EP3994496A1 - Lidar receiving unit - Google Patents

Lidar receiving unit

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Publication number
EP3994496A1
EP3994496A1 EP20734163.7A EP20734163A EP3994496A1 EP 3994496 A1 EP3994496 A1 EP 3994496A1 EP 20734163 A EP20734163 A EP 20734163A EP 3994496 A1 EP3994496 A1 EP 3994496A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lidar
receiving unit
sensor elements
macro cell
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20734163.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ralf Beuschel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microvision Inc
Original Assignee
Ibeo Automotive Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibeo Automotive Systems GmbH filed Critical Ibeo Automotive Systems GmbH
Publication of EP3994496A1 publication Critical patent/EP3994496A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G01S7/4914Circuits for detection, sampling, integration or read-out of detector arrays, e.g. charge-transfer gates

Definitions

  • the present invention relates to a lidar receiving unit in a focal plane array arrangement.
  • the present invention further relates to a lidar measuring device for detecting an object in the surroundings of a vehicle.
  • Modern vehicles include a variety of systems that provide information to a driver or operator and / or control individual functions of the vehicle partially or fully automatically.
  • the surroundings of the vehicle and, if necessary, other road users are recorded by sensors. Based on the recorded data, a model of the vehicle environment can be generated and changes in this vehicle environment can be reacted to.
  • ADAS advanced driver assistance systems
  • autonomously operating transport systems are increasing.
  • the development of ever more precise sensors makes it possible to record the environment and to control individual functions of the vehicle completely or partially without intervention by the driver.
  • Lidar technology (light detection and ranging) is an important sensor principle for detecting the surroundings.
  • a lidar sensor is based on the emission of light pulses and the detection of the reflected light.
  • a distance to the point of reflection can be calculated using a transit time measurement.
  • a target can be detected by evaluating the reflections received.
  • scanning systems which mostly function based on micromirrors
  • non-scanning systems in which several transmitting and receiving elements are arranged statically next to one another (especially so-called focal plane array arrangement) .
  • WO 2017/081294 A1 describes a method and a device for optical distance measurement. There is a use of a transmission matrix for sending measurement pulses and a receiving matrix for Receiving the measurement pulses disclosed. When the measurement pulses are sent, subsets of the send elements of the send matrix are activated.
  • One challenge in the field of non-scanning lidar measurement systems is the arrangement of the sensor elements in a receiving array and the routing of the signals from the sensor elements to the edge of the receiving array.
  • the highest possible density of the sensor elements of the array should be achieved.
  • efficient routing of the signals to the edge of the array for further processing should be made possible.
  • a high resolution and good detection should be guaranteed.
  • the present invention has the task of providing an approach for the efficient reading of an array of sensor elements.
  • an array is to be implemented in which blind areas are largely avoided.
  • a high resolution should be achieved.
  • the invention relates in a first aspect to a lidar receiving unit in a focal plane array arrangement, with:
  • a plurality of sensor elements are arranged in a macro cell which is assigned to a Sen deelement of the lidar transmission unit;
  • the routing channels traverse the multiple rows between adjacent macrocell clusters of a row and are designed to transport the signals in a direction orthogonal to the rows.
  • the present invention relates to a lidar measuring device for detecting an object in the surroundings of a vehicle, with:
  • a lidar receiving unit according to one of the preceding claims; a lidar transmission unit with a plurality of transmission elements for transmitting light pulses; and
  • control unit for controlling the lidar transmission unit and for evaluating the signals from the sensor elements in order to detect the object.
  • lidar measuring device or the lidar transmitting unit can be designed in accordance with the configurations described for the lidar receiving unit in the dependent claims.
  • the sensor elements of the lidar receiving unit are designed to receive light pulses from a corresponding lidar transmitting unit.
  • Several sensor elements together form a macro cell.
  • Several macro cells together form a macro cell cluster.
  • the macro cell clusters of the lidar receiver unit are arranged in rows. In order to evaluate the signals that arise when a light pulse is received in a sensor element, they must be transported away from the sensor element via routing channels to an edge area of the lidar receiver unit.
  • the routing channels are arranged essentially orthogonally to the rows.
  • a routing channel runs between two adjacent macro-cell clusters of a row.
  • the lidar receiving unit is a microchip on which the sensor elements are arranged, and the signals must be routed to an edge area of the chip in which the corresponding evaluation electronics are located.
  • the arrangement of the routing channels according to the invention results in an efficient transmission of the signals from the sensor elements into the edge area of the lidar receiving unit. It is possible to achieve routing of the signals orthogonally to the rows with a line-by-line layout of the Li dar receiving unit and the lidar transmitting unit or with a line-by-line control of the lidar transmitting unit. In this way, high performance can be ensured in the long range. In the close range there are gaps due to the routing, which means that the resolution solution is reduced. However, the effective spatial resolution is improved since the lidar measuring device works with a constant angular resolution. Efficient routing is achieved. A high resolution can be achieved. The use of a focal plane array arrangement results in a high level of robustness against vibrations. The service life of the lidar measuring device is improved. There are also advantages in terms of manufacturability. A cost-efficient implementation becomes possible.
  • two macro cells each form a macro cell cluster.
  • the two macro cells of the macro cell cluster are preferably arranged parallel to the rows. Because a routing channel runs between two adjacent macro cell clusters of a row, the two macro cells of the macro cell cluster can be read from both sides. The result is an efficient readability. An arrangement of the macro cells parallel to the rows results in good contactability.
  • the macro cell clusters of a first row are offset from the macro cell clusters of a second row, which is adjacent to the first row.
  • the staggered arrangement avoids the vertical (orthogonal to the lines) blind areas in which no detections can take place. The result is an improved recognition of objects.
  • the routing channels run in channel sections between the rows parallel to the rows. At least in sections, the channels can run parallel to the lines. Nevertheless, the signals are transported out of the array orthogonally to the lines.
  • the channel sections running parallel to the rows are particularly advantageous when the macrocell clusters of two adjacent rows are arranged offset from one another.
  • a distance between adjacent macrocell clusters in a row is greater than a distance between adjacent macrocell clusters in adjacent rows.
  • preprocessing elements for reading out the sensor elements are arranged between adjacent lines.
  • the preprocessing elements preferably include a transistor.
  • the distances are preferably chosen so that the largest possible Density of the sensor elements of the lidar receiver unit results. As many sensor elements as possible should be arranged on a chip. Routing takes place between neighboring macro cell clusters of a row. Pre-processing elements are arranged between the lines, which usually require comparatively less space.
  • an integer multiple of a diameter of the sensor elements is different from a distance between centers of the transmission elements of the lidar transmission unit to be assigned.
  • the fact that several sensor elements each receive a light pulse from a transmission element can result in poorer detection due to alignment errors.
  • these errors can be balanced or averaged.
  • the errors are leveled out, so to speak, in that at least one macro cell does not completely coincide in its imaging position on the receiving array with the assigned transmitting element. The result is an improved detection of objects in the sense of an improved usability of the sensor data.
  • sensor elements with reduced sensitivity are arranged between macro cells of a macro cell cluster.
  • transmission elements can be used which have a metallization on an opening and thus receive fewer photons. This results in a better delimitation between neighboring macro cells of a macro cell cluster. An improved detection of objects is achieved.
  • the lidar receiving unit includes evaluation electronics for reading out the sensor elements line by line.
  • the evaluation electronics are preferably also arranged on the chip. The signals from the sensor elements are evaluated in order to enable object detection.
  • a macro cell cluster comprises between 14 and 34 sensor elements.
  • a focal plane array arrangement is understood to mean a configuration of the sensor elements (or the transmission elements) essentially in one plane.
  • a lidar receiving unit is in particular a microchip with the corresponding sensor elements.
  • a lidar transmission unit is also in particular a microchip with the corresponding transmission elements.
  • the receiving and transmitting unit can also be arranged together on a microchip.
  • the sensor elements are arranged on a chip in matrix form.
  • the sensor elements are distributed over a surface of the chip of the lidar receiver unit.
  • a light pulse from a lidar transmission unit is understood to mean, in particular, a pulse of laser light.
  • the surroundings of a vehicle include, in particular, an area around the vehicle that is visible from the vehicle.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a lidar according to the invention
  • Measuring device for detecting an object in the vicinity of a vehicle
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a lidar transmission unit for emitting light pulses
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a lidar according to the invention
  • a lidar measuring device 10 for detecting an object 12 in the vicinity of a vehicle 14 is shown schematically.
  • the lidar measuring device 10 is integrated into the vehicle 14 in the exemplary embodiment shown.
  • the object 12 in the vicinity of the vehicle 14 can be, for example, another vehicle or a static object (traffic sign, house, tree, etc.) or another road user (pedestrians, cyclists, etc.).
  • the lidar measuring device 10 is preferably mounted in the area of a bumper of the vehicle 14 and can in particular the surroundings of the vehicle 14 in front of the vehicle evaluate.
  • the lidar measuring device 10 can be integrated into the front bumper.
  • the lidar measuring device 10 comprises a lidar receiving unit 16 and a lidar transmitting unit 18. Furthermore, the lidar measuring device 10 comprises a control unit 20 for controlling the lidar transmitting unit 18 and for evaluating the signals from the sensor elements of the lidar receiving unit 16.
  • Both the lidar receiving unit 16 and the lidar transmitting unit 18 are preferably designed in a focal plane array configuration.
  • the elements of the respective device are arranged essentially in one plane on a corresponding chip.
  • the chip of the lidar receiving unit or the lidar transmitting unit is arranged in a focal point of a corresponding optical system (transmitting optical system or receiving optical system).
  • sensor elements of the lidar receiving unit or Sen deimplantation of the lidar transmitting unit 18 are arranged in the focal point of the respective receiving or transmitting optics.
  • This optics can be formed, for example, by an optical lens system.
  • the sensor elements of the lidar receiving unit 16 are preferably designed as SPAD (Single Photon Avalanche Diode).
  • the lidar transmission unit 18 comprises several transmission elements for emitting laser light or laser pulses.
  • the transmission elements are preferably designed as VCSELs (Vertical Cavity Surface Emitting Laser).
  • the transmission elements of the lidar transmission unit 18 are distributed over an area of a transmission chip.
  • the sensor elements of the lidar receiving unit 16 are distributed over an area of the receiving chip.
  • the transmission chip is assigned a transmission optics
  • the reception chip is assigned a receiving optics.
  • the optics depict light arriving from a spatial area onto the respective chip.
  • the spatial area corresponds to the visual area of the lidar measuring device 10, which is examined or sensed for objects 12.
  • the spatial area of the lidar receiving unit 16 or the lidar transmitting unit 18 is essentially identical.
  • the transmission optics images a transmission element onto a solid angle that represents a partial area of the spatial area.
  • the transmission element sends out laser light accordingly in this solid angle.
  • the transmission elements jointly cover the entire room area.
  • the receiving optics form a sensor element on a solid angle that represents a sub-area of the spatial area. The number of all sensor elements covers the entire room area.
  • a laser light from a transmission element is normally always mapped onto the associated sensor element.
  • several sensor elements are arranged within the solid angle of a Sendeele element.
  • the lidar measuring device 10 carries out a measuring process.
  • a measuring process comprises one or more measuring cycles, depending on the design of the measuring system and its electronics.
  • a TCSPC method Time Correlated Single Photon Counting method
  • individual incoming photons are detected, in particular by a SPAD, and the time at which the sensor element was triggered (detection time) is stored in a memory element.
  • the time of detection is related to a reference time at which the laser light is emitted.
  • the transit time of the laser light can be determined from the difference, from which the distance of the object 12 can be determined.
  • a sensor element of the lidar receiving unit 16 can be triggered on the one hand by the laser light and on the other hand by ambient radiation.
  • a laser light always arrives at a certain distance from the object 12 at the same time, whereas the ambient radiation always provides the same probability of triggering a sensor element.
  • the triggering of the sensor element add up at the detection time which corresponds to the transit time of the laser light with respect to the distance of the object.
  • the triggers from the ambient radiation are evenly distributed over the measurement duration of a measurement cycle.
  • a measurement corresponds to the emission and subsequent detection of the laser light.
  • the data of the individual measurement cycles of a measurement process stored in the memory element enable an evaluation of the multiple detection times in order to infer the distance from the object 12.
  • a sensor element is favorably connected to a TDC (Time to Digital Converter).
  • the TDC stores the time at which the sensor element was triggered in the storage element.
  • a storage element can be designed, for example, as a short-term memory or as a long-term memory.
  • the TDC fills a storage element with the times at which the sensor elements detect the arrival of the photon. This can be represented graphically by means of a histogram based on the data of the memory element. In a histogram, the duration of a measurement cycle is divided into very short time segments (so-called bins). If a sensor element is triggered, the TDC increases the value of a bin by 1. The bin is filled which corresponds to the transit time of the laser pulse, i.e. the difference between the time of detection and the reference time.
  • the structure of the lidar transmission unit 18 is shown schematically in FIG. 2.
  • the chip comprises several transmission elements 22 which are arranged in an array (matrix). For example, several thousand transmission elements can be used.
  • the transmission elements 22 are activated line by line. For the sake of clarity, only one transmission element 22 is provided with a reference number.
  • the lines 0..ny-l each include a large number of transmission elements O..hc-l.
  • the line spacing A1 between the lines can be in the range of a few micrometers, for example 40 miti.
  • the element spacing A2 between transmitter elements 22 in the same row can be of a similar order of magnitude.
  • a lidar receiving unit 16 is schematically represents Darge.
  • the lidar receiving unit 16 comprises a plurality of sensor elements 24.
  • the sensor elements are each arranged in macro cells 26, 26 ′, with a macro cell 26, 26 ′ comprising those sensor elements 24 which are jointly assigned to a single transmitting element 22 of the lidar transmitting unit.
  • two macro cells 26, 26 ′ are arranged in a macro cell cluster 30.
  • the several macrocell clusters 30 are arranged in several rows Zi, Z 2 , Z 3 .
  • Routing channels 32 are arranged between two adjacent macro cell clusters 30, which cross the lines Zi, Z2, Z 3 and are designed to transport the signals from the sensor elements 24 to an edge region R of the lidar receiving unit 16.
  • two exemplary spot positions 28, 28 ′ are also marked schematically, which correspond to the positions of assigned transmission elements of the lidar transmission unit in the array of the lidar reception unit 16.
  • FIG. 3 Only a section of the structure of the chip of the lidar receiving unit 16 is shown in FIG. 3 in order to visualize the arrangement of the sensor elements 24, routing channels 32, macro cells 26 and macro cell clusters 30.
  • the chip expands upwards and to the side in the illustration.
  • the number of macro cells preferably corresponds to the number of transmission elements of the lidar transmission unit 18. For the sake of clarity, not all sensor elements 24 or macro cells 26, 26 ′ and macro cell clusters 30 are provided with reference symbols.
  • the routing channels 32 each run between adjacent macro cell clusters 30 and transport the signals in a direction orthogonal to the course of the lines Zi, Z 2 , Z 3 .
  • the routing channels have channel sections 34 which run parallel to the lines in an area between the lines. This makes it possible, please include that the macro cell clusters 30 of a first row are offset from the macro cell clusters 30 of a second row, which is adjacent to the first row. This has the effect that there are no vertical blind areas in the vertical direction.
  • the macro cell clusters 30 are so far net angeord in an interlace structure.
  • the sensor elements or spots of the adjacent line are arranged in the gaps of a line.
  • a distance A3 between adjacent macro cell clusters 30 of a row is greater than a distance A4 between adjacent macro cell clusters 30 in adjacent (adjacent) rows.
  • the routing channels 32 run within the distance A3 or between the macro cell clusters.
  • Preprocessing elements, preferably transistors, can also be arranged between the rows Zi, Z2, Z 3 .
  • a single macro cell cluster 30 is shown schematically.
  • the macro cell cluster 30 comprises a total of 28 sensor elements 24 or two macro cells 26, 26 '.
  • two sensor elements with reduced sensitivity 36, 36 ' are net angeord in the illustrated embodiment.
  • the sensor elements with reduced sensitivity 36, 36 'can be sensor elements with a metallization on the opening, so that fewer photons can be received.
  • the sensor elements with reduced sensitivity 36, 36 'can also be referred to as aperture SPADs. It goes without saying that a different number of sensor elements with reduced sensitivity can also be used.
  • two exemplary spot positions 28, 28 ' are marked, which represent the positions of transmission elements that are assigned to the macro cells 26, 26'.
  • the highest photon density is received in the middle of the spot positions 28, 28 'of the Sen deimplantation on the macro cell cluster. In other words, the receiving elements in the middle of the spot position 28, 28 'each receive the highest photon density.

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Abstract

The invention relates to a LIDAR receiving unit (16) in a focal plane array assembly, comprising a plurality of sensor elements (24) for receiving light pulses of a LIDAR transmitting unit (14), and multiple routing channels (32) for transporting signals from the sensor elements to an edge region (R) of the LIDAR receiving unit, wherein respective multiple sensor elements are arranged in a macrocell (26, 26'), which is assigned to a transmission element (22) of the LIDAR transmitting unit, respective multiple macrocells form a macrocell cluster (32) and respective multiple macrocell clusters are arranged in multiple rows (Z1, Z2, Z3), and the routing channels cross the multiple rows between respective neighbouring macrocell clusters of a row and are designed for transporting the signals in an orthogonal direction relative to the rows. The invention also relates to a LIDAR measuring device (10) for detecting an object (12) in an environment of a vehicle (14).

Description

Lidar-Empfangseinheit Lidar receiving unit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lidar-Empfangseinheit in Focal Plane Array- Anordnung. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Lidar-Messvorrichtung zum Detektieren eines Objekts in einer Umgebung eines Fahrzeugs. The present invention relates to a lidar receiving unit in a focal plane array arrangement. The present invention further relates to a lidar measuring device for detecting an object in the surroundings of a vehicle.
Moderne Fahrzeuge (Autos, Transporter, Lastwagen, Motorräder, fahrerlose Trans portsysteme etc.) umfassen eine Vielzahl an Systemen, die einem Fahrer bzw. Bedie ner Informationen zur Verfügung stellen und/oder einzelne Funktionen des Fahrzeugs teil- oder vollautomatisiert steuern. Über Sensoren werden die Umgebung des Fahr zeugs sowie gegebenenfalls andere Verkehrsteilnehmer erfasst. Basierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahrzeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumgebung reagiert werden. Durch die fortschrei tende Entwicklung im Bereich der autonom und teilautonom fahrenden Fahrzeuge werden der Einfluss und der Wirkungsbereich von Fahrerassistenzsystemen (Advan ced Driver Assistance Systems, ADAS) und autonom operierenden Transportsystemen immer größer. Durch die Entwicklung immer präziserer Sensoren ist es möglich, die Umgebung zu erfassen und einzelne Funktionen des Fahrzeugs vollständig oder teil weise ohne Eingriff des Fahrers zu kontrollieren. Modern vehicles (cars, vans, trucks, motorcycles, driverless transport systems, etc.) include a variety of systems that provide information to a driver or operator and / or control individual functions of the vehicle partially or fully automatically. The surroundings of the vehicle and, if necessary, other road users are recorded by sensors. Based on the recorded data, a model of the vehicle environment can be generated and changes in this vehicle environment can be reacted to. As a result of the ongoing development in the field of autonomous and semi-autonomous vehicles, the influence and scope of advanced driver assistance systems (ADAS) and autonomously operating transport systems are increasing. The development of ever more precise sensors makes it possible to record the environment and to control individual functions of the vehicle completely or partially without intervention by the driver.
Ein wichtiges Sensorprinzip für die Erfassung der Umgebung ist dabei die Lidartechnik (light detection and ranging). Ein Lidarsensor basiert auf der Aussendung von Lichtpul sen und der Detektion des reflektierten Lichts. Mittels einer Laufzeitmessung kann ein Abstand zum Ort der Reflexion berechnet werden. Durch eine Auswertung der emp fangenen Reflexionen kann eine Detektion eines Ziels erfolgen. Hinsichtlich der tech nischen Realisierung des entsprechenden Sensors wird zwischen scannenden Syste men, die zumeist basierend auf Mikrospiegeln funktionieren, und nichtscannenden Systemen, bei denen mehrere Sende- und Empfangselemente statisch nebeneinan derliegend angeordnet sind (insb. sog. Focal Plane Array-Anordnung), unterschieden. Lidar technology (light detection and ranging) is an important sensor principle for detecting the surroundings. A lidar sensor is based on the emission of light pulses and the detection of the reflected light. A distance to the point of reflection can be calculated using a transit time measurement. A target can be detected by evaluating the reflections received. With regard to the technical implementation of the corresponding sensor, a distinction is made between scanning systems, which mostly function based on micromirrors, and non-scanning systems, in which several transmitting and receiving elements are arranged statically next to one another (especially so-called focal plane array arrangement) .
In diesem Zusammenhang wird in der WO 2017/081294 Al ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Distanzmessung beschrieben. Es wird eine Verwendung einer Sendematrix zum Aussenden von Messpulsen und einer Empfangsmatrix zum Empfangen der Messpulse offenbart. Beim Senden der Messpulse werden Untermen gen der Sendelemente der Sendematrix aktiviert. In this context, WO 2017/081294 A1 describes a method and a device for optical distance measurement. There is a use of a transmission matrix for sending measurement pulses and a receiving matrix for Receiving the measurement pulses disclosed. When the measurement pulses are sent, subsets of the send elements of the send matrix are activated.
Eine Herausforderung im Bereich der nicht-scannenden Lidar-Messsysteme liegt in der Anordnung der Sensorelemente in einem Empfangsarray und im Routing der Sig nale der Sensorelemente zum Rand des Empfangsarrays. Einerseits soll eine möglichst hohe Dichte der Sensorelemente des Arrays erreicht werden. Andererseits soll ein effizientes Routing der Signale zum Rand des Arrays für die weitere Verarbeitung er möglicht werden. Zudem sollen eine hohe Auflösung bzw. eine gute Detektion ge währleistet werden. One challenge in the field of non-scanning lidar measurement systems is the arrangement of the sensor elements in a receiving array and the routing of the signals from the sensor elements to the edge of the receiving array. On the one hand, the highest possible density of the sensor elements of the array should be achieved. On the other hand, efficient routing of the signals to the edge of the array for further processing should be made possible. In addition, a high resolution and good detection should be guaranteed.
Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Ansatz zum effizienten Auslesen eines Arrays von Sensorelementen bereitzustellen. Insbe sondere soll ein Array realisiert werden, bei dem blinde Bereiche weitestgehend ver mieden werden. Zudem soll eine hohe Auflösung erreicht werden. Based on this, the present invention has the task of providing an approach for the efficient reading of an array of sensor elements. In particular, an array is to be implemented in which blind areas are largely avoided. In addition, a high resolution should be achieved.
Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die Erfindung in einem ersten Aspekt eine Lidar- Empfangseinheit in Focal Plane Array-Anordnung, mit: To achieve this object, the invention relates in a first aspect to a lidar receiving unit in a focal plane array arrangement, with:
einer Vielzahl an Sensorelementen zum Empfangen von Lichtpulsen einer Lidar- Sendeeinheit; und a plurality of sensor elements for receiving light pulses from a lidar transmission unit; and
mehreren Routingkanälen zum Transportieren von Signalen der Sensorelemente zu einem Randbereich der Lidar-Empfangseinheit, wobei a plurality of routing channels for transporting signals from the sensor elements to an edge area of the lidar receiving unit, wherein
jeweils mehrere Sensorelemente in einer Makrozelle angeordnet sind, die einem Sen deelement der Lidar-Sendeeinheit zugeordnet ist; In each case a plurality of sensor elements are arranged in a macro cell which is assigned to a Sen deelement of the lidar transmission unit;
jeweils mehrere Makrozellen ein Makrozellen-Cluster bilden und jeweils mehrere Makrozellen-Cluster in mehreren Zeilen angeordnet sind; und several macro cells each form a macro cell cluster and several macro cell clusters are arranged in several rows; and
die Routingkanäle die mehreren Zeilen jeweils zwischen benachbarten Makrozellen- Clustern einer Zeile queren und zum Transportieren der Signale in einer Richtung or thogonal zu den Zeilen ausgebildet sind. the routing channels traverse the multiple rows between adjacent macrocell clusters of a row and are designed to transport the signals in a direction orthogonal to the rows.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Lidar- Messvorrichtung zum Detektieren eines Objekts in einer Umgebung eines Fahrzeugs, mit: In a further aspect, the present invention relates to a lidar measuring device for detecting an object in the surroundings of a vehicle, with:
einer Lidar-Empfangseinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche; einer Lidar-Sendeeinheit mit einer Vielzahl an Sendeelementen zum Aussenden von Lichtpulsen; und a lidar receiving unit according to one of the preceding claims; a lidar transmission unit with a plurality of transmission elements for transmitting light pulses; and
einer Steuereinheit zum Ansteuern der Lidar-Sendeeinheit und zum Auswerten der Signale der Sensorelemente, um das Objekt zu detektieren. a control unit for controlling the lidar transmission unit and for evaluating the signals from the sensor elements in order to detect the object.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann die Lidar- Messvorrichtung bzw. die Lidar-Sendeeinheit entsprechend der für die Lidar- Empfangseinheit in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen aus geführt sein. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention. In particular, the lidar measuring device or the lidar transmitting unit can be designed in accordance with the configurations described for the lidar receiving unit in the dependent claims.
Die Sensorelemente der Lidar-Empfangseinheit sind dazu ausgebildet, Lichtpulse einer entsprechenden Lidar-Sendeeinheit zu empfangen. Mehrere Sensorelemente bilden gemeinsam eine Makrozelle. Mehrere Makrozellen bilden gemeinsam ein Makrozel- len-Cluster. Die Makrozellen-Cluster der Lidar-Empfangseinheit sind in Zeilen ange ordnet. Um die Signale, die beim Empfangen eines Lichtpulses in einem Sensorele ment entstehen, auszuwerten, müssen diese über Routingkanäle von den Sensorele menten weg zu einem Randbereich der Lidar-Empfangseinheit transportiert werden. Die Routingkanäle sind erfindungsgemäß im Wesentlichen orthogonal zu den Zeilen angeordnet. Ein Routingkanal verläuft jeweils zwischen zwei benachbarten Makrozel- len-Clustern einer Zeile. Insbesondere handelt es sich bei der Lidar -Empfangseinheit um einen Mikrochip, auf dem die Sensorelemente angeordnet sind, und die Signale müssen in einen Randbereich des Chips, in dem sich die entsprechende Auswer teelektronik befindet, geroutet werden. The sensor elements of the lidar receiving unit are designed to receive light pulses from a corresponding lidar transmitting unit. Several sensor elements together form a macro cell. Several macro cells together form a macro cell cluster. The macro cell clusters of the lidar receiver unit are arranged in rows. In order to evaluate the signals that arise when a light pulse is received in a sensor element, they must be transported away from the sensor element via routing channels to an edge area of the lidar receiver unit. According to the invention, the routing channels are arranged essentially orthogonally to the rows. A routing channel runs between two adjacent macro-cell clusters of a row. In particular, the lidar receiving unit is a microchip on which the sensor elements are arranged, and the signals must be routed to an edge area of the chip in which the corresponding evaluation electronics are located.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Routing-Kanäle wird ein effizientes Wei terleiten der Signale der Sensorelemente in den Randbereich der Lidar- Empfangseinheit erreicht. Es wird möglich, bei einer zeilenweisen Auslegung der Li dar-Empfangseinheit und der Lidar-Sendeeinheit bzw. bei einer zeilenweisen Ansteue rung der Lidar-Sendeeinheit ein Routing der Signale orthogonal zu den Zeilen zu errei chen. Hierdurch kann im Fernbereich eine hohe Performance sichergestellt werden. Im Nahbereich ergeben sich aufgrund des Routings zwar Lücken, wodurch die Auflö- sung reduziert wird. Allerdings ist die effektive Ortsauflösung verbessert, da die Lidar- Messvorrichtung mit einer konstanten Winkelauflösung arbeitet. Ein effizientes Rou ting wird erreicht. Eine hohe Auflösung ist realisierbar. Durch die Verwendung einer Focal Plane Array-Anordnung ergibt sich eine hohe Robustheit gegenüber Erschütte rungen. Die Lebensdauer der Lidar-Messvorrichtung wird verbessert. Zudem ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Fertigbarkeit. Eine kosteneffiziente Realisierung wird möglich. The arrangement of the routing channels according to the invention results in an efficient transmission of the signals from the sensor elements into the edge area of the lidar receiving unit. It is possible to achieve routing of the signals orthogonally to the rows with a line-by-line layout of the Li dar receiving unit and the lidar transmitting unit or with a line-by-line control of the lidar transmitting unit. In this way, high performance can be ensured in the long range. In the close range there are gaps due to the routing, which means that the resolution solution is reduced. However, the effective spatial resolution is improved since the lidar measuring device works with a constant angular resolution. Efficient routing is achieved. A high resolution can be achieved. The use of a focal plane array arrangement results in a high level of robustness against vibrations. The service life of the lidar measuring device is improved. There are also advantages in terms of manufacturability. A cost-efficient implementation becomes possible.
In einer bevorzugten Ausgestaltung bilden jeweils zwei Makrozellen ein Makrozellen- Cluster. Die zwei Makrozellen des Makrozellen-Clusters sind vorzugsweise parallel zu den Zeilen angeordnet. Dadurch, dass jeweils zwischen zwei benachbarten Makrozel- len-Clustern einer Zeile ein Routingkanal verläuft, können die zwei Makrozellen des Makrozellen-Clusters von beiden Seiten aus ausgelesen werden. Es ergibt sich eine effiziente Auslesbarkeit. Durch eine Anordnung der Makrozellen parallel zu den Zeilen ergibt sich eine gute Kontaktierbarkeit. In a preferred embodiment, two macro cells each form a macro cell cluster. The two macro cells of the macro cell cluster are preferably arranged parallel to the rows. Because a routing channel runs between two adjacent macro cell clusters of a row, the two macro cells of the macro cell cluster can be read from both sides. The result is an efficient readability. An arrangement of the macro cells parallel to the rows results in good contactability.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Makrozellen-Cluster einer ersten Zeile gegenüber den Makrozellen-Clustern einer zweiten Zeile, die der ersten Zeile benach bart ist, versetzt angeordnet. Durch die versetzte Anordnung (Interlace-Struktur) wer den vertikale (orthogonal zu den Zeilen) Blindbereiche, in denen keine Detektionen erfolgen können, vermieden. Es ergibt sich eine verbesserte Erkennung von Objekten. In a preferred embodiment, the macro cell clusters of a first row are offset from the macro cell clusters of a second row, which is adjacent to the first row. The staggered arrangement (interlace structure) avoids the vertical (orthogonal to the lines) blind areas in which no detections can take place. The result is an improved recognition of objects.
In einer bevorzugten Ausgestaltung verlaufen die Routingkanäle in Kanalabschnitten zwischen den Zeilen parallel zu den Zeilen. Zumindest abschnittsweise können die Ka näle parallel zu den Zeilen verlaufen. Dennoch werden die Signale orthogonal zu den Zeilen aus dem Array heraustransportiert. Die parallel zu den Zeilen verlaufenden Ka nalabschnitte sind dabei insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Makrozellen-Cluster zweier benachbarter Zeilen versetzt zueinander angeordnet sind. In a preferred embodiment, the routing channels run in channel sections between the rows parallel to the rows. At least in sections, the channels can run parallel to the lines. Nevertheless, the signals are transported out of the array orthogonally to the lines. The channel sections running parallel to the rows are particularly advantageous when the macrocell clusters of two adjacent rows are arranged offset from one another.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Abstand zwischen benachbarten Makrozel len-Clustern einer Zeile größer als ein Abstand zwischen benachbarten Makrozellen- Clustern in benachbarten Zeilen. Zusätzlich oder alternativ sind zwischen benachbar ten Zeilen jeweils Vorverarbeitungselemente zum Auslesen der Sensorelemente an geordnet. Die Vorverarbeitungselemente umfassen dabei vorzugsweise einen Transis tor. Die Abstände werden vorzugsweise so gewählt, dass sich eine möglichst hohe Dichte der Sensorelemente der Lidar-Empfangseinheit ergibt. Möglichst viele Senso relemente sollen auf einem Chip angeordnet sein. Das Routing erfolgt jeweils zwi schen benachbarten Makrozellen-Clustern einer Zeile. Zwischen den Zeilen sind Vor verarbeitungselemente angeordnet, die zumeist vergleichsweise weniger Platz benö tigen. In a preferred embodiment, a distance between adjacent macrocell clusters in a row is greater than a distance between adjacent macrocell clusters in adjacent rows. Additionally or alternatively, preprocessing elements for reading out the sensor elements are arranged between adjacent lines. The preprocessing elements preferably include a transistor. The distances are preferably chosen so that the largest possible Density of the sensor elements of the lidar receiver unit results. As many sensor elements as possible should be arranged on a chip. Routing takes place between neighboring macro cell clusters of a row. Pre-processing elements are arranged between the lines, which usually require comparatively less space.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein ganzzahliges Vielfaches eines Durchmessers der Sensorelemente verschieden von einem Abstand zwischen Mittelpunkten der zu geordneten Sendeelementen der Lidar-Sendeeinheit. Dadurch, dass jeweils mehrere Sensorelemente einen Lichtpuls eines Sendeelements empfangen, können sich durch Alignment-Fehler schlechtere Detektionen ergeben. Durch eine entsprechende Wahl des Durchmessers der Sensorelemente bzw. des Abstands zwischen Mittelpunkten der zugeordneten Sendeelemente kann eine Ausbalancierung bzw. Mittelung dieser Fehler erfolgen. Es ergibt sich sozusagen dadurch eine Nivellierung der Fehler, dass mindestens eine Makrozelle nicht vollständig in ihrer Abbildungsposition auf dem Empfangsarray mit dem zugeordneten Sendeelement übereinstimmt. Es ergibt sich eine verbesserte Detektion von Objekten im Sinne einer besserten Verwendbarkeit der Sensordaten. In a preferred embodiment, an integer multiple of a diameter of the sensor elements is different from a distance between centers of the transmission elements of the lidar transmission unit to be assigned. The fact that several sensor elements each receive a light pulse from a transmission element can result in poorer detection due to alignment errors. By appropriately selecting the diameter of the sensor elements or the distance between the centers of the assigned transmission elements, these errors can be balanced or averaged. The errors are leveled out, so to speak, in that at least one macro cell does not completely coincide in its imaging position on the receiving array with the assigned transmitting element. The result is an improved detection of objects in the sense of an improved usability of the sensor data.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwischen Makrozellen eines Makrozellen- Clusters Sensorelemente mit verringerter Empfindlichkeit angeordnet. Insbesondere können Sendeelemente verwendet werden, die eine Metallisierung auf einer Öffnung aufweisen und somit weniger Photonen empfangen. Hierdurch ergibt sich eine bes serte Abgrenzbarkeit zwischen benachbarten Makrozellen eines Makrozellen-Clusters. Eine verbesserte Detektion von Objekten wird erreicht. In a preferred embodiment, sensor elements with reduced sensitivity are arranged between macro cells of a macro cell cluster. In particular, transmission elements can be used which have a metallization on an opening and thus receive fewer photons. This results in a better delimitation between neighboring macro cells of a macro cell cluster. An improved detection of objects is achieved.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Lidar-Empfangseinheit eine Auswer teelektronik zum zeilenweisen Auslesen der Sensorelemente. Die Auswerteelektronik ist vorzugsweise ebenfalls auf dem Chip angeordnet. Die Signale der Sensorelemente werden ausgewertet, um eine Objektdetektion zu ermöglichen. In a preferred embodiment, the lidar receiving unit includes evaluation electronics for reading out the sensor elements line by line. The evaluation electronics are preferably also arranged on the chip. The signals from the sensor elements are evaluated in order to enable object detection.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst ein Makrozellen-Cluster zwischen 14 und 34 Sensorelemente. Unter einer Focal Plane Array-Anordnung versteht sich eine Konfiguration der Senso relemente (bzw. der Sendeelemente) im Wesentlichen in einer Ebene. Eine Lidar- Empfangseinheit ist insbesondere ein Mikrochip mit den entsprechenden Sensorele menten. Eine Lidar-Sendeeinheit ist ebenfalls insbesondere ein Mikrochip mit den entsprechenden Sendeelementen. Die Empfangs- und Sendeeinheit können auch ge meinsam auf einem Mikrochip angeordnet sein. Die Sensorelemente sind auf einem Chip in Matrixform angeordnet. Die Sensorelemente sind über eine Fläche des Chips der Lidar-Empfangseinheit verteilt. Unter einem Lichtpuls einer Lidar-Sendeeinheit wird insbesondere ein Puls von Laserlicht verstanden. Eine Umgebung eines Fahr zeugs umfasst insbesondere einen von dem Fahrzeug aus sichtbaren Bereich im Um feld des Fahrzeugs. In a preferred embodiment, a macro cell cluster comprises between 14 and 34 sensor elements. A focal plane array arrangement is understood to mean a configuration of the sensor elements (or the transmission elements) essentially in one plane. A lidar receiving unit is in particular a microchip with the corresponding sensor elements. A lidar transmission unit is also in particular a microchip with the corresponding transmission elements. The receiving and transmitting unit can also be arranged together on a microchip. The sensor elements are arranged on a chip in matrix form. The sensor elements are distributed over a surface of the chip of the lidar receiver unit. A light pulse from a lidar transmission unit is understood to mean, in particular, a pulse of laser light. The surroundings of a vehicle include, in particular, an area around the vehicle that is visible from the vehicle.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: The invention is described and explained in more detail below with reference to a few selected exemplary embodiments in conjunction with the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lidar-Fig. 1 is a schematic representation of a lidar according to the invention
Messvorrichtung zum Detektieren eines Objekts in einer Umgebung eines Fahrzeugs; Measuring device for detecting an object in the vicinity of a vehicle;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Lidar-Sendeeinheit zum Aussenden von Lichtpulsen; 2 shows a schematic representation of a lidar transmission unit for emitting light pulses;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Lidar- 3 shows a schematic representation of a lidar according to the invention
Empfangseinheit; und Receiving unit; and
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Makrozelle einer erfindungsgemäßen 4 shows a schematic representation of a macro cell of an inventive
Lidar-Empfangseinheit. Lidar receiving unit.
In der Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Lidar-Messvorrichtung 10 zum Detektieren eines Objekts 12 in einer Umgebung eines Fahrzeugs 14 dargestellt. Die Lidar-Messvorrichtung 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in das Fahrzeug 14 integriert. Das Objekt 12 in der Umgebung des Fahrzeugs 14 kann beispielsweise ein anderes Fahrzeug oder auch ein statisches Objekt (Verkehrsschild, Haus, Baum etc.) bzw. ein anderer Verkehrsteilnehmer (Fußgänger, Radfahrer etc.) sein. Die Lidar- Messvorrichtung 10 ist vorzugsweise im Bereich einer Stoßstange des Fahrzeugs 14 montiert und kann insbesondere die Umgebung des Fahrzeugs 14 vor dem Fahrzeug auswerten. Beispielsweise kann die Lidar-Messvorrichtung 10 in die vordere Stoß stange integriert sein. In FIG. 1, a lidar measuring device 10 according to the invention for detecting an object 12 in the vicinity of a vehicle 14 is shown schematically. The lidar measuring device 10 is integrated into the vehicle 14 in the exemplary embodiment shown. The object 12 in the vicinity of the vehicle 14 can be, for example, another vehicle or a static object (traffic sign, house, tree, etc.) or another road user (pedestrians, cyclists, etc.). The lidar measuring device 10 is preferably mounted in the area of a bumper of the vehicle 14 and can in particular the surroundings of the vehicle 14 in front of the vehicle evaluate. For example, the lidar measuring device 10 can be integrated into the front bumper.
Die erfindungsgemäße Lidar-Messvorrichtung 10 umfasst eine Lidar-Empfangseinheit 16 sowie eine Lidar-Sendeeinheit 18. Weiterhin umfasst die Lidar-Messvorrichtung 10 eine Steuereinheit 20 zum Ansteuern der Lidar-Sendeeinheit 18 und zum Auswerten der Signale der Sensorelemente der Lidar-Empfangseinheit 16. The lidar measuring device 10 according to the invention comprises a lidar receiving unit 16 and a lidar transmitting unit 18. Furthermore, the lidar measuring device 10 comprises a control unit 20 for controlling the lidar transmitting unit 18 and for evaluating the signals from the sensor elements of the lidar receiving unit 16.
Vorzugsweise sind sowohl die Lidar-Empfangseinheit 16 als auch die Lidar- Sendeeinheit 18 in Focal Plane Array-Konfiguration ausgebildet. Die Elemente der je weiligen Vorrichtung sind im Wesentlichen in einer Ebene auf einem entsprechenden Chip angeordnet. Der Chip der Lidar-Empfangseinheit bzw. der Lidar-Sendeeinheit ist in einem Brennpunkt einer entsprechenden Optik (Sendeoptik oder Empfangsoptik) angeordnet. Insbesondere sind Sensorelemente der Lidar-Empfangseinheit bzw. Sen deelemente der Lidar-Sendeeinheit 18 im Brennpunkt der jeweiligen Empfangs- bzw. Sendeoptik angeordnet. Diese Optik kann beispielsweise durch ein optisches Linsen system ausgebildet sein. Both the lidar receiving unit 16 and the lidar transmitting unit 18 are preferably designed in a focal plane array configuration. The elements of the respective device are arranged essentially in one plane on a corresponding chip. The chip of the lidar receiving unit or the lidar transmitting unit is arranged in a focal point of a corresponding optical system (transmitting optical system or receiving optical system). In particular, sensor elements of the lidar receiving unit or Sen deelemente of the lidar transmitting unit 18 are arranged in the focal point of the respective receiving or transmitting optics. This optics can be formed, for example, by an optical lens system.
Die Sensorelemente der Lidar-Empfangseinheit 16 sind vorzugsweise als SPAD (Single Photon Avalanche Diode) ausgebildet. Die Lidar-Sendeeinheit 18 umfasst mehrere Sendeelemente zum Aussenden von Laserlicht bzw. Laserpulsen. Die Sendeelemente sind vorzugsweise als VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) ausgebildet. Die Sendeelemente der Lidar-Sendeeinheit 18 sind über eine Fläche eines Sendechips ver teilt sind. Die Sensorelemente der Lidar-Empfangseinheit 16 sind über eine Fläche des Empfangschips verteilt. The sensor elements of the lidar receiving unit 16 are preferably designed as SPAD (Single Photon Avalanche Diode). The lidar transmission unit 18 comprises several transmission elements for emitting laser light or laser pulses. The transmission elements are preferably designed as VCSELs (Vertical Cavity Surface Emitting Laser). The transmission elements of the lidar transmission unit 18 are distributed over an area of a transmission chip. The sensor elements of the lidar receiving unit 16 are distributed over an area of the receiving chip.
Dem Sendechip ist eine Sendeoptik zugewiesen, dem Empfangschip ist eine Emp fangsoptik zugewiesen. Die Optik bildet ein aus einem Raumbereich eintreffendes Licht auf den jeweiligen Chip ab. Der Raumbereich entspricht dem Sichtbereich der Lidar-Messvorrichtung 10, der auf Objekte 12 untersucht bzw. sensiert wird. Der Raumbereich der Lidar-Empfangseinheit 16 bzw. der Lidar-Sendeeinheit 18 ist im We sentlichen identisch. Die Sendeoptik bildet ein Sendeelement auf einen Raumwinkel ab, der einen Teilbereich des Raumbereichs repräsentiert. Das Sendeelement sendet entsprechend Laserlicht in diesen Raumwinkel aus. Die Sendeelemente decken ge meinsam den gesamten Raumbereich ab. Die Empfangsoptik bildet ein Sensorelement auf einen Raumwinkel ab, der einen Teilbereich des Raumbereichs darstellt. Die An zahl aller Sensorelemente deckt den gesamten Raumbereich ab. Sendeelemente und Sensorelemente, die denselben Raumwinkel betrachten, bilden aufeinander ab und sind entsprechend einander zugewiesen bzw. zugeordnet. Ein Laserlicht eines Sende elements bildet im Normalfall immer auf das zugehörige Sensor-element ab. Günsti gerweise sind mehrere Sensorelemente innerhalb des Raumwinkels eines Sendeele ments angeordnet. The transmission chip is assigned a transmission optics, the reception chip is assigned a receiving optics. The optics depict light arriving from a spatial area onto the respective chip. The spatial area corresponds to the visual area of the lidar measuring device 10, which is examined or sensed for objects 12. The spatial area of the lidar receiving unit 16 or the lidar transmitting unit 18 is essentially identical. The transmission optics images a transmission element onto a solid angle that represents a partial area of the spatial area. The transmission element sends out laser light accordingly in this solid angle. The transmission elements jointly cover the entire room area. The receiving optics form a sensor element on a solid angle that represents a sub-area of the spatial area. The number of all sensor elements covers the entire room area. Sending elements and sensor elements that consider the same solid angle map one another and are assigned or assigned to one another accordingly. A laser light from a transmission element is normally always mapped onto the associated sensor element. Favorably, several sensor elements are arranged within the solid angle of a Sendeele element.
Zur Ermittlung bzw. Detektion von Objekten 12 innerhalb des Raumbereichs führt die Lidar-Messvorrichtung 10 einen Messvorgang durch. Ein solcher Messvorgang umfasst einen oder mehrere Messzyklen, je nach konstruktivem Aufbau des Messsystems und dessen Elektronik. Vorzugsweise wird hierbei in der Steuereinheit 20 ein TCSPC- Verfahren (Time Correlated Single Photon Counting Verfahren) verwendet. Hierbei werden einzelne eintreffende Photonen detektiert, insbesondere durch eine SPAD, und der Zeitpunkt der Auslösung des Sensorelements (Detektionszeitpunkt) in einem Speicherelement abgelegt. Der Detektionszeitpunkt steht im Verhältnis zu einem Re ferenzzeitpunkt, zu dem das Laserlicht ausgesendet wird. Aus der Differenz lässt sich die Laufzeit des Laserlichts ermitteln, woraus der Abstand des Objekts 12 bestimmt werden kann. To ascertain or detect objects 12 within the spatial area, the lidar measuring device 10 carries out a measuring process. Such a measuring process comprises one or more measuring cycles, depending on the design of the measuring system and its electronics. A TCSPC method (Time Correlated Single Photon Counting method) is preferably used in the control unit 20. Here, individual incoming photons are detected, in particular by a SPAD, and the time at which the sensor element was triggered (detection time) is stored in a memory element. The time of detection is related to a reference time at which the laser light is emitted. The transit time of the laser light can be determined from the difference, from which the distance of the object 12 can be determined.
Ein Sensorelement der Lidar-Empfangseinheit 16 kann einerseits von dem Laserlicht und andererseits von Umgebungsstrahlung ausgelöst werden. Ein Laserlicht trifft bei einem bestimmten Abstand des Objekts 12 immer zur gleichen Zeit ein, wohingegen die Umgebungsstrahlung jederzeit dieselbe Wahrscheinlichkeit bereitstellt, ein Senso relement auszulösen. Bei der mehrfachen Durchführung einer Messung, insbesondere mehrerer Messzyklen, summieren sich die Auslösungen des Sensorelements bei dem Detektionszeitpunkt, der der Laufzeit des Laserlichts bezüglich der Entfernung des Objekts entspricht, auf. Demgegenüber verteilen sich die Auslösungen durch die Um gebungsstrahlung gleichmäßig über die Messdauer eines Messzyklus. Eine Messung entspricht dem Aussenden und anschließendem Detektieren des Laserlichts. Die in dem Speicherelement abgelegten Daten der einzelnen Messzyklen eines Messvor gangs ermöglichen eine Auswertung der mehrfach ermittelten Detektionszeitpunkte, um auf den Abstand des Objekts 12 zu schließen. Ein Sensorelement ist günstigerweise mit einem TDC (Time to Digital Converter) ver bunden. Der TDC legt den Zeitpunkt des Auslösens des Sensorelements in dem Spei cherelement ab. Ein solches Speicherelement kann beispielsweise als Kurzzeitspeicher oder als Langzeitspeicher ausgebildet sein. Der TDC füllt für einen Messvorgang ein Speicherelement mit den Zeitpunkten, zu denen die Sensorelemente ein eintreffen des Photon detektieren. Dies lässt sich graphisch durch ein Histogramm darstellen, welches auf den Daten des Speicherelements basiert. Bei einem Histogramm ist die Dauer eines Messzyklus in sehr kurze Zeitabschnitte unterteilt (sogenannte Bins). Wird ein Sensorelement ausgelöst, so erhöht der TDC den Wert eines Bins um 1. Es wird der Bin aufgefüllt, welcher der Laufzeit des Laserpulses entspricht, also die Diffe renz zwischen Detektionszeitpunkt und Referenzzeitpunkt. A sensor element of the lidar receiving unit 16 can be triggered on the one hand by the laser light and on the other hand by ambient radiation. A laser light always arrives at a certain distance from the object 12 at the same time, whereas the ambient radiation always provides the same probability of triggering a sensor element. When a measurement is carried out multiple times, in particular multiple measurement cycles, the triggering of the sensor element add up at the detection time which corresponds to the transit time of the laser light with respect to the distance of the object. In contrast, the triggers from the ambient radiation are evenly distributed over the measurement duration of a measurement cycle. A measurement corresponds to the emission and subsequent detection of the laser light. The data of the individual measurement cycles of a measurement process stored in the memory element enable an evaluation of the multiple detection times in order to infer the distance from the object 12. A sensor element is favorably connected to a TDC (Time to Digital Converter). The TDC stores the time at which the sensor element was triggered in the storage element. Such a storage element can be designed, for example, as a short-term memory or as a long-term memory. For a measurement process, the TDC fills a storage element with the times at which the sensor elements detect the arrival of the photon. This can be represented graphically by means of a histogram based on the data of the memory element. In a histogram, the duration of a measurement cycle is divided into very short time segments (so-called bins). If a sensor element is triggered, the TDC increases the value of a bin by 1. The bin is filled which corresponds to the transit time of the laser pulse, i.e. the difference between the time of detection and the reference time.
In der Fig. 2 ist schematisch die Struktur der Lidar-Sendeeinheit 18 dargestellt. Der Chip umfasst mehrere Sendeelemente 22, die in einem Array (Matrix) angeordnet sind. Beispielsweise können mehrere Tausend Sendeelemente verwendet werden. Die Sendeelemente 22 werden zeilenweise angesteuert. Zur besseren Übersichtlichkeit ist nur ein Sendeelement 22 mit einem Bezugszeichen versehen. The structure of the lidar transmission unit 18 is shown schematically in FIG. 2. The chip comprises several transmission elements 22 which are arranged in an array (matrix). For example, several thousand transmission elements can be used. The transmission elements 22 are activated line by line. For the sake of clarity, only one transmission element 22 is provided with a reference number.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfassen die Zeilen 0..ny-l jeweils eine Vielzahl an Sendeelementen O..hc-l. Beispielsweise können 100 Zeilen (ny = 100) und 128 Sendeelemente pro Zeile (nx = 128) vorgesehen sein. Der Zeilenabstand Alzwischen den Zeilen kann im Bereich einiger Mikrometer, beispielsweise 40 miti, liegen. Der Elementabstand A2 zwischen Sendeelementen 22 in derselben Zeile kann in einer ähnlichen Größenordnung liegen. In the exemplary embodiment shown, the lines 0..ny-l each include a large number of transmission elements O..hc-l. For example, 100 lines (ny = 100) and 128 transmission elements per line (nx = 128) can be provided. The line spacing A1 between the lines can be in the range of a few micrometers, for example 40 miti. The element spacing A2 between transmitter elements 22 in the same row can be of a similar order of magnitude.
In der Fig. 3 ist schematisch eine erfindungsgemäße Lidar-Empfangseinheit 16 darge stellt. Die Lidar-Empfangseinheit 16 umfasst eine Vielzahl an Sensorelementen 24. Die Sensorelemente sind jeweils in Makrozellen 26, 26' angeordnet, wobei eine Makrozel le 26, 26' diejenigen Sensorelemente 24 umfasst, die gemeinsam einem einzelnen Sendeelement 22 der Lidar-Sendeeinheit zugeordnet sind. Jeweils zwei Makrozel len 26, 26' sind in einem Makrozellen-Cluster 30 angeordnet. Die mehreren Makrozel- len-Cluster 30 sind in mehreren Zeilen Zi, Z2, Z3 angeordnet. Zwischen jeweils zwei benachbarten Makrozellen-Clustern 30 sind Routingkanäle 32 angeordnet, die die Zei len Zi, Z2, Z3 queren und dazu ausgebildet sind, die Signale der Sensorelemente 24 zu einem Randbereich R der Lidar-Empfangseinheit 16 zu transportieren. In der Darstellung der Fig. 3 sind weiterhin schematisch zwei beispielhafte Spotpositi onen 28, 28' markiert, die den Positionen von zugeordneten Sendeelementen der Li- dar-Sendeeinheit im Array der Lidar-Empfangseinheit 16 entsprechen. In Fig. 3, a lidar receiving unit 16 according to the invention is schematically represents Darge. The lidar receiving unit 16 comprises a plurality of sensor elements 24. The sensor elements are each arranged in macro cells 26, 26 ′, with a macro cell 26, 26 ′ comprising those sensor elements 24 which are jointly assigned to a single transmitting element 22 of the lidar transmitting unit. In each case two macro cells 26, 26 ′ are arranged in a macro cell cluster 30. The several macrocell clusters 30 are arranged in several rows Zi, Z 2 , Z 3 . Routing channels 32 are arranged between two adjacent macro cell clusters 30, which cross the lines Zi, Z2, Z 3 and are designed to transport the signals from the sensor elements 24 to an edge region R of the lidar receiving unit 16. In the illustration of FIG. 3, two exemplary spot positions 28, 28 ′ are also marked schematically, which correspond to the positions of assigned transmission elements of the lidar transmission unit in the array of the lidar reception unit 16.
Es versteht sich, dass in der Fig. 3 lediglich ein Ausschnitt des Aufbaus des Chips der Lidar-Empfangseinheit 16 dargestellt ist, um die Anordnung der Sensorelemente 24, Routingkanäle 32, Makrozellen 26 und Makrozellen-Cluster 30 zu visualisieren. Der Chip dehnt sich in der Darstellung nach oben und zur Seite weiter aus. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Makrozellen der Anzahl der Sendelemente der Lidar- Sendeeinheit 18. Zur besseren Übersichtlichkeit sind jeweils nicht alle Sensorelemente 24 bzw. Makrozellen 26, 26' und Makrozellen-Cluster 30 mit Bezugszeichen versehen. It goes without saying that only a section of the structure of the chip of the lidar receiving unit 16 is shown in FIG. 3 in order to visualize the arrangement of the sensor elements 24, routing channels 32, macro cells 26 and macro cell clusters 30. The chip expands upwards and to the side in the illustration. The number of macro cells preferably corresponds to the number of transmission elements of the lidar transmission unit 18. For the sake of clarity, not all sensor elements 24 or macro cells 26, 26 ′ and macro cell clusters 30 are provided with reference symbols.
Wie dargestellt, verlaufen die Routingkanäle 32 im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zwischen benachbarten Makrozellen-Clustern 30 und transportieren die Signa le in eine Richtung orthogonal zum Verlauf der Zeilen Zi, Z2, Z3. Im dargestellten Aus führungsbeispiel weisen die Routingkanäle dabei Kanalabschnitte 34 auf, die in einem Bereich zwischen den Zeilen parallel zu den Zeilen verlaufen. Hierdurch wird es mög lich, dass die Makrozellen-Cluster 30 einer ersten Zeile, gegenüber den Makrozellen- Clustern 30 einer zweiten Zeile, die der ersten Zeile benachbart ist, versetzt angeord net sind. Dies bewirkt, dass in vertikaler Richtung keine vertikalen Blindbereiche ent stehen. Die Makrozellen-Cluster 30 sind insoweit in einer Interlace-Struktur angeord net. In den Lücken einer Zeile werden die Sensorelemente bzw. Spots der benachbar ten Zeile angeordnet. As shown, in the exemplary embodiment shown, the routing channels 32 each run between adjacent macro cell clusters 30 and transport the signals in a direction orthogonal to the course of the lines Zi, Z 2 , Z 3 . In the exemplary embodiment shown, the routing channels have channel sections 34 which run parallel to the lines in an area between the lines. This makes it possible, please include that the macro cell clusters 30 of a first row are offset from the macro cell clusters 30 of a second row, which is adjacent to the first row. This has the effect that there are no vertical blind areas in the vertical direction. The macro cell clusters 30 are so far net angeord in an interlace structure. The sensor elements or spots of the adjacent line are arranged in the gaps of a line.
Wie im dargestellten Ausführungsbeispiel weiterhin gezeigt, ist ein Abstand A3 zwi schen benachbarten Makrozellen-Clustern 30 einer Zeile größer als ein Abstand A4 zwischen benachbarten Makrozellen-Clustern 30 in benachbarten (nebeneinanderlie genden) Zeilen. Innerhalb des Abstands A3 bzw. zwischen den Makrozellenclustern verlaufen die Routingkanäle 32. Zwischen den Zeilen Zi, Z2, Z3 können zudem Vorver arbeitungselemente angeordnet sein, vorzugsweise Transistoren. As also shown in the illustrated embodiment, a distance A3 between adjacent macro cell clusters 30 of a row is greater than a distance A4 between adjacent macro cell clusters 30 in adjacent (adjacent) rows. The routing channels 32 run within the distance A3 or between the macro cell clusters. Preprocessing elements, preferably transistors, can also be arranged between the rows Zi, Z2, Z 3 .
Im Randbereich des Chips der Lidar-Empfangseinheit 16 kann eine Auswerteelektronik 38 vorgesehen sein, die dazu ausgebildet ist, die Sensorelemente 24 zeilenweise aus zulesen bzw. die Signale der Sensorelemente weiterzuverarbeiten. In der Fig. 4 ist schematisch ein einzelnes Makrozellen-Cluster 30 dargestellt. Im dar gestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Makrozellen-Cluster 30 insgesamt 28 Sen sorelemente 24 bzw. zwei Makrozellen 26, 26'. Zwischen den beiden Makrozellen 26, 26' bzw. am Rand einer oder beider Makrozellen 26, 26' sind im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel zwei Sensorelemente mit verringerter Empfindlichkeit 36, 36' angeord net. Beispielsweise kann es sich bei den Sensorelementen mit verringerter Empfind lichkeit 36, 36' um Sensorelemente mit einer Metallisierung auf der Öffnung handeln, sodass weniger Photonen empfangen werden können. Die Sensorelemente mit ver ringerter Empfindlichkeit 36, 36' können auch als Apertur-SPADs bezeichnet werden. Es versteht sich, dass auch eine andere Anzahl an Sensorelementen mit verringerter Empfindlichkeit verwendet werden kann. In the edge region of the chip of the lidar receiving unit 16, there can be provided evaluation electronics 38 which are designed to read the sensor elements 24 line by line or to further process the signals from the sensor elements. In FIG. 4, a single macro cell cluster 30 is shown schematically. In the exemplary embodiment presented, the macro cell cluster 30 comprises a total of 28 sensor elements 24 or two macro cells 26, 26 '. Between the two macro cells 26, 26 'or on the edge of one or both macro cells 26, 26', two sensor elements with reduced sensitivity 36, 36 'are net angeord in the illustrated embodiment. For example, the sensor elements with reduced sensitivity 36, 36 'can be sensor elements with a metallization on the opening, so that fewer photons can be received. The sensor elements with reduced sensitivity 36, 36 'can also be referred to as aperture SPADs. It goes without saying that a different number of sensor elements with reduced sensitivity can also be used.
In der Darstellung sind zwei beispielhafte Spotpositionen 28, 28' markiert, die Positio nen von Sendeelementen repräsentieren, die den Makrozellen 26, 26' zugeordnet sind. Dadurch, dass ein ganzzahliges Vielfaches eines Durchmessers Ds der Sensorele mente verschieden ist von einem Abstand DA zwischen Mittelpunkten von zugeordne ten Sendeelementen der Lidar-Sendeeinheit, die an den Positionen PI und P2 liegen, wird eine Ausbalancierung von Ausrichtungsfehlern (Alignmentfehlern) erreicht. Die höchste Photonendichte wird jeweils in der Mitte der Spotpositionen 28, 28' der Sen deelemente auf dem Makrozellen-Cluster empfangen. In anderen Worten empfangen die Empfangselemente in den Mitten der Spotposition 28, 28' jeweils die höchste Photonendichte. Dadurch, dass die Spotposition 28, 28' nicht exakt gegenüber dem Array der Lidar-Empfangseinheit ausgerichtet werden können, würde ein Abstand DA, der einem ganzzeiligen Vielfachen des Abstands Ds entspricht dazu führen, dass beide Spotposition 28, 28' gut bzw. schlecht getroffen werden. Durch die erfindungsgemäße Wahl der Abstände Ds und DA wird dies vermieden und eine Nivellierung der Fehler im Falle einer ungenauen Ausrichtung erreicht. In the illustration, two exemplary spot positions 28, 28 'are marked, which represent the positions of transmission elements that are assigned to the macro cells 26, 26'. The fact that an integral multiple of a diameter Ds of the sensor elements differs from a distance DA between centers of assigned transmission elements of the lidar transmission unit, which are located at positions PI and P2, balances out alignment errors. The highest photon density is received in the middle of the spot positions 28, 28 'of the Sen deelemente on the macro cell cluster. In other words, the receiving elements in the middle of the spot position 28, 28 'each receive the highest photon density. Because the spot position 28, 28 'cannot be aligned exactly with respect to the array of the lidar receiver unit, a distance DA which corresponds to a full-line multiple of the distance Ds would result in both spot positions 28, 28' being hit well or badly will. The choice of the distances Ds and DA according to the invention avoids this and leveling the errors in the event of inaccurate alignment is achieved.
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend be schrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht ein schränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsfor men beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche. In den Patentansprüchen schließen die Wörter„umfassen" und„mit" nicht das Vor handensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel„ein" oder „eine" schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprü chen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren ver schiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. The invention has been comprehensively described and explained with reference to the drawings and the description. The description and explanation are to be understood as examples and not restrictive. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will become apparent to those skilled in the art after using the present invention and after carefully analyzing the drawings, the disclosure and the following claims. In the claims, the words "comprising" and "having" do not exclude the presence of further elements or steps. The undefined article "a" or "an" does not exclude the presence of a plurality. A single element or a single unit can perform the functions of several of the units mentioned in the patent claims. An element, a unit, an interface, a device and a system can be implemented partially or completely in hardware and / or in software. The mere mention of some measures in several different dependent claims should not be understood to mean that a combination of these measures cannot also be used advantageously. Reference signs in the claims are not to be understood as restrictive.
Bezugszeichen Reference number
10 Lidar-Messvorrichtung 10 Lidar measuring device
12 Objekt 12 object
14 Fahrzeug 14 vehicle
16 Lidar-Empfangseinheit 16 Lidar receiving unit
18 Lidar-Sendeeinheit 18 Lidar transmitter unit
20 Steuereinheit 20 control unit
22 Sendeelement 22 transmission element
24 Sensorelement 24 sensor element
26 Makrozelle 26 macro cell
28 Spotposition 28 spot position
30 Makrozellen-Cluster 30 macro cell clusters
32 Routingkanal 32 routing channel
34 Kanalabschnitt 34 canal section
36, 36' Sensorelement mit verringerter Empfindlichkeit 36, 36 'sensor element with reduced sensitivity

Claims

Patentansprüche Claims
1. Lidar-Empfangseinheit (16) in Focal Plane Array-Anordnung, mit: 1. Lidar receiving unit (16) in a focal plane array arrangement, with:
einer Vielzahl an Sensorelementen (24) zum Empfangen von Lichtpulsen einer Lidar-Sendeeinheit (18); und a plurality of sensor elements (24) for receiving light pulses from a lidar transmitting unit (18); and
mehreren Routingkanälen (32) zum Transportieren von Signalen der Sensorel emente zu einem Randbereich (R) der Lidar-Empfangseinheit, wobei a plurality of routing channels (32) for transporting signals from the sensor elements to an edge area (R) of the lidar receiving unit, wherein
jeweils mehrere Sensorelemente in einer Makrozelle (26, 26') angeordnet sind, die einem Sendeelement (22) der Lidar-Sendeeinheit zugeordnet ist; In each case a plurality of sensor elements are arranged in a macro cell (26, 26 ') which is assigned to a transmission element (22) of the lidar transmission unit;
jeweils mehrere Makrozellen ein Makrozellen-Cluster (30) bilden und jeweils mehrere Makrozellen-Cluster in mehreren Zeilen (Zi, Z2, Z3) angeordnet sind; und several macro cells each form a macro cell cluster (30) and several macro cell clusters are arranged in several rows (Zi, Z 2 , Z 3 ); and
die Routingkanäle die mehreren Zeilen jeweils zwischen benachbarten Makro- zellen-Clustern einer Zeile queren und zum Transportieren der Signale in einer Richtung orthogonal zu den Zeilen ausgebildet sind. the routing channels cross the multiple lines between adjacent macro cell clusters of a line and are designed to transport the signals in a direction orthogonal to the lines.
2. Lidar-Empfangseinheit (16) nach Anspruch 1, wobei 2. Lidar receiving unit (16) according to claim 1, wherein
jeweils zwei Makrozellen ein Makrozellen-Cluster (30) bilden; und in each case two macro cells form a macro cell cluster (30); and
die zwei Makrozellen des Makrozellen-Clusters vorzugweise parallel zu den Zei len (Zi, Z2, Z3) angeordnet sind. the two macro cells of the macro cell cluster are preferably arranged parallel to the rows (Zi, Z2, Z 3 ).
3. Lidar-Empfangseinheit (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Makrozellen-Cluster (30) einer ersten Zeile (Zi, Z2, Z3) gegenüber den Mak- rozellen-Clustern einer zweiten Zeile, die der ersten Zeile benachbart ist, ver setzt angeordnet sind. 3. Lidar receiving unit (16) according to one of the preceding claims, wherein the macro cell clusters (30) of a first row (Zi, Z2, Z3) compared to the macro cell clusters of a second row, which is adjacent to the first row, are arranged offset.
4. Lidar-Empfangseinheit (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Routingkanäle (32) in Kanalabschnitten (34) zwischen den Zeilen (Zi, Z2, Z3) parallel zu den Zeilen verlaufen. 4. Lidar receiving unit (16) according to one of the preceding claims, wherein the routing channels (32) in channel sections (34) between the lines (Zi, Z2, Z 3 ) run parallel to the lines.
5. Lidar-Empfangseinheit (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Abstand (A3) zwischen benachbarten Makrozellen-Clustern (30) einer Zei le (Zi, Z2, Z3) größer ist als ein Abstand (A4) zwischen benachbarten Makrozel len-Clustern in benachbarten Zeilen; und/oder zwischen benachbarten Zeilen (Zi, Z2, Z3) jeweils Vorverarbeitungselemente zum Auslesen der Sensorelemente (24) angeordnet sind, wobei die Vorverar beitungselemente vorzugsweise einen Transistor umfassen. 5. Lidar receiving unit (16) according to one of the preceding claims, wherein a distance (A 3 ) between adjacent macro cell clusters (30) of a Zei le (Zi, Z2, Z 3 ) is greater than a distance (A 4 ) between neighboring macrocell clusters in neighboring rows; and or preprocessing elements for reading out the sensor elements (24) are arranged between adjacent rows (Zi, Z2, Z3), the preprocessing elements preferably comprising a transistor.
6. Lidar-Empfangseinheit (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein ganzzahliges Vielfaches eines Durchmessers (Ds) der Sensorelemente (24) verschieden ist von einem Abstand ( DA) zwischen Mittelpunkten der zugeord neten Sendeelemente (22) der Lidar-Sendeeinheit (18). 6. Lidar receiving unit (16) according to one of the preceding claims, wherein an integer multiple of a diameter (Ds) of the sensor elements (24) is different from a distance (DA) between centers of the zugeord Neten transmitting elements (22) of the lidar transmitting unit ( 18).
7. Lidar-Empfangseinheit (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwischen Makrozellen (26, 26') eines Makrozellen-Clusters (30) Sensorelemen te (24) mit verringerter Empfindlichkeit angeordnet sind. 7. Lidar receiving unit (16) according to any one of the preceding claims, wherein between macro cells (26, 26 ') of a macro cell cluster (30) Sensorelemen te (24) are arranged with reduced sensitivity.
8. Lidar-Empfangseinheit (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Auswerteelektronik (38) zum zeilenweisen Auslesen der Sensorelemente (24). 8. Lidar receiving unit (16) according to any one of the preceding claims, with evaluation electronics (38) for reading out the sensor elements (24) line by line.
9. Lidar-Empfangseinheit (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Makrozellen-Cluster (30) zwischen 14 und 34 Sensorelemente (24) umfasst. 9. Lidar receiving unit (16) according to one of the preceding claims, wherein a macro cell cluster (30) comprises between 14 and 34 sensor elements (24).
10. Lidar-Messvorrichtung (10) zum Detektieren eines Objekts (12) in einer Umge bung eines Fahrzeugs (14), mit: 10. Lidar measuring device (10) for detecting an object (12) in the surroundings of a vehicle (14), with:
einer Lidar-Empfangseinheit (16) nach einem der vorstehenden Ansprüche; einer Lidar-Sendeeinheit (18) mit einer Vielzahl an Sendeelementen (22) zum Aussenden von Lichtpulsen; und a lidar receiving unit (16) according to one of the preceding claims; a lidar transmission unit (18) with a plurality of transmission elements (22) for emitting light pulses; and
einer Steuereinheit (20) zum Ansteuern der Lidar-Sendeeinheit und zum Aus werten der Signale der Sensorelemente (24), um das Objekt zu detektieren. a control unit (20) for controlling the lidar transmission unit and for evaluating the signals from the sensor elements (24) in order to detect the object.
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