DE102020215039A1 - LiDAR-Sensorsystem - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein LiDAR-Sensorsystem (1) aufweisend eine Sendeeinheit (3) mit einer Laserquelle (2), einem Phasenmodulator (7) zum Modulieren einer Phase des Lichts der Laserquelle (2) und einer Sendeoptik (5) zum Aussenden des von dem Phasenmodulator (7) modulierten Lichts in eine Umgebung (10) des LiDAR-Sensorsystems (1), eine Empfangseinheit (4) mit einer Empfangsoptik (6) zum Empfangen von an einem Objekt (11) der Umgebung (10) reflektierten Licht und mit einer Auswerteeinheit (8) zum Auswerten des von der Empfangsoptik (6) empfangen Lichts, wobei die Sendeeinheit (3) ausgebildet ist, mehrere Sendesequenzen (100) des Lichts auszusenden, wobei jede Sendesequenz (100) einen ersten Abschnitt (101) und einen zweiten Abschnitt (102) aufweist, wobei der erste Abschnitt (101) ein unmoduliertes, insbesondere phasenkonstantes, Signal ist, wobei der zweite Abschnitt (102) ein durch den Phasenmodulator (7) phasenmoduliertes Signal ist, und wobei die Auswerteeinheit (8) ausgebildet ist, anhand des ersten Abschnitts (101) zumindest einen Betrag einer Dopplerfrequenz zu ermitteln und anhand der Dopplerfrequenz und des zweiten Abschnitts (102) eine Entfernung zu dem Objekt (11) zu bestimmen.

Description

• Stand der Technik
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein LiDAR-Sensorsystem . Das LiDAR-Sensorsystem ist insbesondere in einem Fahrzeug verwendbar. Das LiDAR-Sensorsystem ermöglicht eine zuverlässige Dopplerkompensation.
• Aus dem Stand der Technik sind LiDAR-Sensorsysteme bekannt. Diese arbeiten zumeist nach dem „direct detection“-Prinzip, bei dem eine Intensität eines zurückreflektierten Lichts detektiert wird, um auf ein Objekt in der Umgebung zu schließen. Außerdem sind LiDAR-Systeme bekannt, die kohärente Empfänger aufweisen. Solche Systeme senden beispielsweise frequenzmodulierte Signale aus, um einerseits einen Abstand zu dem detektierten Objekt, andererseits eine Geschwindigkeit des detektierten Objekts erfassen zu können. Das zugrunde liegende Verfahren „frequency modulated continuous wave (FMCW)“ ist bereits aus der Radartechnik bekannt. Alternativ zur Frequenzmodulation lassen sich auch Phasencodes einsetzen, bei denen die Phase des ausgesandten Lichts moduliert wird. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der WO 2018/144853 A1 bekannt.
• Offenbarung der Erfindung
• Das erfindungsgemäße LiDAR-System ermöglicht eine zuverlässige Dopplerkompensation bei phasenmodulierten Lichtsignalen. Somit ist insbesondere ermöglicht, die bei dem LiDAR-Messprinzip möglichen großen Frequenzverschiebungen durch den Dopplereffekt zu kompensieren, um weiterhin eine Korrelation zwischen ausgesandtem Signal und empfangenem Signal zu ermöglichen, was wiederum eine Bestimmung der Lichtlaufzeit und damit der Entfernung zwischen LiDAR-System und detektiertem Objekt ermöglicht. Der Aufbau des erfindungsgemäßen LiDAR-Sensorsystems bleibt dabei schlank, insbesondere lässt sich eine Geschwindigkeitsschätzung mit geringem Hardware-Aufwand durchführen. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von Phasencodes eine verbesserte Parallelisierbarkeit des LiDAR-Sensorsystems, die Möglichkeit mehrere Ziele zu detektieren sowie eine zuverlässige und eindeutige Entfernungsschätzung durchzuführen.
• Das LiDAR-Sensorsystem weist eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit auf. Die Sendeeinheit wiederum weist eine Laserquelle, einen Phasenmodulator und eine Sendeoptik auf. Der Phasenmodulator dient zum Modulieren einer Phase des Lichts der Laserquelle. Die Sendeoptik dient zum Aussenden des von dem Phasenmodulator modulierten Lichts in eine Umgebung des LiDAR-Sensorsystems. Das von der Sendeeinheit in die Umgebung ausgesandte Licht weist somit einen Phasencode auf, der durch den Phasenmodulator eingebracht wird.
• Die Empfangseinheit weist eine Empfangsoptik und eine Auswerteeinheit auf. Die Empfangsoptik dient zum Empfangen von Licht aus der Umgebung. Insbesondere lässt sich somit reflektiertes Licht empfangen, das von der Sendeeinheit ausgesandt und an einem Objekt in der Umgebung reflektiert wurde. Die Auswerteeinheit dient zum Auswerten des von der Empfangsoptik empfangenen Lichts, wobei das empfangene Licht insbesondere ein Lichtsignal darstellt.
• Die Sendeeinheit ist bevorzugt weiterhin ausgebildet, mehrere Sendesequenzen des Lichts auszusenden. Jede Sendesequenz weist dabei einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt ein unmoduliertes, phasenkonstantes Signal und der zweite Abschnitt ein durch den Phasenmodulator phasenmoduliertes Signal ist. Somit weist lediglich ein Teil der Sendesequenz besagten Phasencode auf, während ein anderer Teil des ausgesandten Lichts keinerlei Phasencodierung innehat. Durch einen derartigen Aufbau der Sendesequenz ist eine zuverlässige Dopplerschätzung ermöglicht, um somit eine Dopplerkompensation durchzuführen. Die Auswerteeinheit der Empfangseinheit ist daher derart ausgebildet, anhand des ersten Abschnitts zumindest einen Betrag der Dopplerfrequenz zu ermitteln. Anhand der Dopplerfrequenz und des zweiten Abschnitts ist die Auswerteeinheit ausgebildet, eine Entfernung zu dem Objekt zu bestimmen.
• Wie eingangs bereits beschrieben, ist das empfangene Lichtsignal zum einen zeitverschoben, wobei sich in der Zeitverschiebung die Entfernung zu dem das Licht reflektierenden Objekts wiederspiegelt, und außerdem aufgrund des Dopplereffekts frequenzverschoben. Eine FFT-Analyse des empfangenen Signals würde aufgrund des Spektrums des Phasencodes zu einer schwer oder gar nicht zu detektierenden Dopplerfrequenz führen. Somit ist aufgrund der Unterteilung der Sendesequenz in den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt eine zuverlässige Abschätzung der Dopplerfrequenz anhand des ersten Abschnitts, d.h., des Abschnitts ohne Phasencode, ermöglicht. Die Auswerteeinheit ist somit eingerichtet, anhand der derart bestimmten Dopplerfrequenz eine Dopplerkompensation vorzunehmen, um im Anschluss an die Dopplerschätzung die Zeitverschiebung zu detektieren, um daraus eine Entfernungsschätzung zu erreichen.
• Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
• Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit ein einfacher Demodulator ist. Alternativ oder zusätzlich ist die Auswerteeinheit ein komplexer Demodulator. Bereits die Verwendung eines einfachen Demodulators ermöglicht eine zuverlässige Entfernungsschätzung sowie zumindest eine betragsmäßige Geschwindigkeitsschätzung des detektierten Objekts in der Umgebung. Wird ein komplexer Demodulator verwendet, so ist auch eine vorzeichenrichtige Schätzung der Geschwindigkeit des Objekts ermöglicht.
• Die Auswerteeinheit weist besonders vorteilhaft einen Photodetektor sowie eine Auswertelogik auf. Die Auswertelogik umfasst insbesondere einen Analog-Digital-Umsetzer und einen digitalen Signalprozessor.
• Jeder zweite Abschnitt jeder Sendesequenz ist bevorzugt ein eindeutiger Code. Der eindeutige Code besitzt eine eindeutige Autokorrelationsfunktion. Auf diese Weise lässt sich anhand der Kreuzkorrelation des empfangenen zweiten Abschnitts mit der ursprünglich ausgesandten Sendesequenz eine Zeitverschiebung des empfangenen Signals erkennen. Anhand dieser Zeitverschiebung wiederum lässt sich die Entfernung zu dem Objekt in der Umgebung ermitteln, an dem die Sendesequenz reflektiert wurde. Da die Dopplerfrequenz bereits anhand des ersten Abschnitts jeder Sendesequenz ermittelt werden kann, lässt sich die Zeitverschiebung anhand des zweiten Abschnitts der Sendesequenz einfach und aufwandsarm ermitteln.
• Bei den Codes handelt es sich besonders vorteilhaft um Biphasen-Codes, insbesondere um Baker-Codes oder um Maximal-Folgen, auch Maximum Length Sequence (MLS) genannt, oder um Gold-Codes oder um Kasami-Codes oder um Polyphasen-Codes. Alle diese Codes weisen eine eindeutige Autokorrelationsfunktion auf. Somit eignen sich besagte Codes vorteilhaft für die Verwendung als zweiter Abschnitt jeder Sendesequenz.
• Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt einer Sendesequenz sind bevorzugt seriell angeordnet oder alternativ miteinander verschachtelt. Bei der seriellen Anordnung wird als Sendesequenz zunächst das unmodulierte bzw. phasenkonstante Signal und anschließend das phasenmodulierte Signal ausgesandt, d.h., zunächst der erste Abschnitt und dann der zweite Abschnitt. Ebenso ist möglich, zunächst den zweiten Abschnitt und anschließend den ersten Abschnitt der Sendesequenz auszusenden. Besonders vorteilhaft lässt sich das phasenkonstant bzw. unmodulierte Signal derart generieren, dass in diesem Fall der Phasenmodulator nicht angesteuert wird und somit eine konstante Phase eingestellt ist. Für die zweiten Abschnitte der Sendesequenzen hingegen erfolgt eine Ansteuerung des Phasenmodulators, um eine entsprechende Phasencodierung zu generieren.
• Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt sind in einer alternativen Ausgestaltung vorteilhafterweise additiv überlagert. Die Sendesequenz stellt somit eine Kombination aus erstem Abschnitt und zweitem Abschnitt dar, wobei diese Kombination insbesondere zeitlich länger ausgebildet ist als jeweils der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt einer Sendesequenz, bei der erster Abschnitt und zweiter Abschnitt sequentiell angeordnet sind. Dadurch lässt sich die gleiche oder zumindest eine ähnliche Signalenergie der einzelnen Komponenten der Sendesequenz, d.h., des phasenkonstanten bzw. unmodulierten Signals und des phasenmodulierten Signals, wie bei der sequentiellen Anordnung erreichen. Da LiDAR-Sensorsysteme üblicherweise eine begrenzte maximale Ausgangsleistung aufweisen, welche aufgrund von Augensicherheitsregelungen nicht überschritten werden darf, lässt sich die ausgesandte Signalenergie in der Regel nicht durch Erhöhung der Ausgangsleistung, sondern vorwiegend durch eine Verlängerung des Aussendezeitraums erhöhen. Die additive Überlagerung von erstem Abschnitt und zweitem Abschnitt ist vorteilhaft, da die beiden Abschnitte zeitlich zur selben Zeit ausgesandt und damit auch reflektiert werden. Somit sind die Entfernung zum reflektierenden Objekt und die Dopplerfrequenz für beide Abschnitte identisch, wodurch dynamische Effekte unterdrückt werden und sich die Dopplerfrequenz und Entfernung zum Objekt genauer als bei der sequentiellen Anordnung von erstem Abschnitt und zweitem Abschnitt ermitteln lassen.
• Die Sendeeinheit weist vorteilhafterweise einen Frequenzverschieber auf, um eine Frequenz entweder des ersten Abschnitts oder des zweiten Abschnitts zu verschieben. Bei der additiven Überlagerung von erstem Abschnitt und zweitem Abschnitt ist eine Detektion der Dopplerfrequenz insofern erschwert, als der Phasencode des zweiten Abschnitts als zusätzliches Rauschen erscheint. Um eine gegenseitige Störung der beiden Abschnitte zu vermeiden, erfolgt somit vorteilhafterweise eine Frequenzverschiebung der beiden Abschnitte derart, dass sich diese wieder trennen lassen. Somit ist eine Detektionswahrscheinlichkeit erhöht.
• Weiterhin ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Empfangseinheit zumindest ein Filter aufweist. Das Filter dient zum Unterscheiden von erstem Abschnitt und zweitem Abschnitt anhand der Frequenzverschiebung. Dies ermöglicht eine Trennung des empfangenen Lichtsignals in einen Bereich des ersten Abschnitts und einen Bereich des zweiten Abschnitts, so dass die entsprechenden Abschnitte getrennt voneinander handhabbar sind. Dadurch sind Unterscheidungen zwischen den beiden Abschnitten ermöglicht, ebenso wie dies bei der zeitlichen Trennung von erstem Abschnitt und zweitem Abschnitt aufgrund der sequentiellen Anordnung dieser Abschnitte zuvor beschrieben wurde.
• Die Sendeeinheit weist bevorzugt mehrere parallele Phasenmodulatoren auf, um mehrere Sendesequenzen parallel auszusenden. Insbesondere ist für jeden Phasenmodulator eine eigene Sendeoptik vorgesehen. Die zweiten Abschnitte der parallel ausgesandten Sendesequenzen sind durch die jeweiligen Phasenmodulatoren bevorzugt orthogonal zueinander codiert. Somit ist eine Unterscheidung jeder parallel ausgesandten Sendesequenz zu den entsprechend anderen parallel ausgesandten Sendesequenzen ermöglicht. Somit ist ein paralleles LiDAR-Sensorsystem erreicht. Dazu ist vorteilhafterweise entweder eine einzelne Empfangsoptik sowie eine einzelne Auswerteeinheit vorgesehen, wobei alternativ eine Mehrzahl von Empfangsoptiken und Auswerteeinheiten vorhanden sind, um somit eine Parallelisierung auch bei der Empfangseinheit vorzusehen.
• Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug. Das Fahrzeug weist ein LiDAR-Sensorsystem wie zuvor beschrieben auf. Somit ist eine sichere und zuverlässige Detektion von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs sichergestellt, wobei die Kosten für das Fahrzeug aufgrund des zuvor beschriebenen Aufbaues des LiDAR-Sensorsystems minimiert sind.
• Figurenliste
• Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
• 1 eine schematische Abbildung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 2 eine schematische Ansicht einer ersten Alternative des LiDAR-Sensorsystems des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 3a eine erste Variante einer Sendesequenz, die von dem LiDAR-Sensorsystem des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgesandt wird,
• 3b eine zweite Variante einer Sendesequenz, die von dem LiDAR-Sensorsystem des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgesandt wird,
• 4a eine beispielhafte Ansicht eines Spektrums zur Dopplerschätzung (die Abszisse zeigt die Frequenz in MHz und die Ordinate zeigt die Amplitude in dB),
• 4b eine beispielhafte Ansicht eines Spektrums zur Entfernungsschätzung (die Abszisse zeigt die Entfernung in m und die Ordinate zeigt die Amplitude in dB),
• 5 eine schematische Ansicht einer zweiten Alternative des LiDAR-Sensorsystems des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 6 eine schematische Detailansicht einer dritten Variante des LiDAR-Sensorsystems des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 7 ein beispielhaftes Spektrum zur Dopplerschätzung,
• 8a eine schematische Detailansicht einer vierten Alternativen des LiDAR-Sensorsystems des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 8b eine schematische Detailansicht einer fünfte Alternativen des LiDAR-Sensorsystems des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 9 eine beispielhafte Ansicht eines Spektrums zur Dopplerschätzung,
• 10 eine schematische Ansicht eines Signalverarbeitungsplans zur Dopplerschätzung,
• 11 eine schematische Ansicht einer sechsten Alternative des LiDAR-Sensorsystems des Fahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
• 12 eine schematische Ansicht eines Signalverarbeitungsplans zur Dopplerschätzung bei Verwendung des LiDAR-Sensorsystems gemäß der sechsten Alternative.
• Ausführungsformen der Erfindung
• 1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 9 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug 9 wiederum weist ein LiDAR-Sensorsystem 1 auf. Mit dem LiDAR-Sensorsystem 1 sind Objekte 11 in einer Umgebung 10 des LiDAR-Sensorsystems 1 und damit des Fahrzeugs 9 detektierbar.
• Das LiDAR-Sensorsystem 1 weist eine Sendeeinheit 3 sowie eine Empfangseinheit 4 auf. Die Sendeeinheit 3 dient zum Aussenden eines Lichtsignals, das von dem Objekt 11 reflektiert wird, so dass dieses reflektierte Signal von der Empfangseinheit 4 empfangbar ist. Anhand einer Zeitverschiebung zwischen dem ausgesandten Signal und dem empfangenen Signal lässt sich auf die Lichtlaufzeit und damit auf die Entfernung zwischen LiDAR-Sensorsystem 1 und Objekt 11 rückschließen. Der auftretende Dopplereffekt ermöglicht außerdem eine Abschätzung der Geschwindigkeit, mit der sich das Objekt 11 bewegt.
• Im Grundsatz ist vorgesehen, dass das LiDAR-Sensorsystem 1 nach kohärenten Phasencode-Ansätzen arbeitet, so dass ein ausgesandtes Laserlicht in seiner Phase variiert wird. Eine erste Alternative der Umsetzung eines solchen LiDAR-Sensorsystems 1 ist in 2 gezeigt. Das LiDAR-Sensorsystem 1 gemäß der ersten Alternative weist, wie zuvor beschrieben, die Sendeeinheit 3 und die Empfangseinheit 4 auf. Die Sendeeinheit 3 umfasst eine Laserquelle 2, einen Phasenmodulator 7 und eine Sendeoptik 5. Die Empfangseinheit 4 weist eine Empfangsoptik 6 sowie eine Auswerteeinheit 8 auf.
• Um ein Lichtsignal mittels der Sendeeinheit 3 auszusenden, ist zunächst vorgesehen, dass mittels der Laserquelle 2 Laserlicht ausgesandt wird. Dieses Licht wird von einem Splitter 12 sowohl zu der Empfangseinheit 4 als auch zu dem Phasenmodulator 7 geleitet. Der Phasenmodulator 7 dient zum Modulieren der Phase des Lichts der Laserquelle 2, um somit einen Phasencode zu generieren. Anschließend wird das derartig modulierte Licht von der Sendeoptik 5 in die Umgebung 10 ausgesandt.
• Das ausgesandte Licht wird von einem Objekt 11 in der Umgebung 10 reflektiert und gelangt somit zur Empfangsoptik 6 der Empfangseinheit 4. Von dort gelangt das empfangene Lichtsignal zu einem Koppler 13, der das über dem Splitter 12 abgezweigte Licht der Laserquelle 2 einkoppelt. Über die Auswerteeinheit 8 kann schließlich eine Auswertung des empfangenen Signals erfolgen. Die Auswerteeinheit 8 weist einen Photodetektor 8a und eine Auswertelogik mit einem Analog-Digital-Umsetzer 8b und einem Digitalsignalprozessor 8c auf.
• Zum Auswerten des empfangenen Lichtsignals erfolgt eine Korrelation des empfangenen Lichtsignals mit dem Phasencode, der von dem Phasenmodulator 7 aufgebracht wurde. Dazu ist vorgesehen, dass der Phasencode, der von dem Phasenmodulator 7 aufgebracht wurde, eine eindeutige Autokorrelationsfunktion aufweist. Beispielsweise handelt es sich bei dem aufgebrachten Phasencode um einen Biphasen-Code, insbesondere einen Baker-Code oder um Maximalfolgen oder um Gold-Codes oder um Kasami-Codes oder um Polyphasen-Codes. Anhand der Korrelation kann somit eine Zeitverschiebung des empfangenen Lichtsignals bezüglich des ausgesandten Lichtsignals ermittelt werden. Diese Zeitverschiebung ist charakteristisch für die Lichtlaufzeit zwischen dem LiDAR-Sensorsystem 1 und dem Objekt 11. Somit kann anhand der Phasenverschiebung eine Entfernung d zwischen LiDAR-Sensorsystem 1 und dem Objekt 11 ermittelt werden.
• Das empfangene Lichtsignal ist allerdings nicht nur zeitverschoben, sondern in seiner Frequenz auch Dopplerverschoben. Die Auswerteeinheit 8 ist daher ausgebildet, zunächst eine Dopplerschätzung vorzunehmen, um anschließend eine Dopplerkompensation zu erreichen. Hierzu ist vorgesehen, dass der Phasenmodulator 7 eine ausgesandte Sendesequenz 100 in zwei Abschnitte unterteilt. Dies ist in den 3a und 3b schematisch dargestellt.
• In 3a ist eine erste Variante gezeigt. Hierbei ist die Sendesequenz 100 in zwei sequentiell angeordnete Abschnitte 101, 102 unterteilt. Der erste Abschnitt 101 ist ein unmoduliertes, phasenkonstantes Signal, in das kein Phasencode durch den Phasenmodulator 7 eingebracht wurde. Mit anderen Worten ist der Phasenmodulator 7 zur Generierung des ersten Abschnitts 101 nicht angesteuert bzw. konstant angesteuert. An den ersten Abschnitt 101 schließt der zweite Abschnitt 102 an, der einen Phasencode aufweist, d.h., ein durch den Phasenmodulator 7 phasenmoduliertes Signal ist. Die in 3b dargestellte zweite Variante stellt ebenfalls eine Sendesequenz 100 dar, die in einem ersten Abschnitt 101 und einem zweiten Abstand 102 aufgeteilt ist, wobei in dieser Variante der erste Abschnitt 101 und der zweite Abschnitt 102 verschachtelt angeordnet sind. Anhand des ersten Abschnitts 101 ist eine Dopplerschätzung ermöglicht, die insbesondere nicht von einem Phasencode beeinflusst wird. Ist eine Dopplerfrequenz abgeschätzt, so kann dies zur Kompensation des zweiten Abschnitts 102 verwendet werden, um die Phasenverschiebung zuverlässig und genau zu ermitteln.
• Unabhängig von der zuvor beschriebenen Variante wie in 3a und 3b gezeigt, werden die Sendesequenzen im Basisband gesendet. Wird der in 2 gezeigte Aufbau des LiDAR-Sensorsystems verwendet, der einen reellen Demodulator zeigt, so ergibt sich in der Auswerteeinheit 8 im digitalen Basisband für den ersten Abschnitt 101 das folgende Signal scw: $$s_{CW}\left(k\right)={\widehat{A}}_s\cdot cos\left({\omega }_{D}k{T}_s+{\omega }_0\tau \right)+n_s\left(k\right)$$

  
• Analog ergibt sich für den zweiten Abschnitt 102 das Signal c_RX: $$c_{RX}\left(k\right)={\widehat{A}}_c\cdot cos\left({\omega }_{D}k{T}_s+{\omega }_0\tau -\varphi \left(k{T}_s\right)\right)+n_c\left(k\right)$$

  

k

Digitale Laufvariable k ∈ ℕ0

Ts

Abtastintervall; entspricht invertiert der Abtastzeit: fs = 1/Ts

Ä

Signalamplitude, beinhaltet Dämpfung über Signalpfad Verstärkung im Mischprozess und durch Verstärker, etc.

ωD

Kreisfrequenz der Doppler-Frequenz

ω0τ

Phasenverschiebung resultierend aus Time of Flight bezogen auf Kreisträgerfrequenz

n(k)

Zusammengefasstes diskretisiertes Rauschen (Schrotrauschen, thermisches Rauschen, Phasenrauschen)

Φ(kTs - τ)

Zeitverschobene Codesequenz

• Da der erste Abschnitt 101 und der zweite Abschnitt 102 zeitversetzt gesendet werden, lassen sich auch die korrespondierenden Teile des Empfangssignals entsprechend identifizieren.
• Die Auswerteeinheit 8 ist ausgebildet, das Signal scw mittels einer FFT-Analyse zu untersuchen, um die Dopplerfrequenz f_D zu ermitteln. Ein beispielhaftes Spektrum zur Ermittlung der Dopplerfrequenz f_D ist in 4a gezeigt.
• Mit der auf diese Weise ermittelten Dopplerfrequenz f_D erfolgt anschließend die Abschätzung der Entfernung d mittels Korrelation zwischen einem korrigierten Code Template c_T und dem empfangenen Codesignal c_RX. Das Code Template c_T ist dabei anhand der Dopplerfrequenz f_D korrigiert, wodurch eine Dopplerkompensation erfolgt. Vorzugsweise werden zwei Code Templates c_T mit dem Empfangssignal korreliert, was zu einer maximierten Detektionsperformance führt. Alternativ lässt sich besagte Korrelation auch mit lediglich einem einzigen Code Template durchführen. Nachfolgend wird beispielhaft die Variante mit zwei Code Templates dargestellt:
• Das erste Code Template ist: $$c_{TC}\left(k\right)=cos\left({\tilde{\omega }}_{D}k{T}_s-\varphi \left(k{T}_s\right)\right)$$

  
• Da der Phasenterm ω₀ τ jedoch unbekannt ist, wird zudem eine Kreuzkorrelation mit der Sinusversion durchgeführt: $$c_{TC}\left(k\right)=sin\left({\tilde{\omega }}_{D}k{T}_s-\varphi \left(k{T}_s\right)\right)$$

  
• ω̃_D beschreibt dabei jeweils die zuvor geschätzte Doppler-Kreis-Frequenz, d.h. die Dopplerfrequenz f_D multipliziert mit 2π. Die Korrelation kann nun gleichermaßen für beide Templates mathematisch wie folgt beschrieben werden, wobei c_T jeweils für die Kosinus- oder die Sinus-Version des Templates steht: $$R_{sc}\left(u\right)={\displaystyle {\sum }_{k=0}^{N_{CS}}{c}_{RX}\left(k\right)c_T\left(k-u\right)}$$

  
• Ncs ist hierbei die Länge der Code-Sequenz und ergibt sich über Ncs = Tcs . fs, wobei Tcs die Gesamtdauer der Code-Sequenz ist. Die beiden Korrelationsfunktionen für die verschiedenen Template-Funktionen können dann folgendermaßen zusammengefasst werden: $$R_{SCges}\left(u\right)=\left|R_{SCsin\left(u\right)}\right|+\left|R_{SCcos}\left(u\right)\right|$$

  
• Die Frequenzauflösung Δf der Dopplerschätzung ergibt sich aus der Sendedauer des ersten Abschnitts 101. Die Frequenzauflösung Δf entspricht dabei in etwa dem Kehrwert der Sendedauer des ersten Abschnitts 101. Somit ergibt sich: Δf ≈ 1/T_CW
• Die Entfernungsauflösung Δd ist abhängig von der Bandbreite Bc des Phasencodes des zweiten Abschnitts 102 und ergibt sich in etwa zu: $$\Delta d\approx c_0\text{/}\left(2B_c\right)$$

  
• Die zeitliche Dauer des ersten Abschnitts 101 und/oder des zweiten Abschnitts 102 beträgt insbesondere zwischen 3 µs und 20 µs. Eine typische Bandbreite des Phasencodes des zweiten Abschnitts 102 liegt insbesondere im dreistelligen MHz-Bereich bis hin zu einem Bereich von wenigen GHz.
• 4b zeigt schematisch die Schätzung der Entfernung d zwischen LiDAR-Sensorsystem 1 und Objekt 11. Besagte Abschätzung der Entfernung d erfolgt anhand der Ermittlung der Zeitverschiebung des empfangenen Lichtsignals, d.h., des Signals c_RX. Diese Ermittlung kann einfach und zuverlässig durchgeführt werden, da eine Dopplerkompensation bereits durchgeführt wurde.
• 5 zeigt schematisch eine zweite Variante des LiDAR-Sensorsystems 1 des Fahrzeugs 9 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei ist die Sendeeinheit 3 analog zu der ersten Variante wie zuvor beschrieben. Ein Unterschied besteht in der Empfangseinheit 4, die in der in 5 dargestellten zweiten Variante einen komplexen Demodulator 18, 19 aufweist. Hierzu ist eine erste Auswerteeinheit 18 für die I-Pfad und eine zweite Auswerteeinheit 19 für den Q-Pfad vorgesehen. Die erste Auswerteeinheit 18 und die zweite Auswerteeinheit 19 weisen dabei jeweils einen eigenen Photodetektor 8a sowie eine eigene Auswertelogik mit Analog-Digital-Umsetzer 8b und digitalem Signalprozessor 8c auf.
• Außerdem weist die Empfangseinheit 4 einen ersten Zusatzsplitter 15 auf, der das Referenzsignal von dem Splitter 12 der Sendeeinheit 3 nochmals aufgesplittet, um dieses dem jeweiligen Koppler 13a, 13b der entsprechenden Pfade des komplexen Demodulators 18, 19 zu übertragen. Dabei ist vorgesehen, dass für den Q-Pfad ein Phasenversatz von 90° eingebracht wird. Ebenso ist ein zweiter Zusatzsplitter 14 vorhanden, der das von der Empfangsoptik 6 empfangene Licht auf die beiden Pfade des komplexen Demodulators 18, 19 aufteilt.
• Die grundsätzliche Funktionsweise ist analog wie zuvor beschrieben. Allerdings ermöglicht der komplexe Demodulator 18, 19 auch eine vorzeichenrichtige Dopplerschätzung und somit die Ermittlung der Geschwindigkeit v des Objekts 11 nicht nur betragsmäßig, sondern vorzeichenrichtig.
• Zuvor wurde außerdem beschrieben, dass der erste Abschnitt 101 und der zweite Abschnitt 102 sequentiell ausgesandt werden. Eine Alternative hierzu ist in 6 schematisch dargestellt. Der Phasenmodulator 7 wie in den 2 und 5 gezeigt, wird hierbei ersetzt durch den in 6 gezeigten Aufbau. Dies bedeutet, dass der neue Phasenmodulator 7 zwischen einer Signalaufteilung 17a und einer Signalzusammenführung 17b vorgesehen ist, wodurch parallel zu dem phasenmodulierten Signal auch ein konstantes Signal übertragen wird. Im Endeffekt erfolgt somit eine additive Überlagerung des vom Phasenmodulator 7 phasenmodulierten Signals und des konstanten Signals. Somit werden in der Sendesequenz 100 der erste Abschnitt 101 und der zweite Abschnitt 102 additiv überlagert. Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Phasenmodulator 7 muss der in 6 gezeigte Phasenmodulator 7 somit nicht mehr zum Generieren des ersten Abschnitts 101 nicht oder konstant angesteuert werden. Vielmehr erfolgt fortwährend eine additive Überlagerung des konstanten Signals aufgrund des in 6 dargestellten unteren Lichtpfads.
• Um eine gleiche Signalenergie des ersten Abschnitts 101 und des zweiten Abschnitts 102 wie in den zuvor beschriebenen Variante zu erreichen, erfolgt vorteilhafterweise eine Verlängerung der Sendedauer, wodurch die zeitliche Länge der Sendesequenzen 100 zunimmt. Alternativ kann auch die Ausgangsleistung des LiDAR-Sensorsystems 1 erhöht werden, was aber im Allgemeinen aufgrund von Augensicherheits-Anforderungen nicht möglich oder nicht sinnvoll ist. Beispielsweise können die überlagerten Signalanteile, d.h., der erste Abschnitt 101 und der zweite Abschnitt 102, nur die halbe Leistung wie zuvor aufweisen, wenn diese gleichzeitig ausgesandt werden.
• Ein Vorteil dieser gleichzeitigen Aussendung von erstem Abschnitt 101 und zweitem Abschnitt 102 ist die zeitgleiche Reflexion dieser Signale am Objekt 11. Daher unterliegen beide Abschnitte 101, 102 derselben Beeinflussung, da Entfernung und Doppler identisch sind. Im Gegensatz dazu ist bei der zuvor beschriebenen sequentiellen Aussendung von erstem Abschnitt 101 und zweitem Abschnitt 102 stets ein zeitlicher Versatz vorhanden, auch wenn dieser zumeist vernachlässigbar gering ist.
• Die additive Überlagerung von erstem Bereich 101 und zweiten Bereich 102 führt somit zu einer genaueren Schätzung von Abstand d und Geschwindigkeit v. Allerdings ist die Detektierung der Dopplerfrequenz f_D aufwendiger, was in 7 dargestellt ist. Aufgrund der Bandbreite B_C des Phasencodes des zweiten Abschnitts 102 entsteht ein zusätzliches Rauschen 100 zusätzlich zum Grundrauschen 200, wenn die Dopplerfrequenz f_D mittels FFT-Analyse gefunden werden soll (vgl. 7).
• Zur besseren Identifikation der Dopplerfrequenz f_D ist besonders vorteilhaft eine Variante vorgesehen, in der eine Frequenzverschiebung von erstem Abschnitt 101 und zweitem Abschnitt 102 vorhanden ist. Solche Varianten sind in den 8a und 8b gezeigt. 8a zeigt eine ähnliche Anordnung wie 6, wobei das phasenkonstante Signal durch einen Frequenzverschieber 17c in seiner Frequenz verschoben ist. 8b zeigt eine Variante, in der das phasenmodulierte Signal durch den Frequenzverschieber 17c in seiner Frequenz verschoben ist.
• Der grundsätzliche Aufbau des LiDAR-Sensorsystems 1 und der Ablauf der Auswerteeinheit 8 zum Abschätzen von Dopplerfrequenz f_D sowie Entfernung d und Geschwindigkeit v sind analog wie oben beschrieben. Dabei ist aufgrund der Frequenzverschiebung zwischen dem ersten Abschnitt 101 und dem zweiten Abschnitt 102 eine Detektierbarkeit der entsprechenden Abschnitte 101, 102 vereinfacht.
• 9 zeigt schematisch dasselbe Spektrum wie auch in 7 dargestellt. Allerdings ist hier das zusätzliche Rauschen 100, das zusätzlich zum Grundrauschen 200 aufgrund der Bandbreite Bc des zweiten Abschnitts 102 auftritt, gegenüber der Dopplerfrequenz f_D verschoben. Mittels entsprechender Filter 16a und 16b lassen sich somit der erste Abschnitt 101 und der zweite Abschnitt 102 voneinander unterscheiden. Dies ermöglicht eine verbesserte Identifikation der Dopplerfrequenz f_D und somit eine einfache und zuverlässige Dopplerkompensation. Eine gegenseitige Störung vom erstem Abschnitt 101 und zweitem Abschnitt 102 ist somit vermieden.
• 10 zeigt schematisch einen Signallaufplan einer Möglichkeit der Dopplerkorrektur. So kann im Allgemeinen nicht davon ausgegangen werden, dass die Dopplerfrequenz eine ideale, konstante Frequenz ist, wie in den vorherigen Spektren schematisch dargestellt. Zwar lässt sich durch eine entsprechende Annahme das Abschätzverfahren zum Abschätzen der Dopplerfrequenz vereinfachen, wodurch sich bereits sehr gute Werte ergeben, zur noch genaueren Abschätzung wird der in 10 gezeigte Ablauf verwendet. So lassen sich insbesondere leichte Änderungen der Dopplerfrequenz f_D über die Messdauer berücksichtigen, die beispielsweise durch Bewegungen des Objekts 11 und/oder durch Vibrationen des Objekts 11 und/oder durch ein Phasenrauschen des Laserlichts entstehen können. Die exakte Beschaffenheit des Dopplersignals in der Form einer Peak-Funktion mit endlicher Breite kann durch den in 10 erläuterten Mischprozess vor der Korrelation berücksichtigt werden. Insbesondere wird der in 10 gezeigte Ablauf vollständig digital durchgeführt, insbesondere im digitalen Signalprozessor 8c.
• Aus dem ersten Abschnitt 101 wird zunächst die Dopplerfrequenz f_D geschätzt, was insbesondere durch eine FFT-Transformation 201 und eine anschließende Peak-Bestimmung 202 erfolgt. Auf diese Weise ergibt sich eine Dopplerschätzung 203, die als Filterfrequenz für ein Bandpass-Filter 204 verwendet werden kann. Der Bandpass ist so breit, dass die Beschaffenheit bzw. die Bandbreite des Dopplersignals erhalten bleiben. Das gefilterte Dopplersignal kann anschließend zum Mischen mit dem dopplerverschobenen Codesignal verwendet werden, d.h., den empfangenen zweiten Abschnitt 102. Da im zweiten Abschnitt 102 ein unbekannter Phasenshift vorhanden ist, welcher der Entfernung d entspricht, kann optional mittels Hilbert-Transformation 205 eine Drehung um 90° des aufbereiteten Dopplersignals erfolgen.
• Wird besagte Hilbert-Transformation 205 durchgeführt, was - wie zuvor beschrieben - lediglich optional ist, so erfolgt ein Mischen sowohl des lediglich mittels des Bandfilters 204 gefilterten Signals als auch des Hilberttransformierten Signals mit dem zweiten Abschnitt 102. Wird eine entsprechende Hilbert-Transformation nicht durchgeführt, so wird lediglich das gefilterte Signal mit dem zweiten Abschnitt gemischt. Nach dem einen oder den beiden Mischern erfolgt jeweils eine Korrelation mit dem unkompensierten Code-Template, wobei im Falle der verwendeten Hilbert-Transformation anschließend die beiden Ergebnisse betragsmäßig addiert werden. Ohne Hilbert-Transformation liegt ohnehin nur ein Ergebnis vor. Das Ergebnis bzw. das addierte Ergebnis lässt sich anschließend für die Peak-Suche 206 zum Ermitteln der Entfernung verwenden.
• Ein Vorteil des LiDAR-Sensorsystems 1 liegt darin, dass die Detektion mehrerer Ziele 11 ermöglicht ist. Würden beispielhaft bei der zuvor beschriebenen sequentiellen Aussendung von ersten Abschnitt 101 und zweitem Abschnitt 102 mehrere Ziele 11 getroffen werden, so würden in dem Spektrum gemäß 4a mehrere Frequenz- Peaks ersichtlich sein, d.h., es würden mehrere Dopplerfrequenzen f_D vorhanden sein. Die einzelnen Entfernungen d der verschiedenen Objekte 11 lassen sich dann iterativ durch kompensierte Korrelation wie zuvor beschrieben ermitteln. Das LiDAR-Sensorsystem 1 ermöglicht somit ein zuverlässiges Unterscheiden von mehreren Objekten 11, wobei die einzelnen Entfernungen dieser Objekte 11 von dem LiDAR-Sensorsystem 1 zuverlässig ermittelt werden können.
• 11 zeigt schließlich eine weitere Variante des LiDAR-Sensorsystem 1, wobei in diesem Fall dieselbe Empfangseinheit 4 wie in 2 verwendet wird. Die Sendeeinheit 3 unterscheidet sich dadurch, dass eine Parallelisierung erfolgt. Durch eine solche Parallelisierung eignet sich das LiDAR-Sensorsystem 1 insbesondere zur Anwendung in Fahrzeugen. Dabei werden mehrere Sendepixel mit dem gleichen Empfangskanal verarbeitet, wodurch Kosten eingespart werden.
• Die Sendeeinheit 3 weist mehrere Phasenmodulatoren 7a, 7b, 7c auf, wobei jeder der Phasenmodulatoren 7a, 7b, 7c einen unterschiedlichen Code durch Phasenmodulation in das Laserlicht der Laserquelle 2 einbringt. Alle diese Codes sind dabei orthogonal zueinander, so dass eine Korrelation der verschiedenen Codes nicht zu einem Peak, sondern lediglich zu Rauschen führt. Die mittels der Phasenmodulatoren 7a, 7b, 7c codierten Signale lassen sich über eigene Sendeoptiken 5a, 5b, 5c aussenden.
• Die Sendeeinheit 3 kann somit gleichzeitig mehrere Sendesequenzen 100 aussenden, wobei in 11 beispielhaft die Möglichkeit zum parallelen Aussenden von drei Sendesequenzen 100 gegeben ist. Alle diese Sendesequenzen 100 unterscheiden sich in ihrem jeweiligen zweiten Abschnitt 102 darin, dass die Codierung des zweiten Abschnitts 102 jeweils orthogonal zu den anderen zweiten Abschnitten 102 der parallel ausgesandten Sendesequenzen 100 ist.
• In 11 ist, wie zuvor beschrieben, beispielhaft dargestellt, dass alle diese ausgesandten Sendesequenzen 100 über eine gemeinsame Empfangsoptik 6 und eine gemeinsame Auswerteeinheit 8 empfangen und ausgewertet werden. Hier kann alternativ eine Vielzahl von Empfangsoptiken 6 und/oder Auswerteeinheiten 8 vorgesehen sein, so dass jede parallel erzeugte Sendesequenz 100 auch über einen eigenen Empfangskanal, d.h., über eine eigene Empfangsoptik 6 sowie eine eigene Auswerteeinheit 8, bearbeitet werden kann.
• In einem Spektrum wie in 4a gezeigt, würden sich bei einer Ausgestaltung des LiDAR-Sensorsystems 1 wie in 11 gezeigt, wiederum mehrere Peaks ergeben, die auf entsprechende Dopplerfrequenzen f_D hinweisen. Dabei ist jeder ausgesandten Sendesequenz 100 ein entsprechender Peak zugewiesen, wenn die entsprechenden Sendesequenzen 100 an einem Objekt 11 reflektiert wurden. Um die zugehörigen Entfernungen der entsprechenden Sendekanäle zu bestimmen, kann als einfachste Variante mit jeder detektierten Dopplerfrequenz f_D eine Kompensation aller zur Generierung der zweiten Abschnitte 102 der Sendesequenzen 100 verwendeter Codes der Phasenmodulatoren 7a, 7b, 7c verwendet werden. Anschließend erfolgt eine Korrelation dieser kompensierten Codes mit den empfangenen zweiten Abschnitten 102. Führen Dopplerfrequenz f_D und der Code des jeweiligen Phasenmodulators 7a, 7b, 7c zu einem Peak im Korrelogramm, so sind Frequenz und Kanal sowie Entfernung über die Peak - Position im Korrelogramm definiert. Ein solches Trial and Error-Verfahren ist einfach umzusetzen.
• In 12 ist ein Ablaufplan gezeigt, wie ein solches Verfahren durchgeführt werden soll. Dabei repräsentiert K die Anzahl an detektierten Dopplerfrequenzen f_D und N die Anzahl an Sendekanälen bzw. Codes, d.h., die Anzahl an Frequenzmodulatoren 7a, 7b, 7c. Zu Beginn 300 des Verfahrens werden außerdem Laufvariablen n und k jeweils zu 1 gesetzt, wobei die Laufvariable n eine Referenz für die Sendekanäle bzw. Codes und k eine Referenz für die detektierten Dopplerfrequenzen f_D ist. Es erfolgt zunächst ein Generierschritt 301, bei dem ein Code-Template mit der Dopplerfrequenz k und dem Phasen-Code n erstellt wird. Anschließend erfolgt eine Korrelationsschritt 302 des zuvor generierten Templates mit dem empfangenen zweiten Abschnitt 102. Über eine Peak -Detektions-Abfrage 303 wird das weitere Vorgehen bestimmt. Wurde ein Peak entdeckt, so erfolgt ein Speicherschritt 304, in dem das gefundene Ergebnis gespeichert wird. Außerdem wird die Laufvariable n zu 1 gesetzt. Anschließend wird die Laufvariable k inkrementiert und über eine Doppleranzahlabfrage 305 überprüft. Ist die Laufvariable k größer als die Anzahl K, so ist das Verfahren vollständig durchgeführt und gelangt zu seinem Ende 310. Ist dies hingegen nicht der Fall, so sind weitere Dopplerfrequenzen f_D zu prüfen, weswegen das Verfahren mit nun inkrementierter Laufvariable k zurück zum Generierschritt 301 verläuft.
• Wird in der Abfrage 303 jedoch festgestellt, dass kein Peak detektiert wurde, so wird die Laufvariable n inkrementiert und es erfolgt eine Code-Anzahl-Abfrage 306. Ist die Laufvariable n größer als die Anzahl N, so wird wiederum der zuvor beschriebene Speicherschritt 304 durchgeführt und das Verfahren läuft wie zuvor beschrieben weiter. Ist hingegen die Laufvariable n nicht größer als die Anzahl N, so wird erneut der Generierschritt 301, dieses Mal mit inkrementierter Laufvariable n erneut durchgeführt.
• Das LiDAR-Sensorsystem 1 erlaubt somit eine sichere und zuverlässige Ermittlung von Abstand und Geschwindigkeit, zumindest eines Betrags der Geschwindigkeit, eines Objekts 11 in der Umgebung des LiDAR-Sensorsystems 1. Dabei ist sowohl die Möglichkeit der Parallelisierung als auch die Möglichkeit der Detektion mehrerer Objekte 11 gegeben. Außerdem ist ein Aufbau des LiDAR-Sensorsystems 1 einfach und aufwandsarm ermöglicht. Somit eignet sich das LiDAR-Sensorsystem 1 aufgrund seiner geringen Herstellungskosten optimal für die Verwendung in Fahrzeugen.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• WO 2018/144853 A1 [0002]

Claims (11)

1. LiDAR-Sensorsystem (1) aufweisend • eine Sendeeinheit (3) mit einer Laserquelle (2), einem Phasenmodulator (7) zum Modulieren einer Phase des Lichts der Laserquelle (2) und einer Sendeoptik (5) zum Aussenden des von dem Phasenmodulator (7) modulierten Lichts in eine Umgebung (10) des LiDAR-Sensorsystems (1), • eine Empfangseinheit (4) mit einer Empfangsoptik (6) zum Empfangen von an einem Objekt (11) der Umgebung (10) reflektierten Licht und mit einer Auswerteeinheit (8) zum Auswerten des von der Empfangsoptik (6) empfangen Lichts, • wobei die Sendeeinheit (3) ausgebildet ist, mehrere Sendesequenzen (100) des Lichts auszusenden, • wobei jede Sendesequenz (100) einen ersten Abschnitt (101) und einen zweiten Abschnitt (102) aufweist, • wobei der erste Abschnitt (101) ein unmoduliertes, insbesondere phasenkonstantes, Signal ist, • wobei der zweite Abschnitt (102) ein durch den Phasenmodulator (7) phasenmoduliertes Signal ist, und • wobei die Auswerteeinheit (8) ausgebildet ist, anhand des ersten Abschnitts (101) zumindest einen Betrag einer Dopplerfrequenz zu ermitteln und anhand der Dopplerfrequenz und des zweiten Abschnitts (102) eine Entfernung zu dem Objekt (11) zu bestimmen.
2. LiDAR-Sensorsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (8) ein einfacher Demodulator ist oder einen komplexen Demodulator (18, 19) aufweist.
3. LiDAR-Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (8) einen Photodetektor (8A) sowie eine Auswertelogik, insbesondere einen Analog-Digital-Umsetzer (8B) und einen digitalen Signalprozessor (8C), aufweist.
4. LiDAR-Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (102) jeder Sendesequenz (100) ein eindeutiger Code ist, wobei die Codes eine eindeutige Autokorrelationsfunktion besitzen.
5. LiDAR-Sensorsystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Codes um Biphasen-Codes, insbesondere Baker-Codes oder um Maximalfolgen oder um Gold-Codes oder um Kasami-Codes, oder um Polyphasen-Codes handelt.
6. LiDAR-Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (101) und der zweite Abschnitt (102) einer Sendesequenz (100) seriell oder miteinander verschachtelt angeordnet sind.
7. LiDAR-Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (101) und der zweite Abschnitt (102) einer Sendesequenz (100) additiv überlagert sind.
8. LiDAR-Sensorsystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (3) einen Frequenzverschieber (17C) aufweist, und eine Frequenz entweder des ersten Abschnitts (101) oder des zweiten Abschnitts (102) zu verschieben.
9. LiDAR-Sensorsystem (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (4) zumindest ein Filter (16A, 16B) aufweist, um den ersten Abschnitt (101) und den zweiten Abschnitt (102) anhand der Frequenzverschiebung zu unterscheiden.
10. LiDAR-Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (3) mehrere parallele Phasenmodulatoren (7A, 7B, 7C) aufweist, um mehrere Sendesequenzen (100) parallel auszusenden, wobei die zweiten Abschnitte (102) der parallel ausgesandten Sendesequenzen (100) durch die jeweiligen Phasenmodulatoren (7A, 7B, 7C) orthogonal zueinander codiert sind.
11. Fahrzeug (9) aufweisend ein LiDAR-Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

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