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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messanordnung zum Testen eines Abstandsmesssystems, wobei die Messanordnung einen Sender und ein Zielobjekt umfasst, die um eine Raumdistanz voneinander beabstandet sind, wobei die Messanordnung dafür eingerichtet ist, ein Signal von dem Sender auf einer Sendestrecke zu dem Zielobjekt zu senden und dadurch eine Länge der Sendestrecke zu bestimmen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Testen eines Abstandsmesssystems, umfassend die Schritte Bereitstellen einer Messanordnung mit einem Sender und einem Zielobjekt, die um eine Raumdistanz voneinander beabstandet sind, und Senden von einem Signal von dem Sender zu dem Zielobjekt auf einer Sendestrecke.
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Stand der Technik
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Reichweitentests für Umfeldsensoren in Abstandsmesssystemen, wie beispielsweise LiDAR-Sensoren, werden in der Regel in offener Umgebung (beispielsweise angemietete Erprobungsbahn) durchgeführt, da in der industriellen Umgebung selten vollständig geleerte und gezielt ausgestattete Räume mit ausreichenden Raumdimensionen auffindbar sind beziehungsweise nur aufwandsintensiv bereitgestellt werden können.
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Um in definierten Laboruntersuchungen zu testen, beispielsweise ausgewählte Performanceparameter gegenüber messbaren Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchte oder Hintergrundlicht, müssen meist für diese Aufgabe eigens neue Labore beziehungsweise Messanordnungen aufgebaut werden - dies ist selbst bei hypothetischer Verfügbarkeit eines geeigneten Raumes sehr zeit- und kostenintensiv.
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Nur selten findet man außerdem die Wunschkonstellation, dass ein Testlabor eine Raumdistanz zwischen Sender und Zielobjekt bereitstellt, die einer spezifizierten Sensorreichweite entspricht. Langreichweitige Umfeldsensoren, beispielsweise ein Automotive LiDAR für Fahrerassistenzfunktionen oder für Funktionen des automatisierten Fahrens werden nämlich mit hoher Reichweite spezifiziert, funktionsabhängig jedoch typischerweise zwischen 60 m (Assistenzfunktionen) bis 180 m (automatisiertes Fahren) bezogen auf die Reflektivität eines Fahrzeugs, zu dem der Abstand gemessen werden soll. Diese Reichweite ist nur mit großem Aufwand mit einem genauso großen Testlabor abbildbar. Es besteht keine Möglichkeit, einen langreichweitigen Umfeldsensor unter definierten Laborbedingungen und voller Reichweite zu untersuchen.
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Große, horizontale und vertikale Sichtfelder (FoV) können somit über lange Sensorreichweite aufgrund des mit großen Testlaboren verbundenen Aufwands nur in freier Umgebung bei meist nicht definierten und nicht veränderbaren Umweltbedingungen validiert werden. Testlabore müssten an jeden zu validierenden Umfeldsensor in Größe und Form der verfügbaren Laborfläche angepasst werden. Lange Testlabore sind weiterhin schwierig unterzubringen und bei Neuerstellung kosten- und raumintensiv. Nicht als augensicher zertifizierte Prototypen können zudem aufgrund Arbeitssicherheitsvorschriften heute gar nicht in voller Reichweite getestet werden, da die Lasersicherheitsanforderungen nicht erfüllt werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine Messanordnung zur Verfügung gestellt, bei der die Sendestrecke größer als die Raumdistanz ist.
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Messanordnung hat den Vorteil, dass sie ermöglicht, die Sendestrecke, insbesondere einen optischen Pfad, trotz begrenzter Raumdimensionen über die Raumdistanz zwischen Sender und Zielobjekt hinaus zu verlängern. Das führt andererseits zu der Möglichkeit, die Raumdistanz zwischen Sender und Zielobjekt bei gleichzeitiger Erhaltung einer gegebenen Sendestrecke verkürzen zu können.
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Allgemein gesagt, ist ein bevorzugter Sender ein Sender für optische Umfeldsensorik. Ein besonders bevorzugter Sender ist ein Laserstrahlsender eines LiDAR-Systems, ein Ultraschallsender oder ein Radarsender. Ein bevorzugtes Signal ist entsprechend ein Laserstrahl, ein Ultraschallsignal oder ein Radarsignal. Ein bevorzugtes Abstandsmesssystem ist entsprechend ein Automotive-LiDAR, ein Sicherheitsscanner, ein LiDAR-System, ein Ultraschall-System, ein Radar-System oder ein Rangefinder.
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Die Sendestrecke beginnt an dem Sender und endet an dem Zielobjekt. Die Raumdistanz beginnt an dem Sender und endet an dem Zielobjekt und ist vorzugsweise eine gerade und direkte Luftlinienstrecke, die besonders vorzugsweise senkrecht auf einer Oberfläche des Zielobjekts auftrifft. Höchst bevorzugt ist, dass die Raumdistanz einer Strecke direkter Propagation zwischen Sender und Zielobjekt entspricht.
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Die Messanordnung ist vorzugsweise in einem Messstand oder in einem Testlabor verkörpert. Einige Ausführungsformen der Messanordnung sind portabel, während andere stationär sind.
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In Ausführungsformen hängen die Länge der Sendestrecke und die Raumdistanz zwischen Sender und Zielobjekt über eine Formel
zusammen, wobei s die Länge der Sendestrecke ist, I die Raumdistanz ist und der Winkel β ein Abstrahlwinkel zwischen einer Richtung parallel zur Raumdistanz und einer Abstrahlrichtung des Signals vom Sender ist. Das Grundprinzip ist also vorzugsweise eine Wegstreckenverlängerung zwischen Sender und Zielobjekt durch indirekte Propagation. Die tatsächlich zurückgelegte Wegstrecke S ist die Länge der Sendestrecke und ist gleich der Raumdistanz geteilt durch den Kosinus des Abstrahlwinkels zur geradlinigen Raumdistanz I. Gegenüber direkter Propagation zwischen Sender und Zielobjekt ergibt sich durch indirekte Propagation der Vorteil, dass die Länge der Sendestrecke größer als die Raumdistanz ist. Die Sendestrecke ist also vorzugsweise eine Strecke mit indirekter Propagation des Signals zwischen dem Sender und dem Zielobjekt.
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Manche Ausführungsformen sehen vor, dass die Messanordnung einen oder mehrere Reflektoreinrichtungen umfasst, um das Signal von dem Sender zu dem Zielobjekt zu leiten, sodass die zu dem Zielobjekt zurückgelegte Sendestrecke größer als die Raumdistanz ist. Die Reflektoreinrichtungen sind derart gestaltet, dass sie das von dem Sender einfallende Signal gemeinschaftlich nacheinander zu dem Zielobjekt hin lenken können. Bevorzugt ist also, dass die Reflektoreinrichtungen zur indirekten Propagation des Signals zu dem Zielobjekt angeordnet sind. Entsprechend sind die Reflektoreinrichtungen auf einer jeweiligen aktiven Oberfläche mit einem Material versehen, das eine Reflexion des Signals ermöglicht, insbesondere Silber, Gold oder Aluminium. Das Material ist vorzugsweise als eine Dünnschicht auf jeder Reflektoreinrichtung aufgetragen. Eine bevorzugte Reflektoreinrichtung ist ein Spiegel. In Ausführungsformen sind die Reflektoreinrichtungen senkrecht zum Zielobjekt angeordnet. Das Zielobjekt muss jedoch nicht zwingend senkrecht zu den Reflektoreinrichtungen angeordnet sein, sondern kann in einem Winkel zu den Reflektoreinrichtungen angeordnet sein.
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In einigen Ausführungsformen weist die Messanordnung zwei parallele Seitenwände auf, die parallel zur Raumdistanz verlaufen, und wobei die Seitenwände jeweils mindestens abschnittsweise mit der einen oder den mehreren Reflektoreinrichtungen versehen sind. Die parallelen Seitenwände begrenzen vorzugsweise lateral die Messanordnung. So können stabile Messbedingungen erzeugt und Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden, zum Beispiel dass das Signal die Messanordnung seitlich nicht verlassen kann. In Ausführungsformen ist ein Deckel vorgesehen, der die beiden Seitenwände an ihren oberen Enden verbindet und einen Abschluss der Messanordnung nach oben bereitstellt. In einigen Ausführungsformen ist mindestens eine der Seitenwände durchgehend zwischen Sender und Zielobjekt verspiegelt. In manchen Ausführungsformen ist mindestens eine der Seitenwände abschnittsweise zwischen Sender und Zielobjekt verspiegelt. Durch eine abschnittsweise Verspiegelung kann insbesondere eine feste Sendestrecke festgelegt und Material für die Reflektoreinrichtungen eingespart werden, während eine durchgehende Verspiegelung besonders vorteilhaft eine, vorzugsweise stufenlose, variierbare Länge der Sendestrecke ermöglicht. In Ausführungsformen sind die Seitenwände senkrecht zum Zielobjekt angeordnet. Das Zielobjekt muss jedoch nicht zwingend senkrecht zu den Seitenwänden angeordnet sein, sondern kann in einem Winkel zu den Seitenwänden angeordnet sein.
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Besondere Ausführungsformen sehen vor, dass der Sender auf einem Goniometer angeordnet ist. Das Goniometer dient dazu, das vertikale Gesichtsfeld einzustellen. So kann eine Abstrahlrichtung des Senders auf dem Goniometer in der Vertikalen variiert werden, also beispielsweise eine Sicht nach oben, mittig oder nach unten eingestellt werden. Jeder Abstrahlwinkel, der durch das Goniometer eingestellt wird, ist vorzugsweise einer entsprechenden Länge der Sendestrecke zugeordnet. In Kombination mit einer durchgehenden Verspiegelung der Seitenwände zwischen Sender und Zielobjekt kann so besonders einfach eine stufenlos variierbare Länge der Sendestrecke erreicht werden. In Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein Drehtisch, auch Rotationsstage genannt, vorgesehen ist, auf dem der Sender montiert sein kann. Der Drehtisch erlaubt, die Abstrahlrichtung des Senders in der Horizontalen zu variieren. Sofern der Sender selbst in eine Drehrichtung rotiert, kann der Drehtisch mit derselben Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Drehrichtung rotieren, um die Rotation des Sensors auszugleichen und eine feste Abstrahlrichtung für den Sender einzurichten. Mit dem Drehtisch können unterschiedliche Längen der Sendestrecke für unterschiedliche Bereiche des horizontalen Gesichtsfelds eingestellt werden. Alternativ kann die Rotation eines rotierenden Senders angehalten und der Sender entsprechend der gewünschten Abstrahlrichtung gedreht werden.
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In manchen Ausführungsformen ist die Raumdistanz einstellbar eingerichtet. Insbesondere können der Sender und/oder das Zielobjekt translatierbar, insbesondere verschiebbar oder verfahrbar, eingerichtet sein. Der Sender und/oder das Zielobjekt können parallel zu den Seitenwänden translatierbar eingerichtet sein, vorzugsweise auf jeweiligen Fahrgestellen. Der Sender und das Zielobjekt können unabhängig voneinander translatierbar eingerichtet sein. So kann zusätzlich zur indirekten Propagation die Länge der Sendestrecke mittels eines weiteren Parameters eingestellt werden. Ist die Raumdistanz einstellbar eingerichtet, so kann jeder Raumdistanzeinstellung bei gleichem Abstrahlwinkel des Senders eine entsprechende Länge der Sendestrecke zugeordnet sein. So kann mit Vorteil eine kleinstmögliche Verspiegelung der Seitenwände zwischen Sender und Zielobjekt ermöglicht werden.
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In manchen Ausführungsformen umfasst die Messanordnung einen Empfänger, der dafür angeordnet ist, das Signal zu empfangen, nachdem es von dem Zielobjekt einen Rückweg genommen hat, der mit der Sendestrecke übereinstimmt. In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Messanordnung jedoch einen Empfänger, der dafür angeordnet ist, das Signal zu empfangen, das von dem Zielobjekt einen Rückweg genommen hat, der sich von der Sendestrecke unterscheidet. Allgemein gesagt ist ein bevorzugter Empfänger ein Empfänger für optische Umfeldsensorik. Ein bevorzugter Empfänger ist ein Laserstrahlempfänger eines LiDAR-Systems, ein Ultraschallempfänger oder ein Radarempfänger. Stimmt der Rückweg mit der Sendestrecke überein, so kann die Messanordnung dafür eingerichtet sein, den Sender so zu steuern, dass Übersprecheffekte vermieden werden, insbesondere durch zeitlich ausreichend auseinander liegende Signale.
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Erfindungsgemäß wird zudem ein Verfahren zum Testen eines LiDAR-Systems bereitgestellt, bei dem eine Länge der Sendestrecke größer als die Raumdistanz ist.
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Die Vorteile des Verfahrens ergeben sich mutatis mutandis aus denen, die oben im Zusammenhang mit der Messanordnung beschrieben worden sind.
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Das Verfahren sieht in Ausführungsformen ein Rotieren des Senders vor, um die Länge der Sendestrecke zu verändern. Dazu kann vorgesehen sein, den Sender auf einer Rotationsstage zu montieren, um den Abstrahlwinkel des Senders in der Horizontalen einzustellen. Die Rotationsstage kann dazu verwendet werden, unterschiedliche Längen der Sendestrecke für unterschiedliche Bereiche des horizontalen Gesichtsfelds einzustellen. Auch kann der Sender auf einem Goniometer montiert werden, um die Abstrahlrichtung des Senders zusätzlich oder alternativ in der Vertikalen zu variieren.
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In manchen Ausführungsformen sieht das Verfahren ein Translatieren des Zielobjekts vor, um die Länge der Sendestrecke zu verändern. In manchen Ausführungsformen sieht das Verfahren ein Translatieren des Senders vor, um die Länge der Sendestrecke zu verändern. Jeder Translationsposition kann dann eine jeweilige Länge der Sendestrecke zugeordnet sein.
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Um Wiederholungen zu vermeiden, wird hier bezüglich weiterer möglicher Ausgestaltungen des Verfahrens auf die oben anhand der Messanordnung beschriebenen Ausführungsformen und deren Vorteile verwiesen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Ausführungsform der Messanordnung gemäß der Erfindung in einem ersten Zustand in einer Aufsicht;
- 2 die Ausführungsform der Messanordnung gemäß der Erfindung in einem zweiten Zustand in der Aufsicht; und
- 3 ein Diagramm, das geeignete Materialien für die Reflektoreinrichtungen charakterisiert.
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Ausführungsform der Erfindung
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In der 1 ist eine Ausführungsform einer Messanordnung 1 gemäß der Erfindung in einem ersten Zustand gezeigt.
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Die Messanordnung 1 ist zum Testen eines Abstandsmesssystems eingerichtet. Die Messanordnung 1 umfasst einen Sender 2 und ein Zielobjekt 3. Der Sender 2 ist beispielhaft ein Laserstrahlsender eines LiDAR-Systems. Das Zielobjekt 3 ist eine Zielplatte. Der Sender 2 und das Zielobjekt 3 sind um eine Raumdistanz I voneinander beabstandet.
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Die Messanordnung 1 ist dafür eingerichtet, ein Signal, hier einen Laserstrahl, von dem Sender 2 auf einer Sendestrecke 4 zu dem Zielobjekt 3 zu senden und dadurch eine Länge s der Sendestrecke 4 zu bestimmen. Dabei ist vorgesehen, dass die Länge s der Sendestrecke 4 größer als die Raumdistanz I ist.
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Die Länge
s der Sendestrecke
4 und die Raumdistanz I zwischen Sender
2 und Zielobjekt
3 hängen über eine Formel
zusammen, wobei
s die Länge der Sendestrecke
4 ist, I die Raumdistanz ist und der Winkel β ein Abstrahlwinkel zwischen einer Richtung parallel zur Raumdistanz I und einer Abstrahlrichtung des Signals vom Sender
2 ist.
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Die Messanordnung 1 weist zwei parallele Seitenwände 5a, 5b auf, die parallel zur Raumdistanz I verlaufen. Eine erste Seitenwand 5a ist abschnittsweise, zwischen Sender 2 und Zielobjekt 3, mit zwei Reflektoreinrichtungen 6 versehen. Eine zweite Seitenwand 5b ist durchgängig, zwischen Sender 2 und Zielobjekt 3, mit einer weiteren Reflektoreinrichtung 6 versehen. Die Reflektoreinrichtungen 6 sind dafür angeordnet, das Signal von dem Sender 2 auf der Sendestrecke 4 zu dem Zielobjekt 3 zu leiten, sodass die zu dem Zielobjekt 3 zurückgelegte Sendestrecke 4 größer als die Raumdistanz I ist. Das Zielobjekt 3 ist an einer Endwand 7 der Messanordnung 1 angeordnet. Die Endwand 7 verbindet die Seitenwände 5a, 5b miteinander und ist in dieser Ausführungsform senkrecht zu den beiden Seitenwänden 5a, 5b zwischen diesen angeordnet.
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Der Sender 2 ist auf einem Goniometer 8 angeordnet, das zudem eine Rotationsstage umfasst. So ist der Winkel β einstellbar eingerichtet, durch Rotieren des Senders 2 auf der Rotationsstage in der Zeichnungsebene, wodurch die Länge s der Sendestrecke 4 veränderbar eingerichtet ist. Weiter ist die Raumdistanz I einstellbar eingerichtet. Das Zielobjekt 3 ist nämlich dafür eingerichtet, parallel zu den Seitenwänden 5a, 5b translatierbar zu sein, wodurch ebenfalls die Länge s der Sendestrecke 4 veränderbar eingerichtet ist. Zu diesem Zweck ist die Endwand 7, die das Zielobjekt 3 trägt, bezogen auf die Seitenwände 5a, 5b translatierbar angeordnet. Die Endwand 7 kann bezogen auf den Sensor 2 derart translatiert werden, dass die Raumdistanz zwischen dem Sensor 2 und dem Zielobjekt 3 größer beziehungsweise kleiner eingestellt werden kann. Das Goniometer 8 erlaubt zusätzlich eine Variation der Abstrahlrichtung in der Vertikalen, wodurch die Länge s der Sendestrecke 4 ebenfalls einstellbar eingerichtet ist.
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Die Messanordnung 1 umfasst weiter einen Empfänger 9, der dafür angeordnet ist, das Signal zu empfangen, nachdem es von dem Zielobjekt 3 einen Rückweg genommen hat, der mit der Sendestrecke 4 übereinstimmt. Zu diesem Zweck sind Sender 2 und Empfänger 9 in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Sender 2 und Empfänger 9 bilden also ein bekanntes LiDAR-System mit Sende-/Empfangseinheit. Der Rückweg des Signals vom Zielobjekt 3 zum Empfänger 9 ist mit Rx gekennzeichnet und gepunktet dargestellt, während der Hinweg des Signals vom Sender 2 entlang der Sendestrecke 4 zum Zielobjekt 3 hin mit Tx gekennzeichnet und gestrichelt dargestellt ist. Die Sendestrecke 4 und der Rückweg stimmen also in diesem Ausführungsbeispiel überein, abgesehen davon, dass sie entgegengesetzt verlaufen.
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Die Messanordnung 1 umfasst weiter einen Deckel, beispielhaft als Deckwand ausgeführt, der die Messanordnung 1 nach oben hin abschließt und die Seitenwände 5a, 5b miteinander verbindet, der jedoch nicht dargestellt ist, um den Innenbereich der Messanordnung 1 veranschaulichen zu können. Auch ein Boden ist vorgesehen, auf dem das Goniometer 8 abgestellt sein kann und der die Seitenwände 5a, 5b miteinander verbindet, der hier aber ebenfalls nicht dargestellt ist.
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In der 2 ist die Ausführungsform der Messanordnung 1 gemäß der Erfindung in einem zweiten Zustand in der Aufsicht gezeigt. Die Rotationsstage des Goniometers 8 wurde im Vergleich zum ersten Zustand gedreht, sodass sich der Winkel β um einen positiven Betrag von x° vergrößert hat und nun näher an 90° liegt. Weiter wurde das Zielobjekt 3 weg von dem Sender 2 durch Translatieren der Endwand 7 parallel zu den Seitenwänden 5a, 5b translatiert. Deshalb ist die Sendestrecke 4 in dem zweiten Zustand gegenüber dem ersten Zustand verlängert, ihre Länge s also größer als in dem ersten Zustand. Es ist anhand von 1 und 2 unmittelbar erkennbar, dass die Sendestrecke 4 im ersten Zustand und im zweiten Zustand jeweils größer als die Raumdistanz I ist. Die zu bestimmende Länge s der Sendestrecke 4 ist also in der Messanordnung 1 sowohl in 1 als auch in 2 größer als die tatsächliche Raumdistanz I zwischen Sender 2 und Zielobjekt 3, aufgrund der indirekten Propagation des Signals zwischen Sender 2 und Zielobjekt 3 über die Reflektoreinrichtungen 6 an den Seitenwänden 5a, 5b.
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3 zeigt ein Diagramm, das geeignete Materialien für die Reflektoreinrichtungen 6 charakterisiert. Die Materialen können verwendet werden, um die Seitenwände 5a, 5b wie im gezeigten Ausführungsbeispiel auf ihren gegenüberliegenden, der Endwand 7 zugewandten Flächen zu beschichten. Für LiDAR-Systeme kommen, zur Reflexion von Laserstrahlen, insbesondere Aluminium (Al), Silber (Ag) und Gold (Au) infrage, die jeweils spezifische Reflexionseigenschaften in Abhängigkeit von der Wellenlänge des auf sie einfallenden Signals aufweisen. Im Diagramm aus 3 sind auf der Abszisse Wellenlängen λ des vom Sender 2 gesendeten Signals abgetragen, während auf der Ordinate Reflexionsgrade R in % abgetragen sind, die den Wellenlängen über das Diagramm jeweils für die Materialien Al, Ag und Au zugeordnet sind. Für Radar- oder Ultraschall-Systeme können gegebenenfalls andere Materialien besser geeignet sein.
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Die Messanordnung 1 ermöglicht also ein Verfahren zum Testen eines Abstandsmesssystems, umfassend die Schritte Bereitstellen einer Messanordnung 1 mit einem Sender 2 und einem Zielobjekt 3, die um eine Raumdistanz I voneinander beabstandet sind, und Senden von einem Signal von dem Sender 2 zu dem Zielobjekt 3 auf einer Sendestrecke 4, wobei eine s Länge der Sendestrecke 4 größer als die Raumdistanz I ist. Durch Rotieren des Senders 2 kann die Länge s der Sendestrecke 4 verändert werden, alternativ oder zusätzlich durch Translatieren des Zielobjekts 3. Es versteht sich, dass in nicht gezeigten Ausführungsformen das Zielobjekt 3 ortsfest angeordnet sein kann und/oder der Sender 2 drehfest angeordnet sein kann. Sind sowohl der Sender 2 drehfest als auch das Zielobjekt 3 ortsfest, so wird genau eine Länge s definiert, die nicht einstellbar ist, die aber trotzdem länger als die Raumdistanz I ist.
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Die vorliegende Idee basiert somit auf der Verlängerung der optischen Wegstrecke für die Lichtausbreitung innerhalb einer lichtleitfaserähnlichen Messanordnung 1 in Testraumgröße mit reflektierenden Seitenwänden 5a, 5b und einem geeigneten, bewegten oder fest montierten Zielobjekt 3, insbesondere einer Zieloberfläche, an einer dritten Raumwand, der Endwand 7, die senkrecht zu den Seitenwänden 5a, 5b angeordnet sein kann. Die sich daraus ergebende Möglichkeit der Verlängerung der Sendestrecke 4, insbesondere eines optischen Pfads, innerhalb gleichbleibender, realer Raumbedingungen kann von enormem Vorteil sein, beispielsweise für End-of-Line Tests im Produktionswerk, bei funktionalen Systemtests bei begrenzten Raumdimensionen oder auch bei einem Wunsch nach mobilen Aufbau für Labortests (zum Beispiel Transferieren einer Teststrecke von einem Standort zum anderen durch Transport von drei Raumwänden beziehungsweise diese in zusammensetzbaren Teilstücken).
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Kern der Messanordnung kann, wie voranstehend erläutert, die Verwendung eines Raumes mit zumindest teilweise verspiegelten Seitenwänden 5a, 5b sein, wobei das dem Sender 2 gegenüberliegende Zielobjekt 3 mit aus dem Stand der Technik bekannten Targets, also Zielobjekten, (zum Beispiel LiDAR-Testziele, wie Zieltafel mit kalibrierter Reflektivität, Schachbretttafeln, Siemens-Sterne, etc.) ausgestattet sein kann. Dabei wird vorzugsweise ein Pixel oder eine Spalte (sowohl Tx als auch Rx-Einzelraumwinkel, jedoch nicht der gesamte horizontale und/oder vertikale Field-of-View des Sensorsystems) auf eine Seitenwand 5a, 5b gerichtet, die das Signal, insbesondere den Laserstrahl, ähnlich einer Lichtleitfaser, reflektiert. Die reflektierenden Oberflächen, also Reflektoreinrichtungen 6, können so groß ausgebildet sein, dass der/die über den Propagationspfad, die Sendestrecke 4, divergierende Pixel beziehungsweise Spalte immer voll reflektiert wird. Anschließend wird der Strahl bevorzugt so lange innerhalb des Testraumes an den Seitenwänden 5a, 5b reflektiert, vorzugsweise abwechselnd, bis die gewünschte, zu erprobende Reichweite des getesteten Sensors, mittels der Länge s der Sendestrecke 4, eingestellt ist, allerdings aufgrund der indirekten Propagation bei wesentlich kleinerem Raumbedarf. Nach Durchlaufen der Sendestrecke 4, also der Propagationsstrecke, kann der Strahl entweder auf einen separaten Detektor/Emitter 9, die die Emitter/Detektor des LiDAR jeweils bedienen, ausgerichtet werden (nicht gezeigt), oder am Zielobjekt 3 wieder in Richtung des Empfängers 9 des Senders 2 selbst zurück reflektiert werden. Im letzteren Fall können Übersprecheffekte vermieden werden, zum Beispiel durch zeitlich ausreichend auseinander liegende Signalemissionen durch den Sender 2.
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Als Vorteile können sich, wie anschaulich dargelegt, Testen langer Sensorreichweiten ohne lange Testgelände / Testlabore zur Verfügung zu haben, und Testen aller Raumwinkel bei voller Sensorreichweite, insbesondere bei rotierenden LiDAR-Systemen mit Hilfe eines Drehtisches, der in gleicher Rotationsrate, allerdings zur LiDAR-Rotation entgegengesetzter Richtung rotiert, sodass der eingekoppelte Strahl trotz der LiDAR-Rotation auf die Einkoppelstelle der Seitenwand 5a, 5b ausgerichtet bleibt, ergeben. Bei Solid-State- und Mikro-Scanner-Systemen ist eine Nachführung des eingekoppelten FoV-Bereiches (region of interest) mithilfe beispielsweise eines Goniometers 8 vorteilhaft möglich.
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Die gezeigte Messanordnung 1 ist kostengünstig herstellbar und somit ist auch das Verfahren kostengünstig durchführbar, da die Testeinrichtung, insbesondere die Seitenwände 5a, 5b, bereits aus einfachem Metall bestehen kann, das mit einer dünnen Schicht aus Aluminium, Silber oder Gold beschichtet sein kann.
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Vorteilhafterweise kann das Propagationsvolumen, also der Innenraum zwischen den Seitenwänden 5a, 5b und der Endwand 7, innerhalb der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 über lange Zeit unverändert, verschmutzungsfrei und ohne Veränderung der optischen Eigenschaften bleiben, weil es mechanisch vorzugsweise durch die Seitenwände 5a, 5b, die Endwand 7, den Deckel und den Boden geschützt ist. Reichweitenbezogene Tests unter definierten Laborbedingungen und vollwertiger Laserschutzumgebung werden ermöglicht. Mehrwegausbreitung über die Wände 5a, 5b, 7 der Testanordnung treten nicht auf. Eine Öffnung zum Ein- und Auskoppeln der Sensorsignale von der Seite, zum Beispiel durch eine Seitenwand 5a, 5b hindurch, kann bereitgestellt sein und nur diese muss für einen Testingenieur zugänglich sein, während die restliche Einrichtung zum Beispiel in einer Raumwand oder in den Boden eingelassen werden kann.
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Durch geeignete Wahl der reflektierenden Oberflächen ist das Prinzip beispielsweise auf Abstandsmesssysteme, die insbesondere auf Licht, Ultraschall & Radar basieren, anwendbar, obwohl es in dem Ausführungsbeispiel nur anhand eines auf Licht basierenden LiDAR-Testsystems erläutert wurde. Die Messanordnung und das Verfahren können somit zum Testen optischer Umfeldsensorik (zum Beispiel Automotive LiDAR, Sicherheitsscanner, Rangefinder), optischer Aktorik, etc. verwendet werden, gleichfalls für Umfeldsensoren mit rotierender Anordnung sowie für Umfeldsensoren mit anderen Funktionsprinzipien, beispielsweise optisch aktive Continuous Wave (CW)-Systeme, Ultraschall und Radar.
