DE102018207297A1 - LIDAR measuring system and method for mounting a LIDAR measuring system - Google Patents
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Abstract
LIDAR Messsystem (10), umfassend eine Sendeplatine (40) an der ein Sendechip (36) angeordnet ist, eine Empfangsplatine (42) an der ein Empfangschip (38) angeordnet ist, einen Optikträger (44) für eine Empfangsoptik (48) und eine Sendeoptik (46, wobei die Sendeplatine (40) und die Empfangsplatine (42) jeweils an dem Optikträger (44) befestigt sind.
Zudem werden mehrere Verfahren zur Montage eines solchen Messsystems (10) beschrieben.
LIDAR measuring system (10), comprising a transmitting board (40) on which a transmitting chip (36) is arranged, a receiving board (42) on which a receiving chip (38) is arranged, an optical carrier (44) for a receiving optical system (48) and a Transmitting optics (46, wherein the transmission board (40) and the receiving board (42) are each attached to the optical carrier (44).
In addition, several methods for mounting such a measuring system (10) are described.
Description
Die Erfindung betrifft ein LIDAR Messsystem und ein Verfahren zur Montage eines LIDAR Messsystems.The invention relates to a LIDAR measuring system and a method for mounting a LIDAR measuring system.
In der
Für genaue Messungen ist eine präzise Ausrichtung der einzelnen Komponenten des Messsystems notwendig.Precise measurements require precise alignment of the individual components of the measuring system.
Es ist daher Aufgabe ein LIDAR Messsystem bereitzustellen, welches die hohen Anforderungen an eine präzise Ausrichtung der Komponenten bereitstellt. Des Weiteren ist es auch Aufgabe eine Verfahren für die Montage eines solchen LIDAR Messsystems bereitzustellen.It is therefore the task to provide a LIDAR measuring system, which provides the high demands on a precise alignment of the components. Furthermore, it is also an object to provide a method for mounting such a LIDAR measuring system.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein LIDAR Messsystem gemäß dem Patentanspruch 1. Die abhängigen Patentansprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten des Messsystems dar.This object is achieved by a LIDAR measuring system according to claim 1. The dependent claims represent advantageous embodiments of the measuring system.
Das Messsystem führt die Abstandsbestimmung vorzugsweise gemäß dem Time Correlated Single Photon Counting Verfahren, TCSPC, durch. Günstigerweise arbeitet das Messsystem nicht nach dem RADAR Prinzip, also Überlagerung der ausgesendeten Welle mit einer Referenzwelle und der anschließenden Analyse der Mischwelle.The measuring system preferably performs the distance determination according to the Time Correlated Single Photon Counting method, TCSPC. Conveniently, the measuring system does not work according to the RADAR principle, ie superposition of the transmitted wave with a reference wave and the subsequent analysis of the mixing wave.
Das LIDAR Messsystem umfasst vorzugsweise eine LIDAR Sendeeinheit sowie eine LIDAR Empfangseinheit. Des Weiteren sind das LIDAR Messsystem und dessen Komponenten vorzugsweise in einem statischen, also unbeweglichen Aufbau angeordnet. Dies bedeutet, dass das LIDAR Messsystem und dessen Komponenten über keine aktiven Bewegungs- oder Verstellmechanismen, beispielsweise Elektromotoren, für den Messvorgang verfügen. Die Anordnung an einem Kraftfahrzeug erfolgt vorzugsweise ebenfalls statisch.The LIDAR measuring system preferably comprises a LIDAR transmitting unit and a LIDAR receiving unit. Furthermore, the LIDAR measuring system and its components are preferably arranged in a static, that is immovable structure. This means that the LIDAR measuring system and its components have no active movement or adjustment mechanisms, such as electric motors, for the measurement process. The arrangement on a motor vehicle preferably also takes place statically.
Die LIDAR Empfangseinheit und / oder die LIDAR Sendeeinheit sind günstiger Weise in einer Focal Plane-Array Konfiguration ausgebildet. Die Elemente der jeweiligen Einheit sind im Wesentlichen in einer Ebene, günstiger Weise auf einem Chip, angeordnet. Die jeweilige Einheit ist an dem LIDAR Messsystem vorzugsweise in einem Brennpunkt einer entsprechenden Optik, Sendeoptik, oder Empfangsoptik, angeordnet. Insbesondere sind die Sensorelemente bzw. die Emitterelemente im Brennpunkt der Empfangsoptik angeordnet. Eine solche Optik kann beispielsweise durch ein optisches Linsensystem ausgebildet sein.The LIDAR receiving unit and / or the LIDAR transmitting unit are conveniently designed in a focal plane array configuration. The elements of the respective unit are arranged substantially in one plane, favorably on a chip. The respective unit is arranged on the LIDAR measuring system, preferably in a focal point of a corresponding optics, transmission optics, or receiving optics. In particular, the sensor elements or the emitter elements are arranged in the focal point of the receiving optics. Such an optic can be formed for example by an optical lens system.
Die LIDAR Empfangseinheit, insbesondere dessen Empfangschip, weist mehrere Sensorelemente auf, welche vorzugsweise als SPAD, Single Photon Avalanche Diode, ausgebildet sind. Die LIDAR Sendeeinheit, insbesondere dessen Sendechip, weist mehrere Emitterelemente zur Aussendung von Laserlicht, günstigerweise Laserpulsen, auf. Die Emitterelemente sind günstiger Weise als VCSEL, Vertical Cavity surface emitting laser, ausgebildet.The LIDAR receiving unit, in particular its receiving chip, has a plurality of sensor elements, which are preferably designed as SPAD, single photon avalanche diode. The LIDAR transmitting unit, in particular its transmission chip, has a plurality of emitter elements for emitting laser light, conveniently laser pulses. The emitter elements are favorably designed as VCSEL, vertical cavity surface emitting laser.
Der Sendechip weist zumindest ein, vorzugsweise eine Mehrzahl an Emitterelementen auf, welche das Laserlicht aussenden. Der Empfangschip weist zumindest ein, vorzugsweise eine Mehrzahl an Sensorelementen auf, welche eintreffendes Licht detektieren. Insbesondere detektieren die Sensorelemente auch das von den Emitterelementen ausgesendete Laserlicht.The transmission chip has at least one, preferably a plurality of emitter elements which emit the laser light. The receiving chip has at least one, preferably a plurality of sensor elements which detect incident light. In particular, the sensor elements also detect the laser light emitted by the emitter elements.
Das LIDAR Messsystem umfasst eine Sendeplatine, an der ein Sendechip angeordnet ist. Zudem weist das Messsystem eine Empfangsplatine auf, an der ein Empfangschip angeordnet ist.The LIDAR measuring system includes a transmission board, on which a transmission chip is arranged. In addition, the measuring system has a receiving board on which a receiving chip is arranged.
Des Weiteren weist das Messsystem einen Optikträger für eine Empfangsoptik und eine Sendeoptik auf. Die Empfangsoptik und die Sendeoptik sind an einer entsprechenden Aufnahme des Optikträgers angeordnet. Die optischen Bauteile können mittelbar oder unmittelbar an dem Optikträger angeordnet sein. Dabei kann die Optik selbst ein Gehäuse aufweisen, welches sodann an dem Optikträger angeordnet ist, oder der Optikträger dient als Gehäuse für die optischen Bauteile. Beispielsweise sind die optischen Bauteile in einem Gehäuse angeordnet, welches wiederum an dem Optikträger befestigt ist, beispielsweise verschraubt oder verklebt. Gegebenenfalls bietet der Optikträger auch Aufnahmen für die einzelnen optischen Bauteile der Optik an, sodass diese unmittelbar an dem Optikträger angeordnet sind.Furthermore, the measuring system has an optical carrier for a receiving optical system and a transmitting optical system. The receiving optics and the transmitting optics are arranged on a corresponding receptacle of the optics carrier. The optical components can be arranged directly or indirectly on the optical carrier. In this case, the optic itself may have a housing, which is then arranged on the optics carrier, or the optics carrier serves as a housing for the optical components. For example, the optical components are arranged in a housing, which in turn is attached to the optical carrier, for example screwed or glued. If appropriate, the optics carrier also provides receptacles for the individual optical components of the optics, so that they are arranged directly on the optics carrier.
Die Optik kann ein einzelnes oder eine Mehrzahl an optischen Bauteilen, beispielsweise Linsen, aufweisen.The optics can have a single or a plurality of optical components, for example lenses.
Die Sendeplatine und die Empfangsplatine sind jeweils an dem Optikträger angeordnet, mittelbar oder unmittelbar. Die Platinen sind derart angeordnet, dass der jeweilige Chip über die zugehörige Optik auf den von dem Messsystem betrachteten Raumwinkel abbildet. Die Sendeplatine und die Empfangsplatine sind jeweils an dem Optikträger befestigt. The transmission board and the receiving board are each arranged on the optical carrier, directly or indirectly. The boards are arranged in such a way that the respective chip images via the associated optics to the solid angle considered by the measuring system. The transmission board and the receiving board are each attached to the optics carrier.
Durch die Anordnung des Sendechips und der Sendeoptik an unterschiedlichen Platinen sowie der Anordnung der Optiken an dem Optikträger wird ermöglicht, dass die für die optische Messung relevanten Komponenten, also die Chips und die Optiken, bei der Montage optimal zueinander ausgerichtet werden.The arrangement of the transmitting chip and the transmitting optics on different circuit boards and the arrangement of the optics on the optics carrier makes it possible that the components relevant for the optical measurement, ie the chips and the optics, are optimally aligned during assembly.
Im Weiteren sind vorteilhafte Ausführungsvarianten des Messsystems erläutert.In addition, advantageous embodiments of the measuring system are explained.
Günstigerweise ist die Platine, insbesondere Sendeplatine oder Empfangsplatine, unmittelbar oder mittelbar an dem Gegenstück, insbesondere dem Optikträger, ausgebildet.Conveniently, the board, in particular transmitting board or receiving board, directly or indirectly on the counterpart, in particular the optical carrier formed.
Unmittelbar ist die Platine direkt an dem jeweiligen Gegenstück angeordnet und an diesem befestigt. Gegebenenfalls ist hierbei das Befestigungsmittel, beispielsweise ein Klebstoff dazwischen angeordnet.Immediately the board is placed directly on the respective counterpart and attached to this. Optionally, in this case, the fastening means, for example, an adhesive disposed therebetween.
Bei der mittelbaren Anordnung ist die Platine an einem weiteren Bauteil, beispielsweise einem Gehäuse des Messsystems oder einer Platte angeordnet, wobei dieses weitere Bauteil unmittelbar oder mittelbar mit dem Gegenstück verbunden ist oder an diesem befestigt ist.In the case of the indirect arrangement, the circuit board is arranged on a further component, for example a housing of the measuring system or a plate, this further component being directly or indirectly connected to the counterpart or being fastened thereto.
Günstigerweise ist zumindest ein Befestigungsmittel zwischen zwei Komponenten des Messsystems durch Klebstoff ausgebildet.Conveniently, at least one fastening means between two components of the measuring system is formed by adhesive.
Dies ist vorteilhaft, da die einzelnen Komponenten zunächst optimal ausgerichtet werden können, da der Klebstoff noch nicht ausgehärtet ist. Der Klebstoff lässt sich somit noch verdrängen, um die Komponenten korrekt ausrichten zu können. Der Klebstoff kann nach der korrekten Ausrichtung vorgehärtet werden, sodass die korrekte Anordnung fixiert ist. Nach dem vollständigen Aushärten des Klebstoffs sind die Komponenten fest miteinander verbunden. Insbesondere ist der Klebstoff ein UVaushärtender Klebstoff, welcher unter anderem durch UV-Licht ausgehärtet werden kann.This is advantageous because the individual components can initially be optimally aligned, since the adhesive has not yet cured. The adhesive can thus be displaced to be able to align the components correctly. The adhesive can be pre-cured after proper orientation so that the correct arrangement is fixed. After complete curing of the adhesive, the components are firmly connected. In particular, the adhesive is a UV curing adhesive which can be cured, inter alia, by UV light.
Gegebenenfalls muss ein eine Volumen des Klebstoffs vorgehalten werden, um welches sich der Klebstoff beim Aushärtevorgang ändert, insbesondere schrumpft. Dadurch ist das Messsystem nach dem Ausrichten und dem Aushärten korrekt justiert. Der Klebstoff kann beispielsweise vor der Anordnung der Komponenten aneinander aufgebracht werden oder nach dem Anordnung eingebracht werden.Optionally, a volume of the adhesive must be provided by which the adhesive changes during the curing process, in particular shrinking. As a result, the measuring system is correctly adjusted after alignment and curing. For example, the adhesive may be applied to each other prior to placement of the components or may be introduced after placement.
Mit Vorteil ist zumindest eine der Verbindungsstellen der Bauteile zwischen einem der Chips und einer der Optik durch Klebstoff ausgebildet, insbesondere zwischen der Platine und dem Optikträger.Advantageously, at least one of the connection points of the components between one of the chips and one of the optics is formed by adhesive, in particular between the circuit board and the optics carrier.
Mit Vorteil ist zumindest eines von gegebenenfalls mehreren Befestigungsmitteln, die funktional zwischen einem Chip und der zugehörigen Optik, beispielsweise dem Sendechip und der Sendeoptik, angeordnet ist, durch einen Klebstoff ausgebildet.Advantageously, at least one of possibly a plurality of fastening means, which is arranged functionally between a chip and the associated optics, for example the transmitting chip and the transmitting optics, is formed by an adhesive.
Es kann auch eine Mehrzahl dieser Befestigungsmittel durch Klebstoff ausgebildet sein.It can also be formed by adhesive a plurality of these fastening means.
Bevorzugter weise sind die Chips auf der Platine angeordnet und an dieser befestigt.Preferably, the chips are arranged on the board and secured thereto.
Es kann auch lediglich einer der Chips aus Empfangschip und Sendechip auf der jeweiligen Platine angeordnet und an dieser befestigt sein.It is also possible for only one of the chips from the receiving chip and the transmitting chip to be arranged on the respective circuit board and fastened thereto.
Demgegenüber ist es ebenso vorteilhaft, wenn die Chips in einer Aussparung der Platine angeordnet sind.In contrast, it is also advantageous if the chips are arranged in a recess of the board.
Es kann auch lediglich einer der Chips aus Empfangschip und Sendechip in der Aussparung der jeweiligen Platine angeordnet sein. Durch die Aussparung ist der jeweilige Chip ebenso an einem weiteren Bauteil angeordnet, beispielsweise einer Metallplatte. Diese Metallplatte kann Teil des Gehäuses sein, insbesondere eine Rückwand. Der Chip innerhalb der Aussparung der Platine ist günstigerweise an dem weiteren Bauteil, also der Metallplatte, angeordnet. Vorzugsweise ist der Chip auch an dieser befestigt, beispielsweise durch Klebstoff. Dadurch wird die Wärmeleitfähigkeit verbessert. Die Platine ist günstigerweise ebenfalls an dem Bauteil befestigt.It can also be arranged in the recess of the respective board only one of the chips from receiving chip and transmission chip. Through the recess of the respective chip is also arranged on another component, such as a metal plate. This metal plate may be part of the housing, in particular a rear wall. The chip within the recess of the board is conveniently located on the further component, ie the metal plate. Preferably, the chip is also attached to this, for example by adhesive. This improves the thermal conductivity. The board is also conveniently attached to the component.
Der innerhalb der Aussparung angeordnete Chip ist elektrisch mit der Platine verbunden.The chip disposed within the recess is electrically connected to the board.
Es wird vorgeschlagen, dass die Teile des Gehäuses aus demselben Material, insbesondere Metall, ausgebildet sind.It is proposed that the parts of the housing are made of the same material, in particular metal.
Dadurch werden Spannungen durch unterschiedliche Wärmeausdehnung vermieden. Gegebenenfalls kann auch ein Gehäuse der Optik durch dasselbe Material ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Material um ein Metall, wodurch eine optimale Wärmeabfuhr gewährleistet wird, insbesondere Aluminium.As a result, stresses due to differential thermal expansion are avoided. Optionally, a housing of the optics may be formed by the same material. Preferably, the material is a metal, whereby an optimal heat dissipation is ensured, in particular aluminum.
Die Aufgabe wird zudem durch das Verfahren zur Montage des Messsystems gemäß dem Patentanspruch 6 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsvarianten erläutert.The object is also achieved by the method for mounting the measuring system according to the Claim 6 solved. In the dependent claims advantageous embodiments are explained.
Gemäß dem Verfahren zur Montage wird ein Optikträger mit einer Sendeoptik und einer Empfangsoptik bereitgestellt. Die Sendeoptik und die Empfangsoptik sind an dem Optikträger befestigt und bereits optimal zueinander ausgerichtet. Alternativ können die Sendeoptik und die Empfangsoptik auch an dem Optikträger angeordnet, ausgerichtet und anschließend befestigt werden. Vorzugsweise weist die Optik ein Gehäuse auf, welches an dem Optikträger befestigt wird, beispielsweise mit Klebstoff.According to the method of mounting, an optical carrier is provided with a transmitting optics and a receiving optics. The transmitting optics and the receiving optics are attached to the optical carrier and already optimally aligned with each other. Alternatively, the transmitting optics and the receiving optics can also be arranged on the optical carrier, aligned and subsequently fixed. Preferably, the optic has a housing which is attached to the optics carrier, for example with adhesive.
Die Ausrichtung der Optiken kann beispielsweise die Ausrichtung der optischen Achsen und / oder die definiert rotatorische Ausrichtung der Optiken zueinander sein.The orientation of the optics may be, for example, the alignment of the optical axes and / or the defined rotational alignment of the optics to each other.
Des Weiteren werden eine Sendeplatine mit einem Sendechip und eine Empfangsplatine mit einem Empfangschip bereitgestellt. Alternativ kann der jeweilige Chip auch erst an der zugehörigen Platine angeordnet und befestigt werden. Der Chip ist gegenüber der Platine präzise ausgerichtet oder zumindest innerhalb eines Toleranzbereichs angeordnet.Furthermore, a transmission board with a transmission chip and a reception board with a reception chip are provided. Alternatively, the respective chip can also be arranged and attached to the associated circuit board. The chip is precisely aligned with the board or at least arranged within a tolerance range.
Eine der Platinen aus Sendeplatine und Empfangsplatine wird sodann an der zugehörigen Optik an dem Optikträger angeordnet und gegenüber der Optik ausgerichtet. Für die Ausrichtung wird vorzugsweise ein Messsystem, insbesondere ein optisches Messsystem verwendet. Dies kann beispielsweise eine Kamera sein. Das Ausrichten entspricht nicht zwangsläufig der endgültigen Relativposition der Komponenten. Beispielsweise kann ein Schrumpf eines Klebstoffs vorgehalten werden. Hierzu wird später noch mehr erläutert.One of the boards of the transmission board and the receiving board is then arranged on the associated optics on the optical carrier and aligned with respect to the optics. For orientation, a measuring system, in particular an optical measuring system, is preferably used. This can be for example a camera. The alignment does not necessarily correspond to the final relative position of the components. For example, a shrinkage of an adhesive can be kept. More will be explained later.
Im Anschluss an die Ausrichtung wird die Platine sodann an dem Optikträger befestigt. Die Befestigung kann beispielsweise durch vorhärten eines Klebstoffs zwischen den Bauteilen erfolgen. Des Weiteren kann die Befestigung unmittelbar oder mittelbar erfolgen.Following alignment, the board is then attached to the optics carrier. The attachment can be done for example by pre-curing of an adhesive between the components. Furthermore, the attachment can be made directly or indirectly.
Daran anschließend wird die andere Platine aus Sendeplatine und Empfangsplatine mit dem Chip an dem Optikträger angeordnet und sodann ausgerichtet. Die Ausrichtung erfolgt gegenüber der zugehörigen Optik und auch gegenüber dem anderen Chip. Dadurch wird eine optimale Justierung des Abbildungsverhaltens der beiden Chips untereinander und eine optimale Justierung der gegenüber den Optiken erreicht.Subsequently, the other board of the transmitter board and receiver board is arranged with the chip on the optical carrier and then aligned. The alignment takes place with respect to the associated optics and also with respect to the other chip. As a result, an optimal adjustment of the imaging behavior of the two chips with each other and an optimal adjustment of the compared to the optics is achieved.
Sodann wird die andere Platine an dem Optikträger befestigt.Then the other board is attached to the optics carrier.
Die Aufgabe wird zudem durch ein alternatives Montageverfahren gemäß dem Patentanspruch 7 gelöst.The object is also achieved by an alternative assembly method according to the patent claim 7.
Hierbei werden beide Platinen und deren Chips zur selben Zeit an den Optiken ausgerichtet und anschließend beide befestigt. Dadurch ist die Anzahl der Freiheitsgrade für eine optimale Justierung nochmals höher. In den restlichen Schritten stimmt dieses Verfahren mit den Ausführungen zum zuvor erläuterten Montageverfahren überein.Here, both boards and their chips are aligned at the same time on the optics and then attached both. As a result, the number of degrees of freedom for an optimal adjustment is even higher. In the remaining steps, this procedure is in accordance with the explanations regarding the assembly method explained above.
Beide Verfahren sind zur Montage eines Messsystems gemäß den vorigen Ausführungen geeignet.Both methods are suitable for mounting a measuring system according to the previous embodiments.
Im Weiteren werden vorteilhafte Ausführungsvarianten der Verfahren erläutert.In the following, advantageous embodiments of the method will be explained.
Es wird vorgeschlagen, dass bei der Bereitstellung des Optikträgers die Optik in den Optikträger eingesetzt, zu dem Optikträger und gegebenenfalls zu der anderen Optik ausgerichtet und sodann an dem Optikträger befestigt wird. Vorteilhafterweise werden beide Chips zur gleichen Zeit angeordnet, ausgerichtet und sodann befestigt. It is proposed that in the provision of the optical carrier, the optics are inserted into the optics carrier, aligned with the optics carrier and optionally with the other optics, and then fastened to the optics carrier. Advantageously, both chips are placed, aligned and then fixed at the same time.
Die Bereitstellung des Optikträgers mit präzise ausgerichteten Optiken ermögliche eine einfachere Montage, insbesondere einen schnelleren Justagevorgang, sowie eine bessere Qualität des Messsystems und dessen Messergebnisse.The provision of the optics carrier with precisely aligned optics allows for easier assembly, in particular a faster adjustment process, and a better quality of the measuring system and its measurement results.
Günstigerweise werden zwei der Bauteile des Messsystems durch vorhärten oder eins Klebstoffs aneinander befestigt.Conveniently, two of the components of the measuring system are secured together by pre-curing or one adhesive.
Das Vorhärten kann beispielsweise durch UV-Bestrahlung eines UV-härtenden Klebstoffs bereitgestellt werden. Dadurch sind die Komponenten vorläufig korrekt zueinander ausgerichtet. Das Messsystem kann dadurch beispielsweise zu einem Aushärteofen transportiert werden, wobei die korrekte Justage erhalten bleibt. Günstigerweise können auch mehr als zwei Bauteile durch Klebstoff aneinander befestigt werden.The pre-cure can be provided, for example, by UV irradiation of a UV-curing adhesive. As a result, the components are temporarily correctly aligned with each other. The measuring system can be transported to a curing oven, for example, whereby the correct adjustment is maintained. Conveniently, more than two components can be secured together by adhesive.
Es wird vorgeschlagen, dass der vorgehärtete Klebstoff des Messsystems sodann vollständig ausgehärtet wird.It is suggested that the pre-cured adhesive of the measuring system then be fully cured.
Dieses Aushärten kann beispielsweise in einem Aushärteofen erfolgen.This curing can be done for example in a curing oven.
Mit besonderem Vorteil wird ein Schrumpfvolumen des Klebstoffs beim Befestigen vorgehalten.With particular advantage, a shrinkage volume of the adhesive is held up during fastening.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Bauteile korrekt ausgerichtet werden. Sodann wird mithilfe der Informationen eines Messsystems ein Relativabstand zwischen den Komponenten bestimmt. Daraus lässt sich eine Befestigungsposition berechnen, die sodann eingestellt wird. Der Klebstoff wird nun vorausgehärtet. Im Aushärteofen schrumpft der Klebstoff so weit, dass die Komponenten nach dem Aushärten optimal justiert sind.This can be done, for example, that the components are aligned correctly. Then, using the information of a Measuring system determines a relative distance between the components. From this, a fixing position can be calculated, which is then adjusted. The adhesive is now pre-cured. In the curing oven, the adhesive shrinks to such an extent that the components are optimally adjusted after curing.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass bei der Anordnung eine korrekte Position ermittelt wird, sodann ein Schrumpf ermittelt wird und zwischen den Bauteilen eine Vorhärteposition eingestellt wird. Sodann wird die Befestigung durch vorhärten des Klebstoffs bereitgestellt.It is further proposed that a correct position is determined in the arrangement, then a shrinkage is determined and a pre-hardening position is set between the components. The attachment is then provided by pre-curing the adhesive.
Vorzugsweise ist die Anordnung und / oder Befestigung zwischen Optikträger und Platine, insbesondere Sendeplatine oder Empfangsplatine, des Messsystem mittelbar oder unmittelbar ausgebildet.Preferably, the arrangement and / or attachment between optics carrier and board, in particular transmitting board or receiving board, the measuring system is formed directly or indirectly.
Mit Besonderem Vorteil sind der Optikträger und / oder auch die Platine an einem Teil des Gehäuses des Messsystems angeordnet.With particular advantage, the optical carrier and / or the circuit board are arranged on a part of the housing of the measuring system.
Das LIDAR Messsystem und das Verfahren zur Montage werden im Weiteren Beispielhaft anhand mehrerer Figuren, insbesondere der
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1 eine schematische Darstellung des LIDAR Messsystems; -
2 einen Sendechip und einen Empfangschip; -
3 einen Aufbau des LIDAR Messsystems; -
4 einen weiteren Aufbau des LIDAR Messsystems; -
5 einen weiteren Aufbau des LIDAR Messsystems; -
6 einen weiteren Aufbau des LIDAR Messsystems; -
7 einen weiteren Aufbau des LIDAR Messsystems; -
8 eine konkrete Ausgestaltung des LIDAR Messsystems gemäß4 ; -
9 eine weitere konkrete Ausgestaltung des LIDAR Messsystems gemäß4 .
-
1 a schematic representation of the LIDAR measuring system; -
2 a send chip and a receive chip; -
3 a structure of the LIDAR measuring system; -
4 another setup of the LIDAR measuring system; -
5 another setup of the LIDAR measuring system; -
6 another setup of the LIDAR measuring system; -
7 another setup of the LIDAR measuring system; -
8th a concrete design of the LIDAR measuring system according to4 ; -
9 Another specific design of the LIDAR measuring system according to4 ,
In der
Die Sendeeinheit
In der
Mit Hilfe der Optiken
In der
Um eine korrekte und genaue Detektion von Objekten zu ermöglichen müssen die Chips
Gemäß der
Die Chips
Zunächst wird der Optikträger
Zudem werden eine Sendeplatine
Eine dieser beiden Platinen, beispielsweise die Sendeplatine
Der korrekt ausgerichtete Chip wird sodann über die Platine an dem Objektträger befestigt. Diese Befestigung kann beispielsweise durch ein Befestigungsmittel, hier einen Klebstoff
Anschließend daran wird die andere Platine, beispielsweise die Empfangsplatine
Es kann der Sendechip
Die Anordnung, Ausrichtung und Befestigung der beiden Platinen kann alternativ auch zur gleichen Zeit erfolgen, sodass beide Platinen an dem Objektträger angeordnet werden, sodann beide Chips gleichzeitig optimal gegenüber den anderen Komponenten ausgerichtet werden und sodann die Platinen befestigt werden.The arrangement, alignment and mounting of the two boards can alternatively also be done at the same time, so that both boards are arranged on the slide, then both chips are simultaneously optimally aligned with respect to the other components and then the boards are attached.
Die Montage der einzelnen Teile erfolgt günstigerweise vollautomatisch mithilfe von automatisierten Robotern. Dies können die Teile zusammenführen, korrekt zueinander ausrichten und ermöglichen dadurch eine hochpräzise Montage. Dabei wird die korrekte Position der Teile zueinander ausgemessen, beispielsweise durch ein optisches System, welches die Relativanordnung der Bauteile in Echtzeit erfasst.The assembly of the individual parts is conveniently carried out fully automatically by means of automated robots. This can bring the parts together, align correctly with each other and thereby enable a high-precision assembly. In this case, the correct position of the parts is measured to each other, for example by an optical system which detects the relative arrangement of the components in real time.
In der
Des Weiteren weist das Messsystem
Der Sendeoptikträger
Der Sendeoptikträger
Bei der Montage wird gemäß
Anschließend wird ein erster Optikträger aus Sendeoptikträger
Anschließend wird der andere der beiden Optikträger an der Hauptplatine über dem zugehörigen Chip angeordnet und sodann die noch bewegliche Optik in Bezug auf beide Chips und den anderen Optikträger ausgerichtet. Sodann wird der Optikträger befestigt. Bei der Befestigung mit Klebstoff kann es Grundsätzlich notwendig sein einen Schrumpfvorgang des Klebstoffs beim Aushärten bereits vorab vorzuhalten, sodass nach dem Aushärten die korrekte Montageposition erhalten wird. Dieser Vorhalt kann beispielsweise bereitgestellt werden, indem das jeweilige Bauteil korrekt ausgerichtet wird, über ein Messsystem ein Raum für den Klebstoff ermittelt wird, beispielsweise ein Abstand oder ein Volumen. Sodann wird errechnet, wie die Bauteile zueinander ausgerichtet sein müssen, sodass nach dem Aushärten und dem Schrumpfprozess die korrekte Ausrichtung der Komponenten des Messsystems bereitgestellt wird. Die Ausrichtung erfolgt sodann in dieser Relativposition, sodass nach dem vollständigen Aushärten die korrekte Ausrichtung des Messsystems erhalten wird. Dies ist grundsätzlich auf alle hier erläuterten Varianten des Messsystems anwendbar.Subsequently, the other of the two optical carriers is arranged on the motherboard above the associated chip and then aligned the still movable optics with respect to both chips and the other optical carrier. Then the optics carrier is attached. When attaching with adhesive, it may be necessary in principle to pre-stock a shrinkage process of the adhesive during curing, so that after curing the correct mounting position is obtained. This provision can be provided, for example, by the respective component being aligned correctly, a measuring system determining a space for the adhesive, for example a distance or a volume. Then it is calculated how the components to each other must be aligned so that after the curing and the shrinking process, the correct alignment of the components of the measuring system is provided. The alignment then takes place in this relative position, so that after complete curing, the correct orientation of the measuring system is obtained. This is basically applicable to all variants of the measuring system explained here.
In einem alternativen Montageverfahren werden die Optikträger nicht nacheinander an der Hauptplatine
Die
Die Sendegruppe
Die Empfangsgruppe
Die Sendegruppe
Bei der Montage werden zunächst gemäß der
Daran anschließend wird eine der Gruppen
Hierauf anschließend wird die andere der Gruppen
In einer alternativen Variante können auch beide Gruppen
Die
Das Messsystem
Das Messsystem
In einer ersten Montagevariante gemäß der
Zudem wird der Optikträger
Die Ausrichtung kann dabei gegenüber der Platine erfolgen und / oder gegenüber den Chips.The alignment can be done with respect to the board and / or compared to the chips.
Es ist möglich zuerst die Chips
Anschließend daran werden die Optiken
In der anderen Montagevariante, welche in den
Daraufhin wird der Optikträger
Die
Das Messsystem
Die Rückwand
Das Mittelteil
Zudem ist ein Flexband ausgebildet, um die Hauptplatine
Bei dem zuvor für
In den
Das Messsystem
Ein Optikträger nimmt eine Mehrzahl an optischen Bauteilen auf. Gemäß der
Das Messsystem
Das Mittelteil
Die Hauptplatine
Das Mittelteil
Um Spannungen gegenüber den Bauteilen des Gehäuses zu vermeiden sind alle Gehäuseteile, also insbesondere Rückplatte
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Messsystemmeasuring system
- 1212
- Empfangseinheitreceiver unit
- 1414
- Sendeeinheittransmission unit
- 1616
- Empfangsoptikreceiving optics
- 1818
- Sendeoptiktransmission optics
- 2020
- Objektobject
- 2222
- Emitterelement, VCSELEmitter element, VCSEL
- 2424
- Laserlicht, PulsLaser light, pulse
- 2525
- Strahlbeam
- 2626
- Sensorelementsensor element
- 2828
- Ausleseelementreadout element
- 3030
- Auswerteeinheitevaluation
- 3232
- Steuereinheitcontrol unit
- 3434
- Verbindungconnection
- 3636
- Sendechiptransmitting chip
- 3838
- Empfangschipreceiving chip
- 4040
- Sendeplatinetransmitting printed circuit board
- 4242
- Empfangsplatinereceiver board
- 4444
- Optikträgeroptics carrier
- 4646
- Sendeoptiktransmission optics
- 4848
- Empfangsoptik receiving optics
- 5858
- Messsystemmeasuring system
- 6060
- Hauptplatinemotherboard
- 60a,b60a, b
- Aussparungrecess
- 6262
- Sendechiptransmitting chip
- 6464
- Empfangschipreceiving chip
- 6666
- SendeoptikträgerTransmission optics carrier
- 6868
- Sendeoptiktransmission optics
- 7070
- EmpfangsoptikträgerReceiving optics carrier
- 7272
- Empfangsoptikreceiving optics
- 7474
- Klebstoffadhesive
- 7676
- Rückwand eines GehäusesRear wall of a housing
- 76a76a
- Ausrichtmittel / AussparungAlignment means / recess
- 7777
- Mittelteilmidsection
- 77a77a
- Öffnungopening
- 77b77b
- Ausrichtmittel / ErhebungAlignment means / survey
- 77c77c
- Aufnahmebereich reception area
- 7878
- Messsystemmeasuring system
- 8080
- Hauptplatinemotherboard
- 8282
- Sendegruppetransmission group
- 8484
- Empfangsgruppereception group
- 8686
- Sendeplatinetransmitting printed circuit board
- 8888
- Sendechiptransmitting chip
- 9090
- SendeoptikträgerTransmission optics carrier
- 9292
- Sendeoptiktransmission optics
- 9494
- Empfangsplatinereceiver board
- 9696
- Empfangschipreceiving chip
- 9898
- EmpfangsoptikträgerReceiving optics carrier
- 100100
- Empfangsoptikreceiving optics
- 102102
- Klebstoff adhesive
- 108108
- Messsystemmeasuring system
- 110110
- Hauptplatinemotherboard
- 112112
- Sendechiptransmitting chip
- 114114
- Empfangschipreceiving chip
- 116116
- Optikträgeroptics carrier
- 118 118
- Empfangsoptikreceiving optics
- 120120
- Sendeoptiktransmission optics
- 122122
- Klebstoffadhesive
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2017081294 A1 [0002]WO 2017081294 A1 [0002]
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018207297.3A DE102018207297A1 (en) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | LIDAR measuring system and method for mounting a LIDAR measuring system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018207297.3A DE102018207297A1 (en) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | LIDAR measuring system and method for mounting a LIDAR measuring system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018207297A1 true DE102018207297A1 (en) | 2019-11-14 |
Family
ID=68336841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018207297.3A Pending DE102018207297A1 (en) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | LIDAR measuring system and method for mounting a LIDAR measuring system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018207297A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020211476A1 (en) | 2020-09-14 | 2022-03-17 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Optical system, lidar sensor and method of manufacturing the optical system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4223371A1 (en) * | 1992-07-16 | 1994-01-20 | Thomson Brandt Gmbh | Electronic component mounting method for circuit board assembly - with openings in cover layer overlapping each component receiving conductive paste providing required electrical connections |
EP2527866A1 (en) * | 2011-05-26 | 2012-11-28 | HILTI Aktiengesellschaft | Measuring device for distance measuring |
DE102014116121B3 (en) * | 2014-11-05 | 2015-10-22 | Esw Gmbh | Compact laser rangefinder with increased range |
-
2018
- 2018-05-09 DE DE102018207297.3A patent/DE102018207297A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MICROVISION, INC., REDMOND, US Free format text: FORMER OWNERS: IBEO AUTOMOTIVE SYSTEMS GMBH, 22143 HAMBURG, DE; ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 88046 FRIEDRICHSHAFEN, DE Owner name: IBEO AUTOMOTIVE SYSTEMS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNERS: IBEO AUTOMOTIVE SYSTEMS GMBH, 22143 HAMBURG, DE; ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 88046 FRIEDRICHSHAFEN, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: RGTH RICHTER GERBAULET THIELEMANN HOFMANN PATE, DE Representative=s name: RGTH PATENTANWAELTE PARTGMBB, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MICROVISION, INC., REDMOND, US Free format text: FORMER OWNERS: IBEO AUTOMOTIVE SYSTEMS GMBH, 22143 HAMBURG, DE; MICROVISION, INC., REDMOND, WA, US |