DE102022208349A1 - Lidar device and method for operating a lidar device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lidar-Vorrichtung (100) mit einer Laserquelle (101), einer Detektoreinheit (103), einer Strahlablenkungseinheit (105) zum Ablenken ausgehenden Laserlichts (107) der Laserquelle (101) in vorbestimmte Raumrichtungen (D) und zum Ablenken von aus den Raumrichtungen (D) eingehenden Laserlichts (109) zur Detektoreinheit (103), einem Polarisator (111) zum Polarisieren des ausgehenden Laserlichts (107) und einer Auswerteeinheit (113) zum Analysieren einer Intensität des detektierten Laserlichts, wobei die Strahlablenkungseinheit (105) als ein um eine Drehachse (115) drehbares Facettenrad (117) mit einer Mehrzahl reflektierender Facettenflächen (119) ausgebildet ist, wobei über eine Drehung des Facettenrads (117) Facettenflächen (119) in einem Strahlengang (108) des ausgehenden Laserlichts (107) und in einem Strahlengang (110) des eingehenden Laserlichts (109) positionierbar sind, wobei an wenigstens einer Facettenfläche (121) ein Polarisationsfilter (123) zum Polarisieren von Laserlicht in eine Polarisationsrichtung (V) ausgebildet ist, und wobei über eine Positionierung der Facettenfläche (121) mit Polarisationsfilter (123) im Strahlengang (110) des eingehenden Laserlichts (109) eine Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts (109) bewirkbar ist.The invention relates to a lidar device (100) with a laser source (101), a detector unit (103), a beam deflection unit (105) for deflecting outgoing laser light (107) from the laser source (101) in predetermined spatial directions (D) and for deflecting from the spatial directions (D) incoming laser light (109) to the detector unit (103), a polarizer (111) for polarizing the outgoing laser light (107) and an evaluation unit (113) for analyzing an intensity of the detected laser light, the beam deflection unit (105) is designed as a facet wheel (117) rotatable about an axis of rotation (115) with a plurality of reflecting facet surfaces (119), with facet surfaces (119) being formed in a beam path (108) of the outgoing laser light (107) by rotation of the facet wheel (117) and can be positioned in a beam path (110) of the incoming laser light (109), a polarization filter (123) for polarizing laser light in a polarization direction (V) being formed on at least one facet surface (121), and wherein the facet surface (121) is positioned via positioning ) a polarization analysis of the incoming laser light (109) can be effected with a polarization filter (123) in the beam path (110) of the incoming laser light (109).
Description
Die Erfindung betrifft Lidar-Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Lidar-Vorrichtung.The invention relates to a lidar device and a method for operating a lidar device.
Stand der TechnikState of the art
Für das Steuern von Fahrzeugen, insbesondere von autonom steuerbaren Fahrzeugen, sind Lidar-Sensoren ein essentieller Bestandteil. Bei stark reflektierenden Objekten besteht jedoch die Gefahr von Crosstalk-Effekten, bei denen in Bereichen benachbart zu dem stark reflektierenden Objekt aufgrund der hohen Reflektivität fehlerhafte Messwerte aufgenommen und fälschlicherweise Objekte detektiert werden können.Lidar sensors are an essential component for controlling vehicles, especially autonomously controllable vehicles. With highly reflective objects, however, there is a risk of crosstalk effects in which erroneous measured values can be recorded in areas adjacent to the highly reflective object due to the high reflectivity and objects can be falsely detected.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Lidar-Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Lidar-Vorrichtung bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide an improved lidar device and an improved method for operating a lidar device.
Diese Aufgabe wird durch die Lidar-Vorrichtung und das Verfahren zum Betreiben einer Lidar-Vorrichtung der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche.This task is solved by the lidar device and the method for operating a lidar device of the independent claims. Advantageous refinements are the subject of the subordinate claims.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Lidar-Vorrichtung mit einer Laserquelle, einer Detektoreinheit, einer Strahlablenkungseinheit zum Ablenken ausgehenden Laserlichts der Laserquelle in vorbestimmte Raumrichtungen und zum Ablenken von aus den Raumrichtungen eingehenden Laserlichts zur Detektoreinheit, einem Polarisator zum Polarisieren des ausgehenden Laserlichts und einer Auswerteeinheit zum Analysieren einer Intensität des detektierten Laserlichts bereitgestellt, wobei die Strahlablenkungseinheit als ein um eine Drehachse drehbares Facettenrad mit einer Mehrzahl reflektierender Facettenflächen ausgebildet ist, wobei über eine Drehung des Facettenrads Facettenflächen in einem Strahlengang des ausgehenden Laserlichts und in einem Strahlengang des eingehenden Laserlichts positionierbar sind, wobei an wenigstens einer Facettenfläche ein Polarisationsfilter zum Polarisieren von Laserlicht in eine Polarisationsrichtung ausgebildet ist, und wobei über eine Positionierung der Facettenfläche mit Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts eine Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts bewirkbar ist.According to one aspect of the invention, a lidar device with a laser source, a detector unit, a beam deflection unit for deflecting outgoing laser light from the laser source in predetermined spatial directions and for deflecting laser light incoming from the spatial directions to the detector unit, a polarizer for polarizing the outgoing laser light and an evaluation unit for analyzing an intensity of the detected laser light, the beam deflection unit being designed as a facet wheel rotatable about an axis of rotation with a plurality of reflecting facet surfaces, facet surfaces being positionable in a beam path of the outgoing laser light and in a beam path of the incoming laser light by rotating the facet wheel, wherein a polarization filter for polarizing laser light in a polarization direction is formed on at least one facet surface, and a polarization analysis of the incoming laser light can be effected by positioning the facet surface with polarization filter in the beam path of the incoming laser light.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine verbesserte Lidar-Vorrichtung bereitgestellt werden kann, die eine Polarisationsanalyse des detektierten Laserlichts ermöglicht. Hierzu weist die Lidar-Vorrichtung einen Polarisator zum Polarisieren des Laserlichts der Laserquelle auf. Ferner weist die Lidar-Vorrichtung ein Polarisationsfilter auf, das an wenigstens einer Facettenfläche des Facettenrads der Strahlablenkungseinheit ausgebildet ist. Über eine Rotation des Facettenrads können die Facettenflächen des Facettenrads sowohl im Strahlengang des ausgehenden Laserlichts der Laserquelle als auch im Strahlengang des eingehenden Laserlichts positioniert werden. Durch eine Positionierung der Facettenfläche mit Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts kann somit eine Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts in Bezug eine Polarisationsrichtung des Polarisationsfilters erreicht werden. Indem wenigstens eine Facettenfläche des Facettenrads ohne Polarisationsfilter ausgebildet ist und indem durch durchgehende Rotation des Facettenrads zeitlich nacheinander die Facettenfläche mit Polarisationsfilter und die Facettenfläche ohne Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts positioniert werden können, kann ein Vergleich der Intensität des von der Facettenfläche mit Polarisationsfilter und des von der Facettenfläche ohne Polarisationsfilter in den Detektor reflektierten Laserlichts ermittelt werden. Durch den Vergleich der Intensitäten des Laserlichts, einmal mit Reflexion an der Facettenfläche mit Polarisationsfilter und einmal ohne Polarisationsfilter, können Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des das Laserlicht der Lidar-Vorrichtung reflektierenden Objekts getroffen werden. Insbesondere können durch die Polarisationsanalyse Crosstalk-Effekte, die durch stark reflektierende Objekte hervorgerufen werden, ermittelt und korrigiert werden. Durch die Ausbildung des Polarisationsfilters an der Facettenfläche des Facettenrads kann somit ein passives Analyseelement zur Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts realisiert werden, das in passiver Weise zwischen zwei Polarisationszuständen verschaltet werden kann. Das Analyseelement ist hierbei durch die im Strahlengang des eingehenden Laserlichts positionierten Facettenflächen des Facettenrads gegeben. Durch Rotation des Facettenrads können zeitlich nacheinander Facettenflächen ohne Polarisationsfilter und die wenigstens eine Facettenfläche mit Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts positioniert werden. Das Analyseelement kann somit zwischen einem Analysezustand, in dem die Facettenfläche mit Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts angeordnet ist, und einem Zustand ohne Analyse, in dem eine Facettenfläche ohne Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts angeordnet ist, verschaltet werden. Die Verschaltung des Analyseelements zwischen den zwei genannten Zuständen wird durch die Rotation des Facettenrads bewirkt, sodass eine passive Verschaltung des Analyseelements ermöglicht ist. Dies führt zu einer robusten und technisch einfachen Ausgestaltung der Polarisationsanalyse.In this way, the technical advantage can be achieved that an improved lidar device can be provided, which enables polarization analysis of the detected laser light. For this purpose, the lidar device has a polarizer for polarizing the laser light from the laser source. Furthermore, the lidar device has a polarization filter which is formed on at least one facet surface of the facet wheel of the beam deflection unit. By rotating the facet wheel, the facet surfaces of the facet wheel can be positioned both in the beam path of the outgoing laser light from the laser source and in the beam path of the incoming laser light. By positioning the facet surface with polarization filter in the beam path of the incoming laser light, a polarization analysis of the incoming laser light can be achieved in relation to a polarization direction of the polarization filter. By designing at least one facet surface of the facet wheel without a polarization filter and by positioning the facet surface with polarization filter and the facet surface without polarization filter in the beam path of the incoming laser light one after the other through continuous rotation of the facet wheel, a comparison of the intensity of the facet surface with polarization filter and the Laser light reflected from the facet surface into the detector without a polarization filter can be determined. By comparing the intensities of the laser light, once with reflection on the facet surface with a polarization filter and once without a polarization filter, conclusions can be drawn about the nature of the object reflecting the laser light from the lidar device. In particular, polarization analysis can be used to determine and correct crosstalk effects caused by highly reflective objects. By forming the polarization filter on the facet surface of the facet wheel, a passive analysis element for polarization analysis of the incoming laser light can be realized, which can be switched passively between two polarization states. The analysis element is provided by the facet surfaces of the facet wheel positioned in the beam path of the incoming laser light. By rotating the facet wheel, facet surfaces without a polarization filter and the at least one facet surface with a polarization filter can be positioned one after the other in the beam path of the incoming laser light. The analysis element can thus be connected between an analysis state in which the facet surface with a polarization filter is arranged in the beam path of the incoming laser light, and a state without analysis, in which a facet surface without a polarization filter is arranged in the beam path of the incoming laser light. The connection of the analysis element between The two states mentioned are caused by the rotation of the facet wheel, so that a passive connection of the analysis element is possible. This leads to a robust and technically simple design of the polarization analysis.
Das Facettenrad kann im Sinne der Erfindung als ein Polygonspiegel mit mehreren Spiegelflächen ausgebildet sein.For the purposes of the invention, the facet wheel can be designed as a polygonal mirror with several mirror surfaces.
Nach einer Ausführungsform ist an wenigstens zwei weiteren Facettenflächen jeweils ein weiteres Polarisationsfilter zur Polarisation von Laserlicht in eine von der Polarisationsrichtung des Polarisationsfilters unterschiedliche weitere Polarisationsrichtung ausgebildet, wobei die zwei weiteren Facettenflächen aneinander angrenzend angeordnet sind, und wobei der Polarisator durch die im Strahlengang des ausgehenden Laserlichts positionierten Facettenflächen mit Polarisationsfilter und/oder weiteren Facettenflächen mit weiteren Polarisationsfiltern gebildet ist.According to one embodiment, a further polarization filter for polarizing laser light in a further polarization direction different from the polarization direction of the polarization filter is formed on at least two further facet surfaces, the two further facet surfaces being arranged adjacent to one another, and the polarizer being in the beam path of the outgoing laser light positioned facet surfaces with polarization filters and/or further facet surfaces with further polarization filters.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass der Polarisator zum Polarisieren des Laserlichts der Laserquelle ebenfalls als ein passiv steuerbares Element ausgebildet werden kann. Durch die Rotation des Facettenrads können zeitlich nacheinander die Facettenfläche mit Polarisationsfilter und die weiteren Facettenflächen mit weiterem Polarisationsfilter im Strahlengang des ausgehenden Laserlichts positioniert werden. Durch die unterschiedlichen Polarisationsrichtungen der verschiedenen Polarisationsfilter kann der Polarisator somit zwischen zwei Polarisationsrichtungen passiv verschaltet werden, in denen eine Polarisation des ausgehenden Laserlichts in zwei verschiedene Polarisationsrichtungen bewirkt wird. Gleichzeitig kann durch die zeitlich nacheinanderfolgende Positionierung der verschiedenen Facettenflächen mit den unterschiedlichen Polarisationsfiltern im Strahlengang des eingehenden Laserlichts wieder eine passiv verschaltbare Polarisationsanalyse erreicht werden, in der das eingehende Laserlicht bezüglich der zwei verschiedenen Polarisationsrichtungen der verschiedenen Polarisationsfilter analysiert werden kann. Dies ermöglicht wiederum eine robuste und technisch einfach ausgestaltete Polarisationsanalyse.In this way, the technical advantage can be achieved that the polarizer for polarizing the laser light from the laser source can also be designed as a passively controllable element. By rotating the facet wheel, the facet surface with polarization filter and the other facet surfaces with further polarization filter can be positioned one after the other in the beam path of the outgoing laser light. Due to the different polarization directions of the different polarization filters, the polarizer can thus be passively connected between two polarization directions, in which a polarization of the outgoing laser light is effected in two different polarization directions. At the same time, by sequentially positioning the different facet surfaces with the different polarization filters in the beam path of the incoming laser light, a passively interconnectable polarization analysis can be achieved again, in which the incoming laser light can be analyzed with respect to the two different polarization directions of the different polarization filters. This in turn enables a robust and technically simple polarization analysis.
Nach einer Ausführungsform weist das Facettenrad eine polygonale Form mit wenigstens vier Facettenflächen auf, wobei das Facettenrad wenigstens zwei Facettenflächen mit Polarisationsfiltern und wenigstens zwei weitere Facettenflächen mit weiteren Polarisationsfiltern aufweist, und wobei die Facettenflächen und die weiteren Facettenflächen jeweils aneinander angrenzend angeordnet sind.According to one embodiment, the facet wheel has a polygonal shape with at least four facet surfaces, the facet wheel having at least two facet surfaces with polarization filters and at least two further facet surfaces with further polarization filters, and wherein the facet surfaces and the further facet surfaces are each arranged adjacent to one another.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine weitere Präzisierung der Polarisationsanalyse erreicht werden kann, indem vier verschiedene Polarisationskombinationen durch Anordnung der Facettenflächen mit Polarisationsfilter bzw. weiteren Facettenflächen mit weiteren Polarisationsfiltern in den Strahlengängen des ausgehenden bzw. eingehenden Laserlichts durch Rotation des Facettenrads erreicht werden können.In this way, the technical advantage can be achieved that a further precision of the polarization analysis can be achieved by achieving four different polarization combinations by arranging the facet surfaces with polarization filters or further facet surfaces with further polarization filters in the beam paths of the outgoing or incoming laser light by rotating the facet wheel can.
Nach einer Ausführungsform umfasst das Facettenrad ferner wenigstens eine Facettenfläche ohne Polarisationsfilter.According to one embodiment, the facet wheel further comprises at least one facet surface without a polarization filter.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass durch die Aufnahme der Facettenfläche ohne Polarisationsfilter die Strahlungsleistung der Lidar-Vorrichtung und damit verbunden die Reichweite der Lidar-Vorrichtung erhöht werden kann.In this way, the technical advantage can be achieved that by recording the facet surface without a polarization filter, the radiation power of the lidar device and the associated range of the lidar device can be increased.
Nach einer Ausführungsform ist der Polarisator in die Laserquelle integriert.According to one embodiment, the polarizer is integrated into the laser source.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine kompakte und raumsparende Lidar-Vorrichtung ermöglicht ist.In this way, the technical advantage can be achieved that a compact and space-saving lidar device is possible.
Nach einer Ausführungsform ist die Laserquelle als ein Kantenemitter ausgebildet.According to one embodiment, the laser source is designed as an edge emitter.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine leistungsstarke Laserquelle mit integriertem Polarisator bereitgestellt werden kann. Das bereitgestellte Laserlicht des Kantenemitters hat erfindungsgemäß eine Polarisationsvorzugsrichtung. Auf einen zusätzlichen Polarisator kann somit verzichtet werden.In this way, the technical advantage can be achieved that a powerful laser source with an integrated polarizer can be provided. According to the invention, the laser light provided by the edge emitter has a preferred polarization direction. An additional polarizer can therefore be dispensed with.
Nach einer Ausführungsform weisen die Polarisationsrichtung des Polarisationsfilters und die weitere Polarisationsrichtung des weiteren Polarisationsfilters einen rechten Winkel zueinander auf.According to one embodiment, the polarization direction of the polarization filter and the further polarization direction of the further polarization filter have a right angle to one another.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine präzise Polarisationsanalyse ermöglicht ist. Stark reflektierende Objekte wie beispielsweise Retro-Reflektorelemente in Verkehrsschildern führen bei Reflexion des Laserlichts zu einer Drehung der Polarisationsrichtung des polarisierten Laserlichts um 90 Grad. Durch die Ausrichtung der beiden Polarisationsrichtungen der zwei verschiedenen Arten von Polarisationsfiltern im rechten Winkel zueinander kann somit eine präzise Polarisationsanalyse insbesondere in Bezug auf von Retro-Reflektorelementen reflektierten Laserlichts erreicht werden. Da derartige Retro-Reflektorelemente aufgrund ihrer starken Reflexionsfähigkeit eine Hauptursache für Crosstalk-Effekte sind, können durch die Polarisationsanalyse durch Verwendung der zwei verschiedenen Arten von Polarisationsfiltern von Retro-Reflektorelementen ausgelöste Crosstalk-Effekte präzise detektiert und somit anschließend korrigiert werden.In this way, the technical advantage can be achieved that a precise polarization analysis is possible. Highly reflective objects such as retro reflector elements in traffic signs cause the polarization direction of the polarized laser light to rotate by 90 degrees when the laser light is reflected. By aligning the two polarization directions of the two different types of polarization filters at right angles to one another, a precise polarization analysis can be achieved, particularly with regard to laser light reflected by retro-reflector elements. Since such retro-reflector elements are a main cause of crosstalk effects due to their strong reflectivity, crosstalk effects triggered by retro-reflector elements can be precisely detected and thus subsequently corrected by polarization analysis using the two different types of polarization filters of retro-reflector elements.
Nach einer Ausführungsform weist das Facettenrad eine dritte Facettenfläche auf, wobei an der dritten Facettenfläche ein drittes Polarisationsfilter zur Polarisation von Laserlicht in eine dritte Polarisationsrichtung ausgebildet ist, und wobei die dritte Polarisationsrichtung einen Winkel von 45 Grad zu der Polarisationsrichtung des Polarisationsfilters und zur weiteren Polarisationsrichtung des weiteren Polarisationsfilters aufweist.According to one embodiment, the facet wheel has a third facet surface, wherein a third polarization filter for polarizing laser light in a third polarization direction is formed on the third facet surface, and wherein the third polarization direction forms an angle of 45 degrees to the polarization direction of the polarization filter and to the further polarization direction of the further polarization filter.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass durch den zusätzlichen Polarisationsfilter neben den Retro-Reflektorelementen weitere Materialtypen der reflektierenden Objekte ermittelt werden können.In this way, the technical advantage can be achieved that additional material types of the reflective objects can be determined in addition to the retro-reflector elements using the additional polarization filter.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Lidar-Vorrichtung nach einer der voranstehenden Ausführungsformen bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:
- Polarisieren des ausgehenden Laserlichts der Laserquelle mit dem Polarisator und Positionieren einer Facettenfläche mit Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts in einem ersten Mess-Frame;
- Drehen des Facettenrads und Positionieren einer weiteren Facettenfläche mit weiterem Polarisationsfilter oder einer Facettenfläche ohne Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts in einem zweiten Mess-Frame; Vergleichen einer Intensität des im ersten Mess-Frame detektierten Laserlichts und einer Intensität des im zweiten Mess-Frame detektierten Laserlichts; und Ermitteln eines Objekts basierend auf dem in den ersten und zweiten Mess-Frames detektierten Laserlichts, falls die Intensität des im ersten Mess-Frame detektierten Laserlichts gleich der Intensität des im zweiten Mess-Frame detektierten Laserlichts ist; oder
- Identifizieren der gemessenen Intensität als ein Crosstalk-Effekt, falls die Intensität des im ersten Mess-Frame detektierten Laserlichts unterschiedlich zu der Intensität des im zweiten Mess-Frame detektierten Laserlichts ist.
- Polarizing the outgoing laser light from the laser source with the polarizer and positioning a facet surface with a polarization filter in the beam path of the incoming laser light in a first measurement frame;
- Rotating the facet wheel and positioning a further facet surface with a further polarization filter or a facet surface without a polarization filter in the beam path of the incoming laser light in a second measurement frame; comparing an intensity of the laser light detected in the first measurement frame and an intensity of the laser light detected in the second measurement frame; and determining an object based on the laser light detected in the first and second measurement frames if the intensity of the laser light detected in the first measurement frame is equal to the intensity of the laser light detected in the second measurement frame; or
- Identifying the measured intensity as a crosstalk effect if the intensity of the laser light detected in the first measurement frame is different from the intensity of the laser light detected in the second measurement frame.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Lidar-Vorrichtung bereitgestellt werden kann, mittels dem Crosstalk-Effekte identifiziert werden können. Durch die Polarisationsanalyse des passiv betriebenen Analyseelements können eine präzise Analyse der Polarisationsrichtung des von den jeweiligen Objekten reflektierten Laserlichts bewirkt und hierdurch die entsprechenden Crosstalk-Effekte detektiert werden. Das passive Verschalten des Analyseelements zwischen den zwei Polarisationszuständen durch Drehen des Facettenrads ermöglicht eine robuste und zuverlässige Polarisationsanalyse.In this way, the technical advantage can be achieved that an improved method for operating a lidar device can be provided, by means of which crosstalk effects can be identified. Through the polarization analysis of the passively operated analysis element, a precise analysis of the polarization direction of the laser light reflected by the respective objects can be effected and the corresponding crosstalk effects can thereby be detected. Passively connecting the analysis element between the two polarization states by rotating the facet wheel enables robust and reliable polarization analysis.
Nach einer Ausführungsform umfasst das Facettenrad wenigstens zwei Facettenflächen mit Polarisationsfiltern und wenigstens zwei weitere Facettenflächen mit weiteren Polarisationsfiltern, wobei das Polarisieren im ersten Mess-Frame umfasst:
- Positionieren einer Facettenfläche mit Polarisationsfilter im Strahlengang des ausgehenden Laserlichts und Positionieren einer Facettenfläche mit Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts; wobei das Polarisieren im zweiten Mess-Frame umfasst:
- Drehen des Facettenrads um die Drehachse und Positionieren einer weiteren Facettenfläche mit weiterem Polarisationsfilter im Strahlengang des ausgehenden Laserlichts und Positionieren einer Facettenfläche mit Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts; oder
- Drehen des Facettenrads um die Drehachse und Positionieren einer Facettenfläche mit Polarisationsfilter im Strahlengang des ausgehenden Laserlichts und Positionieren einer weiteren Facettenfläche mit weiterem Polarisationsfilter oder einer Facettenfläche ohne Polarisationsfilter im Strahlengang des eingehenden Laserlichts.
- Positioning a facet surface with a polarization filter in the beam path of the outgoing laser light and positioning a facet surface with a polarization filter in the beam path of the incoming laser light; wherein polarizing in the second measurement frame includes:
- Rotating the facet wheel about the axis of rotation and positioning a further facet surface with a further polarization filter in the beam path of the outgoing laser light and positioning a facet surface with a polarization filter in the beam path of the incoming laser light; or
- Rotating the facet wheel around the axis of rotation and positioning a facet surface with a polarization filter in the beam path of the outgoing laser light and positioning another facet surface with it another polarization filter or a facet surface without a polarization filter in the beam path of the incoming laser light.
Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine weitere Präzisierung der Polarisationsanalyse ermöglicht ist.In this way, the technical advantage can be achieved that further precision of the polarization analysis is possible.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer Lidar-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform; -
2 eine weitere schematische Darstellung einer Lidar-Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
3 schematische Darstellungen einer Funktionsweise der Lidar-Vorrichtung; -
4 eine weitere schematische Darstellung einer Lidar-Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
5 eine weitere schematische Darstellung einer Lidar-Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform; -
6 weitere schematische Darstellungen einer Funktionsweise der Lidar-Vorrichtung; -
7 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Lidar-Vorrichtung.
-
1 a schematic representation of a lidar device according to an embodiment; -
2 a further schematic representation of a lidar device according to a further embodiment; -
3 schematic representations of how the lidar device works; -
4 a further schematic representation of a lidar device according to a further embodiment; -
5 a further schematic representation of a lidar device according to a further embodiment; -
6 further schematic representations of how the lidar device works; -
7 a flowchart of a method for operating the lidar device.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Lidar-Vorrichtung 100 eine Laserquelle 101 zum Bereitstellen des ausgehenden Laserlichts 107, eine Detektoreinheit 103 zum Detektieren des von einem Objekt im Umfeld der Lidar-Vorrichtung 100 reflektierten eingehenden Laserlichts 109, eine Strahlablenkungseinheit 105, mittels der das ausgehende Laserlicht 107 in eine dafür vorgesehene Raumrichtung D abgelenkt werden und mittels der aus der genannten Raumrichtung D reflektiertes eingehendes Laserlicht 109 in die Detektoreinheit 103 abgelenkt werden kann. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Auswerteeinheit 113, mittels der das über die Detektoreinheit 103 detektierte eingehende Laserlicht 109 analysiert werden kann. Die Lidar-Vorrichtung 100 umfasst ferner ein im Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 zwischen der Strahlablenkungseinheit 105 und der Detektoreinheit 103 angeordnetes Spiegelelement 131, mittels dem das eingehende Laserlicht 109 von der Strahlablenkungseinheit 105 in die Detektoreinheit 103 geleitet werden kann. Ferner umfasst die Lidar-Vorrichtung 100 ein Schutzglas 129, mittels dem eine Abgrenzung der genannten Komponenten der Lidar-Vorrichtung 100 zu einem Umfeld der Lidar-Vorrichtung 100 ermöglicht ist. Die Lidar-Vorrichtung 100 kann ferner weitere Komponenten, wie beispielsweise ein Gehäuse, umfassen, die aus Übersichtlichkeitsgründen in den gezeigten Figuren jedoch nicht dargestellt sind.In the embodiment shown, the
In der gezeigten Ausführungsform ist die Strahlablenkungseinheit 105 als ein um eine Drehachse 115 drehbares Facettenrad 117 mit einer Mehrzahl verschiedener Facettenflächen 119 ausgebildet. Die Facettenflächen 119 sind eingerichtet, das ausgehende Laserlicht 107 wie auch das eingehende Laserlicht 109 zu reflektieren. Über eine Drehung des Facettenrads 117 um die Drehachse 115 kann eine Orientierung des Strahlengangs 108 des ausgehenden Laserlichts 107 zur jeweiligen Facettenfläche 119 verändert werden und somit das ausgehende Laserlicht 107 in veränderliche Raumrichtungen D von der jeweiligen Facettenfläche 119 reflektiert werden. Dies gilt analog für die im Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 positionierte Facettenfläche 119 des Facettenrads 117, die durch Drehung des Facettenrads 117 in ihrer Orientierung zum Strahlengang 110 veränderlich positioniert werden kann, sodass eingehendes Laserlicht 109 aus verschiedenen Raumrichtungen D zu der Detektoreinheit 103 abgelenkt und somit detektiert werden kann. Über die Drehung des Facettenrads 117 ist somit ein Scanvorgang des Umfelds der Lidar-Vorrichtung 100 in verschiedene Raumrichtungen D ermöglicht.In the embodiment shown, the
In der gezeigten Ausführungsform ist das Facettenrad 117 zwischen der Laserquelle 101 und der Detektoreinheit 103 angeordnet, sodass das ausgehende Laserlicht 107 und das eingehende Laserlicht 109 von zwei verschiedenen Facettenflächen 119 des Facettenrads 117 reflektiert werden.In the embodiment shown, the
In der gezeigten Ausführungsform ist das Facettenrad 117 quadratisch ausgebildet und weist vier jeweils paarweise einander gegenüberliegend angeordnete Facettenflächen 119 auf.In the embodiment shown, the
In der gezeigten Ausführungsform sind an den vier Facettenflächen 119 jeweils Polarisationsfilter 123, 127 ausgebildet. Über die Polarisationsfilter 123, 127 ist eine Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts 109 ermöglicht. Hierzu weist das Facettenrad 117 zwei Facettenflächen 121 mit Polarisationsfiltern 123 und zwei weitere Facettenflächen 125 mit weiteren Polarisationsfiltern 127 auf. Die Polarisationsfilter 123 weisen eine Polarisationsrichtung V auf, während die weiteren Polarisationsfilter 127 eine Polarisationsrichtung H aufweisen. Die beiden Polarisationsrichtungen V, H sind erfindungsgemäß unterschiedlich und weisen gemäß einer Ausführungsform eine um 90 Grad verschiedene Ausrichtung zueinander auf.In the embodiment shown, polarization filters 123, 127 are formed on the four facet surfaces 119. A polarization analysis of the
Erfindungsgemäß weist die Lidar-Vorrichtung 100 einen Polarisator 111 zum Polarisieren des ausgehenden Laserlichts 107 der Laserquelle 101 auf. In der gezeigten Ausführungsform ist der Polarisator 111 durch die im Strahlengang 108 des ausgehenden Laserlichts 107 positionierbaren Facettenflächen 121 mit Polarisationsfilter 123 bzw. weiteren Facettenflächen 125 mit weiterem Polarisationsfilter 127 gegeben. Durch eine Drehung des Facettenrads 117 um die Drehachse 115 lassen sich Facettenflächen 121 mit Polarisationsfiltern 123 und weitere Facettenflächen 125 mit weiteren Polarisationsfiltern 127 im Strahlengang 108 des ausgehenden Laserlichts 107 positionieren. Hierdurch lässt sich das ausgehende Laserlicht 107 abwechselnd gemäß der Polarisationsrichtung V bzw. der Polarisationsrichtung H der verschiedenen Polarisationsfilter 123, 127 polarisieren. Gleichzeitig lassen sich durch Drehung des Facettenrads 117 um die Drehachse 115 Facettenflächen 121 mit Polarisationsfiltern 123 und weitere Facettenflächen 125 mit weiteren Polarisationsfiltern 127 im Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 positionieren. Hierüber ist somit eine Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts 109 bezüglich der verschiedenen Polarisationsrichtungen V, H ermöglicht.According to the invention, the
In der gezeigten Ausführungsform sind jeweils die Facettenflächen 121 mit Polarisationsfilter 123 aneinander angrenzend angeordnet, während die weiteren Facettenflächen 125 mit weiterem Polarisationsfilter 127 ebenfalls aneinander angrenzend am Facettenrad 117 angeordnet sind.In the embodiment shown, the facet surfaces 121 with
Durch Drehungen des Facettenrads 117 um die Drehachse 115 um Vielfache von 90 Grad lassen sich somit verschiedene Polarisationskombinationen zwischen Polarisationsrichtung der Polarisation des ausgehenden Laserlichts 107 und Analyserichtung der Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts 109 realisieren. In der gezeigten Stellung des Facettenrads 117 und der Positionierung der beiden Facettenflächen 121 mit Polarisationsfilter 123 sowohl im Strahlengang 108 des ausgehenden Laserlichts 107 als auch im Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 erfolgt somit eine Polarisation des ausgehenden Laserlichts 107 in Polarisationsrichtung V und gleichzeitig eine Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts 109 ebenfalls bezüglich der Polarisationsrichtung V. Bei Drehung des Facettenrads 117 um 90 Grad im Uhrzeigersinn erfolgt eine Polarisation des ausgehenden Laserlichts 107 in Polarisationsrichtung H und eine Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts 109 bezüglich der Polarisationsrichtung V. Bei einer weiteren Drehung des Facettenrads 117 um 90 Grad im Uhrzeigersinn erfolgt eine Polarisation des ausgehenden Laserlichts 107 in Polarisationsrichtung H und eine Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts 109 ebenfalls bezüglich der Polarisationsrichtung H. Bei einer weiteren Drehung des Facettenrads 117 um 90 Grad im Uhrzeigersinn erfolgt eine Polarisation des ausgehenden Laserlichts 107 in Polarisationsrichtung V und eine Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts 109 bezüglich der Polarisationsrichtung H.By rotating the
Durch Vergleich der Intensitäten des während dieser vier verschiedenen Stellungen des Facettenrads 117 durch die Detektoreinheit 103 detektierten eingehenden Laserlichts 109 durch die Auswerteeinheit 113 sind Rückschlüsse auf eine Beschaffenheit eines Objekts im Umfeld der Lidar-Vorrichtung 100 ermöglicht, die zur Reflexion des Laserlichts der Lidar-Vorrichtung 100 geführt hat. Insbesondere lassen sich verschiedene Komponenten der Müller-Matrix bezüglich der Reflexion eines reflektierenden Objekts berechnen und hierüber Aussagen bezüglich des Reflexionsvermögens bzw. der Materialbeschaffenheit des reflektierenden Objekts fällen. Hierüber können somit Materialeigenschaften des reflektierenden Objekts bestimmt werden. Darüber hinaus lassen sich Signale in Form von detektiertem eingehenden Laserlicht 109, die auf eine Positionierung eines reflektierenden schließen lassen, als Crosstalk-Effekt und damit verbunden als fehlerhafte Objektdetektionen identifizieren.By comparing the intensities of the
Die gezeigte Ausführungsform der Lidar-Vorrichtung 100 basiert auf der Ausführungsform der Lidar-Vorrichtung 100 in
Ferner ist ein Effekt des Reflektorelements 137 dargestellt. Reflektorelemente 137 in Form von reflektierenden Verkehrsschildern, die als Retro-Reflektoren ausgebildet sind, führen aufgrund ihrer hohen Reflektivität zu Störeffekten in der Lidar-Messung. Zum einen führen die starken Reflexionen der Reflektorelemente 137 zu Sättigungen der Detektoren der entsprechen Lidar-Vorrichtung. Dies führt dazu, dass die Reflektorelemente 137 in der Lidar-Messung durch die jeweilige Lidar-Vorrichtung 100 aufgrund der Sättigung des jeweils verwendeten Detektors nicht wahrgenommen werden. Dies ist in den Graphiken a) bis d) durch die dargestellte Schraffur gekennzeichnet. Ferner führt die stärkere Reflektivität der Reflektorelemente 137 zu Crosstalk-Effekten. Diese führen zu Fehldetektionen von nicht-vorhandenen Objekten, in denen in den entsprechen Lidar-Messungen aufgrund der hohen Intensität der reflektierten Laserstrahlung Objekte detektiert werden, die im Umfeld der Lidar-Vorrichtung 100 gar nicht positioniert sind. Dies ist in den Graphiken a) bis d) durch den in y-Richtung oberhalb und unterhalb des Reflektorelements 137 dargestellten Balken gekennzeichnet, der die durch das Reflektorelement 137 hervorgerufene Crosstalk-Signale repräsentiert. In der gezeigten Umfeldsituation, in der das Objekt 141 in Form des Fußgängers unterhalb des Reflektorelements 137 angeordnet ist, wird das Objekt 141 durch den dominanten Crosstalk-Effekt 139 des Reflektorelements 137 nicht erkannt.Furthermore, an effect of the
Die vier Graphiken a) bis d) zeigen nun vier Mess-Frames, die von der gleichen Umfeldsituation aufgenommen worden sind. Diese vier Mess-Frames unterscheiden sich jeweils in der Polarisationskombination zwischen Polarisationsrichtung der Polarisation des ausgehenden Laserlichts 107 und Analyserichtung der Polarisationsanalyse des eingehenden Laserlichts 109. In Graphik a) wird das ausgehende Laserlicht 107 in Polarisationsrichtung H polarisiert und das eingehende Laserlicht 109 in Bezug auf die Polarisationsrichtung H analysiert. Dieses ist durch die Buchstabenkombination HH in Graphik a) dargestellt.The four graphics a) to d) now show four measurement frames that were recorded from the same environmental situation. These four measurement frames each differ in the polarization combination between the polarization direction of the polarization of the
In Graphik b) wird das ausgehende Laserlicht 107 in Polarisationsrichtung V polarisiert, während das eingehende Laserlicht 109 bezüglich der Polarisationsrichtung H analysiert wird.In graphic b), the
In der Graphik c) wird das ausgehende Laserlicht 107 in Polarisationsrichtung V polarisiert, während das eingehende Laserlicht 109 bezüglich der Polarisationsrichtung V analysiert wird.In graphic c), the
In Graphik d) wird ausgehende Laserlicht 107 in Polarisationsrichtung H polarisiert, während das eingehende Laserlicht 109 bezüglich der Polarisationsrichtung V analysiert wird.In graphic d),
Die verschiedenen Polarisationskombinationen werden wie oben bereits beschrieben durch Drehung des Facettenrads 117 um die Drehachse 115 und die entsprechende Positionierung der Facettenflächen 121, 125 mit den jeweiligen Polarisationsfiltern 123, 127 in den Strahlengängen 108, 110 des ausgehenden bzw. eingehenden Laserlichts 107, 109 erreicht.The different polarization combinations are achieved as already described above by rotating the
In Graphik f) ist eine Positionierung des Facettenrads 117 dargestellt, die zur Polarisationskombination des in Graphik a) dargestellten Mess-Frames führt. Über Drehungen um ein Vielfaches von 90 Grad im Uhrzeigersinn können die weiteren Stellungen des Facettenrads 117 realisiert werden, die zu den Polarisationskombinationen der in den Graphiken b bis d dargestellten Mess-Frames führt.Graphic f) shows a positioning of the
Graphik e) zeigt ferner ein im Zuge der Polarisationsanalyse korrigiertes Messergebnis, in dem die Sättigung der Detektoreinheit 103 durch die starke Reflektivität des Reflektorelements 137 korrigiert und die Crosstalk-Effekte 139 des Reflektorelements 137 entfernt wurden. Durch die durchgeführte Korrektur kann somit das Reflektorelement 137 ohne Sättigung der Detektoreinheit 103 und das unter dem Reflektorelement 137 angeordnete Objekt 141 detektiert werden.Graphic e) also shows a measurement result corrected in the course of the polarization analysis, in which the saturation of the
Die Polarisationsanalyse umfasst hierbei den Vergleich der in den verschiedenen Mess-Frames zu den verschiedenen Polarisationskombinationen detektierten Intensitäten. Dies kann beispielsweise eine Addition bzw. Subtraktion der Intensitäten der verschiedenen Mess-Frames der verschiedenen Polarisationskombinationen umfassen. Die verschiedenen Kombinationen von Addition und Subtraktion der einzelnen Intensitäten der in den verschiedenen Mess-Frames detektierten Lasersignale können sich hierbei an den ersten Einträgen der Müller-Matrix orientieren. Es können für die folgenden vier Elemente der Müller-Matrix berechnet werden:
Die genannten Polarisationskombinationen entsprechen den Polarisationskombinationen der gezeigten Mess-Frames der Graphiken a) bis e).The polarization combinations mentioned correspond to the polarization combinations of the measurement frames shown in graphics a) to e).
Ferner unterscheidet sich die Ausführungsform von der Ausführungsform in
In den Graphiken a) bis d) sind verschiedene Positionen des Facettenrads 117 dargestellt, in denen unterschiedliche Facettenflächen 121, 133 des Facettenrads 117 in den Strahlengängen 108, 110 des ausgehenden bzw. eingehenden Laserlichts 107, 109 positioniert sind.Graphics a) to d) show different positions of the
In der gezeigten Ausführungsform bleibt die Polarisationsrichtung V des ausgehenden Laserlichts 107 während der Drehung des Facettenrads 117 unverändert. Bei Reflexion des ausgehenden Laserlichts 107 einer Facettenfläche 133 ohne Polarisationsfilter bleibt die Polarisationsrichtung V des Laserlichts der Laserquelle 101 unverändert. Gleiches gilt für eine Reflexion des ausgehenden Laserlichts 107 an der Facettenfläche 121 mit Polarisationsfilter 123 und der passenden Polarisationsrichtung V des Laserlichts der Laserquelle 101 zur Polarisationsrichtung V des Polarisationsfilters 123 wird das vollständige ausgehende Laserlicht 107 an der Facettenfläche 121 reflektiert.In the embodiment shown, the polarization direction V of the
Durch Drehung des Facettenrads 117 werden in dem Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 entweder die Facettenfläche 121 mit Polarisationsfilter 123 oder die Facettenflächen 133 ohne Polarisationsfilter positioniert. In den verschiedenen Mess-Frames erfolgt somit die Detektion einer Intensität des Laserlichts mit Polarisationsrichtung V bzw. die Detektion eines Laserlichts ohne durchgeführter Polarisationsanalyse. Ohne Polarisationsanalyse wird somit durch die Detektoreinheit 103 Intensität für beliebige Polarisationsrichtungen und insbesondere von unpolarisiertem Laserlicht detektiert. Durch den Vergleich des für die verschiedenen Intensitäten der in den verschiedenen Mess-Frames detektierten Laserlichts lässt sich ein Rückschluss auf die Beschaffenheit des jeweils das Laserlicht reflektierenden Objekts machen.By rotating the
In den unten angeführten Tabellen sind für verschieden beschaffene reflektierende Objekte die gemäß den in den Graphiken a) bis d) Stellungen des Facettenrads 117 detektierte Intensitäten dargestellt. In Tabelle 1 sind Intensitäten für einen Retro-Reflektor, in Tabelle 2 für einen Reflektor mit metallischer Oberfläche und in Tabelle 3 für einen unmetallischen Reflektor angeführt.The tables below show the intensities detected for different types of reflective objects according to the positions of the
Die Tabellen berücksichtigen die Polarisationskonfigurationen der Graphiken a) bis d), in denen die Polarisationsrichtung V des Laserlichts der Laserquelle 101 der Polarisationsrichtung V des Polarisationsfilters 123 entspricht.The tables take into account the polarization configurations of graphics a) to d), in which the polarization direction V of the laser light from the
Für einen Retro-Reflektor erfolgt eine Drehung der Polarisationsrichtung des reflektierten Laserlichts um 90 Grad. Der Konfiguration der
Bei einer Reflexion des Laserlichts an einer metallischen Oberfläche bleibt hingegen die Polarisationsrichtung V des Laserlichts erhalten, sodass das eingehende Laserlicht 109 weiterhin die Polarisationsrichtung V des ausgehenden Laserlichts 107 aufweist. Da die Polarisationsrichtung V des eingehenden Laserlichts 109 somit der Polarisationsrichtung V des Polarisationsfilters 123 entspricht, werden für alle Stellungen des Facettenrads 117 der Graphiken a) bis d) 100 Prozent des eingehenden Laserlichts 109 durch die Facettenflächen 121 bzw. 133 in die Detektoreinheit 103 reflektiert.When the laser light is reflected on a metallic surface, however, the polarization direction V of the laser light is retained, so that the
Bei einer Reflexion des Laserlichts an einer nicht-metallischen Oberfläche bleibt die Polarisationsrichtung V des ausgehenden Laserlichts 107 hingegen und das eingehende Laserlicht 109 ist unpolarisiert ohne Polarisationsvorzugsrichtung. In den Stellungen des Facettenrads 117 der Graphiken a), c) und d), in denen das eingehende Laserlicht 109 an den Facettenflächen 133 ohne Polarisationsfilter in die Detektoreinheit 103 reflektiert wird, wird weiterhin 100% des eingehenden Laserlichts 109 in die Detektoreinheit 103 reflektiert. In der Stellung des Facettenrads 117 der Graphik b) wird durch den Polarisationsfilter 123 hingegen 50% des eingehenden Laserlichts 109 herausgefiltert und nur 50% werden in die Detektoreinheit 103 reflektiert.However, when the laser light is reflected on a non-metallic surface, the polarization direction V of the
Durch die Polarisationsanalyse lassen sich somit Rückschlüsse auf die Oberflächenbeschaffenheit des reflektierenden Objekts treffen und hierdurch die oben beschriebenen Korrekturmaßnahmen der detektierten Intensitäten des eingehenden Laserlichts 109 ausführen. Tabelle 1
Die Ausführungsform in
Durch die Facettenflächen 133 ohne Polarisationsfilter der Ausführungsformen in
Gemäß einer Ausführungsform kann das Facettenrad 117 eine von der gezeigten quadratischen Form abweichende polygonale Form aufweisen und eine Vielzahl von Facettenflächen umfassen. Die Facettenflächen können hierbei als Facettenflächen 121 mit Polarisationsfilter 123, als Facettenflächen 125 mit weiterem Polarisationsfilter 127 oder als Facettenflächen 133 ohne Polarisationsfilter ausgebildet sein.According to one embodiment, the
Gemäß einer Ausführungsform kann das Facettenrad 117 ferner eine dritte Facettenfläche mit einem dritten Polarisationsfilter umfassen. Der dritte Polarisationsfilter kann hierbei eine Polarisationsrichtung aufweisen, die zu den Polarisationsrichtungen V des Polarisationsfilters 123 und H des Polarisationsfilters 127 um 45 Grad verdreht ist. Durch die zusätzliche Polarisationsrichtung können weitere Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der Oberfläche des reflektierenden Objekts getätigt werden.According to one embodiment, the
Graphik b) zeigt die Umfeldsituation eines Mess-Frames der Graphiken a) bis d) in
Graphik a) zeigt hingegen vier Intensitätswinkeldiagramme für die oben genannten ersten vier Komponenten der Müller-Matrix. Die Intensität der verschiedenen Einträge m00, m01, m10 und m11 der Müller-Matrix sind hierbei gegenüber einem Winkel Pol-Dif aufgetragen. Der Winkel Pol-Dif beschreibt hierbei einen Differenzwinkel zwischen der Polarisationsrichtung des ausgehenden Laserlichts 107 und der Polarisationsrichtung des zur Polarisationsanalyse im Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 positionierten Polarisationsfilters 123, 127.Graphic a), on the other hand, shows four intensity angle diagrams for the first four components of the Müller matrix mentioned above. The intensity of the various entries m 00 , m 01 , m 10 and m 11 of the Müller matrix are plotted against a Pol-Dif angle. The angle Pol-Dif describes a difference angle between the polarization direction of the
Die Graphiken zeigen Intensitätswerte in Abhängigkeit des Differenzwinkels Pol-Diff für verschiedene Objektmaterialien wie Asphalt 143, Holz 145, metallische Fahrzeuglackierung 147, nicht-metallische Fahrzeuglackierung 149, nicht-reflektives Verkehrsschild 151 und retro-reflektives Verkehrsschild 153. Durch die gezeigten Analysen können somit auf Basis des Laserliniensignals 135 der Graphik b) das Reflektorelement 137 als ein retro-reflektierendes Verkehrsschild 153 der Asphalt 143 der Straße erkannt werden. Das Objekt 141 ermöglicht hingegen keine Erkennung aufgrund der diffus reflektierenden Oberfläche 155.The graphics show intensity values depending on the difference angle Pol-Diff for various object materials such as
Erfindungsgemäß werden zunächst in einem Verfahrensschritt 201 in einem ersten Mess-Frame das ausgehende Laserlicht 107 der Laserquelle 101 mit dem Polarisator 111 polarisiert und eine Facettenfläche 121 mit Polarisationsfilter 123 im Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 positioniert.According to the invention, in a
Gemäß der gezeigten Ausführungsform werden hierzu in einem Verfahrensschritt 211 eine Facettenfläche 121 mit Polarisationsfilter 123 im Strahlengang 108 des ausgehenden Laserlichts 107 positioniert und eine Facettenfläche 121 mit Polarisationsfilter 123 im Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 positioniert.According to the embodiment shown, in a method step 211 a facet surface 121 with
In einem weiteren Verfahrensschritt 203 wird durch Drehung des Facettenrads 117 eine weitere Facettenfläche 125 mit weiterem Polarisationsfilter 127 oder eine Facettenfläche 133 ohne Polarisationsfilter im Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 positioniert.In a
Hierzu wird gemäß der gezeigten Ausführungsform in einem Verfahrensschritt 213 das Facettenrad 117 derart um die Drehachse 115 gedreht, dass eine weitere Facettenfläche 125 mit weiterem Polarisationsfilter 127 im Strahlengang 108 des ausgehenden Laserlichts 107 positioniert wird und eine Facettenfläche 121 mit Polarisationsfilter 123 im Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 positioniert wird.For this purpose, according to the embodiment shown, in a
Alternativ hierzu kann in einem Verfahrensschritt 215 durch Drehen des Facettenrads 117 eine Facettenfläche 121 mit Polarisationsfilter 123 im Strahlengang 108 des ausgehenden Laserlichts 107 positioniert werden und eine weitere Facettenfläche 125 mit weiterem Polarisationsfilter 127 oder eine Facettenfläche 133 ohne Polarisationsfilter im Strahlengang 110 des eingehenden Laserlichts 109 positioniert werden.Alternatively, in a
In einem weiteren Verfahrensschritt 205 werden Intensitäten des im ersten und zweiten Mess-Frame detektierten Laserlichts miteinander verglichen. Dies kann beispielsweise die oben beschriebenen Additionen bzw. Subtraktionen gemäß den beschriebenen Komponenten der Müller-Matrix umfassen.In a
In einem weiteren Verfahrensschritt 207 wird ein Objekt 141 basierend auf dem in den ersten und zweiten Mess-Frames detektierten Laserlicht ermittelt, falls die Intensität des im ersten Mess-Frame detektierten Laserlichts gleich der Intensität des im zweiten Mess-Frame detektierten Laserlichts ist.In a
Alternativ hierzu wird in einem Verfahrensschritt 209 die gemessene Intensität als ein Crosstalk-Effekt 139 identifiziert, falls die Intensität des im ersten Mess-Frame detektierten Laserlichts unterschiedlich zu der Intensität des im zweiten Mess-Frame detektierten Laserlichts ist.Alternatively, in a
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Wikipedia: Laserdiode; Version vom 29.9.2021, 18:26 Uhr. https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Laserdiode&diff=prev&oldid=215990922 [abgerufen am 08.05.2023] |
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