DE102020211369A1 - Online-Kalibrierung von LIDAR-Vorrichtungen - Google Patents

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Annette Frederiksen
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Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zum Kalibrieren einer LIDAR-Vorrichtung, wobei Strahlen durch eine Strahlenquelle erzeugt und emittiert werden, von Objekten in einem Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen und von einer auf einem Deckglas der LIDAR-Vorrichtung aufgebrachten Reflektionsstruktur reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen durch einen Detektor empfangen werden, ein Reflektionsmuster basierend auf den von der auf dem Deckglas aufgebrachten Reflektionsstruktur reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen ermittelt und mit einem Referenzmuster verglichen wird, bei einer Abweichung zwischen dem ermittelten Reflektionsmuster und dem Referenzmuster mindestens eine Korrekturmaßnahme zum Kalibrieren der LIDAR-Vorrichtung durchgeführt wird. Des Weiteren sind ein Verfahren zum Ermitteln eines beschlagenen Deckglases und eine LIDAR-Vorrichtung offenbart.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer LIDAR-Vorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln eines beschlagenen Deckglases einer LIDAR-Vorrichtung sowie eine LIDAR-Vorrichtung.
  • Stand der Technik
  • LIDAR-Vorrichtungen sind ein wichtiger Bestandteil von automatisiert betreibbaren Fahrzeugen und ermöglichen die technische Realisierung verschiedener Fahrfunktionen. Nach der Herstellung der LIDAR-Vorrichtung wird diese im Werk kalibriert, um die Anforderungen hinsichtlich des Messwinkels und der Abtastreichweite sicherzustellen. Darüber hinaus muss eine im Fahrzeug eingesetzte LIDAR-Vorrichtung bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen und Temperaturen betriebsfähig bleiben. Insbesondere bei tiefen Temperaturen werden zusätzliche Heizungsstrukturen im Deckglas bzw. Schutzglas der LIDAR-Vorrichtung eingesetzt, um ein Beschlagen des Deckglases durch Luftfeuchtigkeit oder durch Vereisung, zu vermeiden.
  • Die mechanischen, optischen und elektrischen Eigenschaften einzelner Komponenten der LIDAR Vorrichtung können sich während des Betriebs aufgrund von Umwelteinflüssen wie Temperatur, aber auch einer Bauteilalterung verändern. Dadurch kann eine statische Kalibrierung, insbesondere einer Winkelmessung und einer Distanzmessung, nicht mehr gültig sein. Die Detektion dieser Veränderungen und die Anpassung der Kalibrierwerte kann durch eine kontinuierliche Analyse der Punktewolke der LIDAR-Vorrichtung mit Hilfe von sogenannten Perception-Algorithmen umgesetzt werden. Des Weiteren ist ein Monitoring von Referenzpunkten im Gehäuse in der Dunkelphase bzw. außerhalb des regulären Betriebs der LIDAR-Vorrichtung bekannt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein kosteneffizientes und technisch einfaches Verfahren zum Online Kalibrieren einer LIDAR-Vorrichtung vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Kalibrieren einer LIDAR-Vorrichtung bereitgestellt. Hierzu werden in einem Schritt Strahlen durch eine Strahlenquelle erzeugt und emittiert.
  • Von Objekten in einem Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen und von einer auf einem Deckglas der LIDAR-Vorrichtung aufgebrachten Reflektionsstruktur reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen werden durch einen Detektor empfangen.
  • Abhängig von einer Ausleuchtung des Abtastbereichs kann eine auf dem Deckglas angeordnete Reflektionsstruktur ebenfalls belichtet und entsprechende rückgestreute Strahlen von Detektor erkannt werden. Hierdurch können von dem Detektor an der Reflektionsstruktur reflektierte Strahlen und im Abtastbereich außerhalb der LIDAR-Vorrichtung reflektierte Strahlen empfangen werden.
  • In einem weiteren Schritt wird ein Reflektionsmuster basierend auf den von der auf dem Deckglas aufgebrachten Reflektionsstruktur reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen ermittelt und mit einem Referenzmuster verglichen.
  • Bei der anschließenden Auswertung der empfangenen Strahlen kann das Reflektionsmuster, welches durch die Reflektionsstruktur erzeugt wird, extrahiert werden. Vorzugsweise kann das Reflektionsmuster einer geometrischen Verteilung und Anordnung der Fall Reflektionsstruktur entsprechen.
  • Bei einer Abweichung zwischen dem ermittelten Reflektionsmuster und dem Referenzmuster wird mindestens eine Korrekturmaßnahme zum Kalibrieren der LIDAR-Vorrichtung durchgeführt.
  • Das Referenzmuster kann bei der Herstellung der LIDAR-Vorrichtung bzw. bei der ersten Inbetriebnahme der LIDAR-Vorrichtung ermittelt und in einem Steuergerät hinterlegt werden. Dieses initial ermittelte Referenzmuster kann anschließend als Vergleichsmuster für die ermittelten Referenzmuster dienen, um Abweichungen von den initialen Randbedingungen bzw. von werksseitigen Kalibrierungswerten festzustellen.
  • Durch das Verfahren kann eine langfristig zuverlässige Funktionsweise der LIDAR-Vorrichtung basierend auf einer Online-Kalibrierung ermöglicht werden. Eine derartige Online-Kalibrierung kann kontinuierlich oder in definierten zeitlichen Abständen in Betrieb der LIDAR-Vorrichtung erfolgen.
  • Die Reflektionsstruktur kann beispielsweise in Form von Heizungsstrukturen mit definierter Position und Reflektivität im Deck- bzw. Schutzglas der LIDAR-Vorrichtung ausgestaltet sein.
  • Je nach Form und Ausrichtung der Reflektionsstruktur können durch das Verfahren während des regulären Betriebs der LIDAR-Vorrichtung Verschiebungen und Verzerrungen des Sichtfelds in Horizontalrichtung und/oder in Vertikalrichtung detektiert werden.
  • Das Verfahren basiert dabei auf der Grundidee, dass die Reflektionsstruktur im Deckglas eine Reflektivität aufweist, welche sich von Reflektivitäten von Objekten außerhalb der LIDAR-Vorrichtung unterscheidet.
  • Als Materialien für die Realisierung der Reflektionsstruktur können elektrisch leitfähige Materialien, Gravierungen und/oder elektrisch isolierende Materialien eingesetzt werden. Als elektrisch leitfähige Materialien können beispielsweise transparente Materialien, wie Indiumzinnoxid, dünne Metallschichten, oder opake Materialien wie Metalldrähte, verwendet werden. Die Position der Reflektionsstruktur kann horizontal und vertikal anhand der Position des Reflexes bzw. Echos oder der Änderung des lokalen Hintergrundlichts exakt bestimmt werden. Der Reflex bzw. die an der Reflektionsstruktur reflektierten Strahlen verbleiben innerhalb der LIDAR-Vorrichtung, sodass eine Beeinflussung der Messung durch äußere Einflüsse vernachlässigbar ist.
  • Im Falle eines pixellierten Detektors, wie beispielsweise eines CMOS oder CCD Detektors, kann zudem die Position und Verteilung der durch die Reflektionsstruktur erzeugten Intensitätsverteilung durch eine Analyse des Detektorbildes bestimmt werden.
  • Die Positionen der Reflektionsstruktur im Deckglas können dabei während des Betriebs bestimmt und eine Abweichung gegenüber den bei der Herstellung ermittelten Werten detektiert werden. Bei Erkennung einer Abweichung kann das Sichtfeld entsprechend korrigiert werden.
  • Als mögliche Korrekturmaßnahme zum Kalibrieren der LIDAR-Vorrichtung können beispielsweise Korrekturen bei der Auswertung der Messdaten des Detektors und/oder Korrekturen bei der Ablenkung der erzeugten Strahlen durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein Ablenkungswinkel eines Ablenkspiegels durch eine angepasste elektronische Ansteuerung verringert oder vergrößert werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine softwarebasierte Korrektur von Abweichungen gegenüber werksseitigen Parametern bei der Auswertung der empfangenen Strahlen erfolgen.
  • Das Verfahren kann dabei ohne zusätzlichen Bauraum mit minimalen Mehrkosten umgesetzt werden. Insbesondere bestehen vielfältige Möglichkeiten der Anordnung und Strukturierung bzw. Gestaltung der Reflektionsstruktur. Dabei ist eine umfangreiche Online-Kalibrierung der Winkellage im Sichtfeld bzw. Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung möglich.
  • Die Online-Kalibrierung der LIDAR-Vorrichtung kann dabei parallel zum regulären Betrieb durchgeführt werden, sodass ein zusätzliches Einschalten der LIDAR-Vorrichtung in der Dunkelphase oder im Stand-by entfällt.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform wird das Reflektionsmuster durch von einer als eine Heizungsstruktur ausgestalteten Reflektionsstruktur reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen ermittelt. Hierdurch können die bereits im Deckglas der LIDAR-Vorrichtung verbauten Heizungsstrukturen zusätzlich zur Online-Kalibrierung eingesetzt werden. Neben der Vermeidung eines Beschlagens oder Zufrierens des Deckglases können die Heizungsstrukturen eine zusätzliche Funktion erfüllen.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln eines beschlagenen Deckglases einer LIDAR-Vorrichtung bereitgestellt. Hierfür werden Strahlen durch eine Strahlenquelle der LIDAR-Vorrichtung erzeugt und emittiert.
  • Von Objekten in einem Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen und von einer auf einem Deckglas der LIDAR-Vorrichtung aufgebrachten Reflektionsstruktur reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen werden durch einen Detektor empfangen.
  • Anschließend wird basierend auf den empfangenen Strahlen am Detektor eine Reflektivitätsverteilung der Reflektionsstruktur ermittelt.
  • In einem weiteren Schritt wird die Reflektivitätsverteilung mit einer Referenzverteilung verglichen, wobei bei einer Abweichung der Reflektivitätsverteilung von der Referenzverteilung ein beschlagenes Deckglas ermittelt wird.
  • Analog zu der Ermittlung eines Reflektionsmusters kann die Reflektivitätsverteilung des Detektorbildes dazu eingesetzt werden, festzustellen, ob das Deckglas der LIDAR-Vorrichtung durch Dampf oder Eis bedeckt ist.
  • Dabei kann die ortsaufgelöste Reflektivität evaluiert werden, um den Beschlagungszustand des Deckglases zu beurteilen. Dabei kann insbesondere ein Vergleich der Reflektivität der Reflektionsstruktur in der Reflektivität des Deckglases verwendet werden, um einen Beschlagungszustand festzustellen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird abhängig von einem Grad der Abweichung der Reflektivitätsverteilung von der Referenzverteilung eine Heizungsstruktur des Deckglases aktiviert und/oder gesteuert. Durch diese Maßnahme kann basierend auf der Überwachung des Beschlagungszustands des Deckglases einer Ansteuerung Beheizungsstrukturen auf dem Deckglas realisiert werden. Insbesondere kann abhängig vom Beschlagungszustand die elektrische Leistung der Heizungsstruktur geregelt werden. Bei einem geringen Grad der Beschlagung können die Heizungsstrukturen mit einer reduzierten elektrischen Leistung betrieben werden. Hierdurch kann eine erhöhte Energieeffizienz der Heizungsstruktur erzielt werden.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine LIDAR-Vorrichtung zum Abtasten eines Abtastbereichs bereitgestellt. Die LIDAR-Vorrichtung weist mindestens eine Strahlenquelle zum Erzeugen von Strahlen und zum Emittieren der Strahlen in den Abtastbereich auf. Des Weiteren weist die LIDAR-Vorrichtung mindestens einen Detektor zum Empfangen von aus dem Abtastbereich reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen auf, wobei die Strahlenquelle und der Detektor durch ein Deckglas geschützt angeordnet sind. Des Weiteren ist ein Steuergerät zum Ansteuern der Strahlenquelle und zum Auswerten des Detektors vorgesehen, wobei die LIDAR-Vorrichtung dazu eingerichtet ist, zumindest eines der erfindungsgemäßen Verfahren auszuführen.
  • Die LIDAR-Vorrichtung kann dazu eingerichtet sein, das Verfahren zum Kalibrieren und/oder das Verfahren zum Ermitteln eines beschlagenen Deckglases auszuführen. Die Auswertung der jeweiligen Reflektivitätsverteilung oder des jeweiligen Reflektionsmusters kann durch das Steuergerät basierend auf empfangenen Messdaten des Detektors erfolgen.
  • Dabei kann die LIDAR-Vorrichtung als ein rotierendes, scannendes oder als ein Flash-System ausgestaltet sein. Durch das Verfahren kann die LIDAR-Vorrichtung kosteneffizient und technisch einfach kalibriert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Reflektionsstruktur auf einer Innenfläche des Deckglases oder zwischen einer ersten Deckglasschicht und einer zweiten Deckglasschicht angeordnet. Die Reflektionsstruktur und/oder die Heizungsstruktur können vor äußeren Einflüssen geschützt auf der Innenseite des Deckglases oder zwischen zwei Deckglasschichten in Form einer Beschichtung oder in aufgeklebter Form angeordnet sein. Hierdurch können auch äußere Einflüsse auf die Online-Kalibrierung ausgeschlossen werden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Reflektionsstruktur in einem Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung oder außerhalb des Abtastbereichs der LIDAR-Vorrichtung angeordnet. Da das genutzte Sichtfeld oftmals kleiner ist, als das tatsächlich messbare Sichtfeld bzw. der Abtastbereich der LIDAR-Vorrichtung, können die überschüssigen Bereiche dazu genutzt werden, um dort eine Reflektionsstruktur zu positionieren. Diese Reflektionsstruktur kann beispielsweise in Form von Zuleitungen für eine homogene, transparente Heizungsschicht ausgestaltet sein.
  • Des Weiteren bietet eine derartige Anordnung der Reflektionsstruktur außerhalb des Abtastbereichs eine höhere Designfreiheit hinsichtlich der Größe, Form und Reflektivität, sodass die Online-Kalibrierung zusätzlich optimiert werden kann und den Betrieb der LIDAR-Vorrichtung nicht beeinträchtigt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Reflektionsstruktur als eine Heizungsstruktur ausgestaltet, wobei die als Heizungsstruktur ausgestaltete Reflektionsstruktur mehrere elektrische Heizleitungen und/oder Zuleitungen zu den Heizleitungen aufweist. Die jeweiligen Heizleitungen und oder Zuleitungen können als Reflektionsstruktur herangezogen werden, um eine Kalibrierung der LIDAR-Vorrichtung während des Betriebs auszuführen. Durch diese Maßnahme können zusätzliche Modifikationen zum Kalibrieren der LIDAR-Vorrichtung entfallen.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform verlaufen die elektrischen Heizleitungen und/oder Zuleitungen zu den Heizleitungen diagonal, in Vertikalrichtung und/oder in Horizontalrichtung entlang des Deckglases. Die Heizungsstrukturen können im gesamten Sichtfeld positioniert sein und können dabei horizontal und/oder vertikal verlaufen. Beispielsweise können die Heizleitungen und/oder die Zuleitungen ein Gitter formen. Dadurch kann sowohl eine Verzerrung in horizontaler, als auch in vertikaler Richtung detektiert werden. Eine kombinierte Anordnung erhöht zudem die Homogenität der Temperaturverteilung auf dem Deckglas, sodass dieses effizienter Enteist werden kann.
  • Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
    • 1 eine schematische Darstellung einer LIDAR-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform,
    • 2 eine schematische Darstellung einer LIDAR-Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform,
    • 3 eine schematische Durchsicht durch ein Deckglas mit in Horizontalrichtung verlaufenden elektrischen Leitungen,
    • 4 eine schematische Durchsicht durch ein Deckglas mit in Vertikalrichtung verlaufenden elektrischen Leitungen,
    • 5 eine schematische Durchsicht durch ein Deckglas mit in Horizontalrichtung und Vertikalrichtung verlaufenden elektrischen Leitungen,
    • 6 eine schematische Durchsicht durch ein Deckglas mit einer Reflexionsstruktur außerhalb eines Abtastbereichs und
    • 7-9 schematische Reflektivitätsverteilung zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Ermitteln eines beschlagenen Deckglases.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer LIDAR-Vorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform. Die LIDAR-Vorrichtung 1 dient zum Abtasten eines Abtastbereichs A und ist beispielsweise als eine rotierende LIDAR-Vorrichtung 1 ausgestaltet. Dabei kann eine Strahlenquelle 2 und ein Detektor 4 der LIDAR-Vorrichtung 1 um eine Rotationsachse R gedreht oder geschwenkt werden.
  • Der Detektor 4 und die Strahlenquelle 2 sind durch ein Deckglas 6 geschützt in der LIDAR-Vorrichtung 1 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Deckglas 6 rohrförmig bzw. kreisförmig ausgeführt und umgibt den Detektor 4 und die Strahlenquelle 2. Der Detektor 4 kann beispielsweise entlang einer Rotationsachse R höhenversetzt zu der Strahlenquelle 2 angeordnet sein.
  • Es wird nicht das gesamte Deckglas 6 zum Abtasten des Abtastbereichs A genutzt. Ein genutzter Abschnitt 8 des Deckglases 6 wird zum Emittieren von erzeugten Strahlen 3 in den Abtastbereich A eingesetzt.
  • Der für das Abtasten des Abtastbereichs A genutzte Abschnitt 8 entspricht im dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 180° bzw. einer Hälfte des Deckglases 6. Das Deckglas 6 weist darüber hinaus einen zum Abtasten des Abtastbereichs A ungenutzten Abschnitt 10 auf.
  • Auf dem Deckglas 6 ist eine Reflektionsstruktur 12 angeordnet. Die Reflektionsstruktur 12 kann beispielsweise auf einer Innenseite 7 des Deckglases 6 angeordnet sein oder, wie in 2 veranschaulicht, zwischen zwei Deckglasschichten 6.1, 6.2 angeordnet sein. Die Reflektionsstruktur 12 kann ausschließlich zum Reflektieren von erzeugten Strahlen 3 dienen oder eine zusätzliche Heizungsfunktion aufweisen.
  • Durch die erzeugten Strahlen 3 wird der Abtastbereich A abgetastet, sodass im Abtastbereich A angeordnete Objekte 14 detektiert werden können. Die erzeugten Strahlen 3 werden dabei von dem Objekt 14 reflektiert oder rückgestreut. Von dem Objekt 14 reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen 5 werden dabei von dem Detektor 4 empfangen. Des Weiteren werden erzeugte Strahlen 3 auch von der Reflektionsstruktur 12 reflektiert bzw. rückgestreut. Die von der Reflektionsstruktur 12 reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen 13 werden ebenfalls vom Detektor 4 empfangen.
  • Die LIDAR-Vorrichtung 1 weist ein Steuergerät 16 auf, welches dazu eingerichtet ist, die Strahlenquelle 2 anzusteuern und Messdaten des Detektors 4 zu empfangen und auszuwerten. Das Steuergerät 16 kann darüber hinaus zum Ansteuern und Regeln der als Heizungsstruktur ausgestalteten Reflektionsstruktur 12 eingesetzt werden.
  • Durch das Auswerten der reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen 5, 13 kann die Position der Reflektionsstruktur 12 durch das Steuergerät 16 ermittelt und zum Durchführen einer Online-Kalibrierung eingesetzt werden.
  • In der 2 ist eine schematische Darstellung einer LIDAR-Vorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Im Unterschied zum in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, weist die LIDAR-Vorrichtung ein Deckglas 6 auf, welches im Wesentlichen aus dem zum Abtasten des Abtastbereichs A genutzten Abschnitt 8 besteht. Das Deckglas 6 ist als ein Abschnitt bzw. Ausschnitt eines einen 360°-Winkel abdeckenden Deckglases ausgestaltet.
  • Das Deckglas 6 besteht aus einer ersten Deckglasschicht 6.1 und einer zweiten Deckglasschicht 6.2. Die Reflektionsstruktur 12 ist zwischen den beiden Deckglasschichten 6.1, 6.2 angeordnet.
  • Die LIDAR-Vorrichtung 1 kann als ein scannendes System ausgestaltet sein, bei welcher beispielsweise ein Ablenkelement 18 die erzeugten Strahlen 3 entlang des Abtastbereichs A ablenkt. Das Ablenkelement 18 kann beispielsweise ein Spiegel oder ein Prisma sein.
  • In der 3 ist eine schematische Durchsicht durch ein Deckglas 6 mit in Horizontalrichtung H verlaufenden elektrischen Leitungen 20 dargestellt. Die elektrischen Leitungen 20 bilden eine als Heizungsstruktur ausgestaltete Reflektionsstruktur 12 aus und können durch den Detektor 4 ermittelt werden, um eine Online-Kalibrierung oder eine Detektion eines beschlagenen Deckglases 6 genutzt werden.
  • Dabei ist der zum Abtasten des Abtastbereichs A genutzter Abschnitt 8 und der zum Abtasten des Abtastbereichs A ungenutzter Abschnitt 10 dargestellt. Die elektrischen Leitungen 20 erstrecken sich durch beide Abschnitte 8, 10.
  • Die 4 zeigt eine schematische Durchsicht durch ein Deckglas 6 mit in Vertikalrichtung V verlaufenden elektrischen Leitungen 20, welche als eine Heizungsstruktur ausgestaltet sind.
  • Die elektrischen Leitungen 20 können dabei direkt oder indirekt mit dem Steuergerät 16 verbunden sein. Das Steuergerät 16 kann dabei einen elektrischen Strom, welcher durch die elektrischen Leitungen 20 geleitet wird einstellen, um ein Beschlagen oder Vereisen des Deckglases 6 zu vermeiden.
  • Die 5 zeigt eine schematische Durchsicht durch ein Deckglas 6 mit in Horizontalrichtung H und Vertikalrichtung V verlaufenden elektrischen Leitungen 20. Hierdurch kann eine Kombination aus dem in 3 und in 4 gezeigten Deckgläsern 6 realisiert werden, welche eine homogene Wärmeverteilung auf dem zum Abtasten des Abtastbereichs A genutzten Abschnitt 8 ermöglicht.
  • In der 6 eine schematische Durchsicht durch ein Deckglas 6 mit einer Reflexionsstruktur 12 außerhalb eines zum Abtasten des Abtastbereichs A genutzten Abschnitts 8 dargestellt. Hierdurch kann der m Abtasten des Abtastbereichs A genutzter Abschnitts 8 des Deckglases 6 frei von der Reflexionsstruktur 12 verbleiben. Die Reflexionsstruktur 12 kann beispielsweise durch ein kurzzeitiges Schwenken der Strahlenquelle 2 und des Detektors 4 über den Abschnitt 8 hinaus ermittelt werden, um eine Online-Kalibrierung durchzuführen.
  • Die 7, 8 und 9 zeigen schematische Reflektivitätsverteilung RV zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Ermitteln eines beschlagenen Deckglases 6. Die Reflektivitätsverteilung RV weist dabei Reflektivitäten 22 des Objekts 14 im Abtastbereich A und Reflektivitäten 24 der Reflektionsstruktur 12 auf.
  • Die Reflektivität 22 des Objekts 14 wird dabei anhand der der von dem Objekt 14 reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen 5 ermittelt. Die Reflektivität 24 der Reflektionsstruktur 12 wird durch Empfangen und Auswerten der von der Reflektionsstruktur 12 reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen 13 ermittelt.
  • Die 7 zeigt eine Referenzverteilung der Reflektivität, welche einer Reflektivitätsverteilung RV eines unbeschlagenen Deckglases 6 entspricht. In der 8 ist eine Reflektivitätsverteilung RV eines leicht bzw. geringfügig beschlagenen Deckglases 6 dargestellt. Aus der 9 geht eine Reflektivitätsverteilung RV eines stark beschlagenen Deckglases 6 hervor.
  • Es ist ersichtlich, dass mit zunehmendem Grad der Beschlagung des Deckglases 6 ein Kontrast zwischen der Reflektivität 22 des Objekts 14 im Abtastbereich A und der Reflektivität 24 der Reflektionsstruktur 12 abnimmt und ein Übergang zwischen den beiden Reflektivitäten 22, 24 verschwimmt.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Kalibrieren einer LIDAR-Vorrichtung (1), wobei - Strahlen (3) durch eine Strahlenquelle (2) erzeugt und emittiert werden, - von Objekten (14) in einem Abtastbereich (A) der LIDAR-Vorrichtung (1) reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen (5) und von einer auf einem Deckglas (6) der LIDAR-Vorrichtung (1) aufgebrachten Reflektionsstruktur (12) reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen (13) durch einen Detektor (4) empfangen werden, - ein Reflektionsmuster basierend auf den von der auf dem Deckglas (6) aufgebrachten Reflektionsstruktur (12) reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen (13) ermittelt und mit einem Referenzmuster verglichen wird, - bei einer Abweichung zwischen dem ermittelten Reflektionsmuster und dem Referenzmuster mindestens eine Korrekturmaßnahme zum Kalibrieren der LIDAR-Vorrichtung (1) durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Reflektionsmuster durch von einer als eine Heizungsstruktur ausgestalteten Reflektionsstruktur (12) reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen (13) ermittelt wird.
  3. Verfahren zum Ermitteln eines beschlagenen Deckglases (6) einer LIDAR-Vorrichtung (1), wobei - Strahlen (3) durch eine Strahlenquelle (2) der LIDAR-Vorrichtung (1) erzeugt und emittiert werden, - von Objekten (14) in einem Abtastbereich (A) der LIDAR-Vorrichtung (1) reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen (5) und von einer auf einem Deckglas (6) der LIDAR-Vorrichtung (1) aufgebrachten Reflektionsstruktur (12) reflektierte und/oder rückgestreute Strahlen (13) durch einen Detektor (4) empfangen werden, - basierend auf den empfangenen Strahlen eine Reflektivitätsverteilung (24) von der Reflektionsstruktur (12) und von mindestens einer Reflektivität (22) des Abtastbereichs, insbesondere den Objekten (14) im Abtastbereich (A), ermittelt wird, - die Reflektivitätsverteilung mit einer Referenzverteilung verglichen wird, wobei bei einer Abweichung der Reflektivitätsverteilung von der Referenzverteilung ein beschlagenes Deckglas (6) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei abhängig von einem Grad der Abweichung der Reflektivitätsverteilung von der Referenzverteilung eine Heizungsstruktur (12) des Deckglases (6) aktiviert und/oder gesteuert wird.
  5. LIDAR-Vorrichtung (1) zum Abtasten eines Abtastbereichs (A), aufweisend mindestens eine Strahlenquelle (2) zum Erzeugen von Strahlen (3) und zum Emittieren der Strahlen (3) in den Abtastbereich (A), aufweisend mindestens einen Detektor (4) zum Empfangen von aus dem Abtastbereich (A) reflektierten und/oder rückgestreuten Strahlen (5), wobei die Strahlenquelle (2) und der Detektor (4) durch ein Deckglas (6) geschützt angeordnet sind, und aufweisend ein Steuergerät (16) zum Ansteuern der Strahlenquelle (3) und zum Auswerten des Detektors (4), dadurch gekennzeichnet, dass die LIDAR-Vorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, zumindest eines der Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
  6. LIDAR-Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Reflektionsstruktur (12) auf einer Innenfläche des Deckglases (6) oder zwischen einer ersten Deckglasschicht (6.1) und einer zweiten Deckglasschicht (6.2) angeordnet ist.
  7. LIDAR-Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Reflektionsstruktur (12) in einem zum Abtasten des Abtastbereichs (A) genutzten Abschnitt (8) des Deckglases (6) der LIDAR-Vorrichtung (1) oder außerhalb des zum Abtasten des Abtastbereichs (A) genutzten Abschnitts (8) des Deckglases (6) der LIDAR-Vorrichtung (1) angeordnet ist.
  8. LIDAR-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Reflektionsstruktur (12) als eine Heizungsstruktur ausgestaltet ist, wobei die als Heizungsstruktur ausgestaltete Reflektionsstruktur (12) mehrere elektrische Heizleitungen (20) und/oder Zuleitungen zu den Heizleitungen (20) aufweist.
  9. LIDAR-Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die elektrischen Heizleitungen (20) und/oder Zuleitungen zu den Heizleitungen (20) in Vertikalrichtung (V), in Horizontalrichtung (H) und/oder diagonal entlang des Deckglases (6) verlaufen.
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