CN113518927A - 用于识别物体的装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于识别监控环境（50）中的物体（12）的装置（10），所述装置（10）具有用于将光（60）尤其激光发射到监控环境（50）的发射部分（20）和用于接收监控环境（50）中的物体（12）反射的光（66）的接收部分（30）。此外，本发明涉及包括用于识别监控环境（50）中的物体（12）的装置（10）的车辆（100）。

Description

用于识别物体的装置和车辆

技术领域

本发明涉及一种用于识别监控环境中的物体的装置，所述装置具有用于将光（特别是激光）发射到监控环境中的发射部分和用于接收监控环境中的物体反射的光的接收部分。本发明还涉及一种车辆，其包括用于识别监控环境中的物体的装置。

背景技术

众所周知已有装置能够在监控环境中基于光识别物体，例如，在车辆中使用这类装置，能够向车辆提供其与车辆环境中的物体的距离的测量值。因此，这种用于识别物体的装置特别有助于自动驾驶车辆的数据基础。

在这方面，已知的用于识别物体的装置具有光源（通常是单个光源），通过光源可以将光传送至环境中，光被环境中的物体反射而返回至装置并记录在其中，同时光用于确定或识别相应监控环境中的物体。

发明内容

本发明的一个目的是总体上改进用于识别监控环境以及车辆中的物体的装置。特别地，本发明的一个目的是提供一种用于识别监控环境中的物体的装置以及车辆（该装置和车辆被改进以加快识别物体的速度），和/或至少提高监控环境的某些部分中的分辨率，和/或可以降低识别监控环境中的物体所需的能量。

上述目的可以通过具有如下特征的用于在监控环境中识别物体的装置和具有相应特征的车辆得以实现。关于根据本发明的装置描述的所有特征和优点也可以由根据本发明的车辆提供，反之亦然，从而在每种情况下可以交替地参考或可以参考本发明的各个方面。通过说明书和附图可以得出本发明的其他可选特征和优点。

根据本发明的第一方面，该目的通过一种用于识别监控环境中的物体的装置来实现，所述装置具有用于将光（特别是激光）发射到监控环境中的发射部分和用于接收监控环境中的物体反射的光的接收部分。

在根据本发明的装置中可以规定，发射部分具有用于将具有第一光特性的光发射到监控环境的第一照明部分中的第一发射单元和用于同时将具有第二光特性的光发射到监控环境的第二照明部分的至少一第二发射单元，其中，第一光特性和至少一第二光特性不同地形成，接收部分包括用于同时接收具有第一光特性的反射光和具有至少一第二光特性的反射光的接收单元。

根据本发明的装置的特征在于，由第一发射单元发射的第一光特性的光和由至少一第二发射单元发射的至少一第二光特性的光的形成为混色；其中，第一光色仅用作第一光特性的一部分，第二光色仅用作第二光特性的一部分，至少一第三光色用作两种光特性的一部分；此外，第一发射单元和至少一第二发射单元用于闪光状地照明各自的照明部分，从而完整地照明各自的照明部分。

在根据本发明的用于识别监控环境中的物体的装置中，根据本发明的装置特别为此目的使用光。优选地，所述光可以形成为激光，特别是具有激光的例如关于可聚焦性、波长稳定性和/或相位稳定性等的有利特性，其可以在此使用。本发明意义上的光尤其可理解为可见光，即波长在大约400nm和大约800nm之间的电磁辐射，但也可被理解为电磁光谱的相邻范围，例如UV光和/或红外光。

为了识别监控环境中的物体，通过根据本发明的装置的发射部分发射光，该光在监控环境中的物体处被反射，并且随后被根据本发明的装置的接收部分接收。根据本发明的装置，其他可能元件例如评估单元可以对接收部分所确定的数据进行分析，并且可以以这种方式识别监控环境中的物体。替代地或附加地，也可以在根据本发明的装置之外的附加的外部评估单元中进行这种数据分析。

发射部分具有第一发射单元和至少一第二发射单元。至少两个发射单元可以例如至少基本上具有相同的构造，但是它们在各自可以发射的特定光方面不同。为此，它们尤其也可以分别形成为单独的组件。替代地，也可以想到将至少两个发射单元集成到单个组件（例如共用的壳体）中。因此，第一发射单元可以发射具有第一光特性的光，第二发射单元可以发射具有第二光特性的光。在这方面，此二光特性是不同的。特别地，以这种方式，可以在接收反射光时，基于其光特性，将接收到的光与各自相应的发射单元关联起来。

这两个发射单元还可被设计和/或设置成使得第一发射单元将其光发射到监控环境的第一照明部分中、第二发射单元将其光发射到监控环境的第二照明部分中。换言之，在根据本发明的装置中，用具有不同光特性（取决于所源自的发射部分）的光照明监控环境。由于发射部分的发射单元对光的发射同时发生，因此整个监控环境在每次照明时都被发射部分的光完全覆盖。在这方面，被至少一照明部分覆盖的监控环境的每个单独子区域被来自至少一发射单元的光照亮。

根据物体在监控环境中的位置，物体反射来自第一发射单元的具有第一光特性的光和/或来自至少一第二发射单元的具有第二光特性的光。为了接收该反射光，根据本发明的装置包括具有接收单元的接收部分，其中接收单元用于识别具有第一光特性的反射光和识别具有至少一第二光特性的反射光。特别地，接收部分的接收单元同时对具有至少两种光特性的光进行前述识别。换言之，所述物体是被第一发射单元的光、第二发射单元的光还是被来自此二发射单元的光照射，对于识别监控环境中的物体是不相关的。换言之，接收单元可以同时监测对应于至少两个发射单元照射的总的空间角度范围的总的监控环境。由此可以针对整个监控环境同时检测物体。

根据本发明的装置的特征还在于，第一光特性和至少一第二光特性形成为相应光的混色，其中，第一光色特别是蓝色仅用作第一光特性的一部分，第二光色特别是绿色仅用作第二光特性的一部分，并且至少一第三光色特别是红色用作此二光特性的一部分。优选地，在这方面，可以考虑到，光可以根据其光色而具有不同的特性。例如，光的传播可能取决于环境条件；特别地，在例如出现雪或雨时，与波长较短的光相比，波长较长的光由于散射而减弱的强度较小。在这方面，本发明意义上的光色可以优选地设置为窄限制的波长带，例如，平均值附近的±25nm，优选±5nm，例如约470nm的平均值附近的蓝色和/或约540nm的平均值附近的绿色。在使用激光时，这些波长带甚至可以进一步限制为单色光。由于第一光色只能用作第一光特性的一部分、第二光色只能用作第二光特性的一部分，因此可以特别容易地在接收部分的接收单元中同时识别两种不同类型的光。同时，可以特别容易地区分这两种类型的光。此外，至少一第三光色，例如红色（波长带的平均值优选在大约700nm）也额外用作两种光特性的一部分。例如，整个监控环境的照明亮度可以由此得以改善，并且由此可以提高在例如监控环境中仅弱反射的物体的识别。

根据本发明的装置还可以被配置为使得第一发射单元和至少一第二发射单元闪光状地照明各自的照明部分。闪光状的照明完全照亮整个照明部分。闪光状的照明可以特别快速地识别监控环境中的物体。优选地，在对各自照明部分进行完整的闪光状的照明中，可以放弃使用用于相应发射单元的光的与角度相关的偏转的移动部件（例如可动反射镜）。

在根据本发明的装置中还可以规定，至少一第四光色被用作第一和/或至少一第二光特性的一部分。换言之，第一和/或第二光特性的混色不限于在不同情况下的两种光色，而是也可以形成为三种或更多种光色的混色。在这方面，例如，仅在混色之一中使用的第四光色能够实现甚至更好地区分具有不同光特性的光。存在于第一光特性和至少一第二光特性两者的混色中的第四光色例如可以进而甚至更好或更亮地照亮整个监控环境。

根据本发明的装置还可以设计成使得第一发射单元包括用于将具有第一光色的光和具有第三光色的光中的至少一种光组合成具有第一光特性的光的第一分色镜，和/或至少一第二发射单元包括用于将具有第二光色的光和具有第三光色的光中的至少一种组合成具有第二光特性的光的第二分色镜。分色镜是一种光学元件，它选择性地反射一部分光谱，特别是一种波长范围的光或一种光色的光，其中该波长范围之外的光或具有不同光色的光可以穿过分色镜。

第一发射单元整体上可以用于发射具有第一光特性的光，其中第一光特性形成为第一光色和第三光色的混色。第一发射单元通常具有两个光发射器，一个用于第一光色，另一个用于第二光色。这两个光发射器相对于第一分色镜设置，使得分色镜可透过其光色的那个光发射器的光至少基本上不受阻碍地透过该反射镜，而分色镜以反射方式对其光色起作用的另一个光发射器的光在该分色镜处反射，从而在分色镜之后的光与第一光发射器的光平行对准。换言之，分开提供的具有不同光色的两部分的光被分色镜组合成具有第一光特性的光，即第一光色和第三光色的混色。在这方面，分色镜可以例如被设置为对于第一光色是可穿透的并且对于第三光色是可反射的。替代地，也可以考虑设计与它相对的分色镜。

类似地，也可以使用分色镜来简化提供具有第二光特性的光，即第二光色和第三光色的混色。然后，在这种情况下，分色镜被设置为对于第二光色是可穿透的并且对于第三光色是可反射的，或者可以替代地被设置为对于第二光色是可反射的并且对于第三光色是可穿透的。

还可以规定，将来自共同使用的光发射器的具有第三光色的光提供给第一发射单元和第二发射单元。

在使用第四光色作为第一光特性和/或第二光特性的混色的一部分时，第一发射单元和/或第二发射单元相应地也可以具有另外合适的分色镜以将具有第四光色的光添加到具有相应混色的光。

根据本发明的装置还可以设计成使得接收部分，特别是接收单元，具有至少一第三分色镜，用于分离反射光的第一光特性和第二光特性的光色。在监控环境中（特别是在监控环境中的物体处）反射的光可以具有第一光特性和第二光特性，这取决于反射光是由第一发射单元还是由第二发射单元发射。因此第一光色、第二光色和第三光色、任选地还有至少一第四光色存在于反射光中。此时可以通过作为接收部分的元件、特别是作为接收单元的元件的至少一第三分色镜提供将反射光分成每束光，优选地每束光仅具有一种光色。以这种方式可以使用与相应的光色协调并且因此特别灵敏的光检测器。总之，接收单元的灵敏度可以因此提高。

根据本发明的装置可以优选地被配置为使得第一照明部分和至少一第二照明部分完全或至少基本上完全覆盖监控环境。换言之，可以规定，第一照明部分和至少一第二照明部分的照明区域（contamination quantity）优选地包括监控环境或者甚至形成为大于监控环境。以这种方式可以确保识别整个监控环境中的物体。

本发明的另一种实施例可以包括：第一照明部分和至少一第二照明部分等分地或至少基本上等分地覆盖监控环境，优选地，监控环境覆盖120°×40°的角度范围，第一照明部分和第二照明部分各自覆盖60°×40°的所述角度范围。换言之，可以规定，监控环境优选地不仅完全被发射单元的各个照明部分覆盖，而且被它们等分地划分。因此，每个发射单元将其光发射到照明部分中，其中所有发射单元的各个照明部分的尺寸相同。因此可以简化这些照明或各照明部分的照明的同步。在不同情况下，相对于根据本发明的装置的中心测量方向对一监控环境进行测量时，优选为120°×40°角度范围的监控环境，因此当存在二个发射单元时，可以优选地在不同情况下将二个照明部分划分为60°×40°。

根据本发明的装置还可以被配置为使得第一照明部分和至少一第二照明部分不重叠，和/或第一照明部分和至少一第二照明部分彼此相邻，优选地至少部分地彼此直接相邻。通过避免重叠，整个监控环境得以特别节能且完全地被照明。前述两个照明部分邻接、特别是直接邻接的实施例又可以确保两个照明部分之间不存在没有被两个发射单元之一的光照射的监控环境的区域。

替代地，可以规定，第一照明部分和至少一第二照明部分在冗余区域中重叠，特别是至少一第二照明部分与第一照明部分完全重叠并且因此形成冗余区域。换言之，在该冗余区域中，具有第一光特性的光和至少一第二光特性的光的至少两个发射单元照亮当前物体，并且随后通过接收部分的接收单元的第一光特性和至少一第二光特性的反射光的重合来识别当前物体。因此，一方面可以以更高的确定性来识别该物体，还可以例如同时提高所识别物体的分辨率。特别地，在至少一第二照明部分与第一照明部分完全重叠时，还可以通过第一照明部分生成整个监控环境和其中存在的物体的概览，并且优选地通过至少一第二照明部分同时提供更详细的监控环境区域的视图（尤其适于呈现当前物体的区域）。

上述相互邻接的照明部分和交替重叠的照明部分的两个实施例中，每个实施例大体适用于所讨论的监控环境与根据本发明的装置的接收部分之间的间隔固定。特别地，对于不重叠的照明部分和重叠的照明部分的两个实施例变体，其可以在同一装置中同时实施以用于不同间距的两个或更多个所考虑的监控环境。例如，特别地也可以仅在由根据本发明的装置执行或在其下游执行的评估单元中在距接收部分的不同间距处界定和/或计算一或多个监控环境。

因此，根据本发明的装置的另一实施例，可以规定，第一照明部分设置在距接收部分第一间距的位置，并且至少一第二照明部分设置在距接收部分第二间距的位置，第一间距和第二间距不同地形成。换言之，第一照明部分可以例如设置在更靠近接收部分的近区，而第二照明部分可以设置在更远的远区。以这种方式，根据本发明的装置可以例如同时监控远区和近区。在该实施例中，整个监控环境由当下空间分离的单独照明部分而生成。如上所述，近区也可以例如至少部分地被用于照亮远区的光照亮，反之亦然，其中这可以考虑在由根据本发明的装置或在其下游中进行评估，以便例如进一步提高近区的分辨率和/或远区的照明。

根据本发明的装置还可以被配置为使得第一发射单元和/或至少一第二发射单元和/或接收单元（特别是整个发射部分和/或整个接收部分）的形成不涉及移动部件，尤其是可动反射镜。根据本发明的装置的发射单元用于闪光状的完全照明或整个相应照明部分的照明。接收单元又同样用于完全并同时接收来自整个监控环境的反射光。因此，在根据本发明的装置中可以省去通常是扫描发射部分和/或接收部分中的照明部分所必需的移动部件（例如可动反射镜）。由于根据本发明的装置没有移动部件的这种设计，所述装置总体上可以以机械上更简单的方式得以提供并且因此也可以更易于维护并且更不容易发生机械故障。

根据本发明的装置的实施例还可以包括具有多个光传感器的接收单元，特别地，光传感器设置成传感器矩阵，优选地光传感器可作为传感器矩阵的像素，其中传感器矩阵优选具有作为像素的600x200个光传感器。特别地，由于设置多个光传感器，可以例如提高接收部分的接收单元的灵敏度。由此尤其可以提高对物体的识别，其中发射单元发射的光在该物体上仅被轻微反射。由于根据本发明的整个装置不会因单个光传感器的故障而变得无法使用，因此通过使用多个光传感器还可以提高接收单元的故障安全性。光传感器在传感器矩阵中的布置，其中优选地光传感器形成为传感器矩阵的像素，代表了特别优选的这种光传感器并且特别节省空间布置。包括600×200个光传感器作为像素的传感器矩阵已被证明特别适合于在接收单元的灵敏度和接收单元占用的必要安装空间之间实现尽可能好的协调。

根据本发明的装置可以进一步设置为使得多个光传感器包括第一传感器组和部分与其不同的至少一第二传感器组，其中第一传感器组的光传感器用于接收具有第一光特性的反射光，至少一第二传感器组的光传感器用于接收具有第二光特性的反射光。换言之，对于预期的每个光特性，特定传感器优选地设置在接收单元中。以这种方式可以尤其容易确保识别和/或区分具有第一光特性和至少一第二光特性的光。在这方面可以特别利用这一事实，即用于接收特定光特性的专用光传感器通常比用于接收具有许多不同光特性的光的光传感器更小、更简单和更便宜。因此，整体上可以以更简单和更便宜的方式提供根据本发明的装置。

在根据本发明的装置的另一优选的实施例中，还可以规定第一传感器组的光传感器和至少一第二传感器组的光传感器交替地布置在传感器矩阵中。换言之，以这种方式可以确保接收具有各个不同光特性的光的能力均匀地或至少基本上均匀地分布在传感器矩阵的整个有源区域上并且因此同样分布在接收单元的整个有源区域上。因此可以在作为传感器矩阵设置的接收单元的整个区域上接收具有所有光特性的光。

此外，根据本发明的装置可以被配置为使得接收部分包括用于对反射自监控环境的第一照明部分的光和反射自监控环境的至少一第二照明部分的光进行光学成像和/或将其聚焦到接收单元的第一成像单元，其优选地包括至少一个透镜。通过这样的第一成像单元可以确保反射自监控环境中的物体的光也安全地到达接收部分的接收单元。还可以例如通过这样的第一成像单元确保入射的反射光均匀地分布到接收单元的传感器矩阵。因此可以确保对整个接收单元的照明特别好。

替代地或附加地，可以规定第一发射单元和/或第二发射单元包括用于对由相应发射单元发射的光进行光学成像和/或将其聚焦到相应的第一照明部分和/或至少第二照明部分上的第二成像单元，其优选地包括至少一个透镜。类似于上述的第一成像单元，通过这样的第二成像单元可以确保发射到监控环境中的光以聚焦的方式到达相应的照明部分并且优选地将其完全照亮。在此还可以例如通过这样的第二成像单元确保由第一和/或第二发射单元发射的光均匀地分布到相应的照明部分。因此可以确保对整个监控环境的照明特别好。此外，这些第二成像单元还可以用于例如通过偏振滤光器和/或滤色器设置和/或改变相应的光特性。

此外，在根据本发明的装置中可以规定，第一发射单元和/或第二发射单元具有多个光发射器，其中光发射器设置成发射器矩阵，特别是作为发射器矩阵的像素而设置，优选地发射器矩阵具有作为像素的2×4个光发射器。由于多个光发射器作为发射单元的一部分，总体所需的光功率可以分配给许多单独的光发射器。因此，各个光发射器又可以被设置得更小、消耗更少并且总体上更便宜。因为根据本发明的整个装置不会在单个光发射器出现故障时变得无法使用，所以也可以通过使用多个光发射器来提高相应发射单元的故障安全性。具有作为像素的单个光发射器的发射器矩阵，特别优选地为2×4发射器矩阵，已被证明是特别有效的，以便在同时减小单个光发射器的尺寸的情况下仍然能够为单个发射单元提供光能所需的功率。在至少两个发射单元设计在公共组件中的实施例中，还可以规定，两个发射单元的光发射器一起形成发射器矩阵，然后相应的发射单元以交替方式布置在发射机矩阵中。

根据本发明的装置可以优选地被配置为使得接收单元设置在第一发射单元和至少一第二发射单元之间。换言之，由发射单元设计接收单元。以这种方式可以将传输单元相对于接收单元设置得特别节省空间且布置紧凑，从而提供根据本发明的整个装置的空间特别节省且布置紧凑。

根据本发明的第二方面，本发明的目的之一由包括用于识别监控环境中的物体的装置的车辆得以满足。根据本发明的车辆的特征在于，根据本发明的第一方面对该装置进行配置。因此，根据本发明第二方面的车辆也可以具有根据本发明第一方面的用于识别监控环境中的物体的装置的所有优点。本发明包括根据本发明第一方面的这种装置。

在根据本发明的装置的替代实施例中，根据本发明的装置可以被配置为使得第一发射单元和/或至少一第二发射单元用于扫描相应的照明部分。在这方面，可以将该扫描作为相应照明部分的上述闪光式照明的替代或补充。在扫描时，各个照明部分例如被发射单元的窄聚焦光束逐行扫描，优选地，在本发明的意义上，每条线依次以类似闪光的方式被照亮。例如可以在通过扫描识别物体时提高空间和/或局部分辨率。

在这方面，根据本发明，通过至少两个用于同时传输光的发射单元、以及通过设计接收单元使得它用于同时接收具有不同光特性的反射光，可以产生若干优点。

由于存在至少两个发射单元，因此可以总体上提高相对于整个监控环境的扫描速度。特别地，由于至少两个发射单元中的每一个仅扫描分配给它的照明部分并因此仅扫描整个监控环境的一部分，因此相比使用单个发射单元对整个监控环境的扫描，使用至少两个发射单元对整个监控环境的扫描总体上可以以更少的时间进行。因此类似地随着发射单元数量的增加，可以提高扫描速度，优选成正比地提高扫描速度。

同时，对于每个单独的发射单元，可以例如减小受各个发射单元照明的监控环境的照明部分，从而使得扫描速度，即由各个发射单元照亮整个照明部分所需的时间，一方面也可以因此减少，同时也可以降低为此所需的电能。

替代地或附加地，各个发射单元也可以以更高的分辨率扫描相应的照明部分，从而可以在识别监控环境中的物体时提高整体的分辨率。由于将整个监控环境划分为每个由单独的发射单元照明的照明部分，因此可以在不增加或至少不显着增加照明监控环境所需的总时间的情况下实现分辨率的提高。

下面将参考附图进一步描述本发明的特征和优点。在每种情况下，具有相同功能和操作的元件在各个附图中对应为相同的附图标记。

附图说明

各个附图如下：

图1示意性示出了根据本发明的车辆；

图2示意性示出了根据本发明的装置的第一实施例；

图3示意性示出了根据本发明的装置的第二实施例；

图4示意性示出了根据本发明的装置的第三实施例；

图5示意性示出了根据本发明的装置的可能视场；

图6示意性示出了发射单元和接收单元；

图7示意性示出了发射部分的另一个实施例；

图8示意性示出了接收部分的另一个实施例。

具体实施方式

图1示出了配备有根据本发明的装置10的车辆100。装置10（例如图2、图3所示）将光60发射到监控环境50中。位于监控环境50中的物体12至少部分地将发射的光60反射回装置10，该被反射的发射光60称为反射光66。装置10接收反射光66并随后计算以识别监控环境50中的物体12；从而可以提供例如车辆100和物体12之间的间距测量，如此，例如特别有助于自动驾驶车辆100的数据基础。

图2示出了根据本发明的装置10的第一实施例的基本元部件。根据本发明，发射部分20和接收部分30是装置10的核心。如图所示，发射部分20可以具有第一发射单元和至少一第二发射单元，用于相应地发射光60。在这方面，规定第一发射单元22配置为用于发射具有第一光特性62的光60，第二发射单元24配置为用于发射具有第二光特性64的光60。光特性62、64可以例如是对应于所发射的光60的波长、偏振、相位和/或混色。例如，第一光特性62可以是40％蓝色和20％红色的混色，而第二发射单元24发射的光60的第二光特性64可以是10%红色和30%绿色的混色。在所示的实施例中，发射单元22、24均具有第二成像单元44。各个第二成像单元44可以例如具有镜头，并且被配置和提供为用于将所发射的光60光学成像到相应的成像部分52、54之中或其上。如此的第二成像单元44也可以提供所发射的光60的相应光特性62、64的变化。

在本实施例中，两个发射单元22、24将它们各自的光60发射到完全覆盖监控环境50的照明部分52、54中，其中第一照明部分52和第二照明部分54彼此不重叠并且直接相邻。以这种方式可以对整个监控环境50进行特别好的和节能的完全照明。因此，监控环境50可以例如覆盖根据本发明的装置10前方120°×40°的范围，两个照明部分52、54等分地覆盖该监控环境50，因此优选地例如每个照明部分覆盖60°×40°。

发射单元22、24可以例如以相应照明部分52、54的扫描和/或闪光状照明的形式发射相应的光60。

反射所发射的光60的物体12（未示出）可以位于监控环境50中。该反射光66在具有相应的光特性62、64的每种情况下被反射回根据本发明的装置10。为了接收反射光66，根据本发明的装置10具有接收部分30，如图所示，该接收部分30可以优选地设置在发射部分20的两个发射单元22、24之间。反射光66首先影响接收部分30的第一成像单元42，第一成像单元42将反射光66成像或聚焦到接收部分30的接收单元32上，其独立于相应的光特性62、64。在接收单元32中，反射光66是用两种光特性62、64反映（registered）。然后在由根据本发明的装置10或其下游执行的评估和分析单元中，可以根据关于监控环境50中的识别物体12的这些测量数据得出结论。

图3示出了根据本发明的装置10的替代实施例，其本质上与图2所示的实施例不同之处仅在于将监控环境50划分为两个照明部分52、54。因此可参考图2的以上描述关于根据本发明的图3所示相应装置10的发射部分20和接收部分30。

在该实施例中，对于根据本发明的装置10，规定第一发射单元22的第一照明部分52和第二发射单元24的第二照明部分54重叠。换言之，二照明部分52、54的重叠区域中形成冗余区域56，该区域被具有第一光特性62和第二光特性64的光60照亮。以这种方式在冗余区域56可以提供特别高的分辨率。

此外，当从根据本发明的装置10的不同间距70、72处观察二监控环境50时，图2和图3所示的根据本发明的装置10的两个实施例也可以同时执行。例如，尤其也可以仅在由根据本发明的装置或其下游执行的评估中在距接收部分的不同间距处限定和/或评估一个或多个监控环境。

特别地，如图4所示，这也可以被提供为使得最初提供的照明部分52、54已经设置或提供在距接收部分30不同的间距70、72处。以这种方式，可以同时监控第一间距70处的第一照明部分52所覆盖的远处区域和第二间距72处的第二照明部分54所覆盖的近处区域。再次地，总的监控环境50由现在空间可分离的单独照明部分52、54产生并且因此可以以简单的方式扩展。在这方面，如图所示，由第一照明部分52覆盖的角度范围可以优选地小于由至少一第二照明部分54覆盖的角度范围。如此，可以至少部分补偿远处区域照明上相当高的能量消耗。

图5示出了根据本发明的装置10在具有物体12（比如球）的道路14的可能视场。在该实施例中，至少一第二照明部分54特别地与第一照明部分52完全重叠。换言之，冗余区域56由第二照明部分54形成。以此方式，可以以更高的分辨率识别位于该冗余区域56中的物体12并且由此可以更详细地进行识别。照明部分52、54又一起构成监控环境50。还可以规定以不同的间距70、72设置照明部分52、54（见图4），因此第一照明部分52照亮远处区域并且至少一第二照明部分54照亮近处区域。

图6示出了发射部分20的发射单元22、24和接收部分30的接收单元32的可能实施例。因此，发射单元22、24可以例如具有排列成发射器矩阵26的光发射器28。例如，如图所示，八个光发射器28可以形成2×4的发射器矩阵26。在一未被示出的替代实施例中，至少二发射单元22、24设计在一公共组件中。在这方面，例如可以规定，二发射单元22、24的光发射器28一起形成发射器矩阵26，然后各个发射单元22、24或其光发射器28可以以交替方式设置在发射器矩阵26中。

对接收部分30的接收单元32也可以进行类似的设置。因此，这里也可以设置多个光传感器36，它们同样以传感器矩阵34的形式设置，这里示意性地示出了一些光传感器36。在这方面，光传感器36可以优选地组合为第一传感器组38和第二传感器组40，其中各个传感器组38、40用于识别二光特性62、64中的一个（未显示）。特别地，已经发现对传感器矩阵34中的二传感器组38、40的光传感器36进行交替设置是优选的。传感器矩阵34可以例如优选地具有600×200个光传感器36作为像素。

图7示意性地示出了包括第一发射单元22和第二发射单元24的发射部分20。第一发射单元22用于将具有第一光特性62的光60发射到监控环境50的第一照明部分52中，第二发射单元24用于将具有第二光特性64的光60发射到监控环境50的第二照明部分54中。二照明部分52、54在冗余区域56中重叠，冗余区域56由二发射单元22、24照亮。

特别地，二光特性62、64形成为混色，第一光特性62形成为具有第一光色80和第三光色84的光60的混色，第二光特性64形成为具有第二光色82和同样第三光色84的光60的混色。为此，第一发射单元22和第二发射单元24都具有相应的光发射器21，用于发射具有各自光色80、82、84的光60。

发射单元22、24中各自设置一分色镜23、25，用于组合由光发射器21提供的光60。分色镜23、25是光学部件，其选择性地仅反射光谱的一部分，特别是一种波长范围的光60或一种光色80、82、84的光60，其中该波长范围之外的光60或具有不同于光色80、82、84的光60可以穿过分色镜23、25。

在所示的发射部分20的实施例中，分色镜23、33都用于反射具有第三光色84的光60。第一分色镜23位于第一发射单元22内，使得穿过其的具有第一光色的光60及在其处反射的具有第三光色84的光60组合以形成具有第一光特性62的光60。类似地，第二分色镜25位于第二发射单元24内，使得穿过其的具有第二光色82的光60和在其处反射的具有第三光色84的光60组合成具有第二光特性64的光60。

总之，由于可以省去特别地用于产生或提供混色作为光特性62、64的机械移动元件比如色轮等，发射单元22、24的内部结构可以通过使用分色镜23、25来简化。

图8示意性地示出了具有接收单元32的接收部分30的可能实施例。图中还示出了监控环境50，其第一照明部分52由第一发射单元22（见图7）照明并且其第二照明部分54由第二发射单元24（见图7）照明。第一照明部分52和第二照明部分54在冗余区域56中彼此重叠。

反射光66自监控环境50反射回来，其中该反射光66具有第一光特性62和第二光特性。特别地，在当前示例中，第一光色80源自第一光特性62，第二光色82源自第二光特性64，第三光色84和第四光色86曾是或者是两种光特性62、64的混色的一部分。

所示的接收单元32的光传感器36具有三个传感器元件37，每个传感器元件对这些光色80、82、84、86中的一种或两种特别敏感。此外，提供两个第三分色镜33作为接收单元的元件36以将反射光66分成其各个光色80、82、84、86。在这方面，第三分色镜33首先在反射光66的入射方向上，它可透过具有第三光色和第四光色86的光66，而具有第一光色80和第二光色82的光66在第三分色镜处被反射。将具有第三光色84和第四光色86的连续光66提供给相应敏感的光传感器37。因此，在反射光66的入射方向上的第二位的第三分色镜33对于具有第一光色80的光66是可透过的，并且具有第二光色82的光66在第三分色镜处被反射。前述相应敏感的传感器元件37相对于该第三分色镜33放置，以检测被分成第一光色80和第二光色82的剩余的反射光66。总的来说，传感器元件37可与相应的光色80、82、84、86相配合而因此特别敏感，所以使用传感器元件37可以提高整个接收单元32或接收部分30的灵敏度。

附图标记列表

10 装置

12 物体

14 道路

20 发射部分

21 光发射器

22 第一发射单元

23 第一分色镜

24 第二发射单元

25 第二分色镜

26 发射器矩阵

28 光发射器

30 接收部分

32 接收单元

33 第三分色镜

34 传感器矩阵

36 光传感器

37 传感器元件

38 第一传感器组

40 第二传感器组

42 第一成像单元

44 第二成像单元

50 监控环境

52 第一照明部分

54 第二照明部分

56 冗余区域

60 光

62 第一光特性

64 第二光特性

66 反射光

70 第一间距

72 第二间距

80 第一光色

82 第二光色

84 第三光色

86 第四光色

100 车辆

Claims (18)

1.一种用于识别监控环境（50）中的物体（12）的装置（10），所述装置（10）具有用于将光（60）特别是激光发射到监控环境（50）的发射部分（20）和用于接收监控环境（50）中的物体（12）反射的光（66）的接收部分（30），

其中，发射部分（20）包括用于将具有第一光特性（62）的光（60）发射到监控环境（50）的第一照明部分（52）中的第一发射单元（22）、以及用于同时将具有第二光特性（64）的光（60）发射到监控环境（50）的第二照明部分（54）的至少一第二发射单元（24），其中第一光特性（62）和至少一第二光特性（64）不同地形成，并且接收部分（30）包括用于同时接收具有第一光特性（62）的反射光（66）和至少一第二光特性（64）的反射光（66）的接收单元（32），

其特征在于，

由第一发射单元（22）发射的第一光特性（62）的光（60）和由至少一第二发射单元（24）发射的至少一第二光特性（64）的光（60）形成为混色，其中第一光色（80）仅用作第一光特性（62）的一部分，第二光色（82）仅用作第二光特性（64）的一部分，并且至少一第三光色（84）被用作二光特性（62,64）的一部分，

进一步地，第一发射单元（22）和至少一第二发射单元（24）用于闪光状地照明各自的照明部分（52,54），从而完全照明各自的照明部分（52,54)。

2.根据权利要求1所述的装置（10），其特征在于，

蓝色特别是平均值大约470nm附近的蓝色用作第一光色（80），和/或，绿色特别是平均值大约540nm附近的绿色用作第二光色（82），和/或，红色特别是约700nm平均值附近的红色用作至少第三光色（84）。

3.根据权利要求1或2所述的装置（10），其特征在于，

至少第四光色（86）被用作第一光特性（62）的一部分和/或至少第二光特性（64）的一部分。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，

平均值附近的波长带，特别是平均值附近±25nm的波长带，优选地是平均值附近±5nm的波长带，被用作光（60）的光色（80,82,84,86），或者，光（60）形成为单色激光并且光（60）的光色（80,82,84,86）由单色激光确定。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，

第一发射单元（22）包括第一分色镜（23），用于将具有第一光色（80）的光（60）和具有第三光色（84）的光（60）中的至少一种光组合成具有第一光特性（62）的光（60）；和/或，

至少一第二发射单元（24）包括第二分色镜（25），用于将具有第二光色（82）的光（60）和具有第三光色（84）的光（60）中的至少一种光组合成具有第二光特性（64）的光（60）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，

接收部分（30），特别是接收单元（32），具有至少一第三分色镜（33），用于分离反射光（66）的第一光特性（62）和第二光特性（64）的光色（80,82,84,86）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，

第一照明部分（52）和至少一第二照明部分（54）完全或至少基本上完全覆盖监控环境（50）。

8.根据权利要求7所述的装置（10），其特征在于，

第一照明部分（52）和至少第二照明部分（54）以等量或至少基本等量的方式覆盖监控环境（50），优选地监控环境（50）覆盖120°x40°的角度范围，其中第一照明部分（52）和第二照明部分（52）各自覆盖60°x40°的所述角度范围。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，

第一照明部分（52）与至少一第二照明部分（54）不重叠；和/或，第一照明部分（52）和至少一第二照明部分（54）彼此邻接，优选地至少部分直接彼此邻接。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的装置（10），其特征在于，

第一照明部分（52）和至少一第二照明部分（54）在冗余区域（56）中重叠，特别是至少一第二照明部分（54）与第一照明部分（52）完全重叠，从而形成冗余区域(56)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，

第一照明部分（52）设置在距接收部分（30）第一间距（70）处，至少一第二照明部分（54）设置在距接收部分（30）第二间距（72）处，其中第一间距（70）和第二间距（72）不同地形成。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，

第一发射单元（22）和/或至少一第二发射单元（24）和/或接收单元（32），特别是总的发射部分（20）和/或总的接收部分（30），其形成不涉及移动部件，特别是可动反射镜。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，

接收单元（32）具有多个光传感器（36），特别地，光传感器（36）设置在传感器矩阵（34）中，优选地作为传感器矩阵（34）的像素，传感器矩阵（34）特别优选地具有作为像素的600×200个光传感器（36）。

14.根据权利要求13所述的装置（10），其特征在于，

多个光传感器（36）包括第一传感器组（38）和与其至少部分不同的至少一第二传感器组（40），其中第一传感器组（38）的光传感器（36）用于接收具有第一光特性（62）的反射光（66），至少一第二传感器组（40）的光传感器（36）用于接收具有第二光特性（64）的反射光（66）。

15.根据权利要求14所述的装置（10），其特征在于，

第一传感器组（38）的光传感器（36）和至少一第二传感器组（40）的光传感器（36）交替设置在传感器矩阵（34）中。

16.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，

接收部分（30）包括用于对来自监控环境（50）的第一照明部分（52）的反射光（66）以及来自监控环境（50）的第二照明部分（54）的反射光（66）进行光学成像和/或将其聚焦到接收单元（32）上的第一成像单元（42），其优选地包括至少一透镜；和/或

其中第一发射单元（22）和/或第二发射单元（24）具有用于对被相应的发射单元（22,24）发射到监控环境（50）的光（60）进行光学成像和/或将其聚焦到相应的第一照明部分（52）和/或至少第二照明部分（52）上的第二成像单元（44），其优选地包括至少一透镜。

17.根据前述权利要求中任一项所述的装置（10），其特征在于，

第一发射单元（22）和/或第二发射单元（24）具有设置在发射器矩阵（26）中的多个光发射器（28），特别地光发射器（28）作为发射器矩阵（26）的像素，其中发射器矩阵（26）优选地具有作为像素的2×4个光发射器（28）；

和/或接收单元（32）设置在第一发送单元（22）和至少一第二发射单元（24）之间。

18.一种车辆（100），包括用于识别监控环境（50）中的物体（12）的装置（10），其特征在于，该装置（10）是根据前述权利要求中的任一项所述的装置。

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