DE102018215312A1 - LIDAR-Sensor zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes - Google Patents

LIDAR-Sensor zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes Download PDF

Info

Publication number
DE102018215312A1
DE102018215312A1 DE102018215312.4A DE102018215312A DE102018215312A1 DE 102018215312 A1 DE102018215312 A1 DE 102018215312A1 DE 102018215312 A DE102018215312 A DE 102018215312A DE 102018215312 A1 DE102018215312 A1 DE 102018215312A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lidar sensor
support structure
rotatable support
unit
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018215312.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Miro Bekavac
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102018215312.4A priority Critical patent/DE102018215312A1/de
Publication of DE102018215312A1 publication Critical patent/DE102018215312A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

LIDAR-Sensor (1) zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes, wobei der LIDAR-Sensor (1) rotierbar gelagert ist; aufweisend eine rotierbare Trägerstruktur (20); eine Sendeeinheit (23) zur Aussendung elektromagnetischer Strahlung in das Sichtfeld; eine Empfangseinheit (24) zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, die im Sichtfeld von einem Objekt reflektiert wurde; wobei die Sendeeinheit (23) und die Empfangseinheit (24) entlang einer Rotationsachse (29) der rotierbaren Trägerstruktur (20) vertikal übereinander angeordnet sind; eine Antriebseinheit (30) zum rotierenden Antreiben der rotierbaren Trägerstruktur (20); und einen Motor (40) zum Antrieb der Antriebseinheit (30), wobei der Motor (40) derart parallel zu der Rotationsachse (29) der rotierbaren Trägerstruktur (20) angeordnet ist, dass eine Rotationsachse (43) des Motors (40) parallel zur Rotationsachse (29) der rotierbaren Trägerstruktur (20) angeordnet ist. Die Antriebseinheit (30) ist entlang der Rotationsachse (29) der rotierbaren Trägerstruktur (20) mittig zwischen der Sendeeinheit (23) und der Empfangseinheit (24) angeordnet. Weiterhin Arbeitsvorrichtung oder Fahrzeug mit einem LIDAR-Sensor und Verfahren (300) zum Betreiben eines LIDAR-Sensors.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen LIDAR-Sensor zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes, eine Arbeitsvorrichtung oder ein Fahrzeug mit einem LIDAR-Sensor und ein Verfahren zum Betreiben eines LIDAR-Sensors.
  • Stand der Technik
  • Die CN105891843A offenbart einen Laserradar für ein Antikollisionsvermeidungssystem eines Fahrzeugs. Der Laserradar ist als ein Dual-Rotations-Lasersende- und Empfangsscanner ausgebildet. Er umfasst eine Basis und einen Rotationskörper eines Sende- und eines Empfangsfensters, wobei der Rotationskörper an der Basis angebracht ist; der obere Teil des Rotationskörpers ist mit einem Lasergenerator, einer Linsengruppe und einem Reflektor versehen; der austretende Lichtpfad des Reflektors ist auf das Sendefenster ausgerichtet; die hintere Oberfläche des Reflektors ist mit einem Motor mit einer Nocke versehen, die den Reflektor zum Schwenken antreibt, so dass der Lichtpfad eine sektorförmige Abtastung ausführen kann; der untere Teil des Rotationskörpers ist mit einer Laserempfangsvorrichtung versehen; ein konischer Reflektor ist am Empfangsfenster installiert; und der reflektierte Laser wird durch den konischen Reflektor zu einer Laserempfangseinrichtung reflektiert.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem LIDAR-Sensor zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes, wobei der LIDAR-Sensor rotierbar gelagert ist. Der LIDAR-Sensor weist eine rotierbare Trägerstruktur; eine Sendeeinheit zur Aussendung elektromagnetischer Strahlung in das Sichtfeld und eine Empfangseinheit zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, die im Sichtfeld von einem Objekt reflektiert wurde, auf. Die Sendeeinheit und die Empfangseinheit sind entlang eine Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur vertikal übereinander angeordnet. Der LIDAR-Sensor weist weiterhin eine Antriebseinheit zum rotierenden Antreiben der rotierbaren Trägerstruktur und einen Motor zum Antrieb der Antriebseinheit auf. Der Motor ist derart parallel zu der Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur angeordnet, dass eine Rotationsachse des Motors parallel zur Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß ist die Antriebseinheit entlang der Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur mittig zwischen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit angeordnet.
  • Die Sendeeinheit und die Empfangseinheit des LIDAR-Sensors sind an der rotierbaren Trägerstruktur angeordnet. Bei einem LIDAR-Sensor kann ein Abstand zwischen dem LIDAR-Sensor und einem Objekt im Sichtfeld des LIDAR-Sensors auf der Basis einer Signallaufzeit (Time of Flight, TOF) bestimmt werden. Bei einem LIDAR-Sensor kann ein Abstand zwischen dem LIDAR-Sensor und einem Objekt im Sichtfeld des LIDAR-Sensors auf der Basis eines frequenzmodulierten Dauerstrich-Signals (Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW) bestimmt werden. Das Sichtfeld des LIDAR-Sensors kann mittels der ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung abgetastet werden.
  • Die rotierbare Trägerstruktur ist insbesondere als ein Rotor eines Elektromotors ausgebildet. Die Sendeeinheit kann als wenigstens ein Laser ausgebildet sein. Die Empfangseinheit kann als wenigstens ein Detektor ausgebildet sein.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Motor zum Antrieb der Antriebseinheit direkt neben der Sendeeinheit und/oder der Empfangseinheit angeordnet sein kann. Der Motor kann parallel zu der Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur auf weitestgehend gleicher Höhe wie die Sendeeinheit angeordnet sein. Der Motor kann parallel zu der Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur auf weitestgehend gleicher Höhe wie die Empfangseinheit angeordnet sein. Der Motor kann derart angeordnet sein, dass die Bauhöhe des LIDAR-Sensors durch die Größe der Sendeeinheit und der Empfangseinheit vorgegeben ist. Die Bauhöhe des LIDAR-Sensors beschreibt hierbei die Ausdehnung des LIDAR-Sensors entlang der Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur. Es kann eine Vergrößerung der Bauhöhe des LIDAR-Sensors entlang der Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur vermieden werden. Die Bauhöhe des LIDAR-Sensors kann verringert werden. Insbesondere beim Einbau eines LIDAR-Sensors an und/oder in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem PKW, LKW oder auch Motorrad, werden konkrete Anforderungen an die Bauhöhe eines LIDAR-Sensors gestellt. Durch die verringerte Bauhöhe des hier beschriebenen LIDAR-Sensors wird die Verwendung des LIDAR-Sensors in einem Fahrzeug ermöglicht. Ein designtechnisch neutraler und aerodynamisch neutraler Einbau in ein Fahrzeug wird ermöglicht. Dadurch, dass die Sendeeinheit und die Empfangseinheit an der rotierbaren Trägerstruktur angeordnet sind, wird weiterhin ein möglichst verlustfreies Abtasten des Sichtfelds des LIDAR-Sensors ermöglicht.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit Zahnräder aufweist. Die Zahnräder sind insbesondere als radialverzahnte oder als stirnverzahnte Zahnräder ausgebildet.
  • Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass der Antrieb der Antriebseinheit mittels des Motors und somit das Antreiben der rotierbaren Trägerstruktur sehr langlebig ist. Die Verwendung von Zahnrädern ist außerdem preiswert.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit ein Riemengetriebe aufweist. Das Riemengetriebe ist insbesondere als ein Riemengetriebe mit Zahnriemen ausgebildet.
  • Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass der Antrieb der Antriebseinheit mittels des Motors und somit das Antreiben der rotierbaren Trägerstruktur geräuschärmer verläuft als z. B. bei Verwendung von ausschließlich Zahnrädern. Ein Riemengetriebe ist außerdem spielfrei.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit wenigstens ein Kopplungselement aufweist. Das Kopplungselement ist insbesondere als ein permanentmagnetisches und/oder als ein ferromagnetisches Kopplungselement ausgebildet.
  • Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass das Antreiben der rotierbaren Trägerstruktur mittels der Antriebseinheit berührungslos und somit besonders geräuscharm stattfinden kann. Der Verschleiß der Antriebseinheit kann auf ein Minimum reduziert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die rotierbare Trägerstruktur eine Rotorwelle aufweist und dass der LIDAR-Sensor weiterhin wenigstens ein Element zur Energieübertragung und/oder wenigstens ein Element zur Datenübertragung aufweist. Hierbei sind/ist das wenigstens eine Element zur Energieübertragung und/oder das wenigstens eine Element zur Datenübertragung jeweils an wenigstens einem Ende der Rotorwelle angeordnet. Ein Element zur Energieübertragung kann ein ringförmiges elektronisches Bauelement sein. Ein Element zur Energieübertragung kann ein Schleifring sein. Wenigstens zwei Elemente zur Energieübertragung können sich berühren. Ein Element zur Energieübertragung kann alternativ eine berührungslose Induktivspule sein. Ein Element zur Datenübertragung kann ein ringförmiges elektronisches Bauelement sein. Ein Element zur Datenübertragung kann ein Schleifring sein. Wenigstens zwei Elemente zur Datenübertragung können sich berühren. Ein Element zur Datenübertragung kann eine berührungslose Induktivspule sein.
  • Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass durch die räumliche Trennung von Daten- und Energieübertragung beide besonders störungsfrei und mit erhöhter Daten- und Energieübertragungsrate arbeiten können.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Ende der Rotorwelle der rotierbaren Trägerstruktur in wenigstens einem Lager rotierbar gelagert ist. Insbesondere ist wenigstens ein Ende der Rotorwelle der rotierbaren Trägerstruktur in wenigstens einem Rillenkugellager rotierbar gelagert. Das Rillenkugellager ist insbesondere als ein Radialrillenkugellager ausgebildet.
  • Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die rotierbare Trägerstruktur mit lediglich geringen Reibungsverlusten rotieren kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der LIDAR-Sensor weiterhin wenigstens eine elektronische Leiterplatte zur Steuerung und/oder Auswertung von Signalen der Sendeeinheit und/oder der Empfangseinheit aufweist.
  • Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die Sichtfelderfassung mit hoher zeitlicher und bildlicher Auflösung erfolgen kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der LIDAR-Sensor weiterhin einen Drehwinkelgeber aufweist. Der Drehwinkelgeber ist insbesondere an der rotierbaren Trägerstruktur angeordnet. Alternativ weist insbesondere der Motor den Drehwinkelgeber auf. Der Drehwinkelgeber ist insbesondere als ein optischer Encoder und ein Impulsgeberrad ausgebildet. Alternativ ist der Drehwinkelgeber als ein magnetoresistiver Resolver ausgebildet.
  • Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die Rotationsgeschwindigkeit und -position der rotierbaren Trägerstruktur gesteuert und überwacht werden kann.
  • Die Erfindung geht weiterhin aus von einer Arbeitsvorrichtung mit einem oben beschriebenen LIDAR-Sensor.
  • Die Erfindung geht weiterhin aus von einem Fahrzeug mit einem oben beschriebenen LIDAR-Sensor.
  • Die Erfindung geht weiterhin aus von einem Verfahren zum Betreiben eines oben beschriebenen LIDAR-Sensors. Das Verfahren weist einen Schritt des Bestromens eines Motors zum rotierenden Antrieb des Motors in eine erste vorgegebene Richtung um eine Rotationsachse des Motors auf, wobei der Motor derart parallel zu einer Rotationsachse einer rotierbaren Trägerstruktur des LIDAR-Sensors angeordnet ist, dass eine Rotationsachse des Motors parallel zur Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur angeordnet ist. Das Verfahren weist die weiteren Schritte des Antriebs einer Antriebseinheit mittels des rotierenden Motors; des Antriebs der rotierbaren Trägerstruktur mittels der Antriebseinheit in eine zweite vorgegebene Richtung um die Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur; des Ermittelns einer aktuellen Geschwindigkeit der rotierbaren Trägerstruktur; des Vergleichs der aktuellen Geschwindigkeit der rotierbaren Trägerstruktur mit einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit der rotierbaren Trägerstruktur; der Aussendung elektromagnetischer Strahlung in das Sichtfeld des LIDAR-Sensors in Abhängigkeit des Vergleichs mittels einer Sendeeinheit und des Empfangens von elektromagnetischer Strahlung, die im Sichtfeld von einem Objekt reflektiert wurde, mittels einer Empfangseinheit auf. Die Sendeeinheit und die Empfangseinheit sind hierbei entlang eine Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur vertikal übereinander angeordnet. Die Antriebseinheit ist entlang der Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur mittig zwischen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit angeordnet. Die Signale der mittels der Empfangseinheit empfangenen elektromagnetischen Strahlung können ausgewertet werden. Die Auswertung der Signale kann beispielsweise mittels einer Rechnereinheit erfolgen. Die Auswertung der Signale kann beispielsweise auf einem Steuergerät erfolgen. Die Ergebnisse der Auswertung können für weitere Anwendungen verwendet werden. Die Signale können über eine Schnittstelle des LIDAR-Sensors an eine weitere Vorrichtung übermittelt werden. Die Ergebnisse der Auswertung können über eine Schnittstelle des LIDAR-Sensors an eine weitere Vorrichtung übermittelt werden. Die Ergebnisse der Auswertung können beispielsweise für die Funktionen eines Fahrerassistenzsystems verwendet werden. Die Ergebnisse der Auswertung können beispielsweise für die Funktionen eines autonom fahrenden Fahrzeugs verwendet werden.
  • Zeichnungen
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Elemente. Es zeigen:
    • 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen LIDAR-Sensors;
    • 2 eine Draufsicht auf einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LIDAR-Sensors;
    • 3 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben eines LIDAR-Sensors.
  • 1 zeigt beispielhaft eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen LIDAR-Sensors 1. 2 zeigt beispielhaft eine Draufsicht auf den LIDAR-Sensor 1 aus 1, wobei ein Höhenschnitt entlang der Achse A-A des LIDAR-Sensor 1 gezeigt ist. Der LIDAR-Sensor 1 ist biaxial aufgebaut. In dem mehrteilig ausgebildetem Gehäuse 10 des LIDAR-Sensors 1 sind im Lagerdeckel oben und der Basis unten jeweils Lager 11, 12 angeordnet. Die Lager 11, 12 können als Rillenkugellager ausgebildet sein. Der LIDAR-Sensor 1 weist weiterhin die rotierbare Trägerstruktur 20, sprich einen Rotor 20, auf. Die rotierbare Trägerstruktur 20 weist eine Rotorwelle auf. Die beiden Enden 21, 22 der Rotorwelle der rotierbaren Trägerstruktur 20 sind in den Lagern 11, 12 rotierbar gelagert.
    An der rotierbaren Trägerstruktur 20 sind die Sendeeinheit 23, zur Aussendung elektromagnetischer Strahlung in das Sichtfeld des LIDAR-Sensors 1, und die Empfangseinheit 24, zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, die im Sichtfeld von einem Objekt reflektiert wurde, entlang der Rotationsachse 29 der rotierbaren Trägerstruktur 20 vertikal übereinander angeordnet. Die Sendeeinheit 23 und die Empfangseinheit 24 sind an der rotierbaren Trägerstruktur 20 befestigt. Der LIDAR-Sensor 1 weist eine im Gehäuse 10 eingelassene laserlichtdurchlässige Sichtscheibe 15 auf. Oberhalb und unterhalb der Sendeeinheit 23 und der Empfangseinheit 24 ist an den Enden 21, 22 der Rotorwelle jeweils wenigstens ein Element 25 zur Energieübertragung und/oder wenigstens ein Element 26 zur Datenübertragung angeordnet. Wenigstens zwei Elemente 25 zur Energieübertragung bzw. wenigstens zwei Elemente 26 zur Datenübertragung können als sich jeweils berührende (mittels Schleifkontakten) oder berührungslose (mittels Induktivität) ringförmige, elektronische Elemente ausgebildet sein.
    Außerdem können an der rotierbaren Trägerstruktur 20 eine oder mehrere elektronische Leiterplatten 27, 28 befestigt sein, die zur Steuerung und/oder Auswertung von Signalen der Sendeeinheit 23 und/oder der Empfangseinheit 24 ausgebildet sein können. Die eine oder mehrere elektronische Leiterplatten 27, 28 können miteinander bzw. mit dem wenigstens einen Element 25 zur Energieübertragung und/oder mit dem wenigstens einen Element 26 zur Datenübertragung elektrisch verbunden sein.
    Weiterhin ist an der rotierbaren Trägerstruktur 20 eine Antriebseinheit angeordnet. Die Antriebseinheit 30 ist entlang der Rotationsachse 29 der rotierbaren Trägerstruktur 20 mittig zwischen der Sendeeinheit 23 und der Empfangseinheit 24 angeordnet. In 1 ist die Antriebseinheit 30 als Zahnrad 30 ausgebildet, die von einem kleineren Ritzel 41 eines Motors 40 mit einem geeigneten Untersetzungsverhältnis angetrieben wird. Der Motor 40 ist derart parallel zu der Rotationsachse 29 der rotierbaren Trägerstruktur 20 angeordnet, dass die Rotationsachse 43 des Motors 40 parallel zur Rotationsachse 29 der rotierbaren Trägerstruktur 20 angeordnet ist. Der Motor 40 kann ein Elektromotor sein. Der Elektromotor 40 kann von der an der Gehäusewandung befestigten Hauptplatine 13 elektrisch versorgt und angesteuert werden.
    In weiteren Ausführungsformen kann die Antriebseinheit 30 ein Riemengetriebe aufweisen. In weiteren Ausführungsformen kann die Antriebseinheit 30 wenigstens ein Kopplungselement aufweisen. Ein im Motor 40 integrierter Drehwinkelgeber kann auch zur Ansteuerung des LIDAR-Sensors ausgebildet sein. Der Drehwinkelgeber kann zur Ansteuerung des Schusszeitpunktes der Sendeeinheit 23, sprich des Lasers, ausgebildet sein. Der Drehwinkelgeber kann auf der rotierbaren Trägerstruktur 20 angeordnet sein.
    Ein geeigneter mehrpoliger Steckverbinder 14 stellt die elektrische Schnittstelle des LIDAR-Sensors 1 zum Beispiel zu einem Fahrzeug oder zu einer Arbeitsvorrichtung her.
  • 3 zeigt beispielhaft das Verfahren 300 zum Betreiben eines LIDAR-Sensors. Das Verfahren 300 beginnt in Schritt 301. Im Schritt 302 wird ein Motor des LIDAR-Sensors zum rotierenden Antrieb des Motors in eine erste vorgegebene Richtung um eine Rotationsachse des Motors bestromt. Der Motor beginnt sich beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Der Motor ist derart parallel zu einer Rotationsachse einer Trägerstruktur des LIDAR-Sensors angeordnet, dass eine Rotationsachse des Motors parallel zur Rotationsachse einer rotierbaren Trägerstruktur angeordnet ist. Im Schritt 303 wird eine Antriebseinheit mittels des rotierenden Motors angetrieben. Der Motor nimmt also beispielsweise durch seine Ritzel die Zahnräder der Antriebseinheit mit. Im Schritt 304 wird die rotierbare Trägerstruktur mittels der Antriebseinheit in eine zweite vorgegebene Richtung um die Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur angetrieben. Die rotierbare Trägerstruktur wird beispielsweise zu einer Rotation im Uhrzeigersinn angetrieben. Im Schritt 305 wird eine aktuelle Geschwindigkeit der rotierbaren Trägerstruktur ermittelt. Im Schritt 306 wird eine aktuelle Geschwindigkeit der rotierbaren Trägerstruktur mit einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit der rotierbaren Trägerstruktur verglichen. Im Schritt 307 wird elektromagnetische Strahlung in das Sichtfeld des LIDAR-Sensors mittels einer Sendeeinheit ausgesendet. Die Aussendung 307 erfolgt in Abhängigkeit des Vergleichs aus Schritt 306. Beispielsweise erfolgt die Aussendung 307 nur, wenn die aktuelle Geschwindigkeit gleich oder größer der vorgegebenen Sollgeschwindigkeit ist. Sobald sich beispielsweise die rotierbare Trägerstruktur mit der Sollgeschwindigkeit konstant dreht, lösen Steuerplatinen des LIDAR-Sensors zu geeigneten Zeitpunkten die Sendeeinheit aus und Laserstrahlen verlassen den LIDAR-Sensor durch eine im Gehäuse eingelassene laserlichtdurchlässige Sichtscheibe. Im Schritt 308 wird elektromagnetische Strahlung, die im Sichtfeld von einem Objekt reflektiert wurde mittels einer Empfangseinheit des LIDAR-Sensors empfangen. Anhand der Signale der empfangenen elektromagnetischen Strahlung kann beispielsweise die Position eines Objekts im Sichtfeld des LIDAR-Sensors ermittelt werden. Die Ermittlung kann unter Heranziehen des Drehwinkels zum Schusszeitpunkt und der Laufzeit des Laserlichts erfolgen. Aus einer Vielzahl solcher Punktmessungen kann eine sogenannte 3D-Punktewolke generiert und über eine Schnittstelle des LIDAR-Sensors z. B. an ein Fahrzeug oder eine Arbeitsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden. Die Sendeeinheit und die Empfangseinheit des LIDAR-Sensors sind entlang einer Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur vertikal übereinander angeordnet. Die Antriebseinheit ist entlang der Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur mittig zwischen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit angeordnet. Das Verfahren 300 endet in Schritt 309.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 105891843 A [0002]

Claims (10)

  1. LIDAR-Sensor (1) zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes, wobei der LIDAR-Sensor (1) rotierbar gelagert ist; aufweisend: • eine rotierbare Trägerstruktur (20); • eine Sendeeinheit (23) zur Aussendung elektromagnetischer Strahlung in das Sichtfeld; • eine Empfangseinheit (24) zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, die im Sichtfeld von einem Objekt reflektiert wurde; • wobei die Sendeeinheit (23) und die Empfangseinheit (24) entlang einer Rotationsachse (29) der rotierbaren Trägerstruktur (20) vertikal übereinander angeordnet sind; • eine Antriebseinheit (30) zum rotierenden Antreiben der rotierbaren Trägerstruktur (20); und • einen Motor (40) zum Antrieb der Antriebseinheit (30), wobei der Motor (40) derart parallel zu der Rotationsachse (29) der rotierbaren Trägerstruktur (20) angeordnet ist, dass eine Rotationsachse (43) des Motors (40) parallel zur Rotationsachse (29) der rotierbaren Trägerstruktur (20) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass • die Antriebseinheit (30) entlang der Rotationsachse (29) der rotierbaren Trägerstruktur (20) mittig zwischen der Sendeeinheit (23) und der Empfangseinheit (24) angeordnet ist.
  2. LIDAR-Sensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (30) Zahnräder aufweist.
  3. LIDAR-Sensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (30) ein Riemengetriebe aufweist.
  4. LIDAR-Sensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (30) wenigstens ein Kopplungselement aufweist.
  5. LIDAR-Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierbare Trägerstruktur (20) eine Rotorwelle aufweist und dass der LIDAR-Sensor (1) weiterhin wenigstens ein Element (25) zur Energieübertragung und/oder wenigstens ein Element (26) zur Datenübertragung, aufweist, wobei das wenigstens eine Element zur Energieübertragung (25) und/oder das wenigstens eine Element (26) zur Datenübertragung jeweils an wenigstens einem Ende (21, 22) der Rotorwelle angeordnet sind/ist.
  6. LIDAR-Sensor (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ende (21, 22) der Rotorwelle der rotierbaren Trägerstruktur (20) in wenigstens einem Lager (11, 12) rotierbar gelagert ist.
  7. LIDAR-Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der LIDAR-Sensor (1) weiterhin wenigstens eine elektronische Leiterplatte (27, 28) zur Steuerung und/oder Auswertung von Signalen der Sendeeinheit (23) und/oder der Empfangseinheit (24) aufweist.
  8. LIDAR-Sensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der LIDAR-Sensor (1) weiterhin einen Drehwinkelgeber aufweist.
  9. Arbeitsvorrichtung oder Fahrzeug mit einem LIDAR-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Verfahren (300) zum Betreiben eines LIDAR-Sensors nach einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend die Schritte: • Bestromen (302) eines Motors zum rotierenden Antrieb des Motors in eine erste vorgegebene Richtung um eine Rotationsachse des Motors, wobei der Motor derart parallel zu einer Rotationsachse einer rotierbaren Trägerstruktur des LIDAR-Sensors angeordnet ist, dass eine Rotationsachse des Motors parallel zur Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur angeordnet ist; • Antrieb (303) einer Antriebseinheit mittels des rotierenden Motors; • Antrieb (304) der rotierbaren Trägerstruktur mittels der Antriebseinheit in eine zweite vorgegebene Richtung um die Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur; • Ermitteln (305) einer aktuellen Geschwindigkeit der rotierbaren Trägerstruktur; • Vergleich (306) der aktuellen Geschwindigkeit der rotierbaren Trägerstruktur mit einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit der rotierbaren Trägerstruktur; • Aussendung (307) elektromagnetischer Strahlung in das Sichtfeld des LIDAR-Sensors in Abhängigkeit des Vergleichs mittels einer Sendeeinheit; • Empfangen (308) von elektromagnetischer Strahlung, die im Sichtfeld von einem Objekt reflektiert wurde mittels einer Empfangseinheit; wobei die Sendeeinheit und die Empfangseinheit entlang einer Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur vertikal übereinander angeordnet sind; und wobei die Antriebseinheit entlang der Rotationsachse der rotierbaren Trägerstruktur mittig zwischen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit angeordnet ist.
DE102018215312.4A 2018-09-10 2018-09-10 LIDAR-Sensor zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes Pending DE102018215312A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018215312.4A DE102018215312A1 (de) 2018-09-10 2018-09-10 LIDAR-Sensor zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018215312.4A DE102018215312A1 (de) 2018-09-10 2018-09-10 LIDAR-Sensor zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018215312A1 true DE102018215312A1 (de) 2020-03-12

Family

ID=69621172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018215312.4A Pending DE102018215312A1 (de) 2018-09-10 2018-09-10 LIDAR-Sensor zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018215312A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113552579A (zh) * 2020-04-14 2021-10-26 上海禾赛科技有限公司 一种激光雷达
DE102020119490A1 (de) 2020-07-23 2022-01-27 Sick Ag Laserscanner

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009053085A1 (de) * 2007-10-26 2009-04-30 Leica Geosystems Ag Distanzmessendes verfahren für ein referenzlinienprojizierendes gerät und ebensolches gerät
WO2018019807A1 (de) * 2016-07-29 2018-02-01 Robert Bosch Gmbh Optische anordnung für ein lidar-system, lidar-system und arbeitsvorrichtung
DE102016010102A1 (de) * 2016-08-24 2018-03-01 Ingenieurbüro Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Spies, Martin Spies, 86558 Hohenwart) Abtastender Optischer Abstandssensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009053085A1 (de) * 2007-10-26 2009-04-30 Leica Geosystems Ag Distanzmessendes verfahren für ein referenzlinienprojizierendes gerät und ebensolches gerät
WO2018019807A1 (de) * 2016-07-29 2018-02-01 Robert Bosch Gmbh Optische anordnung für ein lidar-system, lidar-system und arbeitsvorrichtung
DE102016010102A1 (de) * 2016-08-24 2018-03-01 Ingenieurbüro Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Spies, Martin Spies, 86558 Hohenwart) Abtastender Optischer Abstandssensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113552579A (zh) * 2020-04-14 2021-10-26 上海禾赛科技有限公司 一种激光雷达
DE102020119490A1 (de) 2020-07-23 2022-01-27 Sick Ag Laserscanner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1917167B9 (de) Elektromotorischer hilfsantrieb für fahrzeuge
DE10330906B4 (de) Eine Fahrzeugleuchte und ein Fahrzeugbeleuchtungs- und Datenübertragungssystem, in dem diese Fahrzeugleuchte enthalten ist
EP2625542A1 (de) Umlenkspiegelanordnung für eine optische messvorrichtung und korrespondierende optische messvorrichtung
DE102018215312A1 (de) LIDAR-Sensor zur optischen Erfassung eines Sichtfeldes
DE112012001052T5 (de) Lenkposition- und Drehmomentsensor
DE102012100829A1 (de) Einrichtung zur Erfassung der Winkellage einer Welle eines Elektromotors und Scheibenwischermotor mit einer Einrichtung zur Erfassung der Winkellage
DE202019005378U1 (de) Fahrzeug mit einer elektronischen Detektionseinrichtung zur Positionierung eines verstellbaren Innenraumobjekts an einer Innenraumfläche des Fahrzeugs
EP3029427A1 (de) Vorrichtung und algorythmik zur radialen mechanisch absoluten winkelbestimmung einer welle
DE102016116302A1 (de) Empfänger zur Kommunikation mittels sichtbarem Licht, mobiles Objekt, und System zur Kommunikation mittels sichtbarem Licht
DE102016011327A1 (de) LiDAR Sensor mit kompaktem Aufbau
DE19647705C2 (de) Vorrichtung zur Ermittlung der Winkelstellung des Lenkrades in einem Kraftfahrzeug
EP2006708A1 (de) Lokalisierungssystem für ein Roboterfahrzeug
DE102019210835A1 (de) Fahrzeug mit einer elektronischen Detektionseinrichtung zur Positionierung eines verstellbaren Innenraumobjekts an einer Innenraumfläche des Fahrzeugs
DE202009011844U1 (de) Elektromotorischer Scheibenwischerantrieb
EP3173815A1 (de) Antriebseinrichtung zum antreiben wenigstens eines spiegels eine umlenkspiegelanordnung, optische messvorrichtung, fahrerassistenzsystem, verfahren zum betreiben einer optischen messvorrichtung
EP0998658A1 (de) Magnetischer positionssensor
DE102011108579B4 (de) Anlage, aufweisend Mobilteile, und Verfahren zum Übertragen von Information bei einer Anlage
DE102019116015A1 (de) Axialflussmotor mit redundanter Rotorlageerfassung für ein LIDAR-System
DE102008045619A1 (de) Verfahren, Vorrichtung und System zur Ermittlung einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs
DE102008009018B4 (de) Elektromotor
DE29812227U1 (de) Vorrichtung zum Erfassen von Schalterstellungen eines mechanisch betätigbaren Schalters
DE102007037447A1 (de) Druckregelgerät
DE102008015274A1 (de) Sensorbaugruppe für eine Drehmoment- und/oder Drehwinkelsensoranordnung
EP3006957A1 (de) Optoelektronische detektionseinrichtung, verfahren zum betrieb einer solchen detektionseinrichtung und kraftfahrzeug mit einer solchen detektionseinrichtung
EP3273268A1 (de) Umlenkspiegeleinrichtung einer optoelektronischen detektionsvorrichtung, detektionsvorrichtung und fahrerassistenzsystem mit einer detektionsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication