DE102017116598A1

DE102017116598A1 - Sendevorrichtung für ein abtastendes optisches Detektionssystem eines Fahrzeugs, Detektionssystem, Fahrerassistenzsystem und Verfahren zum optischen Abtasten eines Überwachungsbereichs

Info

Publication number: DE102017116598A1
Application number: DE102017116598.3A
Authority: DE
Inventors: Bernd Bertschinger; Daniel Stricker-Shaver; Jan Simon; Thomas Schuler
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2019-01-24
Also published as: EP3658948A1; WO2019020591A1; US20210165080A1; US11644541B2

Abstract

Es wird eine Sendevorrichtung (26) für ein abtastendes optisches Detektionssystem eines Fahrzeugs zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (14) auf Objekte hin beschrieben, mit wenigstens einer Lichtquelle (40a, 40b) zur Erzeugung wenigstens eines optischen Sendesignals (32a, 32b) und mit wenigstens einer auf das wenigstens eine Sendesignal (32a, 32b) diffraktiv wirkenden Beugungseinheit (50a, 50b) zur Steuerung wenigstens einer Strahlrichtung (66a, 66b) des wenigstens einen Sendesignals (32a, 32b). In wenigstens zwei unterschiedlichen Signalwegen (41a, 41b) eines Sendesignals oder verschiedener Sendesignale (32a, 32b) ist wenigstens eine Beugungseinheit (50a, 50b) angeordnet, die zur Einstellung der zu den jeweiligen Signalwegen (41a, 41b;) gehörenden Strahlrichtungen (66a, 66b) einstellbar ist. In den jeweiligen Signalwegen (41a, 41b) hinter der wenigstens einen Beugungseinheit (50a, 50b) ist wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung (38) angeordnet zum Ausrichten der eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b) in den wenigstens einen Überwachungsbereich (14) unter Beibehaltung von wenigstens einem vor der wenigstens einen Strahlausrichtungseinrichtung (38) erzeugten Winkelversatz zwischen den eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b) oder unter Erzeugung von wenigstens einem Winkelversatz zwischen den eingestellten Strahlrichtungen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Sendevorrichtung für ein abtastendes optisches Detektionssystem eines Fahrzeugs zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin, mit wenigstens einer Lichtquelle zur Erzeugung wenigstens eines optischen Sendesignals und mit wenigstens einer auf das wenigstens eine Sendesignal diffraktiv wirkenden Beugungseinheit zur Steuerung wenigstens einer Strahlrichtung des wenigstens einen Sendesignals.
Ferner betrifft die Erfindung ein abtastendes optisches Detektionssystem eines Fahrzeugs zur Überwachung eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin, aufweisend

- wenigstens eine Sendevorrichtung, mit wenigstens einer Lichtquelle zur Erzeugung wenigstens eines optischen Sendesignals und mit wenigstens einer auf das wenigstens eine Sendesignal diffraktiv wirkenden Beugungseinheit zur Steuerung wenigstens einer Strahlrichtung des wenigstens einen Sendesignals,
- wenigstens eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen von wenigstens einem optischen Empfangssignal, welches von wenigstens einem Sendesignal herrührt, das an einem Objekt reflektiert wird,
- und wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung zur Steuerung der wenigstens einen Sendevorrichtung und/oder der wenigstens einen Empfangsvorrichtung und/oder zur Auswertung von mit der wenigstens einen Empfangsvorrichtung empfangenen Empfangssignalen.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs,

- mit wenigstens einem abtastenden optischen Detektionssystem zur Überwachung eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin, wobei das wenigstens eine Detektionssystem aufweist
- wenigstens eine Sendevorrichtung, mit wenigstens einer Lichtquelle zur Erzeugung wenigstens eines optischen Sendesignals und mit wenigstens einer auf das wenigstens eine Sendesignal diffraktiv wirkenden Beugungseinheit zur Steuerung wenigstens einer Strahlrichtung des wenigstens einen Sendesignals,
- wenigstens eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen von wenigstens einem optischen Empfangssignal, welches von wenigstens einem Sendesignal herrührt, das an einem Objekt reflektiert wird,
- und wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung zur Steuerung der wenigstens einen Sendevorrichtung und/oder der wenigstens einen Empfangsvorrichtung und/oder zur Auswertung von mit der wenigstens einen Empfangsvorrichtung empfangenen Empfangssignalen,
- wobei das Fahrerassistenzsystem wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung zum Verarbeiten von mit dem wenigstens einen Detektionssystem erfassten Objektinformationen aufweist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum optischen Abtasten eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin mit einem Detektionssystem eines Fahrzeugs, bei dem wenigstens ein optisches Sendesignal erzeugt und zur Steuerung wenigstens einer Strahlrichtung des wenigstens einen Sendesignals mit wenigstens einer diffraktiv wirkenden Beugungseinheit gebeugt wird.
Stand der Technik
Aus der US 20160161600 A1 sind ein LIDAR-basiertes System und ein Verfahren bekannt, welche zur Strahlformung und Steuerung von Laserstrahlen verwendet werden, bei denen ein Optical Phased Array (OPA) Photonic Integrated Circuit (PIC) verwendet werden und die Detektion von Laserstrahlen unter Verwendung von Fotodetektoren erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sendevorrichtung, ein Detektionssystem, ein Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen die Sendenergie der wenigstens einen Lichtquelle effizienter genutzt werden kann und ein Öffnungswinkel eines Sichtfelds des Detektionssystems insgesamt vergrößert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Sendevorrichtung dadurch gelöst, dass

- in wenigstens zwei unterschiedlichen Signalwegen eines Sendesignals oder verschiedener Sendesignale wenigstens eine Beugungseinheit angeordnet ist, die zur Einstellung der zu den jeweiligen Signalwegen gehörenden Strahlrichtungen einstellbar ist,
- in den jeweiligen Signalwegen hinter der wenigstens einen Beugungseinheit wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung angeordnet ist zum Ausrichten der eingestellten Strahlrichtungen in den wenigstens einen Überwachungsbereich
- unter Beibehaltung von wenigstens einem vor der wenigstens einen Strahlausrichtungseinrichtung erzeugten Winkelversatz zwischen den eingestellten Strahlrichtungen
- oder unter Erzeugung von wenigstens einem Winkelversatz zwischen den eingestellten Strahlrichtungen.

Erfindungsgemäß werden ein oder mehrere Sendesignale mit wenigstens zwei unterschiedlichen Signalwegen mit wenigstens einer diffraktiv wirkenden Beugungseinheit gebeugt, um ihre jeweilige Strahlrichtung einzustellen.
Vorteilhafterweise können in wenigstens zwei der Signalwege separate Beugungseinheiten angeordnet sein. Auf diese Weise können die Strahlrichtungen in den Signalwegen unabhängig voneinander eingestellt werden. Bevorzugt kann in jedem der Signalwege eine eigene Beugungseinheit angeordnet sein.
Mit der wenigstens einen Strahlausrichtungseinrichtung wird erreicht, dass die von der wenigstens einen Beugungseinheit gebeugten Sendesignale jeweils in den Überwachungsbereich gestrahlt werden.
Der wenigstens eine Winkelversatz zwischen den eingestellten Strahlrichtungen sorgt dafür, dass die jeweiligen eingestellten Strahlrichtungen zueinander geneigt sind. Auf diese Weise kann ein entsprechender größerer Öffnungswinkel abgedeckt werden.
Aus Gründen der Interferenz breitet sich ein an einer Beugungseinheit gebeugtes Sendesignal in einer Hauptkeule und wenigstens einer Nebenkeule aus. Dabei teilt sich die Sendeenergie des Sendesignals auf die Hauptkeule und die Nebenkeulen auf, wobei der größere Teil der Sendeenergie in der Regel auf die Hauptkeule fällt. Durch einen geeigneten Winkelversatz kann erreicht werden, dass sich die Sendeenergien der jeweiligen Hauptkeulen und/oder Nebenkeulen von benachbarten Signalwegen addieren können.
Vorteilhafterweise können in den Signalwegen vor der wenigstens einen Strahlausrichtungseinrichtung geeignete Anordnungen vorgesehen sein, um den wenigstens einen Winkelversatz vorzugeben.
Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Winkelversatz zwischen den eingestellten Strahlrichtungen mit der wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung vorgegeben werden.
Vorteilhafterweise kann das Detektionssystem nach einem Lichtlaufzeitverfahren arbeiten. Nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitende optische Detektionssysteme können als Time-of-Flight- (TOF), Light-Detection-and-Ranging-Systeme (LiDAR), Laser-Detection-and-Ranging-Systeme (LaDAR) oder dergleichen ausgestaltet und bezeichnet werden. Dabei wird eine Laufzeit vom Aussenden eines Sendesignals, insbesondere eines Lichtpulses, mit der Sendevorrichtung und dem Empfang des entsprechenden reflektierten Empfangssignals mit einer Empfangsvorrichtung gemessen und daraus eine Entfernung zwischen den Detektionssystem und dem erkannten Objekt ermittelt.
Vorteilhafterweise kann das Detektionssystem ein scannendes System sein. Dabei kann mit Sendesignalen ein Überwachungsbereich abgetastet, also abgescannt, werden. Dazu können die entsprechenden Sendesignale, insbesondere Sendestrahlen, bezüglich ihrer Ausbreitungsrichtung über den Überwachungsbereich mithilfe wenigstens einer Beugungseinheit geschwenkt werden.
Vorteilhafterweise kann das Detektionssystem ein laserbasiertes Messsystem, insbesondere Entfernungsmesssystem, sein. Das laserbasierte Entfernungsmesssystem kann als Lichtquelle wenigstens einen Laser, insbesondere einen Diodenlaser, aufweisen. Mit dem wenigstens einen Laser können insbesondere gepulste Sendestrahlen als Sendesignale gesendet werden. Mit einem Laser kann kohärentes Licht mit hoher Energiedichte erzeugt werden. Mit dem Laser können Sendesignale in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Frequenzbereichen emittiert werden. Entsprechend kann eine Empfangsvorrichtung einen für die Frequenz des ausgesendeten Lichts ausgelegten Detektor, insbesondere einen winkelauflösenden Detektor, aufweisen. Das laserbasierte Messsystem kann vorteilhafterweise ein Laserscanner sein. Mit einem Laserscanner kann ein Überwachungsbereich mit insbesondere gepulsten Laserstrahlen abgetastet werden.
Die Erfindung wird bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei autonomen oder wenigstens teilweise autonomen Fahrzeugen eingesetzt werden.
Das Detektionssystem kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einer Einparkhilfe, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise können die mit dem Detektionssystem erfassten Objektdaten, insbesondere die Entfernung, Orientierung und/oder Relativgeschwindigkeit eines Objekts relativ zum Fahrzeug, an die Steuervorrichtung übermittelt und zur Beeinflussung von Fahrfunktionen, insbesondere der Geschwindigkeit, einer Bremsfunktion, einer Lenkungsfunktion und/oder einer Ausgabe eines Hinweis- und/oder Warnsignals insbesondere für den Fahrer, verwendet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein Winkelversatz zwischen wenigstens zwei eingestellten Strahlrichtungen einer Halbwertsbreite wenigstens einem der gebeugten Sendesignale entsprechen. Auf diese Weise kann ein dichtes Feld von gebeugten Sendesignalen erzeugt werden. So kann eine effizientere Abtastung des Überwachungsbereichs erfolgen. Außerdem kann so erreicht werden, dass sich die Sendeenergien der Hauptkeulen und/oder der Nebenkeulen der wenigstens zwei Strahlrichtungen addieren.
Vorteilhafterweise kann ein Winkelversatz zwischen wenigstens zwei eingestellten Strahlrichtungen so vorgegeben sein, dass sich jeweilige Einhüllende der gebeugten Sendesignale überlappen.
Vorteilhafterweise kann ein Winkelversatz abhängig von einer Wellenlänge des die Sendesignale erzeugenden Lichts vorgegeben werden.
Vorteilhafterweise kann ein Winkelversatz zwischen zwei eingestellten Strahlrichtungen zwischen etwa 15° und 25° insbesondere etwa 22°, b etragen. Auf diese Weise kann insgesamt ein gesamter Öffnungswinkel des Sichtfeldes der Sendevorrichtung und damit des Detektionssystems vergrößert werden. Bei einer Kombination von zwei Beugungseinheiten kann vorteilhafterweise ein Gesamt-Öffnungswinkel für das Gesamt-Sichtfeld von etwa 44° und mehr erreicht werden. Mit drei Beugungseinheiten kann ein Gesamt-Öffnungswinkel von 66° und mehr und mit sech s Beugungseinheiten ein Gesamt-Öffnungswinkel von 132° und mehr, insbesondere 154°, erreicht werden.
Vorteilhafterweise kann ein Einzel-Öffnungswinkel, innerhalb dem eine Strahlrichtung eingestellt, insbesondere geschwenkt, werden kann, im jeweiligen Signalweg hinter wenigstens einer Beugungseinheit etwa zwischen 15° und 25°, insbesondere 22°, betragen.
Vorteilhafterweise kann ein Winkelversatz zwischen zwei eingestellten Strahlrichtungen etwa in der Größenordnung liegen, welche einem Öffnungswinkel für wenigstens einen der Strahlrichtungen entspricht. Auf diese Weise kann eine bessere Überlappung der gebeugten Sendesignale erfolgen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Winkelversatz mittels einer räumlichen Anordnung wenigstens einer Beugungseinheit und/oder wenigstens einer Lichtquelle realisiert sein. Eine entsprechende räumlichen Anordnung der beteiligten Bauteile kann einfach montiert und/oder justiert werden.
Vorteilhafterweise können wenigstens zwei zueinander geneigte Lichtquellen vorgesehen sein, mit denen Sendesignale ausgesendet werden können, deren jeweilige Strahlrichtungen unter einem Winkelversatz zueinander geneigt sind. Auf diese Weise kann der Winkelversatz im Strahlungsweg vor der wenigstens einen Beugungseinheit realisiert werden.
Vorteilhafterweise können wenigstens zwei Beugungseinheiten vorgesehen sein, mit denen wenigstens zwei unter einem Winkelversatz zueinander geneigte Strahlrichtungen eingestellt werden können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung wenigstens einen polarisierten Strahlteiler und/oder wenigstens eine Prismaanordnung aufweisen oder daraus bestehen. Mit einem polarisierenden Strahlteiler können aus unterschiedlichen Richtungen kommende eingestellte Strahlrichtungen von entsprechend linear polarisierte Sendesignalen jeweils in den Überwachungsbereich ausgerichtet werden.
Zusätzlich oder alternativ kann die wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung wenigstens ein andersartiges Bauteil, insbesondere eine Prismaanordnung oder dergleichen, aufweisen. Mit einer Prismaanordnung können eingestellte Strahlrichtungen ausgerichtet werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Prismaanordnung unterschiedliche Prismaabschnitte aufweisen, mit denen jeweils eine eingestellte Strahlrichtungen ausgerichtet werden kann. Die Prismaabschnitte können zu Ausrichtung der Strahlrichtungen unter Berücksichtigung des Winkelversatzes ausgestaltet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Beugungseinheit ein Optical Phased Array aufweisen oder daraus bestehen. Mit einem Optical Phased Array (OPA) kann die Phase von Lichtwellen kontrolliert werden, welche durch eine zweidimensionale Oberfläche von einstellbaren Oberflächenelementen hindurch transmittiert oder an dieser reflektiert wird. Mithilfe des OPA kann das Licht gebeugt und so eine Strahlrichtung von Sendesignalen, welche die Form von Lichtwellen aufweisen, eingestellt werden. Die Beugung mithilfe eines OPA kann mit geringeren Energieverlusten erfolgen als eine Reflexion an einem bekannten insbesondere mikromechanischen Spiegel.
Die Steuerung der Strahlrichtung mit einem OPA kann auf dem Huygens-Fresnel-Prinzip beruhen. Demnach wird eine willkürliche Wellenform durch Überlagerung einer Anzahl von sphärischen Sekundärwellen generiert. Mit einem OPA können derartige Sekundärwellen erzeugt und gesteuert werden. Dabei kann eine Amplitude und/oder eine Phase der sphärischen Sekundärwellen modifiziert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Beugungseinheit in Bezug auf das wenigstens eine Sendesignal reflektierend, transmittierend oder emittieren ausgestaltet und/oder angeordnet sein. Bei einer reflektierenden Anordnung können geringere Energieverluste als bei einer transmittierenden Ausgestaltung realisiert werden. Eine reflektierende Anordnung kann ferner kompakter realisiert werden.
Bei der weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein auf wenigstens eine Beugungseinheit treffendes Sendesignal zirkular polarisiert sein. Auf diese Weise kann insbesondere bei Verwendung eines OPA als Beugungseinheit eine Beugungseffizienz verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein auf wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung treffendes gebeugtes Sendesignal linear polarisiert sein. Auf diese Weise kann das gebeugte Sendesignal insbesondere bei der Verwendung eines polarisierenden Strahlteilers als Strahlausrichtungseinrichtung gezielter unter Beibehaltung oder Erzeugung eines Winkelversatzes in den Überwachungsbereich ausgerichtet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das wenigstens eine gebeugte Sendesignal oder die unterschiedlichen gebeugten Sendesignale, welche auf den wenigstens zwei Signalwegen auf wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung treffen, schräg, insbesondere senkrecht, zu einander linear polarisiert sein. Auf diese Weise können aus unterschiedlichen Richtungen auf die wenigstens eine Strahlausrichtungseinheit treffende gebeugte Sendesignale unterschiedliche Umlenkung zur jeweiligen Ausrichtung in den Überwachungsbereich erfahren. So kann eines der gebeugten Sendesignale auf geradem Wege durch die wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung geführt und in den Überwachungsbereich gesendet werden. Das entsprechend andere Sendesignal kann von einer anderen Richtung kommend mit der wenigstens ein Strahlausrichtungseinrichtung entsprechend umgelenkt und ebenfalls in den Überwachungsbereich ausgerichtet werden.
Ferner können so die gebeugten Sendesignale im Strahlungsweg hinter der wenigstens einen Strahlausrichtungseinrichtung unterschieden werden oder unterschiedliche Wirkungen erzielen. Die entsprechenden Sendesignale können so auch als unterschiedlich polarisierte Empfangssignale empfangen und entsprechend verarbeitet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in wenigstens einem jeweiligen Signalweg vor und/oder hinter wenigstens einer Beugungseinheit wenigstens ein eine Polarisation des entsprechenden Sendesignals änderndes Bauelement, insbesondere ein λ/4-Plättchen, angeordnet sein. Mit dem entsprechenden polarisationsändernden Bauelement kann die Polarisationsart und/oder die Polarisationsrichtungen des Sendesignals geändert werden.
Mit einem polarisationsändernden Bauelement im Signalweg vor der wenigstens einen Beugungseinheit kann eine lineare Polarisation eines Sendesignals zu in eine zirkulare Polarisation umgewandelt werden. Der Sendesignale mit einer zirkularen Polarisation kann eine bessere Beugungseffizienz mit der wenigstens einen Beugungseinheit erreicht werden.
Mit demselben oder einem anderen polarisationsändernden Bauelement im Signalweg hinter der wenigstens einen Beugungseinheit kann die zirkulare Polarisation des gebeugten Sendesignals in ein lineare Polarisation umgewandelt werden. Auf diese Weise kann das Sendesignal hinter dem polarisationsändernden Bauelement insbesondere einem polarisierenden Strahlteiler zugeführt und entsprechend geleitet werden.
So kann ein mit einer Lichtquelle erzeugtes linear polarisiertes Sendesignal über einen polarisierenden Strahlteiler entsprechend seiner Polarisationsrichtung umgelenkt und nach Umwandlung mit dem polarisationsändernden Bauelement zu der wenigstens einen Beugungseinheit gesendet werden. Auf dem Rückweg kann das zirkular polarisierte gebeugte Sendesignal mit dem polarisationsändernden Bauelement zu einem linear polarisierten gebeugten Sendesignal mit einer zu der ursprünglichen linearen Polarisationsrichtung schrägen, insbesondere senkrechten, linearen Polarisationsrichtung transformiert werden. Das linear polarisierte gebeugte Sendesignal kann so auf einem anderen Weg durch den polarisierenden Strahlteiler geleitet werden wie das ursprünglich von der Lichtquelle kommende linear polarisierte Sendesignal.
Wenigstens ein polarisationsänderndes Bauelement kann als Verzögerungsplatte, insbesondere λ/4-Plättchen, realisiert sein. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln die Polarisation von Sendesignalen verändert werden.
Wenigstens ein polarisationsänderndes Bauelement, wenigstens eine optische Linse und/oder wenigstens ein strahlumlenkendes Bauelement, insbesondere ein Prisma, können in einem einzigen insbesondere optischen Element kombiniert sein. Auf diese Weise kann ein Material- und/oder Montageaufwand verringert werden.
Vorteilhafterweise können wenigstens eine Lichtquelle, wenigstens ein polarisierender Strahlteiler, wenigstens ein polarisationsänderndes Bauelement und wenigstens eine Beugungseinheit als Modul ausgestaltet sein. Es können mehrere solcher Module miteinander kombiniert werden. Mit jedem Modul kann wenigstens ein gebeugtes Sendesignal ausgegeben werden, dessen Strahlrichtung mithilfe der jeweiligen wenigstens einen Beugungseinheit geändert, insbesondere geschwenkt, werden kann. Die eingestellten Strahlrichtungen der Sendesignale der beiden Module können mit der wenigstens einer Strahlausrichtungseinrichtung in den Überwachungsbereich ausgerichtet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in einem jeweiligen Signalweg zwischen der wenigstens einen Lichtquelle und der wenigstens einen Beugungseinheit wenigstens ein polarisierender Strahlteiler angeordnet sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein von der Lichtquelle kommendes linear polarisiertes Sendesignal über den polarisierten Strahlteiler zu der wenigstens einen Beugungseinheit geleitet werden. Das von der wenigstens einen Beugungseinheit gebeugte Sendesignal kann mit dem wenigstens einen polarisierenden Strahlteiler auf einem anderen Weg in den Überwachungsbereich geleitet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in wenigstens einem Signalweg vor und/oder hinter wenigstens einer Beugungseinheit und gegebenenfalls vor und/oder hinter wenigstens einem polarisationsändernden Bauelement wenigstens ein strahlumlenkendes Bauelement, insbesondere wenigstens ein Prisma, angeordnet sein. Mit dem wenigstens einen strahlumlenkenden Bauelement vor der wenigstens einen Beugungseinheit kann eine Strahlrichtung eines von der Lichtquelle kommenden Sendesignals auf die wenigstens eine Beugungseinheit ausgerichtet werden.
Mit einem hinter der wenigstens einen Beugungseinheit angeordneten strahlumlenkenden Bauelement kann wenigstens eine eingestellte Strahlrichtung eines gebeugten Sendesignals insbesondere in Überwachungsbereich ausgerichtet werden.
Das strahlumlenkende Bauelement kann bezüglich einer reflektierenden Beugungseinheit sowohl in dem Signalweg des ankommenden Sendesignals als auch des gebeugten Sendesignals angeordnet sein. Auf diese Weise kann mit dem strahlumlenkenden Bauelement das wenigstens eine ankommende Sendesignal auf die wenigstens eine Beugungseinheit ausgerichtet und das von der wenigstens einen Beugungseinheit gebeugte Sendesignal insbesondere in den Überwachungsbereich ausgerichtet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in wenigstens einem Signalweg vor und/oder hinter wenigstens einer Beugungseinheit wenigstens eine optische Linse angeordnet sein. Mithilfe einer optischen Linse vor der wenigstens einen Beugungseinheit kann das Sendesignal auf eine aktive Fläche der Beugungseinheit fokussiert werden. Entsprechend kann mit einer optischen Linse hinter der wenigstens einen Beugungseinheit das Sendesignal entsprechend geformt werden.
Die wenigstens eine optische Linse kann bezüglich einer reflektierenden Beugungseinheit sowohl in dem Signalweg des kommenden Sendesignals als auch des gebeugten Sendesignals angeordnet sein. Auf diese Weise kann mit der wenigstens einen optischen Linse das wenigstens eine ankommende Sendesignal auf die wenigstens eine Beugungseinheit fokussiert und das von der wenigstens einen Beugungseinheit gebeugte Sendesignal entsprechend angepasst werden.
Ferner wird die technische Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Detektionssystem dadurch gelöst, dass

Außerdem wird die technische Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrerassistenzsystem dadurch gelöst, dass

Des Weiteren wird die technische Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass

- ein Sendesignal oder verschiedene Sendesignale in wenigstens zwei unterschiedlichen Signalwegen zu wenigstens einer Beugungseinheit gesendet werden,
- mit der wenigstens einen Beugungseinheit zu den jeweiligen Signalwegen gehörende jeweilige Strahlrichtungen des wenigstens einen Sendesignals eingestellt werden
- und die eingestellten Strahlrichtungen in den wenigstens ein Überwachungsbereich ausgerichtet werden,
- wobei vor oder nach der wenigstens einen Beugungseinheit zwischen den eingestellten Strahlrichtungen wenigstens ein Winkelversatz erzeugt wird.

Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Winkelversatz zwischen den wenigstens zwei Strahlrichtungen so vorgegeben werden, dass sich jeweilige Einhüllende der gebeugten Sendesignale überlappen. Auf diese Weise kann ein Öffnungswinkel des Gesamt-Sichtbereichs des Detektionssystems zur Überwachung des Überwachungsbereiches vergrößert werden.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sendevorrichtung, dem erfindungsgemäßen Detektionssystem, dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Figurenliste
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch

1 ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem und einem abtastenden optischen Detektionssystem zur Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug;
2 das Kraftfahrzeug und der Überwachungsbereich aus der 1 in der Draufsicht;
3 eine Funktionsdarstellung des Kraftfahrzeugs mit dem Fahrerassistenzsystem und dem Detektionssystem aus der 1;
4 eine Sendevorrichtung des Detektionssystems aus den 1 bis 3 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
5 ein Amplituden-Winkel-Diagramm eines mit einem Modul der Sendevorrichtung aus der 4 erzeugten Sendesignal-Laserstrahls;
6 ein Amplituden-Winkel-Diagramm von zwei überlagerten Sendesignal-Laserstrahlen, die mit zwei Modulen der Sendevorrichtung aus der 4 erzeugt werden;
7 Amplituden-Winkel-Diagramme der einzelnen Sendesignal-Laserstrahlen und des resultierenden Sendesignal-Laserstrahls aus der 6;
8 eine Sendevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in der Seitenansicht, welches ähnlich ist zu der Sendevorrichtung aus der 4 und das für das Detektionssystem aus den 1 bis 3 verwendet werden kann;
9 die Sendevorrichtung aus 8 in der Draufsicht;
10 die Sendevorrichtung aus den 8 und 9 im Querschnitt;
11 eine Detailansicht einer Prismaanordnung der Sendevorrichtung aus den 8 bis 10;
12 ein Amplituden-Winkel-Diagramm von drei überlagerten Sendesignal-Laserstrahlen, die mit der Sendevorrichtung aus der 4 erzeugt werden;
13 Amplituden-Winkel-Diagramme der einzelnen Sendesignal-Laserstrahlen und des resultierenden Sendesignal-Laserstrahls aus der 12;
14 eine Sendevorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, welches ähnlich ist zu den Sendevorrichtungen aus den 4 und 8 bis 10 und das für das Detektionssystem aus den 1 bis 3 verwendet werden kann;
15 ein Amplituden-Winkel-Diagramm von sechs überlagerten Sendesignal-Laserstrahlen, die mit zwei Modulen der Sendevorrichtung aus der 14 erzeugt werden.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. 2 zeigt das Kraftfahrzeug 10 in der Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über ein abtastendes optisches Detektionssystem 12 beispielhaft in Form eines Laserscanners. Das Detektionssystem 12 ist beispielhaft in der vorderen Stoßstange des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Mit dem Detektionssystem 12 kann ein beispielsweise in den 2 und 3 angedeuteter Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung 16 vor dem Kraftfahrzeug 10 auf Objekte 18 hin überwacht werden. Das Detektionssystem 12 kann auch an anderer Stelle am Kraftfahrzeug 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein. Bei den Objekten 18 kann es sich beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen oder dergleichen handeln. In der 3 ist ein Objekt 18 beispielhaft als kariertes Rechteck angedeutet. Die 3 ist ansonsten lediglich ein Funktionsschaubild einiger Bauteile des Kraftfahrzeugs 10 und des Detektionssystems 12, das nicht der räumlichen Orientierung dient.
Das Detektionssystem 12 arbeitet nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren. Mit dem Detektionssystem 12 kann beispielsweise eine Entfernung, eine Richtung und eine Geschwindigkeit des Objektes 18 relativ zum Kraftfahrzeug 10 ermittelt werden.
Das Detektionssystem 12 ist Teil eines Fahrerassistenzsystems 20 oder kann mit diesem verbunden sein. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 kann beispielsweise ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 unterstützt werden. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug 10 mithilfe des Fahrerassistenzsystems 20 wenigstens teilweise autonom fahren oder einparken. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 können Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise eine Motorsteuerung, eine Bremsfunktion oder eine Lenkfunktion beeinflusst oder Hinweise oder Warnsignale ausgegeben werden. Hierzu ist das Fahrerassistenzsystem 20 mit Funktionseinrichtungen 22 regelnd und/oder steuernd verbunden. In der 3 sind beispielhaft zwei Funktionseinrichtungen 22 dargestellt. Bei den Funktionseinrichtungen 22 kann es sich beispielsweise um ein Motorsteuerungssystem, ein Bremssystem, ein Lenksystem, eine Fahrwerksteuerung oder ein Signalausgabesystem handeln.
Das Fahrerassistenzsystem 20 weist eine elektronische Steuereinrichtung 24 auf, mit der entsprechende elektronische Steuer- und Regelsignale an die Funktionseinrichtungen 22 übermittelt und/oder von diesen empfangen und verarbeitet werden können.
Das Detektionssystem 12 umfasst eine Sendevorrichtung 26, eine Empfangsvorrichtung 28 und eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 30. Mit der Sendevorrichtung 26 können gepulste optische Sendesignale 32 in den Überwachungsbereich 14 gesendet werden. Die Sendesignale 32 werden an dem Objekt 18 reflektiert und als entsprechend gepulste optische Empfangssignale 34 zu dem Detektionssystem 12 zurückgesendet. Aus der Lichtlaufzeit, also aus der Zeit zwischen dem Versenden des Sendesignals 32 und dem Empfangen des entsprechenden Empfangssignals 34, wird mit der elektronischen Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 die Entfernung des Objekts 16 ermittelt.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 ist signaltechnisch mit der Steuereinrichtung 24 verbunden. Mit der Steuereinrichtung 24 können abhängig von Objektinformationen des Detektionssystems 12 Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs 10 gesteuert/geregelt werden. Für die Erfindung ist es nicht wesentlich, ob elektrische Steuer- und/oder Auswertevorrichtungen, wie beispielsweise die Steuereinrichtung 24, die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30, ein Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs 10 oder dergleichen, in einem oder mehreren Bauteilen oder Bauteilgruppen integriert oder wenigstens teilweise als dezentrale Bauteile oder Bauteilgruppen realisiert sind.
In der 4 ist die Sendevorrichtung 26 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Der einfacheren Orientierung wegen sind in den 1, 2 und 4 jeweilige Koordinatenachsen eines kartesisches x-y-z-Koordinatensystems gezeigt.
Die Sendevorrichtung 26 umfasst zwei Module 36a und 36b und eine Strahlausrichtungseinrichtung 38 in Form eines polarisierenden Strahlteilers. Mit dem ersten Modul 36a wird ein entsprechend erstes Sendesignal 32a ausgesendet. Mit dem zweiten Modul 36b wird ein entsprechendes zweites Sendesignal 32b ausgesendet. Die Sendesignale 32a und 32b sind aufeinander abgestimmt und bilden so insgesamt das mit der Sendevorrichtung 26 ausgesendete Sendesignal 32.
Das erste Modul 36a umfasst eine Lichtquelle 40a in Form eines Lasers. Mit der Lichtquelle 40a werden Sendesignale 32a ausgesendet. In einem Signalweg 41a der Sendesignale 32a sind ein polarisierender Strahlteiler 42b, eine Prismaanordnung 44a, ein polarisationsänderndes Bauelement in Form eines λ/4-Plättchens 46a, eine optische Linse 48a und eine diffraktiv wirkende Beugungseinheit, beispielhaft in Form eines optical phased array (OPA) 50a angeordnet. Entsprechend sind in einem Signalweg 41b der Sendesignale 32b einer Laser-Lichtquelle 40b des zweiten Moduls 36b, ein polarisierender Strahlteiler 42b, eine Prismaanordnung 44b, ein λ/4-Plättchen 46b, eine optische Linse 48b und ein OPA 50b angeordnet. Die Signalwege 41a und 41b sind die Wege, welche die entsprechenden Sendesignale 32a und 32b von der jeweiligen Lichtquelle 40a und 40b bis zum Überwachungsbereich 14 nehmen.
Im Folgenden wird zunächst das erste Modul 36a näher beschrieben. Der Laser 40a befindet sich beispielhaft oberhalb einer Schwenkebene 52. In der Schwenkebene 52 wird beim Betrieb des Detektionssystems 12 das mit dem Laser 40a ausgesendete Sendesignal 32a in Form eines Laserstrahls durch Ändern seiner Strahlrichtung 66a, wie in der 2 angedeutet, in einer Schwenkrichtung 56 zum optischen Abtasten des Überwachungsbereichs 14 hin und her geschwenkt. Die Schwenkebene 52 verläuft beispielhaft horizontal, parallel zur x-y-Ebene. In der Schwenkebene 52 erstreckt sich eine gedachte Hauptachse 74 der Sendevorrichtung 26. Die Hauptachse 74 erstreckt sich parallel zur x-Achse.
Die Lichtquelle 40a ist so ausgerichtet, dass der von ihr erzeugte gepulste, linear polarisierter Laserstrahl mit einer Strahlrichtung 58a beispielhaft senkrecht zur Schwenkebene 52 gerichtet ist. Die Polarisationsrichtung 60a des Sendesignals 32a ist zunächst beispielhaft horizontal ausgerichtet. Die horizontale Polarisationsrichtung 60a ist in der 4 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Die horizontale Polarisationsrichtung 60a ist beispielhaft parallel zu der Hauptachse 74 der Sendevorrichtung 26 ausgerichtet.
Das Sendesignal 32a mit der Strahlrichtung 58a trifft auf eine Eingangsseite des Strahlteilers 42a und wird wegen seiner horizontalen Polarisationsrichtung 60a um 90° vom Überwachungsbereich 14 weg umgelenkt.
Im Strahlungsweg 41a des umgelenkten Sendesignals 32a mit der Strahlrichtung 62a sind hintereinander die Prismaanordnung 44a, das λ/4-Plättchen 46a und das OPA 50a angeordnet.
Das umgelenkte Sendesignal 32a mit der Strahlrichtung 62a durchläuft die Prismaanordnung 44a und passiert das λ/4-Plättchen 46a. Mit dem λ/4-Plättchen 46a wird die horizontale Polarisationsrichtung 60a in eine beispielhaft rechtszirkulare Polarisationsrichtung 64a transformiert, welche in der 4 durch einen entsprechend kreisförmig gebogenen Pfeil angedeutet ist. Das Sendesignal 32a mit der rechtszirkularen Polarisationsrichtung 64a wird mit der Linse 48a auf das OPA 50a fokussiert.
Das OPA 50a wird beispielhaft in Reflexion betrieben. Mit dem OPA 50a kann bekanntermaßen durch entsprechende Steuerung der Phase des Sendesignals 32a, welches die Form einer Lichtwelle aufweist, eine Strahlrichtung 54a des von dem OPA 50a gebeugten Sendesignals 32a eingestellt werden. Durch entsprechendes Ansteuern des OPA 50a wird das Sendesignal 32a mit der eingestellten Strahlrichtung 66a in der Schwenkebene 52 hin- und hergeschwenkt.
Das reflektierte Sendesignal 32a wird mit der entsprechend eingestellten Strahlrichtung 66a zur Linse 48a zurückgesendet. Im Folgenden wird die Strahlrichtung 66a der einfacheren Unterscheidbarkeit wegen als „eingestellte Strahlrichtung 66a“ bezeichnet. Bei der Beugung an dem OPA 50a wird die Polarisationsrichtung umgekehrt, sodass das Sendesignal 32a mit der eingestellten Strahlrichtung 66a eine linkszirkulare Polarisationsrichtung 68a aufweist. Die linkszirkulare Polarisationsrichtungen 68a ist in der 4 durch einen entsprechenden kreisförmig gebogenen Pfeil angedeutet.
Das Sendesignal 32a mit der eingestellten Strahlrichtung 66a gelangt durch die Linse 48a zum λ/4-Plättchen 46a. Mit dem λ/4-Plättchen 46a wird die linkszirkulare Polarisationsrichtung 68a des Sendesignals 32 a in eine vertikale lineare Polarisationsrichtung 70a umgewandelt. Die vertikale Polarisationsrichtung 70a ist senkrecht zur horizontalen Polarisationsrichtung 60a, parallel zur z-Achse, ausgerichtet.
Das Sendesignal 32a mit der eingestellten Strahlrichtung 66a und der vertikalen Polarisationsrichtung 70a gelangt zu dem polarisierenden Strahlteiler 42a. Der polarisierende Strahlteiler 42a ist von der entsprechenden, beispielhaft ersten, Eintrittsseite für das Sendesignal 32a mit der eingestellten Strahlrichtung 66a und der vertikalen Polarisationsrichtung 70a auf geradem Wege durchlässig.
Das Sendesignal 32a mit der eingestellten Strahlrichtung 66a und der vertikalen Polarisationsrichtung 70a verlässt das erste Modul 36a und gelangt zu der Strahlausrichtungseinrichtung 38 in Form eines weiteren polarisierenden Strahlteilers. Die Strahlausrichtungseinrichtung 38 ist in dem Signalweg 41a der Sendesignal 32a des ersten Moduls 36a angeordnet. Mit der Strahlausrichtungseinrichtung 38 wird das Sendesignal 32a mit der eingestellten Strahlrichtung 66a und der vertikalen Polarisationsrichtung 70a auf geradem Wege in den Überwachungsbereich 14 ausgerichtet.
In der 5 ist ein schematisches Amplituden-Winkel-Diagramm eines beispielhaft an dem OPA 50a gebeugten, eingestellten Sendesignals 32a gezeigt. Mit dem OPA 50a wird das ankommende Sendesignal 32a mit der Strahlrichtung 58a an einstellbaren Beugungselementen so gebeugt, dass ein Teil der Sendeenergie des Sendesignals 32a in einer Hauptkeule 72H und ein Teil der Energie des Sendesignals 32a in Nebenkeulen 72N in den Überwachungsbereich 14 gesendet wird. Die Hauptkeule 72H und die Nebenkeulen 72N werden von einer Einhüllenden 76a umgeben.
Die Module 36a und 36b sind bezüglich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise identisch. Das zweite Modul 36b ist gegenüber dem ersten Modul 36a bezüglich der Strahlausrichtungseinrichtung 38 von der Lichtquelle 40a weg um 90° nach unten geschwenkt.
Entsprechend ist die lineare Polarisationsrichtung 70b des aus der zweiten Lichtquelle 40b austretenden Sendesignals 32b mit der Strahlrichtung 58b senkrecht zu der horizontalen Polarisationsrichtung 60a des entsprechenden Sendesignals 32a mit der Strahlrichtung 58a der ersten Lichtquelle 40a, also vertikal, ausgerichtet. Ferner ist die Polarisationsrichtung 60b des gebeugten Sendesignals 32b mit der eingestellten Strahlrichtung 66b des zweiten Moduls 36b senkrecht zur vertikalen Polarisationsrichtung 70a des gebeugten Sendesignals 32a mit der eingestellten Strahlrichtungen 66a des ersten Moduls 36a, also horizontal, ausgerichtet.
Die Strahlausrichtungseinrichtung 38 ist in dem Signalweg 41b der Sendesignale 32b des zweiten Moduls 36b angeordnet. Das gebeugte Sendesignal 32b mit der eingestellten Signalrichtung 66b des zweiten Moduls 36b wird auf die zweite Eingangsseite der Strahlausrichtungseinrichtung 38a geleitet und mit dieser polarisationsabhängig unter Beibehaltung der horizontalen Polarisationsrichtung 60b um 90° von dem ersten Modul 36a weg in die Schwenkebene 52 umgelenkt und so in den Überwachungsbereich 14 ausgerichtet.
Das erste Modul 36a, das zweite Modul 36b und die Strahlausrichtungseinrichtung 38 sind so angeordnet, dass eine eingestellte Strahlrichtung 66a des gebeugten Sendesignals 32a des ersten Moduls 36a und eine eingestellte Strahlrichtung 66b des gebeugten Sendesignals 32b des zweiten Moduls 36b einen in der 2 angedeuteten Winkelversatz 78 in der Schwenkebene 52 aufweisen. Der Winkelversatz 78 ist so gewählt, dass sich die Hauptkeulen 72H des gebeugten Sendesignals 32a und die Hauptkeule 72H des gebeugten Sendesignals 32b überlagern und so die Sendeenergien entsprechend addiert werden. Beispielhaft entspricht der Winkelversatz 78 einer Halbwertsbreite der Einhüllenden 76a des gebeugten Sendesignals 32a des ersten Modul 36a. Die Halbwertsbreite der Einhüllenden 76a entspricht bevorzugt der Halbwertsbreite der Einhüllenden 76b des gebeugten Sendesignals 32b des zweiten Modul 36b. Der Winkelversatz 78 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt 22°.
Durch den Winkelversatz 78 wird ferner ein in der 2 angedeuteter Gesamt-Öffnungswinkel 80 eines Gesamt-Sichtfeldes des Detektionssystems 12 in der Schwenkebene 52 insgesamt vergrößert. Das Gesamt-Sichtfeld des Detektionssystems 12 setzt sich aus der Überlagerung der Einzel-Sichtfelder der Module 36a und 36b zusammen. Entsprechend wird der Gesamt-Öffnungswinkel 80 aus den Einzelöffnungswinkeln 82 der Module 36a und 36a gebildet. Die Einzel-Sichtfelder werden durch die Einzelöffnungswinkel 82 definiert, innerhalb denen die eingestellten Strahlrichtungen 66a und 66b jeweils hin und her geschwenkt werden.
Dadurch, dass das gebeugte Sendesignal 32a des ersten Moduls 36a und das gebeugte Sendesignal 32b des zweiten Moduls 36b unterschiedlich linear polarisiert sind, sind die entsprechenden Empfangssignale auf der Empfängerseite voneinander unterscheidbar.
In der 6 die gebeugten Sendesignale 32a und 32b beispielhaft in einer Phase des Schwenkens der eingestellten Strahlrichtungen 66a des ersten Moduls 36a und 66b des zweiten Moduls 36b in einem Amplituden-Winkel-Diagramm gezeigt. In dieser Schwenkphase ist die Strahlrichtung 66a des gebeugten Sendesignals 32a um einen Winkel von 11°gegenüber der Hauptachse 74, welche bei 0°liegt, geneigt. Die Strahlrichtung 66b des gebeugten Sendesignals 32b ist um einen Winkel von -11° gegenüber der Hauptachse 74 geneigt. Die Einhüllende 76a des gebeugten Sendesignals 32a des ersten Moduls 36a und die Einhüllende 76b des gebeugten Sendesignals 32b des zweiten Moduls 36b werden von einer Gesamt-Einhüllenden 84 des Gesamt-Sendesignals 32 umgeben. Abhängig von der Wellenlänge λ der verwendeten Sendesignale 32a und 32b haben die Module 36a und 36b jeweils einen Einzel-Öffnungswinkel 82 von etwa 22°. Durch die Überlagerung der gebeugten Sendesign ale 32a und 32b der beiden Module 36a und 36b wird, wie in der 6 angedeutet, beispielhaft ein Gesamt-Öffnungswinkel 80 des Gesamt-Sendesignals 32 von 44°erreicht.
7 zeigt in der Schwenkphase entsprechend der 6 in einem Amplituden-Winkel-Diagrammen oben das gebeugte Sendesignal 32a des ersten Moduls 36a, in der Mitte das gebeugte Sendesignal 32b des zweiten Modul 36b und unten das Gesamt-Sendesignal 32 als Überlagerung der beiden gebeugten Sendesignale 32a und 32b. In diesem Ausführungsbeispiel werden aufgrund des speziell gewählten Winkelversatzes 78 die Hauptkeule 72H des gebeugten Sendesignals 32a und die Hauptkeule 72H des gebeugten Sendesignals 32b im selben Winkel bezüglich der Hauptachse 74, beispielhaft in Winkel von 0°, in den Überwachungsb ereich 14 gesendet. Aufgrund der Überlagerung der gebeugten Sendesignale 32a und 32b wird die Signalenergie des Gesamt-Sendesignals 32 bei dem besagten Winkel verdoppelt.
In den 8 bis 10 ist eine Sendevorrichtung 126 bestehend aus einem Modul 136 für ein Detektionssystem 12 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 7 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 7 weist das Modul 136 drei Lichtquellen 140a, 140b und 140c und drei entsprechende OPAs 150a, 150b und 150c auf.
Die Lichtquellen 140a, 140b und 140c sind jeweils als Laser ausgestaltet. Die Lichtquellen 140a, 140b und 140c befinden sich beispielhaft, wie in der 8 gezeigt, oberhalb der Schwenkebene 52 und der Hauptachse 174 der Sendevorrichtung 126. Mit den Lichtquellen 140a, 140b und 140c werden jeweilige Sendesignale 132a, 132b und 132c in Form von gepulsten, horizontal linear polarisierten Laserstrahlen erzeugt und in jeweilige Strahlrichtungen 158a, 158b und 158c gesendet. Die horizontale Polarisationsrichtung 160 ist parallel zur Hauptachse 174 der Sendevorrichtung 126 ausgerichtet und in der 8 Doppelpfeilen angedeutet.
Die Lichtquellen 140a, 140b und 140c sind so angeordnet und ausgerichtet, dass sich die jeweiligen Strahlrichtungen 158a, 158b und 158c senkrecht zur Hauptachse 174 betrachtet in einer gemeinsamen Ebene befinden. In Richtung der Hauptachse 174 betrachtet sind die jeweils benachbarten Strahlrichtungen 158a, 158b und 158c unter einem Winkelversatz 178 so auf einen polarisierenden Strahlteiler 142 gerichtet, dass sie sich in einem gemeinsamen Schnittpunkt kreuzen. Durch die entsprechende räumliche Ausrichtung der Lichtquellen 140a, 140b und 140c werden für die entsprechenden Sendesignale 132a, 132b und 132c insgesamt drei unterschiedliche Signalwege 141a, 141b und 141c realisiert.
Der Winkelversatz 178 wird auf den Signalwegen 141a, 141b und 141c der Sendesignale 132a, 132b und 132c von den jeweiligen Lichtquellen 140a, 140b und 140c bis in den Überwachungsbereich 114 beibehalten. Der Winkelversatz 178 beträgt beispielhaft etwa 22°. Der Winkelversatz 178 wird durch die Anordnung der Lichtquellen 140a, 140b und 140c in der entsprechenden Neigung auf mechanischem Wege erreicht.
Die Strahlrichtungen 158a, 158b und 158c werden unter Beibehaltung ihres Winkelversatzes 178 mit dem Strahlteiler 142 um 90° parallel zur Hauptachse 174 von dem Überwachungsbereich 114 weg zu einer Prismaanordnung 144 hin umgelenkt.
Die Prismaanordnung 144 ist in der 10 im Detail gezeigt. Die Prismaanordnung 144 weist zwei äußere Prismaabschnitte 144a und 144c und einen inneren Prismaabschnitt 144b auf. Die dem Strahlteiler 142 abgewandten ebene Seite der Prismaanordnung 144 erstreckt sich über alle drei Prismaabschnitte 144a, 144b und 144c und erstreckt sich senkrecht zur Hauptachse 174. Die äußeren Prismaabschnitte 144a und 144c sind symmetrisch ausgestaltet und angeordnet. Die ebenen Seiten der äußeren Prismaabschnitte 144a und 144c, welche dem Strahlteiler 142 zugewandt sind, verlaufen jeweils senkrecht zur x-y-Ebene und unter einem Prismawinkel θ schräg zu der dem Strahlteiler 142 abgewandten Seite der Prismaanordnung 144. Die dem Strahlteiler 142 zugewandte ebene Seite des inneren Prismaabschnitts 144b verläuft parallel zu der dem Strahlteiler 142 abgewandten ebenen Seite.
Die die beiden äußeren Sendesignale 132a und 132c mit den Strahlrichtungen 158a und 158c treffen jeweils auf einen der äußeren Prismaabschnitte 144a und 144c. Das mittlere Sendesignal 132b mit der Strahlrichtung 158b trifft auf den inneren Prismaabschnitt 144b.
Aufgrund der schrägen Eingangsseiten der beiden äußeren Prismaabschnitte 144a und 144c werden die Sendesignale 132a und 132c mit den Strahlrichtungen 158a und 158c jeweils so gebrochen, dass die Strahlrichtungen 158a und 158c hinter der Prismaanordnung 144 zueinander parallel verlaufen und auf die entsprechenden OPAs 150 a und 150 c gerichtet sind.
In der 11 ist eine Detailansicht des in der 10 linken Prismaabschnitts 144a gezeigt. Nach dem Snelliusschen Brechungsgesetz gilt folgender Zusammenhang zwischen dem Prismawinkel θ und einem Offsetwinkel φ: $n_{2} sin (θ) = n_{1} sin (φ+θ)$
Dabei entspricht der Offsetwinkel φ dem Winkelversatz 178, n₁ ist der Brechungsindex für Luft, welcher etwa 1 beträgt, und n₂ ist der Brechungsindex des Prismamaterials, beispielhaft 1,5. Für den Offsetwinkel φ von 22°ergibt sich demnach ein Prismawinkel θ von etwa 33°.
Die Sendesignale 132a, 132b und 132c durchlaufen nach der Prismaanordnung 144 auf ihren jeweiligen Signalwegen 141a, 141b und 141c jeweils ein entsprechendes λ/4-Plättchen 146, mit denen in bekannter Weise die horizontale Polarisationsrichtung 160 in rechtszirkulare Polarisationsrichtungen 164 transformiert wird. Die rechtszirkular polarisierten Sendesignale 132a, 132b und 132c werden mittels einer jeweiligen optischen Linse 148a, 148b und 148c auf das jeweilige OPA 150a, 150b und 150c fokussiert.
Die OPAs 150a, 150b und 150c befinden sich in einer gemeinsamen Ebene, welche sich senkrecht zur Hauptachse 174 erstreckt. Mit den OPAs 150a, 150b und 150c werden die Sendesignale 132a, 132b und 132c analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel gesteuert und ihre Strahlrichtungen 158a, 158b und 158c in der Schwenkebene 152 hin und her geschwenkt. Die Schwenkebene 152 befindet sich in der 10 beispielhaft in der Zeichenebene. Außerdem werden mit den OPAs 150a, 150b und 150c analog zum ersten Ausführungsbeispiel die rechtszirkularen Polarisationsrichtungen 164 in linkszirkulare Polarisationsrichtungen 168 transformiert.
Die gebeugten Sendesignale 132a, 132b und 132c mit ihren eingestellten Strahlrichtungen 166a, 166b und 166c, welche beispielsweise in der 10 bezeichnet sind, durchlaufen unter Beibehaltung des Winkelversatzes 178 auf separaten Signalwegen 141a, 141b und 141c die entsprechenden Linsen 148a, 148b, 148c und das λ/4-Plättchen 146. Mit dem λ/4-Plättchen 146 werden die linkszirkulare Polarisationsrichtungen 168 in vertikal-lineare Polarisationsrichtungen 170 umgewandelt.
Anschließend durchlaufen die gebeugten Sendesignale 132a, 132b und 132c mit ihren eingestellten Strahlrichtungen 166a, 166b und 166c die jeweils entsprechenden Prismaabschnitte 144a, 144b und 144c und werden unter Beibehaltung des Winkelversatzes 178 zum Überwachungsbereich 114 hin ausgerichtet. Die Prismaanordnung 144 wirkt so als Strahlausrichtungseinrichtung für die eingestellten Strahlrichtungen 166a, 166b und 166c. Die Steuerung der OPAs 150a, 150b und 150c bewirkt, dass die gesteuerten Strahlrichtungen 166a, 166b und 166c jeweils innerhalb eines jeweiligen Einzel-Sichtfeldes mit einem entsprechenden Einzel-Öffnungswinkel 182a, 182b und 182c geschwenkt werden.
Die gebeugten Sendesignale 132a, 132b und 132c mit vertikaler Polarisationsrichtung 170 durchlaufen den Strahlteiler 142 auf geradem Wege unter Beibehaltung des Winkelversatzes 178 in der Schwenkebene 52. Hinter dem Strahlteiler 142 entsteht aufgrund der Überlagerung der Einzel-Sichtfelder der einzelnen gebeugten Sendesignale 132a, 132b und 132c ein Gesamt-Sichtfeld mit einem Gesamt-Öffnungswinkel 180 für das Detektionssystem 112, welcher deutlich größer ist als die Einzel-Sichtfelder mit den Einzel-Öffnungswinkel 182a, 182b und 182c.
In der 12 ist ein Amplituden-Winkel-Diagramm mit den Einhüllenden 176a, 176b und 176c der gebeugten Sendesignale 132a, 132b und 132c gezeigt. Aus der 12 ergibt sich, dass die Strahlrichtungen 166a und 166b und die Strahlrichtungen 166b und 166c jeweils um den Winkelversatz 178 von 22°, welc her der Halbwertsbreite der jeweiligen Einhüllen 176a, 176b und 176c entspricht, zueinander geneigt sind. Durch die Überlagerung der Einhüllenden 176a bis 176c der gebeugten Sendesignale 132a, 132b und 132c ergibt sich eine gesamte Einhüllende 184 für das in den Überwachungsbereich 14 gesendete Gesamt-Sendesignal 132.
13 zeigt in entsprechenden Amplituden-Winkel-Diagrammen in einer exemplarischen Schwenkphase der Sendevorrichtung 26 oben das mit der zweiten Lichtquelle 140b erzeugte und mit dem zweiten OPA 150b gebeugte Sendesignal 132b, an zweiter Stelle das mit der ersten Lichtquelle 140a erzeugte und mit dem ersten OPA 150a gebeugte Sendesignal 132a, an dritter Stelle das mit der dritten Lichtquelle 140b erzeugte und mit dem dritten OPA 150c gebeugte Sendesignal 132c und unten das Gesamt-Sendesignal 132 als Überlagerung der drei gebeugten Sendesignale 132a, 132b und 132c. In diesem Ausführungsbeispiel werden aufgrund des speziell gewählten Winkelversatzes 178 eine der Keulen 172b des zweiten gebeugten Sendesignals 132b und eine der Keulen 172a des ersten gebeugten Sendesignals 132a im selben Winkel bezüglich der Hauptachse 174, beispielhaft im Winkel von 11°, in den Überwachungsbereich 114 gesendet. Entsprechend werden die andere Keule 172b des zweiten gebeugten Sendesignals 132b und eine der Keulen 172c des dritten gebeugten Sendesignals 132c im selben Winkel bezüglich der Hauptachse 174, beispielhaft im Winkel von -11°, in den Überwachungsbereich 114 gesendet. Aufgrund der Überlagerung der gebeugten Sendesignale 132a und 132b beziehungsweise 132b und 132c wird die Signalenergie des Gesamt-Sendesignals 132 bei den besagten Winkeln verdoppelt.
In der 14 ist eine Sendevorrichtung 226 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Sendevorrichtung 226 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist ähnlich aufgebaut wie die Sendevorrichtung 26 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 7, mit dem Unterschied, dass anstelle der beiden Module 36a und 36b zwei Module 136a und 136b verwendet werden, die dem Modul 136 des zweiten Ausführungsbeispiels aus den 8 bis 13 entsprechen. Mit der Sendevorrichtung 226 können insgesamt sechs getrennte Signalwege realisiert werden, von denen in der 14 für jedes Modul 136a und 136b beispielhaft jeweils nur der Signalweg 141a bezeichnet ist.
Mit dem polarisierenden Strahlteiler 138 werden die von dem ersten Modul 136a kommenden gebeugten vertikal polarisierten Sendesignale 132a-a, 132a-b und 132a-c mit den drei eingestellten Strahlrichtungen, von denen in der 14 nur die Strahlrichtung 166a gezeigt ist, auf drei getrennten Signalwegen, von denen in der 14 nur der Signalweg 141a gezeigt ist, in der Schwenkebene 152 auf geradem Wege unter Beibehaltung ihrer vertikalen Polarisationsrichtung 170 in den Überwachungsbereich 114 ausgerichtet. Die von dem zweiten Modul 136b kommenden gebeugten horizontal polarisierten Sendesignale 132b-a, 132b-b und 132b-c mit den drei eingestellten Strahlrichtungen, von denen der 14 nur die Strahlrichtung 166a gezeigt ist, werden um 90° in die Schwenkebene 152 umgelenkt und auf drei getrennten Signalwegen 141b ebenfalls in den Überwachungsbereich 114 ausgerichtet, wobei sie ihre horizontale Polarisationsrichtung 170 beibehalten.
In der 15 ist ein Amplituden-Winkel-Diagramm mit den Einhüllenden 176a-a, 176a-b und 176a-c der gebeugten Sendesignale 132a-a, 132a-b und 132a-c des ersten Moduls 136a und die Einhüllenden 176b-a, 176b-b und 176c-c der gebeugten Sendesignale 132b-a, 132b-b und 132b-c des zweiten Moduls 136b gezeigt. Die jeweils Benachbarten der gebeugten Sendesignale 132a-a, 132a-b, 132a-c, 132b-a, 132b-b und 132b-c sind um den Winkelversatz 178 von 22°, welch er der Halbwertsbreite der jeweiligen Einhüllenden 176a-a, 176a-b, 176a-c, 176b-a, 176b-b, 176c-c entspricht, zueinander geneigt. Die eingestellten Strahlrichtungen 166a-a, 166a-b und 166a-c des ersten Moduls 136a sind also wie beim zweiten Ausführungsbeispiel aus den 8 bis 13 um den Winkelversatz 178 zueinander geneigt. Ebenso sind die eingestellten Strahlrichtungen 166b-a, 166b-b und 166b-c des zweiten Moduls 136a um den Winkelversatz 178 zueinander geneigt. Das Set der Strahlrichtungen 166b-a, 166b-b und 166b-c des zweiten Moduls 136a ist gegenüber dem Set der Strahlrichtungen 166a-a, 166a-b und 166a-c des ersten Moduls 136a um 66° geneigt. Dabei sind die Strahlrichtung 166a-c des ersten Moduls 136a und die Strahlrichtung 166b-a des zweiten Moduls 136b, welche benachbart sind, ebenso um den Winkelversatz 178 zueinander geneigt. Die Strahlrichtungen 166a-a, 166a-b, 166a-c, 166b-a, 166b-b und 166b-c beider Module 136a und 136b erfassen insgesamt einen Winkel von etwa 154°.
Durch die Überlagerung der Einhüllenden 176a-a, 176a-b, 176a-c, 176b-a, 176b-b, 176c-c aller gebeugten Sendesignale 132a-a, 132a-b, 132a-c, 132b-a, 132b-b und 132b-c ergibt sich eine Gesamt-Einhüllende 284 für das in den Überwachungsbereich 114 gesendeten Gesamt-Sendesignal 132.
Für alle beschriebenen Ausführungsbeispiele gilt, dass die λ/4-Plättchen 46; 146, die Prismaanordnungen 44; 144 und/oder die optischen Linsen 48; 148 jeweils in einem beispielsweise optischen Element kombiniert sein können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20160161600 A1 [0005]

Claims

Sendevorrichtung (26; 126; 226) für ein abtastendes optisches Detektionssystem (12) eines Fahrzeugs (10) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (14; 114) auf Objekte (18) hin, mit wenigstens einer Lichtquelle (40a, 40b; 140a, 140b, 140c) zur Erzeugung wenigstens eines optischen Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) und mit wenigstens einer auf das wenigstens eine Sendesignal (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) diffraktiv wirkenden Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) zur Steuerung wenigstens einer Strahlrichtung (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) des wenigstens einen Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c), dadurch gekennzeichnet, dass - in wenigstens zwei unterschiedlichen Signalwegen (41a, 41b; 141a, 141b, 141c) eines Sendesignals oder verschiedener Sendesignale (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) wenigstens eine Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) angeordnet ist, die zur Einstellung der zu den jeweiligen Signalwegen (41a, 41b; 141a, 141b, 141c) gehörenden Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) einstellbar ist, - in den jeweiligen Signalwegen (41a, 41b; 141a, 141b, 141c) hinter der wenigstens einen Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung (38; 138, 144) angeordnet ist zum Ausrichten der eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) in den wenigstens einen Überwachungsbereich (14; 114) - unter Beibehaltung von wenigstens einem vor der wenigstens einen Strahlausrichtungseinrichtung (38; 138, 144) erzeugten Winkelversatz (78; 178) zwischen den eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) - oder unter Erzeugung von wenigstens einem Winkelversatz zwischen den eingestellten Strahlrichtungen.
Sendevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkelversatz (78; 178) zwischen wenigstens zwei eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) einer Halbwertsbreite wenigstens eines der gebeugten Sendesignale (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) entspricht.
Sendevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Winkelversatz (78; 178) mittels einer räumlichen Anordnung wenigstens einer Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) und/oder wenigstens einer Lichtquelle (40a, 40b; 140a, 140b, 140c) realisiert ist.
Sendevorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung wenigstens einen polarisierten Strahlteiler (38; 138) und/oder wenigstens eine Prismaanordnung (144) aufweist oder daraus besteht.
Sendevorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) ein Optical Phased Array aufweist oder daraus besteht.
Sendevorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein auf wenigstens eine Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) treffendes Sendesignal (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) zirkular polarisiert ist.
Sendevorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein auf wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung (38; 138) treffendes gebeugtes Sendesignal (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) linear polarisiert ist.
Sendevorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine gebeugte Sendesignal oder die unterschiedlichen gebeugten Sendesignale (32a, 32b; 132a, 132b, 132c), welche auf den wenigstens zwei Signalwegen (41a, 41b; 141a, 141b, 141c) auf wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung (38; 138) treffen, schräg, insbesondere senkrecht, zu einander linear polarisiert sind.
Sendevorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem jeweiligen Signalweg (41a, 41b; 141a, 141b, 141c) vor und/oder hinter wenigstens einer Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) wenigstens ein eine Polarisation des entsprechenden Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) änderndes Bauelement, insbesondere ein λ/4-Plättchen (46a, 46b; 146), angeordnet ist.
Sendevorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem jeweiligen Signalweg (41a, 41b; 141a, 141b, 141c) zwischen der wenigstens einen Lichtquelle (40a, 40b; 140a, 140b, 140c) und der wenigstens einen Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) wenigstens ein polarisierender Strahlteiler (42a, 42b; 142) angeordnet ist.
Sendevorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Signalweg (41a, 41b; 141a, 141b, 141c) vor und/oder hinter wenigstens einer Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) und gegebenenfalls vor und/oder hinter wenigstens einem polarisationsändernden Bauelement (46a, 46b; 146) wenigstens ein strahlumlenkendes Bauelement (44a, 44b; 144), insbesondere wenigstens ein Prisma, angeordnet ist.
Sendevorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Signalweg (41a, 41b; 141a, 141b, 141c) vor und/oder hinter wenigstens einer Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) wenigstens eine optische Linse (48a, 48b; 148a, 148b, 148c) angeordnet ist.
Detektionssystem (12) eines Fahrzeugs (10) zur Überwachung eines Überwachungsbereichs (14; 114) auf Objekte (18) hin, aufweisend - wenigstens eine Sendevorrichtung (26; 126; 226), mit wenigstens einer Lichtquelle (40a, 40b; 140a, 140b, 140c) zur Erzeugung wenigstens eines optischen Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) und mit wenigstens einer auf das wenigstens eine Sendesignal (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) diffraktiv wirkenden Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) zur Steuerung wenigstens einer Strahlrichtung (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) des wenigstens einen Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c), - wenigstens eine Empfangsvorrichtung (28) zum Empfangen von wenigstens einem optischen Empfangssignal (34), welches von wenigstens einem Sendesignal (32; 132) herrührt, das an einem Objekt (18) reflektiert wird, - und wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (30) zur Steuerung der wenigstens einen Sendevorrichtung (26; 126; 226) und/oder der wenigstens einen Empfangsvorrichtung (28) und/oder zur Auswertung von mit der wenigstens einen Empfangsvorrichtung empfangenen Empfangssignalen (34), dadurch gekennzeichnet, dass - in wenigstens zwei unterschiedlichen Signalwegen (41a, 41b, 141a, 141b, 141c) eines Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) oder verschiedener Sendesignale (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) wenigstens eine Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) angeordnet ist, die zur Einstellung der zu den jeweiligen Signalwegen (41a, 41b, 141a, 141b, 141c) gehörenden Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) einstellbar ist, - in den jeweiligen Signalwegen (41a, 41b; 141a, 141b, 141c) hinter der wenigstens einen Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung (38; 138, 144) angeordnet ist zum Ausrichten der eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) in den wenigstens einen Überwachungsbereich (14; 114) - unter Beibehaltung von wenigstens einem vor der wenigstens einen Strahlausrichtungseinrichtung (38; 138, 144) erzeugten Winkelversatz (78; 178) zwischen den eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) - oder unter Erzeugung von wenigstens einem Winkelversatz (78; 178) zwischen den eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c).
Fahrerassistenzsystem (20) eines Fahrzeugs (10), - mit wenigstens einem abtastenden optischen Detektionssystem (12) zur Überwachung eines Überwachungsbereichs (14; 114) auf Objekte (18) hin, wobei das wenigstens eine Detektionssystem (12) aufweist - wenigstens eine Sendevorrichtung (26; 126; 226), mit wenigstens einer Lichtquelle (40a, 40b; 140a, 140b, 140c) zur Erzeugung wenigstens eines optischen Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) und mit wenigstens einer auf das wenigstens eine Sendesignal (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) diffraktiv wirkenden Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) zur Steuerung wenigstens einer Strahlrichtung (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) des wenigstens einen Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c), - wenigstens eine Empfangsvorrichtung (28) zum Empfangen von wenigstens einem optischen Empfangssignal (34), welches von wenigstens einem Sendesignal (32; 132) herrührt, das an einem Objekt (18) reflektiert wird, - und wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (30) zur Steuerung der wenigstens einen Sendevorrichtung (26; 126; 226) und/oder der wenigstens einen Empfangsvorrichtung (28) und/oder zur Auswertung von mit der wenigstens einen Empfangsvorrichtung (28) empfangenen Empfangssignalen (32; 132), - wobei das Fahrerassistenzsystem (20) wenigstens eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (24) zum Verarbeiten von mit dem wenigstens einen Detektionssystem (12) erfassten Objektinformationen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - in wenigstens zwei unterschiedlichen Signalwegen (41a, 41b, 141a, 141b, 141c) eines Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) oder verschiedener Sendesignale (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) wenigstens eine Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) angeordnet ist, die zur Einstellung der zu den jeweiligen Signalwegen (41a, 41b, 141a, 141b, 141c) gehörenden Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) einstellbar ist, - in den jeweiligen Signalwegen (41a, 41b, 141a, 141b, 141c) hinter der wenigstens einen Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) wenigstens eine Strahlausrichtungseinrichtung (38; 138, 144) angeordnet ist zum Ausrichten der eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) in den wenigstens einen Überwachungsbereich (14; 114) - unter Beibehaltung von wenigstens einem vor der wenigstens einen Strahlausrichtungseinrichtung (38; 138, 144) erzeugten Winkelversatz (78; 178) zwischen den eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) - oder unter Erzeugung von wenigstens einem Winkelversatz (78; 178) zwischen den eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c).
Verfahren zum optischen Abtasten eines Überwachungsbereichs (14; 114) auf Objekte (18) hin mit einem Detektionssystem (12) eines Fahrzeugs (10), bei dem wenigstens ein optisches Sendesignal (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) erzeugt und zur Steuerung wenigstens einer Strahlrichtung (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) des wenigstens einen Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) mit wenigstens einer diffraktiv wirkenden Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) gebeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Sendesignal oder verschiedene Sendesignale (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) in wenigstens zwei unterschiedlichen Signalwegen (41a, 41b, 141a, 141b, 141c) zu wenigstens einer Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) gesendet werden, - mit der wenigstens einen Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) zu den jeweiligen Signalwegen (41a, 41b, 141a, 141b, 141c) gehörende jeweilige Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) des wenigstens einen Sendesignals (32a, 32b; 132a, 132b, 132c) eingestellt werden - und die eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) in den wenigstens ein Überwachungsbereich (14; 114) ausgerichtet werden, - wobei vor oder nach der wenigstens einen Beugungseinheit (50a, 50b; 150a, 150b, 150c) zwischen den eingestellten Strahlrichtungen (66a, 66b; 166a, 166b, 166c) wenigstens ein Winkelversatz (78; 178) erzeugt wird.