DE102018128807A1

DE102018128807A1 - Method for controlling a transmission device of an optoelectronic sensor of a vehicle using an artificial neural network, computing device and optoelectronic sensor

Info

Publication number: DE102018128807A1
Application number: DE102018128807.7A
Authority: DE
Inventors: Frank Selbmann; Michael Kleiser; Peter Horvath; Jochen Schenk
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2020-05-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Sendeeinrichtung (6) eines optoelektronischen Sensors (5) eines Fahrzeugs (1), wobei während eines Messzyklus zum Erfassen eines Objekts (3) in einem Umgebungsbereich (4) des Fahrzeugs (1) mittels einer Lichtquelle (15) der Sendeeinrichtung (6) Lichtpulse ausgesendet werden und die Lichtpulse mittels einer Ablenkeinheit (13) der Sendeeinrichtung (6) innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs (12) abgelenkt werden, wobei die Lichtquelle (15) derart angesteuert wird, dass sich Zeitintervalle zwischen den Sendezeitpunkten voneinander unterscheiden, wobei die Sendezeitpunkte mittels eines künstlichen neuronalen Netzes in Abhängigkeit von Betriebsparametern (14) der Sendeeinrichtung (6) bestimmt werden.The invention relates to a method for controlling a transmission device (6) of an optoelectronic sensor (5) of a vehicle (1), whereby a light source () 15) of the transmitting device (6), light pulses are emitted and the light pulses are deflected by means of a deflection unit (13) of the transmitting device (6) within a predetermined angular range (12), the light source (15) being controlled in such a way that time intervals between the transmission times differ from one another, the transmission times being determined by means of an artificial neural network as a function of operating parameters (14) of the transmission device (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Sendeeinrichtung eines optoelektronischen Sensors eines Fahrzeugs, wobei während eines Messzyklus zum Erfassen eines Objekts in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs mittels einer Lichtquelle der Sendeeinrichtung Lichtpulse ausgesendet werden und die Lichtpulse mittels einer Ablenkeinheit der Sendeeinrichtung innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs abgelenkt werden. Hierbei wird die Lichtquelle derart angesteuert, dass sich Zeitintervalle zwischen den Sendezeitpunkten voneinander unterscheiden. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung sowie einen optoelektronischen Sensor. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein computerlesbares Medium.The present invention relates to a method for controlling a transmission device of an optoelectronic sensor of a vehicle, light pulses being emitted during a measurement cycle for detecting an object in a surrounding area of the vehicle by means of a light source of the transmission device and the light pulses being deflected within a predetermined angular range by means of a deflection unit of the transmission device will. Here, the light source is controlled in such a way that time intervals between the transmission times differ from one another. Furthermore, the present invention relates to a computing device and an optoelectronic sensor. Finally, the present invention relates to a computer program product and a computer-readable medium.

Das Interesse richtet sich vorliegend auf optoelektronische Sensoren für Fahrzeuge. Derartige optoelektronische Sensoren können beispielsweise als Lidar-Sensoren oder Laserscanner ausgebildet sein. Solche optoelektronischen Sensoren werden beispielsweise in Fahrzeugen verbaut, um während der Fahrt beziehungsweise im Betrieb des Fahrzeugs die Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Bei dem optoelektronischen Sensor handelt es sich dabei insbesondere um eine abtastende optische Messvorrichtung, mittels welcher Objekte beziehungsweise Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden können. Beispielsweise kann mit dem optoelektronischen Sensor ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt auf Grundlage der Laufzeit eines Lichtpulses beziehungsweise nach dem so genannten Time-of-Flight-Prinzip bestimmt werden. Der optoelektronische Sensor umfasst üblicherweise eine Sendeeinrichtung, die beispielsweise eine Lichtquelle in Form einer Laserdiode aufweist. Mittels der Lichtquelle kann ein optisches Sendesignal in Form eines Lichtpulses ausgesendet werden. Darüber hinaus umfasst der optoelektronische Sensor eine entsprechende Empfangseinrichtung, welche beispielsweise zumindest eine Fotodiode aufweist, mittels welcher der von dem Objekt reflektierte Lichtpuls als Empfangssignal empfangen werden kann.In the present case, interest is directed to optoelectronic sensors for vehicles. Such optoelectronic sensors can be designed, for example, as lidar sensors or laser scanners. Such optoelectronic sensors are installed in vehicles, for example, in order to detect the surroundings of the vehicle while the vehicle is in motion or in operation. The optoelectronic sensor is in particular a scanning optical measuring device by means of which objects or obstacles in the surroundings of the vehicle can be detected. For example, the optoelectronic sensor can be used to determine a distance between the vehicle and the object on the basis of the duration of a light pulse or according to the so-called time-of-flight principle. The optoelectronic sensor usually comprises a transmission device which, for example, has a light source in the form of a laser diode. An optical transmission signal in the form of a light pulse can be emitted by means of the light source. In addition, the optoelectronic sensor comprises a corresponding receiving device which, for example, has at least one photodiode, by means of which the light pulse reflected by the object can be received as a received signal.

Mit dem optoelektronischen Sensor werden die Lichtpulse in einem vorbestimmten Winkelbereich ausgesendet. Zum Ablenken der Lichtpulse beziehungsweise der Laserstrahlen innerhalb des Winkelbereichs weist die Sendeeinrichtung eine entsprechende Ablenkeinheit auf, die beispielsweise einen Spiegel umfassen kann. Dieser Spiegel kann sich beispielsweise periodisch bewegen. Die Lichtpulse können zu vorbestimmten Sendezeitpunkten ausgesendet werden. Somit kann mit der Sendeeinrichtung ein vorbestimmter horizontaler Winkelbereich in der Umgebung des Fahrzeugs abgetastet werden. Durch die Ansteuerung der Sendeeinrichtung beziehungsweise der Lichtquelle der Sendeeinrichtung kann dann die Winkelauflösung des vorbestimmten Winkelbereichs bestimmt werden. Dabei ist es üblicherweise vorgesehen, dass die Lichtquelle periodisch angesteuert wird. Hierbei ergibt sich eine höhere Messdichte in den Randbereichen der Spiegelauslenkung, da dort die Winkelgeschwindigkeit des Spiegels niedriger ist als bei der Auslenkung um die Ursprungslage.With the optoelectronic sensor, the light pulses are emitted in a predetermined angular range. In order to deflect the light pulses or the laser beams within the angular range, the transmitting device has a corresponding deflection unit, which can include a mirror, for example. This mirror can move periodically, for example. The light pulses can be emitted at predetermined transmission times. A predetermined horizontal angular range in the vicinity of the vehicle can thus be scanned with the transmitting device. The angular resolution of the predetermined angular range can then be determined by controlling the transmitting device or the light source of the transmitting device. It is usually provided that the light source is controlled periodically. This results in a higher measurement density in the edge regions of the mirror deflection, since there the angular velocity of the mirror is lower than in the deflection around the original position.

Hierzu beschreibt die DE 10 2015 106 140 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines optoelektronischen Sensors eines Kraftfahrzeugs. Hierbei ist vorgesehen, dass zum Aussenden der Lichtpulse eine Lichtquelle der Sendeeinrichtung zu bestimmten Sendezeitpunkten angesteuert wird. Dabei wird die Lichtquelle derart angesteuert, dass sich Zeitintervalle zwischen den bestimmten Sendezeitpunkten voneinander unterscheiden. Durch diese dynamische Ansteuerung kann verhindert werden, dass eine höhere Messdichte in den Randbereichen erreicht wird.The DE 10 2015 106 140 A1 a method for operating an optoelectronic sensor of a motor vehicle. It is provided here that a light source of the transmission device is controlled at specific transmission times in order to emit the light pulses. The light source is controlled in such a way that time intervals differ between the specific transmission times. This dynamic control can prevent a higher measurement density from being achieved in the edge areas.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie die Ansteuerung einer Sendeeinrichtung eines optoelektronischen Sensors der eingangs genannten Art effizienter durchgeführt werden kann.It is the object of the present invention to show a solution of how the control of a transmission device of an optoelectronic sensor of the type mentioned at the beginning can be carried out more efficiently.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Recheneinrichtung, durch einen optoelektronischen Sensor, durch ein Computerprogrammprodukt sowie durch ein computerlesbares Medium mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by a method, by a computing device, by an optoelectronic sensor, by a computer program product and by a computer-readable medium with the features according to the independent patent claims. Advantageous developments of the present invention are specified in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Ansteuerung einer Sendeeinrichtung eines optoelektronischen Sensors eines Fahrzeugs, wobei während eines Messzyklus zum Erfassen eines Objekts in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs mittels einer Lichtquelle der Sendeeinrichtung Lichtpulse ausgesendet werden und die Lichtpulse mittels einer Ablenkeinheit der Sendeeinrichtung innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs abgelenkt werden. Bei dem Verfahren wird die Lichtquelle derart angesteuert, dass sich Zeitintervalle zwischen den Sendezeitpunkten voneinander unterscheiden. Darüber hinaus werden die Sendezeitpunkte mittels eines künstlichen neuronalen Netzes in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Sendeeinrichtung bestimmt.A method according to the invention is used to control a transmission device of an optoelectronic sensor of a vehicle, light pulses being emitted during a measurement cycle for detecting an object in a surrounding area of the vehicle by means of a light source of the transmission device and the light pulses being deflected within a predetermined angular range by means of a deflection unit of the transmission device. In the method, the light source is controlled in such a way that time intervals between the transmission times differ from one another. In addition, the transmission times are determined by means of an artificial neural network depending on the operating parameters of the transmission device.

Mithilfe des Verfahrens soll die Sendeeinrichtung eines optoelektronischen Sensors eines Fahrzeugs angesteuert werden. Ein derartiger optoelektronischer Sensor kann beispielsweise ein Lidar-Sensor sein. Bevorzugt ist der optoelektronische Sensor ein Laserscanner. Mit dem optoelektronischen Sensor können Objekte in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs erfasst werden. Insbesondere kann ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt auf Grundlage der Messung des optoelektronischen Sensors bestimmt werden. Zum Erfassen des Objekts werden mit dem optoelektronischen Sensor zeitlich aufeinanderfolgende Messzyklen durchgeführt. In jedem Messzyklus wird mit der Sendeeinrichtung eine bestimmte Anzahl von Sendesignalen in Form von Lichtpulsen ausgesendet. Dabei werden die Lichtpulse innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs, insbesondere innerhalb eines vorbestimmten horizontalen Winkelbereichs, ausgesendet. Die ausgesendeten Lichtpulse, die von dem Objekt reflektiert werden, können dann mit einer entsprechenden Empfangseinrichtung des optoelektronischen Sensors empfangen werden. The method is intended to control the transmission device of an optoelectronic sensor of a vehicle. Such an optoelectronic sensor can be a lidar sensor, for example. The optoelectronic sensor is preferably a laser scanner. The optoelectronic sensor can be used to detect objects in the area surrounding the vehicle. In particular, a distance between the vehicle and the object can be determined on the basis of the measurement of the optoelectronic sensor. In order to detect the object, successive measurement cycles are carried out with the optoelectronic sensor. In each measuring cycle, a certain number of transmission signals in the form of light pulses are transmitted with the transmission device. The light pulses are emitted within a predetermined angular range, in particular within a predetermined horizontal angular range. The emitted light pulses, which are reflected by the object, can then be received with a corresponding receiving device of the optoelectronic sensor.

Die Sendeeinrichtung weist die Lichtquelle auf, die beispielsweise einen Laser oder eine Laserdiode umfassen kann. Mittels der Lichtquelle können dann die Lichtpulse beziehungsweise die Laserpulse ausgesendet werden. Unter Lichtpuls ist vorliegend zu verstehen, dass die Lichtquelle zu den vorbestimmten Sendezeitpunkten für eine vorbestimmte zeitliche Dauer aktiviert wird und anschließend wieder deaktiviert wird. Zum Ansteuern der Sendeeinrichtung des optoelektronischen Sensors kann eine entsprechende Recheneinrichtung des optoelektronischen Sensors verwendet werden. So kann beispielsweise ein entsprechendes Steuersignal an die Lichtquelle beziehungsweise den Laser übertragen werden. Die von der Lichtquelle ausgesendeten Lichtpulse werden dann von der Ablenkeinheit der Sendeeinrichtung abgelenkt. Die Ablenkeinheit kann beispielsweise eine Spiegel beziehungsweise ein Spiegelelement umfassen, welcher beziehungsweise welches sich periodisch bewegt. Somit können die Lichtpulse entlang des vorbestimmten Winkelbereichs abgelenkt werden. Auf diese Weise können innerhalb des vorbestimmten Winkelbereichs an diskreten Winkelpositionen die Sendesignale in Form der Lichtpulse ausgesendet werden.The transmission device has the light source, which can comprise, for example, a laser or a laser diode. The light pulses or the laser pulses can then be emitted by means of the light source. In the present case, a light pulse is to be understood to mean that the light source is activated at the predetermined transmission times for a predetermined time period and is then deactivated again. A corresponding computing device of the optoelectronic sensor can be used to control the transmission device of the optoelectronic sensor. For example, a corresponding control signal can be transmitted to the light source or the laser. The light pulses emitted by the light source are then deflected by the deflection unit of the transmission device. The deflection unit can, for example, comprise a mirror or a mirror element which moves periodically. The light pulses can thus be deflected along the predetermined angular range. In this way, the transmit signals can be emitted in the form of the light pulses within the predetermined angular range at discrete angular positions.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sendezeitpunkte in Abhängigkeit von Betriebsparametern des optoelektronischen Sensors mittels eines künstlichen neuronalen Netzes bestimmt werden. Um die Sendeeinrichtung dynamisch ansteuern zu können, wird ein künstliches neuronales Netz verwendet. Es ist also insbesondere vorgesehen, dass die Lichtquelle periodisch angesteuert wird. Dies bedeutet, dass sich die Zeitintervalle zwischen den Sendezeitpunkten voneinander unterscheiden. Bevorzugt unterscheiden sich zumindest einige der Zeitintervalle zwischen den Sendezeitpunkten voneinander. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass die Lichtpulse in Abhängigkeit von der Bewegung der Ablenkeinheit beziehungsweise eines Spiegelelements der Ablenkeinheit angesteuert werden. Somit kann berücksichtigt werden, dass das Spiegelelement bei einer Richtungsumkehr der Schwingung am langsamsten ist und sich somit an den Randbereichen des Winkelbereichs eine höhere Messdichte ergibt. In Bereichen, in denen das Spiegelelement die größte Geschwindigkeit aufweist, kann ferner verhindert werden, dass dort nicht alle erforderlichen Positionen erfasst werden.According to an essential aspect of the present invention, it is provided that the transmission times are determined as a function of operating parameters of the optoelectronic sensor by means of an artificial neural network. In order to be able to control the transmission device dynamically, an artificial neural network is used. It is therefore particularly provided that the light source is controlled periodically. This means that the time intervals between the transmission times differ from one another. At least some of the time intervals between the transmission times preferably differ from one another. This makes it possible for the light pulses to be controlled as a function of the movement of the deflection unit or a mirror element of the deflection unit. It can thus be taken into account that the mirror element is slowest when the direction of the oscillation is reversed, and thus there is a higher measurement density at the edge regions of the angular region. In areas in which the mirror element has the greatest speed, it can further be prevented that not all the required positions are detected there.

Zum Bestimmen der Sendezeitpunkte wird nun das künstliche neuronale Netz beziehungsweise ein künstliches neuronales Netzwerk verwendet. Dieses künstliche neuronale Netz umfasst eine Mehrzahl von künstlichen Neuronen beziehungsweise Knoten, die in einer vorbestimmten Topologie miteinander verbunden sind. Die Knoten können beispielsweise in mehreren Schichten hintereinander angeordnet sein. Nach der Konstruktion des künstlichen neuronalen Netzes wird üblicherweise ein Training durchgeführt. Während des Trainings können die Verbindungen zwischen den Knoten verändert oder angepasst werden. Des Weiteren können die Knoten entsprechend gewichtet werden. Die Bestimmung der Sendezeitpunkte mittels des künstlichen neuronalen Netzes erfolgt in Abhängigkeit von Betriebsparametern des optoelektronischen Sensors. Diese Betriebsparameter können beispielsweise einen Betrieb und/oder technische Eigenschaften der Lichtquelle und/oder der Ablenkeinheit beschreiben. Zudem können die Betriebsparameter entsprechende Vorgaben für den Betrieb der Lichtquelle und/oder der Ablenkeinheit beschreiben. Mithilfe des künstlichen neuronalen Netzes können die Ansteuerung beziehungsweise die Sendezeitpunkte errechnet werden. Aufwändige Tabellen, Berechnungen und dergleichen können somit entfallen. Insgesamt kann somit erreicht werden, dass die Ansteuerung der Sendeeinrichtung des optoelektronischen Sensors effizienter durchgeführt werden kann.The artificial neural network or an artificial neural network is now used to determine the transmission times. This artificial neural network comprises a plurality of artificial neurons or nodes that are connected to one another in a predetermined topology. For example, the nodes can be arranged in several layers one behind the other. After the artificial neural network has been constructed, training is usually carried out. The connections between the nodes can be changed or adjusted during the training. The nodes can also be weighted accordingly. The transmission times are determined using the artificial neural network as a function of the operating parameters of the optoelectronic sensor. These operating parameters can, for example, describe an operation and / or technical properties of the light source and / or the deflection unit. In addition, the operating parameters can describe corresponding specifications for the operation of the light source and / or the deflection unit. With the help of the artificial neural network, the activation or the transmission times can be calculated. Complex tables, calculations and the like can thus be omitted. Overall, it can thus be achieved that the control of the transmission device of the optoelectronic sensor can be carried out more efficiently.

Bevorzugt ist das künstliche neuronale Netz für vorbestimmte Betriebsparameter von optoelektronischen Sensoren trainiert. Bevor das künstliche neuronale Netz beziehungsweise ein entsprechender Algorithmus oder ein Programm, durch welchen beziehungsweise welches das künstliche neuronale Netz realisiert ist, in dem optoelektronischen Sensor eingesetzt wird, kann dieses entsprechend trainiert werden. Während einer Trainingsphase kann das künstliche neuronale Netz für verschiedene vorbestimmte Betriebsparameter des optoelektronischen Sensors trainiert werden. Dieses Training kann unüberwacht durchgeführt werden. Bevorzugt ist aber vorgesehen, dass das Training überwacht durchgeführt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass das künstliche neuronale Netz konkret für die Betriebsparameter, die auch im Betrieb des optoelektronischen Sensors angenommen werden, trainiert wird. Somit kann die Bestimmung der Sendezeitpunkte im Betrieb des optoelektronischen Sensors zuverlässig erfolgen.The artificial neural network is preferably trained for predetermined operating parameters by optoelectronic sensors. Before the artificial neural network or a corresponding algorithm or a program by which the artificial neural network is implemented is used in the optoelectronic sensor, this can be trained accordingly. During a training phase, the artificial neural network can be trained for various predetermined operating parameters of the optoelectronic sensor. This training can be carried out unsupervised. However, it is preferably provided that the training is carried out in a monitored manner. It can also be provided that the artificial neural network is trained specifically for the operating parameters that are also assumed in the operation of the optoelectronic sensor. The transmission times during operation of the optoelectronic sensor can thus be reliably determined.

In einer Ausführungsform wird innerhalb des Winkelbereichs einen Mehrzahl von Winkelpositionen für das jeweilige Aussenden des Lichtpulses bestimmt und die Sendezeitpunkte werden derart bestimmt, dass während des Messzyklus bei jeder der Winkelpositionen nur einmal ein Lichtpuls ausgesendet wird. Die jeweiligen Lichtpulse sollen also innerhalb des vorbestimmten Winkelbereichs an diskreten Winkelpositionen ausgesendet werden. Insbesondere sind diese Winkelpositionen in dem Winkelbereich gleichmäßig verteilt. Durch die Anzahl der vorbestimmten Winkelpositionen kann die Auflösung des optoelektronischen Sensors definiert werden. Die Lichtquelle kann nun so angesteuert werden, dass bei jeder der Winkelpositionen ein Lichtpuls ausgesendet wird. Dabei kann die Bewegung der Ablenkeinheit beispielsweise des Spiegelelements berücksichtigt werden. Zudem kann die Zeitdauer berücksichtigt werden, die zwischen der Ansteuerung der Lichtquelle und dem Aussenden des Lichtpulses mittels der Lichtquelle verstreicht. Ferner wird von jeder der konkreten Winkelpositionen nur einmal ein Lichtpuls ausgesendet. Damit kann verhindert werden, dass sich beispielsweise eine höhere Messdichte an dem Randbereich der Auslenkung ergibt oder dass andere Bereiche nicht ausreichend abgetastet werden.In one embodiment, a plurality of angular positions for the respective emission of the light pulse are determined within the angular range, and the transmission times are determined such that a light pulse is emitted only once for each of the angular positions during the measurement cycle. The respective light pulses should therefore be emitted at discrete angular positions within the predetermined angular range. In particular, these angular positions are evenly distributed in the angular range. The resolution of the optoelectronic sensor can be defined by the number of predetermined angular positions. The light source can now be controlled so that a light pulse is emitted at each of the angular positions. The movement of the deflection unit, for example of the mirror element, can be taken into account. In addition, the time period that elapses between the activation of the light source and the emission of the light pulse by means of the light source can be taken into account. Furthermore, a light pulse is emitted only once from each of the specific angular positions. This can prevent, for example, a higher measurement density at the edge region of the deflection or that other regions are not adequately scanned.

Bevorzugt werden die Sendezeitpunkte in Abhängigkeit von den bestimmten Winkelpositionen als Betriebsparameter bestimmt. Ein Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem die Sendezeitpunkte mittels des künstlichen neuronalen Netzes bestimmt werden, kann also die Anzahl der Winkelpositionen beziehungsweise die Auflösung sein. In Abhängigkeit von der gewünschten Auflösung kann der Auslenkungsbereich der Ablenkeinheit beziehungsweise des Spiegelelements aufgeteilt werden. In Abhängigkeit von der Anzahl der Winkelpositionen ergibt sich auch die Anzahl der Sendezeitpunkte, zu denen jeweils ein Lichtpuls ausgesendet wird. Somit können mittels des künstlichen neuronalen Netzes die Sendezeitpunkte entsprechend berechnet werden, sodass an jeder der bestimmten Winkelpositionen ein Lichtpuls ausgesendet wird. Somit kann eine gleichmäßige Abtastung des Winkelbereichs ermöglicht werden.The transmission times are preferably determined as an operating parameter as a function of the determined angular positions. An operating parameter depending on which the transmission times are determined by means of the artificial neural network can therefore be the number of angular positions or the resolution. Depending on the desired resolution, the deflection area of the deflection unit or the mirror element can be divided. Depending on the number of angular positions, there is also the number of transmission times at which a light pulse is emitted. The transmission times can thus be calculated accordingly by means of the artificial neural network, so that a light pulse is emitted at each of the determined angular positions. This enables uniform scanning of the angular range.

In einer weiteren Ausführungsform wird überprüft, bei welchen der bestimmten Winkelpositionen bereits ein Lichtpuls ausgesendet wurde. Zudem werden beim Bestimmen der Sendezeitpunkte die Winkelpositionen, bei denen ein Lichtpuls ausgesendet wurde, berücksichtigt. Im Betrieb des optoelektronischen Sensors beziehungsweise der Sendeeinrichtung kann bestimmt werden, bei welchen der Winkelpositionen bereits ein Lichtpuls ausgesendet wurde. Dies kann mithilfe des künstlichen neuronalen Netzes entsprechend bei der Bestimmung der Sendezeitpunkte berücksichtigt werden. Die jeweiligen Winkelpositionen, bei denen bereits ein Lichtpuls ausgesendet wurde, können bereits in einem entsprechenden Speicher hinterlegt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die jeweiligen Sendezeitpunkte mittels des künstlichen neuronalen Netzes vor dem Betrieb der Sendeeinrichtung beziehungsweise des optoelektronischen Sensors festgelegt werden und die Lichtquelle zu den vorbestimmten Sendezeitpunkten angesteuert wird. Somit kann sichergestellt werden, dass an jeder der vorbestimmten Winkelpositionen ein Lichtpuls ausgesendet wird.In a further embodiment, it is checked at which of the determined angular positions a light pulse has already been emitted. In addition, the angular positions at which a light pulse was emitted are taken into account when determining the transmission times. During operation of the optoelectronic sensor or the transmitting device, it can be determined at which of the angular positions a light pulse has already been emitted. This can be taken into account with the help of the artificial neural network when determining the transmission times. The respective angular positions at which a light pulse has already been emitted can already be stored in a corresponding memory. Provision can also be made for the respective transmission times to be determined by means of the artificial neural network before the transmission device or the optoelectronic sensor is in operation, and for the light source to be controlled at the predetermined transmission times. It can thus be ensured that a light pulse is emitted at each of the predetermined angular positions.

In einer weiteren Ausführungsform werden die Sendezeitpunkte in Abhängigkeit von einer Aktivierungszeit der Lichtquelle als Betriebsparameter bestimmt. Wie bereits erläutert, kann es sich bei der Lichtquelle um eine Laserdiode beziehungsweise einen Laser handeln. Die Frequenz, mit der ein Laserpuls ausgelöst werden kann, ist nicht unendlich hoch, da nach einem Laserpuls oder Lichtpuls die Energie für den Laserpuls nachgeladen werden muss. Diese Ladezeit beziehungsweise Aktivierungszeit ist für den Typ der Lichtquelle bekannt und kann mittels des künstlichen neuronalen Netzes bei der Bestimmung der Sendezeitpunkte als Betriebsparameter der optoelektronischen Sensors beziehungsweise der Sendeeinrichtung berücksichtigt werden. Damit kann ein effizienter Betrieb der Sendeeinrichtung gewährleistet werden.In a further embodiment, the transmission times are determined as an operating parameter as a function of an activation time of the light source. As already explained, the light source can be a laser diode or a laser. The frequency with which a laser pulse can be triggered is not infinitely high, since the energy for the laser pulse has to be recharged after a laser pulse or light pulse. This charging time or activation time is known for the type of light source and can be taken into account by means of the artificial neural network when determining the transmission times as the operating parameters of the optoelectronic sensor or the transmission device. This ensures efficient operation of the transmitter.

In einer weiteren Ausführungsform werden die Lichtpulse mittels eines Spiegelelements der Ablenkeinheit abgelenkt, wobei das Spiegelelement mit einer vorbestimmten Frequenz schwingt, und die Sendezeitpunkte werden in Abhängigkeit von der Frequenz als Betriebsparameter bestimmt. Dieses Spiegelelement kann im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet sein und um eine Schwenkachse verschwenkt werden. Hierzu kann ein entsprechender Aktor der Ablenkeinheit verwendet werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Ablenkeinheit als Mikrosystem beziehungsweise als MEMS (MEMS - Micro Electro Mechanical System) ausgebildet ist. Somit kann die Ablenkeinheit mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz betrieben werden. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, dass das Spiegelelement nahezu cosinusförmig schwingt. Ferner ist aufgrund der hohen Anforderungen an die Position und die Auflösung des optoelektronischen Sensors eine stabile und reproduzierbare Frequenz, mit der der Spiegel bewegt wird, erforderlich. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Frequenz der Eigenfrequenz des Spiegelelements beziehungsweise der Ablenkeinheit entspricht. Diese Frequenz als Betriebsparameter kann somit von dem künstlichen neuronalen Netz bei der Berechnung der Sendezeitpunkte berücksichtigt werden.In a further embodiment, the light pulses are deflected by means of a mirror element of the deflection unit, the mirror element vibrating at a predetermined frequency, and the transmission times are determined as an operating parameter as a function of the frequency. This mirror element can be essentially plate-shaped and pivoted about a pivot axis. A corresponding actuator of the deflection unit can be used for this. In particular, it is provided that the deflection unit is designed as a microsystem or as a MEMS (MEMS - Micro Electro Mechanical System). The deflection unit can thus be operated at a relatively high frequency. In addition, there is the advantage that the mirror element vibrates in an almost cosine shape. Furthermore, due to the high demands on the position and the resolution of the optoelectronic sensor, a stable and reproducible frequency with which the mirror is moved is required. This can be achieved in particular in that the frequency of the natural frequency of the mirror element or the Deflection unit corresponds. This frequency as an operating parameter can thus be taken into account by the artificial neural network when calculating the transmission times.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn bei der Bestimmung der Sendezeitpunkte berücksichtigt wird, dass das Spiegelelement während des Messzyklus mehrere Schwingungen durchführt. Wie bereits erläutert, ist bei dem Aussenden der aufeinanderfolgenden Lichtpulse die Aktivierungszeit beziehungsweise Ladezeit der Lichtquelle zu berücksichtigen. Somit ist es üblicherweise nicht möglich, bei den jeweils definierten Winkelpositionen der Reihe nach einen Lichtpuls auszusenden, da hierfür die Aktivierungszeit zu groß ist. Auf diese Weise wird bei der Bestimmung der Sendezeitpunkte insbesondere angenommen, dass das Spiegelelement während des Messzyklus mehrere Schwingungen durchführt. Auf diese jeweiligen Schwingungen können dann mittels des künstlichen neuronalen Netzes die jeweiligen Sendezeitpunkte verteilt werden, sodass jede der definierten Winkelpositionen genau einmal mittels der Lichtquelle beleuchtet wird beziehungsweise an den jeweiligen Winkelpositionen ein Lichtpuls ausgesendet wird.It is also advantageous if, when determining the transmission times, it is taken into account that the mirror element performs several vibrations during the measurement cycle. As already explained, the activation time or charging time of the light source must be taken into account when emitting the successive light pulses. It is therefore usually not possible to send out a light pulse in sequence at the respectively defined angular positions, since the activation time is too long for this. In this way, when determining the transmission times, it is assumed in particular that the mirror element performs several vibrations during the measurement cycle. The respective transmission times can then be distributed to these respective vibrations by means of the artificial neural network, so that each of the defined angular positions is illuminated exactly once by means of the light source or a light pulse is emitted at the respective angular positions.

Bei einer weiteren Ausgestaltung werden die Sendezeitpunkte in Abhängigkeit von einer Zeitdauer des Messzyklus als Betriebsparameter bestimmt. Ein weiterer Betriebsparameter der von dem künstlichen neuronalen Netz bei der Bestimmung der Sendezeitpunkte zu berücksichtigen sein kann, ist die Zeitdauer des Messzyklus beziehungsweise die Scan-Zeit. Diese Zeitdauer beschreibt die Zeit die verstreicht, bis alle erforderlichen Winkelpositionen durch den Lichtpuls erfasst wurden. Somit können beispielsweise nicht endlos viele Schwingungen des Spiegelelements berücksichtigt werden, da die Zeitdauer entsprechend vorgegeben ist und nicht überschritten werden darf. Beispielsweise können die Sendezeitpunkte mittels des künstlichen neuronalen Netzes derart bestimmt werden, dass die Zeitdauer minimiert wird. Dies ermöglicht eine schnelle Erfassung des Umgebungsbereichs des Fahrzeugs.In a further embodiment, the transmission times are determined as an operating parameter as a function of a duration of the measuring cycle. Another operating parameter that can be taken into account by the artificial neural network when determining the transmission times is the duration of the measurement cycle or the scan time. This time period describes the time that elapses until all required angular positions have been detected by the light pulse. Thus, for example, an infinite number of vibrations of the mirror element cannot be taken into account, since the time period is predetermined accordingly and must not be exceeded. For example, the transmission times can be determined by means of the artificial neural network in such a way that the time period is minimized. This enables a quick detection of the surrounding area of the vehicle.

Eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für einen optoelektronischen Sensor eines Fahrzeugs ist zum Durchführen eines Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon ausgebildet. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise durch einen Mikrocontroller, einen digitalen Signalprozessor oder eine entsprechende Recheneinrichtung breitgestellt werden. Auf der Recheneinrichtung kann ein Computerprogramm beziehungsweise Programmmittel zum Ablauf gebracht werden. Auf diese Weise kann das künstliche neuronalen Netz realisiert werden. Die Recheneinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, die Lichtquelle zu den bestimmten Sendezeitpunkten anzusteuern. Zudem kann die Recheneinrichtung Empfangssignale von einer Empfangseinrichtung des optoelektronischen Sensors empfangen und dazu verwendet werden, anhand der Empfangssignale Objekte in dem Umgebungsbereich zu erkennen.A computing device according to the invention for an optoelectronic sensor of a vehicle is designed to carry out a method and the advantageous refinements thereof. The computing device can be configured, for example, by a microcontroller, a digital signal processor or a corresponding computing device. A computer program or program means can be executed on the computing device. In this way, the artificial neural network can be realized. The computing device can also be designed to control the light source at the specific transmission times. In addition, the computing device can receive signals from a receiving device of the optoelectronic sensor and can be used to identify objects in the surrounding area on the basis of the received signals.

Ein erfindungsgemäßer optoelektronischer Sensor für ein Fahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung. Der optoelektronische Sensor kann als Lidar-Sensor oder als Laserscanner ausgebildet sein. Der optoelektronische Sensor kann die Sendeeinrichtung zum Aussenden der Lichtpulse und eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der von dem Objekt reflektierten Lichtpulse aufweisen. Der optoelektronische Sensor kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs sein.An optoelectronic sensor according to the invention for a vehicle comprises a computing device according to the invention. The optoelectronic sensor can be designed as a lidar sensor or as a laser scanner. The optoelectronic sensor can have the transmitting device for emitting the light pulses and a receiving device for receiving the light pulses reflected by the object. The optoelectronic sensor can be part of a driver assistance system of the vehicle, for example.

Zur Erfindung gehört auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, welche in einem computerlesbaren Medium gespeichert sind, um das erfindungsgemäße Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor einer elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet wird.The invention also includes a computer program product with program code means which are stored in a computer-readable medium in order to carry out the method according to the invention and the advantageous refinements thereof when the computer program product is processed on a processor of an electronic computing device.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Medium, insbesondere in Form einer computerlesbaren Diskette, CD, DVD, Speicherkarte, USB-Speichereinheit, oder ähnlichen, in dem Programmcodemittel gespeichert sind, um das erfindungsgemäße Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon durchzuführen, wenn die Programmcodemittel in einen Speicher einer elektronischen Recheneinrichtung geladen und auf einem Prozessor der elektronischen Recheneinrichtung abgearbeitet werden.Another aspect of the invention relates to a computer-readable medium, in particular in the form of a computer-readable floppy disk, CD, DVD, memory card, USB memory unit, or the like, in which program code means are stored in order to carry out the method according to the invention and the advantageous refinements thereof when the program code means loaded into a memory of an electronic computing device and processed on a processor of the electronic computing device.

Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, für den erfindungsgemäßen optoelektronischen Sensor, für das erfindungsgemäße Fahrzeug, für das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt sowie für das erfindungsgemäße computerlesbare Medium.The preferred embodiments presented with reference to the method according to the invention and their advantages apply accordingly to the computing device according to the invention, for the optoelectronic sensor according to the invention, for the vehicle according to the invention, for the computer program product according to the invention and for the computer-readable medium according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.Further features of the invention result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures are not only in the combination indicated in each case, but also in others Combinations can be used without departing from the scope of the invention. Embodiments of the invention are thus also to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but can be derived from the explanations explained and can be generated by separate combinations of features. Designs and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which therefore do not have all the features of an originally formulated independent claim. In addition, versions and combinations of features, in particular those explained above, are to be regarded as disclosed which go beyond or differ from the combinations of features set out in the references of the claims.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

1 ein Fahrzeug welches einen optoelektronischen Sensor aufweist; und in
2 eine schematische Darstellung der einzelnen Komponenten des optoelektronischen Sensors.

The invention will now be explained in more detail on the basis of preferred exemplary embodiments and with reference to the attached drawings. Show:

1 a vehicle which has an optoelectronic sensor; and in
2nd is a schematic representation of the individual components of the optoelectronic sensor.

In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt ein Fahrzeug 1, welches vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches dazu dient, einen Fahrer des Fahrzeugs 1 beim Führen des Fahrzeugs 1 zu unterstützen. Mit dem Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise ein Objekt 3, welches sich in einem Umgebungsbereich 4 des Fahrzeugs 1 befindet, erfasst werden. Falls das Objekt 3 erfasst wird, kann mit dem Fahrerassistenzsystem 2 beispielsweise eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden. Ferner kann mit dem Fahrerassistenzsystem 2 in eine Lenkung, eine Bremsanlage und/oder einen Antriebsmotor eingegriffen werden, um eine Kollision mit dem Objekt 3 zu vermeiden. 1 shows a vehicle 1 , which is designed here as a passenger car, in a plan view. The vehicle 1 includes a driver assistance system 2nd , which serves a driver of the vehicle 1 while driving the vehicle 1 to support. With the driver assistance system 2nd can for example be an object 3rd which is in a surrounding area 4th of the vehicle 1 located. If the object 3rd can be recorded with the driver assistance system 2nd for example, a warning to the driver. Furthermore, with the driver assistance system 2nd be engaged in a steering, a brake system and / or a drive motor in order to collide with the object 3rd to avoid.

Zum Erfassen des Objekts 3 umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 einen optoelektronischen Sensor 5. Der optoelektronische Sensor 5 kann bevorzugt als Laserscanner ausgebildet sein. Der optoelektronische Sensor 5 umfasst eine Sendeeinrichtung 6, mittels welcher Lichtpulse als Sendesignal ausgesendet werden können. Dies ist vorliegend durch den Pfeil 8 veranschaulicht. Mit der Sendeeinrichtung 6 können die Lichtpulse in einem vorbestimmten Winkelbereich 12 ausgesendet werden. Beispielsweise können die Lichtpulse in einem vorbestimmten horizontalen Winkelbereich ausgesendet werden. Der optoelektronische Sensor 5 umfasst ferner eine Empfangseinrichtung, mittels welcher die von dem Objekt 3 reflektierten Lichtpulse wieder empfangen werden können. Dies ist vorliegend durch den Pfeil 9 veranschaulicht.To capture the object 3rd includes the driver assistance system 2nd an optoelectronic sensor 5 . The optoelectronic sensor 5 can preferably be designed as a laser scanner. The optoelectronic sensor 5 includes a transmitter 6 , by means of which light pulses can be emitted as a transmission signal. This is in the present case by the arrow 8th illustrated. With the transmitter 6 the light pulses can be in a predetermined angular range 12 be sent out. For example, the light pulses can be emitted in a predetermined horizontal angular range. The optoelectronic sensor 5 further comprises a receiving device by means of which the object 3rd reflected light pulses can be received again. This is in the present case by the arrow 9 illustrated.

Darüber hinaus umfasst der optoelektronische Sensor 5 eine Recheneinrichtung 10, die beispielsweise durch einen Mikrocontroller, einen digitalen Signalprozessor oder dergleichen gebildet sein kann. Mit der Recheneinrichtung 10 kann die Sendeeinrichtung 6 zum Aussenden der Lichtpulse angesteuert werden. Ferner kann die Recheneinrichtung 10 Signale der Empfangseinrichtung 7 auswerten, die mit der Empfangseinrichtung 7 auf Grundlage der empfangenen Lichtpulse erzeugt werden. Schließlich umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 ein elektronisches Steuergerät 11, mit dem entsprechende Steuersignale in Abhängigkeit von dem mit dem optoelektronischen Sensor 5 erfassten Objekt 3 ausgegeben werden können.The optoelectronic sensor also includes 5 a computing device 10th , which can be formed, for example, by a microcontroller, a digital signal processor or the like. With the computing device 10th can the sending device 6 can be controlled to emit the light pulses. Furthermore, the computing device 10th Signals from the receiving device 7 evaluate that with the receiving device 7 are generated based on the received light pulses. Finally, the driver assistance system includes 2nd an electronic control unit 11 , with the corresponding control signals depending on that with the optoelectronic sensor 5 captured object 3rd can be spent.

2 zeigt eine schematische Darstellung des optoelektronischen Sensors 5. Hierbei ist schematische eine Lichtquelle 15 der Sendeeinrichtung 6 dargestellt. Diese Lichtquelle 15 kann beispielsweise durch eine Laserdiode oder einen Laser gebildet sein. Darüber hinaus weist die Sendeeinrichtung 6 eine Ablenkeinheit 13 auf, mittels welcher die mit der Lichtquelle 15 ausgesendeten Lichtpulse abgelenkt werden können. Die Ablenkeinheit 13 kann ein Spiegelelement umfassen, welches mit einem entsprechenden Aktor bewegt werden kann. Insbesondere ist die Ablenkeinheit 13 als Mikrosystem ausgebildet beziehungsweise umfasst einen Mikrospiegel als das Spiegelelement. Des Weiteren umfasst der optoelektronische Sensor 5 die Empfangseinrichtung 7 zum Empfangen von den von Objekt 3 reflektierten Lichtpulsen. Die Empfangseinrichtung 7 kann zumindest eine Fotodiode umfassen. Von der Lichtquelle 15 kann ein Signal an die Empfangseinrichtung 7 übertragen werden, welche beschreibt, zu welchem Sendezeitpunkt die Lichtquelle 15 zum Aussenden des Lichtpulses angesteuert wurde. Wenn mit der Empfangseinrichtung 7 dann der von dem Objekt 3 reflektierte Lichtpuls empfangen wird, kann anhand der Laufzeit der Abstand zwischen dem optoelektronischen Sensor 5 und dem Objekt 3 bestimmt werden. Hierzu kann von der Empfangseinrichtung 7 ein entsprechendes Signal an die Recheneinrichtung 10 übertragen werden, welche den Empfangszeitpunkt beschreibt. Somit kann die Recheneinrichtung 10 auf Grundlage der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Lichtpulses und dem Empfangen des von dem Objekt 3 reflektierten Lichtpulses den Abstand zwischen dem optoelektronischen Sensor 5 und dem Objekt 3 bestimmen. 2nd shows a schematic representation of the optoelectronic sensor 5 . Here is a schematic light source 15 the sending device 6 shown. This light source 15 can be formed for example by a laser diode or a laser. In addition, the transmitter device 6 a deflection unit 13 by means of which with the light source 15 emitted light pulses can be deflected. The deflection unit 13 can comprise a mirror element which can be moved with a corresponding actuator. In particular, the deflection unit 13 formed as a microsystem or comprises a micromirror as the mirror element. The optoelectronic sensor also includes 5 the receiving device 7 for receiving from the object 3rd reflected light pulses. The receiving device 7 can comprise at least one photodiode. From the light source 15 can send a signal to the receiving device 7 are transmitted, which describes at what time of transmission the light source 15 was triggered to emit the light pulse. If with the receiving device 7 then that of the object 3rd reflected light pulse is received, the distance between the optoelectronic sensor can be based on the transit time 5 and the object 3rd be determined. This can be done by the receiving device 7 a corresponding signal to the computing device 10th are transmitted, which describes the time of reception. The computing device can thus 10th based on the time between the emission of the light pulse and the reception of the object 3rd reflected light pulse the distance between the optoelectronic sensor 5 and the object 3rd determine.

Für den Betrieb des optoelektronischen Sensors 5 beziehungsweise der Sendeeinrichtung 6 ergeben sich bestimmte Betriebsparameter 14 beziehungsweise Freiheitsgrade. Ein Betriebsparameter 14 ist die Aktivierungszeit der Lichtquelle 15. Diese Aktivierungszeit beschreibt beispielsweise die Ladezeit, nach deren Ablauf die Lichtquelle 15 beziehungsweise die Laserdiode nach dem Aussenden eines Lichtpulses wieder betriebsbereit ist. Ein weiterer Betriebsparameter 14 ist eine Frequenz des Spiegelelements der Sendeeinrichtung 6. Die Frequenz kann beispielsweise der Eigenfrequenz des Spiegelelements beziehungsweise des Ablenkspiegels entsprechen. Ein weiterer Betriebsparameter 14 ist die Position. Dabei ist die Reproduzierbarkeit der Position zu gewährleisten. Auch nach mehreren Schwingzyklen ist es erforderlich, dass im statischen Fall an einer bestimmten Position die gleiche Pulsantwort erfolgt. Ein weiterer Betriebsparameter 14 ist die Auflösung beziehungsweise die Winkelposition. Innerhalb des Winkelbereichs 12 können eine Mehrzahl von diskreten Winkelpositionen vorgegeben werden. Somit kann die Auflösung definiert werden. Ein weiterer Betriebsparameter 14 ist die Zeitdauer eines Messzyklus beziehungsweise die Scan-Zeit. Diese Zeitdauer beschreibt die Zeit die verstreicht, bis alle erforderlichen Winkelpositionen durch einen Lichtpuls erfasst wurden. For the operation of the optoelectronic sensor 5 or the transmitting device 6 there are certain operating parameters 14 or degrees of freedom. An operating parameter 14 is the activation time of the light source 15 . This activation time describes, for example, the charging time, after which the light source 15 or the laser diode is ready for operation again after the emission of a light pulse. Another operating parameter 14 is a frequency of the mirror element of the transmitter 6 . The frequency can, for example, correspond to the natural frequency of the mirror element or the deflection mirror. Another operating parameter 14 is the position. The position must be reproducible. Even after several oscillation cycles, it is necessary that the same pulse response takes place at a certain position in the static case. Another operating parameter 14 is the resolution or the angular position. Within the angular range 12 a plurality of discrete angular positions can be specified. The resolution can thus be defined. Another operating parameter 14 is the duration of a measurement cycle or the scan time. This time period describes the time that elapses until all the required angular positions have been detected by a light pulse.

Geht man von einem festen zeitlichen Intervall aus, ergibt sich am Extremwert folgende Situation: Das Spiegelelement beziehungsweise der Ablenkspiegel kann mit einer Frequenz von 3485 Hz betrieben werden. Die Aktivierungszeit der Lichtquelle 15 kann beispielsweise 10 µs betragen. Ferner kann die Auflösung beziehungsweise die Winkelposition 0,05° betragen und die Zeitdauer des Messzyklus kann 30 ms betragen.If one assumes a fixed time interval, the following situation results at the extreme value: The mirror element or the deflecting mirror can be operated at a frequency of 3485 Hz. The activation time of the light source 15 can be, for example, 10 microseconds. Furthermore, the resolution or the angular position can be 0.05 ° and the duration of the measuring cycle can be 30 ms.

Die Schwingung des Spiegelelements kann mit folgender Gleichung beschrieben werden: $γ = A_{0} \cdot cos (x π f) .$

The vibration of the mirror element can be described with the following equation:

γ = A_{0} \cdot cos (x π f) .

Hierbei beschreibt Ao die Amplitude und f die Frequenz. Diese Gleichung kann nach x aufgelöst werden: $x = f (y) = arccos (\frac{y / A_{0}}{f π})$

Here Ao describes the amplitude and f the frequency. This equation can be solved for x:

x = f (y) = arccos (\frac{y / A_{0}}{f π})

Für eine erste Winkelposition von 0° ergibt sich: $x_{1} = f (y = 0 °) = arccos (\frac{y / 41 °}{3485 s^{- 1} π}) = 143,4720229555237 e^{- 6}$

For a first angular position of 0 °, the following results:

x_{1} = f (y = 0 °) = arccos (\frac{y / 41 °}{3485 s^{- 1} π}) = 143.4720229555237 e^{- 6}

Und für eine zweite Winkelposition von 0,05° ergibt sich: $x_{2} = f (y = 0,05 °) = arccos (\frac{y / 41 °}{3485 s^{- 1} π}) = 143,3606361881643 e^{- 6}$

And for a second angular position of 0.05 ° we get:

x_{2nd} = f (y = 0.05 °) = arccos (\frac{y / 41 °}{3485 s^{- 1} π}) = 143.3606361881643 e^{- 6}

Hieraus ergibt sich die erforderliche Abtastzeit bei gleichmäßiger zeitlicher Verteilung: $x_{1} - x_{2} = 111,3867673593362 e^{- 9}$

This results in the required sampling time with even distribution over time:

x_{1} - x_{2nd} = 111.3867673593362 e^{- 9}

Hieraus ergibt sich eine Zeit von 111,4 ns zwischen den einzelnen Winkelpositionen. Dies ist aber deutlich geringer als die Aktivierungszeit der Lichtquelle 15, welche 10 µs beträgt. Somit ist dies nicht umsetzbar. Die 111,4 ns beziehen sich auf eine Schwingung des Spiegelelements. Da die Zeitdauer des Messzyklus etwa 30 ms betragen darf, können mehre Schwingungen verwendet werden, um alle Winkelpositionen zu erreichen. Entscheidend ist nun, wie sichergestellt werden kann, dass alle Winkelpositionen innerhalb des Messzyklus erreicht werden.This results in a time of 111.4 ns between the individual angular positions. However, this is significantly less than the activation time of the light source 15 , which is 10 µs. So this is not feasible. The 111.4 ns relate to an oscillation of the mirror element. Since the duration of the measuring cycle may be around 30 ms, several vibrations can be used to reach all angular positions. The decisive factor now is how it can be ensured that all angular positions are reached within the measuring cycle.

So wird ein künstliches neuronales Netz verwendet, welches die jeweiligen Sendezeitpunkte, zu denen die Lichtquelle 15 angesteuert wird, berechnet. Zur Realisierung des künstlichen neuronalen Netzes kann auf der Recheneinrichtung 10 ein entsprechendes Programm zum Ablauf gebracht werden. Dabei ist die Berechnung der Sendezeitpunkte abhängig von den Betriebsparametern 14 der Sendeeinrichtung 6. Die Aktivierungszeit der Lichtquelle 15 ist entsprechend vorgegeben. Ferner ist auch die Frequenz des Spiegelelements vorgegeben. Diese entspricht üblicherweise wegen der Reproduzierbarkeit der Position der Eigenfrequenz des Spiegelelements. Da wie zuvor dargestellt die Abtastung der jeweiligen Winkelpositionen während einer einzigen Schwingung nicht umsetzbar ist, ist es erforderlich, dass das Spiegelelement während des Messzyklus mehrere Schwingungen durchführt. Die Winkelpositionen beziehungsweise die Auflösung ist entsprechend vorgegeben. Dies gilt in gleicher Weise für die Scan-Zeit beziehungsweise die Zeitdauer des Messzyklus. Dabei ist zu berücksichtigen, dass nicht endlos viele Schwingungen verwendet werden, da die Zeitdauer nicht überschritten werden soll. Die Ablenkspiegelposition wird als Ist-Größe im laufenden Prozess verarbeitet. Somit ist dies eine variable Größe im laufenden Prozess. Die jeweiligen Betriebsparameter 14 werden der Recheneinrichtung 10 beziehungsweise dem künstlichen neuronalen Netz zugeführt. Dieses künstliche neuronale Netz ist entsprechend mit Referenz-Betriebsparametern trainiert. Somit können mit der Recheneinrichtung 10 die Sendezeitpunkte zum Ansteuern der Lichtquelle 15 dynamisch bestimmt werden.For example, an artificial neural network is used, which contains the respective transmission times at which the light source 15 is controlled, calculated. To implement the artificial neural network can be on the computing device 10th an appropriate program can be run. The calculation of the transmission times depends on the operating parameters 14 the sending device 6 . The activation time of the light source 15 is specified accordingly. The frequency of the mirror element is also predetermined. Because of the reproducibility, this usually corresponds to the position of the natural frequency of the Mirror element. Since, as previously shown, the scanning of the respective angular positions cannot be implemented during a single oscillation, it is necessary for the mirror element to carry out several oscillations during the measuring cycle. The angular positions or the resolution is specified accordingly. This applies in the same way to the scan time or the duration of the measurement cycle. It should be taken into account that an endless number of vibrations are not used since the duration should not be exceeded. The deflecting mirror position is processed as the actual size in the running process. This is a variable in the current process. The respective operating parameters 14 be the computing device 10th or the artificial neural network. This artificial neural network is trained accordingly with reference operating parameters. Thus, with the computing device 10th the transmission times for controlling the light source 15 be determined dynamically.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015106140 A1 [0004]

Claims

Method for controlling a transmitting device (6) of an optoelectronic sensor (5) of a vehicle (1), wherein during a measuring cycle for detecting an object (3) in an area (4) of the vehicle (1) by means of a light source (15) of the transmitting device (6) light pulses are emitted and the light pulses are deflected within a predetermined angular range (12) by means of a deflection unit (13) of the transmission device (6), the light source (15) being controlled in such a way that time intervals between the transmission times differ from one another, thereby characterized in that the transmission times are determined by means of an artificial neural network as a function of operating parameters (14) of the transmission device (6).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the artificial neural network is trained for predetermined operating parameters (14) of the optoelectronic sensor (5).

Procedure according to Claim 1 or 2nd , characterized in that within the angular range (12) a plurality of angular positions for the respective emission of the light pulse is determined and the transmission times are determined in such a way that a light pulse is emitted only once for each of the angular positions during the measurement cycle.

Procedure according to Claim 3 , characterized in that the transmission times are determined as a function of the determined angular positions as operating parameters (14).

Procedure according to Claim 3 or 4th , characterized in that a check is carried out at which of the determined angular positions a light pulse has already been emitted, and when determining the transmission times the angular positions at which a light pulse has been emitted are taken into account.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission times are determined as an operating parameter (14) as a function of an activation time of the light source (15).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the light pulses are deflected by means of a mirror element of the deflection unit (13), the mirror element vibrating at a predetermined frequency, and the transmission times are determined as a function of the frequency as operating parameters (14).

Procedure according to Claim 7 , characterized in that when determining the transmission times it is taken into account that the mirror element performs several vibrations during the measurement cycle.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission times are determined as an operating parameter (14) as a function of a duration of the measuring cycle.

Computing device (10) for an optoelectronic sensor (5) of a vehicle (1), the computing device (10) being designed to carry out a method according to one of the preceding claims.

Optoelectronic sensor (5) for a vehicle (1) with a computing device (10) Claim 10 .

Computer program product with program code means, which are stored in a computer readable medium, for a method according to one of the Claims 1 to 9 to be carried out when the computer program product is processed on a processor of an electronic computing device (10).

Computer-readable medium in which program code means are stored in order to carry out a method according to one of the Claims 1 to 9 to be carried out when the program code means are loaded into a memory of an electronic computing device (10) and processed on a processor of the electronic computing device (10).