DE102006052770A1 - Environment detection system for detecting distance and obstacle from vehicle i.e. car, has transmitter i.e. laser diode, transmitting selectively two different wavelengths, where receiver is tunable on respective wavelength - Google Patents

Environment detection system for detecting distance and obstacle from vehicle i.e. car, has transmitter i.e. laser diode, transmitting selectively two different wavelengths, where receiver is tunable on respective wavelength Download PDF

Info

Publication number
DE102006052770A1
DE102006052770A1 DE102006052770A DE102006052770A DE102006052770A1 DE 102006052770 A1 DE102006052770 A1 DE 102006052770A1 DE 102006052770 A DE102006052770 A DE 102006052770A DE 102006052770 A DE102006052770 A DE 102006052770A DE 102006052770 A1 DE102006052770 A1 DE 102006052770A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wavelength
laser diode
detection system
receiver
environment detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102006052770A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102006052770B4 (en
Inventor
Günter Fendt
Werner Steiner
Manfred Kulesch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectronic GmbH filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority to DE102006052770.4A priority Critical patent/DE102006052770B4/en
Publication of DE102006052770A1 publication Critical patent/DE102006052770A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102006052770B4 publication Critical patent/DE102006052770B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

The system (3) has a transmitter i.e. laser diode (2), and a receiver for transmitting and receiving electromagnetic waves (2.1), respectively. The transmitter transmits selectively two different wavelengths, where the receiver is tunable on the respective wavelength. The wavelength of the transmitted electromagnetic waves is changeable by the transmitter. The receiver exhibits a reflector component, where the wavelength of the received electromagnetic waves is changeable by the reflector component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Umgebungserfassungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an environment detection system according to the preamble of claim 1.

Moderne Fahrzeuge werden vermehrt mit Assistenz- und Sicherheitssystemen ausgestattet. Insbesondere Bildverarbeitungssysteme sowie optische Systeme, welche Informationen der Umgebung eines Fahrzeugs verarbeiten und Hindernisse erkennen, erlangen hierbei zunehmend an Bedeutung.modern Vehicles are being augmented with assistance and safety systems fitted. In particular, image processing systems and optical Systems that process information about the environment of a vehicle Recognizing obstacles becomes increasingly important.

Hierzu gehören auch Abstandswarnsysteme, welche den Fahrzeuglenker warnen, wenn sich dieser auf ein Hindernis zu bewegt, oder ein gewisser Mindestabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug unterschritten wird.For this belong also distance warning systems which warn the driver when this moves towards an obstacle, or a certain minimum distance falls below the vehicle in front.

Aus der Schrift DE 197 17 399 C2 ist eine Einrichtung zur Bestimmung von Abstand und Art von Objekten sowie der Sichtweite bzw. der Art einer Sichtweiteneinschränkung mit einer Lichtimpulssendeeinrichtung und einer Lichtimpulsempfangseinrichtung bekannt, bei dieser das empfangene Signal digitalisiert und einem Mikroprozessor zur Auswertung zugeführt wird, wobei mindestens zwei Entfernungsmesskanäle in etwa gleicher Bauart auf unterschiedliche Winkelsektoren gerichtet sind und sowohl zur Ermittlung der Systemeinschränkung durch die Abdeckscheibenrückstreuung sowie der Sichtweiteneinschränkung durch witterungsbedingte Rückstreuung wie Gischt, Nebel und Schnee, als auch zur Ermittlung des Abstandes von Hindernissen und Verkehrsteilnehmern durch deren Rückstreusignal als Funktion der Entfernung verwendet werden.From the Scriptures DE 197 17 399 C2 is a device for determining the distance and type of objects and the visibility or the type of visibility restriction with a Lichtimpulssendeeinrichtung and a light pulse receiving device known in which the received signal is digitized and fed to a microprocessor for evaluation, wherein at least two distance measuring channels of approximately the same design are directed to different angular sectors and are used both to determine the system limitation by the Abdeckscheibenrückstreuung and the visibility restriction due to weather-related backscattering such as spray, fog and snow, as well as to determine the distance of obstacles and road users by their backscatter signal as a function of distance.

Aus der Schrift DE 39 22 085 C1 ist eine Einrichtung zur Bestimmung von Abständen zwischen zwei Objekten im Nahbereich bekannt, bei dieser sowohl Lichtimpulse als auch Hochfrequenzimpulse gesendet und empfangen werden und in eine Auswerteeinrichtung auf einfache Weise unter nahezu allen atmosphärischen Bedingungen mit Sicherheit den richtigen Abstand ermitteln.From the Scriptures DE 39 22 085 C1 a device for determining distances between two objects in the near range is known, in which both light pulses and radio-frequency pulses are sent and received and determine in an evaluation easily in almost all atmospheric conditions with the correct distance.

Aus der Schrift DE 101 62 668 B4 ist ein System zur Messung zu Objekten mittels elektromagnetischer Impulse nach dem Puls-Laufzeitverfahren bekannt, bei diesem das aus wenigstens einem Strahlbereich herrührende Empfangssignal wenigstens zwei Abtast- und Integrationseinheiten zugeführt wird, und in den Abtast- und Integrationseinheiten das Empfangssignal in aufeinander folgende Integrationsintervallen abgetastet und jeweils in diesen aufintegriert wird, wobei in den Abtast- und Integrationseinheiten die Integrationsintervalle jeweils unterschiedlich groß sind, und die von den Abtast- und Integrationseinheiten erzeugten Werte einem Rechner zugeführt werden, welcher daraus die zeitliche Lage der im Empfangssignal enthaltenen Impulse, deren Amplitude und Signal-Rauschabstand bestimmt.From the Scriptures DE 101 62 668 B4 a system for measuring objects by means of electromagnetic pulses according to the pulse transit time method is known in which the originating from at least one beam receiving signal at least two sampling and integration units is supplied, and scanned in the sampling and integration units, the received signal in successive integration intervals and is integrated in each of these, wherein in the sampling and integration units, the integration intervals are each different in size, and the values generated by the sampling and integration units are fed to a computer, from which the temporal position of the pulses contained in the received signal, their amplitude and signal Signal to noise ratio.

Als wesentlicher Nachteil dieser Systeme bzw. Verfahren der vorangegangenen Schriften ist zu werten, dass die Systeme bzw. Verfahren jeweils derart ausgelegt sind, dass die Sendeeinrichtungen jeweils nur mit einer bestimmten Wellenlänge bzw. jeweils mittels vorgegebenen Wellenlängen senden können, bzw. die Empfangseinrichtungen entweder nur breitbandig oder mittels Filter entsprechend nur auf eine Wellenlänge fest fixiert empfangen können, so dass eine individuelle Anpassung an die momentan vorliegenden bzw. vorherrschenden Randbedingungen nicht möglich ist. Dieses führt beispielsweise dazu, dass bei zwei sich „begegnenden" Systemen vom gleichen Hersteller, bzw. zwei sich entgegenkommende Fahrzeuge, welche je eine umgebungserfassende Vorrichtung vom selben Hersteller integriert haben, sich gegenseitig erheblich stören können, da diese auf der selben Wellenlänge entsprechende gepulste Signale aussenden. Ebenso nachteilig ist zu werten, dass ein System infolge der momentan vorherrschenden Randbedingungen (Nebel, Schnee, Luftfeuchtigkeit, Lichteinflüsse, Objektabstand, Objektart, ...) eine zustande kommende (daraus resultierende) „Fehlanpassung" nicht korrigieren kann, indem das System auf eine den momentanen vorliegenden Randbedingungen besser geeignetere Wellenlänge ausweichen würde.When significant disadvantage of these systems or methods of the preceding Writings should be evaluated that the systems or procedures respectively are designed such that the transmitting devices only with a certain wavelength or in each case by means of predetermined wavelengths can send, or the receiving devices either broadband or by means Filter accordingly only fixed to one wavelength fixed can, so that an individual adaptation to the present or prevailing boundary conditions is not possible. This leads, for example, that with two "encountered" systems of the same Manufacturer, or two oncoming vehicles, depending integrated an ambient sensing device from the same manufacturer have been able to significantly annoy each other since these are on the same wavelength send out corresponding pulsed signals. Likewise disadvantageous to evaluate that a system as a result of the currently prevailing Boundary conditions (fog, snow, humidity, light effects, object distance, Object type, ...) can not correct a coming (resulting) "mismatch", by the system on a current boundary conditions better suitable wavelength dodge.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein leistungsfähigeres Umgebungserfassungssystem vorzustellen.task The invention therefore provides a more powerful environment detection system imagine.

Diese Aufgabe wird durch ein Umgebungserfassungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen/vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.These Task is by an environment detection system with the features of claim 1 solved. Preferred embodiments / advantageous developments of the invention emerge from the dependent claims.

Grundgedanke ist eine „Durchstimmbarkeit" von Sende- und Empfangseinrichtung, damit im Betriebsfall eine optimale Anpassung an die momentan gegebenen Randbedingungen ermöglicht wird. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht also darin, dass das Aussenden/Empfangen der elektromagnetischen Wellen nicht nur mittels einer systembedingten vorgegebenen Wellenlänge erfolgt, sondern dass die Sendeeinrichtung bspw. mittels einer Laserdiode, die wahlweise mindestens zwei unterschiedliche Wellenlängen aussenden kann und/oder die Empfangseinrichtung beispielsweise mittels einer Reflektorkomponente, wahlweise auf mindestens zwei unterschiedliche Wellenlängen abgestimmt werden kann, sodass das System auf einen möglichst ungestörten „Übertragungsbereich" abgestimmt werden kann, und somit u.a. auch der Stör-Nutz-Signalabstand optimiert werden kann, indem beispielsweise störende Frequenzanteile gezielt ausgefiltert/unterdrückt werden können.The basic idea is a "tunability" of transmitting and receiving device, so that an optimal adaptation to the currently given boundary conditions is made possible in the case of operation.An essential idea of the invention is therefore that the transmission / reception of the electromagnetic waves not only by means of a system-related predetermined wavelength takes place, but that the transmitting device, for example, by means of a laser diode which can selectively emit at least two different wavelengths and / or the receiving device, for example by means of a reflector component, optionally to at least two different wavelengths can be tuned, so that the system on a possible undisturbed "transmission range" can be tuned, and thus, among other things, the interference-useful signal distance can be optimized by, for example, interfering filtered out frequency components targeted / un can be suppressed.

Um die Wellenlänge der Laser-Sendeeinrichtung zu ändern, welche bei herkömmlichen Systemen gemäß dem Stand der Technik auf einer systembedingten vorgegebenen Wellenlänge senden, werden erfindungsgemäß vorzugsweise sogenannte Modensprünge des Lasers initiiert bzw. gezielt zur Anwendung gebracht. Als Modensprung bezeichnet man in der Lasertechnik einen schlagartigen Sprung in der Wellenlänge der emittierten Strahlung, da Laserdioden nicht kontinuierlich durchstimmbar sind.Around the wavelength to change the laser transmitter, which in conventional Systems according to the state technology at a system-prescribed predetermined wavelength according to the invention preferably so-called fashion jumps initiated the laser or specifically brought to the application. As a fashion change In laser technology, a sudden jump in is called the wavelength the emitted radiation, as laser diodes are not continuously tunable are.

Mit Hilfe der Resonatorlänge L, beispielsweise dem Abstand von zwei Spiegeln, lässt sich die Laseroszillation beeinflussen, indem der Abstand so gewählt wird, dass ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge in den Resonator passt. Die Moden eines Resonators sind hierbei die Frequenzen, bei denen ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge in den Resonator passt und daher eine Laseroszillation auftritt, bzw. eine stehende Welle auftritt und infolge der entstehenden Überlagerung der induzierten Wellen das Licht genau in dieser einen Frequenz verstärkt wird. Dieses Prinzip der „Resonanzabstimmung" lässt sich ebenso wie in der Sendevorrichtung auch in der Empfangsvorrichtung zur Anwendung bringen, indem in der Empfangseinrichtung die Reflektorkomponenten derart räumlich aufeinander abgestimmt werden, dass sich die gewünschte (Resonanz-)Wellenlänge ausbildet.With Help the resonator length L, for example, the distance of two mirrors, can be affect laser oscillation by choosing the distance that an integer multiple of the wavelength fits into the resonator. The modes of a resonator are the frequencies at which an integer multiple of the wavelength fits into the resonator and therefore a laser oscillation occurs, or a standing wave occurs and as a result of the resulting superposition of the induced Waves the light is amplified precisely in this one frequency. This principle of "resonance tuning" can be as well as in the transmitting device in the receiving device apply, by the reflector components in the receiving device so spatially be coordinated with each other, that forms the desired (resonance) wavelength.

Weitere Vorteile, Methoden bzw. Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen/1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen und dem dazugehörenden Verfahren.Further advantages, methods and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the in the drawings / 1 to 9 illustrated embodiments and the associated method.

In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den dazugehörenden Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.In the description, in the claims, in the abstract and in the accompanying drawings the in the list below the reference numbers used terms and associated reference numerals used.

Die Zeichnungen zeigen inThe Drawings show in

1: Eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs (1) mit Umgebungserfassungssystem (3), beinhaltend eine Laserdiode (2, 2a, 2b). 1 : A representation of a motor vehicle ( 1 ) with environment detection system ( 3 ), including a laser diode ( 2 . 2a . 2 B ).

2: Eine prinzipielle Darstellung einer stehenden Laserwelle. 2 : A schematic representation of a stationary laser wave.

3: Eine prinzipielle Darstellung einer Möglichkeit zur gezielten Variation/Beeinflussung der Laser-Wellenlänge. 3 : A basic representation of a possibility for specific variation / influence on the laser wavelength.

4: Eine Darstellung bzw. Visualisierung weiterer Möglichkeiten, um mittels einer Laserdiode unterschiedliche Wellenlängen generieren zu können. 4 : A representation or visualization of further possibilities to be able to generate different wavelengths by means of a laser diode.

5: Eine Prinzip-Darstellung eines Umfelderfassungssystems gemäß dem Stand der Technik. 5 : A schematic representation of an environment detection system according to the prior art.

6: Eine Prinzip-Darstellung eines Abgleichs bzw. der Plausibilisierung des erfindungsgemäßen Umfelderfassungssystems. 6 : A principle representation of an adjustment or the plausibility of the environment detection system according to the invention.

7: Eine Darstellung bzw. Visualisierung der Signalinformationen des erfindungsgemäßen Umfelderfassungssystems. 7 : A representation or visualization of the signal information of the surroundings detection system according to the invention.

8: Eine Darstellung bzw. Visualisierung der Systemabstimmung bei mehreren Systemen, die gleichzeitig betrieben werden. 8th : A representation or visualization of system tuning for multiple systems operating simultaneously.

9: Eine Darstellung bzw. Visualisierung des Systembetriebs bei mehreren Systemen. 9 : A representation or visualization of the system operation in several systems.

Die 1 zeigt eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs (1) mit Umgebungserfassungssystem (3), beinhaltend eine erfindungsgemäß betriebene Laserdiode (2) bzw. eine erfindungsgemäße Laserdiode (2a, 2b). Wie aus der Figur ersichtlich ist, wird der vordere Bereich des Fahrzeugs mit den elektromagnetischen Wellen (2.1) des Umgebungserfassungssystems (3) bzw. der darin enthaltenen der Laserdiode (2, 2a, 2b) auf evtl. Hindernisse geprüft.The 1 shows a representation of a motor vehicle ( 1 ) with environment detection system ( 3 ), including a laser diode operated according to the invention ( 2 ) or a laser diode according to the invention ( 2a . 2 B ). As can be seen from the figure, the front area of the vehicle with the electromagnetic waves ( 2.1 ) of the environment detection system ( 3 ) or the laser diode contained therein ( 2 . 2a . 2 B ) checked for possible obstacles.

Die 2 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer stehenden Laserwelle (4.2), welche sich innerhalb der beiden Spiegel (4), die in der Resonatorlänge L (4.1) beabstandet zueinander angeordnet sind. Durch eine geeignete Wahl des exakten Abstandes (4.1) zwischen den beiden Spiegeln (4), lässt sich somit ein Präzisionsabgleich der Sende- bzw. Empfängerwellenlänge zueinander durchführen, so dass diese optimal aufeinander abgestimmt sind.The 2 shows a schematic representation of a stationary laser wave ( 4.2 ), which are inside the two mirrors ( 4 ), which are in the resonator length L ( 4.1 ) are arranged spaced from each other. By a suitable choice of the exact distance ( 4.1 ) between the two mirrors ( 4 ), it is thus possible to carry out a precision adjustment of the transmission or receiver wavelength with respect to one another so that they are optimally matched to one another.

Die 3 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer Möglichkeit zur gezielten Variation/Beeinflussung der Laser-Wellenlänge, wie diese durch temperieren (heizen/kühlen) der Laser-Sendediode gezielt herbeigeführt werden können. Wie aus der Figur ersichtlich ist, kann durch ein oder mehrerer Heizelemente (5.1), beispielsweise in Form eines Widerstandes, die in der Nähe der Laserdiode angebracht sind, die Laserdiode auf eine bestimmte Temperatur eingestellt werden. In ähnlicher Weise kann durch ein oder mehrerer Kühlelemente (5.2), beispielsweise in Form eines Peltier-Elements, die in der Nähe der Laserdiode angebracht sind, die Laserdiode auf eine bestimmte Temperatur eingestellt werden.The 3 shows a schematic representation of a possibility for targeted variation / influence on the laser wavelength, as they can be brought about by tempering (heating / cooling) of the laser emitting diode targeted. As can be seen from the figure, by one or more heating elements ( 5.1 ), for example in the form of a resistor, which are mounted in the vicinity of the laser diode, the laser diode can be set to a certain temperature. Similarly, by one or more cooling elements ( 5.2 ), for example in the form of a Peltier element, which are mounted in the vicinity of the laser diode, the laser diode can be set to a certain temperature.

Durch die Erwärmung bzw. Abkühlung der Laserdiode kann die Wellenlänge der Laserdiode hierbei um ca. 0.2 nm pro Grad Celsius variiert werden.By the warming or cooling the laser diode can change the wavelength The laser diode can be varied by about 0.2 nm per degree Celsius.

Damit im Betriebsfall eine schnellere Abstimmung zwischen dem Sender und dem Empfänger ermöglicht wird, kann hierzu auf eine im System hinterlegte Referenztabelle zugegriffen werden, welche in vorteilhafter Weise bei der Betriebnahme angelegt wird, und quasi als Kalibrierdaten eine Zuordnung der Wellenlängen als Funktion der Temperatur enthält.In order to in the case of operation a faster coordination between the transmitter and the recipient allows can, for this purpose, on a stored in the system reference table be accessed, which in an advantageous manner in the operation is created, and quasi as calibration data an assignment of the wavelengths as Function of the temperature contains.

Der Vollständigkeit sei hier erwähnt, dass anstatt der Herbeiführung einer Wellenlängenveränderung mittels Temperaturbeeinflussung, auch weitere nicht näher erläuterte Methoden, wie zum Beispiel mittels Anlegen einer (variablen) statischen Spannung ähnlich dem Prinzip einer Kapazitätsdiode, oder als Funktion der Stromdichte möglich sind.Of the completeness be mentioned here that instead of bringing about a wavelength change by means of temperature control, also other methods not explained in detail, such as by applying a (variable) static voltage similar to Principle of a capacitance diode, or possible as a function of the current density are.

Die 4 zeigt eine prinzipielle Darstellung bzw. Visualisierung weiterer Möglichkeiten, um mittels einer Laserdiode unterschiedliche Wellenlängen generieren zu können. Wie aus der Figur ersichtlich ist, kann hierzu der physikalische Körper (2.a, 2b) der Laserdiode zwei aktive Laserelemente enthalten, die je nach interner elektrischer Verschaltung, entweder separat oder antiparallel (durch anlegen der Versorgungsspannung in der entsprechenden Flussrichtung) betrieben werden.The 4 shows a basic representation or visualization of other ways to generate different wavelengths by means of a laser diode can. As can be seen from the figure, the physical body ( 2.a . 2 B ) of the laser diode contain two active laser elements, depending on the internal electrical wiring, either separately or antiparallel (by applying the supply voltage in the corresponding flow direction) are operated.

Eine Realisierung einer Laserdiode, dessen physikalischer Körper mindestens zwei aktive Laserelemente enthält, ist bevorzugt dann anzuwenden, wenn ein sehr großer Bereich, bzw. ein größerer Wellenlängenunterschied, zwischen den mindestens zwei frei wählbaren Wellenlängen angestrebt ist.A Realization of a laser diode whose physical body at least contains two active laser elements, is preferable to apply when a very large area, or a larger wavelength difference, aimed at between the at least two freely selectable wavelengths is.

Die 5 zeigt eine Prinzip-Darstellung eines Umfelderfassungssystems gemäß dem Stand der Technik. Wie aus der Figur. ersichtlich ist, weist der Sender eine systembedingte vorgegebene Wellenlänge (f0) auf, welche von einem Empfänger, der infolge der System-Sende-Toleranzen sehr breitbandig ausgeführt sein muss, empfangen werden, und einer nachgeschalteten Signalaufbereitung zugeführt werden.The 5 shows a schematic representation of an environment detection system according to the prior art. As from the figure. can be seen, the transmitter has a system-related predetermined wavelength (f0), which are received by a receiver, which must be performed very broadband due to the system transmission tolerances, and a downstream signal conditioning are supplied.

Wie Eingangs bereits erwähnt, besteht bei diesem Prinzip, neben dem infolge des erforderlichen breitbandigen Empfängers ungünstigen Stör-Nutz-Signalabstand, der weitere Nachteil, dass Geisterbilder entstehen können, die zu einer falschen Bewertung des empfangen Signals führen können. Die Geisterbilder werden beispielsweise dadurch verursacht, indem jede Welle (z.B. Licht) wird auf Grund der Umgebungsbedingungen (Nebel, Schnee, usw.) anders reflektiert werden, und somit unerwünschte Reflexionen zustande kommen können, die bei einer geeigneteren Wellenlänge nicht gegeben wären.As Already mentioned at the beginning, exists on this principle, in addition to the required broadband receiver unfavorable Stör-Nutz signal distance, the further disadvantage that ghosting can arise, the can lead to a wrong evaluation of the received signal. The For example, ghosting is caused by each Wave (e.g., light) is due to environmental conditions (fog, Snow, etc.) are reflected differently, and thus unwanted reflections that can come about at a more suitable wavelength would not be given.

Die 6 zeigt eine Prinzip-Darstellung eines Abgleichs bzw. der Plausibilisierung des erfindungsgemäßen Umfelderfassungssystems. Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist sowohl der Sender als auch der Empfänger in der Lage, mindestens zwei unterschiedliche Wellenlängen zu Senden bzw. zu Empfangen. Bei dem Betrieb des Systems, beispielsweise mit zyklisch wechselnden Wellenlängen, können somit evtl. Geisterbilder, wie unter 5 beschrieben, sicher erkannt werden und entsprechend reagiert werden. Werden hingegen mit den beiden Messungen mit den unterschiedlichen Wellenlängen identische Ergebnisse erzielt, so kann von einem stimmigen Ergebnis ausgegangen werden, da dieses einer Plausibilitätsprüfung unterzogen wurde.The 6 shows a schematic representation of a comparison or the plausibility of the environment detection system according to the invention. As can be seen from the figure, both the transmitter and the receiver are capable of transmitting and receiving at least two different wavelengths. In the operation of the system, for example, with cyclically changing wavelengths, thus possibly Geisterbilder, as under 5 described, be reliably detected and responded accordingly. If, on the other hand, identical results are achieved with the two measurements with the different wavelengths, then a coherent result can be assumed, since this has been subjected to a plausibility check.

Ein weiterer Vorteil bei der Benutzung von unterschiedlichen Wellenlängen ist darin zu sehen, dass damit die Reichweite und/oder die Empfindlichkeit des Systems verbessert werden kann, da sich jeweils eine Wellenlänge wählen lässt, welche hinsichtlich den gegebenen Umgebungsbedingungen optimiert werden kann. Als Beispiel sei hier die Wahl einer Wellenlänge angeführt, welche für das menschliche Auge unkritisch ist, so dass bei einer derartigen Wellenlänge ohne Rücksicht auf die Augensicherheit, die Sendeleistung entsprechend erhöht werden kann.One Another advantage of using different wavelengths to see that with it the range and / or the sensitivity of the system can be improved, since in each case a wavelength can be selected which be optimized in view of the given environmental conditions can. As an example, let us mention the choice of a wavelength, which for the human eye is uncritical, so at such a wavelength without consideration on the eye safety, the transmission power can be increased accordingly.

Ebenso lässt sich durch die gegenseitige exakte Abstimmung (Empfangswellenlänge/Sendewellenlänge) eine Verringerung der erforderlichen Bandbreite erwirken, welches eine Verringerung des Eigenrauschen des Empfängers und somit eine Erhöhung der Empfindlichkeit und der Reichweite des Systems zur Folge hat.As well let yourself by the mutual exact tuning (reception wavelength / transmission wavelength) one Reduction of the required bandwidth, which one Reduction of the self-noise of the receiver and thus an increase in the Sensitivity and range of the system.

Die 7 zeigt eine Darstellung bzw. Visualisierung der Signalinformationen des erfindungsgemäßen Umfelderfassungssystems. Wie aus der Figur ersichtlich ist, weisen die beiden reflektierten/zu empfangenen Amplituden unterschiedliche Signalamplituden auf, welche als ein Hinweis einer Störung zu werten sind, da eine Wellenlängenänderung keine Signalamplitudenänderung zur Folge haben sollte.The 7 shows a representation or visualization of the signal information of the environment detection system according to the invention. As can be seen from the figure, the two reflected / received amplitudes have different signal amplitudes, which are to be regarded as an indication of a disturbance, since a wavelength change should not result in a signal amplitude change.

Die 8 zeigt eine Darstellung bzw. Visualisierung der Systemabstimmung bei mehreren Systemen, die gleichzeitig betrieben werden. Wie aus der Figur ersichtlich ist, kann es beim gleichzeitigen Betrieb von mehreren System zu einer gegenseitigen Beeinflussung kommen, sofern beide Systeme mit der selben Wellenlänge senden würden. Deshalb gilt es zur Vermeidung diesen Falls, dass durch Variation der Frequenz/der Wellenlänge dafür gesorgt wird, dass eine gegenseitige Beeinflussung/Störung nicht stattfinden kann. Dieses ist beispielsweise dadurch erreichbar, dass eine Empfänger-Sender-Kennung erfolgt, indem beim Senden oder zum Senden, jeweils definierte oder zufällige Lasersignalfolgen mit zwei oder mehreren unterschiedlichen Wellenlängen gesendet werden, auf die sich der Empfänger (zeitlich wie frequenzmäßig) abstimmen kann, und somit anschließend sicher auszuschließen ist, dass eine gegenseitige Beeinflussung gleicher Systeme (vom gleichen Hersteller) stattfinden könnte.The 8th shows a representation or visualization of system tuning in multiple systems that are operated simultaneously. As can be seen from the figure, the mutual operation of several systems may interfere with each other, provided that both systems would transmit with the same wavelength. Therefore, in order to avoid this case, it is necessary to ensure by varying the frequency / wavelength that mutual interference can not take place. This can be achieved, for example, by carrying out a receiver-transmitter identification by respectively defined or random laser signal sequences with two or more different wavelengths during transmission or transmission which the recipient can then agree on (in terms of both frequency and frequency) and thus can safely exclude the possibility of a mutual influence of the same systems (from the same manufacturer).

Die 9 zeigt eine Darstellung bzw. Visualisierung des Systembetriebs bei mehreren Systemen. Durch die (gegenseitige) Abstimmung des jeweiligen Empfängers auf den dazugehörenden Sender (des Systems), wie unter 8 beschrieben, ist ein gleichzeitiger störungsfreier Betrieb von zwei oder mehreren System möglich, da durch ein gezieltes Ausweichen auf eine „freie Wellenlänge" (ermöglicht durch die erfindungsgemäße Veränderbarkeit/„Durchstimmbarkeit" der Sende- & Empfangswellenlängen) eine gegenseitige Beeinflussung der unterschiedlichen (aufeinandertreffenden) Systemen ausgeschlossen bzw. Umgangen werden kann.The 9 shows a representation or visualization of the system operation in several systems. By the (mutual) vote of the respective receiver on the corresponding transmitter (of the system), as under 8th described, a simultaneous trouble-free operation of two or more system is possible because by a targeted evasion to a "free wavelength" (made possible by the variability invention / "tunability" of the transmission and reception wavelengths) a mutual influence of the different (colliding) systems can be excluded or bypassed.

11
Fahrzeug mit erfindungsgemäßem Umgebungserfassungssystem (3), sowie einer darin enthaltenen Laserdiode (2, 2a, 2b)Vehicle with inventive environment detection system ( 3 ), and a laser diode contained therein ( 2 . 2a . 2 B )
22
Erfindungsgemäß betriebene LaserdiodeOperated according to the invention laser diode
2a/b2a / b
Erfindungsgemäße LaserdiodeInventive laser diode
2.12.1
Elektromagnetische Wellen der Laserdiode (2, 2a, 2b)Electromagnetic waves of the laser diode ( 2 . 2a . 2 B )
33
UmgebungserfassungssystemArea Learning System
44
Spiegel des Resonatorsmirror of the resonator
4.14.1
Resonatorlänge LResonator length L
4.24.2
Stehende Welle im ResonatorStanding Wave in the resonator
5.15.1
Heizelement (Widerstand) für Laserdiode (2)Heating element (resistor) for laser diode ( 2 )
5.25.2
Kühlelement (Peltier-Element) für Laserdiode (2)Cooling element (Peltier element) for laser diode ( 2 )

Claims (4)

Umgebungserfassungssystem, insbesondere zur Abstandserfassung und/oder Hinderniserkennung von einem Fahrzeug aus, mit einer Sende- und Empfangseinrichtung zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung wahlweise mindestens zwei unterschiedliche Wellenlängen aussendet und die Empfangseinrichtung auf die jeweilige Wellenlänge abstimmbar ist.Environment detection system, in particular for distance detection and / or obstacle detection of a vehicle, with a transmitting and receiving device for transmitting and receiving electromagnetic waves, characterized in that the transmitting device selectively emits at least two different wavelengths and the receiving device is tuned to the respective wavelength. Umgebungserfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung eine Laserdiode ist, bei welcher die Wellenlänge der ausgesendeten elektromagnetischen Welle veränderbar ist.Environmental detection system according to claim 1, characterized the transmitting device is a laser diode in which the wavelength of the emitted electromagnetic wave is changeable. Umgebungserfassungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung eine Reflektorkomponente aufweist, mittels welcher die empfangene Wellenlänge veränderbar ist.Environment detection system according to claim 1 or 2, characterized the receiving device has a reflector component, by means of which the received wavelength is variable. Fahrzeug mit einem Umgebungserfassungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche.Vehicle with an environment detection system according to one of preceding claims.
DE102006052770.4A 2006-11-09 2006-11-09 environment detection system Active DE102006052770B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006052770.4A DE102006052770B4 (en) 2006-11-09 2006-11-09 environment detection system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006052770.4A DE102006052770B4 (en) 2006-11-09 2006-11-09 environment detection system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006052770A1 true DE102006052770A1 (en) 2008-05-15
DE102006052770B4 DE102006052770B4 (en) 2022-08-11

Family

ID=39277500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006052770.4A Active DE102006052770B4 (en) 2006-11-09 2006-11-09 environment detection system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006052770B4 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103576160A (en) * 2012-08-10 2014-02-12 Lg电子株式会社 Distance detecting device and image processing apparatus including same
DE102017207928A1 (en) * 2017-05-10 2018-11-15 Robert Bosch Gmbh Operating method and control unit for a LiDAR system, LiDAR system for optically detecting a field of view and working apparatus
DE102018201506A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-01 Robert Bosch Gmbh Sending unit and LIDAR device for scanning a scanning area
DE102019210950A1 (en) * 2019-07-24 2021-01-28 Robert Bosch Gmbh LIDAR sensor for optical detection of a field of view and method for optical detection of a field of view

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3922085C1 (en) * 1989-07-05 1991-01-31 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De Close distance measurer for two motor vehicles - sends light pulses and HF pulses for evaluation for safety precaution
DE19717399C2 (en) * 1997-04-24 2001-05-23 Martin Spies Device for determining the distance and type of objects and the visibility
DE10162668B4 (en) * 2001-12-19 2004-03-04 Spies, Martin, Dipl.-Ing. (FH) System for measuring the distance to objects by means of electromagnetic pulses
DE102004014041A1 (en) * 2004-03-19 2005-10-13 Martin Spies Air and ground vehicle obstruction detection system has multiple channel range measurement system in rotating head with colour and contrast measurement
EP1617235A1 (en) * 2004-07-15 2006-01-18 Mitutoyo Corporation Chromatic focussing absolute distance measuring device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7026600B2 (en) 2004-02-26 2006-04-11 Rosemount Aerospace Inc. System and method of identifying an object in a laser beam illuminated scene based on material types

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3922085C1 (en) * 1989-07-05 1991-01-31 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De Close distance measurer for two motor vehicles - sends light pulses and HF pulses for evaluation for safety precaution
DE19717399C2 (en) * 1997-04-24 2001-05-23 Martin Spies Device for determining the distance and type of objects and the visibility
DE10162668B4 (en) * 2001-12-19 2004-03-04 Spies, Martin, Dipl.-Ing. (FH) System for measuring the distance to objects by means of electromagnetic pulses
DE102004014041A1 (en) * 2004-03-19 2005-10-13 Martin Spies Air and ground vehicle obstruction detection system has multiple channel range measurement system in rotating head with colour and contrast measurement
EP1617235A1 (en) * 2004-07-15 2006-01-18 Mitutoyo Corporation Chromatic focussing absolute distance measuring device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103576160A (en) * 2012-08-10 2014-02-12 Lg电子株式会社 Distance detecting device and image processing apparatus including same
EP2696216A3 (en) * 2012-08-10 2014-12-10 LG Electronics, Inc. Distance detecting device and image processing apparatus including the same
US9417059B2 (en) 2012-08-10 2016-08-16 Lg Electronics Inc. Distance detecting device and image processing apparatus including the same
CN103576160B (en) * 2012-08-10 2017-07-14 Lg电子株式会社 Distance measuring device and the image processing apparatus including it
DE102017207928A1 (en) * 2017-05-10 2018-11-15 Robert Bosch Gmbh Operating method and control unit for a LiDAR system, LiDAR system for optically detecting a field of view and working apparatus
DE102018201506A1 (en) * 2018-02-01 2019-08-01 Robert Bosch Gmbh Sending unit and LIDAR device for scanning a scanning area
US11561285B2 (en) 2018-02-01 2023-01-24 Robert Bosch Gmbh Transmitting unit and lidar device using at least two radiation sources having at least one of a settable operating temperature and a settable emission wavelength to generate and emit punctiform or linear electromagnetic beams for scanning a scanning range
DE102019210950A1 (en) * 2019-07-24 2021-01-28 Robert Bosch Gmbh LIDAR sensor for optical detection of a field of view and method for optical detection of a field of view

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006052770B4 (en) 2022-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2126607B1 (en) Environment sensor for detecting objects and method for operating the same
EP2124069B1 (en) Omnidirectional Lidar system
DE102013218571A1 (en) Device and method for lateral environment detection of a motor vehicle
EP2917075B1 (en) Detection device for detecting an object in a detection range on an interior trim part of a motor vehicle, motor vehicle and corresponding method
DE19845568A1 (en) Object detection device for motor vehicles
DE102019107568A1 (en) COHERENT LIDAR SYSTEM WITH EXTENDED VISIBILITY
DE102017002235A1 (en) LIDAR system with flexible scan parameters
EP1797459B1 (en) Infra-red sensor for parking gap measurement and environment monitoring for a vehicle
DE102015200939A1 (en) Method and system for detecting objects in the vicinity of a vehicle
DE102016009926A1 (en) Lidar sensor device for a motor vehicle
DE102011079706A1 (en) Method for determining the size and position of objects
DE102015200200A1 (en) An ultrasound measuring system, means of locomotion and method of operating an ultrasound transceiver
DE102006052770B4 (en) environment detection system
DE102018208669B4 (en) Method and device for detecting an object using broadband laser pulses
DE102010018349A1 (en) Method and device for detecting an object in the surroundings of a vehicle
DE102019106135A1 (en) Method for operating an optical measuring system for monitoring a monitored area for objects, control and evaluation device of an optical measuring system and optical measuring system
EP3542181B1 (en) Method for operating an optoelectronic sensor of a motor vehicle with variable control of a light source, optoelectronic sensor, driver assistance system and motor vehicle
DE102014110203B3 (en) Distance measuring sensor for the detection and distance determination of objects
DE19951381A1 (en) Automobile parking aid using obstacle sensors
EP1941477B1 (en) High-frequency monitoring system
DE102004032048A1 (en) Object e.g. vehicle, orientation determining method, involves sending impulses from one object in two measuring channels, where length of one object is determined relative to another object based on measured impulse values of all channels
EP3705914A2 (en) Sensor arrangement
DE102016011328A1 (en) LIDAR scanner with pentaprism
EP3006957A1 (en) Optoelectronic detection device, method for operating such a detection device, and motor vehicle having such a detection device
DE102019201799A1 (en) Method for estimating the position of an object

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130730

R016 Response to examination communication
R084 Declaration of willingness to licence
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final