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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für eine LIDAR-Vorrichtung zur Erfassung eines verdeckten Objekts, ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens auszuführen, ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist und eine LIDAR-Vorrichtung zur Erfassung eines verdeckten Objekts.
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Stand der Technik
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Aus der
WO 2016/063028 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung von Positionsinformationen eines Zielobjektes, welches nicht im Sichtfeld der Vorrichtung liegt, bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung einer streuenden Oberfläche, welche in einer Blickrichtung des Zielobjektes liegt, wobei gestreute Strahlung von der streuenden Oberfläche gestreut wurde. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Detektionseinrichtung zur Detektion reflektierter Strahlung. Hierbei ist die reflektierte Strahlung, die gestreute Strahlung, die vom Zielobjekt in das Sichtfeld der Detektionseinrichtung reflektiert wurde. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Verarbeitungseinrichtung um die Positionsinformationen anhand der detektierten reflektierten Strahlung zu berechnen.
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Die Beleuchtungseinrichtung sendet demnach Lichtpulse aus, die über drei diffuse Streuvorgänge (Oberfläche, Objekt, Oberfläche) zurück zur Detektionseinrichtung finden. Da dies normalerweise nur ein verschwindend kleiner Teil der ausgesendeten Lichtpulse sein wird, sind für eine zuverlässige Detektion hohe Pulsintensitäten der ausgesendeten Lichtpulse erforderlich.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren für eine LIDAR-Vorrichtung zur Erfassung eines verdeckten Objekts, wobei das verdeckte Objekt im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung von einem Hindernis verdeckt ist. Das Verfahren weist den Schritt der Aussendung einer Erfassungsstrahlung mittels wenigstens einer Sendeeinheit in eine vorgegebene Richtung zur Beleuchtung einer streuenden Oberfläche auf. Hierbei liegt die streuende Oberfläche in einem Sichtfeld des verdeckten Objekts. Die ausgesendete Erfassungsstrahlung wird an der streuenden Oberfläche gestreut. Das Verfahren weist den weiteren Schritt des Empfangens einer reflektierten Erfassungsstrahlung aus einer Bildfläche mittels einer Empfangseinheit auf. Hierbei ist die reflektierte Erfassungsstrahlung die Erfassungsstrahlung, die von dem verdeckten Objekt auf die Bildfläche reflektiert wurde. Das Verfahren weist den weiteren Schritt der Erfassung des verdeckten Objekts anhand der empfangenen Erfassungsstrahlung mittels wenigstens einer Auswerteeinheit auf.
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Erfindungsgemäß weist das Verfahren weitere, zeitlich vorgelagerte Schritte auf. Das Verfahren weist den zeitlich vorgelagerten Schritt der Aussendung einer ersten Strahlung mittels wenigstens einer Sendeeinheit in die vorgegebene Richtung zur Beleuchtung der streuenden Oberfläche auf. Das Verfahren weist weiterhin den zeitlich vorgelagerten Schritt des Empfangens einer ersten Strahlung mittels einer Empfangseinheit auf. Das Verfahren weist weiterhin den zeitlich vorgelagerten Schritt der Ermittlung wenigstens eines Wertes der empfangenen ersten Strahlung mittels der Auswerteeinheit auf.
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Die ausgesendete Erfassungsstrahlung kann elektromagnetische Strahlung sein. Die ausgesendete Erfassungsstrahlung kann Laserstrahlung sein. Insbesondere kann die ausgesendete Erfassungsstrahlung gepulste Laserstrahlung sein. Die ausgesendete erste Strahlung kann elektromagnetische Strahlung sein. Die ausgesendete erste Strahlung kann Laserstrahlung sein. Insbesondere kann die ausgesendete erste Strahlung gepulste Laserstrahlung sein. Die Sendeeinheit kann eine Lasereinrichtung aufweisen. Die Lasereinrichtung kann ein einzelner Laser sein. Ein einzelner Laser kann beispielsweise eine Laserdiode sein. Die Lasereinrichtung kann eine Mehrzahl von einzelnen Lasern sein. Die Sendeeinheit kann einen gepulsten oder ein nicht-gepulsten Laser aufweisen. Ein gepulster Laser kann mit einer vorgegebenen Frequenz Laserpulse aussenden. Die Sendeeinheit zur Aussendung der Erfassungsstrahlung kann dieselbe Sendeeinheit sein, wie die Sendeeinheit zur Aussendung der ersten Strahlung. Die Sendeeinheit zur Aussendung der Erfassungsstrahlung kann sich von der Sendeeinheit zur Aussendung der ersten Strahlung unterscheiden.
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Die empfangene erste Strahlung kann an der streuenden Oberfläche gestreut worden sein. Die empfangene erste Strahlung kann an der streuenden Oberfläche zusätzlich diffus reflektiert worden sein. Die empfangene erste Strahlung kann auch an einem unverdeckten Objekt im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung reflektiert worden sein. Die empfangene erste Strahlung kann auch an einem unverdeckten Objekt im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung gerichtet reflektiert worden sein.
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Für eine hohe zeitliche Auflösung ist es von Vorteil, wenn die Empfangseinheit in einem Time-Correlated-Single-Photon-Counting (TCSPC)-Modus betrieben werden kann. Die Empfangseinheit kann einen zeitauflösenden Lichtdetektor aufweisen. Die Empfangseinheit kann einen zeitauflösenden Lichtdetektorarray aufweisen. Die Empfangseinheit kann beispielsweise eine SPAD(Single-Photon Avalanche Diode)-Matrix aufweisen. Die Empfangseinheit zum Empfangen der reflektierten Erfassungsstrahlung kann dieselbe Empfangseinheit sein, wie die Empfangseinheit zum Empfangen der ersten Strahlung. Die Empfangseinheit zum Empfangen der reflektierten Erfassungsstrahlung kann sich von der Empfangseinheit zum Empfangen der ersten Strahlung unterscheiden.
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Die Auswerteeinheit kann eine signalverarbeitende Einheit sein. Die Auswerteeinheit kann dazu eingerichtet sein, anhand der empfangenen Erfassungsstrahlung eine Auswertung gemäß einem Time-of-flight-Verfahren durchzuführen. Die Auswerteeinheit kann dazu eingerichtet sein, anhand der empfangenen ersten Strahlung eine Auswertung gemäß einem Time-of-flight-Verfahren durchzuführen. Die Auswerteeinheit zum Erfassen des verdeckten Objekts kann dieselbe Auswerteeinheit sein, wie die Auswerteeinheit zum Ermitteln wenigstens eines Wertes der empfangenen ersten Strahlung. Die Auswerteeinheit zum Erfassen des verdeckten Objekts kann sich von der Auswerteeinheit zum Ermitteln wenigstens eines Wertes der empfangenen ersten Strahlung unterscheiden.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Verfahren zur Erkennung von einem von einem Hindernis verdeckten Objekt beispielsweise im Straßenverkehr eingesetzt werden kann, ohne die Sicherheit der anderen Verkehrsteilnehmer zu gefährden. Das Verfahren kann beispielsweise für den Einsatz in einem Fahrzeug vorteilhaft sein. Die LIDAR-Vorrichtung kann beispielsweise Teil eines Fahrzeugs sein. Das Verfahren kann für den Einsatz in einem teilautonomen Fahrzeug oder in einem autonomen Fahrzeug vorteilhaft sein. Während einer Fahrt können potentiell von der Seite ins Erfassungsfeld der Sensorvorrichtungen des Fahrzeugs tretende Objekte erkannt werden. Hierbei können die Objekte zu einem Zeitpunkt erkannt werden, wenn sie noch von einem Hindernis verdeckt werden. Die verdeckten Objekte können erkannt werden, noch bevor sie tatsächlich das Erfassungsfeld der Sensorvorrichtungen des Fahrzeugs treten. Somit lässt sich mehr Zeit für Gegenmaßnahmen (Bremsen, Gurtstraffung, Entfalten des Airbags etc.) gewinnen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren den weiteren, zeitlich vorgelagerten Schritt des Vergleichs des wenigstens einen ermittelten Werts der empfangenen ersten Strahlung mit wenigstens einem vorgegebenen Wert mittels der Auswerteeinheit aufweist. Hierbei ist der Schritt der Aussendung der Erfassungsstrahlung abhängig von dem Vergleich.
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Für die Erkennung eines verdeckten Objekts kann es notwendig sein, eine Erfassungsstrahlung mit hohen Pulsintensitäten auszusenden. Die Erfassungsstrahlung kann hierbei nicht mehr augensicher sein. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass aufgrund der zeitlich vorgelagerten Schritte ein Verfahren geschaffen wird, bei dem die Aussendung der Erfassungsstrahlung an Bedingungen geknüpft sein kann, die eine Schädigung anderer Verkehrsteilnehmer unwahrscheinlich macht. So kann durch den Vergleich ein in einem Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung unverdecktes Objekt erkannt werden. Eine Bedingung kann beispielsweise sein, dass eine Erfassungsstrahlung mit hoher Pulsintensität nur dann ausgesendet wird, wenn kein unverdecktes Objekt im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung erkannt wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine ermittelte Wert der empfangenen ersten Strahlung ein Wert für eine Intensität der empfangenen ersten Strahlung ist. Der wenigstens eine ermittelte Wert der empfangenen ersten Strahlung kann auch ein Wert für die Entfernung eines im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung unverdeckten Objektes sein. Es können beispielsweise auch wenigstens zwei Werte der empfangenen ersten Strahlung ermittelt werden. Hierbei kann ein erster Wert ein Wert für die Intensität der empfangenen ersten Strahlung sein. Hierbei kann ein zweiter Wert ein Wert für die Entfernung eines im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung unverdeckten Objektes sein.
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Ein unverdecktes Objekt kann beispielsweise ein bewegtes Objekt im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung sein. Ein bewegtes Objekt kann beispielsweise ein Verkehrsteilnehmer sein. Ein anderer Verkehrsteilnehmer könnte durch die Aussendung der Erfassungsstrahlung gefährdet sein. Ein unverdecktes Objekt kann auch ein unbewegtes Objekt im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung sein. Ein unbewegtes Objekt kann beispielsweise reflektierend sein. So könnten zum Beispiel ein Autoblech, ein Rückspiegel oder eine Autoscheibe reflektierend sein. Ein unbewegtes Objekt kann beispielsweise auch gerichtet reflektierend sein. Dies kann bei starker Nässe oder bei glänzenden Oberflächen der Fall sein. An dem unbewegten Objekt könnte die ausgesendete Erfassungsstrahlung derart reflektiert werden, dass es zur Gefährdung von Verkehrsteilnehmern kommt.
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Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass in den zeitlich vorgelagerten Schritten ein im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung unverdecktes Objekt zuverlässig erkannt werden kann. Die eben beschriebenen Gefährdungen können minimiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Leistung der ausgesendeten Erfassungsstrahlung verschieden von der Leistung der ausgesendeten ersten Strahlung ist. Der Unterschied kann hierbei im Bereich von ein bis drei Größenordnungen liegen. Es ist zusätzlich oder alternativ vorgesehen, dass die Wellenlänge der ausgesendeten Erfassungsstrahlung verschieden von der Wellenlänge der ausgesendeten ersten Strahlung ist.
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Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die Augensicherheit anderen Verkehrsteilnehmer gewährleistet werden kann. Die Augensicherheit einer Sendeeinheit ergibt sich aus den hierfür vorgesehenen offiziellen Vorschriften. Weist die Sendeeinheit eine Laserquelle auf, ist zum Beispiel die Lasersicherheitsnorm IEC 60825-1 Ed. 3 anzuwenden. Eine die Augensicherheit eines Lasers bedingende Größe kann hiernach die Leistung des Lasers oder die Wellenlänge des Lasers sein. Optional kann zusätzlich ein Korrekturfaktor berücksichtigt werden. Der Korrekturfaktor kann beispielsweise die Ausdehnung der Laserquelle berücksichtigen. So kann zum Beispiel die Leistung der ausgesendeten ersten Strahlung einer vorgegebenen Wellenlänge geringer sein als die Leistung der ausgesendeten Erfassungsstrahlung bei gleicher Wellenlänge. So können zum Beispiel die Intensitäten der Laserpulse der ausgesendeten ersten Strahlung einer vorgegebenen Wellenlänge geringer sein als die Intensitäten der Laserpulse der ausgesendeten Erfassungsstrahlung bei gleicher Wellenlänge. Insbesondere kann die ausgesendete erste Strahlung augensicher sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren die weiteren zeitlich vorgelagerten Schritte der Erfassung der Umgebung und der Erkennung von Hindernissen und eines aufgrund der Hindernisse verdeckten Bereichs anhand der erfassten Umgebung aufweist. Hierbei ist der Schritt der Aussendung der ersten Strahlung abhängig von der Erkennung.
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Die Erfassung der Umgebung und die Erkennung von Hindernissen können mit der LIDAR-Vorrichtung selbst geschehen. Alternativ oder zusätzlich können die Erfassung der Umgebung und die Erkennung von Hindernissen auch mit wenigstens einer weiteren in einem Fahrzeug verbauten Sensoreinrichtung geschehen.
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Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass zunächst geprüft werden kann, ob in der Umgebung der LIDAR-Vorrichtung Hindernisse vorhanden sind, die potentiell Objekte verdecken können. Die Aussendung der ersten Strahlung kann dahingehend abhängig von der Erkennung sein, dass nur dann erste Strahlung ausgesendet wird, wenn ein derartiges Hindernis erkannt wird. Die Aussendung der Erfassungsstrahlung kann dahingehend abhängig von der Erkennung sein, dass nur dann Erfassungsstrahlung ausgesendet wird, wenn ein derartiges Hindernis erkannt wird. Hierdurch wird erreicht, dass das Verfahren nur dann angewendet wird, wenn es notwendig ist.
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Es wird auch ein Computerprogramm beansprucht, welches eingerichtet ist, alle Schritte des oben beschriebenen Verfahrens auszuführen.
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Es wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das beschriebene Computerprogramm gespeichert ist, beansprucht.
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Es wird weiterhin eine LIDAR-Vorrichtung zur Erfassung eines verdeckten Objekts beansprucht. Hierbei ist das verdeckte Objekt im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung von einem Hindernis verdeckt. Die LIDAR-Vorrichtung weist wenigstens eine Sendeeinheit zur Aussendung einer Erfassungsstrahlung in eine vorgegebene Richtung zur Beleuchtung einer streunenden Oberfläche auf. Hierbei liegt die streunende Oberfläche in einem Sichtfeld des verdeckten Objekts. Die ausgesendete Erfassungsstrahlung wird an der streunenden Oberfläche gestreut. Die LIDAR-Vorrichtung weist weiterhin wenigstens eine Empfangseinheit zum Empfangen einer reflektierten Erfassungsstrahlung aus einer Bildfläche auf. Die reflektierte Erfassungsstrahlung ist die Erfassungsstrahlung, die von dem verdeckten Objekt auf die Bildfläche reflektiert wurde. Die LIDAR-Vorrichtung weist weiterhin wenigstens eine Auswerteeinheit zur Erfassung des verdeckten Objekts anhand der empfangenen Erfassungsstrahlung auf.
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Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine Sendeeinheit weiterhin zur Aussendung einer ersten Strahlung in die vorgegebene Richtung zur Beleuchtung der streuenden Oberfläche ausgebildet. Es ist die wenigstens eine Empfangseinheit weiterhin zum Empfangen einer ersten, an der Oberfläche gestreuten Strahlung ausgebildet. Es ist die wenigstens eine Auswerteeinheit weiterhin zur Ermittlung wenigstens eines Wertes der empfangenen ersten Strahlung ausgebildet.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die LIDAR-Vorrichtung eine erste Sendeeinheit und wenigstens eine zweite Sendeeinheit auf. Hierbei ist die erste Sendeeinheit zur Aussendung der Erfassungsstrahlung und die zweite Sendeeinheit Aussendung der ersten Strahlung ausgebildet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die LIDAR-Vorrichtung eine erste Empfangseinheit und wenigstens eine zweite Empfangseinheit auf. Hierbei ist die erste Empfangseinheit zum Empfangen der reflektierten Erfassungsstrahlung und die zweite Empfangseinheit zum Empfangen der ersten, an der Oberfläche gestreuten Strahlung ausgebildet.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Elemente. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2A - 2B ein Ausführungsbeispiel zur Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Fahrzeug;
- 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LIDAR-Vorrichtung.
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1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel das Verfahren 100 für eine LIDAR-Vorrichtung zur Erfassung eines verdeckten Objekts. In 2 ein Ausführungsbeispiel zur Verwendung des Verfahrens in einem Fahrzeug dargestellt. 2A verdeutlicht hierbei den ersten Teil des Verfahrens 100 bis inklusive des Schritts 106. Der erste Teil des Verfahrens 100 kann optional auch die Schritte 111, 112, und/oder 113 aufweisen. 2B verdeutlicht hierbei den zweiten Teil des Verfahrens 100 von Schritt 107 bis inklusive Schritt 110.
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2A zeigt das Fahrzeug 201, welches eine LIDAR-Vorrichtung 300, wie sie weiter unten anhand von 3 beschrieben wird, zur Erfassung eines verdeckten Objekts aufweist. Fahrzeug 201 bewegt sich beispielsweise entlang der Fahrtrichtung 211. Im Umfeld des Fahrzeugs befinden sich die Hindernisse 203-1 und 203-2. Bei den Hindernissen 203-1 und 203-2 kann es sich auch um unbewegte Objekte handeln, die sich im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung 300 befinden. Bei den Hindernissen 203-1 und 203-2 kann es sich beispielsweise jeweils um ein Haus oder jeweils um eine Häuserreihe handeln. Bei den Hindernissen 203-1 und 203-2 kann es sich beispielsweise auch jeweils um ein Fahrzeug handeln. Die beiden Hindernisse 203-1 und 203-2 verdecken für die LIDAR-Vorrichtung dem Bereich 202. In dem Bereich 202 kann sich ein verdecktes Objekt 205 befinden. Das verdeckte Objekt 205 kann beispielsweise ein weiterer Verkehrsteilnehmer sein. Das verdeckte Objekt 205 kann beispielsweise ein Fußgänger sein. Das verdeckte Objekt 205 kann beispielsweise ein weiteres Fahrzeug sein.
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Das in 1 gezeigte Verfahren 100 startet im Schritt 101. Im Schritt 102 wird eine erste Strahlung mittels wenigstens einer Sendeeinheit der LIDAR-Vorrichtung in eine vorgegebene Richtung ausgesendet. In 2A ist diese erste Strahlung durch den Pfeil 211 dargestellt. Das Aussenden in eine vorgegebene Richtung kann beispielsweise in Richtung eines vorgegebenen Bereichs geschehen. In 2A ist der vorgegebene Bereich der Bereich 204. Dieser Bereich kann ein punktförmiger Bereich sein. Wenn die LIDAR-Vorrichtung scannend ist, kann der Bereich 204 auch eine durch einen oder mehrere Scanwinkel vorgegebene Ausdehnung haben. Dieser Bereich kann beispielsweise ein kreisförmiger Bereich sein. Dieser Bereich kann beispielsweise ein viereckiger Bereich sein. Die ausgesendete erste Strahlung 211 kann im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung 300 von einer Oberfläche gestreut werden. Die Oberfläche kann beispielsweise ein Straßenbelag im Bereich 204 sein. Die ausgesendete erste Strahlung 211 kann im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung 300 von einer Oberfläche gestreut werden. Die ausgesendete erste Strahlung 211 kann im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung 300 von einer Oberfläche diffus reflektiert werden. Die streuende Oberfläche kann beispielsweise ein Straßenbelag sein. Dies ist in 2A durch die diffus in verschiedene Richtungen gehenden Pfeile 209 dargestellt. Der separat markierte Pfeil 208 stellt hierbei Strahlung da, die zurück in Richtung der LIDAR-Vorrichtung 300 gestreut bzw. reflektiert wird. Aufgrund des Aussendens der ersten Strahlung in eine vorgegebene Richtung, insbesondere einen vorgegebenen Bereich, kann auch vorgegeben sein, welche Entfernung der vorgegebene Bereich von der LIDAR-Vorrichtung hat. Der Wert dieser vorgegebenen Entfernung kann als vorgegebener Wert im weiteren Verfahren herangezogen werden.
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Gemäß dem Verfahren 100 aus 1 wird die an der Oberfläche gestreute und/oder reflektierte erste Strahlung im Schritt 103 mittels einer Empfangseinheit empfangen. Es kann beispielsweise die durch den Pfeil 208 dargestellte Strahlung empfangen werden. Im Schritt 104 des Verfahrens 100 wird mittels einer Auswerteeinheit wenigstens ein Wert der empfangenen ersten Strahlung ermittelt. Der wenigstens eine Wert kann ein Wert für die Entfernung eines im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung unverdeckten Objekts sein. Die Auswerteeinheit kann die Entfernung gemäß einem Time-of-flight-Verfahren ermitteln. Der wenigstens eine Wert kann alternativ ein Wert für eine Intensität der empfangenen ersten Strahlung sein. Es können zwei Werte ermittelt werden, wobei ein erster Wert ein Wert für die Entfernung eines im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung unverdeckten Objekts und ein zweiter Wert ein Wert für die Intensität der empfangenen ersten Strahlung sein kann.
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Für den vorgegebenen Wert kann ein Toleranzbereich vorgegeben sein. Im Schritt 105 wird der wenigstens eine ermittelte Wert mit wenigstens einem vorgegebenen Wert verglichen. Es wird der Wert für die Entfernung eines im Sichtfeld der LIDAR-Vorrichtung unverdeckten Objekts mit einem vorgegebenen Wert verglichen. Der vorgegebene Wert für die Entfernung kann wie oben bereits beschrieben aus der vorgegebenen Richtung, insbesondere aus dem vorgegebenen Bereich, in die bzw. in den die erste Strahlung ausgesendet wird, vorgegeben sein. Es wird alternativ oder zusätzlich der Wert für die Intensität der empfangenen ersten Strahlung mit einem vorgegebenen Wert verglichen. Der vorgegebene Wert für die Intensität der empfangenen ersten Strahlung kann durch die Betriebsparameter der Sendeeinheit vorgegeben sein. Der vorgegebene Wert für die Intensität der empfangenen ersten Strahlung kann durch die Intensität der mittels der Sendeeinheit ausgesendeten Laserpulse der ersten Strahlung vorgegeben sein.
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Wird im Schritt 105 festgestellt, dass der wenigstens eine ermittelte Wert vom vorgegebenen Wert abweicht, so kann das Verfahren im Schritt 106 abgebrochen werden. Wird im Schritt 105 festgestellt, dass der wenigstens eine ermittelte Wert derart stark vom vorgegebenen Wert abweicht, dass der ermittelte Wert außerhalb des Toleranzbereichs des vorgegebenen Werts liegt, so kann das Verfahren im Schritt 106 abgebrochen werden. Ergibt der Vergleich beispielsweise einen Wert für die Entfernung, die außerhalb des Toleranzbereichs des vorgegebenen Werts für die Entfernung liegt, so ist von einem unverdeckten Objekt im Strahlengang der ersten Strahlung auszugehen. Ein unverdecktes Objekt kann insbesondere dazu führen, dass der ermittelte Wert für die Entfernung geringer ist als der vorgegebene Wert für die Entfernung. Da die Aussendung einer Erfassungsstrahlung gemäß des Schritts 107 des Verfahrens 100 im Falle eines unverdeckten Objekts gefährdend sein könnte, kann das Verfahren im Schritt 106 abgebrochen werden. Ergibt der Vergleich beispielsweise einen Wert für die Intensität der empfangenen ersten Strahlung, die außerhalb des Toleranzbereichs des vorgegebenen Werts für die Intensität liegt, kann dies darauf zurückzuführen sein, dass die ausgesendete erste Strahlung nicht diffus gestreut oder diffus reflektiert, sondern gerichtet reflektiert wurde. Insbesondere ein zu niedriger Wert oder gar das Ausbleiben des Empfangens der ersten Strahlung kann darauf hindeuten, dass die ausgesendete erste Strahlung gerichtet reflektiert wurde. Da die Aussendung einer Erfassungsstrahlung gemäß des Schritts 107 des Verfahrens 100 im Falle einer gerichteten Reflexion gefährdend sein könnte, kann das Verfahren im Schritt 106 abgebrochen werden.
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Wird im Schritt 105 festgestellt, dass der wenigstens eine ermittelte Wert dem vorgegebenen Wert entspricht, so kann das Verfahren im Schritt 107 fortgesetzt werden. Wird im Schritt 105 festgestellt, dass der wenigstens eine ermittelte Wert im Toleranzbereich des vorgegebenen Werts liegt, so kann das Verfahren im Schritt 107 fortgesetzt werden.
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Der erste Teil des Verfahrens 100 kann optional auch die Schritte 111 und 112 aufweisen. Der optionale Schritt 111 erfolgt direkt nach dem Start 101 des Verfahrens 100. Im Schritt 111 kommt es zur Erfassung der Umgebung. Die Erfassung der Umgebung und die Erkennung von Hindernissen können mit der LIDAR-Vorrichtung selbst geschehen. Alternativ oder zusätzlich können die Erfassung der Umgebung und die Erkennung von Hindernissen auch mit wenigstens einer weiteren in einem Fahrzeug verbauten Sensoreinrichtung geschehen. Werden im darauffolgenden Schritt 112 anhand der erfassten Umgebung Hindernisse und ein aufgrund der Hindernisse verdeckter Bereich erkannt, so wird das Verfahren im Schritt 102 fortgesetzt. Werden im Schritt 112 anhand der erfassten Umgebung keine Hindernisse und kein verdeckter Bereich erkannt, so kann das Verfahren im Schritt 113 abgebrochen werden. Werden im Schritt 112 anhand der erfassten Umgebung zwar Hindernisse, jedoch kein verdeckter Bereich erkannt, so kann das Verfahren im Schritt 113 abgebrochen werden.
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Die Schritte 101 bis 106, sowie die Schritte 111-113 des Verfahrens 100 sind den Schritten 107 bis 110 zeitlich vorgelagert. Die zeitliche Vorlagerung, insbesondere der zeitliche Abstand zwischen dem ersten Teil des Verfahrens 100 und dem zweiten Teil des Verfahrens 100 kann gering sein. Die Aussendung der ersten Strahlung und die Aussendung der Erfassungsstrahlung können in einem geringen zeitlichen Abstand erfolgen. Der geringe zeitliche Abstand kann im Bereich von Millisekunden liegen. Der geringe zeitliche Abstand kann beispielsweise im Bereich von 50 bis 100 ms liegen.
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Wie oben beschrieben, kann folgend auf den Schritt 105 das Verfahren 100 im Schritt 107 fortgesetzt werden. Im Schritt 107 kommt es zur Aussendung einer Erfassungsstrahlung mittels wenigstens einer Sendeeinheit in eine vorgegebene Richtung zur Beleuchtung einer streuenden Oberfläche. Die Leistung der im Schritt 107 ausgesendeten Erfassungsstrahlung kann verschieden von der Leistung der im Schritt 102 ausgesendeten ersten Strahlung sein. Es können die Intensitäten der Laserpulse der im Schritt 102 ausgesendeten ersten Strahlung geringer sein als die Intensitäten der Laserpulse der im Schritt 107 ausgesendeten Erfassungsstrahlung. Insbesondere kann die im Schritt 102 ausgesendete erste Strahlung augensicher sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Wellenlänge der ausgesendeten Erfassungsstrahlung verschieden von der Wellenlänge der im Schritt 102 ausgesendeten ersten Strahlung sein.
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2B verdeutlicht den zweiten Teil des Verfahrens 100 von Schritt 107 bis inklusive Schritt 110. Es ist dasselbe Fahrzeug 201 mit derselben LIDAR-Vorrichtung 300 wie in 2A gezeigt, nur mit einem geringen zeitlichen Abstand, sprich zu einem etwas späteren Zeitpunkt. Mittels einer Sendeeinheit wird die Erfassungsstrahlung 207 in eine vorgegebene Richtung ausgesendet. Mit der ausgesendeten Erfassungsstrahlung 207 kann dieselbe Oberfläche desselben Bereichs 204 ausgeleuchtet werden wie mit der ausgesendeten ersten Strahlung 211. Hier nicht gezeigt, so kann jedoch mit der ausgesendeten Erfassungsstrahlung 207 auch eine Oberfläche eines zweiten Bereichs, der teilweise überlappend oder möglichst nah benachbart mit dem Bereich 204 ist, ausgeleuchtet werden. Die streuende Oberfläche 204 liegt in einem Sichtfeld des verdeckten Objekts 205. Von der streuenden Oberfläche 204 wird die ausgesendete Erfassungsstrahlung 207 gestreut. Ein Teil der gestreuten Erfassungsstrahlung kann aufgrund der hohen Intensität der Laserpulse das verdeckte Objekt 205 in dem Bereich 202 beleuchten. Dies wird in 2B durch den markierten Pfeil 209 verdeutlicht. Vom Objekt 205 wird wenigstens ein Teil der gestreuten Erfassungsstrahlung 209 auf die Bildfläche 206 reflektiert, insbesondere diffus reflektiert. Dies ist wiederum durch den Pfeil 210-1 verdeutlicht. Wie in 2B gezeigt, kann die Bildfläche 206 beabstandet zu dem Bereich 204 sein. Wie Pfeil 210-2 verdeutlicht kann wenigstens ein Teil dieser reflektierte Erfassungsstrahlung von der LIDAR-Vorrichtung 300 des Fahrzeugs 201 empfangen werden.
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Dies entspricht dem Schritt
108 des Verfahrens
100 aus
1. Das Empfangen der reflektierten Erfassungsstrahlung aus einer Bildfläche kann mittels einer Empfangseinheit geschehen. Im Schritt
109 des Verfahrens
100 wird das verdeckte Objekt anhand der empfangenen Erfassungsstrahlung mittels wenigstens einer Auswerteeinheit erfasst. Hierfür wird die empfangene Erfassungsstrahlung insbesondere gemäß eines Time-of-flight-Verfahrens ausgewertet. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf die Anmeldung
WO 2016/063028 , Seite
11, Zeile
17 bis Seite
14, Zeile
24, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird. Die Auswertung kann sich insbesondere an der in der
WO 2016/063028 beschriebenen Auswertung orientieren. Bei der Auswertung können Informationen generiert werden. Es kann die Anwesenheit wenigstens eines verdeckten Objekts erfasst und als Information generiert werden. Das verdeckte Objekt kann ein unbewegtes oder ein bewegtes Objekt sein. Es kann die Größe, die Gestalt und alternativ oder zusätzlich die Bewegung wenigstens eines bewegten verdeckten Objekts erfasst und als Information generiert werden.
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Die generierten Informationen können auf einer Anzeigeeinheit angezeigt werden. Die Anzeigeeinheit kann beispielsweise in einem Fahrzeug angeordnet sein. Hierdurch können einem Insassen des Fahrzeugs Informationen über das verdeckte Objekt angezeigt werden. Die generierten Informationen können alternativ oder zusätzlich an einer Steuereinheit übermittelt werden. Dies kann beispielsweise eine Steuereinheit eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeuges sein. Dies kann beispielsweise auch eine Steuereinheit eines autonomen Fahrzeugs sein. Von der Steuereinheit können die generierten Informationen genutzt werden.
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Das Verfahren 100 aus 1 endet mit dem Schritt 110.
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3 zeigt als ein Ausführungsbeispiel die LIDAR-Vorrichtung 300 zur Erfassung eines verdeckten Objekts. Die LIDAR Vorrichtung 300 weist die Sendeeinheit 307-1 auf. Die Sendeeinheit 307-1 kann den Laser 301-1 aufweisen. Die Sendeeinheit 307-1 kann weiterhin wenigstens eine optische Komponente 304-1 aufweisen. Eine optische Komponente kann beispielsweise ein refraktives optisches Element, ein diffraktives optisches Element oder ein Spiegel sein. Die Sendeeinheit 307-1 kann weiterhin eine Abtasteinheit 303-1 aufweisen. Mittels der Abtasteinheit 303-1 wird es ermöglicht, die Umgebung der LIDAR-Vorrichtung 300 zu scannen. Die LIDAR-Vorrichtung 300 weist weiterhin wenigstens die Empfangseinheit 308-1 auf. Die Empfangseinheit 308-1 kann den Detektor 302-1 aufweisen. Die Empfangseinheit 308-1 kann weiterhin wenigstens eine optische Komponente 304-1 aufweisen. Die Empfangseinheit 308-1 kann weiterhin eine Abtasteinheit 303-1 aufweisen. Die Sendeeinheit 307-1 und die Empfangseinheit 308-1 weisen im gezeigten Beispiel dieselbe optische Komponente 304-1 und dieselbe Abtasteinheit 303-1 sind auf. Alternativ und hier nicht gezeigt kann die Sendeeinheit 307-1 eine optische Komponente aufweisen, welches sich von einer zweiten optischen Komponente der Empfangseinheit 308-1 unterscheidet. Alternativ und die nicht gezeigt kann die Sendeeinheit 307-1 eine Abtasteinheit aufweisen, welches sich von einer zweiten Abtasteinheit der Empfangseinheit 308-1 unterscheidet. Die LIDAR-Vorrichtung 300 weist weiterhin die Steuereinheit 305 auf. Die Steuereinheit 305 kann dazu eingerichtet sein, den Laser 301-1 anzusteuern. Die Steuereinheit 305 kann dazu eingerichtet sein, den Detektor 302-1 anzusteuern. Die Steuereinheit 305 kann dazu eingerichtet sein Abtasteinheit 303-1 anzusteuern. Die LIDAR-Vorrichtung 300 weist weiterhin eine Auswerteeinheit 306 auf. Die Auswerteeinheit 306 kann Daten vom Detektor 302-1 übermittelt bekommen. Die Auswerteeinheit 306 kann mit der Steuereinheit 305 verbunden sein.
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Die Sendeeinheit 307-1 bis zur Aussendung einer Erfassungsstrahlung in eine vorgegebene Richtung zur Beleuchtung einer streuenden Oberfläche ausgebildet. Die Sendeeinheit 307-1 kann weiterhin zur Aussendung einer ersten Strahlung in die vorgegebene Richtung zur Beleuchtung der streuenden Oberfläche ausgebildet sein. Die Empfangseinheit 308-1 ist zum Empfangen einer reflektierten Erfassungsstrahlung aus einer Bildfläche ausgebildet. Hierbei ist die reflektierte Erfassungsstrahlung die Erfassungsstrahlung, die von dem verdeckten Objekt auf die Bildfläche reflektiert wurde. Die Empfangseinheit 308-1 kann weiterhin zum Empfangen einer ersten, an der Oberfläche gestreuten Strahlung ausgebildet sein. Anhand der empfangenen reflektierten Erfassungsstrahlung werden von der Empfangseinheit Daten generiert. Diese Daten werden an die Auswerteeinheit übermittelt. Anhand der empfangenen ersten Strahlung werden von der Empfangseinheit Daten generiert. Diese Daten werden an die Auswerteeinheit übermittelt. Die Auswerteeinheit 306 ist zur Erfassung des verdeckten Objekts anhand der empfangenen Erfassungsstrahlung ausgebildet. Die Auswerteeinheit kann weiterhin zur Ermittlung wenigstens eines Wertes der empfangenen ersten Strahlung ausgebildet sein.
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In einer Variante kann die LIDAR-Vorrichtung 300 neben der ersten Sendeeinheit 307-1 wenigstens eine zweite Sendeeinheit aufweisen. Dies ist in 3 die Sendeeinheit 307-2. Die Sendeeinheit 307-2 kann den Leser 301-2 aufweisen.
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Es kann die erste Sendeeinheit 307-1 zur Aussendung der Erfassungsstrahlung und die zweite Sendeeinheit 307-2 zur Aussendung der ersten Strahlung ausgebildet sein. Weiterhin kann die LIDAR-Vorrichtung neben der ersten Empfangseinheit 308-1 eine zweite Empfangseinheit aufweisen. Dies ist in 3 die Empfangseinheit 308-2. Die Empfangseinheit 308-2 kann den Detektor 302-2 aufweisen. Hierbei kann die erste Empfangseinheit 308-1 zum Empfangen der reflektierten Erfassungsstrahlung und die zweite Empfangseinheit 308-2 zum Empfangen der ersten, an der Oberfläche gestreuten Strahlung ausgebildet sein. Analog zur Sendeeinheit 307-1 und zur Empfangseinheit 308-1 können auch die Sendeeinheit 307-2 und die Empfangseinheit 308-2 dieselbe wenigstens eine optische Komponente 304-2 aufweisen. Die Sendeeinheit 307-2 und Empfangseinheit 308-2 können weiterhin dieselbe Abtasteinheit 303-2 aufweisen. Alternativ, und hier nicht gezeigt, kann die Sendeeinheit 307-2 eine optische Komponente aufweisen, welche sich von einer zweiten optischen Komponente der Empfangseinheit 308-2 unterscheidet. Alternativ, und hier nicht gezeigt, kann die Sendeeinheit 307-2 eine Abtasteinheit aufweisen, welche sich von einer zweiten Abtasteinheit der Empfangseinheit 308-2 unterscheidet. Die Steuereinheit 305 der LIDAR-Vorrichtung 300 kann dazu eingerichtet sein, den Laser 301-2 anzusteuern. Die Steuereinheit 305 kann dazu eingerichtet sein, den Detektor 302-2 anzusteuern. Die Steuereinheit 305 kann dazu eingerichtet sein, die Abtasteinheit 303-2 anzusteuern. Die Auswerteeinheit 306 kann Daten vom Detektor 302-2 übermittelt bekommen.
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Die LIDAR-Vorrichtung 300 kann in einer Variante mit einer Sensoreinrichtung 309 verbunden sein. Die Sensoreinrichtung 309 kann beispielsweise eine weitere in einem Fahrzeug verbaute Sensoreinrichtung sein. Mittels der Sensoreinrichtung 309 können beispielsweise die Umgebung erfasst und Hindernisse erkannt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2016/063028 A1 [0002]
- WO 2016/063028 [0039]
