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Die Erfindung betrifft einen Prüfstand zum Test eines mit Lichtsignalen arbeitenden Umgebungssensors.
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Umgebungssensoren dieser Art umfassen beispielsweise Lidar-Sensoren (Light Detection and Ranging), welche in jüngerer Zeit im Umfeld von automotiven Fahrassistenzsystemen von größerer Wichtigkeit sind. Die Sensoren werden zur Erfassung ihrer Umwelt eingesetzt Messen die Entfernung von Umgebungsobjekten im Raum. Sensoren dieser Art senden meist Lichtimpulse ins Messfeld aus und bestimmen die Distanz des Umgebungsobjekts anhand der Laufzeit des detektierten Reflexionssignals. Dabei beeinflussen atmosphärische Störungen wie z.B. Nebel die Signalform des Reflexionssignals. Aus der Intensität des Reflexionssignals können einige der Sensoren eine visuelle Objekterkennung, ähnlich wie man es von Kameras kennt, durchführen. Diese Mess- und Auswerteaufgaben des Umgebungssensors werden durch eine vergleichsweise leistungsstarke Recheneinheit durchgeführt, weshalb man auch von einem Sensorsteuergerät spricht. Üblicherweise verwendete Lichtquellen sind im Infrarot-Laserbereich angesiedelt.
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Sensoren dieser Art sind vergleichsweise aufwändig zu testen. Aus dem Stand der Technik bekannt sind größere Prüfaufbauten, mittels derer echte Objekte im Messfeld des Umgebungssensors bewegt werden und die Reaktion des Sensorsteuergeräts bewertet wird. Nachteilig ist hierbei, dass der ganze Prüfaufbau viel Raum einnimmt, nicht mobil ist und auch finanziell aufwändig.
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Ebenfalls bekannt aus dem Stand der Technik sind Prüfstände, wie sie seit einiger Zeit im Bereich der Steuergerätetests eingesetzt werden. Prüfstände dieser Art werden beispielsweise verwendet, um automotive Steuergeräte zu testen. Dabei wird das Steuergerät einer simulierten Umweltszene mit virtuellen Umgebungsobjekten ausgesetzt und dessen Reaktion ausgewertet. Um eine möglichst realistische Situation zu schaffen soll das Sensorsteuergerät mit realen Sensorsignalen stimuliert werden, so dass es die Prüfsituation nicht von einer „echten“ Messsituation unterscheiden kann. Dafür wird mittels eines echtzeitfähigen Simulatorsystems eine simulierten Umweltszene berechnet und aus dieser physikalische Signale generiert, denen das zu testenden Steuergerät ausgesetzt wird. Auslöser für das Aussenden eines solchen physikalischen Signals ist der prüfstandseitige Empfang des vom Steuergerät ausgesendeten Sendesignals.
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Prüfstände der hier genannten Art sind bekannt im Bereich der Entwicklung und Absicherung sicherheitskritischer Steuergeräte, wie sie beispielsweise von Automobilzulieferern durchgeführt werden. Dies betrifft auch die Untergruppe der Steuergeräte, die für Fahrerassistenzsysteme eingesetzt werden. Solche Geräte finden Anwendung in Spurhalte- und Notbremsassistenten, Abstandstempomaten u.v.m. Gemeinsam ist diesen Systemen, dass sie auf die präzise Erfassung des Fahrzeugumfelds durch Sensoren angewiesen sind. Hierbei handelt es sich um sicherheitskritische Funktionen, deren funktionale Evaluierung stets mit hoher Sorgfalt betrieben werden muss. Dabei ist es wünschenswert, dass ein Prüfstandsaufbau realitätsnahe und hochaufgelöste Umweltsimulationen bietet.
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Die Evaluierung dieser Steuergeräte findet häufig mittels HIL- oder SIL-Test in einem offenen (Open-Loop) oder geschlossenen (Closed-Loop) System statt. In der offenen Variante wird entweder ein Prototyp des Steuergeräts über eine geeignete Schnittstelle mit den durch die Simulation künstlich erzeugten Sensordaten stimuliert und überprüft, ob die Ausgabe des Steuergeräts bzw. des zu testenden Algorithmus auf dem simulierten Steuergerät den Erwartungen entspricht. In der geschlossenen Variante wird der Wirkungskreis über das Steuergerät geschlossen, d.h. die Ausgabe des zu testenden Steuergeräts wird wieder an den Simulator zurück gespielt und kann dort den Zustand der Simulation beeinflussen. Eventuell verlangt das zu testende Steuergerät Ausgabedaten weiterer, zum Testzeitpunkt nicht verfügbarer Steuergeräte zurück. Diese können dann durch eine Restbussimulation eingebunden werden. Ziel eines solchen Closed-Loop-Systems ist, dem zu testenden Steuergerät den Eindruck zu verschaffen, es wäre in ein echtes Fahrzeug verbaut und in der realen Umgebung unterwegs und das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten zu evaluieren.
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In manchen Fällen ist vorgesehen, dass die Simulation gewisse Echtzeitbedingungen erfüllt. Dies ist erforderlich, weil das Steuergerät an seinem Bestimmungsort - im Fahrzeug - in Interaktion mit der Umwelt steht und auf diese reagieren muss. Der Simulator muss daher die durch die Simulation errechneten Ausgabedaten in Reaktion auf die Eingabedaten des Steuergeräts innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls - häufig im einstelligen Millisekunden Bereich - liefern.
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Bekannte Umgebungssensoren, die nach dem Lidar-Prinzip arbeiten, teilen sich in verschiedene Typen auf. Bekannt sind beispielsweise Flash-Lidar-Sensoren, welche ihr Umfeld mit einem einzigen Lichtimpuls („Flash“) breit ausleuchten und das zurück reflektierte Licht detektieren, und Scanning-Lidar-Sensoren, welche ihre Umwelt mit einem Abtastsignal schrittweise abrastern und aus jeder abgetasteten Richtung Reflektionssignale auswerten. Grundsätzlich sind beide Typen von Bedeutung für automotive Anwendungen im Bereich des autonomen Fahrens und der Fahrerassistenzsysteme und gleichermaßen Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Aus dem Stand der Technik bekannt sind Prüfstände mit fixierten Abtrahlelementen, welche auf einen zu testenden Umgebungssensor ausgerichtet sind. Mittels der Abtrahlelemente wird durch eine Umgebungssimulation berechnete Umgebungsdaten von simulieren Umgebungsobjekten ein physikalisches Signale an den zu testenden Umgebungssensor gespielt. Diese Prüfstände haben eine vergleichsweise geringer räumlicher Auflösung, die sich durch lediglich geringe Anzahl sich in azimutaler Richtung erstreckende Anordnung von Abstrahlelementen ergibt.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, den Stand der Technik weiterzubilden.
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Die Aufgabe wird durch einen Prüfstand zum Test eines mit Lichtsignalen arbeitenden Umgebungssensors mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist ein Prüfstand vorgesehen, der zum Test eines mit Lichtsignalen arbeitenden Umgebungssensors geeignet ist. Unter Licht sind hierbei elektromagnetische Wellen zu verstehen, die eine Wellenlänge zwischen 200 nm und 10 µm aufweisen. Demnach ist nicht nur das für das menschliche Auge sichtbare elektromagnetische Strahlung erfasst, sondern erstreckt sich vom UV- bis zum Infrarot-Bereich. Der zu testende Umgebungssensor weist dabei wenigstens ein Lichtabstrahlelement auf, sowie wenigstens ein Lichtempfangselement. Dabei kann der Umgebungssensor auch eine Vielzahl Lichtabstrahlelemente aufweisen, die auf einer Fläche angeordnet sind, beispielsweise in einer zweidimensionalen Matrix. Der Umgebungssensor ist in der Lage, ein Sendesignal mittels des Lichtabstrahlelements abzustrahlen und das reflektierte Reflexionssignal mittels eine Lichtempfangselements zu detektieren. Der Prüfstand sieht eine Halterung vor, in der ein zu testender Umgebungssensor gehalten werden kann. Weiterhin sieht der Prüfstand wenigstens ein Prüfstandsempfangselement vor, mittels dessen ein Sendesignal des zu testenden Umgebungssensors empfangen werden kann. Ebenfalls vorgesehen ist eine Befestigungsvorrichtung, mittels der eine Vielzahl Prüfstandsabstrahlelemente gehalten werden können. Die Befestigungsvorrichtung hält die Prüfstandsabstrahlelemente so, dass sie sich im Messfeld des Umgebungssensors befinden und in dessen Richtung abstrahlen können. Es kann vorgesehen sein, dass die
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Unter Messfeld ist in diesem Zusammenhang der Raumwinkel gemeint, innerhalb dem der zu testende Umgebungssensor ein Sendesignal aussenden und Reflektionssignale empfangen kann. Das Messfeld hängt von der Bauform des zu testenden Umgebungssensors ab. Wenn man als Bezugsebene den Erdboden verwendet, kann sich der Raumwinkel in azimutaler und vertikaler Richtung aufspannen.
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Die Befestigungsvorrichtung ist dabei so gestaltet, dass mittels der Prüfstandsabstrahlelemente wenigstens ein Teilsegment des Umgebungssensors stimulierbar ist.
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Vorgesehen ist, dass die Prüfstandsabstrahlelemente dazu eingerichtet sind, wenigstens ein Prüfstandssendesignal als simuliertes Reflektionssignal abzustrahlen. Die einzelnen Prüfstandsabstrahlelemente sind dabei so ansteuerbar, dass sie ein- und ausgeschaltet werden können um das simulierte Reflexionssignal abzubilden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Befestigungsvorrichtung so gestaltet ist, dass die Prüfstandsabstrahlelemente auf der Innenseite einer Teilhohlkugel befestigt sind. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Prüfstandsabstrahlelemente auf das Lichtempfangselement des zu testenden Umgebungssensors ausgerichtet sind, sodass dieser das simulierte Reflexionssignal empfangen kann. Diese Ausrichtung kann man sich so vorstellen, dass die Flächennormale der aktiven Abstrahlfläche der Prüfstandsabstrahlelemente möglichst auf das Lichtempfangselement des zu testenden Umgebungssensors ausgerichtet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass das durch das Lichtempfangselement detektierte simulierte Reflexionssignal keine Intensitätsschwankungen aufgrund abweichender Winkelausrichtung enthält. Das ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das simulierte Reflexionssignal nicht nur eine Laufzeitverzögerung - welche einer simulierten Objektdistanz entspricht - aufgeprägt ist, sondern auch eine spezifische Intensität, die der Reflektivität des simulierten Objekts entspricht. Eine Ausgestaltung als Teilhohlkugel oder hohles Rotationsellipsoid hat den Vorteil, dass der zu testenden Umgebungssensor nah an die Befestigungsvorrichtung herangebracht werden kann, ein kompakter Aufbau erzielt wird und weiter vermieden wird, Laufzeitunterschiede im simulierten Reflexionssignal kompensieren zu müssen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Prüfstandsempfangselement baulich getrennt von den Prüfstandsabstrahlelementen gehalten wird. Dieser Aufbau insbesondere dann vorteilhaft, wenn der zu testende Umgebungssensor ebenfalls baulich getrennte Lichtabstrahl- und -empfangseinheiten aufweist. Dann kann vorgesehen sein, dass die Lichtabstrahleinheit so strahlungsmäßig isoliert vom restlichen Aufbau ist, dass das vom zu testenden Umgebungssensor abgestrahlte Sendesignal nicht an Objekten in der Umgebung reflektiert werden kann. Der Vorteil ist dabei, dass keine unerwünschten Reflexionen auftreten können. Insbesondere vorteilhaft ist, das Sendesignal elektronisch zu empfangen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der zu testende Umgebungssensor so in der Halterung gehalten ist, dass wenigstens ein Teil der Prüfstandsabstrahlelemente den gleichen Abstand zum Lichtempfangselement des zu testenden Umgebungssensors aufweisen. Haben die Prüfstandsabstrahlelemente den gleichen Abstand zum Lichtempfangselement, hat das den Vorteil, dass bei der Ansteuerung der Prüfstandsabstrahlelemente keine Laufzeitunterschiede des simulierten Reflexionssignals berücksichtigt werden müssen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Prüfstandsabstrahlelemente als Lichtwellenleiter ausgeführt sind. Ein Lichtwellenleiter weist dabei eine Lichteinkoppeleinheit auf, welche als Eingang für das Licht fungiert, und eine Lichtauskoppeleinheit, welche entsprechend als Ausgang fungiert. An Lichteinkoppeleinheit und Lichtauskoppeleinheit können noch optische Elemente zu Strahlverbesserung und - führung vorsehen sein, beispielsweise Kollimatorlinsen, oder auch Anschlussstecker zum Verbinden mit Lichtquellen oder weiteren Apparaturen. An der Lichteinkoppeleinheit ist dabei eine Lichtquelle positioniert, welche durch eine LED, eine Laser-Diode, als oberflächenemittierende Laser-Diode oder als anderweitig designte Konstant-Lichtquelle gegeben sein kann. Die Lichtauskoppeleinheit wird im Prüfstand von außen durch speziell dafür vorgehaltene Aufnahmebohrungen durchgeführt, sodass die effektive Abstrahlfläche der Lichtauskoppeleinheit ins Innere der Teilhohlkugel reicht und dementsprechend als Prüfstandsabstrahlelement fungiert. Wie oben beschrieben ist es vorteilhaft, wenn die effektive Abstrahlfläche auf die Lichtempfangseinheit des zu testenden Umgebungssensors ausgerichtet ist. Mittels der hier beschriebenen Lichtwellenleiter ist dieses Ziel besonders leicht zu erreichen. Vorteilhaft ist auch, dass mittels Lichtwellenleiter eine hohe Anzahl Prüfstandsabstrahlelemente vorgesehen werden können, wodurch eine hohe Auflösung der Darstellung einer simulierten Umgebungsszene erreicht werden kann. Der resultierende Aufbau ähnelt dann einem Monitor für Lidar-Signale und ermöglicht flexible und leistungsstarke Testszenarien für ein aussagekräftiges Simulationsergebnis. Bei der Auswahl der Lichtquelle ergeben sich bei diesem Aufbau nicht sehr viele Einschränkungen, da nicht auf minimale Ausmaße geachtet werden muss und dennoch eine große Anzahl Prüfstandsabstrahlelemente pro Fläche erreicht werden kann, was die Auflösung erhöht.
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Die oben beschriebenen Lichtquellen, also LEDs, Laser-Dioden, oberflächenemittierende Laser-Dioden oder Konstant-Lichtquellen, sind nicht nur als Lichtquellen für die Lichtleiter geeignet, sondern auch als Prüfstandsabstrahlelemente. Mit Konstant-Lichtquelle ist dabei eine konstant eingeschaltete Lichtquelle gemeint, die einen Abblendmechanismus aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass nicht die Lichtquelle selbst angesteuert wird, um das simulierte Reflexionssignal abzubilden, sondern der Abblendmechanismus. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass möglicherweise störende Intensitätsschwankungen der Lichtquelle im allerersten Einschaltmoment vermieden werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Anzahl der Prüfstandsabstrahlelemente größer ist als die Anzahl der Lichtempfangselemente des zu testenden Umgebungssensors ist. Um eine realistische Testumgebung zu schaffen, werden mindestens die gleiche Anzahl Prüfstandsabstrahlelemente wie Lichtempfangselemente am zu testenden Umgebungssensor benötigt. So ist sichergestellt, dass jedes Lichtempfangselement unabhängig von den anderen Lichtempfangselementen stimuliert werden kann. Es ist allerdings vorteilhaft, eine größere Anzahl Prüfstandsabstrahlelemente vorzusehen, da dadurch unterschiedliche Umgebungssensoren getestet werden können, ohne den Prüfstand umbauen und erweitern zu müssen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die oben beschrieben Lichtquellen an der Lichteinkoppeleinheit von einer zentralen Steuerungseinheit gesteuert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Befestigungsvorrichtung mehrere Bogensegmente umfasst. Dabei sind auf der Innenseite eines Bogensegments eine Anzahl N Prüfstandsabstrahlelemente vorgesehen. Ein Bogensegment hat einen Radius, und die Prüfstandsabstrahlelemente sind so am Bogensegment befestigt, dass ihre Abstrahlrichtung radial ausgerichtet ist. Für den Prüfstand ist vorgesehen, dass eine Anzahl M Bogensegmente so beieinander befestigt sind, dass die zusammengefügten Bogensegmente eine Teilhohlkugel bilden und die Prüfstandsabstrahlelemente auf der Innenseite der Teilhohlkugel angeordnet sind, so dass ihre effektive Abstrahlfläche auf das Lichtempfangselement des zu testenden Umgebungssensors ausgerichtet ist. Die Bogensegmente können dabei beispielsweise aus flexiblen Leiterplatten gefertigt sein. Auf der Außenseite eines Bogensegments kann eine Kühleinheit angebracht sein, beispielsweise ein ebenfalls bogenförmig gestalteter Kühlkörper aus Aluminium oder einem anderen wärmeleitenden Material. Bei einer vorteilhaften Variante dieses Aufbaus kann vorgesehen sein, dass die Bogensegmente übereinander, also horizontal, angeordnet sind. Der Vorteil dieser Variante erschließt sich, wenn man eventuell vorhandene bauartbedingte Nachteile der Bogensegmente betrachtet: jedes Bogensegment ist in der einen Dimension mit dem gewünschten Radius gebogen, und in der andere Dimension jedoch weiter planar. Eine ähnliche Situation ergibt sich, wenn man ein Blatt Papier biegt. Wenn nun in der nicht gebogenen Dimension eines Bogensegments mehrere Prüfstandsabstrahlelemente angebracht sind, ergibt sich in diese Richtung eine Winkelfehler, weil nicht alle Prüfstandsabstrahlelemente nicht den gleichen radialen Abstand zum Lichtempfangselement des zu testenden Umgebungssensor aufweisen. Bei der hier beschriebenen Variante nimmt man das zwar in Kauf, sieht aber vor, dass dieser Winkelfehler in vertikaler Richtung gemacht wird. Gängige zu testende Umgebungssensoren besitzen in vertikaler Richtung eine schlechtere Auflösung als in azimutaler, daher schlägt der Winkelfehler in dieser Richtung nicht zu Buche.
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In einer alternativen Variante ist vorgesehen, dass die Bogensegmente nebeneinander, als vertikal angeordnet sind und ebenfalls im Wesentlichen eine Teilhohlkugel bilden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass jedes Bogensegment eine Steuerungseinheit aufweist, mittels welcher die Ansteuerung der Prüfstandsabstrahlelemente durchführbar ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Prüfstand einen Reflexionssimulator aufweist. Der Reflexionssimulator ist in der Lage, ein Umgebungsmodell zu berechnen, welche simulierten Umgebungsobjekte sich virtuell im Messfeld des zu testenden Umgebungssensors befinden und die entsprechenden Prüfstandsabstrahlelemente veranlassen, mit der passenden Laufzeitverzögerung eine simuliertes Reflexionssignal abzustrahlen. Zu diesem Zweck ist der Reflexionssimulator mit den Prüfstandsabstrahlelementen - über die zentrale oder dezentralen Steuerungseinheiten, welche die Ansteuerung der Lichtquellen durchführen - verbunden. Der Reflexionssimulator ist auch mit den Prüfstandsempfangselementen verbunden. Mittels dieser Verbindung ist der Reflexionssimulator in der Lage, den Zeitpunkt des abgestrahlten Sendesignals des zu testenden Umgebungssensors zu erhalten, und ist gegebenenfalls in der Lage, die Signalform des Sendesignals zu analysieren.
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Der Reflexionssimulator berechnet die Umgebungsdaten - die Raumwinkelposition und die Distanz eines Umgebungsobjekts bezüglich des zu testenden Umgebungssensors - des zu simulierenden Umgebungsobjekts. In Reaktion auf das detektierte Sendesignale ist der Reflexionssimulator so in der Lage, die Umgebungsdaten des simulierten Umgebungsobjekts an die zentrale oder dezentrale Steuerung der Lichtquellen sendet und damit die Prüfstandsabstrahlelemente zu veranlassen, ein simuliertes Reflexionssignal abzustrahlen. Denkbar ist auch, die Umgebungsdaten im Vorfeld zu berechnen und zum Test abzuspielen.
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Die zentrale Steuerungseinheit oder die dezentralen Steuereinheiten erzeugen anhand dieser Vorgaben dann das auszugebene Reflexionssignal, wobei die Raumwinkelposition durch das anzusteuernde Prüfstandsabstrahlelement abgebildet wird, und die Distanz zum zu testenden Umgebungssensor durch eine aufgeprägte Laufzeitverzögerung. Atmosphärische Erscheinungen wie Regen oder Nebel können durch Anpassen der Signalform abgebildet werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Prüfstandsempfangselement eine Komparator-Schaltung oder eine Schaltung zur Hochgeschwindigkeits-Abtastung umfasst. Der Zweck einer solchen Schaltung ist eine genaue Auflösung des vom zu testenden Umgebungssensor empfangenen Sendesignals. Hierdurch kann nicht nur der Zeitpunkt des Abtastimpulses festgestellt werden, sondern auch die Signalform festgestellt und ein dementsprechend signalformmäßig gestaltetes simuliertes Reflexionssignal abgestrahlt werden. Das hat den Vorteil, dass eine realitätsnahe Simulation von Reflexionssignalen möglich ist und sogar eine Simulation von atmosphärischen Erscheinungen wie Nebel oder Regen.
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Es gibt nun eine Vielzahl Möglichkeiten, den beschriebenen erfindungsgemäßen Prüfstand weiterzubilden. Dazu wird sowohl auf die abhängigen Patentansprüche verwiesen, als auch auf die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren. Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnungen beschriftet. Die dargestellten Ausführungsformen sind stark schematisiert, d.h. die Abstände und die laterale und die vertikale Erstreckungen sind nicht maßstäblich und weisen, sofern nicht anders angegeben, auch keine ableitbare geometrische Relationen zueinander auf.
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Figurenliste
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- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Prüfstands
- 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Prüfstands
- 3a eine schematische Darstellung eines Teils einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
- 3b eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Prüfstands
- 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Prüfstands mit Reflexionssimulator
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1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prüfstands 1. Darin ist ein ist ein zu testender Umgebungssensor 2 mit Lichtempfangselementen 3a und Lichtabstrahlelementen 3b in einer Halterung 5 gehalten. Die Darstellung der Lichtempfangs- und - abstrahlelemente 3a, 3b erfolgt hier stark schematisch, tatsächlich kann der hier als einzelner Block gezeichnete Teil eine mehrere Lichtempfangselemente 3a und auch mehrere Lichtabstrahlelemente 3b umfassen. Es ist außerdem möglich, dass das ein Lichtabstrahlelement 3b baulich getrennt von den Lichtempfangselementen 3a vorgesehen ist. Weiterhin ist möglich, dass die Lichtempfangselemente 3a und die Lichtabstrahlelemente 3b in einer untrennbaren Einheiten vorhanden sind. Weiterhin zeigt 1 eine Befestigungsvorrichtung 6, die eine Vielzahl Prüfstandsabstrahlelemente 7 so hält, dass diese in Form einer Teilhohlkugel positioniert sind und auf die Lichtabstrahlelemente 3b des zu testenden Umgebungssensors 2 ausgerichtet sind. Die Befestigungsvorrichtung ist ebenfalls stark schematisch als Querschnitt durch eine Teilhohlkugel dargestellt. Gemeint ist hier ein dreidimensionales Gebilde. Die Prüfstandsabstrahlelemente 7 sind auf der Innenseite 8 der Teilhohlkugel positioniert.
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In 2 ist eine alternative beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prüfstands 1 enthalten. Der Unterschied zu 2 besteht dabei darin, dass die Befestigungsvorrichtung 6 durch eine Teilhohlkugel (wieder zweidimensional als Querschnitt dargestellt) gegeben ist, die weiterhin Aufnahmebohrungen 13 aufweist. Durch diese Aufnahmebohrungen werden Lichtleiter 9 so geführt, dass die Lichtauskoppeleinheiten 11 in die Innenseite der Teilhohlkugel ragen. Die Lichtauskoppeleinheiten 11 sind hier schematisch als kleine Kreise dargestellt - hierbei kann es sich um Kollimatorlinsen handeln, aber auch einfach als planar gekappter Lichtwellenleiter. Weiterhin ist sind Lichteinkoppeleinheiten 10 dargestellt, die von Lichtquellen 12 gespeist werden. Lichteinkoppeleinheiten 10 und Lichtquellen 12 sind schematisiert als einzelne Blöcke dargestellt. Tatsächlich ist hier gemeint, dass für jeden vorhandenen Lichtwellenleiter 9 eine Lichteinkoppeleinheit und einer separat ansteuerbare Lichtquelle 12 vorhanden ist. Die Ansteuerung der Lichtquellen 12 erfolgt durch die Steuerungseinheit 12a.
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In 3a und 3b ist einer weitere beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prüfstands dargestellt. 3a zeigt schematisch ein teilkreisförmiges Bogensegment 14 von vorne - 14a und von der Seite - 14b. Auf der Innenseite des Bogensegments sind Prüfstandsabstrahlelemente 7 vorgesehen. In der Zeichnung ist eine Reihe Prüfstandsabstrahlelemente 7 gezeichnet, denkbar ist aber auch, dass das Bogensegment 14 Prüfstandsabstrahlelemente 7 nicht nur übereinander vorsieht, sondern auch mehrere nebeneinander. 3b zeigt einen Prüfstand 1, deren Befestigungsvorrichtung so gestaltet ist, dass sie mehrere Bogensegmente 14c nebeneinander - hier von oben gesehen - vorsieht. Nicht gezeichnet, aber ebenso denkbar ist eine Befestigungsvorrichtung, die die Bogensegmente 14c übereinander positioniert.
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In 4 ist ein erfindungsgemäßer Prüfstand gezeigt, welcher wie oben beschrieben konstruiert sein kann. Zusätzlich zeigt 4 einen Reflexionssimulator 15, der ein Umgebungsmodell ausführt und Umgebungsdaten x,t berechnet und darauf basierend die Ansteuerung der Prüfstandsabstrahlelement 7 vorgibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Prüfstand
- 2
- Umgebungssensor
- 3a
- Lichtempfangselement
- 3b
- Lichtabstrahlelement
- 4
- Reflexionssignal
- 5
- Halterung
- 6
- Befestigungsvorrichtung
- 7
- Prüfstandsabstrahlelement Prüfstandsempfangselement
- 8
- Innenseite der Teilhohlkugel
- 9
- Lichtwellenleiter
- 10
- Lichteinkoppeleinheit
- 11
- Lichtauskoppeleinheit
- 12
- Lichtquellen
- 13
- Aufnahmebohrungen
- 14a
- Bogensegment von vorne
- 14b
- Bogensegment von der Seite
- 14c
- Bogensegment von oben
- 15
- Reflexionssimulator
- x,t
- Umgebungsdaten
