DE102011001387A1

DE102011001387A1 - Verfahren zum mehrdimensionalen Abtasten eines Abtastfeldes mittels eines optischen Abtast- oder Scannersystems sowie optisches Abtastsystem

Info

Publication number: DE102011001387A1
Application number: DE201110001387
Authority: DE
Inventors: Marc Oliver Schillgalies; Fabian Jachmann
Original assignee: First Sensor AG
Current assignee: First Sensor AG
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-09-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum Abtasten eines Abtastfeldes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Aussenden von Testlichtsignalen mittels einer Sendeanordnung (1), wobei die Testlichtsignale von den Sendern in ein jeweils einem der Sender zugeordnetes Sendesegment eines Abtastfeldes (3) gesendet werden, derart, dass das zugeordnete Sendesegment das Abtastfeld (3) in einer ersten Dimension (4) vollständig und in einer zweiten Dimension (5) teilweise erfasst, Überstreichen des Abtastfeldes (3) mit den Testlichtsignalen, indem die Testlichtsignale von den Sendern in zugeordnete Sendesegmente gelenkt werden, die längs der zweiten Dimension (5) im Abtastfeld (3) nebeneinander gebildet sind, Erfassen von Messlichtsignalen mittels Empfängern einer Empfängeranordnung (2), wobei die Messlichtsignale aus einem der Empfänger zugeordneten Empfangssegment auf den zugeordneten Empfänger gelenkt werden, derart, dass das zugeordnete Empfangssegment das Abtastfeld (3) in der zweiten Dimension (5) vollständig und in der ersten Dimension (4) teilweise erfasst, und das Abtastfeld (3) überstreichendes Erfassen der Messlichtstrahlen, indem die Messlichtsignale von mehreren Empfangssegmenten auf einem der zugeordneten Empfänger gelenkt werden, wobei die Empfangssegmente im Abtastfeld (3) längs der ersten Dimension (4) nebeneinander und die Sendesegmente jeweils kreuzend gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mehrdimensionalen Abtasten eines Abtastfeldes mittels eines optischen Abtast- oder Scannersystems sowie optisches Abtastsystem.
Hintergrund der Erfindung
Derartige Technologien werden genutzt, um mit Hilfe von Lichtsignalen Abtastbereiche oder -felder zu scannen oder abzutasten. Hierdurch werden Informationen über das Abtastfeld mit Hilfe von optischen Signalen experimentell gemessen. Das mehrdimensionale optische Abtasten kann in zweidimensionaler Form oder in Form des räumlichen Abtastens, also dreidimensional erfolgen. Beim räumlichen optischen Abtasten werden zusätzlich Informationen in der dritten Dimension des Abtastfeldes erfasst.
Zum dreidimensionalen oder räumlichen Abtasten mittels optischer Signale können beispielsweise sogenannte LiDAR-Systeme eingesetzt. LiDAR ist eine Kurzbezeichnung für „Light Detection And Ranging”. Es handelt sich hierbei um eine dem Radar verwandte Methode, bei der für das Abtastfeld Tiefen- oder Abstandsinformation gewonnen wird. Beispielsweise werden LiDAR-Systeme zur Entfernungsmessung eingesetzt. Die Entfernungsmessung kann auf Basis einer Laufzeitmessung für die optischen Testlichtsignale ausgeführt werden.
Aus dem Dokument DE 10 2007 004 609 A1 ist ein fahrzeugbasiertes LiDAR-System bekannt. Mit Hilfe einer Senderanordnung mit mehreren Sendern und einer den Sendern zugeordneten Optik werden Testlichtsignale in das zu messende Abtastfeld ausgesendet. Auf Basis von Laufzeitmessungen werden Entfernungen für dem Fahrzeug vorausgehende Hindernisse erfasst.
Auch im Dokument DE 10 2004 014 041 B4 wird eine Sensoreinrichtung zur Hinderniserkennung für Boden- und Luftfahrzeuge offenbart, die das Messprinzip des Laufzeitverfahrens nutzt.
Eine Entfernungsmesseinrichtung ist weiterhin aus dem Dokument US 5,552,893 bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, verbesserte Technologien zum mehrdimensionalen Abtasten eines Abtastfeldes mit einem optischen Abtast- oder Scannersystem anzugeben, mit denen in unterschiedlichen Anwendungssituationen auf einfache und effiziente Weise eine sichere Messwertgewinnung ermöglicht ist. Es soll eine Messwerterfassung mit hoher Auflösung und variabler Wiederholungsfrequenz ermöglicht sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum mehrdimensionalen Abtasten eines Abtastfeldes mittels eines optischen Abtast- oder Scannersystems nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weiterhin ist ein optisches Abtastsystem nach dem unabhängigen Anspruch 11 geschaffen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
Die Erfindung umfasst den Gedanken eines Verfahrens zum mehrdimensionalen Abtasten eines Abtastfeldes mittels eines optischen Abtast- oder Scannersystems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

– Aussenden von Testlichtsignalen mittels Sendern einer Sendeanordnung eines optischen Abtastsystems, wobei die Testlichtsignale von den Sendern in ein jeweils einem der Sender zugeordnetes Sendesegment eines Abtastfeldes gesendet werden, derart, dass das zugeordnete Sendesegment das Abtastfeld in einer ersten Dimension im Wesentlichen vollständig und in einer zweiten Dimension, die quer zur ersten Dimension verläuft, höchstens teilweise erfasst,
– Überstreichen des Abtastfeldes mit den Testlichtsignalen, indem die Testlichtsignale von den Sendern in mehrere jeweils einem Sender zugeordnete Sendesegmente gelenkt werden, die längs der zweiten Dimension im Abtastfeld nebeneinander gebildet sind,
– Erfassen von Messlichtsignalen mittels Empfängern einer Empfängeranordnung des optischen Abtastsystems, wobei die Messlichtsignale aus einem jeweils einem der Empfänger zugeordneten Empfangssegment auf den zugeordneten Empfänger gelenkt werden, derart, dass das zugeordnete Empfangssegment das Abtastfeld in der zweiten Dimension im Wesentlichen vollständig und in der ersten Dimension höchstens teilweise erfasst, und
– das Abtastfeld überstreichendes Erfassen der Messlichtstrahlen, indem die Messlichtsignale von mehreren jeweils einem der Empfänger zugeordneten Empfangssegmenten auf den zugeordneten Empfänger gelenkt werden, wobei die Empfangssegmente im Abtastfeld längs der ersten Dimension nebeneinander und die Sendesegmente jeweils kreuzend gebildet sind.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein optisches Abtastsystem zum mehrdimensionalen Abtasten eines Abtastfeldes geschaffen, mit:

– einer Senderanordnung mit Sendern, die konfiguriert ist, Testlichtsignale von den Sendern in ein jeweils einem der Sender zugeordnetes Sendesegment eines Abtastfeldes auszusenden, derart, dass das zugeordnete Sendesegment das Abtastfeld in einer ersten Dimension im Wesentlichen vollständig und in einer zweiten Dimension, die quer zur ersten Dimension verläuft, höchstens teilweise erfasst und
– einer Empfängeranordnung mit Empfängern, die konfiguriert ist, mittels der Empfänger jeweils Messlichtsignale aus einem dem jeweiligen Empfänger zugeordneten Empfangssegment des Abtastfeldes zu erfassen, derart, dass das zugeordnete Empfangssegment das Abtastfeld in der zweiten Dimension im Wesentlichen vollständig und in der ersten Dimension höchstens teilweise erfasst, und

Die verwendeten Testlichtsignale haben vorzugsweise eine zeitliche Impulslänge von höchstens einer Nanosekunde. Zum Erzeugen derartiger oder anderer Testlichtsignale können als Lichtquelle Laserlichtquellen zum Einsatz kommen, beispielsweise Laserdioden.
Die bei dem Verfahren zum mehrdimensionalen Abtasten vorgesehenen Sendesegmente und Empfangssegmente entsprechen in ihrer Formausprägung vorzugsweise Streifensegmenten, so dass beim optischen Abtasten in der zweiten Dimension streifenförmige Sendesegmente und in der ersten Dimension streifenförmige Empfangssegmente über das Abtastfeld laufen, wodurch schließlich das gesamte Abtastfeld erfasst wird.
Mit Hilfe des optischen Abtastsystems und des Verfahrens zum mehrdimensionalen Abtasten sind Technologien zur Verfügung gestellt, die in verschiedensten Anwendungssituationen flexibel einsetzbar sind, um das optische Abtasten oder Scannen eines interessierenden Bereiches oder Feldes mit hoher Effizienz bei einer jeweils gewünschten Abtastfrequenz durchzuführen.
Das Lenken der Lichtsignale, seien es die Testlichtsignale und/oder die Messlichtsignale, bedeutet im einfachsten Fall, dass die Lichtsignale von den Sendern in die Sendesegmente ausgestrahlt bzw. von den Empfangssegmenten zu den Empfängern gelangen, ohne dass es beispielsweise zwischengeschalteter Optiken und/oder anderer Lichtleitelemente bedarf.
Das Überstreichen des Abtastfeldes mit den Testlichtsignalen bedeutet, dass die Testlichtstrahlen den verschiedenen Verfahrensgestaltungen entsprechend in die mehreren Sendesegmente eingestrahlt werden und so das Abtastfeld erfasst wird.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Teil benachbarter Sendesegmente und/oder wenigstens ein Teil benachbarter Empfangssegmente sich seitlich überlappend gebildet wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Sendesegmente und/oder die Empfangssegmente auf Stoß aneinandergereiht sind. Auch kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass zwischen benachbarten Sendesegmenten und/oder benachbarten Empfangssegmenten ein von den jeweiligen Segmenten nicht erfasster Bereich gebildet ist, so dass die benachbarten Segmente beabstandet sind. Vorzugsweise ist dieser Abstand geringer als die halbe Breite der zugehörigen Segmente. Es kann vorgesehen sein, die Ausbildung der jeweils benachbarten Segmente variabel einer beliebigen Kombination der vorgenannten Ausgestaltungen entsprechend zubilden.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass den Sendern eine Lichtstrahl formende Sendeoptik vorgelagert wird, über welche die Testlichtsignale von den Sendern in das Abtastfeld geleitet werden. Mit Hilfe der Lichtstrahl formenden Sendeoptik werden die von den Sendern abgegebenen Lichtstrahlen derart geformt, dass sie in dem Abtastfeld das dem Sender zugeordnete Sendesegment bilden. Es kann vorgesehen sein, dass Sender und Lichtstrahl formende Sendeoptik relativ zueinander ortsfest angeordnet sind, wobei eine gemeinsame Verlagerbarkeit gegeben sein kann. Auch kann alternativ vorgesehen sein, dass Sender und Sendeoptik weder relativ zueinander noch gemeinsam verlagerbar sind. Die Sendeoptik kann beispielsweise mit Hilfe einer Zylinderoptik gebildet sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass den Empfängern eine Lichtstrahl formende Empfangsoptik vorgelagert wird, über welche die Messlichtsignale aus dem Abtastfeld auf die Empfänger geleitet werden. Bei dieser Ausführungsform erfolgt mit Hilfe der Empfangsoptik eine Lichtstrahlformung oder -leitung, derart, dass das einem Empfänger zugeordnete Empfangssegment aus dem Abtastfeld auf den zugeordneten Empfänger abgebildet wird. Es kann vorgesehen sein, dass Empfänger und Lichtstrahl formende Empfangsoptik relativ zueinander ortsfest angeordnet sind, also keine Relativverlagerung möglich ist. Auch kann in diesem Zusammenhang alternativ eine Ausgestaltung von Sender und Sendeoptik entsprechend gebildet sein.
Bevorzugt sieht eine Fortbildung der Erfindung vor, dass die Sender beim Aussenden der Testlichtstrahlen und/oder die Empfänger beim Empfangen der Messlichtstrahlen verlagert werden. Beispielsweise kann das Verlagern mittels Schwenken der Sender und/oder der Empfänger ausgeführt werden. Es kann vorgesehen sein, alternativ oder ergänzend zu einer Verlagerung der Sender und/oder der Empfänger ein Verlagern der Sendeoptik und/oder der Empfangsoptik gemeinsam mit den Sendern/Empfängern oder relativ hierzu auszuführen. Das Verlagern kann mittels Schwenken durchgeführt werden. Die Verlagerung von Sendern/Empfängern und/oder Sendeoptik/Empfangsoptik kann ausgeführt werden, derart, dass hierdurch das Senden der Testlichtstrahlen in die zugeordneten Sendesegmente und/oder das Empfangen der Messlichtstrahlen aus den zugeordneten Empfangssegmenten ausschließlich oder unterstützend erreicht ist. Es kann also zum Beispiel vorgesehen sein, dass die Abdeckung eines Sendesegmentes mit den Testlichtstrahlen aus dem zugeordneten Sender ausschließlich mittels einer Verlagerung erreicht wird, also ohne zusätzliche Sendeoptik. Aber auch eine Kombination von Verlagerungsbewegung und Sendeoptik kann vorgesehen sein. Gleiches gilt in Verbindung mit einer Verlagerungsbewegung für die Empfänger und/oder die Empfangsoptik.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Abtasten als ein dreidimensionales optisches Abtasten ausgeführt wird, indem für die Messlichtsignale wenigstens einer der folgenden Messwerte erfasst wird: Laufzeit, Frequenzverschiebung und Phasenverschiebung. Das dreidimensionale optische Abtasten kann auch als räumliches Abtasten bezeichnet werden. Hierbei erfolgt die Abtastung des Abtastfeldes nicht nur in einer zweidimensionalen Fläche, sondern ergänzend in der Tiefe. Ein solches optisches Abtasten ist beispielsweise dadurch ermöglicht, dass das optische Abtastsystem als ein LiDAR-System ausgeführt ist. Das Erfassen der Frequenzverschiebung, insbesondere zum Messen einer Dopplerverschiebung, ermöglicht es in einer Ausgestaltung, zusätzlich Informationen über eine Geschwindigkeit von bewegten Objekten im Abtastbereich zu bestimmen. Die zum Erfassen der verschiedenen Messwertarten genutzten Technologien wie Triggerung oder Filterung sind als solche in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt und bedürfen hier deshalb keiner weiteren Erläuterung. Zum Beispiel kann neben dem Nutzen eines entsprechenden Triggersystems für Sender und Empfänger das Ausstatten der Empfänger mit einem Komparator (Vergleicher) und/oder einem Verstärker vorgesehen sein.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass beim auf das Aussenden von Messlichtsignalen eines oder mehrerer Sender zeitlich koordiniert hierzu jeweils alle Empfänger gleichzeitig Messlichtsignale empfangen. Auf diese Weise wird bei jedem Messvorgang ein Streifen entlang der ersten Dimension des Abtastfeldes erfasst, der von den Messlichtsignalen von dem gestarteten Sender und Teilen der Empfangssegmente aller Empfänger abgedeckt wird. Ein aufeinander folgendes Starten der Sender und ein jeweils gleichzeitiges Erfassen für alle Empfänger ermöglicht dann das Erfassen des gesamten Abtastfeldes auf effiziente Art und Weise. In analoger Weise kann ein sich entlang der zweiten Dimension erstreckendes Segment vollständig erfasst werden, indem alle Sender auf einmal zum Abgeben von Testlichtsignalen getriggert werden und die Erfassung von Messlichtsignalen mit einem der Empfänger erfolgt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Sender entlang einer Richtung angeordnet werden, die im Wesentlichen parallel zur zweiten Dimension verläuft, und/oder die Empfänger entlang einer Richtung angeordnet werden, die im Wesentlichen parallel zur ersten Dimension verläuft
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Testlichtsignale von den Sendern in das Abtastfeld jeweils einen einheitlichen Raumwinkel aufspannend ausgesendet und/oder die Messlichtsignale aus dem Abtastfeld von den Empfängern jeweils für einen einheitlichen Raumwinkel erfasst werden. Auf diese Weise werden Sendesegmente und/oder Empfangssegmente gebildet, die in der ersten bzw. der zweiten Dimension eine gleiche Ausdehnung aufweisen. Der einheitliche Raumwinkel für die Sender einerseits und die Empfänger andererseits können gleich oder verschiedene sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass eine Gesamtabtastung des Abtastfeldes mit einer Wiederholfrequenz von wenigstens 1 Hz wiederholt durchgeführt wird. Bevorzugt ist die Wiederholfrequenz kleiner als 500 Hz. Bei bestimmten Anwendungen kann vorgesehen sein, dass die Wiederholfrequenz in einem Bereich von 25 Hz bis 100 Hz liegt. Derartige Anwendungen betreffen beispielsweise die Nutzung in Verbindung mit Fahrzeugen, zum Beispiel zur Unterstützung einer Navigation.
Das optische Abtastsystem kann den vorangehend für das Verfahren zum mehrdimensionalen Abtasten beschriebenen Ausgestaltungsvarianten entsprechend fortgebildet werden. Hierbei gelten die im Zusammenhang mit den Ausführungsformen gegebenen Erläuterungen entsprechend.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines optischen Abtast- oder Scannersystems und
2 eine schematische Darstellung eines Abtastfeldes oder -bereiches.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines optischen Abtast- oder Scannersystems mit einer Senderanordnung 1 mit mehreren Sendern 1.1, ..., 1.n und einer Empfängeranordnung 2 mit Empfängern 2.1, ..., 2.m, wobei n, m > 1 gilt. Es kann m = n gelten. Mit Hilfe des optischen Abtastsystems wird ein Abtastfeld 3 abgetastet, welches sich in einer ersten Dimension 4 und einer zweiten Dimension 5 erstreckt, welche eine x-y-Fläche aufspannen. Es ergibt sich, dass die Sender 1.1, ..., 1.n in der Senderanordnung 1 nebeneinander längs der ersten Dimension 4 angeordnet sind. Demgegenüber sind die Empfänger 2.1, ..., 2.m in der Empfängeranordnung 2 nebeneinander längs der zweiten Dimension 5 gebildet.
Der Empfängeranordnung 1 ist in Richtung des Abtastfeldes 3 eine Sendeoptik 6 vorgelagert, bei der es sich in dem dargestellten Beispiel um eine Zylinderoptik handelt. Mit Hilfe der Sendeoptik 6 werden die von den Sendern 1.1, ..., 1.n ausgesendeten Testlichtstrahlen in ein sich jeweils längs der zweiten Dimension 5 des Abtastfeldes 3 erstreckendes, streifenförmiges Sendesegment 7.1, ..., 7.n gelenkt, wobei jedes der Sendesegmente 7.1, ..., 7.n einem der Sender 1.1, ..., 1.n zugeordnet ist. Die Sendesegmente 7.1, ..., 7.n erfassen das Abtastfeld 3 in der ersten Dimension 4 teilweise und in der zweiten Dimension 5 vollständig (vgl. auch 2).
Der Empfängeranordnung 2 mit den Empfängern 2.1, ..., 2.m ist in Richtung des Abtastfeldes 3 eine Empfängeroptik 8 vorgelagert, mit der den Empfängern 2.1, ..., 2.m jeweils ein Empfangssegment 9.1, ..., 9.m zugeordnet wird, sodass den Empfängern 2.1, ..., 2.m jeweils Messlichtsignale aus einem der Empfangssegmente 9.1, ..., 9.m übertragen wird. Die Empfangssegmente 9.1, ..., 9.m erfassen das Abtastfeld 3 in der ersten Dimension vollständig und in der zweiten Dimension nur teilweise. Auch die Empfangssegmente 9.1, ..., 9.m sind als Streifensegmente gebildet.
Die Sendesegmente 7.1, ..., 7.n und die Empfangssegmente 9.1, ..., 9.m kreuzen sich in dem Abtastfeld 3. Mittels Ausleuchten der Sendesegmente 7.1, ..., 7.n und Erfassen des Messlichtes aus den Empfangssegmenten 9.1, ..., 9.m wird insgesamt das Abtastfeld 3 abgetastet oder gescannt. Hierbei kann vorgesehen sein, zusätzlich zu dem Abtasten in dem x-y-System das Abtastfeld 3 auch „in der Tiefe” zu vermessen, also in z-Richtung, wodurch ein dreidimensionales oder räumliches optisches Scannen ausgeführt wird. Dieses erfolgt beispielsweise dadurch, dass für die ausgesendeten Testlichtsignale ein Laufzeitwert, eine Phasenverschiebung und/oder eine Frequenzverschiebung erfasst wird. Zu diesem Zweck ist die elektronische Steuerung für die Sender- und die Empfängeranordnung 1, 2 entsprechend auszustatten. Beispielsweise kann die räumliche Abtastung mit Hilfe eines sogenannten LiDAR-Systems umgesetzt werden.
2 zeigt schematisch, wie bei einem Messvorgang die Sendesegmente 7.1, ..., 7.n und die Empfangssegmente 9.1, ..., 9.m jeweils das Abtastfeld 3 insgesamt erfassend überstreichen. Hierbei kann vorgesehen sein, beim Abgeben von Testlichtsignalen von einem der Sender 1.1, ..., 1.n alle Empfänger 2.1, ..., 2.m auf Messwerterfassung zu stellen. Alternativ kann vorgesehen sein, alle Sender 1.1, ..., 1.n gleichzeitig zur Messlichtabgabe zu triggern und hierbei nur einen der Empfänger 2.1, ..., 2.m auf Messlichtsignalerfassung zu stellen. Dieses nacheinander für alle Empfänger 2.1, ..., 2.m ausgeführt, ergibt dann ein vollständiges Scannen des Abtastfeldes 3.
Es kann vorgesehen sein, dass das Aussenden der Testlichtsignale von einem der Sender 1.1, ..., 1.n in das zugeordnete Sendesegment 7.1, ..., 7.n erreicht wird, indem der Sender geschwenkt oder verkippt wird. In diesem Fall kann wahlweise auf die Sendeoptik 6 verzichtet werden. Aber auch eine Kombination von Verlagerbarkeit der Sender 1.1, ..., 1.n und/oder der Empfänger 2.1, ..., 2.m mit Sendeoptik 6 und/oder Empfangsoptik 8 kann vorgesehen sein.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungsformen von Bedeutung sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007004609 A1 [0004]
DE 102004014041 B4 [0005]
US 5552893 [0006]

Claims

Verfahren zum Abtasten eines Abtastfeldes mittels eines optischen Abtast- oder Scannsystems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Aussenden von Testlichtsignalen mittels Sendern (1.1, ..., 1.n) einer Sendeanordnung (1) eines optischen Abtastsystems, wobei die Testlichtsignale von den Sendern (1.1, ..., 1.n) in ein jeweils einem der Sender (1.1, ..., 1.n) zugeordnetes Sendesegment (7.1, ..., 7.n) eines Abtastfeldes (3) gesendet werden, derart, dass das zugeordnete Sendesegment das Abtastfeld (3) in einer ersten Dimension (4) im Wesentlichen vollständig und in einer zweiten Dimension (5), die quer zur ersten Dimension (4) verläuft, höchstens teilweise erfasst, – Überstreichen des Abtastfeldes (3) mit den Testlichtsignalen, indem die Testlichtsignale von den Sendern (1.1, ..., 1.n) in mehrere jeweils einem Sender zugeordnete Sendesegmente (7.1, ..., 7.n) gelenkt werden, die längs der zweiten Dimension (5) im Abtastfeld (3) nebeneinander gebildet sind, – Erfassen von Messlichtsignalen mittels Empfängern (2.1, ..., 2.m) einer Empfängeranordnung (2) des optischen Abtastsystems, wobei die Messlichtsignale aus einem jeweils einem der Empfänger (2.1, ..., 2.m) zugeordneten Empfangssegment (9.1, ..., 9.m) auf den zugeordneten Empfänger gelenkt werden, derart, dass das zugeordnete Empfangssegment das Abtastfeld (3) in der zweiten Dimension (5) im Wesentlichen vollständig und in der ersten Dimension (4) höchstens teilweise erfasst, und – das Abtastfeld (3) überstreichendes Erfassen der Messlichtstrahlen, indem die Messlichtsignale von mehreren jeweils einem der Empfänger (2.1, ..., 2.m) zugeordneten Empfangssegmenten (9.1, ..., 9.m) auf den zugeordneten Empfänger gelenkt werden, wobei die Empfangssegmente (9.1, ..., 9.m) im Abtastfeld (3) längs der ersten Dimension (4) nebeneinander und die Sendesegmente (7.1, ..., 7.n) jeweils kreuzend gebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil benachbarter Sendesegmente und/oder wenigstens ein Teil benachbarter Empfangssegmente sich seitlich überlappend gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Sendern (1.1, ..., 1.n) eine Lichtstrahl formende Sendeoptik (6) vorgelagert wird, über welche die Testlichtsignale von den Sendern (1.1, ..., 1.n) in das Abtastfeld (3) geleitet werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Empfängern (2.1, ..., 2.m) eine Lichtstrahl formende Empfangsoptik (8) vorgelagert wird, über welche die Messlichtsignale aus dem Abtastfeld (3) auf die Empfänger (2.1, ..., 2.m) geleitet werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender (1.1, ..., 1.n) beim Aussenden der Testlichtstrahlen und/oder die Empfänger (2.1, ..., 2.m) beim Empfangen der Messlichtstrahlen verlagert werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtasten als ein dreidimensionales optisches Abtasten ausgeführt wird, indem für die Messlichtsignale wenigstens einer der folgenden Messwerte erfasst wird: Laufzeit, Frequenzverschiebung und Phasenverschiebung.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Aussenden von Messlichtsignalen eines oder mehrerer Sender (1.1, ..., 1.n) zeitlich koordiniert hierzu jeweils alle Empfänger (2.1, ..., 2.m) gleichzeitig Messlichtsignale empfangen.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Sender (1.1, ..., 1.n) entlang einer Richtung angeordnet werden, die im Wesentlichen parallel zur zweiten Dimension (5) verläuft, und/oder – die Empfänger (2.1, ..., 2.m) entlang einer Richtung angeordnet werden, die im Wesentlichen parallel zur ersten Dimension (4) verläuft
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testlichtsignale von den Sendern (1.1, ..., 1.n) in das Abtastfeld (3) jeweils einen einheitlichen Raumwinkel aufspannend ausgesendet und/oder die Messlichtsignale aus dem Abtastfeld (3) von den Empfängern (2.1, ..., 2.m) jeweils für einen einheitlichen Raumwinkel erfasst werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtabtastung des Abtastfeldes (3) mit einer Wiederholfrequenz von wenigstens 1 Hz wiederholt durchgeführt wird.
Optisches Abtastsystem zum mehrdimensionalen Abtasten eines Abtastfeldes gemäß eines Verfahrens nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, mit: – einer Senderanordnung (1) mit Sendern (1.1, ..., 1.n), die konfiguriert ist, Testlichtsignale von den Sendern (1.1, ..., 1.n) in ein jeweils einem der Sender (1.1, ..., 1.n) zugeordnetes Sendesegment (7.1, ..., 7.n) eines Abtastfeldes (3) auszusenden, derart, dass das zugeordnete Sendesegment das Abtastfeld (3) in einer ersten Dimension (4) im Wesentlichen vollständig und in einer zweiten Dimension (5), die quer zur ersten Dimension (4) verläuft, höchstens teilweise erfasst, und – einer Empfängeranordnung (2) mit Empfängern (2.1, ..., 2.m), die konfiguriert ist, mittels der Empfänger (2.1, ..., 2.m) jeweils Messlichtsignale aus einem dem jeweiligen Empfänger zugeordneten Empfangssegment (9.1, ..., 9.m) des Abtastfeldes (3) zu erfassen, derart, dass das zugeordnete Empfangssegment das Abtastfeld (3) in der zweiten Dimension (5) im Wesentlichen vollständig und in der ersten Dimension (4) höchstens teilweise erfasst, wobei die Senderanordnung (1) und die Empfängeranordnung (2) für ein das Abtastfeld (3) überstreichendes Erfassen der Messlichtstrahlen konfiguriert sind und wobei die Empfangssegmente (9.1, ..., 9.m) im Abtastfeld (3) längs der ersten Dimension (4) nebeneinander und die Sendesegmente (7.1, ..., 7.n) jeweils kreuzend gebildet sind.