DE19850270B4

DE19850270B4 - Optoelektronische Vorrichtung

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Publication number: DE19850270B4
Application number: DE19850270A
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Ing. Allgaier; Wolfgang Dipl.-Ing. Bux (FH); Wolfgang Dipl.-Ing. Carrle (FH); Bernhard Dr. Müller; Gerald Dr. Quapil; Jürgen Dipl.-Ing. Schönhaar (FH)
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1997-11-04
Filing date: 1998-10-31
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2018-11-01
Also published as: DE19850270A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden Distanzsensors mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem an eine Auswerteeinheit angeschlossenen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, welcher als CCD-Zeile mit mehreren linear angeordneten photoempfindlichen Elementen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die durch von einem Objekt O zum Empfänger (5) reflektierten Empfangslichtstrahlen (4) an den Ausgängen der photoempfindlichen Elemente generierten Empfangssignale hinsichtlich ihrer Signalamplitude bewertet werden, wobei wenigstens ein photoempfindliches Element E_max bestimmt wird, welches die maximale Signalamplitude S_max liefert, dass beidseits dieses photoempfindlichen Elements E_max eine vorgegebene Anzahl weiterer photoempfindlicher Elemente bis zu einem unteren und oberen Grenzelement E_U, E_O zur Distanzbestimmung des Objekts O herangezogen wird, in dem der Flächeninhalt des Ausschnitts des Verlaufs der Signalamplituden entlang der CCD-Zeile zwischen dem unteren und oberen Grenzelement E_U, E_O und oberhalb eines aus der Signalamplitude des unteren und/oder oberen Grenzelements E_U, E_O abgeleiteten Schwellwerts S_min berechnet wird, und dass die Distanz durch die...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Distanzsensors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Distanzsensoren arbeiten nach dem Triangulationsprinzip. Der Distanzsensor weist einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender sowie einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger auf, der in Abstand neben dem Sender angeordnet ist. Der Empfänger ist von einer CCD-Zeile gebildet, welche mehrere nebeneinander liegende photoempfindliche Elemente, vorzugsweise Photodioden aufweist. Dem Sender ist eine Sendeoptik zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen nachgeordnet. Dem Empfänger ist eine Empfangsoptik vorgeordnet, welche die Empfangslichtstrahlen auf den Empfänger fokussiert. Entsprechend der Distanz des Objekts zum Distanzsensor verläuft die optische Achse der vom Objekt zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen in einem bestimmten Winkel zur optischen Achse der Sendelichtstrahlen. Dementsprechend variiert der Auftreffpunkt der Empfangslichtstrahlen auf dem Empfänger in Abhängigkeit der Objektdistanz, so daß der Auftreffpunkt der Empfangslichtstrahlen auf der CCD-Zeile ein Maß für die Objektdistanz liefert.

Üblicherweise erfolgt die Auswertung der an den Ausgängen der photoempfindlichen Elemente des Empfängers anstehenden Empfangssignale derart, daß als Auftreffpunkt das photoempfindliche Element gewählt wird, welches das größte Ausgangssignal liefert. Aus diesem Auftreffpunkt wird dann die Distanz des Objekts in einer Auswerteeinheit berechnet.

Nachteilig hierbei ist, daß die Auflösung der Distanzmessung durch die Anzahl der photoempfindlichen Elemente des Empfängers vorgegeben und damit sehr begrenzt ist.

Aus der DE 29 45 251 A1 ist eine Sensoranordnung zur Bestimmung der Lage einer Oberfläche bekannt. Die Sensoranordnung umfasst einen als Laser ausgebildeten optischen Strahler, wobei auf die zu vermessende Oberfläche die vom Laser emittierten Laserstrahlen in einem vorgegebenen Winkel geführt sind. Die von der Oberfläche zurückreflektierten Laserstrahlen treffen auf einen Empfänger, der von einer CCD-Zeile gebildet ist.

Aus der US 5,247,173 ist eine Sensoranordnung zur Bestimmung der Winkellage eines Abtastspiegels bekannt. Der Abtastspiegel ist als Schwingspiegel ausgebildet, dessen Bewegungen mit der Sensoranordnung fortlaufend kontrolliert werden.

Hierzu weist die Sensoranordnung einen Lichtstrahlen emittierenden Sender auf. Die Lichtstrahlen werden über den Abtastspiegel auf einen Empfänger geführt, der von einer CCD-Zeile gebildet ist. Entsprechend der momentanen Lage des Abtastspiegels treffen die Lichtstrahlen auf eine bestimmte Anzahl von photoempfindlichen Elementen der CCD-Zeile.

Zwischen dem Sender und dem Abtastspiegel ist zur Eichung der Lagebestimmung des Abtastspiegels ein halbdurchlässiger Spiegel vorgesehen. Ein Teil der Lichtstrahlen wird direkt von diesem halbdurchlässigen Spiegel auf den Empfänger geführt. Diese Lichtstrahlen treffen ebenfalls auf diese vorgegebene Anzahl von photoempfindlichen Elementen der CCD-Zeile und dienen als Referenzwerte bei der Lagebestimmung des Abtastspiegels.

Die Sensoranordnung ist so dimensioniert, dass die vom halbdurchlässigen Spiegel zum Empfänger reflektierten Lichtstrahlen und die vom Abtastspiegel zum Empfänger zurückreflektierten Lichtstrahlen auf den photoempfindlichen Elementen der CCD-Zeile räumlich getrennt Lichtflecke generieren.

Zur Lagebestimmung dieser Lichtflecke werden die Ausgangssignale der photoempfindlichen Elemente mit einem Schwellwert bewertet. Dadurch wird als digitales Ausgangssignal erhalten, welche photoempfindlichen Elemente belichtet sind und welche nicht. Aus diesem Signal werden die Lagen der Lichtflecke bestimmt.

Die DE 93 07 500 U1 betrifft einen Reflexionslichttaster. Zur Vergrößerung des Tastbereichs weist dieser Reflexionslichttaster mehrere Sender und/oder Empfänger auf.

Die DE 195 00 817 C1 betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Kantenpositionen in einer Hell-Dunkel-Struktur. Bei diesem Verfahren wird ein Sensor mit einer CCD-Zeile als Photoempfängerarray eingesetzt, auf deren Fotoempfänger die Hell-Dunkel-Struktur abgebildet wird. Zur Bestimmung der Kantenposition wird die Kreuzkorrelationsfunkion der Signale der einzelnen Photoempfänger gebildet. Dann wird eine lokale Extremum dieser Kreuzkorrelationsfunktion gebildet.

Die DE 694 11 045 T2 betrifft einen Sterndetektor zur Analyse des Bildes wenigstens eines leuchtenden Objekts. Der Sterndetektor weist einen Lagesensor mit einer Detekor-Matrix aus photoempfindlichen CCD-Elementen auf. Um schwach leuchtende und sich bewegende Objekte wie Sterne oder Raumfahrzeuge erfassen zu können, werden innerhalb der Detektor-Matrix Fenster mit festgelegten Abmessungen und variablen Positionen definiert. Während vorgegebener Integrationszeiten werden jeweils die in den Fenstern registrierten Belichtungsmuster ausgewertet. Nach Ablauf jeweils einer Integrationszeit werden die Fenster neu eingestellt und die dann registrierten Belichtungsmuster zu den für die vorher gültigen Fenster erhaltenen Belichtungsmuster addiert.

In LI, Y. -S. u. a.: Subpixel Edge Detection and Estimation with a Microprocessor-Controlled Line Scan Camera. In: IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 35, No. 1 (1988), Seiten 105–112 sind Verfahren zur Erfassung von Kanten mittels Zeilenkameras beschrieben, welche lineare oder matrixförmige Anordnungen von CCD-Elementen aufweisen.

Die US 4,650,335 betrifft ein Verfahren zur Distanzmessung, welches bei Mikroskopen eingesetzt wird. Das Verfahren beruht auf einer Vergleichsmessung, bei welcher die Dimension einer Probe relativ zu einer Referenzprobe vermessen wird. Bei diesem Verfahren wird ein Mehrelement-Liniensensor eingesetzt, dessen belichtete Elemente mittels einer Schwerpunktmethode ausgewertet werden, um die Lage der Probe zu bestimmen.

Aus der DE 41 37 068 A1 ist ein Abstandssensor bekannt, welcher mehrere positionsempfindliche Dioden (PSD) in einer Zeile oder einer Fläche mit ebenso integrierten Sendedioden aufweist. Der so ausgebildete Sensor arbeitet nach dem Triangulationsprinzip.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Distanzsensor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine möglichst genaue Distanzmessung ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß werden die Empfangssignale an den Ausgängen der photoempfindlichen Elemente, welche durch die von einem Objekt auf den Empfänger reflektierten Empfangslichtstrahlen generiert werden, hinsichtlich ihrer Signalamplitude bewertet.

Dabei wird zunächst das photoempfindliche Element E_max bestimmt, welches die maximale Signalamplitude S_max liefert.

Zur Distanzbestimmung wird beidseits des photoempfindlichen Elements E_max eine vorgegebenen Anzahl weiterer photoempfindlicher Elemente bis zu einem unteren Grenzelement E_U und bis zu einem oberen Grenzelement E_O herangezogen.

Dabei ist E_U und E_O zweckmäßigerweise so gewählt, daß die vom Objekt zum Empfänger zurückreflektierte Empfangslichtmenge möglichst vollständig erfaßt wird.

In der Auswerteeinheit des Distanzsensors wird der Flächeninhalt des Ausschnitts des Verlaufs der Signalamplituden entlang der CCD-Zeile zwischen dem unteren und oberen Grenzelement E_U, E_O berechnet. Erfindungsgemäß wird dabei nur der oberhalb eines Schwellwerts S_min liegende Teil der Signalamplituden der betreffenden photoempfindlichen Elemente verwendet, wobei S_min aus den Werten der Signalamplituden des unteren und oberen Grenzelements E_U, E_O abgeleitet ist. Damit wird erreicht, daß nur der vom Objekt zurückreflektierte Anteil des Empfangslichts ausgewertet wird, während ein beispielsweise durch Fremdlichteinstrahlung oder Hintergrundreflexionen generierter Anteil der Signalamplituden von der Auswertung ausgenommen wird. Dies führt zu einer erhöhten Genauigkeit bei der Distanzbestimmung.

Schließlich wird in der Auswerteeinheit der Flächenschwerpunkt des so bestimmten Flächeninhalts berechnet. Die Lage des Flächenschwerpunkts innerhalb des Intervalls zwischen E_O und E_U wird dann zur Berechnung der Distanz des Objekts O herangezogen.

Besonders vorteilhaft dabei ist, daß sich die Lage des Flächenschwerpunkts zwischen zwei aufeinander folgenden photoempfindlichen Elementen befinden kann. Die Genauigkeit dieser Lage ist durch eine geeignete Vorgabe von Stützstellen zwischen zwei benachbarten photoempfindlichen Elementen in der Software der Auswerteeinheit vorgebbar.

Die Genauigkeit der Distanzmessung ist somit nicht mehr durch die Anzahl der photoempfindlichen Elemente sondern nur noch durch die Anzahl der Stützstellen begrenzt. Durch Verwendung einer entsprechend leistungsfähigen Auswerteeinheit läßt sich somit die Genauigkeit der Distanzmessung erheblich steigern.

Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß den Ansprüchen 4–6 ist die Größe des Intervalls zwischen E_U und E_O an die Lage von E_max auf der CCD-Zeile angepaßt. Damit wird berücksichtigt, daß der Strahldurchmesser der vom Empfänger zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen distanzabhängig ist. Durch die abstandsabhängige Wahl von E_U und E_O ist gewährleistet, daß jeweils nahezu die gesamte vom Objekt reflektierte Empfangslichtmenge zur Distanzberechnung herangezogen wird, was die Meßgenauigkeit des Distanzsensors weiter erhöht.

Mit der Ausführungsform gemäß Anspruch 7 können Fremdlichteinflüsse effizient minimiert werden.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1: Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Distanzsensors.
2: Erstes Diagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden Distanzsensors gemäß 1.
3: Zweites Diagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden Distanzsensors gemäß 1.
4: Vorrichtung zur Justage des Senders des Distanzsensors gemäß 1,
a) Längsschnitt durch die Vorrichtung,
b) Querschnitt durch die Vorrichtung.
5: Vorrichtung zur Justage des Empfängers des Distanzsensors gemäß 1,
a) perspektivische Darstellung der Vorrichtung,
b) Längsschnitt durch die Vorrichtung,
c) Querschnitt durch die Vorrichtung entlang einer horizontal verlaufenden Schnittebene.
6: Sender-/Empfängeranordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Distanzsensors mit zwei Sendern.
7: Erstes Beispiel des Verlaufs der Signalamplituden der photoempfindlichen Elemente des Distanzsensors gemäß 1.
8: Zweites Beispiel des Verlaufs der Signalamplituden der photoempfindlichen Elemente des Distanzsensors gemäß 1
a) bei eingeschaltetem Sender,
b) bei ausgeschaltetem Sender,
c) Differenz der Signalverläufe gemäß den 8a und 8b.
9: a) Erstes Beispiel einer Anordnung zur Mehrfachzielerfassung,
b) Verlauf der Signalamplituden der photoempfindlichen Elemente für die Anordnung gemäß 9a.
10: a) Zweites Beispiel einer Anordnung zur Mehrfachzielerfassung,
b) Verlauf der Signalamplituden der photoempfindlichen Elemente für die Anordnung gemäß 10a.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden Distanzsensors 1. Der Distanzsensor 1 weist einen Sendelichtstrahlen 2 emittierenden Sender 3 und einen Empfangslichtstrahlen 4 empfangenden Empfänger 5 auf. Der Sender 3 ist vorzugsweise von einer Leuchtdiode gebildet. Alternativ kann auch eine Laserdiode verwendet werden. Der Empfänger 5 besteht aus einer CCD-Zeile mit mehreren zeilenförmig angeordneten photoempfindlichen Elementen, welche vorzugsweise als Photodioden 6 ausgebildet sind.
Der Sender 3 und der Empfänger 5 sind in vorgegebenem Abstand nebeneinanderliegend in einem Gehäuse 7 angeordnet, wobei die Längsachse der CCD-Zeile in Richtung der Verbindungslinie zwischen Sender 3 und Empfänger 5 liegt.
Dem Sender 3 ist eine Sendeoptik 8 zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 2 nachgeordnet. Dem Empfänger 5 ist eine Empfangsoptik 9 zur Fokussierung der Empfangslichtstrahlen 4 vorgeordnet.
Der Sender 3 und der Empfänger 5 sind an eine Auswerteeinheit 10 angeschlossen, welche von einem Microcontroller gebildet ist. Der Microcontroller weist einen Analog/Digital-Wandler 11 auf, über welchen die an den Ausgängen der photoempfindlichen Elemente anstehenden Empfangssignale in die Auswerteeinheit 10 eingelesen werden.
Die Amplituden der Empfangssignale können prinzipiell durch eine Regelung der Sendeleistung in einem vorgegebenen Bereich gehalten werden. Vorzugsweise wird anstelle dessen jedoch der Empfänger 5 von der Auswerteeinheit 10 geregelt. Dabei wird durch ein Taktsignal die Belichtungszeit des Empfängers 5 vorgegeben. Dies bedeutet, daß der Empfänger 5 nur zu vorgegebenen Zeitintervallen aktiviert ist.
An die Auswerteeinheit 10 ist ein analoger Ausgang 12 und ein digitaler Schaltausgang 13 zur Ausgabe von Objektmeldungen angeschlossen. Über den Ausgang 12 werden vorzugsweise die in der Auswerteeinheit 10 ermittelten Distanzwerte ausgegeben.
Zudem ist an die Auswerteeinheit 10 eine Schnittstelle 14 angeschlossen, welche vorzugsweise von einer RS 232 Schnittstelle gebildet ist. An diese Schnittstelle 14 ist eine externe Recheneinheit 15 anschließbar, welche als Personalcomputer ausgebildet sein kann. Über die Schnittstelle 14 können Daten aus dem Distanzsensor 1 in die Recheneinheit 15 ausgelesen werden. Desweiteren können zur Parametrierung des Distanzsensors 1 Parameterdaten aus der Recheneinheit 15 in die Auswerteeinheit 10 des Distanzsensors 1 eingelesen werden.
Schließlich weist der Distanzsensor 1 einen Anschluß 16 auf, an welchen ein Netzteil 17 zur Stromversorgung anschließbar ist.
Mit dem Distanzsensor 1 wird die Distanz von Objekten O nach dem Triangulationsprinzip bestimmt.
Das Triangulationsmeßverfahren ist in den 2 und 3 veranschaulicht.
In 2 ist schematisch ein Objekt O ist zwei unterschiedlichen Distanzen zum Distanzsensor 1 dargestellt, wobei die Differenz der Distanzen den Wert Z annimmt.
Die Sendelichtstrahlen 2 erzeugen bei Auftreffen auf der Oberfläche des Objekts O einen Leuchtfleck, wobei ein Teil des auftreffenden Sendelichts abhängig vom Reflexionsgrad des Objekts O in Richtung des Empfängers 5 zurückgestreut wird. Die Abstrahlcharakteristik der zurückgestreuten Empfangslichtstrahlen 4 ist davon abhängig ob diese am Objekt O gerichtet oder diffus reflektiert werden. In jedem Fall wird durch die Empfangsoptik 9 ein Teil der zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen 4 auf den Empfänger 5 abgebildet. Der Winkel δ zwischen den optischen Achsen der Sende- 2 und Empfangslichtstrahlen 4 ändert sich dabei mit der Distanz des Objekts O zum Distanzsensor 1. Entsprechend ändert sich der Auftreffpunkt der Empfangslichtstrahlen 4 auf der CCD-Zeile.
Dies ist in 2 dargestellt. Für zwei unterschiedliche Objektdistanzen werden zwei unterschiedliche Winkel δ₁ und δ₂ zwischen den optischen Achsen der Sende- 2 und Empfangslichtstrahlen 4 erhalten. Dementsprechend variiert der Auftreffpunkt der Empfangslichtstrahlen 4 auf der CCD-Zeile um die Strecke Z'.
In 3 sind drei unterschiedliche Objektdistanzen a, b und c dargestellt. Für die jeweiligen Distanzen ergeben sich jeweils unterschiedliche Winkel δ₁, δ₂ und δ₃ zwischen den optischen Achsen der Sende- 2 und Empfangslichtstrahlen 4. Dementsprechend variieren die Auftreffpunkte a', b' und c' der Empfangslichtstrahlen 4 auf der CCD-Zeile. Befindet sich das Objekt O im Fernbereich, also in großer Distanz (a) zum Distanzsensor 1, so liegt der Auftreffpunkt a' der Empfangslichtstrahlen 4 an den dem Sender 3 zugewandten Rand der CCD-Zeile. Je näher das Objekt O zum Distanzsensor 1 angeordnet ist, desto weiter liegt der Auftreffpunkt der Empfangslichtstrahlen 4 am gegenüberliegenden Rand der CCD-Zeile. Dies ist insbesondere für ein im Nahbereich c angeordnetes Objekt O in 3 veranschaulicht.
Der Verlauf des Auftreffpunkts der Empfangslichtstrahlen 4 auf der CCD-Zeile variiert nicht linear mit der Änderung der Objektdistanz. Dies ist in 3 dargestellt. Obwohl die Differenzen der Objektdistanzen a–b und b–c gleich groß sind, sind die Strecken a'–b' und b'–c' an der CCD-Zeile verschieden groß.
Diese Nichtlinearität wird zweckmäßigerweise in der Auswerteeinheit 10 rechnerisch kompensiert. Hierzu ist in der Auswerteeinheit 10 eine Kennlinie hinterlegt, mit welcher jeweils ein bestimmter Auftreffpunkt der Empfangslichtstrahlen 4 auf der CCD-Zeile in einen Distanzwert umgerechnet wird.
Um eine genaue Distanzmessung zu gewährleisten müssen der Sender 3 und der Empfänger 5 des Distanzsensors 1 in geeigneter Weise ausgerichtet werden. Vorrichtungen zur Justage sind in den 4 und 5 dargestellt.
4 zeigt einen Tubus 18 zur Aufnahme des Senders 3 des Distanzsensors 1. Der Tubus 18 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich seiner Längsachse ausgebildet und in einer rahmenförmigen Halterung 19 gelagert. Der Tubus 18 und die Halterung 19 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff und können insbesondere als Kunststoff-Spritzteile ausgebildet sein. Der Sender 3 ist in eine Aufnahme an der Rückseite des Tubus 18 eingesteckt und dort befestigt. An der Vorderseite des Tubus 18 ist die Sendeoptik 8 anbringbar.
Der Tubus 18 weist eine sich zu seinem hinteren Ende hin kontinuierlich verjüngende konische Aussenfläche 20 auf. Die konische Aussenfläche 20 liegt an einem Federelement 21 und zwei Schrauben 22, 23 an, welche eine Dreipunktlagerung für den Tubus 18 bilden. Dabei sind das Federelement 21 und die Schrauben 22, 23 in Umfangsrichtung des Tubus 18 jeweils um 120° versetzt zueinander angeordnet.
Das Federelement 21 besteht im wesentlichen aus einem zungenförmigen Kunststoffelement, welches vorzugsweise einstückig mit der Halterung 19 ausgebildet ist. Das freie Ende des Federelements 21 liegt mit vorgegebenem Anpreßdruck an der konischen Aussenfläche 20 des Tubus 18 an. Dabei verläuft die Längsachse des Federelements 21 im wesentlichen in Richtung der Längsachse des Tubus 18. Die Längsachsen der Schrauben 22, 23 verlaufen ebenfalls in Längsrichtung des Tubus 18. Diese sind in Gewindebohrungen 24, 25 in der Halterung 19 gelagert. Die Spitzen der Schrauben 22, 23 ragen über die Gewindebohrungen 24, 25 hinaus und liegen an der konischen Aussenfläche 20 des Tubus 18 an.
Zur Justage des Senders 3 werden die Schrauben 22, 23 einzeln oder zusammen an der Rückseite des Tubus 18 betätigt. Dadurch verändert sich jeweils die Länge des über die Gewindebohrung 24 oder 25 herausragenden Teils der Schraube 22 oder 23, wodurch sich der Auflagepunkt des freien Endes der Schraube 22 oder 23 an der Aussenfläche 20 des Tubus 18 ändert. Da diese Aussenfläche 20 konisch ausgebildet ist, wird bei Eindrehen der Schraube 22, 23 in die Gewindebohrungen 24, 25 der Anpreßdruck des Tubus 18 auf das Federelement 21 vergrößert, so daß sich der Tubus 18 etwas in Richtung des Federelements 21 bewegt. Die umgekehrte Tubusbewegung erfolgt bei Herausdrehen der Schraube 22, 23 aus den Gewindebohrungen 24, 25.
Auf diese Weise kann durch Betätigen der Schrauben 22, 23 die Ausrichtung des Senders 3 und damit der optischen Achse der Sendelichtstrahlen 2 einfach und sehr genau justiert werden.
5 zeigt einen Tubus 26 zur Aufnahme des Empfängers 5, des Distanzsensors 1. Die den Empfänger 5 bildende CCD-Zeile ist auf einer Leiterplatte 27 montiert. Der Tubus 26 besteht wiederum vorzugsweise aus einem Kunststoff-Spritzteil.
Der Tubus 26 weist in seinem Boden eine Öffnung 28 auf, in welche das untere Ende der Leiterplatte 27 einführbar ist. Zweckmäßigerweise weist die Leiterplatte 27 hierzu eine über ihren unteren Rand hervorstehende Lasche 29 auf, welche in die Öffnung 28 greift. Die Öffnung 28 ist an ihren Rändern von elastisch verformbaren Klemmrippen 30 begrenzt.
Somit ist die Leiterplatte 27 nach Einführen in die Öffnung 28 an den Klemmrippen 30 gehalten, wobei die Leiterplatte 27 im wesentlichen senkrecht vom Boden des Tubus 26 absteht. Durch die verformbaren Klemmrippen 30 ist die Leiterplatte 27 dabei bezüglich des Drehpunkts in der Öffnung 28 des Tubus 26 verschwenkbar gelagert.
Zur Justage des Empfängers 5 ist die Leiterplatte 27 an ihren seitlichen oberen Enden jeweils mittels einer Schraube 31 an einer Haltevorrichtung positionsverstellbar am Tubus 26 gelagert.
Die Haltevorrichtungen sind jeweils identisch ausgebildet und befinden sich an den vom Boden des Tubus 26 senkrecht hervorstehenden Seitenwänden.
Jede Haltevorrichtung weist ein Federelement 32 auf, an welchem ein oberer seitlicher Rand der Leiterplatte 27 anliegt. Das Federelement 32 ist einstückig mit dem Tubus 26 ausgebildet. Es besteht aus einem vertikal zum Boden des Tubus 26 verlaufenden Steg. Dieser Steg mündet an der Oberseite der Seitenwand des Tubus 26 frei aus. Hierzu ist der Steg durch eine Ausnehmung 33 von der Seitenwand des Tubus 26 getrennt. Die Breite des Stegs ist so gewählt, daß dieser in Richtung der Seitenwand gebogen werden kann. Wie in 5 dargestellt erstreckt sich die Ausnehmung 33 nahezu über die gesamte Höhe der Seitenwand. Der Steg erstreckt sich dagegen nur über den oberen Teil der Seitenwand und sitzt mit seinem unteren Ende auf einem massiven Sockel 34 auf, der Bestandteil der Seitenwand ist. Der seitliche obere Rand der Leiterplatte 27 ist etwas verbreitert. Dabei liegt die Leiterplatte 27 im Bereich dieser Verbreiterung an dem Steg an. Der untere schmale Teil der Leiterplatte 27 verläuft zwischen den Sockeln 34 der Seitenwände des Tubus 26.
An jedem der seitlichen oberen Ränder ist im Bereich der Verbreiterung der Leiterplatte 27 ein Bohrung 35 vorgesehen, welche die Leiterplatte 27 durchsetzt. Hinter dieser Bohrung 35 weist der Steg eine identische Bohrung 36 auf, welche koaxial zur Bohrung 35 in der Leiterplatte 27 verläuft.
Schließlich ist in der Seitenwand eine Bohrung 37 mit einem viereckigen Querschnitt vorgesehen, welche koaxial zu den Bohrungen 35, 36 in der Leiterplatte 27 und im Steg verläuft.
Zur Befestigung der Leiterplatte 27 am Tubus 26 sind die zwei Schrauben 31 vorgesehen. Jede der Schrauben 31 durchsetzt die Bohrung 35 in der Leiterplatte 27, dann die Bohrung 36 im Steg und greift schließlich mit ihrem vorderen Ende in die Bohrung 37 in der Seitenwand des Tubus 26. Durch Eindrehen der Schraube 31 in die Bohrung 37 wird diese zur Gewindebohrung.
Für den Fall, daß die Elastizität des Stegs nur gering ist, so daß dieser bei Eindrehen der Schrauben 31 in die Bohrung 37 nur in geringem Maße auslenkbar ist, kann zwischen dem Steg und der Leiterplatte 27 auf der Schraube 31 aufsitzend zusätzlich eine nicht dargestellte Feder vorgesehen sein. Bei Eindrehen der Schraube 31 in die Bohrung 37 wird dann die Feder zwischen dem Steg und der Leiterplatte 27 zusammengedrückt. Dadurch wird der Schwenkbereich der Leiterplatte 27 beträchtlich erhöht.
Zur Justage des Empfängers 5 werden die Schrauben 31 einzeln oder zusammen betätigt. Dabei wird der Steg in definierter Weise gebogen, wodurch die Leiterplatte 27 bezüglich des Drehpunkts in der Öffnung 28 am Boden des Tubus 26 verschwenkt wird. Dies ist insbesondere aus den Figuren 5b und 5c ersichtlich. Durch das Betätigen der Schrauben 31 kann die CCD-Zeile so ausgerichtet werden, daß der Empfänger 5 bezüglich der Auftreffrichtung der Empfangslichtstrahlen 4 geeignet ausgerichtet ist.
Besonders vorteilhaft dabei ist, daß sowohl der Sender 3 als auch der Empfänger 5 jeweils von der Rückseite des entsprechenden Tubus 18, 26 aus justiert werden können. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung des Distanzsensors 1 bei der Justage, da sämtliche Bedienvorgänge von einer Seite erfolgen können.
Dies ist insbesondere aus 6 ersichtlich. Dort ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Distanzsensors 1 dargestellt, der neben dem ersten Sender 3 einen weiteren Sender 3a mit nachgeordneter Sendeoptik 8a aufweist, der zwischen dem ersten Sender 3 und dem Empfänger 5 angeordnet ist. Mit dem zweiten Sender 3a können Objekte O detektiert werden, die in geringen Distanzen zum Distanzsensor 1 im Nahbereich angeordnet sind.
Die Sender 3, 3a und der Empfänger 5 sind jeweils in einem Tubus 18, 18a, 26 untergebracht. Vorteilhafterweise bilden sämtliche Tuben 18, 18a, 26 ein Kunststoff-Spritzteil. Über die Auswerteeinheit 10 können die Sender 3, 3a vorzugsweise alternierend aktiviert werden.
Wie aus 6 ersichtlich ist, ist der Tubus 26 mit dem Empfänger 5 so angeordnet, daß der Boden mit der Öffnung 28 für die Aufnahme der Leiterplatte 27 an dem dem Sender 3 abgewandten Ende des Tubus 26 angeordnet ist. Die Längsachse der CCD-Zeile verläuft somit in Längsrichtung auf der Leiterplatte 27 und quer zum Boden des Tubus 26. Demzufolge kann durch gleichzeitiges Betätigen der Schrauben 31 am Tubus 26 die CCD-Zeile quer zu deren Längsachse verschwenkt werden. Durch einzelnes Betätigen der Schrauben 31 kann die optische Achse der CCD-Zeile aus der Zeichenebene in 6 heraus verkippt werden.
Die Signalauswertung des erfindungsgemäßen Distanzsensors 1 wird anhand der 7–10 erläutert.
In 7 ist ein typischer Verlauf der an den photoempfindlichen Elementen des Empfängers 5 registrierten Empfangssignale dargestellt. Die Signalamplituden der Empfangssignale weisen ein erstes verbreitertes Nebenmaximum auf, welches durch Fremdlichteinstrahlungen verursacht ist, sowie ein Hauptmaximum mit größerer Signalamplitude, welches von einem Objekt O stammt.
Zur Bestimmung der Objektdistanz wird in der Auswerteeinheit 10 zunächst das photoempfindliche Element E_max bestimmt, für welches die maximale Signalamplitude S_max registriert wurde.
Zur Bestimmung der genauen Lage des Auftreffpunkts der Empfangslichtstrahlen 4 auf der CCD-Zeile und damit der Objektdistanz wird eine vorgegebene Anzahl von photoempfindlichen Elementen beidseits von E_max herangezogen. Diese photoempfindlichen Elemente reichen von einem unteren Grenzelement E_U bis zu einem oberen Grenzelement E_O. Dabei sind E_U und E_O so gewählt, daß der durch die Objektreflexionen verursachte Signalpeak in dem Verlauf der Signalamplituden wie in 7 dargestellt möglichst vollständig erfaßt wird.
Zur Distanzbestimmung wird in der Auswerteeinheit 10 der Flächeninhalt des Ausschnitts des Verlaufs der Signalamplituden berechnet, welcher im Intervall zwischen E_U und E_O liegt. Dabei wird nur der Teil der Fläche berechnet, der oberhalb eines Schwellwerts S_min liegt. Dieser Schwellwert S_min wird aus den Signalamplituden des unteren und/oder oberen Grenzwerts abgeleitet. Vorzugsweise entspricht S_min der Signalamplitude des unteren oder oberen Grenzelements. Bevorzugt wird dabei jeweils die größere Signalamplitude gewählt.
Für den so berechneten Flächeninhalt wird nachfolgend die Lage des Flächenschwerpunkt berechnet.
Die Lage des Flächenschwerpunktes E' innerhalb des Intervalls zwischen E_U und E_O definiert schließlich den Auftreffpunkt der Empfangslichtstrahlen 4 auf der CCD-Zeile und damit die Distanz des Objekts O zum Distanzsensor 1.
Durch diese Auswertung ist die Genauigkeit der Distanzmessung nicht durch den Abstand zwischen zwei photoempfindlichen Elementen begrenzt. Dies beruht darauf, daß die Lage des Flächenschwerpunkts E' auch zwischen zwei photoempfindlichen Elementen liegen kann. Die Genauigkeit der Berechnung läßt sich durch eine geeignete Anzahl von Stützstellen zwischen den photoempfindlichen Elementen in der Auswerteeinheit 10 auf einfache Weise vorgeben. Typischerweise können mehr als hundert Stützstellen zwischen benachbarten photoempfindlichen Elementen vorgesehen sein. Jede dieser Stützstellen definiert einen bestimmten Auftreffpunkt der Empfangslichtstrahlen 4, für welchen in der Tabelle in der Auswerteeinheit 10 ein entsprechender Distanzwert hinterlegt ist.
Wie aus 7 ersichtlich ist, wird durch den Schwellwert S_min nur ein Teil der Fläche des Signalpeaks, der durch das Objekt O verursacht ist, zur Distanzberechnung herangezogen. Durch die erfindungsgemäße Wahl der Höhe von S_min werden dabei gerade die Anteile des Peaks, welche durch Hintergrundeinstrahlungen oder Fremdlichteinflüsse verursacht sind von der Distanzberechnung ausgenommen. Dadurch wird die Genauigkeit der Distanzmessung weiter gesteigert.
Eine weitere Steigerung der Genauigkeit der Distanzmessung erfolgt durch die geeignete Wahl der Größe des Intervalls zwischen E_U und E_O. Je vollständiger der durch die Objektreflexion verursachte Peak in 7 innerhalb des Intervalls zwischen E_U und E_O erfaßt wird, desto genauer ist die Distanzmessung. Allerdings darf das Intervall zwischen E_U und E_O nicht beliebig groß gewählt werden, da ansonsten auch unerwünscht Empfangssignale mitbewertet würden, deren Signalamplituden lediglich Fremdlicht- oder Hintergrundeffekte wiedergeben.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Intervallgrößen zwischen E_U und E_O als Parameterwerte in Abhängigkeit der Position von E_max in Form einer Kennlinie in der Auswerteeinheit 10 abgespeichert.
Hierbei wird ausgenutzt, daß sich durch die eine Objektreflexion verursachten Signalpeaks charakteristisch mit der Objektdistanz ändern. Je weiter das Objekt O vom Distanzsensor 1 entfernt ist, desto schmaler wird auch der Signalpeak. Demzufolge sind die Kennlinienwerte so dimensioniert, daß das Intervall zwischen E_U und E_O umso kleiner ist, je weiter das Objekt O entfernt ist, und desto weiter sich E_max an dem entsprechenden Ende der CCD-Zeile befindet. Dieses Ende befindet sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 am rechten Rand der CCD-Zeile. Dabei ist E_U und E_O zweckmäßigerweise so gewählt, daß beidseits von E_max jeweils gleich viele photoempfindliche Elemente zur Distanzbestimmung herangezogen werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird durch periodisches Ein- und Ausschalten des Senders 3 und eine getrennte Auswertung der dabei registrierten Empfangssignale eine effiziente Fremdlichtunterdrückung gewährleistet. Das Auswerteverfahren hierzu ist in 8 veranschaulicht.
In 8a ist der Verlauf der Signalamplituden an den photoempfindlichen Elementen bei eingeschaltetem Sender 3 dargestellt. An dem photoempfindlichen Element E₁ wird ein lokales Nebenmaximum registriert, welches durch Fremdlichteinstrahlung verursacht ist. Der Signalpeak mit dem Hauptmaximum bei dem photoempflindlichen Element E_max ist durch ein Objekt O hervorgerufen, von dem die Empfangslichtstrahlen 4 auf den Empfänger 5 zurückreflektiert werden.
Der Sender 3 wird alternierend jeweils für kurze Zeit über die Auswerteeinheit 10 ein- und ausgeschaltet. In 8b ist der Verlauf der Signalamplituden bei ausgeschaltetem Sender 3 dargestellt. In diesem Fall trifft nur Fremdlicht auf den Empfänger 5. Demzufolge wird zwar noch das lokale Nebenmaximum infolge von Fremdlichteinstrahlung an den photoempfindlichen Elementen registriert. Jedoch ist in dem Signalverlauf der durch die Objektreflexion verursachte Signalpeak nicht mehr vorhanden, da das Objekt O nicht mehr von den Sendelichtstrahlen 2 abgetastet wird.
Demzufolge beinhalten die Signalamplituden gemäß 8a Komponenten, welche von Fremdlichteinstrahlungen herrühren und welche von dem Objekt O stammen. Demgegenüber beinhalten die Signalamplituden gemäß 8b nur noch Komponenten, welche von Fremdlichteinstrahlungen herrühren.
Erfindungsgemäß wird wie in 8c dargestellt die Differenz zwischen den Signalverläufen aus den 8a und 8b gebildet. Der in 8c dargestellte Signalverlauf enthält somit nahezu nur noch Komponenten, welche von der Objektreflexion herrühren, jedoch nahezu keine Komponenten mehr, welche von Fremdlichteinstrahlungen herrühren.
Auf diese Weise können Fremdlichteinflüsse auf einfache Weise eliminiert werden. Dasselbe gilt auch für Signalanteile, welche durch Rauschen der Bauteile des Empfängers 5 verursacht sind. Die Distanzbestimmung erfolgt dann ausschließlich anhand des Signalverlaufs gemäß 8c, wobei die Methode der Distanzbestimmung analog zu dem in 7 dargestellten Beispiel erfolgt.
Wie insbesondere aus den 9 und 10 ersichtlich ist, kann mit dem erfindungsgemäßen Distanzsensor 1 auch eine Mehrfachzielerfassung durchgeführt werden.
In 9a ist der Fall dargestellt, daß zwei Objekte (Ziel 1, Ziel 2) in unterschiedlichen Distanzen hintereinander so angeordnet sind, daß diese gleichzeitig von den Sendelichtstrahlen 2 erfaßt werden.
Durch die beiden unterschiedlichen Objektreflexionen ergeben sich bei dem Verlauf der Signalamplituden der photoempfindlichen Elemente zwei unterschiedliche Signalpeaks. Das Maximum des ersten Signalpeaks liegt bei E_max. Dieser Signalpeak stammt von dem zweiten Objekt O (Ziel 2), welches in größerer Entfernung angeordnet ist. Das Maximum des zweiten Signalpeaks liegt bei E_max1, der von dem ersten Objekt O (Ziel 1) stammt.
Die Signalamplitude bei E_max ist größer als die Signalamplitude E_max1, obwohl das Ziel 2 weiter entfernt ist als das Ziel 1. Dies beruht darauf, daß der Reflexionsgrad der Oberfläche von Ziel 2 im vorliegenden Fall erheblich größer als der Reflexionsgrad der Oberfläche von Ziel 1 ist.
Analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 wird zur Distanzbestimmung zunächst die Lage des photoempfindlichen Elements E_max mit der maximalen Signalamplitude S_max bestimmt, wonach durch Berechnung des Flächeninhalts zwischen E_O und E_U der Flächeninhalt des ersten Signalpeaks oberhalb des Schwellwerts S_min berechnet wird. Daraus wird der Flächenschwerpunkt und schließlich die entsprechende Objektdistanz berechnet.
Anschließend wird die Lage des Nebenmaximums bei E_max1 für den zweiten Signalpeak bestimmt. Die Distanzbestimmung erfolgt auf entsprechende Weise, wobei hierfür die entsprechenden Werte E_U1, E_O1 sowie S_min1 herangezogen werden.
Nach der Bestimmung der Flächeninhalte und daraus abgeleiteten Distanzwerte für die beiden Signalpeaks erfolgt ein Vergleich dieser Werte in der Auswerteeinheit 10.
Dabei wird der kleinere Distanzwert als Objektmeldung ausgegeben, falls das Verhältnis S_max1/S_max einen vorgegebenen Wert überschreitet und/oder falls das Verhältnis des Flächeninhalts des Signalpeaks bei E_max1 zu dem Flächeninhalt des Signalpeaks bei E_max einen vorgegebenen Wert überschreitet, wobei die Flächeninhalte ein Maß für den Energieinhalt der auf den Empfänger 5 auf treffenden Empfangslichtstrahlen 4 geben. Im anderen Fall wird der größere Distanzwert als Objektmeldung ausgegeben. Mit dieser Auswertung wird erreicht, daß kleine Signalpeaks, welche von Störeffekten herrühren, nicht zu einer Objektmeldung führen.
Eine Abwandlung dieses Auswerteverfahrens ist in den 10a und 10b dargestellt. Das eigentlich zu detektierende Objekt (Ziel 1) befindet sich am Rand des vom Distanzsensor 1 erfaßbaren Überwachungsbereichs. Dementsprechend ist nur noch die steigende Flanke des Signalpeaks von Ziel 1 am rechten Rand der CCD-Zeile erfaßt. Von Ziel 1 wird ein Teil der Empfangslichtstrahlen 4 über ein spiegelndes Objekt (Ziel 2) auf den Empfänger 5 zurückreflektiert. Dabei ist das spiegelnde Objekt in geringerer Distanz vom Distanzsensor 1 angeordnet als das eigentliche Objekt O (Ziel 1).
Demzufolge ist dieser Signalpeak vollständig von der CCD-Zeile erfaßt. Da vom spiegelnden Objekt nahezu das gesamte Empfangslicht auf den Empfänger 5 gelenkt wird und der Signalpeak von Ziel 2 nur unvollständig auf den Empfänger 5 trifft, ist die maximale Signalamplitude S_max des vom spiegelnden Objekt (Ziel 2) stammenden Signalpeaks größer als die maximale Signalamplitude S_max1 des von Ziel 1 stammenden Signalpeaks.
In diesem Fall erfolgt jedoch keine Objektmeldung, da S_max1 am Rand der CCD-Zeile liegt und der zugehörige Signalpeak nur unvollständig erfaßt wird.
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann während eines Einlernvorgangs die Distanz einer Referenzfläche bestimmt werden, welche den vom Distanzsensor 1 erfaßten Überwachungsbereich zu großen Distanzen hin begrenzt. Der durch die Reflexion der Empfangslichtstrahlen 4 generierte Signalpeak wird wieder analog zu deren Auswerteverfahren gemäß 7 ausgewertet. Insbesondere wird wiederum der Flächeninhalt des Signalpeaks bestimmt sowie der daraus berechnete Distanzwert. Diese beiden Werte werden in der Auswerteeinheit 10 als Referenzwerte abgespeichert.
In der auf den Einlernvorgang folgenden Arbeitpshase werden fortlaufend die an der CCD-Zeile registrierten Signalpeaks in analoger Weise ausgewertet. Dabei erfolgt eine Objektmeldung dann, wenn für einen derartigen Signalpeak der Distanzwert und/oder der Flächeninhalt kleiner als der zugehörige Referenzwert ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 weist der Distanzsensor 1 einen weiteren Sender 3a auf, welcher zwischen dem ersten Sender 3 und dem Empfänger 5 angeordnet ist. Mit diesem Sender 3a werden Objekte O im Nahbereich erfaßt.
Vorzugsweise werden die Sender 3, 3a über die Auswerteeinheit 10 alternierend betrieben. Befindet sich ein Objekt O im Nahbereich, werden die mit dem zweiten Sender 3a generierten Empfangssignale zur Auswertung herangezogen. Befindet sich dagegen das Objekt O im Fernbereich, so werden die mit dem ersten Sender 3 generierten Empfangssignale zur Auswertung herangezogen. Befindet sich das Objekt O im Übergangsbereich zwischen Nah- und Fernbereich, so wird vorzugsweise der Mittelwert der Distanzwerte gebildet, welche bei eingeschaltetem ersten Sender 3 und bei eingeschaltetem zweiten Sender 3a ermittelt wurden. Dabei kann der Mittelwert in geeigneter Weise gewichtet sein. Die Art der Gewichtung ist vorzugsweise abhängig von der Objektdistanz.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden Distanzsensors mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem an eine Auswerteeinheit angeschlossenen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, welcher als CCD-Zeile mit mehreren linear angeordneten photoempfindlichen Elementen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die durch von einem Objekt O zum Empfänger (5) reflektierten Empfangslichtstrahlen (4) an den Ausgängen der photoempfindlichen Elemente generierten Empfangssignale hinsichtlich ihrer Signalamplitude bewertet werden, wobei wenigstens ein photoempfindliches Element E_max bestimmt wird, welches die maximale Signalamplitude S_max liefert, dass beidseits dieses photoempfindlichen Elements E_max eine vorgegebene Anzahl weiterer photoempfindlicher Elemente bis zu einem unteren und oberen Grenzelement E_U, E_O zur Distanzbestimmung des Objekts O herangezogen wird, in dem der Flächeninhalt des Ausschnitts des Verlaufs der Signalamplituden entlang der CCD-Zeile zwischen dem unteren und oberen Grenzelement E_U, E_O und oberhalb eines aus der Signalamplitude des unteren und/oder oberen Grenzelements E_U, E_O abgeleiteten Schwellwerts S_min berechnet wird, und dass die Distanz durch die Lage des Flächenschwerpunkts innerhalb des durch E_U und E_O begrenzten Intervalls bestimmt wird, deren Genauigkeit durch jeweils eine vorgegebene Anzahl von Stützstellen zwischen zwei benachbarten photoempfindlichen Elementen vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert S_min der Signalamplitude des unteren oder oberen Grenzelements E_U, E_O entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der zur Distanzbestimmung herangezogenen photoempflindlichen Elemente im Intervall zwischen E_U und E_max sowie im Intervall zwischen E_max und E_O gleich groß ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der zur Distanzbestimmung herangezogenen photoempfindlichen Elemente im Intervall zwischen E_O und E_O von der Lage des photoempfindlichen Elements E_max auf der CCD-Zeile abhängig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der zur Distanzbestimmung herangezogenen photoempfindlichen Elemente umso größer ist, je näher sich die Lage von E_max an dem Ende der CCD-Zeile befindet, auf welches die von einem im Nahbereich zum Distanzsensor (1) angeordneten Objekt O reflektieren Empfangslichtstrahlen (4) treffen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der photoempfindlichen Elemente im Intervall zwischen E_U und E_O in Abhängigkeit der Lage von E_max auf der CCD-Zeile in der Auswerteeinheit (10) in Form einer Tabelle abgespeichert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer Distanzbestimmung die Signalamplituden der photoempfindlichen Elemente bei ausgeschaltetem und bei eingeschaltetem Sender (3) ermittelt werden, und daß die Differenz der beiden Verläufe der Signalamplituden entlang der CCD-Zeile gebildet wird, welche zur Distanzbestimmung herangezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Empfangssignalen an den Ausgängen der photoempfindlichen Elemente neben der Bestimmung der maximalen Signalamplitude S_max wenigstens ein Nebenmaximum S_max1 bestimmt wird, wobei bezüglich des zugehörigen photoempflindlichen Elements E_max1 ein unteres und oberes Grenzelement E_U1 und E_O1 bestimmt wird, welches zur Distanzbestimmung eines weiteren Objekts O herangezogen wird, indem der Flächeninhalt des Ausschnitts des Verlaufs der Signalamplituden entlang der CCD-Zeile zwischen dem unteren und oberen Grenzelement E_U1, E_O1 und oberhalb eines aus der Signalamplitude des unteren und/oder oberen Grenzelements E_U1, E_O1 abgeleiteten Schwellwerts S_min1 berechnet wird, und daß hierfür ein zweiter Distanzwert durch die Lage des Flächenschwerpunkts innerhalb des durch E_U1 und E_O1 begrenzten Intervalls bestimmt ist.