DE102022127121A1 - LIDAR-System für ein Fahrassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Bereitgestellt wird ein LIDAR-System (1) für ein Fahrassistenzsystem (40) eines Kraftfahrzeugs (41), aufweisend: einen ersten LIDAR-Sensor (10) mit einer ersten Laserlichtquelle (11), einen zweiten LIDAR-Sensor (20) mit einer zweiten Laserlichtquelle (21), und ein Gehäuse (35). Das LIDAR-System (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Scanbereich (12) des ersten LIDAR-Sensors (10) mit einem Scanbereich (22) des zweiten LIDAR-Sensors (20) zumindest teilweise überlappt, wobei der erste LIDAR-Sensor (10) und der zweite LIDAR-Sensor (20) in demselben Gehäuse (35) angeordnet sind und die erste und zweite Laserlichtquelle (11, 21) dazu angepasst sind, Laserlicht (24) durch ein gemeinsames Transmissionselement (36) zu emittieren, das in dem Gehäuse (35) ausgebildet ist. Außerdem werden ein Fahrassistenzsystem (40) eines Kraftfahrzeugs (41), wobei das Fahrassistenzsystem (40) das LIDAR-System (1) aufweist, und ein Kraftfahrzeug (41) mit einem derartigen Fahrassistenzsystem (40) bereitgestellt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein LIDAR-System für ein Fahrassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, ein Fahrassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Fahrassistenzsystem.
  • LIDAR- (light detection and ranging) Sensoren sind Distanzsensoren, die optional nach einem Impuls-Laufzeit-Verfahren arbeiten und in Fahrassistenzsystemen eines Kraftfahrzeugs zur Anwendung gelangen. Eine Sendeeinheit des Sensors sendet Laserlicht aus, welches von einem zu detektierenden Objekt zu einer der Sendeeinheit zugeordneten Empfangseinheit zurückreflektiert wird. Zur Distanzbestimmung des Objekts wird in einer Auswerteeinheit optional die Laufzeit der Lichtimpulse von der Sendeeinheit zum Objekt und zurück zur Empfangseinheit ermittelt. Anhand der Laufzeit kann die Objektdistanz bestimmt werden. Eine im Rahmen der Reflexion an dem Objekt erfolgte Frequenzänderung des Laserlichts kann optional verwendetet werden, um weitere Objekteigenschaften zu bestimmen.
  • Es ist bekannt, dass ein derartiger Sensor einer sogenannten Blockage, insbesondere durch verschmutzte Bereiche auf einem Transmissionselement des LIDAR-Systems, wie etwa einer Sensorscheibe, unterliegen kann. Die Blockage kann in betroffenen Raumwinkelbereichen die Erkennungsperformance des Sensors verringern.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren und Systeme zur Ermittlung einer Blockage messen typischerweise die direkte Reflexion von ausgesendetem Laserlicht, wodurch es zu einer Blendung des Detektors durch das an der Blockage reflektierte Laserlicht kommen kann.
  • Eine derartige Blockage Ermittlung wird in der WO 2021/163732 A1 beschrieben. Eine LIDAR-Sensoranordnung weist dabei eine Lichtquelle, eine Anordnung von Fotodetektoren zur Erfassung eines von einem Objekt reflektierten Lichts und eine Scheibe auf. Mindestens eine Fotodiode ist separat zur Anordnung von anderen Fotodetektoren positioniert, um möglicherweise durch eine Blockierung auf der Abdeckung gestreutes Licht zu empfangen, und in Reaktion auf das empfangene Licht ein Signal zu erzeugen.
  • Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, ein verbessertes LIDAR-System für ein Fahrassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welches geeignet ist, den Stand der Technik zu bereichern.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein LIDAR-System, ein Fahrassistenzsystem und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. Die Unteransprüche haben optionale Weiterbildungen der Offenbarung zum Inhalt.
  • Danach wird die Aufgabe durch ein LIDAR-System für ein Fahrassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs gelöst. Das LIDAR-System weist einen ersten LIDAR-Sensor mit einer ersten Laserlichtquelle, einen zweiten LIDAR-Sensor mit einer zweiten Laserlichtquelle, und ein Gehäuse auf. Das LIDAR-System ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass ein Scanbereich des ersten LIDAR-Sensors mit einem Scanbereich des zweiten LIDAR-Sensors zumindest teilweise überlappt, wobei der erste LIDAR-Sensor und der zweite LIDAR-Sensor in demselben Gehäuse angeordnet sind und die erste und zweite Laserlichtquelle dazu angepasst sind, Laserlicht durch ein gemeinsames Transmissionselement zu emittieren, das in dem Gehäuse ausgebildet ist.
  • Das gemeinsame Transmissionselement kann für Laserlicht zumindest teilweise durchlässig sein und beispielsweise aus Glas oder einem geeigneten Kunststoff ausgebildet sein.
  • LIDAR-Sensoren sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden derartige Sensoren, deren Komponenten und auf den Sensoren beruhende Messverfahren in der DE 11 2020 001 131 T5 offenbart.
  • Ein LIDAR-Sensor kann für gewöhnlich eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit aufweisen. Die Sendeeinheit kann eine Laserlichtquelle, d.h. einen Laser, und optional weitere Bestandteile, beispielsweise einen Strahlaufweiter und optische Elemente, beispielsweise optische Linsen, umfassen. Die der Sendeeinheit zugeordnete Empfangseinheit kann neben einem Detektor weitere optionale Bestandteile umfassen, wie optische Elemente, z.B. zur Fokussierung und/oder Kollimierung des Laserlichts. Der Detektor kann Daten über die empfangenen Lichtsignale an eine Recheneinheit, beispielsweise ein Fahrassistenzsystem, bereitstellen.
  • Die beiden LIDAR-Sensoren können zwei Detektoren aufweisen, wobei jeder der zwei Detektoren einer der beiden Laserlichtquellen zugeordnet ist. Optional handelt es sich um zwei Detektoren, einen ersten Detektor, der der ersten Laserlichtquelle zugeordnet ist, und einen zweiten Detektor, der der zweiten Laserlichtquelle zugeordnet ist. Dabei kann der erste Detektor einen ersten Scanbereich und der zweite Detektor einen zweiten Scanbereich erfassen.
  • Ein Detektor beziehungsweise Photodetektor kann eine Vielzahl von Detektionspunkten beziehungsweise Pixeln aufweisen und kann anhand des von einem Objekt reflektierten Laserlichts, und gegebenenfalls dessen Eigenschaften, für jeden Detektionspunkt ein Ausgabesignal erzeugen. Das Ausgabesignal kann durch einen Verstärker, beispielsweise durch einen analogen Transimpedanzverstärker, verstärkt werden, bevor es an die Recheneinheit weitergeleitet wird. Der Verstärker kann ein Bestandteil des Detektors oder der Recheneinheit sein.
  • Von einer Laserlichtquelle emittiertes Licht eines LIDAR-Sensors kann optional in einem Scanraster, beispielsweise zeilen- und/oder spaltenweise, über den Scanbereich geführt werden.
  • Der Scanbereich, mithin der abzutastende Raumbereich und/oder Winkelbereich, des ersten LIDAR-Sensors überlappt mit einem Scanbereich des zweiten LIDAR-Sensors zumindest teilweise. Dadurch werden differenzielle beziehungsweise vergleichende Messungen zwischen beiden LIDAR-Sensoren ermöglicht, anhand derer verschiedene Eigenschaften eines sich im Überlappungsbereich befindlichen Objekts ermittelt werden können. Diese Eigenschaften können zu der Klassifizierung des Objekts und optional zu dessen Detektion und Identifizierung verwendet werden. Die differenzielle Messung der von den beiden Laserlichtquellen emittierten und von einem Objekt reflektierten Lichtsignale ermöglicht einen Reflexionsvergleich und optional einen Vergleich anderer Merkmale eines Empfangspulses zwischen den beiden Laserlichtpfaden. Hierbei kann vorbestimmt sein, inwieweit die von beiden Laserlichtquellen abgetasteten Flächen oder Winkelbereiche die von den beiden LIDAR-Sensoren ermittelten gleichen Reflexionseigenschaften aufweisen müssen, damit das LIDAR-System, beispielsweise von dem Fahrassistenzsystem des Kraftfahrzeugs, als voll oder teilweise funktionsfähig eingestuft wird. Diese Teilbereiche können optional derart nahe nebeneinander lokalisiert sein, dass davon ausgegangen werden kann, dass reflektierte Lichtsignale von demselben Objekt stammen. Dies kann sodann auch ein Ermitteln einer Blockage ermöglichen.
  • Durch Nutzung von zwei LIDAR-Sensoren und einer damit verbundenen zweifachen Abtastung der überlappenden Scanbereiche, d.h. eines gemeinsamen Raumbereichs und/oder Winkelbereichs, kann allgemein die Verfügbarkeit, die durch die Redundanz der Messungen bereitgestellt wird, erhöht werden. Durch den Vergleich der Messungen der beiden LIDAR-Sensoren kann die Verringerung der durch eine Blockage verursachten Erkennungsreichweite unmittelbar geschätzt werden. Dies kann ermöglichen, eine lokale Verschmutzung des gemeinsamen Transmissionselements zu charakterisieren, d.h. die Position und/oder Ausdehnung der Verschmutzung auf dem Transmissionselement zu lokalisieren. In Folge können die Funktionsbereitschaft des LIDAR-Systems erhöht und/oder die Reinigung des Transmissionselements optimiert werden. Beispielsweise kann der verschmutzte Bereich zielgerichtet gereinigt werden, während parallel das LIDAR-System über die nicht-verschmutzten Bereiche weitergeführt wird.
  • Ein Vorteil der Offenbarung kann darin bestehen, dass eine Blockage, die beispielsweise in einer Verschmutzung besteht und/oder durch ein Wetterereignis hervorgerufen wurde, erkannt werden kann, ohne dass dabei die Funktion eines Detektors beeinträchtigt wird. Außerdem bietet die Offenbarung den Vorteil, dass die Verschmutzung quantifiziert werden kann. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße System optional den Vorteil bieten, die Verschmutzung nicht nur erkennen, sondern diese auch quantifizieren zu können. Außerdem bietet die Erfindung den Vorteil, dass ein Aufbau des LIDAR-Systems gemäß der Offenbarung einfach und zuverlässig ausgestaltet werden kann und insbesondere auf ein oder mehrere weitere Detektionselemente, zusätzlich zu denjenigen herkömmlicher LIDAR-Sensoren, verzichtet werden kann. Weiterhin kann die Offenbarung den Vorteil bieten, dass die Position und Abmessungen der Blockage zuverlässig bestimmt werden können bzw. diese quantifiziert werden können, und dadurch beispielsweise eine gezielte Reinigung eines entsprechenden Bereichs eines Transmissionselements, durch welches Laserlicht emittiert wird, ermöglicht wird.
  • Optional sind der erste LIDAR-Sensor und der zweite LIDAR-Sensor in demselben Gehäuse angeordnet. Dies kann den Vorteil bieten, dass das LIDAR-System in besonders kompakter Bauart bereitgestellt werden kann.
  • Optional emittiert die erste Laserlichtquelle Laserlicht einer anderen Wellenlänge als die zweite Laserlichtquelle. Beispielsweise kann die erste Laserlichtquelle Laserlicht einer Wellenlänge von 905 nm und die zweite Laserlichtquelle Laserlicht einer Wellenlänge von 1.550 nm emittieren. Optional wird aufgrund der relativen Nähe von Laserlicht einer Wellenlänge von 905 nm zum sichtbaren Wellenlängenbereich eine entsprechende Laserlichtquelle mit geringerer Intensität als beispielsweise eine Laserlichtquelle betrieben werden, welche bei einer höheren Wellenlänge, beispielsweise 1550 nm, arbeitet. Dies kann dem Augenschutz von Lebewesen dienen, wobei jedoch eine niedrige Intensität eine geringere Reichweite der Laserlichtquelle, insbesondere bei Tageslicht, bedingen kann. Dies kann insbesondere durch eine bei 1.550 nm arbeitende Laserlichtquelle ausgeglichen werden. Die Kombination entsprechender LIDAR-Sensoren mit verschiedenartigen Laserlichtquellen kann zum einen optimale Eigenschaften für verschiedene Lichtverhältnisse als auch verschiedene Detektionsentfernungen bereitstellen.
  • Optional beruht der erste LIDAR-Sensor auf einem anderen Messverfahren als der zweite LIDAR-Sensor. Optional kann es sich bei der ersten Laserlichtquelle um eine Laserlichtquelle eines ToF- (time of flight) Sensors und bei der zweiten Laserlichtquelle um eine Laserlichtquelle eines FMCW- (frequency modulated continuous wave) Sensors handeln. Mehr bevorzugt können ein ToF-Sensor und ein FMCW-Sensor in Kombination eingesetzt werden. Die Kombination der beiden LIDAR-Sensoren auf Basis verschiedener Messverfahren kann zum einen vorteilhafte Eigenschaften für verschiedene Lichtverhältnisse als auch verschiedene Detektionsentfernungen bereitstellen.
  • Optional weist der erste LIDAR-Sensor einen ersten Detektor und der zweite LIDAR-Sensor einen zweiten Detektor auf, wobei die erste und zweite Laserlichtquelle zwischen dem ersten und zweiten Detektor angeordnet sind. Die Laserlichtquellen und Detektoren können auf einer beliebigen Fläche, optional planar, d.h. auf einer gemeinsamen Ebene, angeordnet sein. Optional ist der erste Detektor an die erste Laserlichtquelle angrenzend angeordnet. Durch den Abstand der Detektoren, der durch die dazwischen angeordneten Laserlichtquellen verursacht wird, kann eine störungsfreie Messung ermöglicht werden.
  • Optional verläuft ein optischer Pfad des von der ersten Laserlichtquelle emittierten Laserlichts räumlich getrennt von dem von der zweiten Laserlichtquelle emittierten Laserlichts. Hierdurch wird eine störungsfreie, differenzielle Messung begünstigt.
  • Optional entspricht der Scanbereich des ersten LIDAR-Sensors dem Scanbereich des zweiten LIDAR-Sensors. Hierdurch kann eine vollständige Redundanz des LIDAR-Systems erreicht werden.
  • Optional ist eine Reinigungsvorrichtung an einer Außenseite des Gehäuses und angrenzend an das gemeinsame Transmissionselement bereitgestellt. Die Reinigungsvorrichtung kann dazu angepasst sein, das Transmissionselement zu reinigen. Optional ist die Reinigungsvorrichtung dazu angepasst, bestimmte Bereiche des Transmissionselements zu reinigen. Dies hat den Vorteil, dass eine Verschmutzung bzw. Verunreinigung, deren Position auf dem Transmissionselement bekannt ist, gezielt entfernt werden kann, ohne dass dabei die Funktionalität des verbleibenden LIDAR-Systems unnötig eingeschränkt wird. Beispielsweise können im Fall einer Verschmutzung, die lediglich die Funktion eines der beiden LIDAR-Sensoren beeinträchtigt, weitere Messungen nur auf Grundlage des jeweils anderen LIDAR-Sensors bis zum Abschluss einer Reinigung durchgeführt werden. Das LIDAR-System erkennt optional den Ort der Verschmutzung und ist optional dazu in der Lage, diese, gegebenenfalls zielgerichtet, zu beseitigen. Parallel dazu kann das LIDAR-System optional den Betrieb eines unbeeinträchtigten Teils des LIDAR-Systems ermöglichen. Die Reinigungsvorrichtung kann beispielsweise ein oder mehrere Wischblätter und eine Wasser- und/oder Lösemittelquelle umfassen.
  • Optional umgibt die Reinigungsvorrichtung das gemeinsame Transmissionselement zumindest teilweise. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Verschmutzung, deren Position und Abmessung bzw. Lage von der Recheneinheit erfasst ist, zielgerichtet von der Reinigungsvorrichtung entfernt werden kann.
  • Optional ist das LIDAR-System dazu eingerichtet, mittels eines Abgleichs von Messungen des ersten LIDAR-Sensors und des zweiten LIDAR-Sensors eine Klassifizierung eines detektierten Objektes vorzunehmen. Somit können optional aus einem Abgleich der Messungen des ersten LIDAR-Sensors und des zweiten LIDAR-Sensors Informationen über Merkmale eines detektierten Objekts extrahiert werden, die zur Blockage-Erkennung bzw. Klassifizierung verwendet werden können. Außerdem kann durch ein differenzielles Messen eine Klassifizierung und Detektion von detektierten Objekten, Hindernissen oder anderen Entitäten unterstützt werden. Dadurch kann ein erkanntes Objekt in eine vorbestimmte Kategorie von Objekten eingeordnet werden und dem Objekt kann etwa eine Relevanz für die Umfelderkennung zugewiesen werden. Optional kann dabei ein Objekt als Hindernis oder als Hintergrund klassifiziert werden. Insbesondere können die ggf. verschiedenen Messverfahren und/oder verschiedenen Wellenlängen des emittierten Laserlichts der beiden LIDAR-Sensoren dazu genutzt werden, um charakteristische Eigenschaften des Objekts zu bestimmen. So können etwa manche Objekte unterschiedliche Reflexionseigenschaften für das Laserlicht der unterschiedlichen LIDAR-Sensoren aufweisen, anhand derer sich die Objekte charakterisieren lassen. So kann etwa im Rahmen der Charakterisierung bestimmt werden, ob es sich bei einem erfassten Objekt aller Wahrscheinlichkeit nach um eine Person, ein Kraftfahrzeug, ein Bauwerk oder eine Pflanze, wie etwa einen Busch, handelt. Darauf basierend kann sodann optional eine Auswertung erfolgen, ob die unterschiedlichen Reflexionseigenschaften im Rahmen der normalen Funktionalität des LIDAR-Systems liegen, oder ob darin ein Indiz für eine Fehlfunktion des LIDAR-Systems vorliegen kann.
  • Optional wird ein Fahrassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, wobei das Fahrassistenzsystem das LIDAR-System aufweist. Ein Fahrassistenzsystem oder ein Fahrerassistenzsystem kann dazu verwendet werden, den Fahrer beim Fahren des Kraftfahrzeugs zu unterstützen und/oder optional das Fahrzeug teilweise oder vollständig automatisiert zu steuern. Fahrassistenzsysteme sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der US 2019/367038 A1 , bekannt. Anforderungen an Fahrassistenzsysteme können der Norm ISO 26262 entnommen werden. Das Fahrersystem kann die Recheneinheit umfassen. Alternativ kann die Recheneinheit als eigenständiges System vorliegen oder einen Bestandteil eines LIDAR-Sensors ausbilden.
  • Optional wird ein Kraftfahrzeug mit dem Fahrassistenzsystem bereitgestellt. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise in Form eines Landfahrzeugs, Luftfahrzeugs oder Wasserfahrzeugs ausgebildet sein. Ein Landfahrzeug kann beispielsweise als ein Straßenfahrzeug oder als ein schienengebundenes Fahrzeug ausgebildet sein. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Autobus sein. Das Kraftfahrzeug kann optional als ein teilweise oder vollständig automatisiert steuerbares Kraftfahrzeug ausgebildet sein.
  • Nachfolgend wird eine optionale Ausführungsform mit Bezug zu den 1 und 2 beschrieben.
    • 1 zeigt schematisch ein optionales LIDAR-System für ein Fahrassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, und
    • 2 zeigt schematisch das optionale LIDAR-System aus 1 mit einem verunreinigten Transmissionselement.
  • In 1 wird ein LIDAR-System 1 gemäß einer optionalen Ausführungsform der Offenbarung für ein Fahrassistenzsystem 40 eines Kraftfahrzeugs 41 schematisch gezeigt. Das LIDAR-System 1 ist an bzw. in dem Kraftfahrzeug 41 angebracht und übermittelt Daten an dessen Fahrassistenzsystem 40.
  • Das Fahrassistenzsystem 40 ist dazu ausgebildet, anhand der, u.a. von dem LIDAR-System 1, übermittelten Daten den Fahrer des Kraftfahrzeugs 41 zu unterstützen und optional auch ein (teil-) automatisiertes Steuern des Kraftfahrzeugs 41 zu ermöglichen. Das automatisierte Steuern kann dabei mit oder ohne Kontrolle des Fahrers erfolgen.
  • Das in 1 gezeigte LIDAR-System 1 weist einen ersten LIDAR-Sensor 10 mit einer ersten Laserlichtquelle 11 und einen zweiten LIDAR-Sensor 20 mit einer zweiten Laserlichtquelle 21 auf. Beide LIDAR-Sensoren 10, 20 liegen zusammen in einem einzelnen Gehäuse 35 mit einem als optisches Fenster ausgebildeten gemeinsamen Transmissionselement 36 vor. Das Gehäuse 35 ist an bzw. in dem Kraftfahrzeug 41 befestigt. Das Gehäuse 35 weist eine Reinigungsvorrichtung 38 auf, auf die nachstehend, unter Bezug auf 2, detaillierter eingegangen wird.
  • Das in 1 schematisch gezeigte optionale LIDAR-System 1 beruht auf verschiedenen Messverfahren. Die erste Laserlichtquelle 11 emittiert Laserlicht 24 einer anderen Wellenlänge als die zweite Laserlichtquelle 21. Zudem handelt es sich im vorliegenden Fall beim ersten LIDAR-Sensor 10 um einen nach dem ToF-Prinzip arbeitenden LIDAR-Sensor, der linear polarisiertes Laserlicht 24 mit einer Wellenlänge von 905 nm verwendet. Der zweite LIDAR-Sensor 20 arbeitet nach dem FMCW-Prinzip und verwendet linear polarisiertes Laserlicht 24 einer Wellenlänge von 1.550 nm.
  • 1 kann ferner entnommen werden, dass das emittierte Laserlicht 24 der beiden Laserlichtquellen 11, 21 unterschiedlichen Lichtpfaden folgt, die räumlich getrennt voneinander ausgebildet sind.
  • Der erste LIDAR-Sensor 10 ist ferner dazu ausgebildet, einen ersten Scanbereich 12 abzutasten und der zweite LIDAR-Sensor 20 ist dazu ausbildet, einen zweiten Scanbereich 22 abzutasten, wobei die beiden Scanbereiche 12, 22 einander teilweise überlappen. Das von den Laserlichtquellen 11, 21 emittierte Laserlicht 24 tritt an dem gemeinsamen Transmissionselement 36 aus dem Gehäuse 35 des LIDAR-Systems 1 aus und trifft, wie aus 1 ersichtlich ist, auf ein Objekt 26, das sich innerhalb der teilweise überlappenden Scanbereiche 12, 22 befindet.
  • Das Objekt 26 reflektiert jeweils Teile des von den beiden Laserlichtquellen 11, 21 emittierten Laserlichts 24 derart, dass das von der ersten Laserlichtquelle 11 emittierte Laserlicht 24 als reflektiertes Laserlicht 25 durch die Öffnung 36 des Gehäuses 35 auf einen ersten Detektor 13 trifft und das von der zweiten Laserlichtquelle 21 emittierte Laserlicht 24 als reflektiertes Laserlicht 25 durch die weitere Öffnung 36 des weiteren Gehäuses 35 auf einen zweiten Detektor 23 trifft.
  • Die Detektoren 13, 23 bilden einen Teil einer Empfangseinheit des jeweiligen Laser-Sensors 10, 20. Die Empfangseinheit kann optische Elemente umfassen, die aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt werden. Gleichermaßen bilden die Laserlichtquellen 11, 21 einen Teil einer (nicht gezeigten) Sendeeinheit des jeweiligen LIDAR-Sensors, welche optional weitere Komponenten aufweisen kann. Diese kann insbesondere ebenfalls optische Elemente umfassen.
  • Das von dem Objekt 26 reflektierte Laserlicht 25 trifft auf den jeweiligen Detektor 13, 23, von welchem das von dem Objekt 26 reflektierte Laserlicht 25 in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Die elektrischen Signale oder Datensignale beider Detektoren 13, 23 werden in dem Fahrassistenzsystem 40 derart zusammengeführt, dass daraus Informationen über das Objekt 26, insbesondere dessen Abstand zum Kraftfahrzeug 41 und/oder weitere, nachstehend aufgeführte Eigenschaften, abgeleitet werden können. So kann insbesondere eine differenzielle Messung anhand der beiden reflektierten Laserlichtsignale 25 vorgenommen werden, welche beide von demselben Objekt 26 herrühren.
  • 2 zeigt die Anordnung von 1 mit dem Unterschied, dass auf dem gemeinsamen Transmissionselement 36 des Gehäuses 35 eine Verunreinigung bzw. Verschmutzung 37 lokalisiert ist. Es ist zu erkennen, dass die Verschmutzung 37 beide Scanbereiche 12, 22 beeinträchtigt und entsprechend eine teilweise Blockage des LIDAR-Systems 1 darstellt.
  • Aufgrund der Lage der Verschmutzung 37 erreicht bei der in 2 gezeigten Scanposition das Laserlicht 24 beider Laserlichtquellen 11, 21 das Objekt 26, jedoch erreicht lediglich das reflektierte Laserlicht 25, welches von der zweiten Laserlichtquelle 21 emittiert wird, den zweiten Detektor 23 des zweiten LIDAR-Sensors 20. In Folge stellt der zweite Detektor 23 ein elektrisches Signal an das Fahrassistenzsystem 40 bereit. Das reflektierte Laserlicht 25, welches von der ersten Laserlichtquelle 11 emittiert wird, trifft derart auf die Verschmutzung 37, dass der erste Detektor 13 des ersten LIDAR-Sensors 10 kein elektrisches Signal erzeugen kann. Durch die Ausgestaltung des LIDAR-Systems 1 ist damit das Fahrassistenzsystem 40 in die Lage versetzt, Eigenschaften des Objekts 26, beispielsweise dessen Entfernung, wenigstens anhand der vom zweiten LIDAR-Sensor 20 bereitgestellten Daten zu ermitteln.
  • Das Fahrassistenzsystem 40 ist weiter dazu angepasst, zu erkennen, dass der erste LIDAR-Sensor 10 zumindest teilweise blockiert ist. Durch sukzessives Abtasten der Scanbereiche 12, 22 und auf Grundlage der dabei erzeugten Daten wird das Fahrassistenzsystem 40 in die Lage versetzt, Ort und Abmessung der Verschmutzung 37 auf dem gemeinsamen Transmissionselement 36 des Gehäuses 35 zu bestimmen. In Folge kann das Fahrassistenzsystem 40 eine bereitgestellte Reinigungsvorrichtung 38 aktivieren, die dazu angepasst ist, das Transmissionselement 36 zielgerichtet, d.h. an verschmutzten Positionen, zu reinigen. Die Reinigungsvorrichtung 38 ist im vorliegenden Fall das Transmissionselement 36 derart umgebend angeordnet, dass einerseits alle Positionen auf dem Transmissionselement 36 erreicht werden können und andererseits bei einem Reinigungsvorgang eine Beeinträchtigung der Scanbereiche 12, 22 so gering wie möglich ausfällt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    LIDAR-System
    10
    erster LIDAR-Sensor
    11
    erste Laserlichtquelle
    12
    erster Scanbereich
    13
    erster Detektor
    20
    zweiter LIDAR-Sensor
    21
    zweite Laserlichtquelle
    22
    zweiter Scanbereich
    23
    zweiter Detektor
    24
    emittiertes Laserlicht
    25
    reflektiertes Laserlicht
    26
    Objekt
    30
    Empfangseinheit
    35
    Gehäuse
    36
    gemeinsames Transmissionselement
    37
    Verschmutzung
    38
    Reinigungsvorrichtung
    40
    Fahrassistenzsystem
    41
    Kraftfahrzeug
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2021163732 A1 [0005]
    • DE 112020001131 T5 [0010]
    • US 2019367038 A1 [0027]

Claims (10)

  1. LIDAR-System (1) für ein Fahrassistenzsystem (40) eines Kraftfahrzeugs (41), aufweisend: einen ersten LIDAR-Sensor (10) mit einer ersten Laserlichtquelle (11); einen zweiten LIDAR-Sensor (20) mit einer zweiten Laserlichtquelle (21); und ein Gehäuse (35); dadurch gekennzeichnet, dass ein Scanbereich (12) des ersten LIDAR-Sensors (10) mit einem Scanbereich (22) des zweiten LIDAR-Sensors (20) zumindest teilweise überlappt, wobei die erste und zweite Laserlichtquelle (11, 21) dazu angepasst sind, Laserlicht (24) durch ein gemeinsames Transmissionselement (36) zu emittieren, das in dem Gehäuse (35) ausgebildet ist.
  2. LIDAR-System (1) gemäß Anspruch 1, wobei das LIDAR-System (1) dazu ausgelegt ist, dass die erste Laserlichtquelle (11) Laserlicht (24) einer anderen Wellenlänge emittiert, als die zweite Laserlichtquelle (21).
  3. LIDAR-System (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste LIDAR-Sensor (10) auf einem anderen Messverfahren als der zweite LIDAR-Sensor (20) beruht.
  4. LIDAR-System (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste LIDAR-Sensor (10) einen ersten Detektor (13) und der zweite LIDAR-Sensor (20) einen zweiten Detektor (23) aufweist, und wobei die erste und zweite Laserlichtquelle (11, 21) zwischen dem ersten und zweiten Detektor (13, 23) angeordnet sind.
  5. LIDAR-System (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein optischer Pfad des von der ersten Laserlichtquelle (11) emittierten Laserlichts (24) räumlich getrennt vom optischen Pfad des von der zweiten Laserlichtquelle (21) emittierten Laserlichts (24) verläuft.
  6. LIDAR-System (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Scanbereich (12) des ersten LIDAR-Sensors (10) dem Scanbereich (22) des zweiten LIDAR-Sensors (20) entspricht.
  7. LIDAR-System (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das LIDAR-System (1) dazu eingerichtet ist, mittels eines Abgleichs von Messungen des ersten LIDAR-Sensors (10) und des zweiten LIDAR-Sensors (20) eine Klassifizierung eines detektierten Objektes vorzunehmen.
  8. LIDAR-System (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Reinigungsvorrichtung (38) das gemeinsame Transmissionselement (36) zumindest teilweise umgibt.
  9. Fahrassistenzsystem (40) eines Kraftfahrzeugs (41), wobei das Fahrassistenzsystem (40) ein LIDAR-System (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche aufweist.
  10. Kraftfahrzeug (41) mit einem Fahrassistenzsystem (40) gemäß Anspruch 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021163732A1 (en) 2020-02-12 2021-08-19 Continental Automotive Systems, Inc. Lidar sensor assembly with blockage detection
DE112020001131T5 (de) 2019-03-08 2022-01-27 Osram Gmbh Komponente für ein Lidar-Sensorsystem, Lidar-Sensorsystem, Lidar-Sensorgerät, Verfahren für ein Lidar-Sensorsystem und Verfahren für ein Lidar-Sensorgerät

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