DE4340756A1 - Laser range finder, e.g. for driverless transport system - measures distance using pulse travel time and light deflection angle to determine position of object in measuring region - Google Patents

Laser range finder, e.g. for driverless transport system - measures distance using pulse travel time and light deflection angle to determine position of object in measuring region

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DE4340756A1 DE19934340756 DE4340756A DE4340756A1 DE 4340756 A1 DE4340756 A1 DE 4340756A1 DE 19934340756 DE19934340756 DE 19934340756 DE 4340756 A DE4340756 A DE 4340756A DE 4340756 A1 DE4340756 A1 DE 4340756A1
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Abstract

The laser appts. includes a pulse laser (11) which transmits controlled light pulses (12) to a measuring region (13). A photoreceiver (22) intercepts light reflected from an object (14) in the measuring region, and a processor circuit (23,30,34,36-40) delivers a distance signal according to the speed of light and the time between transmission and reception of the light pulses (12,12'). A light deflector (15), disposed between the pulsed laser and the measuring region, deflects successive light pulses into different angles in the measuring region. The deflector also sends corresp. angular position signals to the processor circuit. The processor uses the angle and distance signals to determine the object position within a 90 to 270 degree radius. USE/ADVANTAGE - Laser radar detects distance from pulsed light and detects angle w.r.t. any basis direction in surveyed area.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laserabstandsermittlungsvorrich tung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a Laserabstandsermittlungsvorrich processing according to the preamble of claim 1.

Das Impulslaufzeitverfahren zur Abstandsmessung ist grund sätzlich bekannt (DE-PS 34 29 062, DE-PS 40 02 356). The pulse transit time method for distance measurement is known in principle (DE-PS 34 29 062, DE-PS 40 02 356).

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, dieses Impulslaufzeitverfahren für die Positionsbestimmung von Objekten in räumlichen Bereichen einzusetzen, z. The object of the present invention is to use this pulse transit time method for determining the position of objects in space areas such. B. im Zusam menhang mit der Absicherung von fahrerlosen Transportsyste men sowie allgemeinen Bereichsabsicherungen. B. assistance related to the hedging of driverless Transportsyste men and general area hedging.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeich nenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen. To achieve this object, the features of the characterizing portion of claim 1 nenden are provided.

Die Erfindung schafft somit ein Laserradar, mittels dessen nicht nur der Abstand von vom Impulslicht getroffenen Gegen ständen von der Vorrichtung bestimmt werden kann, sondern auch der Winkel, unter dem das Objekt relativ zu irgendeiner Basisrichtung im Raum angeordnet ist. The invention thus provides a laser radar, by means of which it can be determined not only by the distance taken from the pulse light objects from the apparatus, but also the angle at which the object is positioned relative to base any direction in space.

Bevorzugte Dimensionierungen des Laserradars sind durch die Patentansprüche 2 bis 5 definiert. Preferred dimensions of the laser radar are defined by the patent claims 2 to 5th

Durch das Ausführungsbeispiel nach Anspruch 4 wird erreicht, daß in 50 bis 150 und insbesondere 100 µs ein Winkelbereich von etwa 1° durch die Lichtablenkvorrichtung überstrichen wird. that an angle range of about 1 ° is scanned by the light deflector in 50 to 150 and in particular 100 microseconds by the embodiment of claim 4 is achieved.

Wenn andererseits nach Anspruch 5 etwa alle 50 µs ein Licht impuls kurzer Dauer ausgesendet wird, so bedeutet dies, daß etwa alle 1/2° ein Lichtimpuls ausgesendet wird oder bei einem Gesamtabtastbereich von 180° 360 Impulse. On the other hand every 50 microseconds, a light pulse of short duration is emitted according to claim 5, this means that about every half degrees, a light pulse is emitted or at a total scan of 180 ° pulses 360. Dies reicht für eine im Sicherheitsbereich erforderliche Winkelauflösung vollständig aus. This is completely sufficient for a required in security angular resolution.

Die zwischen zwei ausgesandten Lichtimpulsen liegende Zeit von etwa 50 µs wird für weiter unten beschriebene Tests ge nutzt. The time of about 50 microseconds located between two emitted light pulses is utilized for ge described later tests.

Von besonderem Vorteil sind die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 6 bis 22, denn hierdurch wird auf eine baulich kompakte und optisch sehr effektive Weise eine Abtastung eines gewünschten Raumbereiches gewährleistet, wobei der Abtastwinkel bis 360° gehen kann, normalerweise jedoch nur 180° beträgt. Of particular advantage are the embodiments according to claims 6 to 22, for thereby ensuring a structurally compact and optically very effective manner, a scan of a desired region of space, wherein the scanning angle can go up to 360 °, but normally only 180 °.

Von besonderem Vorteil ist dabei die konzentrische Ausbil dung von Sende- und Empfangs-Impulslichtbündeln nach den Ansprüchen 11 und 12. Hierdurch wird insbesondere eine saube re geometrische Strahltrennung sowie Empfindlichkeit im Nah bereich erzielt. this is particularly advantageous extension of the transmit and receive pulse light beams according to claims 11 and 12. In this way, in particular a re saube geometrical beam separation and sensitivity in the near area is achieved, the concentric Ausbil.

Die Drehzahlen nach Anspruch 21 sind besonders vorteilhaft, weil hierdurch im Zusammenhang mit den verwendeten Impuls folgefrequenzen eine ausreichende winkelmäßige und zeitliche Auflösung erzielt wird. The rotational speeds according to claim 21 are particularly advantageous because in connection with the used pulse repetition frequencies a sufficient angular and temporal resolution is achieved.

Im Zusammenhang mit den folgenden Ausführungsformen ist die Verwendung eines Computers gemäß Anspruch 23 von großer Be deutung. In connection with the following embodiments, the use of a computer according to claim 23 is of great importance Be. Hierdurch können insbesondere die verschiedenen Selbstüberwachungsfunktionen des Systems wahrgenommen wer den. In this way, the various self-monitoring functions of the system can especially noticed who the.

Die Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 24 und 25 gewährleisten eine für die vorgesehenen Überwachungszwecke voll ausreichende Abstandsauflösung in der Größenord nung von 5 cm/Bit, wobei ein Bit durch eine oder eine halbe Periode der Taktfrequenz definiert ist. The developments of the invention according to claims 24 and 25 ensure a fully sufficient for the intended purposes of monitoring distance resolution in the size North voltage of 5 cm / bit, where a bit is defined by one or a half period of the clock frequency.

Die an sich durch die Taktfrequenz gegebene Auflösung kann durch die Ausführungsform nach Anspruch 26 und 27 halbiert werden. The given per se by the clock frequency resolution can be halved by the embodiment according to claim. 26 and 27

Von besonderem Vorteil ist jedoch, daß durch die Verwendung von zwei parallel geschalteten Einzelzählern eine Fehlerüber wachung gemäß den Ansprüchen 28 bis 30 durchgeführt werden kann. However, of particular advantage is that monitoring can be carried out according to claims 28 to 30 by the use of two parallel-connected individual counters an error.

Ein weiterer Fehlertest, der insbesondere beim Ausführungs beispiel nach Anspruch 30 zusätzlich herangezogen wird, ist im Anspruch 31 definiert. Another error test, which is specifically, for example additionally used according to claim 30 when execution is defined in claim 31st

Weiter ist es vorteilhaft, wenn nach den Ansprüchen 32 bis 35 auch der Rauschpegel, dem das Nutz-Impulssignal über lagert ist, berücksichtigt wird, da sowohl die Helligkeit in den überwachten Räumen als auch der Reflexionsgrad der über wachten Gegenstände stark schwanken können. Further, it is advantageous if according to claims 32 to 35, the noise level, to which the useful pulse signal is superimposed on, is taken into account, since both the brightness in the monitored areas as well as the reflectance of the monitored objects can vary widely.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist durch Anspruch 37 gekennzeichnet. A further advantageous embodiment is characterized by claim 37th Insbesondere durch diese Weiterbildung der Erfindung kann eine Meßgenauigkeit bis zu 5 cm/Bit er reicht werden. In particular, by this development of the invention a measuring accuracy can it be up to 5 cm / bit last.

Durch das Ausführungsbeispiel nach Anspruch 38 können Fehler im Sende- und Empfangssystem der Vorrichtung ermittelt wer den. By the embodiment of claim 38 errors can in transmitting and receiving system of the apparatus determines who the.

Die Weiterbildung nach Anspruch 39 ermöglicht es außerdem, die einwandfreie Funktion der vorzugsweise verwendeten Lawinen-Empfangsdiode zu überprüfen. The development according to claim 39 also makes it possible to check the proper functioning of the avalanche receiver diode is preferably used.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung befindet sich zweckmäßiger weise in einem Gehäuse, welches im Bereich des Austritts des Sende-Impulslichtbündels und des Empfangs-Impulslichtbündels durch eine entsprechend der Abtastung gekrümmte Frontscheibe abgeschlossen ist. The inventive device is located advantageously in a housing which is completed in the area of ​​leakage of the transmitted pulsed light beam and receiving pulse light beam through a sample according to the curved front window.

Um auch für die Funktion der Vorrichtung gefährliche Ver schmutzungen dieser Frontscheibe selbsttätig erkennen zu können und im Falle einer übermäßigen Verschmutzung ein Verschmutzungs- oder Fehlersignal abzugeben, kann die Vorrichtung zweckmäßig nach den Ansprüchen 41 bis 43 ausge bildet sein. To Ver dangerous for the function of the device dirt this windscreen automatically to detect and in case of excessive pollution or contamination output a fault signal, the device may suitably be according to claims 41 to 43 is to be. Das Schrägstellen des Hauptteils der Front scheibe dient dabei gleichzeitig dem Wegspiegeln des Schei benoberflächenreflexes. The tilting of the main part of the front disc simultaneously serves benoberflächenreflexes the Wegspiegeln of Schei.

Aufgrund der Ausführung nach den Ansprüchen 44 oder 45 kön nen auch Verschmutzungen in Form eines Flüssigkeits-, insbe sondere Ölfilms auf der Frontscheibe, die an sich den Licht durchgang nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen, ein Verschmutzungssignal auslösen, indem die Eigenschaft solcher Filme ausgenutzt wird, daß sie eine glatte Oberfläche auch dann bilden, wenn sie auf einen rauhen Untergrund aufge bracht werden. Kgs Due to the design according to claims 44 or 45 nen also contaminants in the form of a liquid, in particular sondere oil film on the windscreen, which in itself the light does not pass or only negligibly affect, cause a contamination signal by the characteristic of such films is exploited that they also form a smooth surface when placed on a rough ground are introduced. Aufgrund sicherheitstechnischer Anforderungen sollen mindestens zwei Ölmeßkanäle vorgesehen werden, um auch den Fall, daß einer der Lichtsender oder Lichtempfänger ausfällt, in der Auswerteelektronik erfassen zu können. Due to safety requirements at least two Ölmeßkanäle are to be provided also in the event that one of the light transmitter or light receiver fails to detect in the transmitter.

Über ein gemäß Anspruch 46 vorgesehenes Interface können alle gewünschten Navigations- und Fehlersignale in geeigne ter Weise umgewandelt und abgerufen werden. A planned according to claim 46 Interface all desired navigation and error signals can be converted into geeigne ter manner and retrieved.

Vorteilhafte Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung entnimmt man dem Anspruch 47. Advantageous applications of the device according to the invention removes the claim 47th

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Laserradarvor richtung besteht darin, daß sie gegen jedweden Systemfehler abgesichert ist. The particular advantage of Laserradarvor direction of the invention is that it is protected against any system errors. Dies gilt sowohl für Fehler im optischen Bereich als auch in der Auswerteelektronik. This applies both to errors in the optical range and in the evaluation.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; The invention will be described for example with reference to the drawing; in dieser zeigt shows in this

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Laserradars, Fig. 1 is a schematic view of a laser radar according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den Drehspiegel nach Fig. 1 und den Abtastwinkelbereich, Fig. 2 is a schematic plan view of the turning mirrors of FIG. 1 and the scan angle range,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Laser radars, Fig. 3 is a block diagram of the laser radar according to the invention,

Fig. 4 einen detaillierteren Querschnitt des Laserradars nach Fig. 1, Fig. 4 is a more detailed cross-section of the laser radar shown in FIG. 1,

Fig. 5 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten Zählers mit den daran angeschlossenen Komponenten, Fig. 5 is a block diagram of the counter according to the invention are preferably used with the components connected thereto,

Fig. 6 ein Signalspannungs-Zeitdiagramm verschieden starker Licht-Empfangslichtimpulse, Fig. 6 is a signal voltage-time diagram of various degrees of light receiving light pulses,

Fig. 7 eine Ansicht analog Fig. 1 in einer um 90° verdreh ten Position des Drehspiegels zur Veranschaulichung der Funktion eines in den Strahlengang eingebrachten Testkörpers, Fig. 7 is a view analogous to FIG. 1 in a th 90 ° twist position of the rotary mirror to illustrate the function of an introduced in the beam path of the test body,

Fig. 8 eine zur Fig. 7 analoge Ansicht, wobei eine Leucht diode zur Testung des Empfangssystems gezeigt ist, Fig. 8 is a view similar to FIG. 7 view, with a light-emitting diode is shown for testing the reception system,

Fig. 9 einen schematischen Schnitt durch die Frontscheibe der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eine der Verschmutzungsüberwachung dienende Lichtschranken anordnung mit dem zugehörigen Blockschaltbild und die Fig. 9 shows a schematic section serving through the windscreen of the inventive device as well as a pollution monitor light barrier arrangement associated with the block diagram and

Fig. 10 bis 14 schematische Draufsichten verschiedener Anwendungen des erfindungsgemäßen Laserradars. Figs. 10 to 14 are schematic top views of different applications of the laser radar according to the invention.

Nach Fig. 1 treibt ein Motor 31 einen horizontalen Drehteller 28 zu einer kontinuierlichen Umlaufbewegung um eine ver tikale Achse 17 an. According to Fig. 1, an engine 31 drives a horizontal rotary plate 28 to a continuous rotational movement about an axis 17 Tikale ver. Am Umfang des Drehtellers 28 befindet sich ein Winkelgeber 29 , der als Gabellichtschranke ausgebil det ist und über eine Leitung 32 (siehe auch Fig. 3) an eine Steuerstufe 40 innerhalb der zugehörigen Auswerteschaltung angeschlossen ist. On the periphery of the turntable 28, an angle encoder 29 which is ausgebil det as a forked light barrier and via a line 32 is located (see also Fig. 3) to a control stage 40 within the associated evaluation circuit is connected.

Auf dem Drehteller 28 ist ein Kreiszylinderkörper 27 so ange ordnet, daß seine als Drehspiegel 16 ausgebildete obere Stirnfläche unter einem Winkel von 45° zur Drehachse 17 ange ordnet ist. On the turntable 28 is a circular cylindrical body 27 is arranged so that its formed as a rotating mirror 16 upper face is arranged at an angle of 45 ° to the rotation axis 17 is. Der Drehspiegel 16 kann in nicht dargestellter Weise auch an einer Spiegelplatte ausgebildet sein, die über einen Spiegelträger auf dem Drehteller 28 befestigt ist. The rotating mirror 16 may be formed in a manner not shown and of a mirror plate, which is attached via a mirror carrier on the turntable 28th

Oberhalb des Drehspiegels 16 befindet sich ein wesentlich schmaler ausgebildeter, ebenfalls planer Umlenkspiegel 19 , dessen Spiegelfläche einen Winkel von 45° zur Drehachse 17 aufweist und auch als Kreiszylinderkörper realisiert sein kann. Above the rotating mirror 16 is a substantially narrower formed, also planar deflection mirror 19, the mirror surface has an angle of 45 ° to the rotational axis 17 and can also be implemented as a circular cylinder body. Nach Fig. 4 ist auch der Umlenkspiegel 19 als ebene Spiegelplatte ausgebildet. According to Fig. 4 and the deflecting mirror 19 is formed as a planar mirror plate. Ein zentraler Bereich 24 des Umlenkspiegels 19 empfängt Licht eines Impulslasers 11 über eine Sendelinse 33 und den Umlenkspiegel 19 . A central portion 24 of the deflecting mirror 19 receives light from a pulsed laser 11 via a transmission lens 33 and the deflection mirror 19th Das zunächst horizontale Lichtbündel wird am Umlenkspiegel 19 nach unten umgelenkt, um dann vom Drehspiegel 16 in eine horizontale Richtung zur Frontscheibe 41 der Vorrichtung umgelenkt zu werden. The first horizontal light beam is deflected at the deflecting mirror 19 downward, to then be deflected by the rotating mirror 16 in a horizontal direction to the windscreen 41 of the device. Von dort gelangt das Sendelichtbündel 21 in den Meß bereich 13 , in dem beispielsweise ein lichtreflektierendes Objekt 14 angenommen ist, von dem Streulicht als Empfangs lichtbündel 20 durch die Frontscheibe 41 im Sinne eines Autokollimationsstrahlenganges zurück zum Drehspiegel 16 gelangt. From there, the transmitted light beam 21 enters the measuring area 13 in which, for example, a light-reflecting object 14 is assumed as a reception light beam from the scattered light 20 by the front disc 41 in the sense of Autokollimationsstrahlenganges comes back to the turning mirror sixteenth Das Empfangslicht 20 trifft seitlich des zentralen Bereiches 24 , auf den das Sendelicht 21 und insbesondere der Mitteleinfallslichtstrahl 18 auftreffen, auf einen Ring bereich 47 des Drehspiegels 16 , um am Umlenkspiegel 19 vorbei zu einem Interferenzfilter 26 reflektiert zu werden, hinter dem sich eine Empfängerlinse 25 befindet, die Bereiche 25 ′, 25 ′′ unterschiedlicher Brennweite aufweist, um auch sehr nah an der Vorrichtung angeordnete Objekte einwand frei erkennen zu können. The received light 20 strikes the side of the central region 24 on which the transmitted light 21 and in particular the central incident light beam impinge 18 on a ring portion 47 of the rotating mirror 16 to be reflected past the deflecting mirror 19 to an interference filter 26, behind which a receiver lens 25 is, the regions 25 ', 25' 'of different focal length, having to correctly be able to recognize free also very close disposed on the device objects.

Die Empfängerlinse 25 konzentriert das Empfangslicht auf einem Photoempfänger 23 und bildet zusammen mit dem Photo empfänger 23 eine Photoempfangsanordnung 22 . The receiver lens 25 focuses the received light on a photoreceptor 23 and forms, together with the photoreceptor 23 is a photoreceptor array 22nd Der Drehspiegel 16 , der Drehteller 28 und der Motor 31 stellen zusammen eine Lichtablenkvorrichtung 15 dar, die die Sende-Impulslichtbün del 21 und Empfangs-Impulslichtbündel 20 um die Achse 17 herum rotieren läßt. The rotating mirror 16, the turntable 28 and the motor 31 together constitute a light-deflecting device 15 which can rotate the transmission Impulslichtbün del 21 and receive pulsed light beam 20 about the axis 17 around. Auf diese Weise kann ein Abtastwinkel bereich von bis zu 360° realisiert werden. In this way, a scanning area can be realized of up to 360 °. Nach den Fig. 2 und 5 erstreckt sich jedoch die Frontscheibe 41 nur über einen Winkel von etwa 180°, was z. According to FIGS. 2 and 5, however, the windscreen 41 which extends only over such an angle of approximately 180 °. B. für die vollständige Überwachung des vor einem Fahrzeug befindlichen Bereichs ausreichend ist. B. for the complete monitoring of the area located in front of a vehicle is sufficient. In Fig. 2 sind außer der Draufsicht nach Fig. 1 auch noch zwei weitere Winkelpositionen des Drehspie gels 16 und des Sende-Impulslichtbündels 21 veranschaulicht. In FIG. 2, also two other angular positions of the rotary Spie gels 16 and the transmitted pulsed light beam 21 are illustrated in addition to the plan view of FIG. 1. Das eine Winkelabtastung durchführende Sende-Impulslicht bündel 21 definiert eine Abtastebene 53 . The angular scanning by leading transmitting pulsed light beam 21 defines a scanning plane 53rd Der maximale Abtast winkelbereich 54 erstreckt sich nach Fig. 2 über 180°. The maximum scan angle range 54 extends to FIG. 2 through 180 °.

Nach Fig. 3 veranlaßt die Steuerstufe 40 über Leitungen 42 , 43 den Impulslaser 11 zur Abgabe von Lichtimpulsen von einer Dauer von 3 bis 4 Nanosekunden sowie den Umlauf der Licht ablenkvorrichtung 15 mit einer Drehzahl von 1500 UpM. According to FIG. 3, the control section 40 causes via lines 42, 43 the pulse laser 11 for emitting light pulses of a duration of 3 to 4 nanoseconds, and the rotation of the light deflector 15 at a speed of 1500 rpm. Über die Leitung 32 wird der Steuerstufe 40 vom Winkelgeber 29 in jedem Augenblick die Winkelposition der Lichtablenkvorrich tung 15 mitgeteilt. Via the line 32 of the control stage 40 by the angle sensor 29 at every moment the angular position of Lichtablenkvorrich tung 15 indicated.

Über die Sendelinse 33 und die Spiegel 19 , 16 ( Fig. 1, 4) wer den Lichtimpulse 12 in den Meßbereich 13 geschickt. Through the transmitting lens 33 and the mirrors 19, 16 (Fig. 1, 4) who the light pulses sent into the measuring area 12. 13 Sie wer den nach einer Laufzeit t als Empfangsimpulse 12 ′ ( Fig. 3) von der Photoempfangsanordnung 22 empfangen. They who after a running time t as the received pulses 12 '(Fig. 3) from the photoreceiver assembly 22 received. Der Photoempfän ger 23 , insbesondere eine Lawinendiode bildet daraus ein ent sprechendes elektrisches Signal, welches über einen Kompara tor 34 an einen von einem Frequenzgenerator 52 getakteten Zähler 30 angelegt ist. The Photoempfän ger 23, in particular an avalanche diode forms therefrom a ent speaking electric signal gate over a Kompara is applied to a clocked by a frequency generator 52 counter 30 34th Dem Referenzeingang 35 des Kompara tors 34 ist der Ausgang eines Rauschpegelmessers 36 zuge führt, dessen Eingang ebenfalls an den Ausgang der Photo empfangsanordnung 22 angeschlossen ist. The reference input 35 of the Kompara gate 34 is the output of a noise level meter 36 supplied to its input also receiving arrangement to the output of the photosensor is connected 22nd Über eine Leitung 44 meldet der Rauschpegelmesser 36 den jeweils vorliegenden Rauschpegel auch einem Computer 38 . Via a line 44 the noise level meter 36 reports the noise level present in each case also a computer 38th

Das Ausgangssignal des Photoempfängers 23 ist außerdem dem Eingang eines Spitzenwertdetektors 37 zugeführt, dessen Aus gang ebenfalls an den Computer 38 angelegt ist. The output signal of the photodetector 23 is also the input of a peak detector 37 fed from the transition also to the computer 38 is applied.

Vom Impulslaser 11 führt eine Steuerleitung 45 zum Zähler 30 , um diesen jeweils bei Aussendung eines Lichtimpulses anzustoßen. From the pulse laser 11, a control line 45 leads to the counter 30 to initiate each of these, with emission of a light pulse. Sobald der Lichtimpuls 12 ′ von der Photoempfangs anordnung 22 empfangen wird, wird der Zähler 30 aufgrund des Anschlusses der Photoempfangsanordnung 22 über den Kompara tor 34 angehalten. Once the pulse of light 12 'from the photo-reception assembly 22 is received, the counter 30 due to the connection of the photoreceptor assembly 22 over the gate 34 Kompara stopped. Das Zählergebnis wird dann über die Steuerleitung 46 dem Computer 38 mitgeteilt. The count is then communicated via the control line 46 to the computer 38th Dieser ermit telt daraus die Laufzeit t und berechnet den Abstand d des Objektes 14 nach der Formel This ermit telt from the running time t, and calculates the distance d of the object 14 according to the formula

d = c · t/2 (1) d = c · t / 2 (1)

wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. where c is the speed of light.

Da dem Computer 38 über die Leitung 32 und die Steuerstufe 40 die momentane Winkelposition der Lichtablenkvorrichtung 15 bekannt ist, kann nunmehr eine Information über die Polarkoordinaten des Gegenstandes 14 an das Interface 39 weitergegeben werden, wo diese zur weiteren Nutzung z. Since the computer control stage 40, the instantaneous angular position of the light deflector 38 is known via the line 32 and 15, now, information on the polar coordinates of the object 14 can be passed to the interface 39, where it for further use z. B. als Navigationssignal oder Fehlersignal zur Verfügung steht. B. stands as a navigation signal or error signal.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: The operation of the described device is as follows:

Bei durch den Motor 31 zu einer stetigen Drehbewegung ange triebenen Drehspiegel 16 veranlaßt die Steuerstufe 40 den Impulslaser 11 einen Lichtimpuls 12 von 3,5 Nanosekunden Dauer abzugeben. When by the motor 31 to a steady rotational movement driven rotating mirror 16 is caused to the control stage 40 of the pulse laser 11 to deliver a pulse of light 12 from 3.5 nanosecond duration. Über die Lichtablenkvorrichtung 15 wird der Lichtimpuls 12 in den Meßbereich 13 geschickt und gemäß Fig. 1 von einem Objekt 14 , welches in Fig. 3 nur gestrichelt angedeutet ist, reflektiert, so daß schließlich ein Empfangs impuls 12 ′ in die Empfangsanordnung 22 gelangt. Via the light deflector 15, the light pulse is sent into the measuring range 13 12, and according to FIG. 1, reflected by an object 14, which is only indicated in dashed lines in Fig. 3, so that, finally, the pulse enters a receive 12 'in the receiving assembly 22. Auf diese Weise erreicht das Licht nach einer Lichtlaufzeit von 2 · d/c (wobei d der Abstand des Objektes 14 von der Vorrichtung und c die Lichtgeschwindigkeit ist) die Photoempfangsanordnung 22 . In this way, the light reaches to a light travel time of 2 · d / c (where d is the distance of the object 14 from the device, and c is the speed of light), the photo receiving device 22nd

Die Zeit t zwischen dem Aussenden und Empfangen des Licht impulses wird mit Hilfe des Zeitintervall-Zählers 30 gemes sen. The time t between the emission and reception of the light pulse is determined using the time interval counter 30 gemes sen. Beim Aussenden des Lichtimpulses 12 wird der Zähler über die Steuerleitung 45 angestoßen und beim Empfangen des über den Meßbereich 13 hin- und hergegangenen Lichtimpulses 12 ′ durch den Photoempfänger 23 über den Komparator 34 wie der angehalten. During the transmission of the light pulse, the counter 12 is triggered via the control line 45 and is stopped upon receipt of the back over the measurement range 13 and hergegangenen light pulse 12 'by the photodetector 23 via the comparator 34 as the. Bei einer zeitlichen Auflösung des Zählers von 330 ps ergibt sich eine Entfernungsmeßgenauigkeit von 5 cm. With a time resolution of the counter of 330 ps results in a distance measurement of 5 cm.

Die Aufgabe des Rauschpegelmessers 36 besteht darin, die Detektionsschwelle in Abhängigkeit vom Empfängerrauschpegel nachzuführen. The task of the noise level meter 36 is to track the detection threshold in response to the receiver noise level. Diese Nachführung stellt eine konstante Falschalarmrate bei veränderlichen Beleuchtungssituationen und Objekt-Reflexionsfaktoren sicher. This tracking provides a constant false alarm rate under variable lighting conditions and object reflection factors safely. Der Rauschpegelmesser 36 stellt am Referenzeingang 35 des Komparators 34 eine Triggerschwelle zur Verfügung, die dafür sorgt, daß z. The noise level meter 36 provides a trigger threshold is available, which ensures that, for the reference input 35 of the comparator 34th B. nur solche empfangenen Lichtimpulse 12 ′ ein Zählersignal am Komparator 34 auslösen, welches siebenmal so groß wie der kurz vor dem Erscheinen des Lichtimpulses 12 ′ vorhandene Rauschpegel ist. B. 'trigger a counter signal at comparator 34 which seven times as large as the shortly before the appearance of the light pulse 12' only such received light pulses 12 is known noise level. Der Rauschpegelmesser 36 bildet ständig einen Mittelwert des empfangenen Signals über eine Zeit, die sehr viel größer ist als die Länge eines einzelnen Licht impulses. The noise level meter 36 constantly forms an average of the received signal over a time that is much greater than the pulse length of a single light. Die Mittelwertbildungszeit ist jedoch deutlich kleiner als der beispielsweise 50 µs betragende zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sende-Lichtimpul sen 12 . However, the averaging time is significantly less than the amount, for example 50 microseconds end of time interval between two successive transmission-Lichtimpul sen 12th Auf diese Weise haben die Meß-Sende-Lichtimpulse 12 keinen Einfluß auf den Mittelwert, und beim Erscheinen eines Empfangs-Lichtimpulses 12 ′ am Eingang des Komparators 34 stellt der Rauschpegelmesser 36 am Referenzeingang 35 eine Triggerschwelle zur Verfügung, die - multipliziert mit einem Faktor von z. In this way the measuring transmitting light pulses 12 have no influence on the average value, and at the appearance of a reception pulse of light 12 'at the input of the comparator 34, the noise level meter 36 at the reference input 35 is a trigger threshold available, - multiplied by a factor of z. B. sieben - repräsentativ für den unmittelbar vor dem Eintreffen des Empfangs-Lichtimpulses 12 ′ vorhande nen statistisch maximalen Rauschpegel ist. B. seven - is representative of the 'vorhande immediately before the arrival of the reception light pulse 12 nen statistically maximum noise level.

Die Aufgabe des Spitzenwertdetektors 37 , der aus einer Kette von schnellen ECL-Komparatoren mit Selbsthaltung aufgebaut ist, ist die Generierung von Korrekturwerten zur Kompensa tion der infolge Signaldynamik auftretenden Zeitmeßfehler, was im folgenden anhand von Fig. 6 erläutert wird. The object of the peak detector 37, which is made up of a chain of fast ECL comparators with self-holding, generation of correction values tion to Kompensa the Zeitmeßfehler occurring as a result of signal dynamics, which will be explained below with reference to Fig. 6. In Fig. 6 sind drei verschiedene an der Photoempfangsanordnung 22 nach Fig. 3 ankommende Lichtempfangsimpulse 12 ′ dargestellt, wel che eine maximale Signalspannung von 80, 81 bzw. 82 errei chen. In Fig. 6, three different to the photoreceptor array 22 of FIG. 3 are incoming light receiving pulses 12 'is shown, wel che a maximum signal voltage of 80, 81 and 82, respectively chen Errei. Aufgrund eines entsprechend niedrigen Rauschpegels überschreiten sämtliche Empfangs-Lichtimpulse 12 ′ zwar die durch den Rauschpegelmesser 36 am Referenzeingang 35 des Komparators 34 eingestellte Triggerschwelle 79 , doch ist die Zeit t, zu welcher die ansteigende Flanke der drei unter schiedlichen Empfangs-Lichtimpulse die Triggerschwelle 79 überschreitet, unterschiedlich. Due to a suitably low noise level all receive light pulses exceed 12 ', although the set by the noise level meter 36 at the reference input 35 of the comparator 34 trigger threshold 79, but the time t at which the rising edge of the three difference union receiving light pulses, the trigger threshold 79 exceeds , differently. Im dargestellten Beispiel kann der Zeitunterschied bis zu 1,2 ns betragen, was einen Meßfehler von ca. 20 cm entspricht. In the illustrated example, the time difference can be up to 1.2 ns, which corresponds to a measurement error of about 20 cm.

Erfindungsgemäß werden die Zeitmeßfehler (beispielsweise 84 , 85 für die Maximalsignale 80 , 81 ) relativ zur Basiszeit 83 , die für das größte vorkommende Maximum 82 angenommen sei, im Computer 38 gespeichert, wo sie für Korrekturzwecke zur Ver fügung stehen. According to the invention Zeitmeßfehler (for example, 84, 85 for the maximum signals 80, 81) is stored relative to the base period 83, which is assumed for the largest occurring maximum 82 in the computer 38 where they are available for correction purposes Ver addition be.

Der Spitzenwertdetektor 37 stellt fest, ob sich die am Aus gang des Photoempfängers 23 auftretende Signalspannung U s innerhalb von beispielsweise sechs vorgegebenen Signalstufen 1 bis 6 befindet und gibt ein entsprechendes Signal über die Steuerleitung 100 an den Computer 38 ab, wo für die aktuell festgestellte Signalspannung der entsprechende Korrekturwert (beispielsweise 84 oder 85 ) abgerufen und daraus ein korri giertes Zeitsignal ermittelt wird. The peak detector 37 determines whether the occurring at the out put of the photodetector 23 signal voltage S is U within, for example, six predetermined signal levels 1 to 6 and gives a corresponding signal via the control line 100 to the computer 38 where for the currently detected signal voltage the corresponding correction value is retrieved (for example, 84 or 85) and determines a Corridor giertes time signal.

Auf diese Weise werden entsprechende Meßfehler eliminiert, und es wird insgesamt eine Genauigkeit von beispielsweise 5 cm/Bit erzielt. In this way, corresponding measurement errors are eliminated, and there is an overall accuracy of for example 5 cm / bit achieved.

Die Zeitfehlereliminierung mittels des Spitzenwertdetektors 37 ist deswegen wichtig, weil der Gesamtmeßbereich der er findungsgemäßen Vorrichtung bei 4 m liegt, so daß beispiels weise ein Meßfehler von 20 cm normalerweise nicht mehr hinge nommen werden kann. The time error eliminating means of the peak detector 37 is important because of the total measuring of he inventive device is 4 m, so that example, a measurement error of 20 cm is normally not executed as can be accepted.

Da die Steuerstufe 40 den Impulslaser 11 und die Lichtablenk vorrichtung 15 kontrolliert, kann der Computer 38 jeder Win kelposition der Lichtablenkvorrichtung 15 einen Entfernungs meßwert zuordnen. Since the control stage 40 the device 11 and the pulse laser Lichtablenk control 15, the computer 38 may each Win kelposition the light deflector 15 to assign a distance measurement value. Die Auswertung der Meßdaten im Computer 38 besteht aus der Überwachung eines zuvor in Polarkoordinaten abgelegten Schutzfeldes 122 ′′, wie es in Fig. 12 beispielswei se für ein fahrerloses, selbststeuerndes Fahrzeug 120 vor dem an der Frontseite des Fahrzeugs 120 montierten erfindungsgemäßen Laserradar 121 schematisch dargestellt ist. The evaluation of the measured data in the computer 38 consists of the monitoring of a pre-stored in the polar coordinate detection zone 122 '', as in Fig. 12 beispielswei se for a driverless, self-steering vehicle 120 before 120 mounted on the front side of the vehicle according to the invention laser radar 121 shown schematically is. Immer dann, wenn das Schutzfeld 122 ′′ den vom Laserradar 121 feststellbaren Fahrbahnrand 101 oder ein sonstiges Hindernis 123 ( Fig. 11) erkennt, kann eine entsprechende Gegensteuerbewegung ausgelöst werden, wobei auch der Sektor S1 bis S16, wo sich das Hindernis befindet, ermittelt wird. Whenever the protective field 122 '' the detectable by the laser radar 121 roadway edge 101 or other obstruction 123 (Fig. 11) detects a corresponding counter control movement can be triggered, whereby the sector S1 to S16, where the obstacle is determined, becomes.

Fig. 10 zeigt den einfachsten Anwendungsfall bei einem an der Frontseite mit einem erfindungsgemäßen Laserradar 121 ausgestatteten selbststeuernden Fahrzeug 120 , wobei das Schutzfeld 122 auf zwei Fahrbahnbegrenzungen 101 anspricht. Fig. 10 shows the simplest case of application at a equipped on the front with an inventive laser radar 121 autonomously controlled vehicle 120, in which the protective field 122 responsive to two lane boundaries one hundred and first Sobald das Schutzfeld 122 eine der Begrenzungen 101 erfaßt, leitet das Laserradar 121 eine Gegensteuerbewegung ein. Once the detection zone 122 detects one of the stops 101, 121 directs the laser radar, a counter control a movement.

Fig. 11 zeigt ein Beispiel, wo das Schutzfeld 122 ′ vor dem an der Frontseite eines Fahrzeuges 120 angeordneten Laser radars 121 gemäß der Erfindung so eingestellt ist, daß es auf in einem vorbestimmten Abstand r befindliche Hindernisse 123 beispielsweise durch ein Abschalt- oder Bremssignal reagiert. Fig. 11 shows an example in which the protective field is 122 '121 is set before arranged at the front side of a vehicle 120 laser radar according to the invention so that it responds to a predetermined distance r contained barriers 123, for example, by a power down or braking signal ,

Nach Fig. 12 ist das Schutzfeld 122 ′′ vor dem Fahrzeug 120 so differenziert ausgebildet, daß für unterschiedliche Winkel sektoren unterschiedliche kritische Abstände S1 bis S16 vorgesehen werden können, so daß nicht nur Hindernisse er kannt, sondern auch ihr Winkel und ihr Abstand gegenüber dem Ort des Laserradars 121 festgestellt werden können. According to FIG. 12, the protective field 122 '' in front of the vehicle 120 is formed so differentiated that can be provided for different angular sectors different critical distances S1 to S16, so that not only obstacles he known, but also their angle and their distance with respect to the place the laser radar 121 can be detected.

Fig. 13 zeigt ein selbstnavigierendes Fahrzeug 120 , dessen Navigationsgerät 125 mit dem erfindungsgemäßen Laserradar über eine Informationsleitung 102 verbunden ist, wodurch das Laserradar 121 mittels seines Erfassungsbereiches 124 von Zeit zu Zeit an Stellen, wo die Koordinaten der Umgebung be kannt sind, das Navigationsgerät 125 auf den aktuellen Stand korrigieren kann. Fig. 13 shows a selbstnavigierendes vehicle 120, the navigation device 125 is connected to the inventive laser radar via an information line 102, whereby the laser radar 121 are withdrawn by means of its detection area 124 from time to time at locations where the coordinates of the environment be, the navigation device 125 can correct up to date.

Die anhand von Fig. 14 gezeigte Anwendung besteht darin, daß das erfindungsgemäße Laserradargerät 121 einen annähernd rechteckförmigen, entfernungsbegrenzten Schutzbereich 127 definiert, an dessen einer Ecke es so angeordnet ist, daß die Winkelhalbierende des Abtastwinkelbereiches 54 etwa auf der Diagonalen des rechteckförmigen Schutzbereiches liegt. The application shown with reference to FIG. 14 is that laser radar apparatus according to the invention defines an approximately rectangular, distance limited protection region 127 121, on whose one corner is positioned so that the bisector of the Abtastwinkelbereiches 54 is located approximately on the diagonals of the rectangular scope. Im diagonal gegenüberliegenden Eckbereich befindet sich eine gefährliche Arbeitsmaschine 126 , vor der durch das erfin dungsgemäße Laserradargerät 121 Personen, die sich der Maschine nähern, geschützt werden sollen. In the diagonally opposite corner region there is a dangerous work machine 126, before the manure through the proper OF INVENTION laser radar apparatus 121 persons who approach the machine to be protected. Wesentlich ist dabei, daß der Schutzbereich 127 durch das erfindungsgemäße Laserradargerät 121 so begrenzt werden kann, daß eine bei spielsweise an einer ungefährlichen Stelle bei 103 befind liche Person, obwohl sie sich im Abtastwinkelbereich 54 befindet, nicht erkannt wird, während eine beispielsweise bei 104 an einer gefährdeten Stelle befindliche Person erkannt wird, was dann z. What is essential is that the scope 127 may be limited by the present laser radar apparatus 121 so that one is not recognized at play in a safe position at 103 befind Liche person, even though it is located in the scanning angle 54, while an example, at 104 to is recognized a vulnerable point person located, then what for. B. zum Abschalten der gefährlichen Arbeitsmaschine 126 führt. B. for switching off the dangerous work machine 126 performs.

Das erfindungsgemäße Laserradar hat eine Reichweite von 4 bis 6 m und eine Auflösung von besser als 7 cm. The laser radar according to the invention has a range of 4 to 6 m and a resolution of better than 7 cm. Die Erfas sungszeit beträgt ca. 40 ms, und der Erfassungswinkel ist in allen Fällen 180°. The Erfas is approximately 40 ms sungszeit, and the detection angle is in all cases 180 °.

Am Interface 39 ( Fig. 3) wird beispielsweise im Falle der Anwendung nach Fig. 11 ein Hindernis-Entfernungssignal r erzeugt, das z. At the interface 39 (FIG. 3), for example in case of application of Fig. 11 produces an obstacle distance signal R z. B. für ein Stoppsignal im Fahrzeug 120 verwen det werden kann. Can be det example, for a stop signal in the vehicle 120 USAGE.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 kann für jeden Sektor S1 bis S16 ein Minimum-Entfernungssignal eingestellt werden. In the embodiment of Fig. 12, a minimum-distance signal can be set for each sector S1 to S16.

Bei der Navigationsstützung nach Fig. 13 kann mit einer Meß rate von 360 Messungen in 40 ms gearbeitet werden. In the navigation support of FIG. 13 can be used with a measuring rate of 360 measurements in 40 ms. Die laterale Auflösung kann in allen Fällen 0,5° betragen, wäh rend die Entfernungsauflösung bis auf ±5 cm herabsetzbar ist. The lateral resolution may be in all cases 0.5 °, currency rend the distance resolution to ± 5 cm is herabsetzbar.

Der entfernungsbegrenzte Schutzbereich 127 nach Fig. 14 kann 3 bis 4 in betragen, wobei dann die Erfassungszeit 80 bis 120 ms ist bei einer Auflösung von 5 cm. The distance limited protection region 127 in FIG. 14 can be in 3 to 4, in which case the detection time is 80 to 120 ms with a resolution of 5 cm.

Erfindungsgemäß ist der Zähler 30 aus zwei asynchronen Einzelzählerketten aufgebaut, wobei jeweils ein Zähler auf der positiven und ein Zähler auf der negativen Flanke des 1,5 GHz-Taktes inkrementiert, so daß sich durch Addition beider Zählerstände eine Auflösung von 330 ps ergibt. According to the invention the counter is constructed from two asynchronous single counter chains 30, wherein each of a counter on the positive and a counter on the falling edge of the 1.5 GHz clock is incremented, so that there is by addition of both counter readings, a resolution of 330 ps. Wie dies im einzelnen geschieht, wird im folgenden erläutert: How this happens in detail is illustrated below:

Nach Fig. 5 enthält der erfindungsgemäße Zähler 30 zwei asynchron arbeitende Einzelzähler 50 , 51 , deren Takteingänge 105 , 106 über ein ODER-Gatter 71 angesteuert sind. According to FIG. 5, the counter 30 according to the invention contains two asynchronously operating single counter 50, 51, the clock inputs 105, 106 is driven through an OR gate 71. Wichtig ist, daß der Ausgang 72 für den Takteingang 106 des Einzel zählers 51 gegenüber dem Ausgang 72 ′ für den Takteingang 105 des Einzelzählers 50 invertiert ist. It is important that the output 72 for the clock input 106 of the single counter 51 is inverted from the output 72 'to the clock input 105 of the single counter 50th Die beiden Eingänge des ODER-Gatters 71 sind über einen Testzählimpulseingang 55 an den Computer 38 bzw. an den Ausgang eines UND-Gatters 73 an geschlossen, dessen beide Eingänge am Schaltausgang eines Flip-Flops 76 bzw. an einen Höchstfrequenzspannungseingang 59 angeschlossen sind, welcher vom Frequenzgenerator 52 mit einer Höchstfrequenzspannung von 1,5 GHz beaufschlagt ist. The two inputs of the OR gate 71 are closed over a Testzählimpulseingang 55 to the computer 38 and to the output of an AND gate 73 to whose two inputs are at the switching output of a flip-flop 76 and connected to a high frequency voltage input 59, which is acted upon by the frequency generator 52 with a high frequency voltage of 1.5 GHz.

Der Schalteingang des Flip-Flops 76 liegt am Ausgang eines ODER-Gatters 75 an, dessen beide Eingänge über die Leitung 45 (siehe auch Fig. 3) vom Impulslaser 11 beaufschlagt ist, während der andere Eingang an einen Teststarteingang 58 anliegt, der über eine Steuerleitung 65 mit dem Computer 38 verbunden ist. The switching input of flip-flop 76 is applied to the output of an OR gate 75, whose two inputs via line 45 (see also Fig. 3) is acted upon by the pulse laser 11, while the other input is applied to a test start input 58, via a control line 65 is connected to the computer 38th

Der Ausgang des Komparators 34 ( Fig. 3) ist nach Fig. 7 über die Leitung 62 an den Meßstoppeingang 61 des Zählers 30 ange legt, der seinerseits mit dem einen Eingang eines ODER-Gat ters 74 in Verbindung steht. The output of comparator 34 (Fig. 3) is inserted according to Fig. 7 via the line 62 to the Meßstoppeingang 61 of the counter 30 are, which in turn is connected to one input of an OR Gat ters 74 in connection. Der andere Eingang des ODER-Gat ters 74 ist mit dem Überlaufausgang 107 des zweiten Einzel zählers 51 verbunden. The other input of the OR Gat ters 74 is connected to the overflow output 107 of the second single counter 51st

Vom Computer 38 führt eine Steuerleitung 66 weiter zu einem Multiplexer-Schalteingang 67 , der mit dem Schalteingang 108 eines Multiplexers 68 verbunden ist. From the computer 38 a control line 66 also leads to a multiplexer switching input 67 which is connected to the switching input 108 of a multiplexer 68th

Die Zählerausgangssignale der Einzelzähler 50 , 51 werden an die beiden Eingänge einer Additionsstufe 69 angelegt, welche aus den beiden Eingangs-Zählsignalen die Summe bildet und diese über den Multiplexer 68 einer Ausgangsstufe 70 zu führt. The counter output signals of the individual counters 50, 51 are applied to the two inputs of an adder stage 69, which forms from the two input count signals and the sum of them to the multiplexer 68 via an output stage 70th

Das Zählsignal des zweiten Einzelzählers 51 ist über die Steuerleitung 109 außerdem unmittelbar an einen zweiten Ein gang des Multiplexers 68 angelegt. The count signal of the second single counter 51 is also directly connected to a second gear A via the control line 109 of the multiplexer 68 is applied. Über den Steuereingang 108 kann wahlweise der Ausgang der Additionsstufe 69 oder der Ausgang des zweiten Einzelzählers 51 zur Ausgangsstufe 70 durchgeschaltet werden. Via the control input 108 of the output of the adder 69 or the output of the second single counter 51 to the output stage 70 may optionally be switched through.

Der Testzählimpulseingang 55 wird vom Computer 38 über eine Steuerleitung 56 angesteuert. The Testzählimpulseingang 55 is controlled by the computer 38 via a control line 56th Der Teststarteingang 58 wird über eine Steuerleitung 65 ebenfalls vom Computer 38 beauf schlagt. The test start input 58 will also strike via a control line 65 from the computer beauf 38th

Die beiden Einzelzähler 50 , 51 weisen weiter Reset-Eingänge 110 , 111 auf, die über einen Reset-Eingang 63 und eine Steuerleitung 64 vom Computer 38 angesteuert sind. The two individual counters 50, 51 further have reset inputs 110, 111, which are controlled by a reset input 63 and a control line 64 from the computer 38th

Mit dem anhand von Fig. 5 erläuterten Zähler 30 werden während des Betriebs des erfindungsgemäßen Laserradargeräts folgende Funktionen ausgeführt: . With the explained with reference to Figure 5 counter 30 performs the following functions during operation of the laser radar apparatus according to the invention:

Während der Drehspiegel 16 den Nutz-Abtastwinkelbereich 54 ( Fig. 2, 14, 16) überstreicht, löst jeder vom Impulslaser 11 abgegebene Lichtimpuls 12 im Moment seiner Abgabe über die Leitung 45 und das ODER-Gatter 75 ein Umschalten des Flip- Flops 76 aus, so daß das angeschlossene UND-Gatter 73 die an seinem anderen Eingang anstehende Höchstfrequenzspannung von 1,5 GHz zum ODER-Gatter 71 durchläßt. While the rotating mirror 16 to the useful scanning angle 54 (Fig. 2, 14, 16) passes over each detached from the pulse laser 11 emitted light pulse 12 at the moment of delivery via the line 45 and the OR gate 75, a switching of the flip-flop 76 from so that the connected AND gate 73 transmits the pending at the other input high-frequency voltage of 1.5 GHz to the OR gate 71st Von dort gelangt nun die Höchstfrequenzspannung zu den Zähleingängen 105 , 106 der Einzelzähler 50 , 51 , wobei jedoch das zum Zählereingang 106 des zweiten Zählers 51 gelangende Zählsignal aufgrund des invertierten Ausgangs 72 des ODER-Gatters 71 gegenüber dem Zählsignal am Eingang 105 um 180° phasenverschoben ist. From there, then the maximum frequency voltage is applied to the counting inputs 105, 106 of the single counter 50, 51, but out of phase with the reaching to the numerator input 106 of the second counter 51 count signal due to the inverted output 72 of the OR gate 71 compared to the count signal at the input 105 to 180 ° is. Mit anderen Worten zählt nun der Zähler 50 die ansteigenden Flanken der positiven Halbwellen, der Einzelzähler 51 die abfallenden Flanken der negativen Halbwellen. In other words, now the counter 50 counts the rising edges of the positive half-waves, the single counter 51, the trailing edges of the negative half-cycles. Dadurch werden während jeder Periode der Höchstfrequenzspannung aus dem Frequenzgenerator 52 zwei Bits durch die Einzelzähler 50 , 51 erzeugt, und zwar um jeweils 180° phasenverschoben. Thus, the very high frequency voltage from the frequency generator 52 generates two bits by the single counter 50, 51 during each period, namely phase-shifted by 180 °.

Die Zählung der Halbwellen der Höchstfrequenzspannung aus dem Frequenzgenerator 52 wird nun solange fortgesetzt, bis ein Lichtimpuls 12 ′ ( Fig. 3) von der Photoempfangsanordnung 22 aufgenommen wird und über den Komparator 34 , die Leitung 62 , den Meßstoppeingang 61 und das ODER-Gatter 74 ein Stopp signal an den Rücksetz-Eingang 112 des Flip-Flops 76 abgege ben wird. The counting of the half waves of the high frequency voltage from the frequency generator 52 will now be continued until a light pulse 12 '(Fig. 3) is received by the photoreception device 22 and the comparator 34, the line 62, the Meßstoppeingang 61 and the OR gate 74 a stop to the reset input 112 of the flip-flop signal 76 abgege ben. Daraufhin wird das Flip-Flop 76 in seinen Ausgangs zustand zurückgesetzt, worauf das UND-Gatter 73 sperrt und den Höchstfrequenzgenerator 52 vom ODER-Gatter 71 abtrennt. Then, the flip-flop 76 is in its initial state is reset, whereupon the AND gate 73 blocks and the maximum frequency generator 52 is separated from the OR gate 71st Damit wird die Zählung der Einzelzähler 50 , 51 gestoppt, und nunmehr kann der Computer 38 , dem dies über die Leitung 46 ( Fig. 3) gemeldet worden ist, nicht nur die gemessenen Zähler stände nach Summierung in der Additionsstufe 69 über den Multiplexer 68 und die Ausgangsstufe 70 abrufen, sondern zusätzlich noch zwei Tests durchführen. Thus, the count of the single counter 50, 51 is stopped and now the computer 38, the so via the line 46 (Fig. 3) has been reported, not only the measured counter values after summation in the adder 69 via the multiplexer 68 and retrieve the output stage 70, but additionally perform two tests.

Nachdem während jeder Periode der Höchstfrequenzspannung zwei Bits erzeugt werden, wird bei einer Frequenz von 1,5 GHz eine zeitliche Auflösung bei der Laufzeitmessung (t) von 330 ps und damit eine Entfernungsmeßgenauigkeit von 5 cm/Bit erzielt. After two bits are generated during each period of the high frequency voltage, a temporal resolution in the travel time measurement (t) of 330 ps and a distance measurement of 5 cm / bit is obtained at a frequency of 1.5 GHz.

Nachdem auf diese Weise eine Laufzeitmessung erfolgt ist, schaltet der Computer 38 über die Steuerleitung 66 und den Multiplexer-Schalteingang 67 den Multiplexer 68 um, so daß dieser nunmehr den über die Leitung 109 anstehenden Zähler stand des zweiten Zählers 51 an den Computer 38 abgeben kann. After a transit time measurement is carried out in this manner, the computer 38 switches via the control line 66 and the multiplexer switching input 67 of the multiplexer 68 in order, so that it was now the forthcoming over line 109 counter of the second counter 51 can deliver to the computer 38 , Dort findet nunmehr ein Vergleich des Summenausgangs signals der Additionsstufe 69 mit dem Doppelten des Zähler standes des zweiten Zählers 51 statt. There, a comparison of the sum output signal of adder 69 with twice the count of the second counter 51 takes place now. Bei einwandfreiem Arbeiten aller Komponenten dürfen sich die beiden Zahlenwer te höchstens um ein Bit unterscheiden. For perfect functioning of all components of the two Zahlenwer may te most differ by one bit. Wird dies vom Computer 38 festgestellt, ist dies ein Zeichen dafür, daß sämtliche Komponenten einwandfrei gearbeitet haben. If this is detected by the computer 38, this is a sign that all components have been working properly. Ergibt dieser Vergleich jedoch einen Unterschied von mehreren Bits, so erzeugt der Computer 38 ein Fehlersignal und stoppt bei spielsweise die gefährliche Arbeitsmaschine 96 nach Fig. 16. The computer 38, however, this comparison shows a difference of several bits, so generates an error signal and stops at play as the dangerous work machine 96 according to Fig. 16.

Der vorgenannte Test kann beispielsweise nach jedem empfange nen Lichtimpuls 12 ′ und der entsprechenden Auswertung einmal durchgeführt werden. The above-mentioned test, for example, after each receive NEN light pulse 12 'and are conducted once the appropriate evaluation. Im allgemeinen genügt es jedoch, wenn erst nach einem vollständigen Abtasten des Abtastwinkel bereiches 54 ein derartiger Test durchgeführt wird. In general, however, it is sufficient if area 54 such a test is performed only after a complete scanning of the scanning angle.

Im letzteren Falle wird vom Computer 38 auch noch ein weite rer Sicherheitstest dahingehend durchgeführt, daß an den Testzählimpulseingang 55 über die Zuleitung 56 Testzähl impulse gegeben werden, die über das ODER-Gatter 71 Zählvor gänge in den Einzelzählern 50 , 51 auslösen, wobei jedoch diese Testzählung ca. 300mal langsamer, also beispielsweise mit einer Frequenz von 5 MHz vor sich geht als beim eigent lichen Meßvorgang. In the latter case, it is also carried out a wide rer safety test to the effect from the computer 38 that 56 Testzähl be impulse given to the Testzählimpulseingang 55 via the feed line, the gears via the OR gate 71 Zählvor in the individual counters 50, trigger 51, but these test counting about 300 times slower, so for example with a frequency of 5 MHz is going on than the Eigent handy measuring.

Der Zählvorgang wird vom Computer über die Steuerleitung 65 , den Teststarteingang 58 , das ODER-Gatter 75 , das Flip-Flop 76 und das UND-Gatter 73 in ähnlicher Weise ausgelöst, wie das beim eigentlichen Meßvorgang über den Meßstarteingang 57 vor sich geht. The counting operation is triggered by the computer through the control line 65, the test start input 58, the OR gate 75, the flip-flop 76 and the AND gate 73 in a similar manner how it works during the actual measuring procedure on the Meßstarteingang 57 forward.

Ein einmal ausgelöster Testzählvorgang wird solange fortge setzt, bis die Zähler 50 , 51 voll sind, worauf über den Überlauf-Ausgang 107 des zweiten Einzelzählers 51 , die Reset-Leitung 77 und das ODER-Gatter 74 ein Stoppsignal an den Reset-Eingang 112 des Flip-Flops 76 abgegeben wird. A once triggered Testzählvorgang is set as long as fortge until the counter 50, 51 are full, after which via the overflow output 107 of the second single counter 51, the reset line 77 and the OR gate 74 outputs a stop signal to the reset input 112 of the flip-flop is released 76th Nun mehr kann über die Additionsstufe 69 und die Leitung 109 sowie den Multiplexer 68 , welcher vom Computer 38 wieder in geeigneter Weise angesteuert wird, überprüft werden, ob die tatsächlichen Zählerstände mit dem Sollwert übereinstimmen. Now more, via the adder 69 and the line 109 and the multiplexer 68, which is driven again in a suitable manner by the computer 38, checks whether the actual meter readings match the setpoint.

Durch diesen zweiten Test, der ebenfalls nur einmal nach jeder Abtastung durchgeführt wird, kann geprüft werden, ob die logischen Funktionen korrekt arbeiten. Through this second test is also performed only once after each scan, it can be checked whether the logical functions work correctly. Da der Computer 38 die die Zählung auslösenden positiven und negativen Flan ken am Testeingang 55 erzeugt, kann er durch Vergleich der erhaltenen Zählerstände mit der Zahl der ausgegebenen Flan ken die einwandfreie Funktion ohne weiteres prüfen. Since the computer generates the counting positive and negative triggering Flan ken at the test input 55 38, it can to the number of output Flan ken the proper function readily verified by comparing the count values obtained. Logische Fehlfunktionen sowie zerstörte Signalleitungen können auf diese Weise sicher aufgedeckt werden. Logical malfunction, destroyed signal lines can be detected safely in this way.

Die Anordnung von zwei Einzelzählern 50 , 51 im Zähler 30 hat also nicht nur den Vorteil einer Verdopplung der Zeitauflö sung, sondern ermöglicht auch die beiden vorstehend beschrie benen Sicherheitstests. The arrangement of two single points 50, 51 in the counter 30 thus not only has the advantage of doubling the Zeitauflö solution, but also allows the two above beschrie surrounded safety tests.

Die Fig. 4 und 7 zeigen, daß in demjenigen Bereich der 360° Abtastung des Drehspiegels 16 , welcher außerhalb des Abtast winkelbereiches 54 ( Fig. 2) liegt, Testvorrichtungen angeord net werden können. FIGS. 4 and 7, that is located in that region of the 360 ° scan of the rotary mirror 16, which angular range outside of the sample 54 (Fig. 2), the test devices may be net angeord. Eine dieser Testvorrichtungen besteht aus einem im Bereich des Sende-Lichtimpulsbündels 21 angeordne ten Testkörper 86 , der vorzugsweise aus einem lichtstreuen den Material besteht. One of these test devices composed of a separator arrange in the range of the transmit pulse of light beam 21 th test body 86, which preferably consists of a light scattering material. Es kann sich hierbei um eine gesinter te Glasscheibe (Glasfritte) handeln, in der das Licht an den kristallinen Partikeln gestreut wird. They may be be a gesinter te glass (glass frit), in which the light is scattered by the crystalline particles. Eine geschwärzte Ring blende 87 rund um den Bereich, wo das Sende-Impulslichtbün del 21 auftrifft, vermindert unerwünschte Streulichteffekte. A blackened diaphragm ring 87 around the area where the transmit Impulslichtbün del impinging 21, reduces unwanted stray light effects.

Da die streuenden Eigenschaften des Testkörpers 86 bekannt und stabil sind, kann durch Auswertung des Empfangssignals des Photoempfängers 23 , der vorzugsweise als Lawinen-Empfän gerdiode ausgebildet ist, das einwandfreie Arbeiten des Impulslasers 11 und des Empfangssystems getestet werden. Because the scattering properties of the test body 86 are known and stable, the proper operation of the pulse laser 11 and the receiving system can be tested by evaluating the received signal of the photodetector 23, which is preferably formed as avalanche receptions and seminars gerdiode.

Das Empfangssignal Us der Photoempfangsanordnung 22 berech net sich nach der folgenden Formel: The received signal Us of the photoreceptor assembly 22 net calculation according to the following formula:

Us = Ps · Rr · Rq · M · Rt (2) Us = Ps · Rr · R q · M · Rt (2)

In dieser Formel bedeuten: In this formula:

Us: Empfangssignal Us: received signal
Ps: Sendeleistung Ps: transmit power
Rr: Testzielreflexionsgrad Rr: test target reflectance
Rq: Quantenwirkungsgrad RQ: quantum efficiency
M : Multiplikationsfaktor der verwendeten Lawinendiode 23 M: multiplication factor of the avalanche diode 23 used
Rt: Transimpedanz der Lawinendiode 23 (effektiver Arbeitswiderstand der Diode) Rt: transimpedance the avalanche diode 23 (effective working resistance of the diode)

Der Computer prüft nun, ob das Empfangssignal Us wenigstens den Wert einer vorgegebenen Grenzwertkonstante K1 erreicht. The computer now checks whether the reception signal Us at least reaches a predetermined threshold constant K1. Ist dies der Fall, so wird die Sende-Empfangsanordnung als einwandfrei bewertet und die Messung fortgesetzt. If this is the case, then the transmission-reception assembly is assessed as perfect and continued the measurement. Sinkt jedoch das Empfangssignal Us bei dem vorbeschriebenen Test unter K1 ab, so meldet der Computer 38 einen Fehler und schaltet beispielsweise die gefährliche Arbeitsmaschine 126 nach Fig. 14 ab. However, the computer 38 decreases the received signal Us at the above-described test K1 from such reports an error and switches, for example, the dangerous work machine 126 of FIG. 14 from.

Gemäß Fig. 9 kann in dem gleichen für die eigentliche Mes sung ineffektiven Winkelbereich ein weiterer Test dadurch durchgeführt werden, daß entweder innerhalb des Testkörpers 86 oder daneben ( Fig. 4) eine Leuchtdiode 88 vorgesehen ist, die durch das abbildende Empfangssystem bzw. die Photoempfän geranordnung 22 auf den Photoempfänger 23 abgebildet wird, welcher wieder als Lawinendiode angenommen wird. According to FIG. 9, a further test may be carried out in the same solution ineffective for the actual Mes angular range in that a light emitting diode 88 is provided either inside the test body 86 or next to it (Fig. 4) by the imaging receiver system or the Photoempfän screened order is mapped 22 to the photoreceptor 23, which is again assumed to be avalanche diode. Der dadurch in der Lawinendiode 23 erzeugte Gleichstrom I führt aufgrund der physikalischen Gesetze zu einem Quantenrauschen (Schrot rauschen), welches über den Rauschpegelmesser 36 ( Fig. 3) quantitativ bestimmt wird. The DC current I is generated thereby in the avalanche diode 23 leads to the physical laws to a quantum noise (shot noise), which is above the noise level meter 36 (Fig. 3) is determined quantitatively. Eine Auswertung erlaubt bei be kannten Empfängergleichstrom I die Berechnung des sog. Excess-Noise-Index der Lawinen-Photodiode 23 , welcher ein direktes Maß für die Qualität bzw. die Funktionsfähigkeit der Lawinen-Photodiode 23 ist. An evaluation allowed at be known receiver DC I calculate the so-called. Excess noise index of the avalanche photodiode 23, which is a direct measure of the quality or the functionality of the avalanche photodiode 23. Zusammen mit dem Meßergebnis des anhand von Fig. 7 beschriebenen Tests kann damit indirekt die Systemempfindlichkeit unter allen Umgebungs lichtsituationen nachgewiesen werden. Together with the measurement result of the test described with reference to FIG. 7, the system sensitivity can thus indirectly lighting situations under all ambient detected.

Der vom Rauschpegelmeser 36 ermittelte Rauschpegel errechnet sich nach der folgenden Formel The noise level determined by the Rauschpegelmeser 36 is calculated according to the following formula

Ur = (2 · q · I · M 1+k · f g ) 1/2 · Rt (3) Ur = (2 · q · I · M 1 + k · f g) 1/2 · Rt (3)

Der Computer 38 überprüft dann, ob die folgende Forderung erfüllt ist: The computer 38 then checks to see if the following requirement is met:

In den vorgenannten Formeln bedeuten: mean in the above formulas:

I: Photostrom in der Photodiode 23 I: photocurrent in the photodiode 23
Ur: Rauschspannung aufgrund der Beleuchtung durch die Leuchtdiode 88 Ur: noise voltage due to the illumination by the LED 88
M: Multiplikationsfaktor der Lawinendiode 23 M: multiplication factor of the avalanche diode 23
Elementarladung (1,6 · 10 -19 Coulomb) Elementary charge (1.6 x 10 -19 coulomb)
Rt: Transimpedanz der Lawindendiode 23 Rt: transimpedance the Lawindendiode 23
f g : Grenzfrequenz des Rauschens f g: cut-off frequency of the noise
K2: zweite Grenzwertkonstante K2: second constant threshold

Nach den Fig. 4 und 9 sind unterhalb der unteren Stirnseite 89 der Frontscheibe 41 über den Abtastwinkelbereich 54 gleichmäßig verteilt Leuchtdioden 91 angeordnet, welche jeweils einen Lichtschrankenstrahl 98 nach oben aussenden, der einen gemäß den Fig. 4 und 9 abgewinkelten unteren Teil der Frontscheibe 41 durchquert und dann durch den schräg gestellten Hauptteil der Frontscheibe 41 hindurch zu einem darüber angeordneten zugeordneten Photoempfänger 92 gelangt. FIGS. 4 and 9 are arranged below the lower end face 89 of the front disc 41 uniformly over the scan angle 54 distributed light-emitting diodes 91 arranged which each emit a light barrier beam 98 upward, the one shown in FIGS. 4 and 9 angled lower part of the windscreen 41 passes through and then passes through the slanted major portion of the front disc 41 through to an overhead associated photoreceptor 92nd Die Schrägstellung des Hauptteils der Frontscheibe 41 hat nicht nur den Sinn, eine Durchtrittsmöglichkeit für die senk rechten Lichtschrankenstrahlen 98 zu schaffen, sondern auch den Innenseitenreflex von der Frontscheibe 41 von der Photo empfangsanordnung 22 fernzuhalten. The inclination of the main part of the front window 41 is to create a passage way for the perpendicular right photoelectric beams 98 not only mind, but also the inside reflection from the windshield 41 receiving arrangement of the photo keep 22nd

Erfindungsgemäß weist der untere abgewinkelte Teil der Front scheibe 41 über den Umfang verteilt zwei auf ihrer äußeren Fläche mattierte bzw. aufgerauhte Bereiche 41 ′ auf, durch welche das vom zugeordneten Lichtsender 91 ausgehende scharf gebündelte Licht 131 bei Nichtvorhandensein eines in Fig. 4 eingezeichneten glättenden Ölfilms 128 in einen westentlich größeren Raumwinkelbereich 129 gestreut wird, so daß der zugeordnete Lichtempfänger 92 nur eine geringe Lichtmenge vom Lichtsender 91 erhält. According to the invention, the lower angled portion of the front window 41 over the periphery of two distributed on its outer surface matted or roughened areas 41 'through which the light emanating from the associated light emitter 91 sharply focused light 131 in the absence of a plotted in Fig. 4 smoothing oil film is diffused into a larger solid angle region 129 westentlich 128 so that the associated light receiver 92 receives only a small amount of light from the light transmitter 91st

Schlägt sich jetzt auf der aufgerauhten äußeren Fläche des mattierten Bereiches 41 ′ beispielsweise ein Ölfilm 128 nie der, so hebt dieser aufgrund des nur geringen Brechungsindex unterschiedes zum darunterliegenden Material der Frontschei be 41 die starke Lichtstreuung des Bündels 131 auf, so daß nunmehr ein konzentriertes Lichtbündel 130 den zugeordneten Lichtempfänger 92 trifft und ein wesentlich stärkeres Licht empfangssignal am Lichtempfänger 92 auslöst. For example, an oil film 128 never hits now on the roughened outer surface of the frosted area 41 'of, this raises due to the little difference in refractive index to the underlying material of the front ticket be 41, the strong light scattering of the beam 131, so that now a concentrated light beam 130 the associated light receiver 92 and applies a much stronger light receiving signal at the light receiver 92 is triggered. Die starke Zu nahme des Ausgangssignals des Lichtempfängers 92 ist also ein Maß dafür, daß sich auf der aufgerauhten Oberfläche des mattierten Bereiches 41 ′ ein glättender Flüssigkeitsfilm niedergeschlagen hat. Thus, the strong to transfer the output signal of the light receiver 92 is a measure that has been deposited on the roughened surface of the frosted region 41 'a smoothing film of liquid.

Von den über den Umfang der Frontscheibe 41 verteilten Lichtsender-Lichtempfänger-Paaren 91 , 92 ist zumindest zweien ein mattierter Bereich 41 ′ zugeordnet, um für den Fall eines defekten optoelektronischen Bauelements eine Redundanz zu schaffen. Of the distributed over the periphery of the front window 41 light-transmitting light receiver pairs 91, 92 is at least two of a frosted area assigned 41 'in order to provide redundancy in the event of a defective optoelectronic component.

Nach Fig. 9 sind die Leuchtdioden 91 an eine Reihe von Aus gängen 113 eines Multiplexers 93 angeschlossen, der vom Computer 38 angesteuert wird und über einen Impulsformer 95 mit Rechteckimpulsen beschickt wird. According to FIG. 9, the light-emitting diodes 91 are connected to a series of passages 113 from a multiplexer 93 is connected, which is controlled by the computer 38 and is fed via a pulse shaper 95 with rectangular pulses.

Die Empfangsdioden 92 sind mit den verschiedenen Eingängen 114 eines weiteren Multiplexers 94 verbunden, der ebenfalls vom Computer 38 angesteuert wird und über einen Verstärker 96 sowie einen Analog-Digital-Wandler 97 an den Computer 38 angeschlossen ist. The receiver diodes 92 are connected to the different inputs 114 of a further multiplexer 94 which is also controlled by the computer 38 and via an amplifier 96 and an analog-to-digital converter 97 is connected to the computer 38th

Die beschriebene Anordnung von Leuchtdioden 91 und Empfangs dioden 92 dient einer Überwachung der Verschmutzung der Frontscheibe 41 . The described arrangement of light emitting diodes 91 and receiving diodes 92 serves to control pollution of the windscreen 41st Ihre Arbeitsweise ist wie folgt: Their work is as follows:

Der Computer 38 taktet den Multiplexer 93 so, daß er nachein ander an die auf dem Umfang des Abtastwinkelbereiches 54 gleichmäßig angeordneten Sendedioden 91 nacheinander einen Rechteckimpuls über den Impulsformer 95 abgibt. The computer 38 clocks the multiplexer 93 so that it sequentially outputs a square wave pulse through the pulse shaper 95 one after another on the on the periphery of Abtastwinkelbereiches evenly spaced transmitter diodes 54 91st Im gleichen Rhythmus werden die jeweils gegenüberliegenden Empfangs dioden 92 aktiviert, indem der Multiplexer 94 vom Computer 38 in gleicher Weise wie der Multiplexer 93 getaktet wird, wodurch nacheinander die Ausgänge der einzelnen Empfangs dioden 92 an den Verstärker 96 und den Analog-Digital-Wandler 97 angelegt werden. In the same rhythm, the respective opposite reception are diode-activated 92 by the multiplexer is clocked 94 from the computer 38 in the same manner as the multiplexer 93, thereby successively the outputs of the individual receiving diode 92 to the amplifier 96 and the analog to digital converter 97 are applied. Dadurch empfängt der Computer 38 laufend Signale von den einzelnen Empfangsdioden 92 . Thus, the computer 38 continuously receives signals from the individual receiving diodes 92nd Durch Vergleich einer vorgegebenen Soll-Empfangsstärke mit der tatsächlichen Empfangsstärke der Lichtstrahlen 98 kann der Computer 38 somit Verschmutzungen der Frontscheibe 41 erken nen. By comparing a predetermined desired reception strength with the actual reception power of the light beams 98 of the computer 38 can thus NEN erken contamination of the windscreen 41st Sollte an zumindest einer Stelle eine übermäßige Ver schmutzung erkannt werden, so meldet der Computer 38 dies an das Interface 39 , und es kann dann beispielsweise ein Warn- oder Abschaltsignal abgegeben werden. If at least at one point an excessive Ver recognized pollution, the computer reports 38 this to the interface 39, and it can then, for example, be given a warning or shut-off signal.

Bei der Auswertung der Empfangssignale der Lichtempfänger 92 , die einem mattierten Bereich 41 ′ zugeordnet sind, unter scheidet der Computer 38 zwischen einer Abnahme und Zunahme des Empfangssignals, so daß sowohl eine verdunkelnde Ver schmutzung als auch ein Ölfilm in dem zwischen dem Lichtsen der 91 und dem Lichtempfänger 92 verlaufenden Lichtbündel erkannt werden können. In the evaluation of received signals of the light receiver 92 which are associated with a frosted area 41 'below the computer 38 distinguishes between a decrease and increase of the received signal, so that both a darkening Ver pollution as well an oil film in which between the Lichtsen of 91 and the light receiver 92 extending light beam can be detected. Es ist aber auch möglich, daß das dem mattierten Bereich 41 ′ zugeordnete Lichtsender-Lichtempfän ger-Paar 91 , 92 nur zur Erkennung von Flüssigkeitsfilmen dient, so daß der Computer 38 bei Aufschaltung eines solchen Lichtsender-Lichtempfänger-Paars 91 , 92 nur auf einen ver größerten Lichtempfang anspricht. It is also possible that the frosted area 41 'associated light transmitter Lichtempfän ger-pair 91, 92 is only used for detection of liquid films, so that the computer 38 at hook-up of such a light transmitter-light receiver pair 91, 92 to only a appeals ver größerten light reception.

Neben den vorzugsweise vier Meß-Lichtschrankenstrahlen 98 sollen zwei redundant aufgebaute Referenzzweige vorhanden sein, deren Strahlverlauf nicht durch die Scheibe führt, wo durch der Temperaturgang der Sendedioden sowie der Impuls stromquelle durch entsprechenden Signalvergleich im Computer 38 eliminiert werden kann. In addition to the preferably four measuring photoelectric beams 98 to two redundant reference branches are to be present, the beam path does not pass through the disc, where by the temperature response of the transmitting diodes and the pulse power source through appropriate signal compared in the computer 38 can be eliminated. Durch zweikanalige Ausbildung der Referenzzweige ist die Schaltung so ausgelegt, daß jede Fehl funktion aufgedeckt wird. By two-channel configuration of the reference branches, the circuit is designed so that any malfunction is revealed.

Weiter wird erfindungsgemäß vom Computer die Motordrehzahl und das Systemtiming überwacht. Next is inventively monitored by the computer the engine speed and the system timing. Es erfolgt eine zeitliche und logische Programmablaufüberwachung. There is a temporal and logical program flow monitoring.

Die Überwachung der elektronischen Funktionen erfolgt erfin dungsgemäß durch einen RAM-, ROM-, ALU-, Watchdog-Test, A/D-Wandler (Verschmutzungsmessung, Rauschpegelmessung), D/A-Wandler (Komparatortest), Spitzenwertdetektor, Stopp-Komparator und Oszillatoren für den Computer 38 und den 1,5 GHz-Zähler. The monitoring of the electronic functions carried OF INVENTION dung to the invention by a RAM, ROM, aluminum, watchdog test, A / D converter (pollution measurement, noise level measurement), D / A converter (comparator test), peak detector, stop comparator and oscillators for the computer 38 and the 1.5 GHz counter.

Erfindungsgemäß sind zwei optoentkoppelte, dynamische, rückgelesene Eingriffsleitungen vorgesehen. According to the invention two opto-isolated, dynamic read back engaging lines are provided. Der Nachweis der Systemleitung basiert auf einer Worst-Case-Leistungsbilanz. Evidence of the system line is based on a worst-case power budget. Es erfolgt eine einfehlersichere Ansteuerung des Lasers (Augensicherheit). There is a einfehlersichere driving the laser (eye safety). Weiter kann ein Zugriffschutz für den Einrichtmodus über Paß-Worte erreicht werden. Next, access protection for the setup mode can be reached through passport words. Durch das beschriebene Lichtgitter ist eine Verschmutzungserkennung und -warnung gewährleistet. The described light grating has a contamination detection and warning is ensured.

Es liegt ein definiertes Anlaufverhalten des Systems bzw. der Schnittstelle vor. There is a defined start-up behavior of the system or interface. Nach dem Einschalten der Einrichtung werden alle og Tests durchlaufen. After switching on the device, all the above tests are run.

Die Empfindlichkeit der Sender-Empfänger-Anordnung wird so eingestellt, daß noch Objekte mit einem Reflexionsgrad bis hinunter zu 2% erkannt werden. The sensitivity of the transmitter-receiver arrangement is adjusted so that still objects are detected with a reflectance down to 2%.

Das Laserradargerät ist nach Fig. 4 in einem Gehäuse 115 untergebracht, welches vorne durch eine Deckkappe 116 abge schlossen ist, in deren unterem Bereich die über 180° ge krümmte Frontscheibe 41 vorgesehen ist. The laser radar apparatus is housed in FIG. 4 in a housing 115 which is abge front by a cover cap 116 closed, the above 180 ° ge curved front window 41 is provided in the lower region thereof. Nach Fig. 4 sind Sen der und Empfänger in einer als kompakte Baueinheit ausgebil deten Sender-Empfänger-Einheit 49 beispielsweise in Form eines zylindrischen Gehäuses untergebracht. According to Fig. 4 Sen and the receiver in a compact unit as ausgebil Deten transmitter-receiver unit 49 are accommodated, for example in the form of a cylindrical housing.

Claims (47)

  1. 1. Laserabstandsermittlungsvorrichtung nach dem Impulsauf zeitverfahren mit einem Impulslaser ( 11 ), der gesteuert Lichtimpulse ( 12 ) in einen Meßbereich ( 13 ) schickt, einer Photoempfangsanordnung ( 22 ), welche die von einem im Meßbereich ( 13 ) befindlichen Objekt ( 14 ) zurückgewor fenen Lichtimpulse ( 12 ′) empfängt und einer Auswerte schaltung ( 23 , 30 , 34 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 ), welche unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit aus der Zeit zwischen Aussendung und Empfang eines Lichtimpulses ( 12 , 12 ′) ein für den Abstand des Objektes ( 14 ) vom Impuls laser ( 11 ) charakteristisches Abstandssignal ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Meßbereich ( 13 ) und dem Impulslaser ( 11 ) eine Lichtablenkvorrichtung ( 15 ) angeordnet ist, welche die aufeinanderfolgenden Lichtimpulse ( 12 ) unter sich zunehmend verändernden Winkeln in den Meßbereich ( 13 ) lenkt und gleichzeitig an die Auswerteschaltung ( 23 , 30 , 34 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 ) 1. Laser range finding apparatus in accordance with the Impulsauf time method with a pulse laser (11), the controlled light pulses (12) in a measurement area (13) sends a photoreception device (22) containing the object located by a in the measuring area (13) (14) zurückgewor fenen light pulses (12 ') and to an evaluation circuit (23, 30, 34, 36, 37, 38, 39, 40) which, taking into account the speed of light from the time between transmission and reception of a light pulse (12, 12') and for the distance of the object (14) from the pulse laser (11) determines a characteristic distance signal, characterized in that between the measuring area (13) and the pulsed laser (11) comprises a light deflector (15) is arranged which the successive light pulses (12) among themselves directs increasingly changing angles in the range (13) and simultaneously to the evaluation circuit (23, 30, 34, 36, 37, 38, 39, 40) ein für ihre momentane Winkelstellung repräsentatives Winkelpositionssignal ab gibt, und daß die Auswerteschaltung ( 23 , 30 , 34 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 ) aus dem Abstandssignal und dem Winkelposi tionssignal den Ort des Objektes ( 14 ) innerhalb des Meß bereiches ( 13 ) ermittelt, wobei der Abstandswinkelbereich ( 54 ) vorzugsweise größer als 90° und insbesondere kleiner als 270° ist sowie bevorzugt etwa 180° beträgt und zweckmäßigerweise die Impulslicht strahlen eine vorzugsweise horizontale Abtastebene ( 53 ) definieren. is a representative of its instantaneous angular position angular position signal from, and that the evaluation circuit (23, 30, 34, 36, 37, 38, 39, 40) from the distance signal and the angular posi tion signal the location of the object (14) within the measuring range ( 13), whereby the spacing angular range (54) is preferably greater than 90 ° and in particular less than 270 ° and preferably about 180 °, and advantageously, the pulse light beams a preferably horizontal scanning plane (53) defined.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtimpulsdauer so gering ist, daß während die ser Zeit die Lichtablenkvorrichtung ( 15 ) als praktisch stillstehend angesehen werden kann. 2. Device according to claim 1, characterized in that the light pulse duration is so small that during the ser time, the light deflector (15) can be regarded as practically stationary.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtimpulsdauer einige Nanosekunden, zweckmäßi gerweise 1-5, vorzugsweise 2-4 und insbesondere etwa 3 ns beträgt. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the light pulse duration 2-4, and especially about 3 amounts to a few nanoseconds, zweckmäßi gerweise 1-5, preferably ns.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelgeschwindigkeit der Lichtablenkvorrichtung ( 15 ) 0,5 · 10 4 bis 2 · 10 4 , insbesondere etwa 1 · 10 4 °/sec be trägt. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the angular velocity of the light deflecting device (15) carries 0.5 x 10 4 to 2 × 10 4, more preferably about 1 × 10 4 ° / sec be.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand aufeinanderfolgender Sende-Lichtimpulse ( 12 ) um mehrere Zehnerpotenzen, vorzugsweise um größen ordnungsmäßig 4 Zehnerpotenzen größer als die Impuls länge ist und/oder daß vorzugsweise die Impulsfolgefre quenz zwischen 5 bis 50, zweckmäßigerweise 10 bis 40, und insbesondere etwa 20 kHz beträgt. 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between successive transmitting light pulses (12) is several orders of magnitude, preferably by at sizes of the order of 4 orders of magnitude greater than the pulse length and / or that preferably the Impulsfolgefre frequency between 5 to 50 , is advantageously from 10 to 40, and particularly about 20 kHz.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtablenkvorrichtung ( 15 ) einen vorzugsweise planen Drehspiegel ( 16 ) umfaßt. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light deflecting device (15) comprises a preferably planar rotary mirror (16).
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegel ( 16 ) um einen der Einfallslichtstrah len, vorzugsweise den Mitteleinfallslichtstrahl ( 18 ) drehbar ist. 7. The device according to claim 6, characterized in that the rotary mirror (16) around one of the len Einfallslichtstrah, preferably the central incident light beam (18) is rotatable.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse ( 17 ) bzw. der Mitteleinfallslicht strahl ( 18 ) unter 30 bis 60, vorzugsweise 40 bis 50 und insbesondere 45° zur Oberfläche des Drehspiegels ( 16 ) verläuft, wobei der Drehspiegel ( 16 ) in Richtung der Drehachse ( 17 ) gesehen zweckmäßig Kreisscheibenform hat. 8. The device according to claim 7, characterized in that the rotational axis (17) or the central incident light beam (18) under 30 to 60, preferably 40 to 50 and in particular 45 ° to the surface of the rotary mirror (16), wherein the rotating mirror ( 16) (in the direction of the axis of rotation 17) saw has a circular disk shape appropriate.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegel ( 16 ) ein Sende-Impulslichtbündel ( 21 ) im wesentlichen von oben empfängt und im wesent lichen horizontal abstrahlt. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary mirror (16) substantially receives a transmitted pulsed light beam (21) from above and emits horizontally Wesent union.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Impulslaser ( 11 ) vorzugsweise horizontal abgestrahlte Impulslicht über einen fest angeordneten, vorzugsweise planen Umlenkspiegel ( 19 ) um vorzugsweise 90° zum Drehspiegel ( 16 ), insbesondere nach unten abge lenkt wird. Is 10. An apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the from the pulse laser (11) preferably horizontally emitted pulse light arranged over a fixed, preferably articulated plane deflecting mirror (19) about preferably 90 ° to the rotary mirror (16), in particular down abge ,
  11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Impulslaser ( 11 ) eine ein paralleles Sende-Impulslichtbündel ( 21 ) bildende Sendelinse ( 33 ) vorgeschaltet ist. 11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pulsed laser (11) has a parallel transmission pulsed light beam (21) forming the transmission lens (33) is connected upstream.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtablenkvorrichtung ( 15 ) auch ein Empfangs- Impulslichtbündel ( 20 ) aufnimmt und zur Photoempfangs anordnung ( 22 ) lenkt, wobei das Sende-Impulslichtbündel ( 21 ) und das Empfangs-Impulslichtbündel ( 20 ) jenseits des Drehspiegels ( 16 ) vorzugsweise koaxial zueinander sind und wobei insbesondere das Sende-Impulslichtbündel ( 21 ) zentral verläuft und einen kreisförmigen Quer schnitt aufweist und das Empfangs-Impulslichtbündel ( 22 ) rund um das Sende-Impulslichtbündel herum angeordnet ist und einen kreisringförmigen Querschnitt besitzt und beide Bündel ( 20 , 21 ) aneinander angrenzen, so daß der Drehspiegel ( 16 ) einen zentralen Bereich ( 24 ), wo das Sende-Impulslichtbündel ( 21 ) auftrifft, und einen peri pheren Bereich ( 47 ), wo das Empfangs-Impulslichtbündel ( 20 ) auftrifft, aufweist. 12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light deflector (15) also receiving receives pulsed light beam (20) and arrangement for photo-reception (22) articulated, wherein the transmitted pulsed light beam (21) and the receiving pulse light beam ( 20) are coaxially beyond the rotary mirror (16) is preferably one another and in particular wherein the transmitted pulsed light beam (21) extends centrally, and a circular cross section and the receiving pulse light beam (22) around the transmitted pulsed light beam is disposed around and an annular cross-section has, and both bundles (20, 21) adjacent to each other, so that the rotary mirror (16) has a central region (24), where the transmitted pulsed light beam (21) impinges, and a peri eral portion (47), where the receive pulsed light beam (20) impinges, has.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkspiegel ( 19 ) für das vom Impulslaser ( 11 ) bzw. der Sendelinse ( 33 ) kommende Impulslicht gegenüber, insbesondere über einem zentralen Bereich ( 24 ) des Dreh spiegels ( 16 ) angeordnet ist und das Empfangs-Impuls lichtbündel ( 20 ) am Umlenkspiegel ( 19 ) vorbei zur Photo empfangsanordnung ( 22 ) gelangt, wobei der Umlenkplanspie gel ( 19 ) in Richtung des an ihm vorbeigehenden Empfangs- Impulslichtbündels ( 20 ) vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzt. 13. Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that the deflecting mirror (19) for the pulsed laser (11) and the transmitting lens (33) next pulse light with respect to, in particular, above a central portion (24) of the rotary mirror ( 16) is arranged and the reception pulsed light beam (20) (on the reflecting mirror 19) past reaches the photoreceiver arrangement (22), wherein the Umlenkplanspie gel (19) in the direction of passing to it receiving pulse light beam (20) preferably has a circular cross-section has.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoempfangsanordnung ( 22 ) eine das Empfangs licht auf einen Photoempfänger ( 23 ) konzentrierende Empfängerlinse ( 25 ) umfaßt. A photodetector (23) 14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the photoreceiving arrangement (22), the receiving light concentrating receiver lens (25).
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Empfängerlinse ( 25 ) so groß ist, daß sie das neben dem zentralen Bereich ( 24 ) auf den peripheren Bereich ( 47 ) des Drehspiegels ( 16 ) auftreffen de Empfangs-Impulslichtbündel ( 20 ) aufnimmt. 15. The device according to claim 13 and 14, characterized in that the diameter of the receiver lens (25) is so great that they strike the next to the central region (24) on the peripheral portion (47) of the rotary mirror (16) de reception pulsed light beam (20) receives.
  16. 16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang der Photoempfangsanordnung ( 22 ) ein auf das Spektrum des vom Impulslaser ( 11 ) ausgesendeten Lichtes abgestimmtes Interferenzfilter ( 26 ) angeordnet ist. 16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the input of the photoreception device (22) is arranged on the spectrum of the emitted from the pulse laser (11) light tuned interference filter (26).
  17. 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangslinse ( 25 ) zwei Bereiche ( 25 ′, 25 ′′) mit unterschiedlichen Brennweiten aufweist, die vorzugsweise konzentrisch zueinander liegen. 17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reception lens (25) has two regions (25 ', 25' ') with different focal lengths, which are each other preferably concentrically.
  18. 18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegel ( 16 ) an einer Schrägschnittebene eines Kreiszylinderkörpers ( 27 ) ausgebildet ist, dessen Zylinderachse mit der Drehachse ( 17 ) zusammenfällt. 18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary mirror (16) is formed at an oblique sectional plane of a circular cylindrical body (27) whose cylindrical axis coincides with the axis of rotation (17).
  19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegel ( 16 ) an einer ebenen Spiegelplatte ( 78 ) ausgebildet ist, die auf einen drehbaren Spiegelträger ( 48 ) angebracht ist. 19. Device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the rotary mirror (16) is formed on a flat mirror plate (78) mounted on a rotatable mirror carrier (48) is mounted.
  20. 20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtablenkvorrichtung ( 15 ) einen 360°-Ablenkwin kel überstreicht und vorzugsweise kontinuierlich in einer Drehrichtung umläuft. 20. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light deflecting device (15) sweeps over a 360 ° angle and preferably continuously rotates -Ablenkwin in a rotational direction.
  21. 21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegel ( 16 ) auf einem Drehteller ( 28 ) ange ordnet ist, der von einem Motor ( 31 ) zu einer kontinuier lichen Rotation mit vorzugsweise vorgegebener Drehzahl angetrieben ist, wobei die Drehzahl zweckmäßigerweise 1000 bis 3000, insbesondere etwa 1500 UpM beträgt. 21. A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotary mirror (16) on a turntable (28) is disposed which is driven to to continual union rotation with a preferably predetermined speed by a motor (31), wherein the rotational speed is preferably 1000 to 3000, more preferably about 1500 rpm.
  22. 22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Drehtellers ( 28 ) ein Winkelgeber ( 29 ) angeordnet ist, der die momentane Winkelposition des Drehtellers ( 28 ) der Auswerteschaltung ( 38 , 40 ) meldet. 22. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the turntable (28) an angle transmitter (29) is disposed, the instantaneous angular position of the turntable (28) of the evaluation circuit (38, 40) signals.
  23. 23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen Computer ( 38 ) enthält, in dem alle erforderlichen Rechenoperationen, insbeson dere die Berechnung des Abstandes des Objektes ( 14 ) aus der Impulslaufzeit (t) ausgeführt werden. 23. A device according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit comprises a computer (38) are in the all necessary arithmetic operations, in particular the calculation of the distance of the object (14) from the pulse transit time (t) is executed.
  24. 24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen Zähler ( 30 ) mit vorzugs weise fest vorgegebener Taktfrequenz umfaßt, der mit dem Impulslaser ( 11 ) bzw. seiner Triggerschaltung so verbun den ist, daß er bei Aussendung eines Lichtimpulses ( 12 ) angestoßen wird, und mit der Photoempfangsanordnung ( 22 ) so verbunden ist, daß er beim Empfang des gleichen Lichtimpulses ( 12 ′) durch die Photoempfangsanordnung ( 22 ) angehalten wird, und daß aus dem Zählerstand die Laufzeit (t) und vorzugsweise der Abstand des Objektes ( 14 ) berechnet wird. 24. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit, a counter (30) with preference comprises a fixed predetermined clock frequency of the pulse laser (11) and its trigger circuit so-jointed is that he at emission of a light pulse (12) is triggered, and the photoreception device (22) that is stopped upon reception of the same light pulse (12 ') by the photo-receiving device (22) is connected, and that from the count the running time (t), and preferably the distance of the object (14) is calculated.
  25. 25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ( 30 ) durch einen Frequenzgenerator ( 52 ) beaufschlagt ist, welcher zweckmäßigerweise mit einer Taktfrequenz von 0,5 bis 3,0, insbesondere 1 bis 2 und vorzugsweise etwa 1,5 GHz arbeitet. 25. The device according to claim 24, characterized in that the counter (30) by a frequency generator (52) is applied, which advantageously with a clock frequency of 0.5 to 3.0, in particular 1 to 2, and preferably from about 1.5 GHz is working.
  26. 26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ( 30 ) aus zwei asynchronen Einzelzählern ( 50 , 51 ) aufgebaut ist, von denen einer auf die posi tiven Halbwellen, insbesondere die ansteigenden Flanken der positiven Halbwellen, und der andere auf die nega tiven Halbwellen, insbesondere die abfallenden Flanken der negativen Halbwellen einer vom Frequenzgenerator ( 52 ) abgegebenen Höchstfrequenzspannung anspricht. 26. The device according to claim 25, characterized in that the counter (30) consists of two asynchronous individual counters (50, 51) is constructed, of which the posi tive half-waves, in particular the rising edges of the positive half-waves and the other on the responsive nega tive half-waves, in particular the falling edges of the negative half-waves of the frequency generator (52) output high-frequency voltage.
  27. 27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Laufzeit (t) eines Lichtimpulses ( 12 , 12 ′) erzeugten beiden Einzelzählerstände addiert und als Maß für die Laufzeit (t) verwendet werden. 27. The device according to claim 25, characterized in that by the time (t) of a light pulse (12, 12 ') produced are two individual counters and added as a measure of the transit time (t).
  28. 28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Einzelzählerstände mit dem verdoppel ten Zählerstand eines der Einzelzähler ( 50 , 51 ) ver glichen und ein Fehlersignal abgegeben wird, wenn der Vergleich einen Unterschied um mehr als einige Bits, vor zugsweise ein Bit ergibt. 28. The apparatus of claim 26 or 27, characterized in that the sum of the individual counters to the verdoppel th count of a single counter (50, 51) ver equalized and an error signal is output if the comparison is a difference by more than a few bits before preferably one bit results.
  29. 29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich nach jeder Auswertung eines Lichtimpul ses ( 12 , 12 ′) durchgeführt wird. 29. The device according to claim 28, characterized in that the comparison after each evaluation of a Lichtimpul ses (12, 12 ') is carried out.
  30. 30. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich in der Pause zwischen dem Ende einer Abtastung des Abtastwinkelbereiches ( 54 ) und dem Beginn der nächsten Abtastung des Abtastwinkelbereiches ( 54 ) durchgeführt wird. 30. Device according to claim 28, characterized in that the comparison in the pause between the end of a scan of the Abtastwinkelbereiches (54) and the beginning of the next scan of the Abtastwinkelbereiches (54) is performed.
  31. 31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pause zwischen zwei Abtastungen des Abtast winkelbereiches ( 54 ) der Computer ( 38 ) gesteuert Zähl impulse an die Einzelzähler ( 50 , 51 ) liefert, das Zähl ergebnis prüft und ein Fehlersignal abgibt, wenn das Zählergebnis nicht mit der eingegebenen Anzahl von Zähl impulsen übereinstimmt. 31. The device according to any one of claims 26 to 30, characterized in that in the interval between two scans of the scanning angular range (54) of the computer (38) controlled counting pulses to the individual counter (50, 51) provides, checks the count result and an error signal when the count does not coincide with the pulses inputted number of count.
  32. 32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoempfangsanordnung ( 22 ) über einen Kompara tor ( 34 ) an den Zähler ( 30 ) angelegt ist, dessen die Triggerschwelle für die Empfangssignale definierender Referenzeingang ( 35 ) das für den Rauschpegel unmittelbar vor dem Signalempfang repräsentative Ausgangssignal eines Rauschpegelmessers ( 36 ) zugeführt ist, an dessen Eingang das Ausgangssignal der Photoempfangsanordnung ( 22 ) angelegt ist. 32. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the photo receiver arrangement (22) via a Kompara gate (34) to the counter (30) is applied, of which the trigger threshold for the received signals defining reference input (35) which directly for the noise level representative of signal reception output signal of a noise level meter (36) is supplied, at whose input the output signal of the photo receiving device (22) is applied.
  33. 33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauschpegelmesser ( 36 ) über die Photoempfangs anordnung ( 22 ) kontinuierlich die Grundhelligkeit erfaßt und über eine vorbestimmte Zeit, die groß gegenüber der Dauer eines Lichtimpulses ( 12 , 12 ′) und klein gegenüber der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sende-Licht impulsen ( 12 ) ist, gemittelt wird und daß dieser Mittel wert als mittlerer Rauschpegel verwendet wird. 33. Apparatus according to claim 32, characterized in that the noise level meter (36) via the photo receiver arrangement (22) continuously detects the basic brightness and for a predetermined time, which is large compared to the duration of a light pulse (12, 12 ') and small compared to the time between two successive transmission light pulses (12), is averaged and in that this agent is used as a value medium noise level.
  34. 34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwertbildungszeit etwa 30% des zeitlichen Abstandes zweier benachbarter Sendelichtimpulse ( 12 ) be trägt. Carries 34. Apparatus according to claim 33, characterized in that the averaging time about 30% of the time interval between two adjacent transmission light pulses (12) be.
  35. 35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Ausgangssignal des Rauschpegelmessers ( 36 ) festgelegte Triggerschwelle ( 79 ) um ein Vielfaches, vorzugsweise das 2- bis 10fache, insbesondere das 4- bis 8fache und besonders bevorzugt etwa das 7fache größer als der festgestellte mittlere Rauschpegel ist. 35. Device according to one of claims 32 to 34, characterized in that the by the output signal of the noise level meter (36) fixed trigger threshold (79) by a multiple, preferably 2 to 10 times, in particular 4 to 8 times and most preferably about 7 times greater than the determined average noise level.
  36. 36. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Photoempfangsanordnung ( 22 ) auch ein Spitzenwertdetektor ( 37 ) angelegt ist, dessen Aus gangssignal zur Generierung von Korrekturwerten zur Kompensation der infolge Signaldynamik auftretenden Zeitmeßfehler verwendet wird. 36. Device according to one of the preceding claims, characterized in that to the output of photoreception means (22) which from is used input signal to generate correction values to compensate for the Zeitmeßfehler occurring due to signal dynamic range is applied, a peak detector (37).
  37. 37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwertdetektor ( 37 ) das jeweilige Maximum eines Empfangs-Lichtimpulses ( 12 ′) erfaßt und ein ent sprechendes Maximumsignal an den Computer ( 38 ) abgibt, daß im Computer ( 38 ) die in Abhängigkeit von der Höhe des Maximums ( 80 , 81 , 82 ) auftretenden Zeitmeßfehler ( 84 , 85 ) abgespeichert sind und daß in Abhängigkeit vom festgestellten Maximum ( 80 , 81 , 82 ) ein entsprechender Korrekturwert ermittelt und die gemessene Zeit entspre chend diesem Korrekturwert korrigiert wird. 37. Apparatus according to claim 36, characterized in that the peak detector (37) detects the respective maximum of receiving light pulse (12 ') and an ent-speaking maximum signal to the computer (38) outputs that in the computer (38) which, depending of the height of the peak (80, 81, 82) Zeitmeßfehler occurring (84, 85) are stored and that is determined in accordance with the established maximum (80, 81, 82) a corresponding correction value and the measured time accordingly this correction value is corrected.
  38. 38. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Abtastwinkelbereiches ( 54 ) ein licht reflektierender oder -streuender Testkörper ( 86 ) im Weg des die Abtastbewegung ausführenden Sende-Impulslichtbün dels ( 21 ) angeordnet ist und der Computer ( 38 ) während des Überstreichens des Testkörpers ( 86 ) durch das Sende- Impulslichtbündel ( 21 ) überprüft, ob das von der Photo empfangsanordnung ( 22 ) empfangene Signal wenigstens gleich einem vorbestimmten Grenzwert (K1) ist. 38. Device according to one of the preceding claims, characterized in that outside the Abtastwinkelbereiches (54), a light-reflecting or -streuender test body (86) in the path of the scanning executing transmission Impulslichtbün trade (21) and the computer (38) is during the sweep of the test body (86) through the transmitting pulsed light beam (21) checks whether the receiving device of the photosensor (22) received signal at least equal to a predetermined threshold (K1).
  39. 39. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Abtastwinkelbereiches ( 54 ) eine Leucht diode ( 88 ) im Weg des die Abtastbewegung ausführenden Sende-Impulslichtbündels ( 21 ) angeordnet ist und der Computer ( 38 ) während des Überstreichens der Leuchtdiode ( 88 ) durch einen dem Empfangs-Lichtimpulsbündel ( 20 ) ent sprechenden Bereich des Drehspiegels ( 16 ) überprüft, ob das Signal/Rausch-Verhältnis wenigstens gleich einem vor bestimmten Grenzwert (K2) ist. 39. Device according to one of the preceding claims, characterized in that outside the Abtastwinkelbereiches (54) a light-emitting diode (88) in the path of the scanning exporting transmitted pulsed light beam (21) and the computer (38) during the sweep of the light-emitting diode (88) ent speaking by the reception light pulse beam (20) area of the rotary mirror (16) checks whether the signal / noise ratio is at least equal to a certain threshold before (K2).
  40. 40. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontscheibe ( 41 ) um die Drehachse ( 17 ) gekrümmt ausgebildet ist und sich in Abtastrichtung zumindest über den Abtastwinkelbereich ( 54 ) erstreckt. 40. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the windshield (41) about the rotational axis (17) is curved and located in the scanning direction at least over the scan angle (54).
  41. 41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontscheibe ( 41 ) an einer Vielzahl von Stellen entlang ihres Umfanges von Lichtschrankenstrahlen ( 98 ) durchquert wird, die von im Bereich ihrer einen Stirn seite ( 89 ) angeordneten Lichtsendern ( 91 ) ausgehen und von im Bereich ihrer anderen Stirnseite ( 90 ) angeordne ten Lichtempfängern ( 92 ) empfangen werden. 41. Apparatus according to claim 40, characterized in that the front disc (41) is traversed at a plurality of locations along its circumference of photoelectric beams (98) run out of disposed of in the region of one end face (89) of light transmitters (91) and is arrange in the region of their other end face (90) th light receivers (92) are received.
  42. 42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsender ( 91 ) zur nacheinander erfolgenden Ansteuerung mit Impulsen und die Lichtempfänger ( 92 ) zur entsprechenden Auswertung der empfangenen Impulse über Multiplexer ( 93 bzw. 94 ) an den Computer ( 38 ) angeschlos sen sind, welcher, wenn wenigstens ein Empfangssignal unter einen vorbestimmten Minimalwert abgefallen ist, ein Verschmutzungssignal abgibt. 42. Apparatus according to claim 41, characterized in that the light transmitter (91) for successively forming control with pulses and the light receiver (92) to the corresponding evaluation of the received pulses, via multiplexers (93 and 94) to the computer (38) sen be Schlos are that, when a received signal has dropped below a predetermined minimum value at least emits a contamination signal.
  43. 43. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontscheibe von oben nach unten in Richtung auf den Drehspiegel ( 16 ) zu schräg verläuft und vorzugsweise an ihrem unteren Ende um einen deutlichen Winkel, der bei etwa 90° liegen kann, in der entgegengesetzten Rich tung abgewinkelt ist, um einen doppelten Durchtritt des Lichtschrankenstrahls ( 98 ) durch die Frontscheibe ( 41 ) herbeizuführen, und zwar zunächst vom Inneren des Gehäuses ( 115 ) in den Außenraum und dann von dort wieder in das Innere des Gehäuses ( 115 ). 43. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the front screen from top to bottom in the direction of the rotary mirror (16) to an angle and preferably at its lower end to a higher angle, which may be about 90 °, in the opposite Rich is angled tung to bring about a double passage of the light barrier beam (98) through the windscreen (41), first from the interior of the housing (115) into the outer space, and then from there back into the interior of the housing (115) ,
  44. 44. Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Bereich ( 41 ′) der Frontscheibe ( 41 ), der sich vorzugsweise nahe einem Lichtsender ( 91 ) und fern vom zugeordneten Lichtempfänger ( 92 ) befindet, auf seiner äußeren Fläche mattiert ausgebildet ist, derart, daß bei unverschmutztem Bereich ( 41 ′) der zugeordneten Lichtempfänger ( 92 ) eine durch Lichtstreuung abgeschwäch te Lichtmenge erhält und bei Vorhandensein eines Flüssig keits-, insbesondere Ölfilms ( 128 ) auf dem Bereich ( 41 ′) der zugeordnete Lichtempfänger ( 92 ) eine erhöhte Licht menge erhält, und daß ein Verschmutzungssignal abgegeben wird, wenn der Lichtempfang am zugeordneten Lichtempfän ger ( 92 ) einen vorbestimmten Wert überschreitet. 44. Apparatus according to claim 43, characterized in that at least a portion (41 ') of the windscreen (41) located preferably close to a light transmitter (91) and away from the associated light receiver (92) is formed matted on its outer surface such that at unpolluted portion (41 ') of the associated light receiver (92) includes a abgeschwäch te by light scattering light quantity is obtained and keits- in the presence of a liquid, particularly oil film (128) on the portion (41') of the associated light receiver (92) an increased amount of light is obtained, and that a contamination signal is output when the light receiving at the associated Lichtempfän ger (92) exceeds a predetermined value.
  45. 45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß an der Frontscheibe ( 41 ) über den Umfang verteilt zwei mattierte Bereiche ( 41 ′) und diesen zugeordnete Lichtsender ( 91 ) und Lichtempfänger ( 92 ) vorhanden sind. 45. Apparatus according to claim 44, characterized in that on the windscreen (41) distributed frosted two regions (41 ') over the circumference and associated with these light emitters (91) and light receiver (92) are present.
  46. 46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß an den Computer ( 38 ) ein Interface ( 39 ) angeschlos sen ist, an dessen Ausgang die erwünschten Ausgangs signale und -werte einschließlich Fehlersignalen abgenom men und der weiteren Nutzung zugeführt werden können. 46. Apparatus be supplied according to one of claims 22 to 45, characterized in that the computer (38) is an interface (39) is Schlos sen, the desired output signals at its output and values including error signals abgenom men and further use of can.
  47. 47. Laserabstandermittlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie angewendet wird 47. Laser range finding apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that it is applied
    • - bei der Selbststeuerung von Fahrzeugen ( 120 ) zur Schaf fung eines definierten Schutzbereiches ( 122 ) vor dem Fahrzeug ( 120 ); - in the self control of vehicles (120) for sheep of a defined scope (122) Fung front of the vehicle (120);
    • - durch Anordnung an der Frontseite eines Fahrzeuges ( 120 ) zum Kollisionsschutz mit Hindernissen ( 123 ) durch Definition eines entsprechenden Schutzbereiches ( 122 ′); - by placing on the front side of a vehicle (120) for collision protection with obstacles (123) by defining a respective protection zone (122 ');
    • - durch Anordnung an der Frontseite eines Fahrzeuges ( 120 ) zur Schaffung eines Kollisionsschutzbereiches ( 122 ′′), der in mehrere Sektoren (S1 bis S16) des Abtastwinkelbereiches ( 54 ) aufgeteilt ist, von denen jeder einen eigenen und wohldefinierten Sicherheitsabstand definiert; - is divided by the arrangement on the front side of a vehicle (120) to provide a collision protection region (122 ''), into a plurality of sectors (S1 to S16) of the Abtastwinkelbereiches (54), each of which defines a separate and well-defined safety distance;
    • - durch Anordnung an der Frontseite eines Fahrzeuges ( 120 ) zwecks Definition eines Erfassungsbereichs ( 124 ), aufgrund dessen ein im Fahrzeug angeordnetes Navigationsgerät ( 125 ) hinsichtlich seiner einwand freien Arbeitsweise überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden kann; - by placing on the front side of a vehicle (120) in order to define a detection area (124) can be the basis of which a valve disposed in the car navigation device (125) is checked with regard to its proper operation and if necessary, corrected;
    • - beim Schutz von Personen ( 104 ) an gefährlichen Arbeits maschinen ( 126 ) durch Definition eines entfernungsbe grenzten Schutzbereiches ( 127 ), wobei die gefährliche Arbeitsmaschine ( 126 ) sich zweckmäßigerweise im von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ( 121 ) abgewandten Endbereich des Schutzbereiches ( 127 ) oder unter der Maschine befindet. - machine in the protection of persons (104) to dangerous work (126) by defining a entfernungsbe excluded scope (127), end portion of the protection area (127) where the dangerous work machine (126) expediently facing away from the of the inventive device (121) or located under the machine.
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