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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Laserscanvorrichtung, bei dem
- - mit wenigstens einem ersten Laserscanner mittels ersten Lasersignalen ein erster Überwachungsbereich auf Objekte hin abgetastet wird,
- - mit wenigstens einem zweiten Laserscanner mittels zweiten Lasersignalen ein zweiter Überwachungsbereich auf Objekte hin abgetastet wird,
- - wobei sich der erste Überwachungsbereich und der zweite Überwachungsbereich wenigstens abschnittsweise überlappen.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Laserscanvorrichtung
- - mit wenigstens einem ersten Laserscanner zum Abtasten eines ersten Überwachungsbereichs mit ersten Lasersignalen auf Objekte hin,
- - mit wenigstens einem zweiten Laserscanner zum Abtasten eines zweiten Überwachungsbereichs mit zweiten Lasersignalen auf Objekte hin,
- - und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung zur Steuerung der Laserscanner und zur Auswertung von mit den Laserscannern ermittelten Objektinformationen,
- - wobei sich der erste Überwachungsbereich und der zweite Überwachungsbereich wenigstens abschnittsweise überlappen.
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Stand der Technik
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Bekanntermaßen werden Kraftfahrzeuge mehr und mehr mit Lasertechnik beispielsweise in Form von Laserscannern ausgestattet. Mit Laserscannern können bekanntermaßen Überwachungsbereiche mithilfe von gepulsten Lasersignalen abgetastet, also abgescannt, werden. Die Lasertechnik muss entsprechenden Schutzvorschriften entsprechen, um zu verhindern, dass Personen, welche in den Strahlbereich von Lasern geraten, gesundheitlich geschädigt werden. Besonders muss dabei auf den Schutz der Augen geachtet werden. Dabei genügt es nicht, dass jeder Laser für sich den entsprechenden Schutzvorschriften entspricht. Bei der Überlappung von Strahlen mehrerer Laser müssen ebenfalls die Schutzvorschriften eingehalten werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Laserscanvorrichtung der eingangs genannten Art zu gestalten, die es ermöglichen, dass auch bei der Verwendung mehrerer Laserscanner Gesundheitsrisiken für Lebewesen, insbesondere Menschen oder Tiere, welche sich in einem Überwachungsbereich der Laserscanvorrichtung befinden, verringert, bevorzugt ausgeschlossen, werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass Richtungen von Strahlachsen und/oder Sendeleistungen der ersten Lasersignale und der zweiten Lasersignale so aneinander angepasst werden, dass eine Gesamt-Energie aus den ersten Lasersignalen und den zweiten Lasersignalen zumindest innerhalb eines vorgebbaren Teils der Überwachungsbereiche eine vorgegebene Grenz- Energie nicht übersteigt.
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Erfindungsgemäß werden also die Lasersignale so angepasst, dass selbst im ungünstigsten Fall auch eine Überlappung der Lasersignale energietechnisch nicht ausreicht, um eine Gesundheitsschädigung bei Lebewesen, insbesondere deren Augen, hervorzurufen.
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Vorteilhafterweise kann die Grenz- Energie so gering sein, dass eine Schädigung eines Auges, insbesondere eines menschlichen Auges, ausgeschlossen ist.
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Beim Betreiben der Laserscanvorrichtung können die ersten Lasersignale und die zweiten Lasersignale gleichzeitig auf das Lebewesen, insbesondere das Auge, treffen. Die ersten Lasersignale und die zweiten Lasersignale können auch innerhalb eines Zeitintervalls auf das Lebewesen treffen. Um eine Gesundheitsschädigung auszuschließen, darf die Gesamt-Energie der ersten Lasersignal und der zweiten Lasersignale innerhalb eines insbesondere in Schutzvorschriften vorgegebenen Zeitintervalls einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreiten.
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Vorteilhafterweise kann die Grenz- Energie abhängig von einer Wellenlänge der Lasersignalen vorgegeben werden.
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Die Strahlachse ist eine virtuelle Achse, welche die Ausbreitungsrichtung der Lasersignale ausgehend von dem Sender des entsprechenden Laserscanners definiert. Die Strahlachse kann für mehrere hintereinander ausgesendete Lasersignale gleich bleiben. Die Richtung der Strahlachse kann nach dem aussenden einer oder mehrerer Lasersignale kontinuierlich oder diskret verändert werden, sodass insgesamt der Überwachungsbereich mit Lasersignalen abgetastet werden kann.
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Vorteilhafterweise können die Laserscanner nach einem Lichtlaufzeitverfahren arbeiten. Nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitende Laserscanner 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 Lasersignals, insbesondere eines Laserpulses, mit einem Sender und dem Empfang des an einem Objekt reflektierten Lasersignals mit einem Empfänger gemessen und daraus eine Entfernung zwischen dem Laserscanner und dem Objekt ermittelt.
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Mit den Lasersignalen der Laserscanner werden die jeweiligen Überwachungsbereiche abgetastet, also abgescannt. Dazu werden die entsprechenden Lasersignale, insbesondere die Strahlachsen der Lasersignale, über den Überwachungsbereich sozusagen geschwenkt. Hierbei kann bei jedem Laserscanner wenigstens eine Umlenkspiegeleinrichtung zum Einsatz kommen. Die Umlenkspiegeleinrichtungen können als Mikrosysteme (MEMS) ausgestaltet sein.
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Die Erfindung kann bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, angewendet werden. 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.
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Die Laserscanvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einem Parkassistenzsystem oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise können die mit der Laserscanvorrichtung erfassten Objektinformationen, 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, einer Fahrwerksregelung und/oder einer Ausgabe eines Hinweis- und/oder Warnsignals insbesondere für den Fahrer oder dergleichen, verwendet werden. Die Laserscanvorrichtung kann auch in Verbindung mit einer Erkennungseinrichtung für Bewegungsmuster, insbesondere eine Gestenerkennung, verwendet werden. Auf diese Weise können Funktionen des Fahrzeugs, insbesondere die Öffnung von Türen, einer Heckklappe, einem Kofferraumdeckel, einer Motorhaube oder dergleichen auf Basis von Ergebnissen der Laserscanvorrichtung aktiviert werden.
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Mit der Laserscanvorrichtung können stehende oder bewegte Objekten, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Freiräume, insbesondere Parklücken, oder dergleichen, erfasst werden.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die Richtung der ersten Strahlachse der ersten Lasersignale und die Richtung der zweiten Strahlachse der zweiten Lasersignale zumindest für einen Teil des überlappenden Überwachungsbereichs in wenigstens einer Raumrichtung divergierend zueinander ausgerichtet werden. Auf diese Weise kann eine räumliche Trennung der Lasersignale erfolgen. So kann die Gesamt-Energie zumindest in dem Teil des überlappenden Überwachungsbereichs, in dem die Gefahr einer Überschneidung der beiden Strahlachsen besteht, kontrolliert begrenzt werden.
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Ohne die erfindungsgemäße divergierende Ausrichtung nimmt mit zunehmender Entfernung von der Laserscanvorrichtung ein Winkel ab, unter dem sich die erste Strahlachse und die zweite Strahlachse schneiden können. Falls dieser Winkel kleiner wird als ein Grenzwinkel von 4° besteht ein Gesundheitsrisiko für ein menschliches Auge, welches von den beiden Strahlachsen getroffen wird. Durch die divergierende Ausrichtung der Strahlachsen kann dies verhindert werden.
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Der Grenzwinkel von 4° bezieht sich auf den ungünstigsten Fall, dass die Pupille eines mit den Lasersignalen angeleuchteten Auges einen Durchmesser von 7 mm und das Auge einen Nahpunkt von 100 mm aufweist. Der Öffnungswinkel des menschlichen Auges beträgt dann 4°. Mit der Erfindung kann verhindert werden, dass sich mehrere Laserstrahlen innerhalb eines Winkels von 4° kreuzend in einen beliebigen Fokuspunkt des Auges treffen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste Strahlachse der ersten Lasersignale in wenigstens einer ersten Schwenkfläche geschwenkt werden und die zweite Strahlachse der zweiten Lasersignale kann in wenigstens einer zweiten Schwenkfläche geschwenkt werden, wobei die wenigstens eine erste Schwenkfläche und die wenigstens eine zweite Schwenkfläche divergierend ausgerichtet werden. Auf diese Weise können die Überwachungsbereiche durch entsprechendes Schwenken der Strahlachsen abgetastet werden, ohne dass die beiden Strahlachsen sich zu nahe kommen. So kann die Gesamt- Energie weiter begrenzt werden.
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Die erste Schwenkfläche wird abgefahren durch die ersten Strahlachse beim Abtasten des ersten Überwachungsbereichs. Die zweite Schwenkfläche wird abgefahren durch die zweiten Strahlachse beim Abtasten des zweiten Überwachungsbereichs.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine der Schwenkflächen eben sein. Sie kann dann als „Schwenkebene“ bezeichnet werden.
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Die wenigstens eine erste Schwenkfläche und die wenigstens eine zweite Schwenkfläche können um einen Neigungswinkel zueinander geneigt werden. Auf diese Weise werden sie divergierend ausgerichtet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die erste Strahlachse der ersten Lasersignale in einer ersten Schwenkfläche und die zweite Strahlachse der zweiten Lasersignale kann in einer zweiten Schwenkfläche geschwenkt werden und nach jedem Schwenkvorgang können die erste Schwenkfläche und die zweite Schwenkfläche jeweils um eine gedachte Achse durch die beiden Laserscanner um einen Schwenkwinkel geschwenkt werden. Auf diese Weise können die Überwachungsbereiche im dreidimensionalen Raum abgetastet werden.
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Vorteilhafterweise können die erste Schwenkfläche und die zweite Schwenkfläche im gleichen Maße, insbesondere um den gleichen Schwenkwinkel, geschwenkt werden. Auf diese Weise können die Überwachungsbereiche gleichmäßiger abgetastet werden.
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Vorteilhafterweise können die erste Schwenkfläche und die zweite Schwenkfläche um einen Schwenkwinkel geschwenkt werden, welcher doppelt so groß ist wie ein Neigungswinkel zwischen der ersten Schwenkfläche und der zweiten Schwenkfläche. Auf diese Weise können in gleichmäßiger Folge wechselweise eine erste Schwenkfläche und eine zweite Schwenkfläche realisiert werden.
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Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Sendeleistung der ersten Lasersignale und/oder eine Sendeleistung der zweiten Lasersignale verringert werden, solange sich die erste Strahlachse der ersten Lasersignale und/oder die zweite Strahlachse der zweiten Lasersignale in einem Bereich zwischen einer Hauptachse des ersten Laserscanners und eine Hauptachse des zweiten Laserscanners befindet. Auf diese Weise kann in überlappenden Bereichen, in denen die erste Strahlachse und die zweite Strahlachse sich überschneiden können, die Gesamtstrahlleistung verringert werden, sodass in überlappenden Bereichen eine entsprechende Gesamt-Energie so gering gehalten wird, dass eine Gesundheitsschädigung ausgeschlossen werden kann.
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Vorteilhafterweise können in überlappenden Bereichen eine Aussendung von ersten Lasersignalen und/oder zweiten Lasersignalen ausgesetzt werden.
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Beim Aussetzen eines der Lasersignale kann ein entsprechender Mechanismus, insbesondere eine Umlenkspiegeleinrichtung, zum Schwenken der entsprechenden Strahlachse weitergeführt werden, sodass bei der nächsten Aussendung eines Lasersignals ein entsprechender weiterer Abtastpunkt des Überwachungsbereichs abgetastet werden kann.
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Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann, falls ein Objekt erfasst wird, wenigstens ein für einen Erkennungsbereich des Objekts vorgesehenes Lasersignal bezüglich der Richtung seiner Strahlachse und/oder in seiner Sendeleistung verändert werden. Auf diese Weise kann beim Vorhandensein eines Objektes in einem Überwachungsbereich die Energie der Lasersignale im Bereich des Erkennungsbereichs entsprechend reduziert werden. Der Erkennungsbereich des Objekts ist der Bereich des Überwachungsbereichs, in dem sich das Objekt befindet.
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Vorteilhafterweise kann das Objekt mit entsprechenden Mitteln erkannt werden. Auf diese Weise kann identifiziert werden, ob es sich bei dem Objekt um ein Lebewesen handelt. Zur Identifizierung des Objekts kann die Laserscanvorrichtung und/oder eine andere Detektionsvorrichtung verwendet werden. Weitere Mittel zur Erkennung des Objekts können auf softwaremäßigem und/oder hardwaremäßigem Wege realisiert sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens eine weitere Detektionsvorrichtung zur Erkennung eines Objekts in einem Überwachungsbereich verwendet werden. Mit der Detektionsvorrichtung kann das Objekt insbesondere unabhängig von der Laserscanvorrichtung identifiziert werden.
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Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung zur Erkennung von Lebewesen, insbesondere Menschen oder Tieren, ausgestaltet sein. So kann eine entsprechende Anpassung der Lasersignale auf die Erkennung eines Lebewesens beschränkt werden. Bei Lebewesen können die Laserstrahlen gesundheitsgefährdend wirken.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine weitere Detektionsvorrichtung wenigstens eine Kamera, ein Ultraschallsystem oder dergleichen aufweisen. Mit derartigen Detektionsvorrichtungen können Objekte schnell und einfach erfasst und/oder identifiziert werden.
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Ferner wird die technische Aufgabe erfindungsgemäß bei der Laserscanvorrichtung dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinheit Mittel aufweist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Vorteilhafterweise können die Mittel zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens auf softwaremäßigem und/oder hardwaremäßigem Wege realisiert sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Steuer- und Auswerteeinheit mit wenigstens einer weiteren Detektionsvorrichtung zur Erfassung von Objekten verbunden sein. Mit der Detektionsvorrichtung können die Objekte unabhängig von den Laserscannern erfasst werden.
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Vorteilhafterweise kann die Steuer- und Auswerteeinheit Mittel zur Erkennung, insbesondere Identifizierung, von Objekten aufweisen. Vorteilhafterweise kann die Steuer- und Auswerteeinheit zur Unterscheidung von Lebewesen, insbesondere Menschen oder Tiere, von Gegenständen, insbesondere anderen Fahrzeugen, Leitplanken, Hindernissen oder dergleichen, ausgestaltet sein.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Laserscanvorrichtung 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.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. 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 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Laserscanvorrichtung zur Überwachung von Überwachungsbereichen in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug;
- 2 eine Seitenansicht des Fahrzeugs aus der 1;
- 3 ein Abtastmuster von Lasersignalen der Laserscanvorrichtung des Fahrzeugs aus den 1 und 2;
- 4 die Draufsicht des Fahrzeugs aus der 1 während einer beispielhaften Abtastphase der Laserscanvorrichtung;
- 5 die Draufsicht des Fahrzeugs aus der 1 während einer weiteren beispielhaften Abtastphase der Laserscanvorrichtung.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In den 1 und 2 ist ein Fahrzeug 10, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, in einer Draufsicht gezeigt. Bei dem Fahrzeug 10 kann es sich um ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug handeln. Das Fahrzeug 10 kann ein sogenanntes Fahrerassistenzsystem aufweisen.
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Der einfacheren Orientierung wegen sind in den 1 bis 5 die jeweiligen Achsen eines orthogonalen x-y-z-Koordinatensystems gezeigt. Das Fahrzeug 10 befindet sich auf einer Fahrbahn, welche parallel zur x-y-Ebene verläuft.
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Das Fahrzeug 10 verfügt über eine Laserscanvorrichtung 12 und eine optische Detektionsvorrichtung 14.
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Die Laserscanvorrichtung 12 umfasst zwei Laserscanner 16a und 16b, welche beabstandet zueinander in gleicher Höhe an der Vorderseite des Fahrzeugs 10 angeordnet sind. Ferner umfasst die Laserscanvorrichtung 12 eine Steuer- und Auswerteeinheit 18, mit welcher die Laserscanner 16 gesteuert und mit den Laserscannern 16a und 16b ermittelte Informationen verarbeitet werden können. Die Steuer- und Auswerteeinheit 18 kann Teil des Fahrerassistenzsystems oder zumindest mit diesem verbunden sein.
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Die Detektionsvorrichtung 14 kann beispielsweise eine Kamera aufweisen. Die Detektionsvorrichtung 14 befindet sich ebenfalls an der Vorderseite des Fahrzeugs 10. Die Detektionsvorrichtung 14 kann beispielhaft zwischen den Laserscannern 16 angeordnet sein. Die Detektionsvorrichtung 14 ist ebenfalls mit der Steuer- und Auswerteeinheit 18 verbunden.
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Die Laserscanner 16a und 16b und die Detektionsvorrichtung 12 sind in Fahrtrichtung 20 des Fahrzeugs 10 ausgerichtet. Die Fahrtrichtung 20 verläuft beispielhaft parallel zur x-Achse.
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Die Hauptachse 22a des ersten Laserscanners 16a und die Hauptachse 22b des zweiten Laserscanners 16b verlaufen in diesem Ausführungsbeispiel parallel zueinander und beispielhaft parallel zur x-Achse. Entsprechend verläuft die der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigte Hauptachse der Detektionsvorrichtung 14 parallel zu den Hauptachsen 22a und 22b. Die Hauptachsen 22a und 22b definieren die Ausrichtungen der Laserscanner 16a und 16b. Die Hauptachse der Detektionsvorrichtung 14 definiert deren Ausrichtung.
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Die Laserscanner 16a und 16b sind beispielhaft identisch aufgebaut, sodass im Folgenden der Einfachheit halber lediglich der erste Laserscanner 16a beschrieben wird.
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Der Laserscanner 16a verfügt über einen Sender, beispielsweise in Form einer Laserdiode, zum Aussenden von ersten Lasersignalen 24a, beispielhaft in Form von Laserpulsen, und einen Empfänger zum Empfangen der von einem etwaigen Objekt 26 reflektierten Lasersignale 24a. Ferner verfügt der Laserscanner 16a über eine hier nicht weiter interessierende Umlenkspiegeleinrichtung, mit der die Lasersignale 24a in einen ersten Überwachungsbereich 28a abgelenkt werden können. Die Ausbreitungsrichtung der ersten Lasersignale 24a wird im Folgenden als erste Strahlachse 30a bezeichnet. Mit der Umlenkspiegeleinrichtung wird die erste Strahlachse 30a über den Überwachungsbereich 28a bewegt. Mit der Umlenkspiegeleinrichtung werden ferner die an etwaigen Objekten 26 reflektierten ersten Lasersignale 24a zu dem Empfänger umgelenkt.
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Mit dem zweiten Laserscanner 16b werden zweite Lasersignale 24b entsprechend in Richtung einer zweiten Strahlachse 30b in einen zweiten Überwachungsbereich 28b gesendet.
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In der 1 sind die Grenzen der Überwachungsbereiche 28a und 28b gezeigt, welche den Maximalauslenkungen der Strahlachsen 30a und 30b der Lasersignale 24a und 24b entsprechen. Beim Betrieb der Laserscanvorrichtung 12 werden die Strahlachsen 30a und 30b zwischen ihren jeweiligen Maximalausrichtungen hin und her geschwenkt. In den 4 und 5 sind zwei Abtastphasen gezeigt, in denen sich die Projektionen der Strahlachsen 30a und 30b in Richtung der z-Achse betrachtet in unterschiedlichen Auslenkungen jeweils schneiden.
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In der 3 ist ein Abtastmuster der Laserscanvorrichtung 12 gezeigt, welches durch die Bewegungen der Strahlachsen 30a und 30b während eines Überwachungszyklus in einer Schnittebene 32 entsteht. Die Schnittebene 32 verläuft parallel zur y-z-Ebene.
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Mithilfe der Umlenkspiegeleinrichtung des ersten Laserscanners 16a wird die erste Strahlachse 30a in einer ersten Schwenkfläche in Form einer Schwenkebene 34a geschwenkt. Nach jedem Schwenkvorgang wird die erste Schwenkebene 34a um eine gedachte Achse 39 durch die beiden Laserscanner 16a und 16b um einen Schwenkwinkel 35, welcher in der 2 gezeigt ist, nach oben geschwenkt. Die gedachte Achse 39 verläuft beispielhaft parallel zur y-Achse. In Umkehrbereichen 36a wird beispielhaft die Aussendung der ersten Lasersignalen 24a unterbrochen, da dort die Abtastgeschwindigkeit zu gering ist. Insgesamt hat der Verlauf der Abtastung mit den ersten Lasersignalen 24a die Form einer Schlangenlinie. Beispielhaft wird die gesamte Prozedur innerhalb eines Überwachungszyklus fünfmal durchgeführt. Alternativ kann die Prozedur auch weniger oder mehr als fünfmal durchgeführt werden.
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Entsprechend wird gleichzeitig mit der Umlenkspiegeleinrichtung des zweiten Laserscanners 16b die zweite Strahlachse 30b in einer zweiten Schwenkfläche in Form einer Schwenkebene 34b geschwenkt. Die zweite Schwenkebene 34b wird nach jedem Schwenkvorgang ebenfalls um den Schwenkwinkel 35 nach oben geschwenkt.
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2 zeigt die Positionen der ersten Schwenkebenen 34a und der zweiten Schwenkebene 34b im Verlauf des Überwachungszyklus in einer Seitenansicht.
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Der Schwenkwinkel 35 für die erste Schwenkebene 34a und der der Schwenkwinkel 35 für die zweite Schwenkebene 34b sind gleich groß. Ein Neigungswinkel 38 zwischen der ersten Schwenkebene 34a und der zweiten Schwenkebene 34b ist halb so groß wie der Schwenkwinkel 35.
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Die zweite Schwenkebene 34b ist in jeder Ablassphase gegenüber den ersten Schwenkebene 34a so geneigt, dass die Strahlachsen 30a und 30b zumindest in dem überlappenden Überwachungsbereich 28c stets mindestens einen in der 3 gezeigten Mindestabstand 40 zueinander einhalten. Die Schwenkebene 34a und die Schwenkebene 34b und damit die Strahlachsen 30a und 30b sind divergierend ausgerichtet. Der Mindestabstand 40 beträgt beispielhaft 7 mm. Bei diesem Mindestabstand 40 kann bei einem menschlichen Auge mit einem Nahpunkt von 100 mm und einem Öffnungswinkel von 4° eine Gesundheitsgefährdung durch die Laserscanvorrichtung 12 ausgeschlossen werden.
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Ab einer Entfernung 42 zu der Laserscanvorrichtung 12 überlappen sich der erste Überwachungsbereich 28a des ersten Laserscanners 16a und der zweite Überwachungsbereich 28b des zweiten Laserscanners 16b auf den einander zugewandten Seiten in dem überlappenden Überwachungsbereich 28c.
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Durch die Neigung der Schwenkebenen
34a und
34b relativ zueinander werden die Richtungen der Strahlachsen
30a und
30b aneinander angepasst. So wird unter Anderem verhindert, dass sich die Strahlachsen
30a und
30b zeitweise unter einem Winkel α kreuzen, der kleiner ist als der Öffnungswinkel eines menschlichen Auges, nämlich 4°. Der Winkel α kann folgendermaßen ermittelt werden:
wobei c der Abstand zwischen den Laserscannern
16a und
16b ist. b ist die Entfernung der Kreuzung der Strahlachsen
30a und
30b zu der Laserscanvorrichtung
12.
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Durch die Anpassung der Strahlachsen 30a und 30b wird erreicht, dass die Gesamt-Energie aus den ersten Lasersignalen 34a und den zweiten Lasersignalen 34b eine vorgegebene Grenz-Energie nicht übersteigt. Die Grenz-Energie ist die Energie, ab welcher eine Gesundheitsschädigung beispielsweise eines Auges zu befürchten ist.
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Um die Lasersicherheit in Bezug auf mögliche Gesundheitsgefährdungen weiter zu verbessern, werden die Sendeleistungen der Lasersignale 24a und 24b verringert, solange sich die erste Strahlachse 30a und/oder die zweite Strahlachse 30b in einem Bereich 44 zwischen der ersten Hauptachse 22a und der zweiten Hauptachse 22b befindet.
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Außerdem wird die Lasersicherheit erhöht, indem die Überwachungsbereiche 28a und 28b zusätzlich mit der Detektionsvorrichtung 14 auf Objekte 26 hin überwacht werden. Sobald mit der Detektionsvorrichtung 14 ein Objekt 26 erfasst wird, werden die für den Erkennungsbereich des Objekts 26 vorgesehenen Lasersignale 24a und/oder 24b in ihrer Sendeleistung reduziert. Der Erkennungsbereich des Objekts 26 ist durch dessen Umrisse definiert.
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Zusätzlich oder alternativ können bei der Erkennung eines Objekts 26 mit der Detektionsvorrichtung 14 auch die erste Strahlachse 30a und/oder zweite Strahlachse 30b verändert, beispielsweise geneigt, werden, um insgesamt die Energie im Bereich des Erkennungsbereichs des Objekts 16 zu reduzieren.
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Mit der Detektionsvorrichtung 14 kann das Objekt 26 zusätzlich beispielsweise als Person oder Tier identifiziert werden.
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Die bei dem Ausführungsbeispiel erläuterten Maßnahmen zur Erhöhung der Lasersicherheit und zur Verringerung der Gefährdung von Lebewesen können auch getrennt voneinander oder in anderen Kombinationen eingesetzt werden.
