DE102021203972A1 - LiDAR system with mechanical protection - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein LiDAR-System (1) umfassend eine Emittereinheit und eine Detektoreinheit sowie ein Gehäuse (2), in dem die Emittereinheit und die Detektoreinheit angeordnet sind. Das Gehäuse umfasst (2) ein zumindest teilweise transparentes Abdeckfenster (3), wobei das LiDAR-System (1) dazu eingerichtet ist, einen Laserstrahl von der Emittereinheit zum Abtasten einer Umgebung durch das Abdeckfenster (3) auszusenden und von der Umgebung reflektiertes Laserlicht durch das Abdeckfenster (3) an der Detektoreinheit zu empfangen. Bekannte LiDAR-Systeme weisen nur einen unzureichenden Schutz vor Beschädigung und Verschmutzung des Abdeckfensters (3) auf. Erfindungsgemäß umfasst das LiDAR-System (1) eine Gefahrenerkennungseinheit, die dazu eingerichtet ist, bei Erkennung einer Gefahrensituation für das LiDAR-System (1) eine mechanische Schutzeinrichtung (4) am Gehäuse (2) zu aktivieren, um das Abdeckfenster (3) zumindest teilweise nach außen abzudecken. Dadurch kann die Lebensdauer des LiDAR-Systems (1) deutlich erhöht werden.The present invention relates to a LiDAR system (1) comprising an emitter unit and a detector unit and a housing (2) in which the emitter unit and the detector unit are arranged. The housing includes (2) an at least partially transparent cover window (3), the LiDAR system (1) being set up to emit a laser beam from the emitter unit for scanning an environment through the cover window (3) and laser light reflected from the environment through to receive the cover window (3) on the detector unit. Known LiDAR systems have only insufficient protection against damage and soiling of the cover window (3). According to the invention, the LiDAR system (1) comprises a hazard detection unit which is set up to activate a mechanical protective device (4) on the housing (2) when a dangerous situation is detected for the LiDAR system (1) in order to protect the cover window (3) at least partially covered on the outside. This can significantly increase the service life of the LiDAR system (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein LiDAR-System umfassend eine Emittereinheit und eine Detektoreinheit, sowie ein Gehäuse, in dem die Emittereinheit und die Detektoreinheit angeordnet sind, wobei das Gehäuse ein zumindest teilweise transparentes Abdeckfenster umfasst, wobei das LiDAR-System dazu eingerichtet ist, einen Laserstrahl von der Emittereinheit zum Abtasten einer Umgebung durch das Abdeckfenster auszusenden und von der Umgebung reflektiertes Laserlicht durch das Abdeckfenster an der Detektoreinheit zu empfangen.The present invention relates to a LiDAR system comprising an emitter unit and a detector unit, and a housing in which the emitter unit and the detector unit are arranged, the housing comprising an at least partially transparent cover window, the LiDAR system being set up to emit a laser beam to be emitted from the emitter unit for scanning an environment through the cover window and to receive laser light reflected from the environment through the cover window at the detector unit.
Stand der TechnikState of the art
Optoelektronische Umfeldsensoren (wie LiDAR-Systeme oder Umgebungskameras) erfahren eine signifikante Performancereduktion, sobald ihre optisch aktive Fläche im Einsatz, etwa durch Schlamm, Salzfilme, Insekten oder Staub in Kombination mit Flüssigkeit, verschmutzt oder beispielsweise durch Steinschlag oder Kratzer beschädigt werden. Dies betrifft das Abdeckfenster des Sensors, das als äußerste Schicht vor der Optik des Sensors mit der Umwelt unmittelbar in Berührung kommt.Optoelectronic environment sensors (such as LiDAR systems or environment cameras) experience a significant reduction in performance as soon as their optically active surface becomes dirty during use, for example due to mud, salt films, insects or dust in combination with liquid, or is damaged, for example, by stone chips or scratches. This applies to the cover window of the sensor, which as the outermost layer in front of the sensor optics comes into direct contact with the environment.
Der Stand der Technik sieht bislang ausschließlich die Erkennung und/oder die nachträgliche Reinigung des Abdeckfensters von Schmutz vor, sowie einen Austausch des Sensors oder seines Abdeckfensters ab einem zu großen Beschädigungsgrad. Häufig sind heutige Gehäuse der Sensoreinheiten von LiDAR-Systemen hermetisch versiegelt, so dass das Abdeckfenster nicht einfach getauscht werden kann und das LiDAR-System oder zumindest eine Sensoreinheit mit Gehäuse (bei multiplen Sensoreinheiten eines LiDAR-Systems jeweils mit eigenen Gehäusen) im Falle eines defekten Abdeckfensters insgesamt zum Wegwerfprodukt wird. Da das typische LiDAR-System in Automotive-Anwendungen meist auf 15 Jahre Lebenszeit spezifiziert ist, wäre die Alternative zu einem Gesamtaustausch eine fortlaufende Degradation der Systemperformance insbesondere bei den nach vorne gerichteten und oder niedriger angeordneten Sensoreinheiten, die z. B. umherfliegendem Streugut und Hagel bei der Fahrt stärker ausgesetzt sind.The state of the art so far only provides for the detection and/or the subsequent cleaning of dirt from the cover window, as well as an exchange of the sensor or its cover window if the degree of damage is too great. Today's housings of the sensor units of LiDAR systems are often hermetically sealed, so that the cover window cannot simply be exchanged and the LiDAR system or at least one sensor unit with housing (in the case of multiple sensor units in a LiDAR system each with their own housing) in the event of a defect Cover window is a total disposable product. Since the typical LiDAR system in automotive applications is usually specified for a lifetime of 15 years, the alternative to a complete replacement would be a continuous degradation of the system performance, especially for the front-facing and/or lower-mounted sensor units, which e.g. B. are more exposed to flying debris and hail when driving.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Erfindungsgemäß wird ein LiDAR-System eingangs genannter Art bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass das LiDAR-System eine Gefahrenerkennungseinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, bei Erkennung einer Gefahrensituation für das LiDAR-System eine mechanische Schutzeinrichtung am Gehäuse zu aktivieren, um das Abdeckfenster zumindest teilweise nach außen abzudecken.According to the invention, a LiDAR system of the type mentioned is provided, characterized in that the LiDAR system comprises a hazard detection unit which is set up to activate a mechanical protective device on the housing when a dangerous situation for the LiDAR system is detected, in order to at least partially cover the cover window to cover the outside.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass in einer Gefahrensituation Schäden am Abdeckfenster deutlich besser vermieden werden können. Der Stand der Technik zielt bisher eher nur auf Vermeidung von bestimmten, vorher bekannten Gefahrensituationen durch Routenplanung, nachträgliche Reinigung oder widerstandsfähigere Abdeckfenster ab. Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt es aber in deutlich mehr Situationen sowohl eine Beschädigung als auch eine Verschmutzung zu vermeiden oder zumindest deutlich zu reduzieren und somit die Lebensdauer selbst als auch die Performanceentwicklung über die Lebensdauer eines LiDAR-Systems zu verbessern. Auch eine Wartung ohne Komplettaustausch einer Sensoreinheit kann ermöglicht werden, wenn die mechanische Schutzeinrichtung z. B. austauschbare Verschleißelemente umfasst, die an der Außenseite des Gehäuses entfernbar befestigt sind.The solution according to the invention has the advantage that, in a dangerous situation, damage to the cover window can be avoided much better. The state of the art has hitherto only been aimed at avoiding certain, previously known dangerous situations through route planning, subsequent cleaning or more resistant cover windows. However, the solution according to the invention allows both damage and contamination to be avoided or at least significantly reduced in significantly more situations and thus to improve the service life itself and the performance development over the service life of a LiDAR system. Maintenance without a complete replacement of a sensor unit can also be made possible if the mechanical protective device, e.g. B. includes replaceable wear elements that are removably attached to the outside of the housing.
Die Bewegung der mechanischen Schutzeinrichtung kann vollständig oder teilweise angetrieben erfolgen und / oder nach dem Lösen einer Halteverrichtung durch die Schwerkraft oder eine Magnetkraft oder eine mechanische Vorspannkraft erfolgen.The movement of the mechanical protection device can be fully or partially driven and/or after the release of a holding device direction by gravity or a magnetic force or a mechanical biasing force.
Vorzugsweise sind Elemente der mechanischen Schutzeinrichtung austauschbar am Gehäuse befestigt, wie z. B. eine Schutzschicht, um nach einer Beschädigung der Schutzeinrichtung einen Austausch zu ermöglichen.Preferably, elements of the mechanical protection device are interchangeably attached to the housing, such as. B. a protective layer to enable replacement after damage to the protective device.
Weitere Vorteile der Erfindung sind:
- - keine Beschädigungsdetektion ist erforderlich,
- - kein Austausch des Abdeckfensters ist erforderlich,
- - kein Unterschied zwischen BOL (Beginn of life) und EOL (End of life) Performance der Sensoreinheit, d.h. Aufrechterhaltung der optischen Performance der Sensoreinheit über die Lebensdauer,
- - keine mechanische Beschädigung des Glases / Kunststoffs des Abdeckfensters, d. h. die Lebensdauer einer (z. B. hydrophoben) Beschichtung wird signifikant erhöht,
- - der Schutzmechanismus ist unabhängig von Sensortyp und -Hersteller z. B. kann ein Fremdsensor als verschlossene „Blackbox“ geschützt werden, ohne beispielsweise NDA-Verletzungen (NDA = non-disclosure agreement, engl. Verschwiegenheitsvereinbarung) zu begehen. Kein Eingriff in den Sensor ist notwendig, sondern es wird nur eine spezifizierte Schnittstelle zur Ansteuerung benötigt,
- - mechanische Schutzeinrichtung funktioniert sowohl bei stehendem als auch bei fahrendem Ego-Fahrzeug,
- - die mechanische Schutzeinrichtung bietet auch Schutz vor Frost (z. B. Zerkratzen durch eine sich bildende Eisschicht) bei längerem Stand an kalten Orten,
- - die mechanische Schutzeinrichtung bietet einen Schutz vor Alterung durch Sonnenbestrahlung an sonnigen Orten,
- - die mechanische Schutzeinrichtung bietet einen Schutz vor Salzfilmen an meeresnahen Orten,
- - die mechanische Schutzeinrichtung bietet einen Schutz vor mechanischer Beschädigung bei böswilliger Beschädigung oder Parkremplern,
- - die mechanische Schutzeinrichtung erlaubt eine schnellere Entfrostung bei aktivierter Heizung, d.h. schnellstmögliche Herstellung der Funktionalität nach Tau oder Frost ist möglich, wenn die mechanische Schutzeinrichtung in der Parksituation aktiviert war,
- - eine optische Anpassung des LiDAR-Einbauortes an Wagenlackfarbe im Stillstand / Parkmodus und integrierte Abdeck- bzw. Abschiedszeremonie bei Verlassen des Fahrzeuges ist möglich.
- - no damage detection is required,
- - no replacement of the cover window is required,
- - no difference between BOL (beginning of life) and EOL (end of life) performance of the sensor unit, ie maintaining the optical performance of the sensor unit over the service life,
- - no mechanical damage to the glass / plastic of the cover window, i.e. the service life of a (e.g. hydrophobic) coating is significantly increased,
- - the protective mechanism is independent of the sensor type and manufacturer, e.g. For example, a third-party sensor can be protected as a locked "black box" without, for example, violating the NDA (NDA = non-disclosure agreement). No intervention in the sensor is necessary, only a specified interface is required for control,
- - mechanical protective device works both when the ego vehicle is stationary and moving,
- - the mechanical protection device also offers protection against frost (e.g. scratching by a layer of ice forming) when standing in cold places for a long time,
- - the mechanical protection provides protection against aging caused by solar radiation in sunny places,
- - the mechanical protection device provides protection against salt films in places close to the sea,
- - the mechanical protection device provides protection against mechanical damage in the event of malicious damage or parking bumps,
- - the mechanical protective device allows faster defrosting when the heating is activated, i.e. the fastest possible restoration of functionality after dew or frost is possible if the mechanical protective device was activated in the parking situation,
- - An optical adaptation of the LiDAR installation location to the vehicle paint color when stationary / parking mode and an integrated covering or farewell ceremony when leaving the vehicle is possible.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims and described in the description.
In einer Ausführungsform ist die mechanische Schutzeinrichtung dazu eingerichtet, bei Erkennung einer Gefahrensituation mindestens eine Schutzschicht vor das Abdeckfenster zu bewegen. Eine Schutzschicht ermöglicht eine möglichst vollständige Abdeckung des Abdeckfensters gegenüber der Umgebung und so einen möglichst guten Schutz. Die Schutzschicht ist vorzugsweise eine flexible (z. B. biegsame und / oder aufrollbare) Schutzschicht, insbesondere aus einem Kunststoff. Die Schutzschicht kann beispielsweise in einer oder zwei Führungsschienen am Gehäuse geführt sein. Führungsschienen können aber auch bei anderen Ausgestaltungen der mechanischen Schutzeinrichtung verwendet werden.In one embodiment, the mechanical protective device is set up to move at least one protective layer in front of the cover window when a dangerous situation is detected. A protective layer enables the cover window to be covered as completely as possible in relation to the environment and thus the best possible protection. The protective layer is preferably a flexible (e.g. bendable and/or rollable) protective layer, in particular made of a plastic. The protective layer can be guided, for example, in one or two guide rails on the housing. However, guide rails can also be used in other configurations of the mechanical protective device.
Vorzugsweise ist die Schutzschicht zumindest teilweise transparent. Dadurch kann das LiDAR-System auch während einer Aktivierung der mechanischen Schutzeinrichtung weiterhin operieren, wenn auch gegebenenfalls mit reduzierter Performance durch Störungen des Lichtpfades durch die (gegebenenfalls verschmutzte / beschädigte) Schutzschicht. Vorzugsweise besteht die Schutzschicht aus einem transparenten Kunststoff.The protective layer is preferably at least partially transparent. As a result, the LiDAR system can continue to operate even while the mechanical protective device is activated, albeit possibly with reduced performance due to interference in the light path through the (possibly dirty/damaged) protective layer. The protective layer preferably consists of a transparent plastic.
Es ist bevorzugt, wenn die mechanische Schutzeinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Erkennung einer Gefahrensituation zwei zusammenwirkende Schutzschichten vor das Abdeckfenster zu bewegen. Dadurch kann eine schnellere Abdeckung des gesamten Abdeckfensters erreicht werden bzw. eine gewisse Redundanz erreicht werden, falls sich die Schutzschichten in abdeckender Position zumindest teilweise überlappen können. Die Schutzschichten können in unabhängigen, versetzten Führungsschienen geführt sein. Dadurch kann eine doppelte Abdeckung erreicht werden. Alternativ können die Schutzschichten in gemeinsamen Führungsschienen geführt sein, wodurch zwar keine doppelte Abdeckung möglich ist, da beide Schutzschichten im Idealfall in abdeckender Position an Endkanten aneinander anliegen, aber es kann dennoch ein Ausfallschutz und eine schnellere Abdeckung gegenüber nur einer Schutzschicht erreicht werden.It is preferred if the mechanical protective device is set up to move two interacting protective layers in front of the covering window when a dangerous situation is detected. As a result, the entire covering window can be covered more quickly or a certain redundancy can be achieved if the protective layers can at least partially overlap in the covering position. The protective layers can be guided in independent, staggered guide rails. This allows double coverage to be achieved. Alternatively, the protective layers can be guided in common guide rails, which means that double coverage is not possible, since both protective layers ideally abut one another at the end edges in the covering position, but protection against failure and faster coverage can still be achieved compared to just one protective layer.
Vorzugsweise liegt mindestens eine Schutzschicht in nicht-aktivierter Position an einer weiteren Außenwand des Gehäuses an oder mindestens eine Schutzschicht ist in nicht-aktivierter Position zumindest teilweise aufgerollt. Beide Lösungen erlauben eine platzsparende Anordnung der Schutzschicht sowie eine schnelle Aktivierung und Bewegung der mindestens einen Schutzschicht in eine abdeckende Position.At least one protective layer preferably rests against a further outer wall of the housing in the non-activated position, or at least one protective layer is in the non-activated position at least least partly rolled up. Both solutions allow the protective layer to be arranged in a space-saving manner and the at least one protective layer to be activated and moved quickly into a covering position.
Es ist bevorzugt, wenn die Gefahrenerkennungseinheit eine oder mehrere der folgenden Daten einbezieht, um eine Gefahrensituation zu erkennen:
- - von einem Mikrophon gelieferte Umgebungsgeräuschdaten,
- - von einem Beschleunigungssensor gelieferte Beschleunigungsdaten,
- - von einem Navigationssystem gelieferte Standortdaten und / oder Kartendaten,
- - aus den Daten der Detektoreinheit des LiDAR-Systems ermittelte 3D-Punktenwolken-Informationen aus der sich nähernde Gefahrenquellen erkannt wurden,
- - von einem Temperatursensor gelieferte Temperaturdaten,
- - per Mobilfunk und / oder GPS bereitgestellte Wetterinformationen
- - von einem Geschwindigkeitssensor gelieferte Geschwindigkeitsdaten insbesondere zur Erkennung eines Stillstands,
- - vom LiDAR-System sowie von externen Sensoren gelieferte Daten zur Erkennung von Umgebungsobjekten wie insbesondere LiDAR-Umgebungsdaten Ultraschalldaten, Kameradaten, Radardaten,
- - von einer externen Steuereinheit gelieferte Fahrzeugsituationsdaten.
- - Ambient noise data provided by a microphone,
- - acceleration data provided by an accelerometer,
- - location data and/or map data supplied by a navigation system,
- - 3D point cloud information determined from the data of the detector unit of the LiDAR system, from which approaching sources of danger were recognized,
- - temperature data provided by a temperature sensor,
- - weather information provided by mobile phone and/or GPS
- - speed data supplied by a speed sensor, in particular for detecting a standstill,
- - Data supplied by the LiDAR system and external sensors for the detection of surrounding objects, such as in particular LiDAR surrounding data, ultrasound data, camera data, radar data,
- - vehicle situation data supplied by an external control unit.
Eine oder mehrere dieser Sensoren bzw. Informationsquellen können Bestandteil des LiDAR-Systems sein oder Teil eines Fahrzeugs sein, in dem das LiDAR-System installiert ist. Die Gefahrenerkennungseinheit des LiDAR-Systems kann eine lokale Steuereinheit im LiDAR-System bzw. dem Gehäuse einer / jeder Sensoreinheit umfassen. Umgebungsgeräuschdaten können Hinweise auf einen beginnenden Steinschlag, Streugut oder Schmutz auf der Fahrbahn, Hagel oder ähnliche Gefahrensituationen liefern. Beschleunigungsdaten können einen Hinweis auf die Schwere einer Gefahrensituation liefern, z. B. wenn bei erkannter potentieller Gefahrensituation (geringe Menge an umherfliegendem Streugut mit Mikrophon / Lidar-Punktwolke erkannt) stark gebremst wird, da dies z. B. die Menge an umherfliegendem Streugut stark erhöhen kann (z. B. von den Reifen des vorrausfahrenden Fahrzeugs ausgehend). Fahrzeugsituationsdaten können z. B. den Stillstand des Fahrzeugs umfassen, so dass beispielsweise automatisch oder vom Benutzer angewiesen bei einem Parkvorgang die mechanische Schutzeinrichtung aktiviert wird. Dies kann aber auch von weiteren Parametern abhängen, z. B. nur bei Parken unter freiem Himmel oder wenn Schnee / Hagel etc. vorhergesagt sind (mit Zugriff auf externe Wetterdaten) bzw. die vom Temperatursensor gemessene Temperatur unterhalb einer bestimmten Schelle liegt (z. B. unter 5°C oder unter 0°C etc.).One or more of these sensors or sources of information may be part of the LiDAR system or part of a vehicle in which the LiDAR system is installed. The threat detection unit of the LiDAR system can include a local control unit in the LiDAR system or the housing of a/each sensor unit. Ambient noise data can provide indications of the beginning of falling rocks, grit or dirt on the road, hail or similar hazardous situations. Acceleration data can provide an indication of the severity of a hazardous situation, e.g. B. if the driver brakes hard when a potentially dangerous situation is identified (a small amount of debris flying around is detected with a microphone/lidar point cloud), since this is e.g. B. can greatly increase the amount of flying debris (e.g. from the tires of the vehicle in front). Vehicle situation data can e.g. B. include the standstill of the vehicle, so that, for example, automatically or instructed by the user during a parking process, the mechanical protection device is activated. However, this can also depend on other parameters, e.g. B. only when parking in the open air or when snow / hail etc. are forecast (with access to external weather data) or the temperature measured by the temperature sensor is below a certain threshold (e.g. below 5°C or below 0°C Etc.).
Vorzugsweise liegt die mechanische Schutzeinrichtung in nicht-aktivierter Position durch einen Haltemechanismus vorgespannt vor, und ist so eingerichtet, dass bei Aktivierung der mechanischen Schutzeinrichtung der Haltemechanismus gelöst wird und sich die mechanische Schutzeinrichtung selbsttätig in die abdeckende Position bewegt. Diese Lösung erlaubt eine schnelle Abdeckung des Abdeckfensters und verringert regelmäßig den Stromverbrauch, da dann ein gegebenenfalls vorhandener Antrieb für die mechanische Schutzeinrichtung nur bei der Deaktivierung und dem Zurückbewegen der mechanischen Schutzeinrichtung (bzw. z. B. einer Schutzschicht) in die nicht-aktivierte Position aktiv sein muss. Der Haltemechanismus kann z. B. einen Federmechanismus oder einen magnetischen Mechanismus umfassen.In the non-activated position, the mechanical protective device is preferably pretensioned by a holding mechanism and is set up such that when the mechanical protective device is activated, the holding mechanism is released and the mechanical protective device automatically moves into the covering position. This solution allows the cover window to be covered quickly and regularly reduces power consumption, since any drive that may be present for the mechanical protective device is then only activated when the mechanical protective device (or e.g. a protective layer) is deactivated and moved back into the non-activated position must be active. The holding mechanism can e.g. B. include a spring mechanism or a magnetic mechanism.
In einer Ausführungsform umfasst die mechanische Schutzeinrichtung einen Schutzmechanismus, der sich bei einer Aktivierung selbständig unter Schwerkrafteinfluss in die abdeckende Position bewegt. Ein Beispiel für einen derartigen Schutzmechanismus ist eine sogenannte Nürnberger Schere, also eine Art selbstentfaltendes Gitter. Ein derartiger Mechanismus deckt zwar das Abdeckfenster in der Regel nicht so gleichmäßig ab, ist jedoch je nach Ausgestaltung tendenziell widerstandsfähiger als eine Schutzschicht insbesondere gegenüber größeren Objekten wie im Falle von Steinschlag oder Hagel.In one embodiment, the mechanical protective device comprises a protective mechanism which, when activated, automatically moves into the covering position under the influence of gravity. An example of such a protective mechanism is a so-called Nuremberg scissors, i.e. a kind of self-deploying lattice. Although such a mechanism does not usually cover the cover window as evenly, depending on the design, it tends to be more resistant than a protective layer, in particular to larger objects such as in the case of falling rocks or hail.
Vorzugsweise umfasst die mechanische Schutzeinrichtung eine Antriebseinheit, die dazu eingerichtet ist die mechanische Schutzeinrichtung nach einer Aktivierung wieder zurück in eine nicht-aktivierte Position zu bewegen. Die Antriebseinheit kann aber auch dazu eingerichtet sein, die mechanische Schutzeinrichtung bei einer Aktivierung aus der nicht-aktivierten Position in die abdeckende Position zu bewegen. Wenn zum Beispiel zwei zusammenwirkende Schutzschichten verwendet werden, kann es notwendig sein, dass eine oder beide Schutzschichten auch bei der Bewegung in die abdeckende Position angetrieben bewegt werden, z. B. bei einer Schutzschicht gegen die Schwerkraft oder bei Schutzschichten, die im Wesentlichen horizontal geführt sind. Alternativ kann auch ein manuelles Zurückbewegen der mechanischen Schutzeinrichtung nach einer Aktivierung wieder zurück in eine nicht-aktivierte Position vorgesehen sein, wenn ein möglichst kostengünstiges System gewünscht ist.The mechanical protective device preferably comprises a drive unit which is set up to move the mechanical protective device back into a non-activated position after it has been activated. However, the drive unit can also be set up to move the mechanical protective device from the non-activated position into the covering position when it is activated. For example, if two cooperating protective layers are used, it may be necessary that one or both protective layers are also driven when moving to the covering position, e.g. B. in a protective layer against gravity or protective layers that are performed substantially horizontally. Alternatively, the mechanical protective device can also be moved back manually after activation back into a non-activated position can be provided if the most cost-effective system is desired.
Es ist bevorzugt, wenn die mechanische Schutzeinrichtung einen magnetischen Rückstellmechanismus umfasst, der dazu eingerichtet ist, die mechanische Schutzeinrichtung nach einer Aktivierung wieder zurück in eine nicht-aktivierte Position zu bewegen. Der magnetische Rückstellmechanismus kann einen Elektromagneten umfassen, der dazu eingerichtet ist, bei der Bewegung der mechanischen Schutzeinrichtung in die nicht-aktivierte Position z. B. eine Federkraft zu überwinden bis die mechanische Schutzeinrichtung in der nicht-aktivierten Position durch einen Haltemechanismus bis zur nächsten Aktivierung gehalten werden kann. Es ist auch möglich einen Federmechanismus zur Aktivierung mit der Schutzeinrichtung mit einem Elektromotor zum Einfahren der Schutzeinrichtung zu kombinieren.It is preferred if the mechanical protective device comprises a magnetic return mechanism which is set up to move the mechanical protective device back into a non-activated position after activation. The magnetic return mechanism may comprise an electromagnet adapted to e.g. B. to overcome a spring force until the mechanical protection device can be held in the non-activated position by a holding mechanism until the next activation. It is also possible to combine a spring mechanism for activation with the protective device with an electric motor for retracting the protective device.
Das LiDAR-System kann auch mehrere Sensoreinheiten mit jeweils einer LiDAR-Einheit in separaten Gehäusen umfassen, wobei alle oder auch nur ein Teil der Gehäuse über mechanische Schutzeinrichtungen verfügen können/kann.The LiDAR system can also include a number of sensor units, each with a LiDAR unit in separate housings, in which case all or just some of the housings can/can have mechanical protective devices.
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug umfassend ein LiDAR-System nach einer der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Fahrzeug vorzugsweise ein zumindest teilweise selbstfahrendes Personenkraftfahrzeug oder Lastkraftfahrzeug ist. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln, insbesondere ein straßengebundenes Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen oder ein Zweirad.The invention also relates to a vehicle comprising a LiDAR system according to one of the above embodiments, the vehicle preferably being an at least partially self-driving passenger vehicle or truck. The vehicle can be a motor vehicle, in particular a road-bound motor vehicle, for example a passenger car or a truck or a two-wheeler.
Figurenlistecharacter list
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LiDAR-Systems in Seitenansicht, -
2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LiDAR-Systems in Seitenansicht, -
3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LiDAR-Systems in Seitenansicht, -
4 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LiDAR-Systems in Seitenansicht, -
5 eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LiDAR-Systems in Frontansicht, -
6 eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LiDAR-Systems in Frontansicht.
-
1 a first embodiment of a LiDAR system according to the invention in side view, -
2 a second embodiment of a LiDAR system according to the invention in side view, -
3 a third embodiment of a LiDAR system according to the invention in side view, -
4 a fourth embodiment of a LiDAR system according to the invention in side view, -
5 a fifth embodiment of a LiDAR system according to the invention in front view, -
6 a sixth embodiment of a LiDAR system according to the invention in front view.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Das LiDAR-System 1 umfasst nun jeweils eine Gefahrenerkennungseinheit, die dazu eingerichtet ist, bei Erkennung einer Gefahrensituation für das LiDAR-System 1 eine mechanische Schutzeinrichtung 4, 5, 6 am Gehäuse 2 zu aktivieren um das Abdeckfenster 3 zumindest teilweise nach außen abzudecken. Dadurch kann das Abdeckfenster z. B. vor einem heranfliegenden Steinschlag 7, wie in
In den
Insbesondere in der ersten Ausführungsform der
In der dritten und vierten Ausführungsform der
In der zweiten Ausführungsform der
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in more detail by means of preferred exemplary embodiments, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by a person skilled in the art without departing from the protective scope of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- DE 102017200795 A1 [0006]DE 102017200795 A1 [0006]
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DE102021203972.3A DE102021203972A1 (en) | 2021-04-21 | 2021-04-21 | LiDAR system with mechanical protection |
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