DE102020108793A1

DE102020108793A1 - Einstellung der strahlverteilung für einen sensor

Info

Publication number: DE102020108793A1
Application number: DE102020108793.4A
Authority: DE
Inventors: Codrin Cionca; Juan Enrique Castorena Martinez; Mostafa Parchami; Linjun Zhang; Zhen Zhao
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2020-10-08
Also published as: US11709227B2; CN111796282A; US20200319303A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine Einstellung der Strahlverteilung für einen Sensor bereit. Es wird ein Sensorsystem offenbart. Das Sensorsystem kann Folgendes umfassen: ein Gehäuse; einen durch das Gehäuse getragenen Sender, der einen Strahl aussendet, der Tiefendatensignale umfasst; ein Einstellungssystem für die Strahlverteilung; und einen Prozessor, der dazu programmiert ist, das Einstellungssystem zu steuern, indem er selektiv eine Winkelverteilung der von dem Gehäuse ausgesendeten Tiefendatensignale ändert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugsensoren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Aktive Erfassungssysteme erfassen in der Regel eine gleichmäßige Verteilung von Informationen über ihre Umgebung.
KURZDARSTELLUNG
Es wird ein Tiefendatensensorsystem beschrieben, das Folgendes umfasst: ein Gehäuse; einen durch das Gehäuse getragenen Sender, der einen Strahl aussendet, der Tiefendatensignale umfasst; ein Einstellungssystem für die Strahlverteilung; und einen Prozessor, der dazu programmiert ist, das Einstellungssystem zu steuern, indem er selektiv eine Winkelverteilung der von dem Gehäuse ausgesendeten Tiefendatensignale ändert.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegt Beispiel bewegt der Prozessor das Einstellungssystem selektiv zwischen einer Nennposition und mindestens einer Einsatzposition.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel umfasst das Einstellungssystem eine verformbare Platte, wobei die mindestens eine Einsatzposition durch einen Krümmungsradius der Platte definiert ist.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel handelt es sich bei dem Sensor um einen von einem LIDAR-Sensor (Light Detection and Ranging), einem RADAR-Sensor (Radio Detection and Ranging) oder einem Sonarsensor.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel umfasst das Einstellungssystem eine reflektierende Baugruppe und einen Aktor.
Gemäß dem mindestens einem vorstehend dargelegten Beispiel umfasst die reflektierende Baugruppe eine verformbare Platte, die entlang eines optischen Wegs der von dem Sender ausgesendeten Tiefendatensignale in dem Gehäuse positioniert ist.
Gemäß dem mindestens einem vorstehend dargelegten Beispiel umfasst die reflektierende Baugruppe ferner eine Kopplungsvorrichtung, die an den Aktor und an einen mittleren Bereich der Platte gekoppelt ist, einen ersten Anker und einen zweiten Anker, wobei der erste und der zweite Anker an die Platte gekoppelt und von der Kopplungsvorrichtung zum Fahrzeugäußeren hin positioniert sind.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel bringt der Aktor, wenn der Prozessor das Einstellungssystem aus einer Nennposition in mindestens eine Einsatzposition steuert, eine Kraft auf die Kopplungsvorrichtung auf, wodurch die Kopplungsvorrichtung relativ zum ersten und zum zweiten Anker bewegt wird und dadurch eine Form der Platte geändert wird, um die Winkelverteilung der Tiefendatensignale zu verändern.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel umfasst das Einstellungssystem eine Vielzahl reflektierender Baugruppen und eine Vielzahl von Aktoren, wobei jeweils ein anderer der Vielzahl von Aktoren an jede der Vielzahl reflektierender Baugruppen gekoppelt ist, wobei die Vielzahl reflektierender Baugruppen entlang eines optischen Wegs der von dem Sender ausgesendeten Tiefendatensignale im dem Gehäuse positioniert ist.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel ist jede der Vielzahl reflektierender Baugruppen über eine entsprechende Kopplungsvorrichtung mit dem anderen der Vielzahl von Aktoren gekoppelt, der eine unabhängige Schwenkbewegung der jeweiligen der Vielzahl reflektierender Baugruppen relativ zu dem jeweiligen anderen der Vielzahl von Aktoren ermöglicht.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel steuern zumindest einige der Vielzahl von Aktoren eine Schwenkbewegung der entsprechenden Vielzahl reflektierender Baugruppen, wenn der Prozessor das Einstellungssystem aus einer Nennposition in mindestens eine Einsatzposition steuert.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel steuert der Prozessor die Winkelverteilung des Strahls, wenn er das Einstellungssystem aus der Nennposition in die mindestens eine Einsatzposition steuert.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel, steuert der Prozessor eine Konzentration der Tiefendatensignale des Strahls, wenn er das Einstellungssystem aus der Nennposition in die mindestens eine Einsatzposition steuert.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel umfasst das Sensorsystem ferner einen Revolver, der das Sensorsystem dreht, wobei der Prozessor dazu programmiert ist, den Aktor so zu steuern, dass die reflektierende Baugruppe mit einer vorher festgelegten Frequenz zwischen einer Nennposition und einer Einsatzposition bewegt wird.
Gemäß einem anderen veranschaulichenden Beispiel wird ein System für ein Fahrzeug beschrieben, das ein autonomes Navigationssystem (ANS) und das Sensorsystem umfasst, wobei das ANS das Sensorsystem anweist, mehr Informationen bezüglich eines Bereichs von Interesse um das Fahrzeug bereitzustellen.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel handelt es sich bei dem Bereich von Interesse um eine Seite vor dem Fahrzeug, eine Seite hinter dem Fahrzeug, eine Steuerbordseite des Fahrzeugs, eine Backbordseite des Fahrzeugs oder eine Kombination davon.
Gemäß einem anderen veranschaulichenden Beispiel wird ein Verfahren beschrieben. Das Verfahren kann Folgendes umfassen: Aussenden eines Strahls, der Tiefendatensignal umfasst, von einem Gehäuse eines Sensorsystems, das ein Einstellungssystem für die Strahlverteilung umfasst; und Steuern des Einstellungssystems zum Steuern einer Winkelverteilung der von dem Gehäuse ausgesendeten Tiefendatensignale.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel beinhaltet das Steuern des Einstellungssystems ein selektives Ändern der Winkelverteilung der Tiefendatensignale zwischen einer Nennposition und mindestens einer Einsatzposition.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel beinhaltet das Steuern des Einstellungssystems ein Ändern einer Krümmung einer Platte des Einstellungssystems zum Ändern der Winkelverteilung des Strahls.
Gemäß dem mindestens einen vorstehend dargelegten Beispiel umfasst das Einstellungssystem eine Vielzahl reflektierender Baugruppen, wobei das Steuern des Einstellungssystems ein Lenken zumindest einiger der Vielzahl reflektierender Baugruppen beinhaltet.
Gemäß dem mindestens einen Beispiel wird ein Computer offenbart, der dazu programmiert ist, eine beliebige Kombination der vorstehend dargelegten Beispiele auszuführen.
Gemäß dem mindestens einen Beispiel wird ein Computer offenbart, der dazu programmiert ist, eine beliebige Kombination der vorstehend dargelegten Beispiele für das/die Verfahren auszuführen.
Gemäß dem mindestens einen Beispiel wird ein Computerprogrammprodukt offenbart, das ein computerlesbares Medium beinhaltet, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die durch einen Computerprozessor ausführbar sind, wobei die Anweisungen eine beliebige Kombination der vorstehend dargelegten Anweisungsbeispiele beinhalten.
Gemäß dem mindestens einen Beispiel wird ein Computerprogrammprodukt offenbart, das ein computerlesbares Medium beinhaltet, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die durch einen Computerprozessor ausführbar sind, wobei die Anweisungen eine beliebige Kombination der vorstehend dargelegten Beispiele für das/die Verfahren beinhalten.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die ein Fahrzeug veranschaulicht, das ein Tiefendatensensorsystem beinhaltet.
2 ist eine schematische Darstellung des Tiefendatensensorsystems.
3A ist eine Schnittansicht eines Abschnitts eines Einstellungssystems für die Strahlverteilung entlang den in 3B gezeigten Schnittlinien 3A-3A.
3B ist eine schematische Ansicht des Einstellungssystems für die Strahlverteilung.
4 ist eine schematische Ansicht einer ersten Strahlverteilung unter Verwendung des in 2 gezeigten Einstellungssystems für die Strahlverteilung (in einer Nennposition).
5 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Strahlverteilung unter Verwendung des in 2 gezeigten Einstellungssystems für die Strahlverteilung (in einer Einsatzposition).
6 ist eine schematische Ansicht des Einstellungssystems für die Strahlverteilung, das in der Einsatzposition gezeigt ist, wobei die Strahlverteilungen ausgeblendet sind.
7 veranschaulicht eine Draufsicht auf das in 1 gezeigte Beispiel und eine einheitliche Strahlverteilung (um das Fahrzeug), die dem Einstellungssystem für die Strahlverteilung in der Nennposition entspricht.
8 veranschaulicht eine Draufsicht auf das in 1 gezeigte Fahrzeug und eine ungleichmäßige Strahlverteilung (um das Fahrzeug), die dem Einstellungssystem für die Strahlverteilung in der Einsatzposition entspricht.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess veranschaulicht, der von dem Tiefendatensensorsystem ausgeführt werden kann, um das Einstellungssystem für die Strahlverteilung zwischen der Nenn- und der Einsatzposition zu bewegen.
10A ist eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels für das Tiefendatensensorsystem.
10B ist eine schematische Darstellung eines anderen Beispiels für eine reflektierende Baugruppe und einen Aktor.
11 ist eine schematische Ansicht einer ersten Strahlverteilung unter Verwendung des in 10 gezeigten zweiten Beispiels für das Einstellungssystem für die Strahlverteilung (in einer Nennposition).
12 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Strahlverteilung unter Verwendung des in 10 gezeigten zweiten Beispiels für das Einstellungssystem für die Strahlverteilung (in einer Einsatzposition).

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nun wird unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Merkmale und/oder Funktionen kennzeichnen, ein Tiefendatensensorsystem 10 offenbart, das eine einstellbare Strahlverteilung aufweist (z. B. 1-2). Im hier verwendeten Sinne bezieht sich eine Strahldichte darauf, wie viele Tiefendatensignale einen Querschnittsbereich eines Strahls passieren (z. B. ist die Dichte des Strahls umso höher, je mehr Tiefensignale pro Quadratzoll vorhanden sind, und ist die Dichte des Strahls umso geringer, je weniger Tiefendatensignale pro Quadratzoll vorhanden sind). Im hier verwendeten Sinne steht die Strahlverteilung mit der Strahldichte in Beziehung und bezeichnet eine Winkelrichtung jedes der Tiefendatensignale; z. B. kann eine Änderung der Verteilung (oder z. B. des Musters) der Tiefendatensignale bei Verlassen eines Sensors zu einer entsprechenden Änderung der Strahldichte führen. Im hier verwendeten Sinne handelt es sich bei einem Tiefendatensignal um eine drahtlose Übertragung, die von dem Sensorsystem 10 ausgesendet wird, wobei Reflektionen des Tiefendatensignals wieder am Sensorsystem 10 empfangen (und ausgewertet) werden sollen, um eine Tiefe oder Entfernung eines Objekts von dem Sensorsystem 10 zu bestimmen.
In einer Umsetzung wird das System 10 in einer Fahrzeugumgebung (z. B. an einem Fahrzeug 12 montiert) genutzt; andere geeignete Anwendungsumgebungen (z. B. an Infrastruktur oder dergleichen montiert) werden jedoch in Erwägung gezogen. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, umfasst das Tiefendatensensorsystem 10 ein Einstellungssystem 14 für die Strahlverteilung, dass ermöglicht, dass es dem Sensorsystem 10 erlaubt, eine Winkelverteilung der Tiefendatensignale des Strahls selektiv zu ändern und/oder Konzentrationsbereiche zu ändern und dadurch mehr Tiefendaten bezüglich mindestens eines Bereichs von Interesse in seiner Umgebung (und vorübergehend weniger Tiefendaten bezüglich anderer Bereiche von Interesse) zu sammeln. Im hier verwendeten Sinne bezieht sich eine Änderung einer Winkelverteilung eines Strahls auf eine Änderung einer Winkelrichtung mindestens eines Tiefendatensignals. Im hier verwendeten Sinne bezieht sich die Konzentration auf ein Cluster von näher beieinander liegenden Tiefendatensignalen in einer uneinheitlichen Strahlverteilung. Zusätzliche Details des Sensorsystems 10, einschließlich einer veranschaulichenden Betriebsumgebung, werden nachstehend beschrieben.
Das Fahrzeug 12 ist als Personenkraftwagen veranschaulicht. Es könnte sich bei dem Fahrzeug 12 jedoch um jede beliebige andere geeignete Fahrzeugart handeln, einschließlich eines Lastkraftwagens, eines Sport Utility Vehicles (SUV) eines Wohnmobils, eines Busses, eines Luftfahrzeugs, einer Drohne, eines Wasserfahrzeugs oder dergleichen, welche(r/s) das Sensorsystem 10 trägt.
In mindestens einem Beispiel arbeitet das Fahrzeug 12 in einem autonomen Modus und beinhaltet ein autonomes Navigationssystem (ANS) 16. Das autonome Navigationssystem 16 kann (eine) beliebige geeignete Rechenvorrichtung(en) umfassen, die Informationen von dem Sensorsystem 10 (und/oder anderen Fahrzeugsensoren) empfängt/empfangen und auf Grundlage derartiger Sensorinformationen die Bewegung des Fahrzeugs 12 steuert/steuern. Zum Beispiel kann das System 16 Hardware und anwendungsspezifischen Code (z.B. Softwareanweisungen) beinhalten, die Beschleunigung, Bremsen und Lenkung des Fahrzeugs 12 steuern. In mindestens einem Beispiel ist das System 16 dazu programmiert und konfiguriert, das Fahrzeug 12 in einem oder mehreren autonomen Modi zu betreiben - die z. B. ermöglichen, dass das Fahrzeug 12 mit etwas Benutzerunterstützung (teilweise Autonomie) oder ohne Benutzerunterstützung (volle Autonomie) betrieben wird. Für die Zwecke dieser Offenbarung können vorher festgelegte autonome Modi (z. B. als Stufe 0-5 definiert) verwendet werden, wie sie durch die Society of Automotive Engineers (SAE) festgelegt sind. Beispielsweise überwacht oder steuert gemäß den Stufen 0-2 ein menschlicher Fahrer den Großteil der Fahraufgaben, häufig ohne Hilfe von dem Fahrzeug 12. Zum Beispiel ist bei Stufe 0 („keine Automatisierung“) ein menschlicher Fahrer für den gesamten Fahrzeugbetrieb verantwortlich. Bei Stufe 1 („Fahrerassistenz“) unterstützt das Fahrzeug 12 gelegentlich das Lenken, Beschleunigen oder Bremsen, ist der Fahrer aber nach wie vor für bei Weitem den Großteil der Fahrzeugsteuerung verantwortlich. Bei Stufe 2 („Teilautomatisierung“) kann das Fahrzeug 12 das Lenken, Beschleunigen und Bremsen unter bestimmten Umständen ohne menschliche Interaktion steuern. Bei den Stufen 3-5 übernimmt das Fahrzeug 12 mehr fahrbezogene Aufgaben. Bei Stufe 3 („bedingte Automatisierung“) kann das Fahrzeug 12 das Lenken, Beschleunigen und Bremsen unter bestimmten Umständen bewältigen und die Fahrumgebung überwachen. Bei Stufe 3 kann es jedoch erforderlich sein, dass der Fahrer gelegentlich eingreift. Bei Stufe 4 („hohe Automatisierung“) kann das Fahrzeug 12 die gleichen Aufgaben wie in Stufe 3 bewältigen, ist jedoch nicht darauf angewiesen, dass der Fahrer in bestimmten Fahrmodi eingreift. Und bei Stufe 5 („Vollautomatisierung“) kann das Fahrzeug 12 alle Aufgaben ohne Eingreifen des Fahrers bewältigen. Somit kann unter Verwendung des autonomen Navigationssystems 16 (und der unter Verwendung des Sensorsystems 10 gesammelten Daten) das Fahrzeug (ganz oder zumindest teilweise) ohne menschliche Unterstützung navigiert werden.
Das Tiefendatensensorsystem 10 ist der Darstellung nach über einen Revolver 19 (der in einigen Beispielen Teil des Sensorsystems 10 sein kann) fest an ein Dach 18 des Fahrzeugs 12 montiert; das System 10 kann jedoch in anderer Weise und/oder auch an anderer Stelle an das Fahrzeug 12 gekoppelt sein. In mindestens einem Beispiel ermöglicht die Kopplung an das Dach 18, dass das Sensorsystem 10 ein weniger blockiertes und weiteres horizontales Sichtfeld aufweist; dies ist jedoch nicht erforderlich. Außerdem kann es sich bei dem Revolver 19 um einen Schleifring oder einen anderen geeigneten Bewegungsmechanismus handeln, der es dem Sensorsystem 10 ermöglicht, sein Betrachtungsfeld (field of regard - FOR) (d. h. einen Gesamtbereich, den ein beweglicher Sensor erfassen kann) zumindest teilweise zu vergrößern. In einem Beispiel umspannt das Betrachtungsfeld des Sensorsystems 10 360° (z.B. durch Drehung um eine Achse A).
Das Sensorsystem 10 kann ein Gehäuse 20, einen Sender 22, das Einstellungssystem 14 für die Strahlverteilung, einen Empfänger 24 und einen Computer 30 umfassen. Wie in 2 gezeigt, kann das Gehäuse 20 eine Zylinderform umfassen, wobei die Form eine Basis 32, die an den Revolver 19 gekoppelt sein kann, eine Zylinderwand 34 und einen Deckel 36 umfasst. Dies stellt lediglich ein Beispiel dar; das Gehäuse 20 kann auch andere Formen aufweisen - z. B. eine oder mehrere flache Wände, eine oder mehrere gekrümmte Wände oder eine Kombination daraus. Die Innenflächen der Basis 32, der Wand 34 und des Deckels 36 können zusammen einen Hohlraum 38 definieren, der gegen umweltbedingte Verunreinigungen abgedichtet sein kann. In mindestens einem Beispiel umfasst die Wand 34 ein Sendefenster 40 und ein Empfangsfenster 42. Die Fenster 40, 42 können aus einem beliebigen geeigneten transparenten (oder halbtransparenten) Material bestehen und eine oder mehrere Schichten aufweisen, die dazu konfiguriert sind, unerwünschtes optisches Rauschen herauszufiltern, bevor es in den Hohlraum 38 eindringt.
Der Sender 22 kann eine beliebige geeignete elektronische Vorrichtung zum Aussenden eines Tiefendatensignals umfassen. In mindestens einem Beispiel sendet der Sender 22 elektromagnetische Strahlung aus (z. B. in der Form von sichtbaren oder nicht sichtbaren Licht- oder Funkwellen). Beispielsweise kann das System 10 einen Light-Detection-and-Ranging-Sensor (z. B. LIDAR-Sensor) oder einen Radio-Detection-and-Ranging-Sensor (z. B. Millimeter-RADAR) oder dergleichen umfassen. Andere Beispiele (wie z. B. Sonar) gibt es ebenfalls. In mindestens einem Beispiel sendet der Sender 22 für LIDAR-Betrieb Licht aus, die anschließende beispielhafte Beschreibung verwendet diese Umsetzung als Beispiel. Beispielsweise können die Fenster 40, 42 Materialeigenschaften aufweisen, die vorher festgelegte Bereiche elektromagnetischer Wellenlängen abblocken - und sich somit z. B. wie ein Kerbfilter verhalten (z. B. eine schmale Bandbreite mit einer Mittelfrequenz, die der ausgesendeten Frequenz des Tiefendatensignals entspricht, aufweisen).
Ein Beispiel für ein Einstellungssystem 14 für die Strahlverteilung ist in den 2, 3A und 3B gezeigt; wie nachstehend beschrieben, gibt es jedoch andere Beispiele. Gemäß der veranschaulichten Umsetzung umfasst das Einstellungssystem 14 eine reflektierende Baugruppe 44 und einen Aktor 46. Die reflektierende Baugruppe 44 kann eine verformbare Platte 50, mindestens eine Kopplungsvorrichtung 52, einen ersten Anker 54 und einen zweiten Anker 56 umfassen.
Bei der verformbaren Platte 50 kann es sich um eine ebene Materialbahn handeln, die eine beliebige geeignete Dicke aufweist und eine erste Hauptseite 60 (im Folgenden als ‚Rückseite‘ bezeichnet) und eine zweite Hauptseite 62 (im Folgenden als ‚reflektierende Seite‘ bezeichnet) aufweist. In einigen Beispielen kann die Platte 50 aus Metall oder einem beliebigen geeigneten Kunststoff (wie z. B. Polyethylenterephthalat (PET) oder Acryl) bestehen, wobei die reflektierende Seite 62 ein Material umfassen kann, das Reflektanzeigenschaften von 95 % oder mehr aufweist (wie es in optischen Präzisionsvorrichtungen üblich ist). In mindestens einem Beispiel (optional), das in 3A gezeigt ist, kann die reflektierende Seite 62 eine an die ebene Bahn geheftete Folie 63 umfassen (z. B. eine Folie 63, die eine dünne Schicht aus Silber, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material umfasst). Das Material der Platte 50 kann für ein Biegen der Platte 50 zwischen einer Nennposition (die z. B. ein ebenes Profil aufweist) und einer Einsatzposition (z. B. einem gekrümmten oder anderweitig nicht ebenen Profil) geeignet sein. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann gemäß einem Beispiel ein Krümmungsradius in der Einsatzposition einer gewünschten Strahlverteilung entsprechen. Die Platte 50 kann federn oder nicht - z. B. können die Materialeigenschaften der Platte 50 bewirken, dass die Platte 50 in die Nennposition zurückkehrt, wenn die Platte 50 nicht belastet ist; dies ist jedoch nicht erforderlich.
Das mindestens eine Kopplungselement 52 kann ein Band, einen Holm, eine Stange, einen Haken, eine Schelle oder ein anderes geeignetes Element umfassen, das an den Aktor 46 und an einen mittleren Bereich 64 der Rückseite 60 der Platte 50 gekoppelt ist. In den Darstellungen ist das Kopplungselement 52 als Stange veranschaulicht, die zwischen einem ersten Ende 68 der Platte 50 und einem zweiten (gegenüberliegenden) Ende 70 davon an die Platte 50 gekoppelt ist; dies stellt jedoch lediglich ein Beispiel dar. In anderen Beispielen gibt es Umsetzungen, bei denen das Kopplungselement 52 in anderer Weise oder an anderer Stelle an der Platte 50 befestigt ist. Außerdem könnten in anderen Beispielen mehrere Kopplungselemente 52 - voneinander beabstandet - verwendet werden, sodass in der Einsatzposition die Geometrie der Platte 50 keine gekrümmte Ebene ist, sondern eine komplexere Kurve (z. B. ein konkaves elliptisches Paraboloid, ein konvexes elliptisches Paraboloid, ein hyperbolisches Paraboloid usw.).
In Fortsetzung des veranschaulichten Beispiels kann es sich bei dem ersten und dem zweiten Anker 54, 56 um beliebige geeignete Vorrichtungen handeln, die an die Platte 50 gekoppelt sind und so ausgestalt sein können, dass sie sich nicht verschieben, wenn die Platte 50 zwischen der Nenn- und der Einsatzposition bewegt wird. In einem Beispiel können sich die Anker 54, 56 entlang einer jeweiligen AchseX₅₄, X₅₆ relativ zum Gehäuse 20 drehen oder bewegen; dies stellt jedoch lediglich ein Beispiel dar und ist nicht erforderlich. Wie in der beispielhaften Figur gezeigt, können der erste und der zweite Anker 54, 56 vom Kopplungselement 52 zum Fahrzeugäußeren hin an der Platte positioniert sein. Noch ferner können der erste und der zweite Anker 54, 56 an dem Gehäuse 20 oder einer anderen geeigneten Struktur darin fixiert sein.
In dem in den 2 und 3B gezeigten Beispiel umfasst der Aktor 46 ein Antriebselement 72 und ein Kopplungselement 74, das sich zwischen dem Antriebselement 72 und der Kopplungsvorrichtung 52 erstreckt; dies stellt jedoch lediglich ein Beispiel dar. Bei dem Antriebselement 72 kann es sich um einen Elektromotor oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung handeln, welche die Platte 50 zwischen der Nenn- und der Einsatzposition bewegen kann. Bei dem Kopplungselement 74 kann es sich um einen Draht, einen Bowdenzug oder dergleichen handeln.
Zurück bei 2 kann es sich bei dem Empfänger 24 um eine beliebige geeignete elektronische Vorrichtung zum Detektieren eines zurückkehrenden Tiefendatensignals handeln. Z. B. können die zurückkehrenden Tiefendatensignale von Flächen von Objekten in der näheren Umgebung des Sensorsystems 10 reflektiert und durch das Empfangsfenster 42 entlang eines optischen Wegs aufgenommen und durch den Empfänger 24 detektiert werden. Dementsprechend kann der Empfänger 24 dazu konfiguriert sein, Lichtenergie (z. B. in Umsetzungen mit LIDAR-Sensor), Funkwellenenergie (z. B. in Umsetzungen mit Millimeter-RADAR-Sensor), Schallenergie (z. B. in Umsetzungen mit Sonarsensor) oder dergleichen zu empfangen. Der Empfänger 24 kann auf die durch den Sender 22 ausgesendeten Tiefendatensignale abgestimmt sein; andere Aspekte des Empfängers 24 sind für den Fachmann ersichtlich.
Der Computer 30, der ebenfalls in 2 gezeigt ist, kann einen Prozessor 76, der für das Verarbeiten und/oder Ausführen digitaler Anweisungen programmiert ist, und einen Speicher 78 umfassen. Bei dem Prozessor 76 kann es sich um eine beliebige elektronische Vorrichtung oder Schaltung handeln, die für Folgendes programmiert und/oder anderweitig konfiguriert ist: Steuern des Senders 22 und des Empfängers 24; Steuern des Einstellungssystems 14 für die Strahlverteilung; und, in einigen Beispielen, Steuern des Revolvers 19. Nicht einschränkende Beispiele für den Prozessor 76 beinhalten einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller oder eine Steuerung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application specific integrated circuit - ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (field-programmable gate array FPGA), eine oder mehrere elektrische Schaltungen, die diskrete digitale und/oder analoge elektronische Komponenten umfassen, die dazu angeordnet sind, vorher festgelegte Aufgaben oder Anweisungen durchzuführen, usw. - um nur einige zu nennen.
Der Speicher 78 kann ein beliebiges nichttransitorisches computernutzbares oder -lesbares Medium beinhalten, das eine/n oder mehrere Speichervorrichtungen oder -artikel beinhalten kann. Zu beispielhaften nichttransitorischen computernutzbaren Speichervorrichtungen gehören eine herkömmliche Festplatte, Festkörperspeicher, Direktzugriffsspeicher (random access memory - RAM), Festwertspeicher (read-only memory - ROM), löschbarer programmierbarer ROM (EPROM), elektrisch löschbarer programmierbarer ROM (EEPROM) und beliebige andere flüchtige oder nichtflüchtige Medien. Nichtflüchtige Medien beinhalten beispielsweise optische oder magnetische Platten und anderen dauerhaften Speicher und flüchtige Medien können beispielsweise auch einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (dynamic random-access memory - DRAM) beinhalten. Diese Speichervorrichtungen stellen nicht einschränkende Beispiele dar; z. B. gibt es andere Formen computerlesbarer Medien, die magnetische Medien, Compact-Disc-ROM (CD-ROMs), Digital Video Disc (DVDs) andere optische Medien, einen beliebigen Speicherchip oder eine beliebige Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das von einem Computer gelesen werden kann, beinhalten.
Der Speicher 78 kann ein oder mehrere Computerprogrammprodukte speichern, die als Software, Firmware oder andere vom Prozessor 76 ausführbare Programmieranweisungen ausgeführt sein können. Zusätzliche nicht einschränkende Beispiele für Anweisungen können Folgendes beinhalten: Empfangen eines Befehls zum Betätigen des Sensorsystems 10 von dem autonomen Navigationssystem 16; Drehen des Sensorsystems 10 über den Revolver 19 auf Grundlage des Befehls; Aussenden von Tiefendatensignalen und Empfangen zurückkehrender Tiefendatensignale von Objektreflektionen auf Grundlage des Befehls; selektives Bewegen des Einstellungssystems 14 für die Strahlverteilung zwischen der Nenn- und der Einsatzposition; und Bewegen des Einstellungssystems 14 für die Strahlverteilung zwischen der Nenn- und der Einsatzposition mit einer vorher festgelegten Frequenz. Diese Anweisungen stellen lediglich Beispiele dar, die in beliebiger geeigneter Kombination miteinander verwenden oder nicht verwendet werden können. Es können zudem andere Anweisungen vom Computer 30 gespeichert und ausgeführt werden, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.
Nun unter Bezugnahme auf die 4 und 5 veranschaulicht 4 den Sender 22 und die reflektierende Baugruppe 44 (in der Nennposition) und veranschaulicht 5 den Sender 22 und die reflektierende Baugruppe 44 (in einer von einer Vielzahl von Einsatzpositionen). Die Diagramme sind jeweils beispielhaft gezeigt (wobei einige Elemente des Sensorsystems 10 ausgeblendet sind).
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein optischer Weg 80 veranschaulicht, der eine erste Achse 82 und eine zweite (z. B. reflektierte) Achse 84 umfasst. Licht, das vom Sender 22 auf die reflektierende Seite 62 der Baugruppe 44 gelenkt wird, kann eine Winkelverteilung relativ zur ersten Achse 82 aufweisen. Diese Winkelverteilung kann sich nach Reflektion von der Seite 62 (weiter durch das Fenster 40) entlang der zweiten Achse 84 fortsetzen. Entlang der ersten Achse 82 ist eine Winkelverteilung α veranschaulicht und entlang der zweiten Achse 84 ist eine Winkelverteilung β veranschaulicht. In 4 kann ein Winkelmaß der Winkelverteilung α gleich einem Winkelmaß der Winkelverteilung β sein. Zumindest in einigen Beispielen, bei denen der Revolver 19 (in 4 nicht gezeigt) das Sensorsystem 10 um die Achse A dreht, kommt es gleichzeitig zu einer Drehung des Senders 22 und der reflektierenden Baugruppe 44, wobei die erste Achse 82 mit der Achse A zusammenfällt.
Nun unter Bezugnahme auf 5 ist ein optischer Weg 80' veranschaulicht, der die erste Achse 82 und eine zweite (z. B. reflektierte) Achse 84' umfasst; die zweite Achse 84 (4) kann sich von der zweiten Achse 84' (5) unterscheiden, da sich die reflektierende Baugruppe 44 in einer Einsatzposition befindet. In dem in den 5-6 gezeigten Beispiel bringt der Aktor 46 eine Kraft (oder Last) auf die Kopplungsvorrichtung 52 auf, die den mittleren Bereich 64 (der Platte 50) relativ zum ersten und zweiten Anker 54, 56 verschiebt. In mindestens einem Beispiel werden die Anker 54, 56 keiner Verschiebungsbewegung unterzogen (wenn sich das Einstellungssystem 14 für die Strahlverteilung zwischen der Nenn- und der Einsatzposition bewegt); d. h. ihre Position im dreidimensionalen Raum bleibt ortsfest (z. B. relativ zum Gehäuse 20). In mindestens einem Beispiel können sich die Anker 54, 56 (oder eine Komponente davon) drehen oder schwenken (z. B. unter Berücksichtigung der Änderung der Position der Platte 50 relativ zu den Ankern 54, 56). In einem nicht einschränkenden Beispiel kann es sich bei der Form der Platte 50 um eine Raumkurve (d. h. eine dreidimensionale Kurve) handeln, wobei ein Krümmungsradius R (gemessen von einem Mittelpunkt C der Platte 50 in der Einsatzposition) einer Länge eines Krümmungsvektors (e₂ (t)) entspricht (der z. B. unter Verwendung von Differentialgeometrietechniken bestimmt werden kann). Dementsprechend bewirkt, wie in 5 gezeigt, die Änderung der Form der Baugruppe 44 eine Änderung der durch das Fenster 40 ausgesendeten Strahlverteilung.
Ähnlich wie vorstehend beschrieben (unter Bezugnahme auf 4), kann das in 5 gezeigte Licht von dem Sender 22 auf die reflektierende Seite 62 der Baugruppe 44 gelenkt werden und kann dieses Licht eine erste Winkelverteilung relativ zur ersten Achse 82 aufweisen. Allerdings kann das Licht in der veranschaulichten Einsatzposition nach Reflektion von der Seite 62 (weiter durch das Fenster 40) eine zweite Winkelverteilung entlang der zweiten Achse 84' aufweisen, die sich von der unterscheidet, die es aufwies, als die Platte 50 im Allgemeinen flach war. In dem Beispiel bewirken die konkaven Eigenschaften der reflektierenden Baugruppe, dass sich der Strahl verengt. Somit kann die erste Winkelverteilung α zwar identisch mit der in 4 gezeigten sein, kann aber die zweite Winkelverteilung β' in 5 (die sich von der Winkelverteilung β in 4 unterscheidet) von der Seite 62 reflektiert werden. Beispielsweise kann hier ein Winkelmaß der Winkelverteilung α größer sein als ein Winkelmaß der Winkelverteilung β'. Und bei Fortsetzung des Beispiels, bei dem das Sensorsystem 10 ein LIDAR-Sensor ist, würde dies bedeuten, dass die ausgesendeten Lichtstrahlen näher beieinander liegen (dichter voneinander beabstandet sind), während sie zu den Flächen der Objekte in der näheren Umgebung wandern und entsprechend zum System 10 zurück reflektiert werden. Dementsprechend werden dabei mehr Informationen bezüglich zumindest einiger Bereiche von Interesse um das Fahrzeug 12 bereitgestellt. Zu Referenzzwecken können die Winkelverteilungen β und β' relativ zum Fenster 40 gemessen werden.
Die 7 und 8 veranschaulichen Beispiele für das Sensorsystem 10 in der Nenn- bzw. der Einsatzposition. Zum Beispiel kann in 7 eine relativ gleichmäßige Verteilung von Lichtstrahlen von der Sensorbaugruppe 12 ausgesendet werden (z. B. über ein FOR von 360°). Und in 8 kann eine ungleichmäßige Verteilung von Lichtstrahlen von der Sensorbaugruppe 12 ausgesendet werden (z. B. über ein FOR von 360°). Beispielsweise kann in dem Beispiel aus 8, wenn sich das Sensorsystem 10 dreht, der Computer 30 das Einstellungssystem 14 für die Strahlverteilung so steuern, dass es sich aus einer Einsatzposition (die z. B. einen vorher festgelegten Krümmungsradius R aufweist) bei 0° in eine Nennposition bei 90° in die Einsatzposition (Krümmungsradius R) bei 180° in die Nennposition bei 270° und erneut in die Einsatzposition (Krümmungsradius R) bei 0° bewegt, wobei sich der Prozess wiederholt. In regelmäßigen Abständen kann ein vollständiger Zyklus (auch als 360°-Drehung bezeichnet) abgeschlossen werden - z. B. liegen nicht einschränkende Beispiele für Zyklusraten zwischen 3-20 Hertz (wie der Fachmann erkennen wird, kann diese Zyklusrate auch die entsprechende Bildwiederholungsrate des Sensorsystems sein).
9 veranschaulicht einen Prozess 900 zum Betreiben des Sensorsystems 10 - der z. B. von dem Prozessor 76 des Computers 30 unter Verwendung der im Speicher 78 gespeicherten Anweisungen ausgeführt werden kann. Wie vorstehend erörtert, kann der Sensorsystemcomputer 30 verschiedene Aspekte des Sensorsystems 10 steuern, damit das Fahrzeug 12 Situationsbewusstseinsinformationen bezüglich seiner Umgebung empfangen kann, und in einigen Beispielen können diese Daten von dem autonomen Navigationssystem 16 verwendet werden, um das Fahrzeug 12 zumindest teilweise zu navigieren. Der Prozess 900 kann bei einem Block 910 beginnen, bei dem das System 10 in einen AN-Zustand geschaltet wird. Dies kann zum Zeitpunkt der Zündung oder des Starts des Fahrzeugs (oder zu einem anderen Zeitpunkt) erfolgen.
Im Anschluss an Block 910 und gemäß einem Beispiel kann das Sensorsystem 10 (z. B. wenn es als LIDAR-Sensor ausgeführt ist) Tiefendatensignale in der Form von Licht von dem Sender 22 in der Nennposition aussenden und zurückkehrende Tiefendatensignale über den Empfänger 24 empfangen (Block 920). Selbstverständlich könnten in anderen Beispielen die Tiefendatensignale andere Arten von Signalen umfassen (z. B. Funkwellen, Schallwellen usw.).
Beim darauffolgenden Block 930 kann der Computer 30 einen Befehl zum Sammeln von mehr Informationen bezüglich eines oder mehrerer vorgegebener Bereiche von Interesse (regions of interest - ROIs) um das Fahrzeug 12 (z. B. mehr als in der Nennposition bereitgestellt werden; mehr als bei einer gleichmäßigen Verteilung) von dem autonomen Navigationssystem 16 empfangen. Beispielsweise kann, wenn 8 als Beispiel verwendet wird, das autonome Navigationssystem 16 mehr Informationen bezüglich Objekten auf einer oder mehreren Seiten des Fahrzeugs 12 anfordern. In einem Beispiel kann das System 16 Informationen bezüglich Objekten auf einer Steuerbordseite 90 des Fahrzeugs 12 und einer Backbordseite 92 des Fahrzeugs 12 anfordern. (Selbstverständlich kann der Computer 30 in anderen Beispielen einen Befehl zum Sammeln zusätzlicher Informationen auf einer beliebigen Kombination der Steuerbordseite 90, der Backbordseite 92, einer vorderen Seite 94 und/oder einer hinteren Seite 96 empfangen).
Zurück bei 9 kann der Computer 30 bei einem darauffolgenden Block 940 als Reaktion auf das Empfangen des Befehls von dem autonomen Navigationssystem 16 ein Einsatzprofil für die reflektierende Baugruppe 44 bestimmen. Block 940 kann beinhalten, dass eine Drehposition des Sensorsystems 10 relativ zu einer Ausrichtung des Fahrzeugs 12 bekannt ist oder ermittelt wird (z. B. unter Verwendung eines optischen Drehgebers, eines oder mehrerer Hall-Sensoren, eines Drehmelders oder dergleichen). Dies beruht in der Regel auf einem im Speicher 78 gespeicherten vorher festgelegten Bezugsrahmen. Demnach kann das Bestimmen des Einsatzprofils bei Block 940 Folgendes beinhalten: (Block 942) Ermitteln mindestens eines Winkelbereichs von Interesse (ROI), in dem sich die reflektierende Baugruppe 44 in einer Einsatzposition befinden soll; (Block 944) Bestimmen einer Revolverdrehfrequenz; (Block 946) Bestimmen einer Synchronisation der Bewegung der reflektierenden Baugruppe 44 zwischen der Nenn- und der Einsatzposition - auf Grundlage der Revolverdrehfrequenz; und (Block 948) Steuern des Aktors 46 derart, dass er die reflektierende Baugruppe 44 gemäß dem bestimmten Einsatzprofil synchron zwischen der Nenn- und der Einsatzposition bewegt.
Zur Veranschaulichung eines Beispiels für Block 940 (z. B. Teilblöcke 942-948) kann Block 942 ein Ermitteln eines ersten ROI relativ zum Fahrzeug 12 von 315° bis 45° und eines zweiten ROI relativ zum Fahrzeug 12 von 135° und 225° umfassen. Dies entspricht ungefähr dem in 8 gezeigten Beispiel - z. B. der Steuerbordseite 90 (erster ROI) und der Backbordseite 92 (zweiter ROI). Der Block 944 kann beinhalten, dass der Computer 30 diese Drehfrequenz misst oder sie von dem ANS 16 empfängt. Der Block 946 (Bestimmen eines Einsatzprofils) kann beinhalten, dass bestimmt wird, dass der erste ROI 1/8 einer Drehung entspricht und der zweite ROI 1/8 einer Drehung entspricht, und bestimmt wird, dass eine Bewegung der reflektierenden Baugruppe 44 aus der Nennposition in die Einsatzposition eingeleitet werden soll, wenn die Sensorsystemposition 315° entspricht (gemäß ihrem Bezugsrahmen), die reflektierende Baugruppe 44 aus der Einsatzposition in die Nennposition bewegt werden soll, wenn die Sensorsystemposition 45° entspricht, die reflektierende Baugruppe 44 aus der Nennposition in die Einsatzposition bewegt werden soll, wenn die Sensorsystemposition 135° entspricht, die reflektierende Baugruppe 44 aus der Einsatzposition in die Nennposition bewegt werden soll, wenn die Sensorsystemposition 225° entspricht, und dies wiederholt werden soll. Und der Block 948 kann umfassen, dass der Computer 30 die Bewegung der reflektierenden Baugruppe 44 über den Aktor 46 gemäß dem bestimmten Einsatzprofil steuert.
Es versteht sich, dass das Sensorsystem 10 während der Ausführung der Blöcke 930 und 940 weiterhin Tiefendatensignale aussenden und zurückkehrende Tiefendatensignale empfangen kann. Im Anschluss an Block 940 kann der Computer 30 (bei einem Block 950) bestimmen, ob sich der Betriebszustand zu AUS geändert hat. Wenn dies der Fall ist, kann der Prozess enden; andernfalls kann der Prozess 900 zu einem Block 960 übergehen.
Bei Block 960 kann der Computer 30 bestimmen, ob sich die Revolverdrehfrequenz geändert hat oder ob ein anderes Einsatzprofil angefordert wurde. Im Kontext dieser Offenbarung soll das Einsatzprofil so aufgebaut sein, dass es null, einen oder mehrere Bereiche von Interesse beinhaltet (z. B. bedeuten null ROIs, dass die reflektierende Baugruppe 44 über mehrere Drehungen des Sensorsystems 10 in der Nennposition bleibt). Wenn sich die Revolverdrehfrequenz und/oder der/die angeforderte(n) ROI(s) geändert haben, kann der Prozess 900 zurückspringen und Block 940 wiederholen (oder zumindest einen Teil davon). Wenn sich weder die Revolverdrehfrequenz noch der/die ROI(s) geändert haben, kann der Prozess 900 zurückspringen und Block 950 wiederholen (z. B. weiterhin Tiefendatensignale aussenden und zurückkehrende Tiefendatensignale empfangen).
Es gibt auch andere Beispiele für das Einstellungssystem für die Strahlverteilung. Zum Beispiel könnte das Einstellungssystem 14 für die Strahlverteilung so eingesetzt werden, dass die reflektierende Baugruppe 44 eine konvexe Eigenschaft anstelle einer konkaven Eigenschaft aufweist (z. B. wird das Licht in der Einsatzposition weiter verbreitet statt, dass es konzentriert wird). In diesem Fall kann der Aktor 46 die Platte 50 in Richtung des Fensters 40 treiben, wodurch ihre Form konvexe Eigenschaften erhält.
Es gibt noch andere Beispiele, wie sie in den 10A, 10B und 11-12 gezeigt sind. Und in mindestens einem Beispiel sind einige der Merkmale eines Tiefendatensensorsystem 10' identisch mit denen, die vorstehend in Bezug auf das Sensorsystem 10 beschrieben wurden; daher werden diese nicht erneut beschrieben.
Die 10A-10B veranschaulichen das Sensorsystem 10', das ein anderes Beispiel für ein Einstellungssystem 14' für die Strahlverteilung umfasst. In diesem Beispiel ist eine Anordnung von reflektierenden Baugruppen 44' gezeigt, die (in einem Beispiel) jeweils einen dedizierten Aktor 46' aufweisen (z.B. eine Vielzahl von Baugruppen 44' und eine Vielzahl entsprechender Aktoren 46'). Die Anordnung kann eine beliebige geeignete Größe aufweisen (z. B. ist eine 10×10-Anordnung gezeigt; dies stellt jedoch lediglich ein Beispiel dar). In einem Beispiel können die reflektierenden Baugruppen 44' alle identisch sein; und in einem Beispiel können die Aktoren 46' alle identisch sein. Daher wird jeweils nur eine bzw. einer beschrieben.
Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel handelt es sich bei der reflektierenden Baugruppe 44' um einen Miniaturspiegel oder ein anderes reflektierendes Element, der/das eine erste Hauptseite 60' (Rückseite) und eine zweite Hauptseite 62' (reflektierende Seite) aufweist. Wie zuvor beschrieben, kann die reflektierende Seite 62' die Folie 63 umfassen oder nicht. Der Aktor 46' kann dem vorstehend beschriebenen ähneln; und in mindestens einem Beispiel kann es sich bei dem Aktor 46' um einen Miniaturelektromotor handeln, der über mindestens eine Kopplungsvorrichtung 52' mit der reflektierenden Baugruppe 44' gekoppelt ist. Gemäß mindestens einem Beispiel kann der Aktor 46' bewegt werden, um die Baugruppe 44' über eine Schwenkverbindung 100 schwenkend durch einen Bereich von Winkelbewegungen zu lenken - wodurch diese z. B. so eingestellt wird, dass sie von dem Sender 22 ausgesendetes Licht gemäß einem beliebigen geeigneten Einsatzprofil umleitet.
In mindestens einem Beispiel werden die Aktoren 46' jeweils unabhängig gesteuert (z. B. selektive Steuerung der Aktoren 46' in deren gesamten Anordnung). Auf diese Weise kann das Sensorsystem 10' unter Verwendung eines Prozesses, der dem in 9 beschriebenen ähnelt, so gesteuert werden, dass es sich zwischen einer Nennposition (alle reflektierenden Baugruppen 44' in einer Nennposition) und einer zumindest teilweisen Einsatzposition (in der sich z. B. zumindest einige der reflektierenden Baugruppen 44' nicht in der Nennposition befinden) bewegt. Dementsprechend kann das Einstellungssystem 14' für die Strahlverteilung ein Einsatzprofil ähnlich dem des Systems 14 generieren oder kann das System 14' ein Einsatzstrahlprofil generieren, dass andere Konzentrationen (z. B. seines Querschnittsbereichs) aufweist - z. B. einen oder mehrere Bereiche mit höherer Dichte und/oder einen oder mehrere verschiedenartig geformte Bereiche mit höherer Dichte. Im Allgemeinen veranschaulicht 11 das Einstellungssystem 14' in der Nennposition (z.B. ähnlich 4) und veranschaulicht 12 ein Beispiel für das Einstellungssystems 14' in einer Einsatzposition (z. B. ähnlich 5).
Das vorstehend beschriebene Sensorsystem kann in vielfältigen Fahrzeugmobilitätsszenarien verwendet werden. Beispielsweise kann es, wenn das Fahrzeug 12 über eine Straßenkreuzung fährt, wünschenswert sein, zusätzliche Informationen bezüglich der näheren Umgebung der Starbordseite 90 und/oder der Backbordseite 92 des Fahrzeugs 12 zu empfangen. Gleichermaßen kann es auf einer Hochgeschwindigkeitsautobahn wünschenswert sein, genauere Informationen auf der vorderen Seite 94 (und/oder hinteren Seite 96) des Fahrzeugs 12 zu empfangen. Oder kann es bei Fahrten in der Nacht oder Dämmerung wünschenswert sein, zusätzliche Informationen zwischen der Steuerbord- und der vorderen Seite 90, 94 und/oder zwischen der Backbord- und der vorderen Seite 92, 94 zu sammeln - z. B. um nach Wild oder anderen Tieren Ausschau zu halten, die versuchen können, die Fahrbahn zu überqueren. Dies sind lediglich einige Beispiele, bei denen der Fahrer und/oder das ANS 16 möglicherweise gerne zusätzliche Informationen über die Fahrzeugumgebung hätte.
Somit wurde ein Tiefendatensensorsystem beschrieben, das ein Einstellungssystem für die Strahlverteilung umfasst, das ein Strahlprofil zwischen einer Nennposition und einer Einsatzposition wechselt. In einigen Beispielen kann dieses System an einem Fahrzeug montiert sein; in anderen Fällen könnte dieses System an Infrastruktur oder dergleichen befestigt sein. Das Ändern des Strahlprofils kann ein Erhöhen einer Winkelverteilung einer Vielzahl von Tiefendatensignalen, ein Verringern einer Winkelverteilung der Vielzahl von Tiefendatensignalen, ein Generieren einiger Bereiche mit höhrerer Strahldichte und/oder ein Generieren einiger Bereiche mit geringerer Strahldichte beinhalten.
Im Allgemeinen können die beschriebenen Rechensysteme und/oder -vorrichtungen ein beliebiges aus einer Reihe von Computerbetriebssystemen einsetzen, einschließlich unter anderem Versionen und/oder Varianten der SYNC®-Anwendung von Ford, AppLink/Smart Device Link Middleware, der Betriebssysteme Microsoft® Automotive, Microsoft Windows®, Unix (z. B. das Betriebssystem Solaris®, vertrieben durch die Oracle Corporation in Redwood Shores, Kalifornien), AIX UNIX, vertrieben durch International Business Machines in Armonk, New York, Linux, Mac OSX und iOS, vertrieben durch die Apple Inc. in Cupertino, Kalifornien, BlackBerry OS, vertrieben durch Blackberry Ltd. in Waterloo, Kanada, und Android, entwickelt von Google Inc. und der Open Handset Alliance, oder der Plattform QNX® CAR für Infotainment, angeboten von QNX Software Systems. Beispiele für Rechenvorrichtungen beinhalten unter anderem einen bordeigenen Fahrzeugcomputer, einen Arbeitsplatzcomputer, einen Server, einen Schreibtisch-, einen Notebook-, einen Laptop- oder Handcomputer oder ein anderes Rechensystem und/oder eine andere Rechenvorrichtung.
Rechenvorrichtungen beinhalten im Allgemeinen computerausführbare Anweisungen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa die vorstehend aufgeführten, ausgeführt werden können. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder ausgewertet werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt wurden, einschließlich unter anderem und entweder für sich oder in Kombination Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl usw. Einige dieser Anwendungen können auf einer virtuellen Maschine zusammengestellt und ausgeführt werden, wie etwa der Java Virtual Machine, der Daivik Virtual Machine oder dergleichen. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch er einen oder mehrere Prozesse durchführt, darunter einen oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse. Derartige Anweisungen und anderen Daten können unter Verwendung einer Vielfalt von computerlesbaren Medien gespeichert und übertragen werden.
Ein computerlesbares Medium (auch als prozessorlesbares Medium bezeichnet) schließt ein beliebiges nichttransitorisches (z. B. materielles) Medium ein, das an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die von einem Computer (z. B. von einem Prozessor eines Computers) gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nichtflüchtiger Medien und flüchtiger Medien. Zu nichtflüchtigen Medien können zum Beispiel optische Platten oder Magnetplatten und andere dauerhafte Speicher gehören. Zu flüchtigen Medien kann zum Beispiel ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (dynamic random access memory - DRAM) gehören, der üblicherweise einen Hauptspeicher darstellt. Solche Anweisungen können durch ein oder mehrere Übertragungsmedien übertragen werden, einschließlich Koaxialkabeln, Kupferdraht und Glasfasern, einschließlich der Drähte, die einen an einen Prozessor eines Computers gekoppelten Systembus umfassen. Gängige Formen computerlesbarer Medien beinhalten beispielsweise Folgendes: eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das von einem Computer ausgelesen werden kann.
Datenbanken, Datenbestände oder sonstige Datenspeicher, die in dieser Schrift beschrieben sind, können verschiedene Arten von Mechanismen zum Speichern von, Zugreifen auf und Abrufen von verschiedenen Arten von Daten beinhalten, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, eines Satzes von Dateien in einem Dateisystem, einer Anwendungsdatenbank in einem anwendereigenen Format, eines relationalen Datenbankverwaltungssystems (relational database management system - RDBMS) usw. Jeder dieser Datenspeicher ist im Allgemeinen in einer Rechenvorrichtung enthalten, die ein Computerbetriebssystem, wie etwa eines der vorstehend erwähnten, einsetzt und es wird auf eine oder mehrere von vielfältigen Weisen über ein Netzwerk darauf zugegriffen. Auf ein Dateisystem kann von einem Computerbetriebssystem zugegriffen werden und es kann in verschiedenen Formaten gespeicherte Dateien beinhalten. Ein RDBMS setzt im Allgemeinen die Computersprache Structured Query Language (SQL) zusätzlich zu einer Sprache zum Erzeugen, Speichern, Editieren und Ausführen gespeicherter Prozeduren ein, wie etwa die vorstehend erwähnte Sprache PL/SQL.
In einigen Beispielen können Systemelemente als computerlesbare Anweisungen (z. B. Software) auf einer oder mehreren Rechenvorrichtungen (z. B. Servern, PCs usw.) umgesetzt sein, die auf zugehörigen computerlesbaren Speichermedien (z. B. Platten, Speichern usw.) gespeichert sind. Ein Computerprogrammprodukt kann derartige Anweisungen umfassen, die zum Ausführen der in dieser Schrift beschriebenen Funktionen auf computerlesbaren Medien gespeichert sind.
Der Prozessor ist über Schaltungen, Chips oder eine andere elektronische Komponente umgesetzt und kann einen oder mehrere Mikrocontroller, einen oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (Field Programmable Gate Array - FPGA), eine oder mehrere anwendungsspezifische Schaltungen (Application Specific Circuit - ASIC), einen oder mehrere Digitalsignalprozessoren (DSP), eine oder mehrere kundenspezifisch integrierte Schaltungen usw. beinhalten. Der Prozessor kann zur Verarbeitung von Sensordaten programmiert sein. Das Verarbeiten der Daten kann das Verarbeiten der Videoeingabe oder eines anderen Datenstroms beinhalten, der durch die Sensoren erfasst wird, um die Fahrbahnspur des Host-Fahrzeugs und das Vorhandensein von Zielfahrzeugen zu bestimmen. Wie nachstehend beschrieben, weist der Prozessor die Fahrzeugkomponenten an, gemäß den Sensordaten betätigt zu werden. Der Prozessor kann in eine Steuerung, z. B. eine Steuerung für einen autonomen Modus, integriert sein.
Der Speicher (oder die Datenspeichervorrichtung) wird über Schaltkreise, Chips oder andere elektronische Komponenten umgesetzt und kann eine(n) oder mehrere von einem Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), Flash-Speicher, elektrisch programmierbarem Festspeicher (EPROM), elektrisch programmierbarem und löschbarem Festspeicher (EEPROM), einer eingebetteten Multimediakarte (embedded MultiMediaCard - eMMC), einer Festplatte, oder beliebigen flüchtigen oder nichtflüchtigen Medien usw. beinhalten. Der Speicher kann von den Sensoren gesammelte Daten speichern.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr der Beschreibung als der Einschränkung dienen soll. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Sensorsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Gehäuse; einen am Gehäuse getragenen Sender, der einen Strahl aussendet, der Tiefendatensignale umfasst; ein Einstellungssystem für die Strahlverteilung; und einen Prozessor, der dazu programmiert ist, das Einstellungssystem zu steuern, indem er selektiv eine Winkelverteilung der von dem Gehäuse ausgesendeten Tiefendatensignale ändert.
Gemäß einer Ausführungsform bewegt der Prozessor das Einstellungssystem selektiv zwischen einer Nennposition und mindestens einer Einsatzposition.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellungssystem eine verformbare Platte, wobei die mindestens eine Einsatzposition durch einen Krümmungsdradius der Platte definiert ist.
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Sensor um einen von einem LIDAR-Sensor (Light Detection and Ranging), einem RADAR-Sensor (Radio Detection and Ranging) oder einem Sonarsensor.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellungssystem eine reflektierende Baugruppe und einen Aktor.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die reflektierende Baugruppe eine verformbare Platte, die entlang eines optischen Wegs der von dem Sender ausgesendeten Tiefendatensignale in dem Gehäuse positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die reflektierende Baugruppe ferner eine Kopplungsvorrichtung, die an den Aktor und an einen mittleren Bereich der Platte gekoppelt ist, einen ersten Anker und einen zweiten Anker, wobei der erste und der zweite Anker an die Platte gekoppelt und von der Kopplungsvorrichtung zum Fahrzeugäußeren hin positioniert sind.
Gemäß einer Ausführungsform bringt der Aktor, wenn der Prozessor das Einstellungssystem aus einer Nennposition in mindestens eine Einsatzposition steuert, eine Kraft auf die Kopplungsvorrichtung auf, wodurch die Kopplungsvorrichtung relativ zum ersten und zum zweiten Anker bewegt wird und dadurch eine Form der Platte geändert wird, um die Winkelverteilung der Tiefendatensignale zu verändern.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellungssystem eine Vielzahl reflektierender Baugruppen und eine Vielzahl von Aktoren, wobei jeweils ein anderer der Vielzahl von Aktoren an jede der Vielzahl reflektierender Baugruppen gekoppelt ist, wobei die Vielzahl reflektierender Baugruppen entlang eines optischen Wegs der von dem Sender ausgesendeten Tiefendatensignale in dem Gehäuse positioniert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist jede der Vielzahl reflektierender Baugruppen über eine entsprechende Kopplungsvorrichtung mit dem anderen der Vielzahl von Aktoren gekoppelt, die eine unabhängige Schwenkbewegung jeder der Vielzahl reflektierender Baugruppen relativ zu dem jeweiligen anderen der Vielzahl von Aktoren ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform steuern, wenn der Prozessor das Einstellungssystem aus einer Nennposition in die mindestens eine Einsatzposition steuert, zumindest einige der Vielzahl von Aktoren eine Schwenkbewegung der entsprechenden Vielzahl reflektierender Baugruppen.
Gemäß einer Ausführungsform steuert der Prozessor die Winkelverteilung des Strahls, wenn er das Einstellungssystem aus der Nennposition in die mindestens eine Einsatzposition steuert.
Gemäß einer Ausführungsform steuert der Prozessor eine Konzentration der Tiefendatensignale des Strahls, wenn er das Einstellungssystem aus der Nennposition in die mindestens eine Einsatzposition steuert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Revolver, der das Sensorsystem dreht, wobei der Prozessor dazu programmiert ist, den Aktor so zu steuern, dass er die reflektierende Baugruppe mit einer vorher festgelegten Frequenz zwischen einer Nennposition und einer Einsatzposition bewegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein autonomes Navigationssystem (ANS) und das vorstehend beschriebene Sensorsystem, wobei das ANS das Sensorsystem anweist, mehr Informationen bezüglich eines Bereichs von Interesse um das Fahrzeug bereitzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Bereich von Interesse um eine vordere Seite des Fahrzeugs, eine hintere Seite des Fahrzeugs, eine Starbordseite des Fahrzeugs eine Backbordseite des Fahrzeugs oder eine Kombination daraus.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, das Folgendes aufweist: Aussenden eines Strahls, der Tiefendatensignale umfasst, von einem Gehäuse eines Sensorsystems, das ein Einstellungssystem für die Strahlverteilung umfasst; und Steuern des Einstellungssystems derart, dass eine Winkelverteilung der von dem Gehäuse ausgesendeten Tiefendatensignale gesteuert wird.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Steuern des Einstellungssystems ein selektives Ändern der Winkelverteilung der Tiefendatensignale zwischen einer Nennposition und mindestens einer Einsatzposition.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Steuern des Einstellungssystems ein Ändern der Krümmung einer Platte des Einstellungssystems zum Ändern der Winkelverteilung des Strahls.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Einstellungssystem eine Vielzahl reflektierender Baugruppen, wobei das Steuern des Einstellungssystems ein Lenken zumindest einiger der Vielzahl reflektierender Baugruppen beinhaltet.

Claims

Sensorsystem, umfassend: ein Gehäuse; einen Sender, der durch das Gehäuse getragen wird und einen Strahl aussendet, der Tiefendatensignale umfasst; ein Einstellungssystem für die Strahlverteilung; und einen Prozessor, der dazu programmiert ist, das Einstellungssystem zu steuern, indem er selektiv eine Winkelverteilung der von dem Gehäuse ausgesendeten Winkelverteilung ändert.
Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei der Prozessor das Einstellungssystem selektiv zwischen einer Nennposition und mindestens einer Einsatzposition bewegt.
Sensorsystem nach Anspruch 2, wobei das Einstellungssystem eine verformbare Platte umfasst, wobei die mindestens eine Einsatzposition durch einen Krümmungsradius der Platte definiert ist.
Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Sensor um einen von einem LIDAR-Sensor (Light Detection and Ranging), einem RADAR-Sensor (Radio Detection and Ranging) oder einem Sonarsensor handelt.
Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei das Einstellungssystem eine reflektierende Baugruppe und einen Aktor umfasst.
Sensorsystem nach Anspruch 5, wobei die reflektierende Baugruppe eine verformbare Platte umfasst, die entlang eines optischen Wegs der von dem Sender ausgesendeten Tiefendatensignale in dem Gehäuse positioniert ist.
Sensorsystem nach Anspruch 6, wobei die reflektierende Baugruppe ferner eine Kopplungsvorrichtung, die an den Aktor und an einen mittleren Bereich der Platte gekoppelt ist, einen ersten Anker und einen zweiten Anker umfasst, wobei der erste und der zweite Anker an die Platte gekoppelt und von der Kopplungsvorrichtung zum Fahrzeugäußeren hin positioniert sind.
Sensorsystem nach Anspruch 7, wobei der Aktor, wenn der Prozessor das Einstellungssystem aus einer Nennposition in mindestens eine Einsatzposition steuert, eine Kraft auf die Kopplungsvorrichtung aufbringt, wodurch die Kopplungsvorrichtung relativ zum ersten und zum zweiten Anker bewegt wird und dadurch eine Form der Platte geändert wird, um die Winkelverteilung der Tiefendatensignaldaten zu verändern.
Sensorsystem nach Anspruch 5, wobei das Einstellungssystem eine Vielzahl reflektierender Baugruppen und eine Vielzahl von Aktoren umfasst, wobei jeweils ein anderer der Vielzahl von Aktoren an jede der Vielzahl reflektierender Baugruppen gekoppelt ist, wobei die Vielzahl reflektierender Baugruppen entlang eines optischen Wegs der von dem Sender ausgesendeten Tiefendatensignale in dem Gehäuse positioniert ist.
Sensorsystem nach Anspruch 9, wobei jede der Vielzahl reflektierender Baugruppen über eine entsprechende Kopplungsvorrichtung mit dem anderen der Vielzahl von Aktoren gekoppelt ist, die eine unabhängige Schwenkbewegung jeder der Vielzahl reflektierender Baugruppen relativ zu dem jeweiligen anderen der Vielzahl von Aktoren ermöglicht.
Sensorsystem nach Anspruch 9, wobei zumindest einige der Vielzahl von Aktoren eine Schwenkbewegung der entsprechenden Vielzahl reflektierender Baugruppen steuern, wenn der Prozessor das Einstellungssystem aus einer Nennposition in mindestens eine Einsatzposition steuert.
Sensorsystem nach Anspruch 11, wobei der Prozessor die Winkelverteilung des Strahls steuert, wenn er das Einstellungssystem aus der Nennposition in die mindestens eine Einsatzposition steuert.
Sensorsystem nach Anspruch 11, wobei der Prozessor eine Konzentration der Tiefendatensignale des Strahls steuert, wenn er das Einstellungssystem aus der Nennposition in die mindestens eine Einsatzposition steuert.
Sensorsystem nach Anspruch 5, ferner umfassend einen Revolver, der das Sensorsystem dreht, wobei der Prozessor dazu programmiert ist, den Aktor so zu steuern, dass die reflektierende Baugruppe mit einer vorher festgelegten Frequenz zwischen einer Nennposition und einer Einsatzposition bewegt wird.
Computerprogrammprodukt, umfassend ein computerlesbares Medium, das Anweisungen in einem Speicher des Sensorsystems speichert, die durch den Prozessor nach einem der Ansprüche 1-14 ausgeführt werden können.