DE4345446C2 - Laser range finder, e.g. for driverless transport system - Google Patents

Laser range finder, e.g. for driverless transport system

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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.

Description

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

Eine derartige Laserabstandsermittlungsvorrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 38 08 972 A1 bekannt. Diese Offenlegungsschrift betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Verfolgung und Positionsmessung eines Objektes in einem dreidimensionalen Raum. Zu diesem Zweck sind zwei Lichtsender vorgesehen, welche jeweils Licht­ striche aussenden, die in einer Richtung auseinandergezogen und in einer senkrecht dazu verlaufenden Richtung schmal ausgebildet sind. Die beiden von den Lichtsendern ausge­ sandten Lichtstriche verlaufen vertikal zueinander. Beide Lichtstriche werden durch jeweils eine Ablenkvorrichtung in einer zu ihrer Längserstreckung vertikalen Richtung perio­ disch abgelenkt, so daß beide Lichtstriche ein gemeinsames Suchfeld überstreichen. Die Ablenkvorrichtungen umfassen jeweils eine rotierende, transparente Planplatte, welche gemäß den allgemeinen bekannten optischen Gesetzen je nach ihrer Winkelstellung einen unterschiedlichen Parallelversatz zwischen eintretendem und austretendem Licht bewirkt. Wenn sich ein Objekt im Suchfeld befindet, reflektiert dieses das ausgesandte Licht zu der Meßvorrichtung zurück, wo es über ein Objektiv einem Empfänger zugeführt wird. Aus der Licht­ laufzeit zwischen der Meßvorrichtung und dem reflektierenden Objekt wird der Abstand zwischen Meßvorrichtung und Objekt berechnet. Die Winkelposition des Objektes wird aus der momentanen Winkelstellung der beiden rotierenden Planplatten ermittelt. Sobald ein Objekt detektiert und dessen Position ermittelt wurde, wird eine Nachführvorrichtung aktiviert, welche die Meßvorrichtung auf das detektierte Objekt aus­ richtet.Such a laser distance determination device is off the German patent application DE 38 08 972 A1 known. This publication relates to a device for continuous tracking and position measurement of a Object in a three-dimensional space. To this end there are two light transmitters, each light Send out lines that are pulled apart in one direction and narrow in a direction perpendicular to it are trained. The two out of the light transmitters sent lines of light run vertically to each other. Both Lines of light are in each case by a deflection device a direction perio vertical to its longitudinal extent distracted so that both lines of light are common Swipe over the search field. The deflectors include each a rotating, transparent flat plate, which according to the generally known optical laws depending on their angular position a different parallel offset between entering and exiting light. If If there is an object in the search field, this reflects that emitted light back to the measuring device where it is over a lens is fed to a receiver. Out of the light transit time between the measuring device and the reflective The object becomes the distance between the measuring device and the object calculated. The angular position of the object is derived from the current angular position of the two rotating flat plates determined. As soon as an object is detected and its position a tracking device is activated,  which the measuring device applies to the detected object judges.

Aus dem US-Patent 4 475 035 ist eine Vorrichtung bekannt, mittels welcher die Oberfläche eines Objektes abgetastet wer­ den kann, wobei das Objekt in konstantem Abstand zur Vorrich­ tung entlang einer vorgegebenen Bahn auf einem Förderband transportiert wird. Dabei kann die Intensität des von der abzutastenden Oberfläche reflektierten Lichts ausgewertet oder der Abstand der abzutastenden Oberfläche von der Vorrichtung mittels eines Laserabstandsermittlungssystems bestimmt werden.A device is known from US Pat. No. 4,475,035 by means of which the surface of an object is scanned that can, the object being at a constant distance from the device tion along a given path on a conveyor belt is transported. The intensity of the surface to be scanned reflected light is evaluated or the distance of the surface to be scanned from the Device using a laser distance determination system be determined.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 23 281 A1 ist ein Schmutzsensor für Kraftfahrzeug-Scheiben, insbesondere für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer bekannt, welcher mit einer in einem bestimmten Bereich der jeweiligen Scheibe angeordneten Reflexionslichtschranke arbeitet. Die zur Messung der Ver­ schmutzung geeignete Reflexionslichtschranke deckt dabei auf nachteilige Weise einen bestimmten Bereich der jeweiligen Scheibe ab, so daß dieser Bereich beispielsweise nicht zur Ausstrahlung von Scheinwerfer-Licht genutzt werden kann.From German published patent application DE 39 23 281 A1 a dirt sensor for motor vehicle windows, in particular known for motor vehicle headlights, which with a arranged in a certain area of the respective pane Retro-reflective sensor works. The for measuring the ver suitable reflection photoelectric sensor reveals disadvantageously a certain area of each Disc from, so that this area is not, for example Radiation from headlight light can be used.

Bei dem zumindest gemäß internem Stand der Technik der Anmel­ derin bekannten und auf dem Prinzip der Nutzlicht-Rückstreu­ ung basierenden Verfahren zur Verschmutzungsmessung wird Nutzlicht durch eine Scheibe abgestrahlt und der aufgrund von Verschmutzungen der Scheibe zurückgestreute Anteil des Nutzlichts quantitativ erfaßt. Dieses Verfahren ist mit dem Nachteil behaftet, daß auf der Scheibe befindliche Schmutz­ partikel unterschiedliche Reflektivitäten aufweisen können, so daß beispielsweise in geringem Maße vorhandener weißer Staub zu dem gleichen Ergebnis führen kann wie in hohem Maße vorhandener schwarzer Staub. Durch die Ermittlung der Nutz­ licht-Rückstreuung kann somit nicht ermittelt werden, in welcher Weise die vorhandene Verschmutzung tatsächlich die Aussendung des Nutzlichts durch die zu überwachende Scheibe behindert.In the at least according to the internal state of the art of the application known and on the principle of useful light backscatter method based on pollution measurement Useful light emitted through a pane and due to portion of the backscattered portion of the disc Quantified useful light. This procedure is with the Disadvantageous that dirt is on the disc particles can have different reflectivities, so that, for example, a small amount of white Dust can lead to the same result as to a great extent existing black dust. By determining the utility light backscatter cannot therefore be determined in  which way the existing pollution actually Transmission of the useful light through the pane to be monitored with special needs.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubil­ den, daß negative Auswirkungen von Verschmutzungen der Front­ scheibe vermieden werden können, wobei insbesondere Ver­ schmutzungen zuverlässig erkannt werden sollen und die Front­ scheibe nicht durch Einrichtungen zur Verschmutzungsmessung bereichsweise verdeckt werden soll. The object of the present invention is a To continue device of the type mentioned in such a way the negative effects of pollution of the front disc can be avoided, in particular Ver dirt should be reliably recognized and the front do not slice through pollution measurement devices to be covered in certain areas.  

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeich­ nenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen.To solve this problem, the characteristics of the characteristic ning part of claim 1 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, wobei Verschmutzungen der Frontscheibe mittels einer Mehrzahl von Lichtschranken­ strahlen überwacht und erkannt werden können.The invention thus creates a laser radar by means of which not just the distance from the counter hit by the pulse light stands can be determined by the device, but also the angle at which the object is relative to any one Base direction is arranged in the room, being dirty the front window by means of a plurality of light barriers rays can be monitored and recognized.

Zur selbsttätigen Erkennung von gefährlichen Verschmutzungen der Frontscheibe und zur Abgabe eines Verschmutzungs- oder Fehlersignals im Falle einer übermäßigen Verschmutzung kann die Vorrichtung zweckmäßig nach den Ansprüchen 2 oder 3 aus­ gebildet sein. Das Schrägstellen des Hauptteils der Front­ scheibe dient dabei gleichzeitig dem Wegspiegeln des Schei­ benoberflächenreflexes. For automatic detection of dangerous soiling the windshield and to release a dirt or Error signal in the event of excessive contamination the device expediently according to claims 2 or 3 be educated. Tilting the main part of the front disc also serves to mirror away the disc surface reflex.  

Aufgrund der Ausführung nach den Ansprüchen 4 oder 5 können 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. 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 the design according to claims 4 or 5 also contamination in the form of a liquid, esp special oil film on the windscreen, which in itself the light Do not affect passage or only marginally Trigger pollution signal by the property of such Films are exploited so that they have a smooth surface too then form when placed on a rough surface be brought. Due to safety requirements at least two oil measuring channels should be provided to also the case that one of the light transmitters or light receivers fails to be able to record in the evaluation electronics.

Bevorzugt ist die Frontscheibe entsprechend der Abtastung gekrümmt.The front screen is preferably in accordance with the scanning curved.

Bevorzugte Dimensionierungen des Laserradars sind durch die Patentansprüche 8 bis 11 definiert.Preferred dimensions of the laser radar are the Claims 8 to 11 defined.

Durch das Ausführungsbeispiel nach Anspruch 10 wird er­ reicht, daß in 50 bis 150 und insbesondere 100 µs ein Winkel­ bereich von etwa 1° durch die Lichtablenkvorrichtung über­ strichen wird.By the embodiment according to claim 10, he is sufficient that an angle in 50 to 150 and in particular 100 µs range of about 1 ° through the light deflection device will be deleted.

Wenn andererseits nach Anspruch 11 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. Dies reicht für eine im Sicherheitsbereich erforderliche Winkelauflösung vollständig aus.If, on the other hand, according to claim 11, a light occurs approximately every 50 µs is emitted for a short duration, this means that a light pulse is emitted approximately every 1/2 ° or at a total scanning range of 180 ° 360 pulses. This is enough for an angular resolution required in the security area completely out.

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

Von besonderem Vorteil sind die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 12 bis 28, 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.The embodiments according to FIGS Claims 12 to 28, because this is a structural compact and optically very effective way of scanning a desired area, where the Scanning angle can go up to 360 °, but usually only Is 180 °.

Von besonderem Vorteil ist dabei die konzentrische Ausbil­ dung von Sende- und Empfangs-Impulslichtbündeln nach den Ansprüchen 17 und 18. Hierdurch wird insbesondere eine saube­ re geometrische Strahltrennung sowie Empfindlichkeit im Nah­ bereich erzielt.The concentric formation is particularly advantageous formation of transmit and receive pulse light bundles according to Claims 17 and 18. This is particularly a clean re geometric beam separation and sensitivity in the near area achieved.

Die Drehzahlen nach Anspruch 27 sind besonders vorteilhaft, weil hierdurch im Zusammenhang mit den verwendeten Impuls­ folgefrequenzen eine ausreichende winkelmäßige und zeitliche Auflösung erzielt wird.The speeds according to claim 27 are particularly advantageous because of this in connection with the pulse used repetition frequencies sufficient angular and temporal Resolution is achieved.

Im Zusammenhang mit den folgenden Ausführungsformen ist die Verwendung eines Computers gemäß Anspruch 29 von großer Be­ deutung. Hierdurch können insbesondere die verschiedenen Selbstüberwachungsfunktionen des Systems wahrgenommen wer­ den.In the context of the following embodiments, the Use of a computer according to claim 29 of large size interpretation. In this way, in particular, the different Self-monitoring functions of the system perceived who the.

Die Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 30 und 31 gewährleisten eine für die vorgesehenen Überwachungs­ zwecke 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 30 and 31 ensure one for the intended surveillance fully adequate distance resolution of the order 5 cm / bit, with one bit separated by one or half Period of the clock frequency is defined.

Die an sich durch die Taktfrequenz gegebene Auflösung kann durch die Ausführungsform nach Anspruch 32 und 33 halbiert werden.The resolution given by the clock frequency can halved by the embodiment according to claim 32 and 33 will.

Von besonderem Vorteil ist jedoch, daß durch die Verwendung von zwei parallel geschalteten Einzelzählern eine Fehlerüber­ wachung gemäß den Ansprüchen 34 bis 36 durchgeführt werden kann.Of particular advantage, however, is that through the use one error from two individual counters connected in parallel  be carried out according to claims 34 to 36 can.

Ein weiterer Fehlertest, der insbesondere beim Ausführungs­ beispiel nach Anspruch 36 zusätzlich herangezogen wird, ist im Anspruch 37 definiert.Another error test, especially during execution example according to claim 36 is additionally used defined in claim 37.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn nach den Ansprüchen 38 bis 41 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.It is also advantageous if according to claims 38 to 41 also the noise level to which the useful pulse signal is based is stored, is taken into account, since both the brightness in the monitored spaces as well as the reflectance of the over objects can fluctuate strongly.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist durch Anspruch 43 gekennzeichnet. Insbesondere durch diese Weiterbildung der Erfindung kann eine Meßgenauigkeit bis zu 5 cm/Bit er­ reicht werden.Another advantageous embodiment is by claim 43 marked. In particular through this training The invention can measure accuracy up to 5 cm / bit be enough.

Durch das Ausführungsbeispiel nach Anspruch 44 können Fehler im Sende- und Empfangssystem der Vorrichtung ermittelt wer­ den.Errors can be caused by the embodiment according to claim 44 who is determined in the transmission and reception system of the device the.

Die Weiterbildung nach Anspruch 45 ermöglicht es außerdem, die einwandfreie Funktion der vorzugsweise verwendeten Lawinen-Empfangsdiode zu überprüfen.The further development according to claim 45 also enables the proper functioning of the preferred used Check avalanche receiver diode.

Über ein gemäß Anspruch 46 vorgesehenes Interface können alle gewünschten Navigations- und Fehlersignale in geeigne­ ter Weise umgewandelt und abgerufen werden.Via an interface provided according to claim 46 all desired navigation and error signals in suitable ter be converted and accessed.

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

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

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:The invention is described below, for example, with reference to Drawing described; in this shows:

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 radars a block diagram of the laser 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 present invention preferably counter 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 90 ° twist th 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,A view similar to Fig. 7 view, with a light-emitting diode is shown for testing the receiving system Fig. 8,

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 is a schematic section through the front panel of the device according to the invention and a light barrier arrangement used for monitoring pollution with the associated 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 Drehtel­ ler 28 zu einer kontinuierlichen Umlaufbewegung um eine ver­ tikale Achse 17 an. 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.According to Fig. 1, an engine 31 drives a horizontal Drehtel ler 28 to a continuous rotational movement about an axis 17 Tikale ver. On the periphery of the turntable 28 there is an angle sensor 29 which is configured as a fork light barrier and is connected via a line 32 (see also FIG. 3) to a control stage 40 within the associated evaluation circuit.

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. Der Drehspiegel 16 kann in nicht dargestellter Weise auch an einer Spiegelplatte ausgebildet sein, die über einen Spiegelträger auf dem Drehteller 28 befestigt ist.On the turntable 28 , a circular cylinder body 27 is arranged so that its upper end face designed as a rotating mirror 16 is arranged at an angle of 45 ° to the axis of rotation 17 . The rotating mirror 16 can also be formed in a manner not shown on a mirror plate which is attached to the turntable 28 via a mirror carrier.

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. Nach Fig. 4 ist auch der Umlenkspiegel 19 als ebene Spiegelplatte ausgebildet. Ein zentraler Bereich 24 des Umlenkspiegels 19 empfängt Licht eines Impulslasers 11 über eine Sendelinse 33 und den Umlenkspiegel 19. 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. 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. 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.Above the rotating mirror 16 there is a substantially narrower, likewise planar deflecting mirror 19 , the mirror surface of which is at an angle of 45 ° to the axis of rotation 17 and can also be realized as a circular cylinder body. According to Fig. 4 and the deflecting mirror 19 is formed as a planar mirror plate. A central area 24 of the deflecting mirror 19 receives light from a pulse laser 11 via a transmitting lens 33 and the deflecting mirror 19 . The initially horizontal light beam is deflected downward on the deflecting mirror 19 , in order then to be deflected by the rotating mirror 16 in a horizontal direction to the front pane 41 of the device. From there, the transmitted light beam 21 arrives in the measuring area 13 , in which, for example, a light-reflecting object 14 is assumed, from the scattered light as the received light beam 20 through the windshield 41 in the sense of an autocollimation beam path back to the rotating mirror 16 . The receiving light 20 strikes the side of the central area 24 , on which the transmitted light 21 and in particular the central incidence light beam 18 strike a ring area 47 of the rotating mirror 16 , in order to be reflected past the deflecting mirror 19 to an interference filter 26 , behind which a receiver lens 25 located, which has areas 25 ', 25 ''of different focal lengths, in order to be able to recognize objects arranged very close to the device without any problems.

Die Empfängerlinse 25 konzentriert das Empfangslicht auf einem Photoempfänger 23 und bildet zusammen mit dem Photo­ empfänger 23 eine Photoempfangsanordnung 22. 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. Auf diese Weise kann ein Abtastwinkel­ bereich von bis zu 360° realisiert werden. Nach den Fig. 2 und 5 erstreckt sich jedoch die Frontscheibe 41 nur über einen Winkel von etwa 180°, was z. B. für die vollständige Überwachung des vor einem Fahrzeug befindlichen Bereichs ausreichend ist. 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. Das eine Winkelabtastung durchführende Sende-Impulslicht­ bündel 21 definiert eine Abtastebene 53. Der maximale Abtast­ winkelbereich 54 erstreckt sich nach Fig. 2 über 180°.The receiver lens 25 focuses the received light on a photoreceptor 23 and forms, together with the photoreceptor 23 is a photoreceptor array 22nd The rotating mirror 16 , the turntable 28 and the motor 31 together constitute a light deflecting device 15 which allows the transmit pulse light beam 21 and receive pulse light beam 20 to rotate about the axis 17 . In this way, a scanning angle range of up to 360 ° can be realized. According to FIGS. 2 and 5, however, the windscreen 41 extends only over an angle of about 180 °, z. B. is sufficient for the complete monitoring of the area in front of a vehicle. In Fig. 2, in addition to the top view of FIG. 1, two further angular positions of the rotary mirror 16 and the transmit pulse light beam 21 are illustrated. The angular scanning performing transmit pulse light bundle 21 defines a scanning plane 53 . The maximum scanning angle range 54 extends according to FIG. 2 over 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. Über die Leitung 32 wird der Steuerstufe 40 vom Winkelgeber 29 in jedem Augenblick die Winkelposition der Lichtablenkvorrich­ tung 15 mitgeteilt.According to FIG. 3, the control section 40 causes via lines 42, 43 the pulse laser 11 deflection device for emitting light pulses of a duration of 3 to 4 nanoseconds, and the circulation of the light 15 at a speed of 1500 rpm. Via the line 32 , the control stage 40 from the angle sensor 29 communicates the angular position of the light deflecting device 15 at every moment.

Über die Sendelinse 33 und die Spiegel 19, 16 (Fig. 1, 4) wer­ den Lichtimpulse 12 in den Meßbereich 13 geschickt. Sie wer­ den nach einer Laufzeit t als Empfangsimpulse 12' (Fig. 3) von der Photoempfangsanordnung 22 empfangen. 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. 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. Über eine Leitung 44 meldet der Rauschpegelmesser 36 den jeweils vorliegenden Rauschpegel auch einem Computer 38.Via the transmitting lens 33 and the mirror 19 , 16 ( Fig. 1, 4) who sent the light pulses 12 in the measuring area 13 . You who received the after a running time t as receive pulses 12 '( Fig. 3) from the photo receiving arrangement 22 . The photodetector 23 , in particular an avalanche diode, forms a corresponding electrical signal, which is applied via a comparator 34 to a counter 30 clocked by a frequency generator 52 . The reference input 35 of the comparator 34 is the output of a noise level meter 36 , the input of which is also connected to the output of the photo receiving arrangement 22 . The noise level meter 36 also reports the present noise level to a computer 38 via a line 44 .

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 photoreceiver 23 is also fed to the input of a peak value detector 37 , the output of which is also applied to the computer 38 .

Vom Impulslaser 11 führt eine Steuerleitung 45 zum Zähler 30, um diesen jeweils bei Aussendung eines Lichtimpulses anzustoßen. 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. Das Zählergebnis wird dann über die Steuerleitung 46 dem Computer 38 mitgeteilt. Dieser ermit­ telt daraus die Laufzeit t und berechnet den Abstand d des Objektes 14 nach der Formel
A control line 45 leads from the pulse laser 11 to the counter 30 in order to trigger it each time a light pulse is emitted. As soon as the light pulse 12 'is received by the photo-receiving arrangement 22 , the counter 30 is stopped due to the connection of the photo-receiving arrangement 22 via the comparator 34 . The counting result is then communicated to the computer 38 via the control line 46 . This determines the transit time t and calculates the distance d of the object 14 according to the formula

d = c.t/2 (1)
d = ct / 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. B. als Navigationssignal oder Fehlersignal zur Verfügung steht.Since the computer 38 is aware of the current angular position of the light deflection device 15 via the line 32 and the control stage 40 , information about the polar coordinates of the object 14 can now be passed on to the interface 39 , where it can be used for further use. B. is available as a navigation signal or error signal.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:
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. 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. 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.
The operation of the device described is as follows:
When driven by the motor 31 to a constant rotary motion rotating mirror 16 , the control stage 40 causes the pulse laser 11 to emit a light pulse 12 of 3.5 nanoseconds in duration. About the light deflecting device 15 , the light pulse 12 is sent into the measuring area 13 and, according to FIG. 1, is reflected by an object 14 , which is only indicated by dashed lines in FIG. 3, so that a receiving pulse 12 'finally reaches the receiving arrangement 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 light velocity), 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. 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. Bei einer zeitlichen Auflösung des Zählers von 330 ps ergibt sich eine Entfernungsmeßgenauigkeit von 5 cm.The time t between the transmission and reception of the light pulse is measured using the time interval counter 30 . When the light pulse 12 is emitted, the counter is triggered via the control line 45 and stopped when the light pulse 12 ′ which has passed back and forth over the measuring range 13 is received by the photoreceptor 23 via the comparator 34 . With a temporal resolution of the counter of 330 ps, a distance measuring accuracy of 5 cm results.

Die Aufgabe des Rauschpegelmessers 36 besteht darin, die Detektionsschwelle in Abhängigkeit vom Empfängerrauschpegel nachzuführen. Diese Nachführung stellt eine konstante Falschalarmrate bei veränderlichen Beleuchtungssituationen und Objekt-Reflexionsfaktoren sicher. Der Rauschpegelmesser 36 stellt am Referenzeingang 35 des Komparators 34 eine Triggerschwelle zur Verfügung, die dafür sorgt, daß z. 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. 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. Die Mittelwertbildungszeit ist jedoch deutlich kleiner als der beispielsweise 50 µs betragende zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sende-Lichtimpul­ sen 12. 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. B. sieben - repräsentativ für den unmittelbar vor dem Eintreffen des Empfangs-Lichtimpulses 12' vorhande­ nen statistisch maximalen Rauschpegel ist.The task of the noise level meter 36 is to track the detection threshold as a function of the receiver noise level. This tracking ensures a constant false alarm rate in the event of changing lighting situations and object reflection factors. The noise level meter 36 provides a trigger threshold at the reference input 35 of the comparator 34 , which ensures that, for. B. only such received light pulses 12 'trigger a counter signal at the comparator 34 which is seven times as large as the noise level present shortly before the light pulse 12 ' appears. The noise level meter 36 constantly averages the received signal over a time that is much greater than the length of a single light pulse. However, the averaging time is significantly smaller than the time interval between two consecutive transmit light pulses 12, for example 50 µs. In this way, the measurement-transmit light pulses 12 have no influence on the mean value, and when a receive light pulse 12 'appears at the input of the comparator 34 , the noise level meter 36 at the reference input 35 provides a trigger threshold which - multiplied by a factor of e.g. B. seven - representative of the immediately before the arrival of the received 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. 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. 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. Im dargestellten Beispiel kann der Zeitunterschied bis zu 1,2 ns betragen, was einen Meßfehler von ca. 20 cm entspricht.The task of the peak value detector 37 , which is built up from a chain of fast self-latching ECL comparators, is the generation of correction values for compensating the time measurement errors occurring as a result of signal dynamics, which is explained below with reference to FIG. 6. In Fig. 6, three different to the photoreceptor array 22 of FIG. 3 incoming light receiving pulses 12 'are shown, wel che a maximum signal voltage of 80, 81 and 82, respectively chen Errei. Due to a suitably low noise level all receive light pulses exceed 12 ', although the by the noise level meter 36 at the reference input 35 of the comparator 34 set 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. In the example shown, the time difference can be up to 1.2 ns, which corresponds to a measurement error of approx. 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, the time measurement errors (for example 84 , 85 for the maximum signals 80 , 81 ) are stored in the computer 38 relative to the base time 83 , which is assumed for the largest occurring maximum 82 , where they are available for correction purposes.

Der Spitzenwertdetektor 37 stellt fest, ob sich die am Aus­ gang des Photoempfängers 23 auftretende Signalspannung Us 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 value detector 37 determines whether the signal voltage U s occurring at the output of the photoreceiver 23 is within, for example, six predetermined signal levels 1 to 6 and emits a corresponding signal via the control line 100 to the computer 38 , where for the currently detected signal voltage the corresponding correction value (for example 84 or 85 ) is called up and a corrected time signal is determined therefrom.

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 will be 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 elimination by means of the peak value detector 37 is important because the total measuring range of the device according to the invention is 4 m, so that, for example, a measuring error of 20 cm can normally no longer 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. 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. 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.Since the control stage 40 controls the pulse laser 11 and the light deflecting device 15 , the computer 38 can assign each distance position of the light deflecting device 15 to a measured distance value. The evaluation of the measurement data in the computer 38 consists of monitoring a protective field 122 '' previously stored in polar coordinates, as is shown schematically in FIG. 12 for a driverless, self-controlling vehicle 120 in front of the laser radar 121 according to the invention mounted on the front of the vehicle 120 is. Whenever the protective field 122 ″ detects the lane edge 101 that can be detected by the laser radar 121 or another obstacle 123 ( FIG. 11), a corresponding countermovement movement can be triggered, the sector S1 to S16 also determining where the obstacle is located 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. Sobald das Schutzfeld 122 eine der Begrenzungen 101 erfaßt, leitet das Laserradar 121 eine Gegensteuerbewegung ein. 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 As soon as the protective field 122 detects one of the limitations 101 , the laser radar 121 initiates a countermovement 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 where the protective field 122 'in front of the laser radar 121 arranged on the front of a vehicle 120 is set according to the invention so that it reacts to obstacles 123 located at a predetermined distance r, for example by a switch-off 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 so differentiated that different critical distances S1 to S16 can be provided for different angle sectors, so that not only does he recognize obstacles, but also their angle and their distance from that Location of the laser radar 121 can be determined.

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 self-navigating vehicle 120 , the navigation device 125 is connected to the laser radar according to the invention via an information line 102 , whereby the laser radar 121 by means of its detection area 124 from time to time, where the coordinates of the environment are known, the navigation device 125 can correct to the current status.

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. 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. 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. B. zum Abschalten der gefährlichen Arbeitsmaschine 126 führt.The application shown with reference to FIG. 14 is that the laser radar device 121 according to the invention defines an approximately rectangular, distance-limited protection area 127 , at one corner of which it is arranged such that the bisector of the scanning angle area 54 lies approximately on the diagonal of the rectangular protection area. In the diagonally opposite corner area there is a dangerous work machine 126 , against which 121 people who approach the machine are to be protected by the laser radar device according to the invention. It is essential that the protection area 127 can be limited by the laser radar device 121 according to the invention so that a person at 103, for example, at a non-hazardous location, although it is in the scanning angle range 54, is not recognized, while one, for example, at 104 a person at risk is recognized, which then z. B. leads to switching off the dangerous machine 126 .

Das erfindungsgemäße Laserradar hat eine Reichweite von 4 bis 6 m und eine Auflösung von besser als 7 cm. Die Erfas­ sungszeit beträgt ca. 40 ms, und der Erfassungswinkel ist in allen Fällen 180°.The laser radar according to the invention has a range of 4 up to 6 m and a resolution of better than 7 cm. The Erfas solution time is approx. 40 ms 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. B. für ein Stoppsignal im Fahrzeug 120 verwen­ det werden kann.At the interface 39 ( FIG. 3), for example, in the case of the application according to FIG. 11, an obstacle removal signal r is generated which, for. B. can be used for a stop signal in the vehicle 120 .

Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 kann für jeden Sektor S1 bis S16 ein Minimum-Entfernungssignal eingestellt werden.In the embodiment according to 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. Die laterale Auflösung kann in allen Fällen 0,5° betragen, wäh­ rend die Entfernungsauflösung bis auf ±5 cm herabsetzbar ist.In the navigation support of FIG. 13 may be at a measurement rate of 360 measurements in 40 ms to work. The lateral resolution can be 0.5 ° in all cases, while the distance resolution can be reduced to ± 5 cm.

Der entfernungsbegrenzte Schutzbereich 127 nach Fig. 14 kann 3 bis 4 m betragen, wobei dann die Erfassungszeit 80 bis 120 ms ist bei einer Auflösung von 5 cm.The distance-limited protection area 127 according to FIG. 14 can be 3 to 4 m, 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. Wie dies im einzelnen geschieht, wird im folgenden erläutert:According to the invention, the counter 30 is constructed from two asynchronous individual counter chains, with one counter on the positive and one counter on the negative edge of the 1.5 GHz clock incremented, so that a resolution of 330 ps results from adding the two counter readings. How this happens in detail is explained 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. 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. 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.According to FIG. 5, the counter 30 has two asynchronously operating invention contains single counter 50, 51, the clock inputs 105, 106 is driven through an OR gate 71. It is important that the output 72 for the clock input 106 of the individual counter 51 is inverted with respect to the output 72 'for the clock input 105 of the individual counter 50 . The two inputs of the OR gate 71 are connected via a test count input 55 to the computer 38 or to the output of an AND gate 73 , the two inputs of which are connected to the switching output of a flip-flop 76 or to a maximum frequency voltage input 59 , which is acted upon by the frequency generator 52 with a maximum frequency voltage of 1.5 GHz.

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

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. Der andere Eingang des ODER-Gat­ ters 74 ist mit dem Überlaufausgang 107 des zweiten Einzel­ zählers 51 verbunden.The output of the comparator 34 ( FIG. 3) is shown in FIG. 7 via the line 62 to the measurement stop input 61 of the counter 30 , which in turn is connected to the one input of an OR gate 74 . The other input of the OR gate 74 is connected to the overflow output 107 of the second individual counter 51 .

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

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 addition stage 69 , which forms the sum of the two input count signals and feeds them to an output stage 70 via the multiplexer 68 .

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

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

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 also have reset inputs 110 , 111 , which are controlled by the computer 38 via a reset input 63 and a control line 64 .

Mit dem anhand von Fig. 5 erläuterten Zähler 30 werden während des Betriebs des erfindungsgeinäßen Laserradargeräts folgende Funktionen ausgeführt:
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. 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. Mit anderen Worten zählt nun der Zähler 50 die ansteigenden Flanken der positiven Halbwellen, der Einzelzähler 51 die abfallenden Flanken der negativen Halbwellen. 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.
The counter 30 explained with reference to FIG. 5 performs the following functions during operation of the laser radar device according to the invention:
While the rotating mirror 16 sweeps over the useful scanning angle range 54 (FIGS . 2, 14, 16), each light pulse 12 emitted by the pulse laser 11 triggers a switchover of the flip-flop 76 at the moment it is emitted via the line 45 and the OR gate 75 , so that the connected AND gate 73 passes the maximum frequency voltage of 1.5 GHz applied to its other input to the OR gate 71 . From there, the maximum frequency voltage now reaches the counter inputs 105 , 106 of the individual counters 50 , 51 , but the count signal reaching the counter input 106 of the second counter 51 is shifted by 180 ° in relation to the count signal at the input 105 due to the inverted output 72 of the OR gate 71 is. In other words, the counter 50 counts the rising edges of the positive half-waves, the individual counter 51 the falling edges of the negative half-waves. As a result, two bits are generated by the individual counters 50 , 51 from the frequency generator 52 during each period of the maximum frequency voltage, in each case 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. 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. 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.The counting of the half-waves of the maximum frequency voltage from the frequency generator 52 is now continued until a light pulse 12 '( FIG. 3) is received by the photo receiving arrangement 22 and via the comparator 34 , the line 62 , the measurement stop input 61 and the OR gate 74 a stop signal is given to the reset input 112 of the flip-flop 76 . The flip-flop 76 is then reset to its initial state, whereupon the AND gate 73 blocks and the maximum frequency generator 52 is separated from the OR gate 71 . The counting of the individual counters 50 , 51 is thus stopped, and now the computer 38 , to which this has been reported via line 46 ( FIG. 3), not only the measured counters would be available after summation in the addition stage 69 via the multiplexer 68 and call the output stage 70 , but also 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 cm/Bit erzielt.After during each period of the maximum frequency voltage two bits will be generated at a frequency of 1.5 GHz a temporal resolution in the runtime measurement (t) of 330 ps and thus a distance measuring accuracy of cm / bit achieved.

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. Dort findet nunmehr ein Vergleich des Summenausgang­ signals der Additionsstufe 69 mit dem Doppelten des Zähler­ standes des zweiten Zählers 51 statt. Bei einwandfreiem Arbeiten aller Komponenten dürfen sich die beiden Zahlenwer­ te höchstens um ein Bit unterscheiden. Wird dies vom Computer 38 festgestellt, ist dies ein Zeichen dafür, daß sämtliche Komponenten einwandfrei gearbeitet haben. 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.After a runtime measurement has been carried out in this way, the computer 38 switches over the control line 66 and the multiplexer switching input 67 to the multiplexer 68 , so that the latter can now deliver the counter present on the line 109 to the computer 38 via the second counter 51 . There is now a comparison of the sum output signal of the addition stage 69 with twice the counter state of the second counter 51 takes place. If all components work properly, the two numerical values may differ by at most one bit. If this is determined by the computer 38 , this is a sign that all components have worked properly. However, if this comparison reveals a difference of several bits, the computer 38 generates an error signal and, for example, stops 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. Im allgemeinen genügt es jedoch, wenn erst nach einem vollständigen Abtasten des Abtastwinkel­ bereiches 54 ein derartiger Test durchgeführt wird.The aforementioned test can be carried out once, for example, after each received light pulse 12 'and the corresponding evaluation. In general, however, it is sufficient if such a test is carried out only after the scanning angle region 54 has been completely scanned.

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. 300 mal langsamer, also beispielsweise mit einer Frequenz von 5 MHz vor sich geht als beim eigent­ lichen Meßvorgang.In the latter case, the computer 38 also carries out a further security test such that test counts are given to the test count input 55 via the feed line 56 , which trigger 71 counting processes in the individual counters 50 , 51 via the OR gate 71 , but these Test counting is about 300 times slower, for example with a frequency of 5 MHz, than in the actual measuring process.

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 process is triggered by the computer via the control line 65 , the test start input 58 , the OR gate 75 , the flip-flop 76 and the AND gate 73 in a manner similar to that which takes place in the actual measuring process via the measuring start input 57 .

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. 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.A test counting process which has been triggered once is continued until the counters 50 , 51 are full, whereupon a stop signal is sent to the reset input 112 of the via the overflow output 107 of the second individual counter 51 , the reset line 77 and the OR gate 74 Flip-flops 76 is issued. More can now be checked via the addition stage 69 and the line 109 as well as the multiplexer 68 , which is again controlled in a suitable manner by the computer 38 , to determine whether the actual meter readings match the target value.

Durch diesen zweiten Test, der ebenfalls nur einmal nach jeder Abtastung durchgeführt wird, kann geprüft werden, ob die logischen Funktionen korrekt arbeiten. 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. Logische Fehlfunktionen sowie zerstörte Signalleitungen können auf diese Weise sicher aufgedeckt werden.This second test, which is also only performed once after each scan, can be used to check whether the logic functions are working correctly. Since the computer 38 generates the positive and negative flanks triggering the count at the test input 55 , it can easily check the correct function by comparing the counter readings obtained with the number of flanks issued. Logical malfunctions and destroyed signal lines can be reliably detected 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 individual counters 50 , 51 in the counter 30 therefore not only has the advantage of doubling the time resolution, but also enables the two security tests described above.

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. Eine dieser Testvorrichtungen besteht aus einem im Bereich des Sende-Lichtimpulsbündels 21 angeordne­ ten Testkörper 86, der vorzugsweise aus einem lichtstreuen­ jden Material besteht. Es kann sich hierbei um eine gesinter­ te Glasscheibe (Glasfritte) handeln, in der das Licht an den kristallinen Partikeln gestreut wird. Eine geschwärzte Ring­ blende 87 rund um den Bereich, wo das Sende-Impulslichtbün­ del 21 auftrifft, vermindert unerwünschte Streulichteffekte. FIGS. 4 and 7 show that in that region of the 360 ° scan, the rotary mirror 16, which angular range outside of the sample 54 (Fig. 2), the test devices may be angeord net. One of these test devices consists of a test body 86 arranged in the region of the transmitted light pulse bundle 21 , which preferably consists of a light-scattering material. It can be a sintered glass pane (glass frit) in which the light is scattered on the crystalline particles. A blackened ring aperture 87 around the area where the transmission pulse light bundle 21 strikes 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.Since the scattering properties of the test body 86 are known and stable, the faultless operation of the pulse laser 11 and the receiving system can be tested by evaluating the received signal of the photoreceiver 23 , which is preferably designed as an avalanche receiver.

Das Empfangssignal Us der Photoempfangsanordnung 22 berech­ net sich nach der folgenden Formel:
The received signal Us of the photo receiving arrangement 22 is calculated using the following formula:

Us = Ps . Rr . Rq . M . Rt (2)
Us = Ps. Rr. Rq. M. Rt (2)

In dieser Formel bedeuten:
Us: Empfangssignal
Ps: Sendeleistung
Rr: Testzielreflexionsgrad
Rq: Quantenwirkungsgrad
M : Multiplikationsfaktor der verwendeten Lawinendiode 23
Rt: Transimpedanz der Lawinendiode 23 (effektiver Arbeitswiderstand der Diode)
In this formula:
Us: reception signal
Ps: transmission power
Rr: test target reflectance
Rq: quantum efficiency
M: multiplication factor of the avalanche diode 23 used
Rt: transimpedance of avalanche diode 23 (effective load resistance of the diode)

Der Computer prüft nun, ob das Empfangssignal Us wenigstens den Wert einer vorgegebenen Grenzwertkonstante K1 erreicht. Ist dies der Fall, so wird die Sende-Empfangsanordnung als einwandfrei bewertet und die Messung fortgesetzt. 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.The computer now checks whether the received signal Us reaches at least the value of a predetermined limit constant K1. If this is the case, the transceiver arrangement is rated as faultless and the measurement is continued. If, however, the received signal Us drops in the above-described test under K1, the computer 38 reports an error and switches off, for example, the dangerous work machine 126 according to FIG. 14.

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. 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. 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. Zusammen mit dem Meßergebnis des anhand von Fig. 7 beschriebenen Tests kann damit indirekt die Systemempfindlichkeit unter allen Umgebungs­ lichtsituationen nachgewiesen werden.According to FIG. 9, a further test can be carried out in the same ineffective angular range for the actual measurement in that a light-emitting diode 88 is provided either inside the test body 86 or next to it ( FIG. 4), which is received by the imaging receiving system or the photo receiver geranordnung 22 is mapped to the photoreceiver 23 , which is again assumed to be an avalanche diode. The direct current I thereby generated in the avalanche diode 23 leads to a quantum noise (shot noise) due to the physical laws, which is determined quantitatively via the noise level meter 36 ( FIG. 3). With known receiver direct current I, an evaluation allows the calculation of 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 . Together with the measurement result of the test described with reference to FIG. 7, the system sensitivity can thus be indirectly demonstrated under all ambient light situations.

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

Ur = (2 . q . I . M1+k.fg)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 whether the following requirement is met:

In den vorgenannten Formeln bedeuten:
I: Photostrom in der Photodiode 23
Ur: Rauschspannung aufgrund der Beleuchtung durch die Leuchtdiode 88
M: Multiplikationsfaktor der Lawinendiode 23
q: Elementarladung (1,6 . 10-19 Coulomb)
Rt: Transimpedanz der Lawindendiode 23
fg: Grenzfrequenz des Rauschens
K2: zweite Grenzwertkonstante
In the above formulas:
I: photocurrent in photodiode 23
Ur: noise voltage due to the illumination by the LED 88
M: multiplication factor of the avalanche diode 23
q: Elementary charge (1.6. 10 -19 Coulomb)
Rt: Transimpedance of the avalanche diode 23
f g : cut-off frequency of the noise
K2: second limit constant

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. 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. FIGS. 4 and 9 of the windshield 41 are below the lower end face 89 uniformly distributed over the scan angle 54 light emitting diodes arranged 91, which each emit a light barrier beam 98 upward, the one shown in FIGS. 4 and 9 angled lower part of the windscreen 41 traverses and then passes through the inclined main part of the front window 41 to an associated photo receiver 92 arranged above it. The inclination of the main part of the front window 41 not only makes sense to create a passage for the vertical right light barrier rays 98 , but also to keep the inside reflex of the front window 41 away from the photo receiving arrangement 22 .

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 wesentlich 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 part of the front window 41 has two circumferentially distributed areas roughened or roughened on its outer surface 41 ', through which the sharply focused light 131 emanating from the associated light transmitter 91 is present in the absence of a smoothing oil film shown in FIG. 4 128 is scattered into a substantially larger solid angle region 129 , so that the associated light receiver 92 receives only a small amount of light from the light transmitter 91 .

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. 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.If, for example, an oil film 128 never strikes the roughened outer surface of the matted area 41 ', this cancels the strong light scattering of the bundle 131 due to the only slight refractive index difference to the underlying material of the front window 41 , so that now a concentrated light bundle 130 meets the assigned light receiver 92 and triggers a much stronger light reception signal at the light receiver 92 . The strong increase in the output signal of the light receiver 92 is therefore a measure of the fact that a smoothing liquid film has deposited on the roughened surface of the matted area 41 '.

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 at least two of a frosted area is assigned to 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 transitions from a range of 113 of a multiplexer connected to 93, 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. Ihre Arbeitsweise ist wie folgt:
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. 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-Wand­ ler 97 angelegt werden. Dadurch empfängt der Computer 38 laufend Signale von den einzelnen Empfangsdioden 92. Durch Vergleich einer vorgegebenen Soll-Empfangsstärke mit der tatsächlichen Empfangsstärke der Lichtstrahlen 98 kann der Computer 38 somit Verschmutzungen der Frontscheibe 41 erken­ nen. 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.
The described arrangement of LEDs 91 and receiving diodes 92 is used to monitor the contamination of the front window 41st They work as follows:
The computer 38 clocks the multiplexer 93 in such a way that it successively outputs a rectangular pulse via the pulse shaper 95 to the transmitter diodes 91, which are arranged uniformly on the circumference of the scanning angle region 54 . The opposite reception diodes 92 are activated in the same rhythm by the multiplexer 94 being clocked by the computer 38 in the same way as the multiplexer 93 , whereby the outputs of the individual reception diodes 92 to the amplifier 96 and the analog-digital converter are successively generated 97 can be created. As a result, the computer 38 continuously receives signals from the individual receiving diodes 92 . By comparing a predetermined target reception strength with the actual reception strength of the light rays 98 , the computer 38 can thus recognize dirt on the front window 41 . If excessive contamination is detected at at least one point, the computer 38 reports this to the interface 39 , and a warning or switch-off signal can then be emitted, for example.

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. 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. When evaluating the received signals of the light receiver 92 , which are assigned to a matted area 41 ', the computer 38 distinguishes between a decrease and an increase in the received signal, so that both a darkening Ver pollution and an oil film in the between the light sensor 91 and the light beam 92 extending light bundle can be recognized. But it is also possible that the frosted area 41 'assigned light transmitter-light receiver ger pair 91 , 92 is used only for the detection of liquid films, so that the computer 38 when connecting such a light transmitter-light receiver pair 91 , 92 only to one appeals to increased 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. Durch zweikanalige Ausbildung der Referenzzweige ist die Schaltung so ausgelegt, daß jede Fehl­ funktion aufgedeckt wird.In addition to the preferably four measuring light barrier beams 98 , two redundantly constructed reference branches are to be provided, the beam path of which does not lead through the pane, where the temperature response of the transmitting diodes and the pulse current source can be eliminated by appropriate signal comparison in the computer 38 . By two-channel design 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. Es erfolgt eine zeitliche und logische Programmablaufüberwachung.According to the invention, the engine speed is also determined by the computer and monitors the system timing. 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 electronic functions are monitored according to the invention by means of a RAM, ROM, ALU, watchdog test, A / D converter (contamination measurement, noise level measurement), D / A converter (comparator test), peak value detector, stop comparator and oscillators for the computer 38 and the 1.5 GHz counter.

Erfindungsgemäß sind zwei optoentkoppelte, dynamische, rück­ gelesene Eingriffsleitungen vorgesehen. Der Nachweis der Systemleitung basiert auf einer Worst-Case-Leistungsbilanz. Es erfolgt eine einfehlersichere Ansteuerung des Lasers (Augensicherheit). Weiter kann ein Zugriffschutz für den Einrichtmodus über Pass-Worte erreicht werden. Durch das beschriebene Lichtgitter ist eine Verschmutzungserkennung und -warnung gewährleistet.According to the invention are two opto-decoupled, dynamic, back read intervention lines provided. Evidence of System management is based on a worst-case current account. The laser is controlled in a fail-safe manner (Eye safety). Access protection for the Setup mode can be reached via pass words. By the Light curtain described is a contamination detection and warning guaranteed.

Es liegt ein definiertes Anlaufverhalten des Systems bzw. der Schnittstelle vor. Nach dem Einschalten der Einrichtung werden alle o.g. Tests durchlaufen. There is a defined startup behavior of the system or the interface. After turning on the device all of the above Go through tests.  

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 so set that objects with a reflectivity up to down to 2% can be recognized.

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. 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.The laser radar device is housed in FIG. 4 in a housing 115 , which is closed at the front by a cover cap 116 , in the lower region of which the windshield 41 curved over 180 ° is provided. According to FIG. 4, for example, Sen housed and receiver in a compact unit as ausgebil Deten transmitter-receiver unit 49 in the form of a cylindrical housing.

Claims (47)

1. Laserabstandsermittlungsvorrichtung nach dem Impulslauf­ 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, einer Auswerteschal­ tung (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, wobei 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) ein für ihre momentane Winkelstellung repräsentatives Winkelpositionssignal ab­ gibt, und wobei die Auswerteschaltung (23, 30, 34, 36, 37, 38, 39, 40) aus dem Abstandssignal und dem Winkel­ positionssignal den Ort des Objektes (14) innerhalb des Meßbereiches (13) ermittelt, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (115), welches im Bereich des Durchtritts des Sende-Impulslichtbündels und des Empfangs-Impuls­ lichtbündels durch eine Frontscheibe (41) abgeschlossen ist, wobei die Frontscheibe (41) an einer Vielzahl von Stellen entlang ihres Umfanges von Lichtschrankenstrah­ len (98) durchquert wird, die von im Bereich ihrer einen Stirnseite (89) angeordneten Lichtsendern (91) ausgehen und von im Bereich ihrer anderen Stirnseite (90) ange­ ordneten Lichtempfängern (92) empfangen werden.1. Laser distance determination device after the pulse run time method with a pulse laser ( 11 ), which sends controlled light pulses ( 12 ) into a measuring area ( 13 ), a photo-receiving arrangement ( 22 ) which the object ( 14 ) located in the measuring area ( 13 ) recovered Light pulses ( 12 ') receives an evaluation circuit ( 23 , 30 , 34 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 ), which takes into account the speed of light from the time between the transmission and reception of a light pulse ( 12 , 12 ') the distance of the object ( 14 ) from the pulse laser ( 11 ) characteristic distance signal is determined, a light deflecting device ( 15 ) being arranged between the measuring region ( 13 ) and the pulse laser ( 11 ), which successive light pulses ( 12 ) at increasingly changing angles steers into the measuring range ( 13 ) and at the same time to the evaluation circuit ( 23 , 30 , 34 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 ) for their current angles lstellung representative angular position signal from there, and wherein the evaluation circuit (23, 30, 34, 36, 37, 38, 39, 40) position signal determined from the distance signal and the angle of the location of the object (14) within the measuring range (13) in by a housing ( 115 ), which is closed in the area of the passage of the transmitted pulse light beam and the received pulse light beam by a front screen ( 41 ), the front screen ( 41 ) at a plurality of locations along its circumference of light barrier beams ( 98 ) is traversed, which emanate from light transmitters ( 91 ) arranged in the region of one end face ( 89 ) and are received by light receivers ( 92 ) arranged in the region of their other end face ( 90 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, 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) der Auswerteschaltung angeschlos­ sen sind, welcher, wenn wenigstens ein Empfangssignal unter einen vorbestimmten Minimalwert abgefallen ist, ein Verschmutzungssignal abgibt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the light transmitter ( 91 ) for sequential activation with pulses and the light receiver ( 92 ) for appropriate evaluation of the received pulses via multiplexers ( 93 and 94 ) to the computer ( 38 ) of the evaluation circuit are connected, which, when at least one received signal has dropped below a predetermined minimum value, emits a contamination signal. 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontscheibe von oben nach unten in Richtung auf den Drehspiegel (16) der Lichtablenkvorrichtung (15) 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).3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the front screen from top to bottom in the direction of the rotating mirror ( 16 ) of the light deflecting device ( 15 ) extends obliquely and preferably at its lower end by a significant angle, which is about 90 ° may be angled in the opposite direction to bring about a double passage of the light barrier beam ( 98 ) through the front screen ( 41 ), first from the inside of the housing ( 115 ) into the outside and then from there back into the inside the housing ( 115 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, 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 inenge erhält, und daß ein Verschmutzungssignal abgegeben wird, wenn der Lichtempfang am zugeordneten Lichtempfän­ ger (92) einen vorbestimmten Wert überschreitet.4. The device according to claim 3, characterized in that at least a region ( 41 ') of the front window ( 41 ), which is preferably near a light transmitter ( 91 ) and far from the associated light receiver ( 92 ), is formed matt on its outer surface , in such a way that when the area ( 41 ') is not contaminated, the assigned light receiver ( 92 ) receives a quantity of light weakened by light scattering and, in the presence of a liquid, in particular oil film ( 128 ) on the area ( 41 '), the assigned light receiver ( 92 ) receives an increased amount of light, and that a pollution signal is emitted when the light reception at the associated light receiver ( 92 ) exceeds a predetermined value. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, 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.5. The device according to claim 4, characterized in that on the front window ( 41 ) distributed over the circumference two matted areas ( 41 ') and associated light transmitter ( 91 ) and light receiver ( 92 ) are available. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontscheibe (41) um die Drehachse (17) des Drehspiegels (16) gekrümmt ausgebildet ist und sich in Abtastrichtung zumindest über den Abtastwinkelbereich (54) erstreckt.6. Device according to one of the preceding claims 3 to 5, characterized in that the front screen ( 41 ) around the axis of rotation ( 17 ) of the rotating mirror ( 16 ) is curved and extends in the scanning direction at least over the scanning angle range ( 54 ). 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandswinkelbereich (54) vorzugsweise größer als 90° und insbesondere kleiner als 270° ist sowie be­ vorzugt etwa 180° beträgt und zweckmäßigerweise die Impulslichtstrahlen eine vorzugsweise horizontale Abtast­ ebene (53) definieren.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance angle range ( 54 ) is preferably greater than 90 ° and in particular less than 270 ° and preferably be about 180 ° and expediently the pulse light beams preferably define a horizontal scanning plane ( 53 ) . 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdauer der Lichtimpulse (12) so gering ist, daß während die­ ser Zeit die Lichtablenkvorrichtung (15) als praktisch stillstehend angesehen werden kann. 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse duration of the light pulses ( 12 ) is so small that during this time the light deflection device ( 15 ) can be regarded as practically stationary. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtimpulsdauer einige Nanosekunden, zweckmäßi­ gerweise 1-5, vorzugsweise 2-4 und insbesondere etwa 3 ns beträgt.9. Device according to one of the preceding claims, characterized, that the light pulse duration a few nanoseconds, expedient sometimes 1-5, preferably 2-4 and in particular about 3 is ns. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelgeschwindigkeit der Lichtablenkvorrichtung (15) 0,5.104 bis 2.104, insbesondere etwa 1.104o/sec be­ trägt.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the angular velocity of the light deflection device ( 15 ) 0.5.10 4 to 2.10 4 , in particular about 1.10 4o / sec be. 11. 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.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between successive transmitted light pulses ( 12 ) by several powers of ten, preferably by magnitudes 4 powers of ten greater than the pulse length and / or that preferably the pulse sequence frequency between 5 to 50th , expediently 10 to 40, and in particular about 20 kHz. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtablenkvorrichtung (15) einen vorzugsweise planen Drehspiegel (16) umfaßt.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light deflecting device ( 15 ) comprises a preferably planar rotating mirror ( 16 ). 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegel (16) um einen der Einfallslichtstrah­ len, vorzugsweise den Mitteleinfallslichtstrahl (18) drehbar ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the rotating mirror ( 16 ) about one of the incident light rays, preferably the central incident light beam ( 18 ) is rotatable. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, 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.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the axis of rotation ( 17 ) or the central incident light beam ( 18 ) at 30 to 60, preferably 40 to 50 and in particular 45 ° to the surface of the rotating mirror ( 16 ), the rotating mirror ( 16 ) seen in the direction of the axis of rotation ( 17 ) has a circular disc shape. 15. 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.15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotating mirror ( 16 ) receives a transmission pulse light beam ( 21 ) essentially from above and radiates essentially union union horizontally. 16. 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.16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse light emitted preferably horizontally by the pulse laser ( 11 ) is deflected preferably horizontally by a 90 ° to the rotating mirror ( 16 ), in particular downwards, via a fixedly arranged, preferably planar deflection mirror ( 19 ) . 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Impulslaser (11) eine ein paralleles Sende-Impulslichtbündel (21) bildende Sendelinse (33) vorgeschaltet ist.17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse laser ( 11 ) is preceded by a transmission lens ( 33 ) forming a parallel transmission pulse light bundle ( 21 ). 18. 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.18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light deflecting device ( 15 ) also receives a received pulse light beam ( 20 ) and directs to the photo receiving arrangement ( 22 ), the transmit pulse light beam ( 21 ) and the receive pulse light beam ( 20 ) beyond the rotating mirror ( 16 ) are preferably coaxial to one another, and in particular the transmit pulse light bundle ( 21 ) runs centrally and has a circular cross section and the receive pulse light bundle ( 22 ) is arranged around the transmit pulse light bundle and has an annular shape Has cross section and both bundles ( 20 , 21 ) adjoin each other, so that the rotating mirror ( 16 ) has a central area ( 24 ) where the transmitted pulse light beam ( 21 ) meets and a peripheral area ( 47 ) where the receiving Impulse light beam ( 20 ) strikes, has. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, 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.19. Device according to one of claims 12 to 18, characterized in that the deflecting mirror ( 19 ) for the pulse light coming from the pulse laser ( 11 ) or the transmitting lens ( 33 ) opposite, in particular over a central region ( 24 ) of the rotating mirror ( 16 ) is arranged and the receive pulse light bundle ( 20 ) past the deflecting mirror ( 19 ) to the photo receiving arrangement ( 22 ), the deflecting plane mirror ( 19 ) in the direction of the receiving pulse light bundle ( 20 ) passing it, preferably a circular cross section owns. 20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoempfangsanordnung (22) eine das Empfangs­ licht auf einen Photoempfänger (23) konzentrierende Empfängerlinse (25) umfaßt.20. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the photo receiving arrangement ( 22 ) comprises a receiving lens ( 25 ) concentrating the receiving light on a photo receiver ( 23 ). 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, 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.21. The apparatus according to claim 20, characterized in that the diameter of the receiver lens ( 25 ) is so large that it next to the central area ( 24 ) on the peripheral area ( 47 ) of the rotating mirror ( 16 ) de received pulse light beam ( 20 ) records. 22. 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.22. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an interference filter ( 26 ) which is matched to the spectrum of the light emitted by the pulse laser ( 11 ) is arranged at the input of the photo receiving arrangement ( 22 ). 23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerlinse (25) zwei Bereiche (25', 25'') mit unterschiedlichen Brennweiten aufweist, die vorzugsweise konzentrisch zueinander liegen.23. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiver lens ( 25 ) has two areas ( 25 ', 25 '') with different focal lengths, which are preferably concentric to one another. 24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 3 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegel (16) an einer Schrägschnittebene eines Kreiszylinderkörpers (27) ausgebildet ist, dessen Zylinderachse mit der Drehachse (17) zusammenfällt.24. Device according to one of the preceding claims 3 to 23, characterized in that the rotating mirror ( 16 ) is formed on an oblique section plane of a circular cylinder body ( 27 ), the cylinder axis of which coincides with the axis of rotation ( 17 ). 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegel (16) an einer ebenen Spiegelplatte (78) ausgebildet ist, die auf einem drehbaren Spiegelträger (48) angebracht ist.25. Device according to one of claims 3 to 23, characterized in that the rotating mirror ( 16 ) is formed on a flat mirror plate ( 78 ) which is attached to a rotatable mirror carrier ( 48 ). 26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtablenkvorrichtung (15) einen 360°-Ablenkwin­ kel überstreicht und vorzugsweise kontinuierlich in einer Drehrichtung umläuft.26. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light deflecting device ( 15 ) sweeps a 360 ° deflection angle and preferably rotates continuously in one direction of rotation. 27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 26, 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.27. The device according to one of the preceding claims 3 to 26, characterized in that the rotating mirror ( 16 ) is arranged on a turntable ( 28 ) which is driven by a motor ( 31 ) to a continuous rotation with a preferably predetermined speed, the speed expediently being 1000 to 3000, in particular approximately 1500 rpm. 28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, das im Bereich des Drehtellers (28) ein Winkelgeber (29) angeordnet ist, der die momentane Winkelposition des Drehtellers (28) der Auswerteschaltung (38, 40) meldet.28. The apparatus according to claim 27, characterized in that an angle sensor ( 29 ) is arranged in the region of the turntable ( 28 ) and reports the instantaneous angular position of the turntable ( 28 ) to the evaluation circuit ( 38 , 40 ). 29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das 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.29. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit contains a computer ( 38 ) in which all the necessary arithmetic operations, in particular the calculation of the distance of the object ( 14 ) from the pulse transit time (t) are carried out. 30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Auswerteschaltung einen Zähler (30) mit vorzugs­ weise fest vorgegebener Taktfrequenz umfaßt, der mit dem Impulslaser (11) bzw. seiner Triggerschaltung so verbun­ den ist, das er bei Aussendung eines Lichtimpulses (12) angestoßen wird, und mit der Photoempfangsanordnung (22) so verbunden ist, das er beim Empfang des gleichen Lichtimpulses (12') durch die Photoempfangsanordnung (22) angehalten wird, und das aus dem Zählerstand die Laufzeit (t) und vorzugsweise der Abstand des Objektes (14) berechnet wird.30. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation circuit comprises a counter ( 30 ) with preferably fixed clock frequency, the verbun with the pulse laser ( 11 ) or its trigger circuit is so that it when sending a light pulse (12) is triggered, and is connected to the photoreceiver assembly (22) so that it is stopped on receipt of the same pulse of light (12 ') by the photo-receiving device (22), and for the count of the duration (t) and preferably the Distance of the object ( 14 ) is calculated. 31. Vorrichtung nach Anspruch 30, 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. 31. The device according to claim 30, characterized in that the counter ( 30 ) is acted upon by a frequency generator ( 52 ), which expediently with a clock frequency of 0.5 to 3.0, in particular 1 to 2 and preferably about 1.5 GHz is working. 32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, das 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.32. Apparatus according to claim 31, characterized in that the counter ( 30 ) is constructed from two asynchronous individual counters ( 50 , 51 ), one of which is based on the positive half-waves, in particular the rising edges of the positive half-waves, and the other on the nega tive half waves, in particular the falling edges of the negative half waves of a frequency generator ( 52 ) output maximum frequency voltage. 33. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, das die durch die Laufzeit (t) eines Lichtimpulses (12, 12') erzeugten beiden Einzelzählerstände addiert und als Maß für die Laufzeit (t) verwendet werden.33. Device according to claim 31, characterized in that the two individual counter readings generated by the transit time (t) of a light pulse ( 12 , 12 ') are added and used as a measure of the transit time (t). 34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, das 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.34. Apparatus according to claim 32 or 33, characterized in that the sum of the individual counts with the doubled th count of one of the individual counters ( 50 , 51 ) compared and an error signal is emitted if the comparison is a difference by more than a few bits preferably results in one bit. 35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, das der Vergleich nach jeder Auswertung eines Lichtimpul­ ses (12, 12') durchgeführt wird.35. Apparatus according to claim 34, characterized in that the comparison is carried out after each evaluation of a light pulse ( 12 , 12 '). 36. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, das der Vergleich in der Pause zwischen dem Ende einer Abtastung des Abtastwinkelbereiches (54) und dem Beginn der nächsten Abtastung des Abtastwinkelbereiches (54) durchgeführt wird. 36. Apparatus according to claim 34, characterized in that the comparison is carried out during the pause between the end of a scan of the scan angle range ( 54 ) and the start of the next scan of the scan angle range ( 54 ). 37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 36, dadurch gekennzeichnet, das 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.37. Device according to one of claims 32 to 36, characterized in that in the pause between two scans of the scanning angle range ( 54 ) the computer ( 38 ) delivers controlled counting pulses to the individual counters ( 50 , 51 ), checks the counting result and emits an error signal if the counting result does not match the number of counting pulses entered. 38. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 30 bis 37, 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.38. Device according to one of the preceding claims 30 to 37, characterized in that the photo receiving arrangement ( 22 ) via a comparator ( 34 ) is applied to the counter ( 30 ), the reference input ( 35 ) defining the trigger threshold for the received signals for the noise level representative output signal of a noise level meter ( 36 ) is fed immediately before the signal reception, at whose input the output signal of the photo receiving arrangement ( 22 ) is applied. 39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauschpegelmesser (36) über die Photoempfangs­ anordnung (22) kontinuierlich die Grundhelligkeit erfast 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 das dieser Mittel­ wert als mittlerer Rauschpegel verwendet wird.39. Apparatus according to claim 38, characterized in that the noise level meter ( 36 ) via the photo receiving arrangement ( 22 ) continuously experiences the basic brightness and over a predetermined time which is large compared to the duration of a light pulse ( 12 , 12 ') and small compared to that Time between two successive transmit light pulses ( 12 ) is averaged and that this mean is used as the average noise level. 40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelwertbildungszeit etwa 30% des zeitlichen Abstandes zweier benachbarter Sendelichtimpulse (12) be­ trägt.40. Apparatus according to claim 39, characterized in that the averaging time is about 30% of the time interval between two adjacent transmitted light pulses ( 12 ) be. 41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, das die durch das Ausgangssignal des Rauschpegelmessers (36) festgelegte Triggerschwelle (79) um ein Vielfaches, vorzugsweise das 2- bis 10-fache, insbesondere das 4- bis 8-fache und besonders bevorzugt etwa das 7-fache größer als der festgestellte mittlere Rauschpegel ist.41. Device according to one of claims 38 to 40, characterized in that the trigger threshold ( 79 ) determined by the output signal of the noise level meter ( 36 ) by a multiple, preferably 2 to 10 times, in particular 4 to 8 times and is particularly preferably about 7 times greater than the determined mean noise level. 42. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das 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.42. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a peak value detector ( 37 ) is also applied to the output of the photo receiving arrangement ( 22 ), the output signal of which is used to generate correction values for compensating for the time measurement errors occurring as a result of signal dynamics. 43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, das der Spitzenwertdetektor (37) das jeweilige Maximum eines Empfangs-Lichtimpulses (12') erfaßt und ein ent­ sprechendes Maximumsignal an den Computer (38) abgibt, das im Computer (38) die in Abhängigkeit von der Höhe des Maximums (80, 81, 82) auftretenden Zeitmeßfehler (84, 85) abgespeichert sind und das in Abhängigkeit vom festgestellten Maximum (80, 81, 82) ein entsprechender Korrekturwert ermittelt und die gemessene Zeit entspre­ chend diesem Korrekturwert korrigiert wird.43. Apparatus according to claim 42, characterized in that the peak value detector ( 37 ) detects the respective maximum of a received light pulse ( 12 ') and emits a corresponding maximum signal to the computer ( 38 ) which is dependent on the computer ( 38 ) from the height of the maximum ( 80 , 81 , 82 ) occurring time measurement errors ( 84 , 85 ) are stored and that a corresponding correction value is determined as a function of the determined maximum ( 80 , 81 , 82 ) and the measured time is corrected accordingly to this correction value. 44. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das 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.44. Device according to one of the preceding claims, characterized in that outside the scanning angle range ( 54 ) a light reflecting or scattering test body ( 86 ) is arranged in the path of the scanning movement transmitting pulse light beam ( 21 ) and the computer ( 38 ) during the sweep of the test body ( 86 ) by the transmission pulse light bundle ( 21 ) checks whether the signal received by the photo receiving arrangement ( 22 ) is at least equal to a predetermined limit value (K1). 45. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das 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.45. Device according to one of the preceding claims, characterized in that outside of the scanning angle range ( 54 ) a light-emitting diode ( 88 ) is arranged in the path of the scanning pulse-transmitting light beam ( 21 ) and the computer ( 38 ) during the scanning of the light-emitting diode ( 88 ) by an area corresponding to the received light pulse bundle ( 20 ) of the rotating mirror ( 16 ) checks whether the signal / noise ratio is at least equal to a predetermined limit value (K2). 46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 45, dadurch gekennzeichnet, das 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. Device according to one of claims 28 to 45, characterized in that an interface ( 39 ) is connected to the computer ( 38 ), at the output of which the desired output signals and values, including error signals, are accepted and supplied for further use can. 47. Laserabstandermittlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das sie angewendet wird
  • - bei der Selbststeuerung von Fahrzeugen (120) zur Schaf­ fung eines definierten Schutzbereiches (122) vor dem Fahrzeug (120);
  • - durch Anordnung an der Frontseite eines Fahrzeuges (120) zum Kollisionsschutz mit Hindernissen (123) durch Definition eines entsprechenden Schutzbereiches (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;
  • - 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;
  • - 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.
47. Laser distance determination device according to one of the preceding claims, characterized in that it is applied
  • - In the self-control of vehicles ( 120 ) to create a defined protection area ( 122 ) in front of the vehicle ( 120 );
  • - by arranging on the front of a vehicle ( 120 ) for collision protection with obstacles ( 123 ) by defining a corresponding protection area ( 122 ');
  • - by arrangement on the front of a vehicle ( 120 ) to create a collision protection area ( 122 '') which is divided into several sectors (S1 to S16) of the scanning angle area ( 54 ), each of which defines its own and well-defined safety distance;
  • - by arrangement on the front of a vehicle ( 120 ) for the purpose of defining a detection area ( 124 ), on the basis of which a navigation device ( 125 ) arranged in the vehicle can be checked with regard to its correct functioning and corrected if necessary;
  • - machine in the protection of persons (104) to dangerous work (126) by defining a entfernungsbe excluded scope (127), wherein the dangerous work machine (126) is suitably in the side facing away from the inventive device (121) end portion of the scope (127) or located under the machine.
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