DE3930272A1 - LIDAR - Google Patents

LIDAR

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Abstract

The lidar (1) comprises a transmitter (3) for linear-polarized radiation (12), a receiver (5) having a first receiving device which measures the intensity of the back-scattered radiation (15) from the transmitted cone of rays (12) in the polarization plane thereof and perpendicular thereto, and a second receiving device which measures the intensity of the back-scattered radiation (17) from an annular spatial region outside the transmitted cone (12), and an evaluating device (7) for evaluating the measured signals in order to determine whether a wall of fog (14) or snow or rain or a solid obstacle to visibility is present at a distance (d) to be measured. The nature of the obstacle and its distance (d) from the lidar (1) are indicated in an indicator (43a, 43b, 43c, 43d, 44). The lidar (1) according to the invention can be incorporated as a distance monitor in a motor vehicle and, in conjunction with a data processing device and a tachometer measuring the speed of the vehicle, can be used to obtain an optimum speed of the vehicle by acting on the drive and/or brake system, depending on the environmental conditions determined from the measured data. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Lidar, gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 und 10 sowie ein Abstandswarngerät für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.The invention relates to a lidar, according to the preamble of the patent claims 1 and 10 and a distance warning device for motor vehicles, according to the preamble of claim 8.

Es ist bekannt, mit einem Lidar Transmissions-, Extinktions- und Rückstreumessung in der Atmosphäre durchzuführen, um in ihr vorhandene Gase oder Partikel nachzuweisen, ihre Konzentration und Entfernung vom Standpunkt des Lidars zu bestimmen. Als Beispiel seien hier die Veröffent­ lichungen von V. E. Derr, ′′Estimation of the extinction coefficient of clouds from multiwavelength lidar backscatter measurements′′, Appl. Opt., Vol. 19, No. 14, pp. 2310-2314 für die Untersuchung an Wolken, von J. S. Randhawa et al, "Lidar observations during dusty infrared Test-1", Appl. Opt., Vol. 19, No. 1/4, pp. 2291-2297, für Rückstreu- und die Transmis­ sionsmessungen an Explosionswolken von TNT mittels eines mit einem CO2­ bzw. Rubin-Laser ausgerüsteten Lidars und von D. K. Kreid, "Atmospheric visibility measurement by a modulated cw lidar", Appl. Opt., Vol. 15, No. 7, pp. 1823-1831 erwähnt. Mit der Messung der Absorption und/oder Streu­ ung von Licht in der Atmosphäre befassen sich ferner z. B. die DE- OS 23 51 972 und die DE-OS 23 28 092. It is known to use a lidar to carry out transmission, extinction and backscatter measurements in the atmosphere in order to detect gases or particles present in it, to determine their concentration and distance from the position of the lidar. As an example, here are the publications by VE Derr, ′ ′ Estimation of the extinction coefficient of clouds from multiwavelength lidar backscatter measurements ′ ′, Appl. Opt., Vol. 19, No. 14, pp. 2310-2314 for the investigation on clouds, by JS Randhawa et al, "Lidar observations during dusty infrared Test-1", Appl. Opt., Vol. 19, No. 1/4, pp. 2291-2297, for backscatter and transmission measurements on explosion clouds from TNT using a lidar equipped with a CO 2 or ruby laser and from DK Kreid, "Atmospheric visibility measurement by a modulated cw lidar", Appl. Opt., Vol. 15, No. 7, pp. Mentioned 1823-1831. With the measurement of the absorption and / or scatter of light in the atmosphere also deal z. B. DE-OS 23 51 972 and DE-OS 23 28 092.

In den erwähnten Veröffentlichungen ist ein Lidar beschrieben, des­ sen Laserstrahl über eine Sendeoptik ausgesandt wird. Das ausgesandte Laserstrahlung wird in der Atmosphäre absorbiert und gestreut. Eine Emp­ fangsoptik, deren Öffnungswinkel annähernd dem Öffnungswinkel des aus­ gesandten Strahls entspricht, mißt das gestreute Licht. Aus der lntensität des gestreuten Lichtes, den bekannten Streuquerschnitten verschiedener Gase und Partikel sowie der spektralen Absorption wird, da die Wellenlänge des Lasers bekannt ist, auf den Extinktionskoeffizienten der Atmosphäre und somit auf die Dichte beigemischter Gase und Partikel geschlossen.In the publications mentioned a lidar is described, the sen laser beam is transmitted via a transmission optics. The sent out Laser radiation is absorbed and scattered in the atmosphere. An emp optics, the opening angle of which approximates the opening angle of the corresponds to the transmitted beam, measures the scattered light. From the intensity of the scattered light, the known scattered cross sections of different Gases and particles as well as the spectral absorption is because of the wavelength of the laser is known on the extinction coefficient of the atmosphere and thus inferred the density of admixed gases and particles.

Es ist auch ein Lidar einer anderen Art bekannt, bei dem zwei La­ serstrahlen benachbarter Wellenlänge verwendet werden, wobei die eine Wellenlänge von dem zu bestimmenden Gas besonders stark absorbiert oder gestreut wird, und die benachbarte Wellenlänge durch dieses Gas nahezu keine Absorption oder Streuung erfährt. Das "unbeeinflußt" zurückgestreute Laserstrahlung dient dann als Referenz für die zu bestimmende Absorption des Gases in der Atmosphäre.Another type of lidar is also known, in which two La Ser rays of adjacent wavelength are used, the one Wavelength particularly strongly absorbed by the gas to be determined or is scattered, and the neighboring wavelength through this gas almost undergoes no absorption or scattering. The "unaffected" scattered back Laser radiation then serves as a reference for the absorption to be determined of the gas in the atmosphere.

Da die lntensität des rückgestreuten Lichts mit der Entfernung des streuenden Volumens vom Lidar mit einer höheren als quadratischen Potenz abnimmt, wird mit elektronischen Torschaltungen gearbeitet, welche nur immer einen bestimmten Entfernungsbereich auswerten. Die Laser senden in der Regel kurze Strahlungspulse in der Größenordnung einiger zehn Nano­ sekunden aus; es werden allerdings auch modulierte kontinuierlich arbei­ tende Laser verwendet.Since the intensity of the backscattered light increases with the distance of the scattering volume from the lidar with a higher than square power decreases, electronic gate circuits are used, which only always evaluate a certain distance range. The lasers send in usually short radiation pulses in the order of a few tens of nano seconds off; however, modulated are also continuously worked ting laser used.

Die bekannten Lidarausführungen eignen sich zur Messung des Ex­ tinktionskoeffizienten der Atmosphäre allgemein und zur Messung der Ex­ tinktion eines beigemischten Gases oder von Partikeln. Sie sind jedoch nicht geeignet, verschiedene Arten atmosphärischer Trübungen voneinander eindeutig und schnell zu unterscheiden, wie z. B. Schnee von Nebel, Regen oder einem festen Sichthindernis.The known lidar designs are suitable for measuring the Ex Absorption coefficients of the atmosphere in general and for measuring the Ex tinktion of an admixed gas or particles. However, you are not suitable, different types of atmospheric turbidity from each other distinguish clearly and quickly, such as B. Snow from fog, rain or a fixed obstacle to visibility.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lidar zu schaffen, welches eindeutig und schnell eine Unterscheidung verschiedener atmospä­ rischer Trübungen wie z. B. Schnee, Nebel und Regen voneinander vor­ nimmt.The invention has for its object to provide a lidar which clearly and quickly differentiates between different atmospa  rischer cloudiness such. B. snow, fog and rain from each other takes.

Die Lösung der Aufgabe ist Gegenstand der Patentansprüche 1 und 10. Mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 8 wird die weitere Aufgabe gelöst, ein Abstandswarngerät für Kraftfahrzeuge mit einem Lidar, welches die Art eines Sichthindernisses und dessen Entfernung anzeigt, zu schaf­ fen.The solution to the problem is the subject of claims 1 and 10. With the subject of claim 8, the further task solved a distance warning device for motor vehicles with a lidar, which indicates the type of obstruction and its distance fen.

In den Patentansprüchen 2 bis 7 sind bevorzugte Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Lidars und im Patentanspruch 9 eine bevorzugte Ausführungsart des erfindungsgemäßen Abstandswarngeräts beschrieben.Preferred embodiments are in claims 2 to 7 of the lidar according to the invention and a preferred in claim 9 Embodiment of the distance warning device according to the invention described.

Im folgenden wird ein Beispiel des erfindungsgemäßen Lidars und des erfindungsgemäßen Abstandswarngeräts anhand von zeichnerischen Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:The following is an example of the lidar and of the distance warning device according to the invention based on drawings Illustrations explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lidars, Fig. 1 is a schematic representation of a lidar according to the invention,

Fig. 2 ein idealisiertes abstandskorrigiertes Lidar-Signal einer Nebelwand, Fig. 2 is an idealized distance-corrected lidar signal of a smoke screen,

Fig. 3 ein idealisiertes nicht abstandskorrigiertes Lidar-Signal einer Ne­ belwand, Figure 3 is an idealized not corrected distance lidar signal belwand a Ne.,

Fig. 4 ein idealisiertes abstandskorrigiertes Lidar-Signal einer Schnee­ wand, Fig. 4 is an idealized distance-corrected lidar signal wall of a snow,

Fig. 5 ein idealisiertes abstandskorrigiertes Lidar-Signal einer Regenwand, Fig. 5 is an idealized distance-corrected lidar signal of a rain wall,

Fig. 6 ein idealisiertes nicht abstandskorrigiertes Lidar-Signal eines fe­ sten Sichthindernisses, und Fig. 6 shows an idealized, non-distance-corrected lidar signal of a most visible obstacle, and

Fig. 7 ein Blockschaltbild zusätzlicher Komponenten für eine Geschwindig­ keitssteuerung eines Kraftfahrzeugs. Fig. 7 is a block diagram of additional components for a speed control of a motor vehicle.

Das in Fig. 1 dargestellte Lidar 1 hat einen Sender 3, einen Em­ pfänger 5 und eine Auswertevorrichtung 7. Der Sender 3 ist ein Laser 9, dessen ausgesandte gepulste und linearpolarisierte Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich über 1,4 µm Wellenlänge liegt, damit seine Strahlung nicht augenschädlich ist. Der elektrische Feldvektor der linearpolarisierten Strahlung des Lasers 9 liegt in der Zeichenebene. Die Strahlung wird mit­ tels einer Sendeoptik 11 zu einen Strahl 12 mit einem Öffnungswinkel von etwa 10 mrad aufgeweitet.The lidar 1 shown in Fig. 1 has a transmitter 3, a Em pfänger 5 and an evaluation device. 7 The transmitter 3 is a laser 9 , the emitted pulsed and linearly polarized radiation in the infrared wavelength range is above 1.4 μm wavelength, so that its radiation is not harmful to the eyes. The electric field vector of the linearly polarized radiation of the laser 9 lies in the plane of the drawing. The radiation is expanded by means of a transmission optics 11 to a beam 12 with an opening angle of approximately 10 mrad.

Vor dem Lidar 1 befindet sich im Abstand d eine Nebelwand 14, in die der Strahl 12 eindringt und teilweise an den Nebeltröpfchen entgegen­ gesetzt der einfallenden Strahlrichtung in einem Strahl 15 zurückreflektiert bzw -gestreut wird. Ein weiterer Teil der einfallenden Strahlung 12 wird mehrfach gestreut und gelangt außerhalb des Strahlkegels der Strahlung 12 hauptsächlich in einem Strahlungskegel 17 von 10 bis 30 mrad zum Lidar 1 zurück. Zur deutlichen Darstellung sind in Fig. 1 die Winkel der Strahlen 12 und 15 sowie des Strahlungskegels 17 stark vergrößert dargestellt.In front of the lidar 1 there is a fog wall 14 at a distance d , into which the beam 12 penetrates and is partially reflected or scattered back against the incident droplet direction in a beam 15 . Another part of the incident radiation 12 is scattered several times and returns to the lidar 1 outside the radiation cone of the radiation 12 mainly in a radiation cone 17 of 10 to 30 mrad. For a clear representation, the angles of the beams 12 and 15 and of the radiation cone 17 are shown greatly enlarged in FIG. 1.

Eine erste Empfangsvorrichtung zur Detektion des Strahls 15 hat eine Cassegrainsche-Spiegelanordnung 19 (in der Mitte durchbohrter Hauptspiegel 20 und in der optischen Achse über dem Bohrloch 21 sitzen­ der Fangspiegel 22), eine Blende 23, ein optisches System 24, welches die aus der Blende 23 austretenden Strahlenbündel 15 und 17 in parallele Strahlen verwandelt und nur Strahlung durchläßt, welche aus den Spektrum des Lasers 3 stammt (Schmalbandfilter 26), ein Wollaston Prisma 25, wel­ ches die Strahlenbündel 15 und 17 in je zwei Strahlenbündel 15 a/17 a und 15 b/17 b aufteilt und je eine Fokussierlinse 27 a und 27 b, welche die Strahlung 15 a bzw. 15 b auf je eine Photodiode 29 a und 29 b als Detektor fokussiert. Das Wollaston-Prisma 25 ist derart angeordnet, daß linearpola­ risierte Strahlung des Strahlenbündels 15, deren elektrischer Feldvektor parallel zum elektrischen Feldvektor des Strahls 12 ist, also in der Zei­ chenebene liegt, es als Strahl 15 a verläßt. Hierzu senkrecht polarisierte Strahlung des Strahlenbündels 15 verläßt das Wollaston-Prisma 25 als Strahl 15 b.A first receiving device for the detection of the beam 15 has a Cassegrain mirror arrangement 19 (main mirror 20 pierced in the middle and the secondary mirror 22 is located in the optical axis above the borehole 21 ), a diaphragm 23 , an optical system 24 which detects the diaphragm 23 emerging rays 15 and 17 transformed into parallel rays and only lets radiation that comes from the spectrum of the laser 3 (narrow band filter 26 ), a Wollaston prism 25 , which ches the rays 15 and 17 in two rays 15 a / 17 a and 15 b / 17 b divides and a focusing lens 27 a and 27 b , which focuses the radiation 15 a and 15 b onto a photodiode 29 a and 29 b as a detector. The Wollaston prism 25 is arranged in such a way that linear polarized radiation of the beam 15 , the electric field vector of which is parallel to the electric field vector of the beam 12 , ie lies in the plane of the zei , leaves it as the beam 15 a . For this purpose, perpendicularly polarized radiation from the beam 15 leaves the Wollaston prism 25 as beam 15 b .

Eine zweite Empfangsvorrichtung dient zur Detektion des Strahlen­ bündels 17. Sie beinhaltet, wie die erste Empfangsvorrichtung, die Casse­ grainsche-Spiegelanordnung 19, die Blende 23, das optische System 24 und das Wollaston-Prisma 25, welches die Strahlung des Strahlenbündel 17 in einen linearpolarisierten Strahl 17 a, dessen elektrischer Feldvektor in der Zeichenebene liegt, und einen linearpolarisierten Strahl 17 b, dessen Polarisationsebene senkrecht zum Strahl 17 a liegt, aufspaltet, sowie zu­ sätzlich je eine Fokussierlinse 31 a und 31 b, welche den Strahl 17 a bzw. 17 b auf je eine Photodiode 33 a bzw. 33 b als Detektor fokussiert. Um Fig. 1 nicht zu überladen sind nur die "Strahlbegrenzungen" 12, 15, 15 a, 15 b, 17, 17 a und 17 b dargestellt.A second receiving device is used to detect the beam 17 . It includes, like the first receiving device, the Casse grain mirror arrangement 19 , the aperture 23 , the optical system 24 and the Wollaston prism 25 , which emits the radiation of the beam 17 into a linearly polarized beam 17 a , the electric field vector of which lies in the plane of the drawing , and a linearly polarized beam 17 b , the polarization plane of which is perpendicular to beam 17 a , splits, and additionally a focusing lens 31 a and 31 b , which beam 17 a and 17 b onto a photodiode 33 a and 33 b focused as a detector. In order not to overload Fig. 1, only the "beam limits" 12 , 15 , 15 a , 15 b , 17 , 17 a and 17 b are shown.

Die von den Photodioden 29 a, 29 b, 33 a und 33 b abhängig von der auf sie auftreffenden Strahlungsintensität I₁₅, I₁₅, I₁₇ und I₁₇ er­ zeugten elektrischen Signale werden mit je einem Verstärker 34 a, 34 b, 34 c und 34 d, deren Verstärkung einstellbar ist, wie unten beschrieben, ver­ stärkt.The electrical signals generated by the photodiodes 29 a , 29 b , 33 a and 33 b depending on the radiation intensity I ₁₅ , I ₁₅ , I ₁₇ and I ₁₇ ⟂ are generated with an amplifier 34 a , 34 b , 34 c and 34 d , the gain of which is adjustable, as described below, reinforced.

Ein kleiner Teil des von Laser 9 ausgesandten Strahls 12 wird über einen Lichtleiter 35 zu einer Photodiode 36, die mit einen Zeitglied 38 verbunden ist, geführt. Ein Ausgang 37 a des Zeitgliedes 37 ist mit einem Signalverarbeitungselement 41 und jeder von vier weiteren Ausgängen ist mit je einem der vier Verstärker 34 a, 34 b, 34 c und 34 d verbunden. Vier Anzeigen 43 a bis 43 d, die mit den Worten festes Hindernis, Nebel, Schnee und Regen beschriftet sind, sind mit dem Signalverarbeitungselement 41 elektrisch verbunden. Eine fünfte, ebenfalls mit dem Signalverarbeitungs­ element 41 verbundene Anzeige 44 ist zur Darstellung des Abstands d vom Lidar 1 zur Nebelwand 14 vorhanden.A small part of the beam 12 emitted by laser 9 is guided via an optical fiber 35 to a photodiode 36 , which is connected to a timing element 38 . An output 37 a of the timing element 37 is connected to a signal processing element 41 and each of four further outputs is connected to one of the four amplifiers 34 a , 34 b , 34 c and 34 d . Four displays 43 a to 43 d , which are labeled with the words fixed obstacle, fog, snow and rain, are electrically connected to the signal processing element 41 . A fifth display 44, which is also connected to the signal processing element 41 , is present to represent the distance d from the lidar 1 to the smoke screen 14 .

Der Laser 9 sendet mit einigen einhundert Hertz Repetitionsfrequenz Pulse mit einer Pulsbreite von einigen zehn Nanosekunden aus, die mit der Sendeoptik 11 zum Strahl 12 mit etwa 10 mrad Öffnungswinkel aufgeweitet werden. In einem Abstand d vom Lidar 1 in 200 Metern befindet sich eine Nebelwand 14. Ein Teil jedes Laserpulses gelangt über den Lichtleiter 35 zur Photodiode 36, welche das Zeitglied 37 startet. Das Zeitglied 37 ist derart ausgelegt, daß es nach dem ersten Laserpuls an seinen Ausgängen 37 a bis 37 e nach 60 ns eine digitalcodierte Information "90,0" entspre­ chend der Laufzeit von 60 ns für einen Hin- und Rückweg von 180 m, d. h. einen Abstand d eines eventuellen Sichthindernisses von 90 m, abgibt. The laser 9 transmits pulses with a repetition frequency of a few hundred Hertz with a pulse width of a few tens of nanoseconds, which are widened with the transmitting optics 11 to the beam 12 with an opening angle of approximately 10 mrad. A fog wall 14 is located at a distance d from the lidar 1 in 200 meters. A part of each laser pulse passes through the light guide 35 to the photodiode 36 , which starts the timer 37 . The timer 37 is designed such that after the first laser pulse at its outputs 37 a to 37 e after 60 ns, digitally coded information "90.0" corresponding to the running time of 60 ns for a return trip of 180 m, ie a distance d of a possible visual obstacle of 90 m.

Durch die digitalcodierte Information werden die Verstärker 34 a bis 34 d für etwa 10 ns auf eine Empfindlichkeit eingestellt, die ein elektrisches Signal der betreffenden Photodiode 29 a, 29 b, 33 a bzw. 33 b entsprechend rückgestreuter Strahlung eines in 90 m Entfernung zu erwartenden Sicht­ hindernisses ausreichend verstärken würde. Nach etwa einer Millisekunde (entsprechend der eingestellten Repetitionsfrequenz der Laserpulse) wird ein weiterer Laserpuls ausgesandt und das Zeitglied 37 gibt nun nach 70 ns eine digitalcodierte Information "91,5" entsprechend einem eventuel­ len Sichthindernis in 91,5 m vom Lidar 1 an die Verstärker 34 a bis 34 d und das Signalverarbeitungselement 41, usw.By means of the digitally coded information, the amplifiers 34 a to 34 d are set to a sensitivity for approximately 10 ns, which is an electrical signal from the relevant photodiode 29 a , 29 b , 33 a or 33 b corresponding to backscattered radiation to be expected at a distance of 90 m Would increase visibility obstacles sufficiently. After about a millisecond (corresponding to the set repetition frequency of the laser pulses), another laser pulse is emitted and the timer 37 now gives digitally coded information "91.5" after 70 ns corresponding to a possible obstruction in sight in 91.5 m from the lidar 1 to the amplifier 34 a to 34 d and the signal processing element 41 , etc.

Da die Intensität der rückgestreuten Strahlung 15 und 17 in Ab­ hängigheit vom Abstand mit einer höheren als quadratischen Potenz ab­ nimmt, wird mit einem elektronischen "Fenster" gearbeitet, bei dem eine Strecke in kleine Raumteilbereiche unterteilt wird und nach jedem ausge­ sandten Laserpuls ein anderer Raumteilbereich auf rückgestreute Strahlung des soeben ausgesandten Pulses untersucht wird. Hierdurch kann starke Streustrahlung der zum Lidar 1 nahen Bereiche unterdrückt werden und die Verstärkung der empfangenen Signale derart eingestellt werden, daß ihre Signalhöhe abstandskorrigiert ist. Der Abstand des die Streustrahlung aus­ sendenden Raumbereichs ist durch den Einschaltzeitpunkt des elektroni­ schen "Fensters" gegeben. Die geometrische Auflösung des Abstands ergibt sich aus der Öffnungszeit des "Fensters" (10 ns∎1,5 m).Since the intensity of the backscattered radiation 15 and 17 decreases in dependence on the distance with a higher than quadratic power, an electronic "window" is used, in which a route is divided into small areas and after each laser pulse sent a different area is examined for backscattered radiation of the pulse just emitted. As a result, strong stray radiation from the areas close to lidar 1 can be suppressed and the amplification of the received signals can be adjusted in such a way that their signal level is corrected for distance. The distance of the scattered radiation from the room area is given by the switch-on time of the electronic "window". The geometric resolution of the distance results from the opening time of the "window" (10 ns∎1.5 m).

Da sich die Nebelwand 14 erst in 200 m Entfernung befindet, lie­ fern obige Messung kein Signal. Erst nachdem das Zeitglied 37 nach 1340 ns die digitalcodierte Information "201" an die Verstärker 34 a bis 34 d und an das Signalverarbeitungselement 41 übermittelt, erhält die Pho­ todiode 29 a, welche nur gestreute und reflektierte Strahlung innerhalb des Strahls 15, deren Polarisationsebene parallel zur Polarisationsebene der Laserstrahlung im Strahl 12 ist, empfängt, und die Photodioden 33 a und 33 b Strahlung aus der mehrfach gestreuten Strahlung des Strahls 17, ein Signal. Mit den folgenden Laserpulsen, wobei mit jedem Laserpuls rückge­ streute Strahlung aus jeweils einem um 1,5 m weiter entfernten Raumteil­ bereich empfangen wird, wächst, wie in Fig. 2a (abstandskorrigiertes elektrisches Signals I₁₅ der Photodiode 29 a nach deren Verstärker 34 a) mit logarithmischer Ordinate für das Signal I₁₅ dargestellt, das aufberei­ tete elektrische Signal der parallel polarisierten rückgestreuten Strahlung des Strahles 15 über dem Abstand als Abszisse bis zu einem maximalen Wert I max und nimmt dann wieder ab. Die abstandskorrigierten Signale I₁₇ und I₁₇ des mit den Photodioden 33 a und 33 b empfangenen Streu­ lichts des Strahls 17 sind in den Fig. 2c und 2d logarithmisch über dem linearen Abstand d vom Lidar 1 aufgetragen. In Fig. 2b ist das ab­ standskorrigierte Streulicht I₁₅ mit senkrechter Polarisation des Strahls 15 logarithmisch über dem linearen Abstand d aufgetragen. Die Signale I₁₇ und I₁₇ steigen ebenfalls zu einen maximalen Wert an und fallen dann wieder ab. Das Signal I₁₅ erreicht keine über dem Rauschen liegen­ den Werte.Since the fog wall 14 is only 200 m away, the above measurement does not provide a signal. Only after the timing element 37 transmits the digitally coded information “201” to the amplifiers 34 a to 34 d and to the signal processing element 41 after 1340 ns, does the photodiode 29 a , which contains only scattered and reflected radiation within the beam 15 , have their polarization plane parallel to the plane of polarization of the laser radiation in the beam 12 , and the photodiodes 33 a and 33 b receive radiation from the multiply scattered radiation of the beam 17 , a signal. With the following laser pulses, with each laser pulse backscattered radiation is received from a part of the room 1.5 m further away, grows, as in Fig. 2a (distance- corrected electrical signal I ₁₅ the photodiode 29 a after the amplifier 34 a ) with logarithmic ordinate for the signal I ₁₅ , the processed electrical signal of the parallel polarized backscattered radiation of the beam 15 over the distance as the abscissa up to a maximum value I max and then decreases again. The distance-corrected signals I ₁₇ and I ₁₇ of the scattered light received by the photodiodes 33 a and 33 b of the beam 17 are plotted logarithmically over the linear distance d from the lidar 1 in FIGS . 2c and 2d. In Fig. 2b, the corrected scattered light I ₁₅ with perpendicular polarization of the beam 15 is logarithmically plotted over the linear distance d . The signals I ₁₇ and I ₁₇ ⟂ also increase to a maximum value and then decrease again. The signal I ₁₅ reaches no values above the noise.

In Fig. 3 ist das mit der Photodiode 29 a gemessene, aber nicht abstandskorrigierte Signal zum besseren Verständnis bis zu einem Abstand von 500 m dargestellt, wobei sich in einem Abstand d von 200 m die 200 m dicke Nebelwand 14 befindet.In Fig. 3 the measured with the photodiode 29 a , but not distance-corrected signal is shown for better understanding up to a distance of 500 m, the 200 m thick smoke wall 14 being at a distance d of 200 m.

Werden diese Messungen mit einer Schneewand und einer Regenwand wiederholt, so ergeben sich für Schnee die in den Fig. 4a bis 4d und für Regen die in den Fig. 5a bis 5d dargestellten idealisierten Ergeb­ nisse. Die Zuordnung der Darstellungen zu den Photodioden 29 a, 29 b, 33 a und 33 b ist analog zu den Darstellungen der Fig. 2a bis 2d gewählt. Zur Unterscheidung der Meßergebnisse erhalten die gemessenen abstands­ korrigierten idealisierten Intensitäten I₁₅, I₁₅, I₁₇ und I₁₇ einen weiteren Index N für die Messung an der Nebelwand, R für die Regenwand und S für die Schneewand.If these measurements are repeated with a wall of snow and rain wall so obtained for the snow 5a nit in FIGS. 4a to 4d and rain in FIGS. 5d shown idealized resulting. The assignment of the representations to the photodiodes 29 a , 29 b , 33 a and 33 b is selected analogously to the representations of FIGS. 2a to 2d. To differentiate the measurement results , the measured distance-corrected idealized intensities I ₁₅ , I ₁₅ , I ₁₇ and I ₁₇ ⟂ receive a further index N for the measurement on the fog wall, R for the rain wall and S for the snow wall.

Überraschenderweise hat sich nun aus den Messung entsprechend dem oben beschriebenen Vorgang folgendes ergeben:Surprisingly, the measurement has now turned out accordingly from the process described above:

Bei der Nebelwand 14 wird je ein abstandskorrigiertes Signal I₁₅ N , I₁₇ N und I₁₇ N erhalten; das Signal I₁₅ N ist nicht vorhanden;
bei einer (nicht dargestellten) Schneewand wird je ein abstandskor­ rigiertes Signal I₁₅ S , I₁₅ S , I₁₇ S und I₁₇ S erhalten;
bei einer (nicht dargestellten) Regenwand wird ein abstandskorri­ giertes Signal I₁₅ R erhalten; die Signale I₁₅ R , I₁₇ R und I₁₇ R sind vernachlässigbar klein.
At the smoke screen 14 , a distance- corrected signal I ₁₅ N , I ₁₇ N and I ₁₇ N is obtained; the signal I ₁₅ N is not present;
with a snow wall (not shown), a distance-corrected signal I ₁₅ S , I ₁₅ S , I ₁₇ S and I ₁₇ S are obtained;
with a rain wall (not shown) a distance-corrected signal I ₁₅ R is obtained; the signals I ₁₅ R , I ₁₇ R and I ₁₇ R are negligibly small.

Handelt es sich um ein festes Sichthindernis (nicht dargestellt), dessen nicht abstandskorrigiertes Signal von Photodiode 29 a in Fig. 6 dargestellt ist, so wird gegenüber obigen Signalen von der Photodiode 29 a ein Signal I₁₅ H mit spitzen, nadelförmigen Anstieg detektiert. Je nach der Art der Oberfläche (spiegelnd oder diffus) kann auch noch ein Anteil I₁₅ H sein.If there is a fixed obstacle to vision (not shown), whose non-distance-corrected signal from photodiode 29 a is shown in FIG. 6 , a signal I ₁₅ H with pointed, needle-shaped rise is detected compared to the above signals from photodiode 29 a . Depending on the type of surface (specular or diffuse), a portion I ₁₅ H can also be.

Aus obigen Kriterien ermittelt das Signalverarbeitungselement 41 eine eindeutige Zuordnung, ob es sich bei dem gemessenen Sichthindernis um eine Nebel-, Schnee- oder Regenwand oder ein festes Sichthindernis handelt. Bei einer Nebel-, Schnee- oder Regenwand ermittelt das Signal­ verarbeitungselement 41 aus den vom Zeitglied 37 übermittelten digitalco­ dierten Werten zu jeder Messung einen jeweiligen Abstandswert d. Der Ab­ standswert d liegt annähernd in der Mitte des Signalanstiegs I₁₅ N , I₁₅ S bzw. I₁₅ R . Bei einem festen Sichthindernis entfällt aufgrund des nadelför­ migen, spitzen Signalanstiegs des Signals I₁₅ H die Mittenbildung. Der er­ mittelte Abstand d wird in der Anzeige 44 als Zahlenangabe in Metern an­ gezeigt. Zusätzlich leuchtet entsprechend obiger Auswertung die jeweilige Anzeige 43 a, 43 b, 43 c oder 43 d entsprechend einer Nebel-, Schnee- oder Regenwand oder eines festen Sichthindernisses auf.From the above criteria, the signal processing element 41 determines an unambiguous assignment as to whether the measured obstruction is a wall of fog, snow or rain or a fixed obstruction. In a fog, snow or rain wall determines the signal processing element 41-founded from the data transmitted from the timer 37 digitalco values for each measurement a respective distance value d. From the position value d is approximately in the middle of the signal increase I ₁₅ N , I ₁₅ S or I ₁₅ R. In the case of a fixed obstacle to vision, the averaging is omitted due to the needle-shaped, sharp signal rise of the signal I ₁₅ H. The average distance d is shown in the display 44 as a number in meters. In addition, according to the above evaluation, the respective display 43 a , 43 b , 43 c or 43 d lights up according to a wall of fog, snow or rain or a fixed obstacle to visibility.

Befindet sich innerhalb der Nebel-, Schnee- oder Regenwand ein festes Sichthindernis, so überlagert sich den in den Fig. 2a, 2b, 4a, 4b, 5a, 5b dargestellten Kurvenverläufen ein spitzer, nadelförmiger Impuls, der von dem Signalverarbeitungselement 41 als festes Sichthindernis erkannt wird. In diesem Fall leuchtet neben der Anzeige 43 a, 43 b oder 43 c für die Nebel-, Schnee- oder Regenwand die Anzeige 43 d für das feste Sichthin­ dernis. Die Abstandsanzeige 44 zeigt den Abstand d des festen Sichthin­ dernisses an.If there is a fixed visual obstacle within the wall of fog, snow or rain, the curves shown in FIGS . 2a, 2b, 4a, 4b, 5a, 5b are superimposed by a pointed, needle-shaped pulse which is generated by the signal processing element 41 as a fixed visual obstacle is recognized. In this case, in addition to the display 43 a , 43 b or 43 c for the fog, snow or rain wall, the display 43 d for the fixed sight obstacle. The distance indicator 44 shows the distance d of the fixed sight.

Obiges Lidar 1 läßt sich in ein (nicht dargestelltes) Kraftfahrzeug einbauen, wobei obiges Meßverfahren in Fahrtrichtung ausgeführt wird. Die Anzeigen 43 a, 43 b, 43 c und 43 d der Nebel-, Schnee- oder Regenwand bzw. eines festen Sichthindernisses sind für den Fahrer eine ausgezeichnete Fahrhilfe. Werden die Daten des Signalverarbeitungselements 41, wie in Fig. 7 dargestellt, in eine Datenverarbeitungseinrichtung 47 übermittelt, welche die augenblickliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs über ein Tacho­ meter 49 bestimmt, so kann die augenblickliche Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit auftretender Sichthindernisse optimal gesteuert werden, indem die Datenverarbeitungseinrichtung 47 je nach übermittelten Daten des Tachometers 49 und des Signalverarbeitungselements 41 auf die Treibstoffzufuhr 50 und damit auf das Antriebssystem bzw. auf die Brems­ vorrichtung 51 des Fahrzeugs einwirkt.The above lidar 1 can be installed in a motor vehicle (not shown), the above measuring method being carried out in the direction of travel. The displays 43 a , 43 b , 43 c and 43 d of the wall of fog, snow or rain or a fixed obstacle to visibility are excellent driving aids for the driver. If the data of the signal processing element 41 , as shown in FIG. 7, is transmitted to a data processing device 47 , which determines the instantaneous speed of the vehicle via a tachometer 49 , the instantaneous driving speed of the vehicle can be optimally controlled in dependence on visual obstacles that occur data processing means 47 depending on the data transmitted from the tachometer 49 and the signal processing element 41 to the fuel supply 50 and thus to the drive system or the braking device 51 acts of the vehicle.

Die Anzeige 43 c einer Regenwand wird auch aktiviert, wenn von einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug Wasser von der Fahrbahn aufgewirbelt wird.The display 43 c of a rain wall is also activated when water is whirled up from the road by a motor vehicle in front.

Wie sich aus obigen Messungen ergeben hat, unterscheiden sich die mit den Photodioden 33 a und 33 b ermittelten Ergebnisse nur wenig. Es kann deshalb eine der Photodioden 33 a bzw. 33 b mit ihrem Verstärker 34 b bzw. 34 d weggelassen werden, ohne die Genauigkeit der ermittelten Werte zu verringern. Die Verwendung beider Dioden 33 a und 33 b läßt unter ge­ wissen Umweltbedingungen eine exaktere Auswertung zu.As has emerged from the above measurements, the results obtained with the photodiodes 33 a and 33 b differ only slightly. One of the photodiodes 33 a and 33 b with its amplifier 34 b and 34 d can therefore be omitted without reducing the accuracy of the values determined. The use of both diodes 33 a and 33 b allows under ge environmental conditions a more precise evaluation.

Je nach auszumessenden Distanzen können mit dem Zeitglied 37 an­ dere Anfangs- und Endwerte eingestellt werden, auch können andere Repe­ titionsfrequenzen des Lasers 9, sowie eine andere Auflösung als 10 ns entsprechend 1,5 m gewählt werden.Depending on the distances to be measured, the start and end values can be set with the timer 37 , other repetition frequencies of the laser 9 and a resolution other than 10 ns corresponding to 1.5 m can also be selected.

Claims (11)

1. Lidar (1), gekennzeichnet durch einen Sender (3) zur Aussendung eines Strahls (12) mit einem vorgegebenen Öffnungswinkel, einen Empfänger (5) mit einer ersten und einer zweiten Empfangsvorrichtung für rück­ gestreute Strahlung (15, 17) des ausgesandten Strahls (12), deren Em­ pfangsoptiken derart ausgebildet sind, daß sich deren Empfangsraumbe­ reiche im wesentlichen nicht überschneiden, und eine Auswertevorrich­ tung (7) zur Auswertung der elektrischen Signale der ersten und zwei­ ten Empfangsvorrichtung entsprechend der empfangenen rückgestreuten Strahlung (15, 17), um die Art von Trübungen in der Atmosphäre zu ermitteln.1. Lidar ( 1 ), characterized by a transmitter ( 3 ) for emitting a beam ( 12 ) with a predetermined opening angle, a receiver ( 5 ) with a first and a second receiving device for back-scattered radiation ( 15 , 17 ) of the emitted beam ( 12 ), the receiving optics of which are designed in such a way that their reception area areas do not essentially overlap, and an evaluation device ( 7 ) for evaluating the electrical signals of the first and second receiving device in accordance with the received backscattered radiation ( 15 , 17 ), to determine the type of turbidity in the atmosphere. 2. Lidar (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (3) derart aufgebaut ist, daß er gepulste, linear polarisierte Strahlung im infraroten Spektrum aussendet, die nicht augenschädlich ist.2. Lidar ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the transmitter ( 3 ) is constructed such that it emits pulsed, linearly polarized radiation in the infrared spectrum, which is not harmful to the eyes. 3. Lidar (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsoptik der ersten Empfangsvorrichtung derart aufgebaut ist, daß im wesentlichen in ihrem Empfangsbereich nur der ausgesandte Strahl (12) liegt, und die Empfangsoptik der zweiten Empfangsvorrich­ tung derart aufgebaut ist, daß der ausgesandte Strahl (12) nicht in ihrem Empfangsraumbereich liegt.3. Lidar ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the receiving optics of the first receiving device is constructed such that essentially only the emitted beam ( 12 ) lies in its reception area, and the receiving optics of the second receiving device is constructed in such a way that the emitted beam ( 12 ) is not in its reception area. 4. Lidar (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangs­ optik der zweiten Empfangsvorrichtung derart aufgebaut ist, daß ihr Empfangsraumbereich um den Empfangsraumbereich der Empfangsoptik der ersten Empfangsvorrichtung herum liegt und die zweite Empfangs­ vorrichtung einen ersten Detektor (33 a) zur Detektion von mehrfach gestreuter Strahlung (17) des Strahls (12) hat.4. Lidar ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the receiving optics of the second receiving device is constructed such that its reception area is around the receiving area of the receiving optics of the first receiving device and the second receiving device a first detector ( 33 a ) Detection of multiple scattered radiation ( 17 ) of the beam ( 12 ). 5. Lidar (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Empfangsvorrichtung einen zweiten Detektor (33 b) hat und vor beiden Detektoren (33 a, 33 b) je ein polarisationsanalysierendes Element (25) vorhanden ist, um die vom Strahl (12) mehrfach rückgestreute Strah­ lungsintensität entsprechend ihrer Polarisation parallel und senkrecht zur Polarisationsrichtung des ausgesandten Strahls (12) zu bestimmen.5. Lidar ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the second receiving device has a second detector ( 33 b ) and in front of both detectors ( 33 a , 33 b ) each has a polarization-analyzing element ( 25 ) to detect the beam ( 12 ) to determine multiple backscattered radiation intensity according to their polarization parallel and perpendicular to the polarization direction of the emitted beam ( 12 ). 6. Lidar (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Empfangsvorrichtung ein polarisationsanalysierendes Ele­ ment (25) vor einem ersten und zweiten Detektor (29 a, 29 b) hat, um die vom Strahl (12) rückgestreute Strahlungsintensität entsprechend ihrer Polarisation parallel und senkrecht zur Polarisationsrichtung des ausgesandten Strahls (12) zu bestimmen.6. Lidar ( 1 ) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the first receiving device has a polarization-analyzing element ( 25 ) in front of a first and second detector ( 29 a , 29 b ) to the beam ( 12 ) to determine backscattered radiation intensity according to its polarization parallel and perpendicular to the polarization direction of the emitted beam ( 12 ). 7. Lidar (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte­ vorrichtung (7) eine erste Anzeige (43 d) für ein festes Sichthindernis hat, welche anzeigt, wenn die Auswertevorrichtung (7) vom ersten und/oder zweiten Detektor (29 a, 29 b) der ersten Empfangsvorrichtung einen nadelförmigen spitzen Impuls erhält, eine zweite Anzeige (43 a) für Nebel als Sichthindernis (14) hat, welche anzeigt, wenn die Aus­ wertevorrichtung (7) vom zweiten Detektor (29 b) der ersten Empfangs­ vorrichtung ein gegenüber deren ersten Detektor (29 a) vernachlässig­ bares Signal und vom Detektor (33 a) oder von den Detektoren (33 a. 33 b) der zweiten Empfangsvorrichtung ein langsam ansteigendes und abfallendes abstandskorrigiertes Signal (I₁₇ N , I₁₇ N ) erhält, eine dritte Anzeige (43 c) für Regen bzw. vom Boden aufgewirbeltes Wasser als Sichthindernis hat, welche anzeigt, wenn die Auswerteeinrichtung (7) vom zweiten Detektor (29 b) der ersten Empfangsvorrichtung ein ge­ genüber dem Signal (I₁₅ R ) des ersten Detektors (29 a) vernachlässig­ bares Signal (I₁₅ R ) und vom Detektor (33 a) oder von den Detektoren (33 a, 33 b) der zweiten Empfangsvorrichtung nur ein vernachlässigbar kleines langsam ansteigendes und abfallendes abstandskorrigiertes Si­ gnal (I₁₇ R , I₁₇ R ) erhält, eine vierte Anzeige (43 b) für Schnee als Sichthindernis hat, welche anzeigt, wenn die Auswertevorrichtung (7) vom ersten und zweiten Detektor (29 a, 29 b) der ersten Empfangsvor­ richtung über dem Zeitverlauf ein annähernd gleich großes Signal (I₁₅ S , I₁₅ S ) und vom Detektor (33 a) oder von den Detektoren (33 a, 33 b) der zweiten Empfangsvorrichtung ein langsam ansteigendes und wieder abfallendes abstandskorrigiertes Signal (I₁₇ S , I₁₇ S ) erhält. 7. Lidar ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the evaluation device ( 7 ) has a first display ( 43 d ) for a fixed visual obstacle, which indicates when the evaluation device ( 7 ) from the first and / or second detector ( 29 a , 29 b ) of the first receiving device receives a needle-shaped pointed pulse, has a second display ( 43 a ) for fog as a visual obstacle ( 14 ), which indicates when the evaluation device ( 7 ) from the second detector ( 29 b ) of the first Receiving device compared to its first detector ( 29 a ) negligible signal and from the detector ( 33 a ) or from the detectors ( 33 a . 33 b) of the second receiving device a slowly rising and falling distance corrected signal ( I ₁₇ N , I ₁₇ N ), has a third display ( 43 c ) for rain or water whirled up from the ground as a visual obstacle, which indicates when the evaluation device ( 7 ) from the second detector ( 29 b ) of the first E mpfangsvorrichtung a ge compared to the signal ( I ₁₅ R ) of the first detector ( 29 a ) negligible signal ( I ₁₅ R ) and from the detector ( 33 a ) or from the detectors ( 33 a , 33 b ) of the second receiving device only receives a negligibly small slowly rising and falling distance-corrected signal ( I ₁₇ R , I ₁₇ R ), has a fourth display ( 43 b ) for snow as a visual obstacle, which indicates when the evaluation device ( 7 ) from the first and second detector ( 29 a , 29 b ) of the first receive device over the course of time an approximately equal signal ( I ₁₅ S , I ₁₅ S ) and from the detector ( 33 a ) or from the detectors ( 33 a , 33 b ) of the second Receiving device receives a slowly rising and falling distance-corrected signal ( I ₁₇ S , I ₁₇ S ). 8. Abstandswarngerät für Kraftfahrzeuge, mit einem Lidar (1) nach An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (7) eine fünfte Anzeige (44) für den Abstand (d) des Sichthindernisses von dem mit dem Gerät ausgerüsteten Fahrzeug hat, welcher aus der Lauf­ zeit der vom Lidar (1) zum Sichthindernis (14) und von diesem zurück­ gestrahlte Strahlungspulse mittels der elektrischen Pulse der ersten Empfangsvorrichtung bestimmt wird.8. Distance warning device for motor vehicles, with a lidar ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the evaluation device ( 7 ) has a fifth display ( 44 ) for the distance ( d ) of the visual obstacle from the vehicle equipped with the device, which from the running time of the lidar ( 1 ) to the obstacle to vision ( 14 ) and radiated back by this radiation pulses is determined by means of the electrical pulses of the first receiving device. 9. Abstandswarngerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine elek­ tronische Datenverarbeitungseinrichtung (47), welche eine Höchstge­ schwindigkeit aus dem Abstand (d) und der Art des Sichthindernisses unter Berücksichtigung des an diesem zu erwartenden Fahrbahnzustan­ des ermittelt, anzeigt und/oder eine Überschreitung derselben durch Einwirkung auf das Antriebs- und/oder Bremssystem (50, 51) des Fahr­ zeugs verhindert.9. Distance warning device according to claim 8, characterized by an electronic data processing device ( 47 ) which determines a maximum speed from the distance ( d ) and the type of visual obstacle, taking into account the roadway state to be expected thereon, indicating and / or exceeding the same prevented by action on the drive and / or braking system ( 50 , 51 ) of the vehicle. 10. Lidar (1) zur Feststellung der Ursachen von Trübungen von Gasen, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sender (3) für linear polarisierte Strah­ lung (12) ausgeführt ist, und daß der Empfänger eine erste Empfangs­ vorrichtung mit einem ersten Detektor (29 a) für parallel zur Polarisa­ tionsrichtung des Senders (3) polarisierte, in der Senderichtung zu­ rückgestrahlte Strahlung (15), und einem zweiten Detektor (29 b) für senkrecht zur Polarisationsrichtung des Senders (3) in der Senderich­ tung zurückgestrahlte Strahlung (15) und eine Auswertevorrichtung (7) zur Bestimmung des Verhältnisses der elektrischen Ausgangssignale der beiden Detektoren (29 a, 29 b) hat.10. Lidar ( 1 ) to determine the causes of turbidity of gases, characterized in that the transmitter ( 3 ) for linearly polarized radiation ( 12 ) is designed, and that the receiver has a first receiving device with a first detector ( 29 a ) for radiation parallel to the direction of polarization of the transmitter ( 3 ), which is reflected in the direction of radiation reflected back ( 15 ), and a second detector ( 29 b ) for radiation perpendicular to the direction of polarization of the transmitter ( 3 ) in the direction of transmission radiation ( 15 ) and has an evaluation device ( 7 ) for determining the ratio of the electrical output signals of the two detectors ( 29 a , 29 b ). 11. Lidar (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfän­ ger eine zweite Empfangsvorrichtung mit einem Detektor (33 a, 33 b) für zurückgestreute Strahlung (17) des Senders (3) aus einem dessen Strahl (12) nicht beinhaltenden Raumbereich hat, wobei die Auswertevorrich­ tung (7) zusätzlich das Verhältnis des elektrischen Ausgangssignals des Detektors (33 a, 33 b) der zweiten Empfangsvorrichtung zu dem des ersten (29 a) und/oder zweiten (29 b) Detektors der ersten Empfangsvor­ richtung bestimmt und der erste und zweite Detektor (29 a, 29 b) derart ausgelegt sind, daß sie annähernd nur die rückgestreute Strahlung (15) innerhalb des ausgesandten Strahls (12) empfangen.11. Lidar ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the receiver ger a second receiving device with a detector ( 33 a , 33 b ) for backscattered radiation ( 17 ) of the transmitter ( 3 ) from a beam ( 12 ) not including it Has space area, the evaluation device ( 7 ) additionally determines the ratio of the electrical output signal of the detector ( 33 a , 33 b ) of the second receiving device to that of the first ( 29 a) and / or second ( 29 b) detector of the first receiving device and the first and second detectors ( 29 a , 29 b ) are designed such that they receive approximately only the backscattered radiation ( 15 ) within the emitted beam ( 12 ).
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