"的实施例是对比例，且标为"E"的实施例是本发明的。
| 1V | 2V | 3V | 4E | 5E | 6E | 7E | 8V | 9V | 10V | 11E | |
| 组成[重量%] | |||||||||||
| PC-1 | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | 95 | ||
| PC-2 | 95 | 95 | |||||||||
| PC-3 | 4.8 | 4.7 | 4.6 | 4.98 | 4.96 | 4.85 | 4.7 | 4.97 | 4.96 | 4.6 | 4.96 |
| A | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.4 | |||||||
| B | 0.02 | 0.04 | 0.04 | ||||||||
| C | 0.15 | 0.3 | |||||||||
| D | 0.03 | 0.04 | |||||||||
| 结果 | |||||||||||
| LiDAR信号强度[%] | 78.7 | 78.4 | 73.7 | 80.8 | 80.2 | 82.6 | 80.7 | 81.9 | 82.6 | 78.4 | 80.4 |
| 静摩擦系数 | 0.32 | 0.29 | 0.27 | 0.37 | 0.33 | 0.29 | 0.25 | 0.44 | 0.43 | 0.27 | 0.27 |
| 滑动摩擦系数 | 0.35 | 0.33 | 0.30 | 0.37 | 0.34 | 0.31 | 0.25 | 0.44 | 0.43 | 0.30 | 0.27 |
显而易见，只有本发明的组合物同时实现高残余信号强度和由滑动摩擦系数和静摩擦系数表示的所需脱模效果。含其它脱模剂的组合物没有表现出所需性质组合。
Claims (15)
1.传感器系统，其包括
- LiDAR单元，其具有波长800 nm至1600 nm的激光的发射器和波长800 nm至1600 nm的光的接收器；
- 盖板，其布置为使得由LiDAR单元发射并由其接收的红外光穿过盖板，
其特征在于
所述盖板包括热塑性材料的层，其中所述热塑性材料含有透明热塑性聚合物和具有≥10个碳原子的单羧酸与具有≥ 3个碳原子的醇的单酯，其中所述单酯是具有≥ 15个碳原子的单羧酸与甘油或具有≥ 15个碳原子的单醇的单酯，
条件是所述热塑性材料不含硬脂酸与季戊四醇的单酯、二酯、三酯和四酯。
2.如权利要求1中所述的系统，其中所述单酯是具有15至20个碳原子的单羧酸的单酯。
3.如权利要求1或2中所述的系统，其中所述单酯以基于热塑性材料的总重量计≥0.01重量%至≤ 0.6重量%的比例存在。
4.如前述权利要求任一项中所述的系统，其中所述透明热塑性聚合物是芳族聚碳酸酯。
5.如前述权利要求任一项中所述的系统，其中所述盖板仅在如下的程度上使LiDAR信号衰减，即由LiDAR单元发射并由其再接收的红外光的信号强度（通过在3.2 m距离处的涂有含TiO2的白色漆的光滑平面上的反射测定）为无盖板的情况下测定的参考强度的≥80%。
6.如前述权利要求任一项中所述的系统，其中所述热塑性材料具有≤ 0.37的如EP 1377 812 B1中所述测定的静摩擦系数。
7.如前述权利要求任一项中所述的系统，其进一步包括对波长380 nm至780 nm的可见光的摄像机，其中由所述摄像机接收的可见光穿过盖板。
8.如前述权利要求任一项中所述的系统，其中所述盖板进一步包括含染料的层和/或在所述热塑性材料中含有着色剂，以使所述盖板具有根据DIN ISO 13468-2:2006（D65，10°）测定的≥ 3%至≤ 25%的在380至780 nm范围内的光透射率Ty，且着色剂是至少一种绿色和/或蓝色着色剂以及是至少一种红色和/或紫色着色剂。
9.如前述权利要求任一项中所述的系统，其中所述盖板进一步包括面漆层。
10.如权利要求9中所述的系统，其中在面漆层和热塑性材料之间存在附着力促进层。
11.如前述权利要求任一项中所述的系统，其中权利要求1中描述的层的热塑性材料仅含芳族聚碳酸酯作为透明热塑性聚合物并且不含除提到的那些外的其它单羧酸单酯。
12.制造如前述权利要求任一项中所述的系统的方法，其包括步骤：
- 提供如前述权利要求任一项中所定义的至少部分通过注射成型法制成的盖板；
- 提供LiDAR单元，其具有波长800 nm至1600 nm的激光的发射器和波长800 nm至1600nm的光的接收器；
- 布置所述盖板，以使由LiDAR单元发射并由其接收的红外光穿过盖板。
13.包括如权利要求1至11任一项中所述的系统的运载工具。
14.热塑性材料用于制造LiDAR传感器和/或LiDAR接收器的盖板的用途，
其特征在于
所述热塑性材料含有透明热塑性聚合物和具有≥ 10个碳原子的单羧酸与具有≥ 3个碳原子的醇的单酯，
条件是所述热塑性材料不含硬脂酸与季戊四醇的单酯、二酯、三酯和四酯，并且其中所述单酯是具有≥ 15个碳原子的单羧酸与甘油或具有≥ 15个碳原子的单醇的单酯。
15.如权利要求14中所述的用途，其中所述透明热塑性聚合物是芳族聚碳酸酯。
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