EP4348295A1 - Empfangseinrichtung einer detektionsvorrichtung, detektionsvorrichtung, fahrzeug mit wenigstens einer detektionsvorrichtung und verfahren zum betreiben wenigstens einer detektionsvorrichtung - Google Patents

Empfangseinrichtung einer detektionsvorrichtung, detektionsvorrichtung, fahrzeug mit wenigstens einer detektionsvorrichtung und verfahren zum betreiben wenigstens einer detektionsvorrichtung

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Publication number
EP4348295A1
EP4348295A1 EP22732444.9A EP22732444A EP4348295A1 EP 4348295 A1 EP4348295 A1 EP 4348295A1 EP 22732444 A EP22732444 A EP 22732444A EP 4348295 A1 EP4348295 A1 EP 4348295A1
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EP
European Patent Office
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electromagnetic
signals
receiver
diffraction element
receiving device
Prior art date
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Pending
Application number
EP22732444.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Haiyue YANG
Bernd BERTSCHINGER
Christoph Parl
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.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP4348295A1 publication Critical patent/EP4348295A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4868—Controlling received signal intensity or exposure of sensor

Definitions

  • the invention relates to a receiving device of a detection device for detecting objects by means of electromagnetic signals, with at least two receiver areas of at least one receiver, with which electromagnetic signals can be converted into received electrical signals, and with at least one diffraction element that acts to diffract electromagnetic signals, which in a NEM signal path of the electromagnetic signals is arranged in front of the at least two receiver areas.
  • the invention also relates to a detection device for detecting objects by means of electromagnetic signals, with at least one transmitting device with which electromagnetic scanning signals can be sent, with at least one receiving device with which electromagnetic echo signals originating from reflected electromagnetic scanning signals are detected and with at least one control and evaluation device, with which the detection device can be controlled and electrical received signals can be processed, wherein the at least one receiving device has at least two receiver areas, at least one receiver, with which electromagnetic echo signals are converted into electrical received signals can, and at least one diffractive effect on electromagnetic tables echo signals diffraction element, which angeord in a signal path of the electromagnetic echo signals in front of the at least two receiver areas net is.
  • the invention also relates to a vehicle with at least one detection device for detecting objects by means of electromagnetic signals, the at least one detection device having at least one transmission device with which electromagnetic scanning signals can be sent, at least one reception device with which electromagnetic echo signals that are emitted by reflected elec romagnetic scanning signals, can be detected, and at least one control and evaluation device, with which the at least one detection device ge- can be controlled and electrical reception signals can be processed, where the at least one receiving device has at least two receiver areas of at least one receiver, with which electromagnetic echo signals can be converted into electrical reception signals, and at least one diffractive effect on electromagnetic echo signals diffraction element, which in egg nem Signal path of the electromagnetic echo signals is arranged in front of the at least two receiver areas.
  • the invention relates to a method for operating a detection device for detecting objects by means of electromagnetic signals, in which electromagnetic scanning signals are sent with at least one transmitting device, electromagnetic echo signals originating from reflected electromagnetic scanning signals are detected with at least one receiving device, wherein the electromagnetic echo signals are diffracted with at least one diffraction element of the at least one receiving device and the diffracted electromagnetic echo signals are converted into electrical received signals with at least two receiver areas of at least one receiver, and the electrical received signals are processed with at least one control and evaluation device.
  • An optical arrangement for receiving light waves is known from DE 10 2017 201 127 A1, with receiving optics for focusing at least one incoming light wave on a surface of a detector for detecting the at least one light wave, wherein at least one diffractive optical element with a surface extension between the receiving optics and the detector is arranged and wherein the at least one diffractive optical element has a surface with a surface structure with at least one optical function. Furthermore, a LIDAR device with such an optical arrangement is known.
  • the invention is based on the object of designing a receiving device, a detection device, a vehicle and a method of the type mentioned at the outset, in which a dynamic range can be increased when detecting electromagnetic signals. Disclosure of Invention
  • this object is achieved in the receiving device in that at least one diffraction element is designed to divide intensities of incident electromagnetic signals into at least two electromagnetic signal components that propagate on different signal paths, and the at least one diffraction element and the at least two receiver areas are so connected to one another are adapted so that at least two different signal paths for electromagnetic signal components are assigned to different receiver areas.
  • At least one diffraction element is arranged in a signal path of the incoming electromagnetic signals upstream of the receiver areas.
  • the electromagnetic signals can be diffracted in such a way that their respective intensities are divided between at least two electromagnetic signal components.
  • the signal components propagate on different signal paths.
  • the signal paths are assigned to different receiver areas, so that the signal components are recorded accordingly by different receiver areas.
  • the respective intensity component which is assigned to each of the receiver areas, is lower than the intensity of the incoming electromagnetic signals. In this way it can be avoided that individual receiver areas are overridden.
  • electromagnetic signals can be detected with a greater intensity without clipping than would be possible when detecting the electromagnetic signals with only one receiver area. This enables longer recording times, so that relatively weak electromagnetic signals can also be recorded. In this way, the dynamic range between the largest and smallest detectable signal intensity can be increased.
  • relatively strong electromagnetic echo signals can also be detected without clipping.
  • strong electromagnetic echo signals can result from scanning signals on objects are reflected, which are located at a relatively short distance and/or have highly reflective, in particular retroreflective, surfaces.
  • Diffraction elements can be implemented and installed with relatively little effort, in particular low manufacturing effort, assembly effort and/or cost. Furthermore, diffractive elements are relatively robust. In this way, the receiving device can also be used under rough operating conditions, such as can occur in particular when using a vehicle.
  • the increased dynamic range enables the use of the receiving device according to the invention in areas of application in which situations can arise that lead to increased background noise, in particular due to solar radiation. This can be the case when using the detection device in a vehicle.
  • the invention enables the use of the receiving device in areas of application in which objects with very different reflectivities are to be detected, as can be the case in particular in road traffic.
  • the detection device is intended to detect retroreflective objects, in particular in the form of street signs or the like, and low-reflecting objects, in particular people dressed in dark or dark-colored vehicles.
  • a large bandwidth with regard to the reflectivity of objects between approximately 5% and 95% can be detected.
  • the electromagnetic scanning signals can advantageously be, in particular, pulsed light signals, in particular laser signals.
  • Light signals can be easily implemented.
  • Monochromatic scanning signals can be realized with lasers.
  • the detection device can work according to a signal transit time method, in particular a signal pulse transit time method.
  • Detection devices working according to the signal pulse propagation time method can be designed and referred to as time-of-flight (TOF), light detection and ranging systems (LiDAR), laser detection and ranging systems (LaDAR) or the like .
  • TOF time-of-flight
  • LiDAR light detection and ranging systems
  • LaDAR laser detection and ranging systems
  • the detection device can advantageously be designed as a scanning system be.
  • a monitoring area can be scanned, ie scanned, with electromagnetic scanning signals.
  • the directions of propagation of the scanning signals can be changed over the surveillance area, in particular pivoted, who the.
  • at least a signal deflection device in particular a scanning device, a deflection mirror device or the like, can be used.
  • the detection device can be designed as a so-called flash system, in particular as a flash LiDAR.
  • Correspondingly widened scanning signals can simultaneously emit a larger part of the monitored area or the entire monitored area.
  • the detection device can advantageously be designed as a laser-based distance measuring system.
  • Laser-based distance measuring systems can have lasers, in particular diode lasers, as signal sources.
  • pulsed laser beams can be sent as scanning signals with lasers.
  • transmission signals can be emitted in wavelength ranges that are visible or invisible to the human eye.
  • receivers of the detection device can be sensors designed for the wavelength of the transmitted scanning signals, in particular point sensors, line sensors and/or area sensors, in particular (avalanche) photodiodes, photodiode lines, CCD sensors, active pixel sensors, in particular CMOS sensors or the like, have or consist of.
  • Laser-based distance measuring systems can advantageously be designed as laser scanners. Laser scanners can be used to scan monitoring areas with, in particular, pulsed laser signals, in particular laser beams.
  • the invention can advantageously be used in vehicles, in particular motor vehicles.
  • the invention can advantageously be used in land vehicles, in particular passenger cars, trucks, buses, motorcycles or the like, aircraft, in particular drones, and/or water vehicles.
  • the invention can also be used in vehicles that can be operated autonomously or at least partially autonomously.
  • the invention is not limited to vehicles. It can also be used in stationary operation, in robotics and/or in machines, in particular construction or transport machines such as cranes, excavators or the like.
  • the detection device can advantageously be connected to at least one electronic control device of a vehicle or a machine, in particular a driver assistance system and/or a chassis control system and/or a driver information device and/or a parking assistance system and/or a gesture recognition system or the like, or be part of such be. In this way, at least some of the functions of the vehicle or machine can be performed au tonomously or semi-autonomously.
  • the detection device can be used to detect stationary or moving objects, in particular vehicles, people, animals, plants, debris, bumps in the road, in particular potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, in particular parking spaces, precipitation or the like, and/or movements and /or gestures are used.
  • At least one diffraction element can have at least one grid-like structure and/or at least one diffraction element can have or consist of at least one diffractive optical element.
  • electromagnetic signals can be diffracted. The diffraction can achieve that the intensity of the electromagnetic signals is divided into several signal components.
  • At least one diffraction element can be made using holograms, holographic gratings or the like. In this way, the diffraction elements can be manufactured more easily on an industrial scale.
  • At least one diffraction element can advantageously have structures on which electromagnetic signals, in particular light waves, are diffracted. Due to interference, the intensities of electromagnetic signals entering behind the at least one diffraction element can be divided into a plurality of electromagnetic signal components.
  • At least one diffraction element for electromagnetic signals can be at least partially reflective and/or we least partially permeable and/or at least one diffraction element can be used for electromagnetic signals can be arranged in the signal path in a reflective manner and/or at least one diffraction element can be arranged in the signal path so that it is permeable to electromagnetic signals.
  • the receiving device can be constructed more flexibly overall.
  • At least one diffraction element for electromagnetic signals can be exclusively reflective.
  • the electromagnetic signals can also be deflected.
  • the at least one diffractive element and the at least one receiver thus need not be aligned in relation to the direction of the electromagnetic signals impinging on the receiver.
  • At least one diffraction element can be exclusively permeable for electromagnetic signals.
  • the at least one diffraction element and at least one receiver can be arranged in a line with respect to the direction of the electromagnetic signals impinging on the receiving device.
  • At least one diffraction element can be partially transparent and partially reflective for electromagnetic signals. In this way, part of the intensity of the incident electromagnetic signals can be reflected and part can be transmitted through the at least one diffraction element.
  • several receivers can be used.
  • one of the receivers can be arranged in line with the at least one diffractive element and can receive the transmitted signal components.
  • Another receiver can be arranged next to the at least one diffractive element and receive the reflected electromagnetic signal components.
  • At least one diffraction element can be designed to split intensities in only one dimension transversely, in particular perpendicularly, to signal paths of incident electromagnetic signals and/or at least one diffraction element can be designed to divide intensities into two dimensions transversely, in particular perpendicularly, to signal paths of incident electromagnetic signals.
  • the receiver areas can be arranged next to one another, in particular in the form of a line.
  • the receiver areas of the receiver can be arranged in rows or over an area.
  • a second dimension which runs transversely, in particular perpendicularly, to the first dimension and transversely, in particular perpendicularly, to the signal paths, can be used to detect a direction from which a detected electromagnetic signal comes can be used.
  • At least one receiver can be designed to be more compact overall.
  • the receiving device can be configured to detect electromagnetic signals with a high dynamic range. In this way, the receiving device can be used in areas where there are large differences in the intensities of the electromagnetic signals to be detected.
  • the dynamic range is the quotient of the maximum and the minimum of the intensities of the electromagnetic signals. Ratios greater than 1000:1, in particular greater than 10,000:1, can be described as high dynamic range - also known under the designation "High Dynamic Range” (HDR).
  • HDR High Dynamic Range
  • the detection of electromagnetic signals with a high dynamic range enables the use of the receiving device according to the invention in connection with detection devices which work according to a so-called multiple-shot method.
  • a measurement in particular a distance voltage measurement, a direction measurement and/or a speed measurement, successively sent several electromagnetic scanning signals into a monitoring area with a transmitting device and receive the corresponding reflected electromagnetic echo signals with the receiving device.
  • the echo signals can be detected with different detection times.
  • the successively detected echo signals are combined for one measurement. In this way, overall longer integration times arise when detecting the echo signals. So a larger dynamic range can be realized.
  • At least one receiver can have or consist of at least one line sensor, and/or at least one receiver can have or consist of at least one area sensor, and/or at least one receiver area can be implemented with at least one receiver element.
  • the receiver elements are arranged in a line.
  • Several re receiver areas can be arranged next to one another in one spatial dimension. In this way, the number of required receiver areas and the amount of time required when reading out the receiver areas can be reduced.
  • the receiver elements are arranged over a surface.
  • the receiver areas can be arranged over an area. In this way, two spatial dimensions can be realized for detecting signal components.
  • receiver areas can be arranged in rows. Overall, an area sensor with a large number of receiver elements and corresponding receiver areas can be implemented in a more compact manner and used more flexibly than a line sensor.
  • An area sensor can be used in conjunction with at least one diffraction element, which separates intensities of incident electromagnetic signals into two spatial dimensions. In this way, the intensities can be divided into several signal components. In this way, the intensities of the individual signal components can be further reduced.
  • an area sensor can be used in conjunction with at least one diffraction element, which separates intensities of incident electromagnetic signals in a spatial dimension.
  • the second spatial dimension which is available through the area sensor, can be used to determine the direction from which an electromagnetic signal received with the receiving device comes.
  • the receiving device can be configured in such a way that the received electromagnetic signals are divided into their signal components in the second spatial dimension and directed to the corresponding receiving areas of the area sensor, depending on the direction from which they come.
  • a directional quantity which characterizes the direction of the electromagnetic signals, can be determined from the position of the affected receiver areas in the second spatial dimension.
  • the direction from which the electromagnetic signals, in particular echo signals, come can correspond to the direction in which an object on which the electromagnetic signals were reflected is located.
  • At least one receiver area can have a receiver element.
  • a correspondingly high spatial resolution can be achieved with a receiver area which consists of only one receiver element.
  • the intensity of the respective signal components can be distributed over a number of receiver elements. In this way, the overall dynamic range can be further improved.
  • receiver elements can be combined to form a receiver area after so-called "binning".
  • Receiver elements within the meaning of the invention can also be referred to as “picture elements” or “pixels”.
  • the signal paths of the signal components can be assigned more precisely to the corresponding receiver areas.
  • At least one arrangement can advantageously be configured with at least one diffraction element and at least two receiver areas for detecting monochromatic light, in particular laser signals. In this way, the signal components divided by the at least one diffraction element can be directed more precisely to the corresponding receiver areas.
  • the object is achieved according to the invention in the detection device in that at least one diffraction element is designed to divide intensities of incident electromagnetic echo signals into at least two electromagnetic signal components that propagate in different signal paths, and the at least one diffraction element and the at least two Receiver areas are adapted to each other that at least two different signal paths for electromagnetic signal components are assigned to different receiver areas.
  • At least one receiving device has at least one diffraction element, with which incident echo signals are divided into at least two electromagnetic signal components.
  • the at least two electromagnetic signal components are directed with the at least one diffraction element to different receiver areas and are converted into electrical reception signals with them.
  • At least one transmission device can advantageously have at least one signal source for generating electromagnetic scanning signals.
  • the at least one transmitting device and the at least one receiving device can be operated in a coordinated manner with at least one control and evaluation device.
  • object information in particular distances, directions and/or speeds of objects relative to the detection device, can be determined on the basis of the echo signals, in particular using a signal propagation time method.
  • At least one transmission device can advantageously have at least one optical system, in particular at least one optical lens or the like.
  • the scanning signals can be influenced, in particular widened and/or focused, with optical systems.
  • At least one transmission device can advantageously have at least one signal deflection device, in particular a deflection mirror, a MEMS mirror or the like. In this way, the electromagnetic scanning signals can be directed into at least one surveillance area.
  • the at least one signal deflection device can advantageously be changeable, in particular adjustable. In this way, a propagation direction of the electromagnetic scanning signals can be changed. In this way, the monitoring area can be scanned, in particular scanned, with the at least one electromagnetic scanning signal.
  • the at least one signal deflection device can advantageously have at least one oscillating mirror or oscillating mirror arrangement. In this way, the direction of the electromagnetic scanning signals can be changed, in particular continuously.
  • At least one control and evaluation device can advantageously be implemented centrally or decentrally with one or more components.
  • the at least one control and evaluation device can be partially implemented with the at least one transmitting device and/or the at least one receiving device.
  • At least one control and evaluation device can be implemented in the form of software and/or hardware.
  • object variables which characterize distances, directions and/or speeds of objects relative to detection devices can be determined with at least one control and evaluation device from received electrical signals. Object sizes of this type can be further processed with appropriate electrical means.
  • at least one transmission device can have at least one signal source with which electromagnetic scanning signals can be generated in at least one defined wavelength range, in particular with at least one defined wavelength. In this way, the electromagnetic echo signals, which originate from the reflected scanning signals, can be assigned more precisely to the corresponding receiver areas with the at least one diffraction element.
  • At least one transmitting device can advantageously have at least one laser as the signal source.
  • Monochromatic light signals can be generated with a laser.
  • the object is achieved according to the invention in the vehicle in that at least one diffraction element is designed to divide intensities of incident electromagnetic echo signals into at least two electromagnetic signal components that propagate in different signal paths, and at least one diffraction element and the at least two receiver areas are adapted to one another in such a way that at least two different signal paths for electromagnetic signal components are assigned to different receiver areas.
  • the detection device can be used to monitor at least one monitoring area outside the vehicle and/or inside the vehicle, in particular for objects.
  • the vehicle can have at least one driver assistance system.
  • the vehicle can be operated autonomously or semi-autonomously.
  • At least one detection device can advantageously be functionally connected to at least one driver assistance system.
  • information about a monitoring area in particular object information, which is obtained with the at least one detection device, can be used with the at least one driver assistance system to control autonomous or semi-autonomous operation of the vehicle.
  • the object is achieved according to the invention with the method in that the intensity of the incident electromagnetic echo signals is divided into at least two electromagnetic signal components, which propagate in different signal paths, and the at least two electromagnetic signal components are directed to different receiver areas using at least one diffraction element.
  • the intensity of the incident electromagnetic echo signals is divided between a number of receiver areas. This prevents overmodulation in individual receiver areas due to strong electromagnetic echo signals.
  • the received electrical signals can be processed with the at least one control and evaluation device to form quantities which can characterize distances, directions and/or speeds of detected objects relative to the detection device. In this way, corresponding information about detected objects can be determined with the detection device.
  • FIG. 1 shows a vehicle in front view, with a driver assistance system and a LiDAR system for detecting objects in front of the vehicle in the direction of travel;
  • FIG. 2 shows a functional representation of the vehicle with the driver assistance system and the LiDAR system from FIG. 1;
  • FIG 3 shows a receiving device in accordance with a first exemplary embodiment for the LiDAR system from FIGS. which are arranged in a line are steered;
  • Figure 4 is a plan view of the receiver of Figure 3;
  • FIG. 5 shows an intensity distribution of the signal components of an exemplary echo signal behind the diffraction element from FIG. 3;
  • FIG. 6 shows a receiving device according to a second exemplary embodiment for the LiDAR system from FIGS. 1 and 2, with a receiver in which the receiver areas are arranged in a line, and a transmissive diffraction element;
  • FIG. 7 shows a receiving device according to a third exemplary embodiment for the LiDAR system from FIGS. 1 and 2, with a receiver in which the receiver areas are arranged over a large area, and a transparent diffraction element with which intensities of echo signals are divided into signal components in a spatial dimension and echo signals from different directions are directed to different groups of receiver areas;
  • Figure 8 is a plan view of the receiver of Figure 7;
  • FIGS. 9 shows a receiving device according to a fourth exemplary embodiment for the LiDAR system from FIGS. 1 and 2, with a receiver in which the receiver areas are arranged areally, and a transmissive diffraction element with which intensities of echo signals are divided into signal components in two spatial dimensions and directed to the appropriate recipient areas;
  • FIG. 10 is a plan view of the receiver of Figure 9. The same components are provided with the same reference symbols in the figures.
  • FIG. 1 shows a front view of a vehicle 10 by way of example in the form of a passenger car.
  • the vehicle 10 has a detection device, for example in the form of a LiDAR system 12.
  • the LiDAR system 12 is designed as a laser scanner.
  • a functional representation of the vehicle 10 with the LiDAR system 12 is shown in FIG.
  • the LiDAR system 12 is arranged in the front bumper of the vehicle 10 .
  • a monitoring area 14 in the direction of travel 16 in front of the vehicle 10 can be monitored for objects 18.
  • the LiDAR system 12 can also be arranged elsewhere on the vehicle 10 and directed differently.
  • the LiDAR system 12 can also be arranged in the vehicle 10 for monitoring an interior.
  • the LiDAR system 12 can be used to determine object information, for example distances, directions and speeds of objects 18 relative to the vehicle 10 or the LiDAR system 12, or corresponding characterizing variables.
  • the objects 18 can be stationary or moving objects, for example other vehicles, people, animals, plants, debris, bumps in the road, for example potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, for example parking spaces, precipitation or the like.
  • the LiDAR system 12 can also be used to capture gestures from people.
  • the LiDAR system 12 is connected to a driver assistance system 20 .
  • the vehicle 10 can be operated autonomously or partially autonomously with the driver assistance system 20 .
  • the LiDAR system 12 includes, for example, a transmitting device 22, a receiving device 24 and a control and evaluation device 26.
  • the functions of the control and evaluation device 26 can be implemented centrally or decentrally. Parts of the functions of the control and evaluation device 26 can also be integrated into the transmitting device 22 and/or the receiving device 24 .
  • the control and evaluation device 26 and the driver assistance system 20 can also be partially combined.
  • the functions of the control and evaluation device 26 are implemented in terms of software and hardware.
  • Electrical transmission signals are generated with the control and evaluation device 26 in order to carry out measurements with the LiDAR system 12 .
  • the transmission device 22 is controlled with the electrical transmission signals so that it transmits corresponding monochromatic electromagnetic scanning signals 28 in the form of laser signals.
  • the transmission device 22 has, for example, a signal source, for example in the form of a diode laser.
  • pulsed scanning signals 28 are emitted with the signal source.
  • the LiDAR system 12 can be configured as a scanning LiDAR system or as a flash LiDAR system.
  • the transmission device 22 can optionally have at least one optical system, for example at least one optical lens, with which the generated scanning signals 28 can be correspondingly influenced, in particular widened and/or focused.
  • the transmission device 22 can optionally have a signal deflection device with which the scanning signals 28 can be directed into the monitoring area 14 .
  • the signal deflection device can be changeable, for example pivotable. In this way, the directions of propagation of the scanning signals 28 can be swiveled and the monitoring area 14 can be scanned or scanned.
  • the scanning signals 28 are sent to the monitoring area 14 using the transmitting device 22 .
  • the reflected on an object 18 in the direction of the receiving device 24 electro-magnetic scanning signals 28 are as electromagnetic echo signals 30 with the Receiving device 24 received.
  • the receiving device 24 is designed to detect echo signals 30 with intensities in a high dynamic range.
  • the receiving device 24 according to a first exemplary embodiment, which can be used in the LiDAR system 12 from FIGS. 1 and 2, is shown in FIG.
  • the receiving device 24 can optionally have an echo signal deflection device and/or an optical system, for example an optical lens, on its input side, with which the electromagnetic echo signals 30 are directed to a reflecting diffraction element 32 of the receiving device 24 .
  • an echo signal deflection device and/or an optical system for example an optical lens
  • the reflective diffraction element 32 has, for example, a reflective lattice structure.
  • the diffraction element 32 can be implemented as a diffractive optical element, for example.
  • the diffraction element 32 acts, for example, in a spatial dimension perpendicular to a signal path of the impinging echo signals 30 to diffract the echo signals 30.
  • the intensity of an incident echo signal 30 is divided by means of diffraction, for example by means of interference, in a spatial dimension to, for example, five signal components 34 and, for example, deflected by approximately 90°.
  • the signal components 34 are identified by the reference symbols 34a, 34b, namely 34bi and 34b2, and 34c, namely 34ci and 34C2, for better differentiation.
  • An exemplary intensity distribution of the signal components 34 is shown in FIG. The intensity distribution is symmetrical in the illustrated embodiment.
  • the flare component of the intensity of the echo signal 30 is assigned to a flare signal component 34a. Smaller components of the intensity are allocated in decreasing strength to two first secondary signal components 34bi and 34b2 and second secondary signal components 34ci and 34C2 arranged symmetrically with respect to the flank signal component 34a.
  • the signal components 34a, 34bi, 34b2, 34ci and 34C2 propagate on different signal paths 36.
  • the signal paths 36 are given the reference symbols 36a, 36b, namely 36bi and 36b2, 36c, namely 36ci and 36C2.
  • the signal components 34 are directed to a receiver 38 of the receiving device 24 using the diffraction element 32 .
  • the receiver 38 is implemented as a CCD sensor, for example. Alternatively, an active pixel sensor, a line of photodiodes or the like can also be provided.
  • the receiver 38 has, for example, seven receiver areas 40 which are arranged next to one another as a line along a first sensor axis 44 .
  • FIG. 4 shows the receiver 38 in a plan view viewed from the diffraction element 32 .
  • Alternative receivers 38 can also have more or fewer than seven receiver areas 40
  • the first sensor axis 44 extends parallel to an x-axis of a Cartesian xyz coordinate system, the corresponding coordinate axes of which are shown in FIGS. 3, 4 and 6 up to 14 for better orientation.
  • a second sensor axis 46 is perpendicular to the first sensor axis 44 and parallel to a y-axis of the x-y-z coordinate system.
  • a diffractive element plane 48, along which the grating structures of the diffractive element 32 extend, is perpendicular to the x-z plane of the x-y-z coordinate system.
  • each receiver area 40 includes a receiver element 42.
  • the receiver elements 42 can also be referred to as “pixels”.
  • a plurality of receiver elements 42 can also be combined to form a receiver area 40 .
  • a so-called binning method can be used, in which several receiver elements 42 are combined to form a receiver area 40 .
  • the diffraction element 32 and the receiver 38 are, for example, adapted to one another in terms of their configurations, their orientations and/or distances relative to one another such that each signal path 36 is associated with one of the receiver regions 40 .
  • the signal paths 36 and the corresponding signal components 34 are assigned to different receiver areas 40 .
  • the intensity of the impinging The echo signal 30 is thus distributed to a plurality of receiver areas 40 via the signal components 34 .
  • the respective signal components 34 of the incident electromagnetic echo signal 30 are converted into corresponding electrical reception signals.
  • the received electrical signals are processed with the control and evaluation device 26 .
  • object variables for example distance variables, direction variables and/or speed variables, are determined from the electrical reception signals with the control and evaluation device 26, which characterize distances, directions or speeds of detected object 18 relative to the LiDAR system 12 or relative to the vehicle 10 .
  • the determined object sizes are transmitted to the driver assistance system 20 with the control and evaluation device 26 .
  • the object variables are used with the driver assistance system 20 in order to operate the vehicle 10 autonomously or partially autonomously.
  • FIG. 6 shows a second exemplary embodiment of a receiving device 24 for the LiDAR system 12 from FIGS.
  • the second embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the diffraction element 32 and the corresponding grating structure for echo signals 30 are permeable.
  • the diffraction element 32 is arranged in line with the receiver 38 .
  • the transmissive diffraction element 32 With the transmissive diffraction element 32, the intensity of the scanning signals 28 is divided, for example, into five signal components 34, analogously to the first exemplary embodiment, and directed to the respective receiver areas 40.
  • FIG. 8 shows a plan view of the receiver 38 of the receiving device 24.
  • the third exemplary embodiment differs from the second exemplary embodiment in that the receiver 38 has 49 receiver areas 40, for example.
  • the 49 receiver areas 40 are arranged in seven rows 50 with seven receiver areas 40 each. Due to the planar arrangement, the receiver 38 has a second spatial dimension along the second sensor axis 46 in addition to the first spatial dimension along the first sensor axis 44 .
  • Each of the rows 50 extends along the first sensor axis 44, analogously to the first two exemplary embodiments.
  • the seven rows 50 are arranged next to one another along the second sensor axis 46.
  • the signal components 34 in the second spatial dimension are directed to the receiver areas 40 of the corresponding line 50 .
  • the direction in which the reflecting object 18 is located is also determined from the illuminated receiver areas 40 .
  • FIG. 10 shows a plan view of the receiver 38 of the receiving device 24.
  • the fourth exemplary embodiment differs from the third exemplary embodiment in that echo signals 30 incident with the diffraction element 32 are diffracted in two spatial dimensions.
  • the diffraction element 32 can have concentric lattice structures.
  • the intensity of the echo signals 30 is divided by means of diffraction in two spatial dimensions, for example 17 signal components 34a, 34b and 34c.
  • the signal paths 36b and 36c of the secondary signal components 34b and 34a are arranged concentrically around the signal path 36a of the main signal component 34a.
  • the signal components 34a, 34b and 34c are routed on different signal paths 36a, 36b and 36c to different receiver areas 40 of the receiver 38 and are detected with them.
  • the intensity of an incident echo signal 30 is distributed over a total of 17 receiver areas 40 . In this way, the dynamic range with regard to the intensity of the detected echo signals 30 can be further increased compared to the first three exemplary embodiments.
  • the two-dimensional diffraction elements 30 from the third and the fourth exemplary embodiment can be configured as reflective diffraction elements 32 analogously to the first exemplary embodiment.

Landscapes

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Abstract

Es werden eine Empfangseinrichtung (24) einer Detektionsvorrichtung zur Erfassung von Objekten (18) mittels elektromagnetischer Signale (30), eine Detektionsvorrichtung, ein Fahrzeug mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung beschrieben. Die Empfangseinrichtung (24) umfasst wenigstens zwei Empfängerbereiche (40) wenigstens eines Empfängers (38), mit welchen elektromagnetische Signale (30) in elektrische Empfangssignale umgewandelt werden können, und wenigstens ein auf elektromagnetische Signale (30) beugend wirkenden Beugungselement (32), welches in einem Signalpfad der elektromagnetischen Signale (30) vor den wenigstens zwei Empfängerbereichen (40) angeordnet ist. Wenigstens ein Beugungselement (32) ist ausgestaltet zur Aufteilung von Intensitäten von auftreffenden elektromagnetischen Signalen (30) in wenigstens zwei elektromagnetische Signalanteile (34), die sich auf unterschiedlichen Signalpfaden (36) ausbreiten. Das wenigstens eine Beugungselement (32) und die wenigstens zwei Empfängerbereiche (40) sind so aneinander angepasst, dass wenigstens zwei unterschiedliche Signalpfade (36) für elektromagnetische Signalanteile (34) unterschiedlichen Empfängerbereichen (40) zugeordnet sind.

Description

Beschreibung
Empfangseinrichtung einer Detektionsvorrichtung, Detektionsvorrichtung, Fahrzeug mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben wenigstens einer Detektionsvorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Empfangseinrichtung einer Detektionsvorrichtung zur Erfas sung von Objekten mittels elektromagnetischer Signale, mit wenigstens zwei Empfän gerbereichen wenigstens eines Empfängers, mit welchen elektromagnetische Signale in elektrische Empfangssignale umgewandelt werden können, und mit wenigstens einem auf elektromagnetische Signale beugend wirkenden Beugungselement, welches in ei nem Signalpfad der elektromagnetischen Signale vor den wenigstens zwei Empfänger bereichen angeordnet ist.
Ferner betrifft die Erfindung eine Detektionsvorrichtung zur Erfassung von Objekten mit tels elektromagnetischer Signale, mit wenigstens einer Sendeeinrichtung, mit der elekt romagnetische Abtastsignale gesendet werden können, mit wenigstens einer Emp fangseinrichtung, mit der elektromagnetische Echosignale, die von reflektierten elekt romagnetischen Abtastsignalen herrühren, erfasst werden können, und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteinrichtung, mit der die Detektionsvorrichtung gesteuert wer den kann und elektrische Empfangssignale verarbeitet werden können, wobei die we nigstens eine Empfangseinrichtung aufweist wenigstens zwei Empfängerbereiche we nigstens eines Empfängers, mit welchen elektromagnetische Echosignale in elektrische Empfangssignale umgewandelt werden können, und wenigstens ein auf elektromagne tische Echosignale beugend wirkendes Beugungselement, welches in einem Signalpfad der elektromagnetischen Echosignale vor den wenigstens zwei Empfängerbereichen angeordnet ist.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens einer Detektionsvorrich tung zur Erfassung von Objekten mittels elektromagnetischer Signale, wobei die we nigstens eine Detektionsvorrichtung aufweist wenigstens eine Sendeeinrichtung, mit der elektromagnetische Abtastsignale gesendet werden können, wenigstens eine Emp fangseinrichtung, mit der elektromagnetische Echosignale, die von reflektierten elekt romagnetischen Abtastsignalen herrühren, erfasst werden können, und wenigstens eine Steuer- und Auswerteinrichtung, mit der die wenigstens eine Detektionsvorrichtung ge- steuert werden kann und elektrische Empfangssignale verarbeitet werden können, wo bei die wenigstens eine Empfangseinrichtung aufweist wenigstens zwei Empfängerbe reiche wenigstens eines Empfängers, mit welchen elektromagnetische Echosignale in elektrische Empfangssignale umgewandelt werden können, und wenigstens ein auf elektromagnetische Echosignale beugend wirkendes Beugungselement, welches in ei nem Signalpfad der elektromagnetischen Echosignale vor den wenigstens zwei Emp fängerbereichen angeordnet ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvor richtung zur Erfassung von Objekten mittels elektromagnetischer Signale, bei dem mit wenigstens einer Sendeeinrichtung elektromagnetische Abtastsignale gesendet wer den, mit wenigstens einer Empfangseinrichtung elektromagnetische Echosignale, die von reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen herrühren, erfasst werden, wobei mit wenigstens einem Beugungselement der wenigstens einen Empfangseinrichtung die elektromagnetischen Echosignale gebeugt werden und mit wenigstens zwei Empfän gerbereichen wenigstens eines Empfängers die gebeugten elektromagnetischen Echo signale in elektrische Empfangssignale umgewandelt werden, und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung die elektrischen Empfangssignale verarbeitet werden.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2017 201 127 A1 ist eine optische Anordnung zum Empfangen von Lichtwellen bekannt, mit einer Empfangsoptik zum Fokussieren mindestens einer ankommenden Lichtwelle auf eine Fläche eines Detektors zum Erfassen der mindestens einen Lichtwelle, wobei mindestens ein diffraktives optisches Element mit einer flächigen Ausdehnung zwischen der Empfangsoptik und dem Detektor angeordnet ist und wobei das mindestens eine diffraktive optische Element eine Oberfläche mit einer Oberflächenstruktur mit mindestens einer optischen Funktion aufweist. Des Weiteren ist eine LIDAR-Vorrichtung mit einer derartigen optischen Anordnung bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Empfangseinrichtung, eine Detektions vorrichtung, ein Fahrzeug und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen ein Dynamikumfang bei der Erfassung von elektromagnetischen Signalen vergrößert werden kann. Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Empfangseinrichtung dadurch gelöst, dass wenigstens ein Beugungselement ausgestaltet ist zur Aufteilung von Intensitäten von auftreffenden elektromagnetischen Signalen in wenigstens zwei elektromagneti sche Signalanteile, die sich auf unterschiedlichen Signalpfaden ausbreiten, und das wenigstens eine Beugungselement und die wenigstens zwei Empfängerbereiche so aneinander angepasst sind, dass wenigstens zwei unterschiedliche Signalpfade für elektromagnetische Signalanteile unterschiedlichen Empfängerbereichen zugeordnet sind.
Erfindungsgemäß ist in einem Signalpfad der ankommenden elektromagnetischen Sig nale vor den Empfängerbereichen wenigstens ein Beugungselement angeordnet. Mit dem wenigstens ein Beugungselement können die elektromagnetischen Signale so ge beugt werden, dass ihre jeweiligen Intensitäten auf wenigstens zwei elektromagnetische Signalanteile aufgeteilt wird. Die Signalanteile breiten sich auf unterschiedlichen Signal pfaden aus. Die Signalpfade sind unterschiedlichen Empfängerbereichen zugeordnet, sodass die Signalanteile entsprechend von unterschiedlichen Empfängerbereichen er fasst werden. Auf diese Weise ist der jeweilige Intensitätsanteil, welcher jedem einzel nen der Empfängerbereiche zugeordnet wird, geringer als die Intensität der ankom menden elektromagnetischen Signale. So kann vermieden werden, dass es zu Über steuerungen einzelner Empfängerbereiche kommt. Durch die Aufteilung der Intensität eines empfangenen elektromagnetischen Signals auf mehrere Empfängerbereiche kann eine Übersteuerung eines einzelnen Empfängerbereichs vermieden werden.
Mit der Erfindung können elektromagnetische Signale mit einer größeren Intensität oh ne Übersteuerung erfasst werden, als dies möglich wäre bei der Erfassung der elektro magnetischen Signale mit nur einem Empfängerbereich. Dies ermöglicht längere Auf nahmezeiten, so das auch verhältnismäßig schwache elektromagnetische Signale er fasst werden können. So kann der Dynamikumfang zwischen der größten und der kleinsten erfassbaren Signalintensität vergrößert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung können auch verhältnismäßig starke elektromagnetische Echosignale ohne Übersteuerung erfasst werden. Derart starke elektromagnetische Echosignale können von Abtastsignalen herrühren, die an Objekten reflektiert werden, welche sich in verhältnismäßig geringer Entfernung befinden und/oder hochreflektierende, insbesondere retroreflektierende, Oberflächen aufweisen.
Beugungselemente können mit verhältnismäßig geringem Aufwand, insbesondere ge ringem Herstellungsaufwand, Montageaufwand und/oder Kostenaufwand, realisiert und montiert. Ferner sind Beugungselemente verhältnismäßig robust. Auf diese Weise kann die Empfangseinrichtung auch unter rauen Einsatzbedingungen eingesetzt werden, wie sie insbesondere bei der Verwendung ein Fahrzeugen Vorkommen können.
Der erhöhte Dynamikumfang ermöglicht die Verwendung der erfindungsgemäßen Emp fangseinrichtung in Einsatzbereichen, in denen Situationen auftreten können, die zu erhöhtem Hintergrundrauschen führen, insbesondere durch Sonneneinstrahlung. Dies kann beim Einsatz der Detektionsvorrichtung einen Fahrzeugen der Fall sein.
Ferner ermöglicht die Erfindung die Verwendung der Empfangseinrichtung in Einsatzbe reichen, in denen Objekte mit stark unterschiedlichen Reflektivitäten erfasst werden sol len, wie dies insbesondere im Straßenverkehr der Fall sein kann. Im Straßenverkehr sollen mit der Detektionsvorrichtung einerseits retroreflektierende Objekte, insbesonde re in Form von Straßenschildern oder dergleichen, und andererseits gering reflektieren de Objekte, insbesondere dunkel gekleidete Personen oder dunkle Fahrzeuge, erfasst werden. Mit der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung kann eine große Bandbreite bezüglich der Reflektivität von Objekten etwa zwischen 5 % und 95 % erfasst werden.
Vorteilhafterweise können die elektromagnetischen Abtastsignale insbesondere gepuls te Lichtsignale, insbesondere Lasersignale, sein. Lichtsignale können einfach realisiert werden. Mit Lasern können monochromatische Abtastsignale realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung nach einem Signal-Laufzeitverfahren, insbesondere einem Signalpuls-Laufzeitverfahren, arbeiten. Nach dem Signalpuls- Laufzeitverfahren arbeitende Detektionsvorrichtungen können als Time-of-Flight- (TOF), Light-Detection-and-Ranging-Systeme (LiDAR), Laser-Detection-and-Ranging-Systeme (LaDAR) oder dergleichen ausgestaltet und bezeichnet werden.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung als scannendes System ausgestaltet sein. Dabei kann mit elektromagnetischen Abtastsignalen ein Überwachungsbereich abgetastet, also abgescannt, werden. Dazu können die Ausbreitungsrichtungen der Ab tastsignale über den Überwachungsbereich verändert, insbesondere geschwenkt, wer den. Hierbei kann wenigstens Signal-Umlenkeinrichtung, insbesondere eine Scanein richtung, eine Umlenkspiegeleinrichtung oder dergleichen, zum Einsatz kommen. Alter nativ kann die Detektionsvorrichtung als sogenanntes Flash-System, insbesondere als Flash-LiDAR, ausgestaltet sein. Dabei können entsprechend aufgeweitete Abtastsigna le gleichzeitig einen größeren Teil des Überwachungsbereichs oder den gesamten Überwachungsbereich ausstrahlen.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung als laserbasiertes Entfernungsmess system ausgestaltet sein. Laserbasierte Entfernungsmesssysteme können Laser, ins besondere Diodenlaser, als Signalquellen aufweisen. Mit Lasern können insbesondere gepulste Laserstrahlen als Abtastsignale gesendet werden. Mit Lasern können Sende signale in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbe reichen emittiert werden. Entsprechend können Empfänger der Detektionsvorrichtung für die Wellenlänge der ausgesendeten Abtastsignale ausgelegte Sensoren, insbeson dere Punktsensoren, Zeilensensoren und/oder Flächensensoren, im Besonderen eine (Lawinen)fotodioden, Photodiodenzeilen, CCD-Sensoren, Active-Pixel-Sensoren, ins besondere CMOS-Sensoren oder dergleichen, aufweisen oder daraus bestehen. La serbasierte Entfernungsmesssysteme können vorteilhafterweise als Laserscanner aus gestaltet sein. Mit Laserscannern können Überwachungsbereiche mit insbesondere ge pulsten Lasersignalen, insbesondere Laserstrahlen, abgetastet werden.
Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Landfahrzeugen, insbe sondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bussen, Motorrädern oder dergleichen, Luftfahrzeugen, insbesondere Drohnen, und/oder Wasserfahrzeugen verwendet wer den. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht be schränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch im stationären Betrieb, in der Robotik und/oder bei Maschinen, insbesondere Bau- oder Transportmaschinen, wie Kränen, Baggern oder dergleichen, eingesetzt werden. Die Detektionsvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs oder einer Maschine, insbesondere einem Fahrer assistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer- Informationseinrichtung und/oder einem Parkassistenzsystem und/oder einem Gesten erkennungssystem oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein Teil der Funktionen des Fahrzeugs oder der Maschine au tonom oder teilautonom ausgeführt werden.
Die Detektionsvorrichtung kann zur Erfassung von stehenden oder bewegten Objekten, insbesondere Fahrzeugen, Personen, Tieren, Pflanzen, Flindernissen, Fahr bahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöchern oder Steinen, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräumen, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder derglei chen, und/oder von Bewegungen und/oder Gesten eingesetzt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Beugungselement wenigs tens eine gitterartige Struktur aufweisen und/oder wenigstens ein Beugungselement kann wenigstens ein diffraktives optisches Element aufweisen oder daraus bestehen. Mit derartigen Beugungselementen können elektromagnetische Signale gebeugt wer den. Durch die Beugung kann erreicht werden, dass die Intensität der elektromagneti schen Signale auf mehrere Signalanteile aufgeteilt wird.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Beugungselement mithilfe von Hologrammen, holographischen Gittern oder dergleichen realisiert werden. Auf diese Weise können die Beugungselemente einfacher industriell hergestellt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Beugungselement Strukturen aufweisen, an denen elektromagnetische Signale, insbesondere Lichtwellen, gebeugt werden. Auf grund von Interferenzen können die Intensitäten eintretenden elektromagnetischen Sig nalen hinter dem wenigstens einen Beugungselement auf mehrere elektromagnetische Signalanteile aufgeteilt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Beugungsele ment für elektromagnetische Signale wenigstens teilweise reflektierend und/oder we nigstens teilweise durchlässig sein und/oder wenigstens ein Beugungselement kann für elektromagnetische Signale reflektierend in dem Signalpfad angeordnet sein und/oder wenigstens ein Beugungselement kann für elektromagnetische Signale durchlässig in dem Signalpfad angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Empfangseinrichtung ins gesamt flexibler aufgebaut sein.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Beugungselement für elektromagnetische Sig nale ausschließlich reflektierend sein. Auf diese Weise können die elektromagnetischen Signale zusätzlich umgelenkt werden. Das wenigstens eine Beugungselement und der wenigstens eine Empfänger müssen so bezogen auf die Richtung der auf die Emp fangseinrichtung treffenden elektromagnetischen Signale nicht in einer Linie angeordnet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Beugungselement für elektromagneti schen Signale ausschließlich durchlässig sein. Auf diese Weise können das wenigstens eine Beugungselement und wenigstens eine Empfänger bezogen auf die Richtung der auf die Empfangseinrichtung treffenden elektromagnetischen Signale in einer Linie an geordnet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Beugungselement für elektromagneti schen Signale teilweise durchlässig und teilweise reflektierend sein. Auf diese Weise kann ein Teil der Intensität der auftreffenden elektromagnetischen Signale reflektiert und ein Teil durch das wenigstens eine Beugungselement hindurchgelassen werden. So können insbesondere mehrere Empfänger verwendet werden. Vorteilhafterweise kann einer der Empfänger in Linie mit dem wenigstens ein Beugungselement angeord net sein und die durchgelassenen Signalanteile empfangen. Ein anderer Empfänger kann neben dem wenigstens ein Beugungselement angeordnet sein und die reflektier ten elektromagnetischen Signalanteile empfangen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Beugungsele ment zur Aufteilung von Intensitäten in nur einer Dimension quer, insbesondere senk recht, zu Signalpfaden von auftreffenden elektromagnetischen Signalen ausgestaltet sein und/oder wenigstens ein Beugungselement kann zur Aufteilung von Intensitäten in zwei Dimensi onen quer, insbesondere senkrecht, zu Signalpfaden von auftreffenden elektromagneti schen Signalen ausgestaltet sein.
Bei einer Aufteilung von Intensitäten von auftreffenden elektromagnetischen Signalen in nur einer Dimension können die Empfängerbereiche nebeneinander, insbesondere in Form einer Zeile, angeordnet sein. Dabei können die Empfängerbereiche des Empfän gers in Zeilen oder flächig angeordnet sein.
Bei der Verwendung von flächig angeordneten Empfängerbereichen in Verbindung mit der Aufteilung der Intensitäten in nur einer Dimension kann eine zweite Dimension, wel che quer, insbesondere senkrecht, zur ersten Dimension und quer, insbesondere senk recht, zu den Signalpfaden verläuft, zur Erfassung einer Richtung, aus welcher ein er fasstes elektromagnetisches Signal kommt, verwendet werden.
Bei einer Aufteilung von Intensitäten von auftreffenden elektromagnetischen Signalen in zwei Dimensionen auf mehrere flächig angeordnete Empfängerbereiche kann der we nigstens eine Empfänger insgesamt kompakter ausgestaltet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Empfangseinrichtung zur Erfassung von elektromagnetischen Signalen mit einem hohen Dymanikumfang ausge staltet sein. Auf diese Weise kann die Empfangseinrichtung in Einsatzbereichen einge setzt werden, bei denen große Unterschiede in den Intensitäten der zu erfassenden elektromagnetischen Signale vorliegen.
Der Dynamikumfang ist der Quotient aus dem Maximum und dem Minimum der Intensi täten der elektromagnetischen Signale. Als hoher Dynamikumfang - auch unter der Be zeichnung „High Dynamic Range“ (HDR) bekannt - können Quotienten größer als 1000:1 , insbesondere größer als 10.000:1 , bezeichnet werden.
Die Erfassung von elektromagnetischen Signalen mit einem hohen Dynamikumfang ermöglicht die Verwendung der erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung in Verbin dung mit Detektionsvorrichtungen, welche nach einem sogenannten Multiple-Shot- Verfahren arbeiten. Hierbei werden bei einer Messung, insbesondere einer Entfer- nungsmessung, einer Richtungsmessung und/oder einer Geschwindigkeitsmessung, mit einer Sendeeinrichtung nacheinander mehrere elektromagnetische Abtastsignale in einen Überwachungsbereich gesendet und die entsprechenden reflektierten elektro magnetischen Echosignale mit der Empfangseinrichtung empfangen. Dabei können die Echosignale mit unterschiedlichen Erfassungszeiten erfasst werden. Die nacheinander erfassten Echosignale werden für die eine Messung zusammengefasst. Auf diese Wei se entstehen insgesamt längere Integrationszeiten bei der Erfassung der Echosignale. So ein größerer Dynamikumfang realisiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Empfänger we nigstens einen Zeilensensor aufweisen oder daraus bestehen, und/oder wenigstens ein Empfänger kann wenigstens einen Flächensensor aufweisen oder daraus bestehen, und/oder wenigstens ein Empfängerbereich kann mit wenigstens einem Empfängerele ment realisiert werden.
Bei einem Zeilensensor sind die Empfängerelemente in einer Zeile angeordnet. Mehre re Empfängerbereiche können in einer räumlichen Dimension nebeneinander angeord net sein. Auf diese Weise kann die Anzahl der erforderlichen Empfängerbereiche und ein Zeitaufwand beim Auslesen der Empfängerbereiche verringert werden.
Bei einem Flächensensor sind die Empfängerelemente flächig angeordnet. Bei einem Flächensensor können die Empfängerbereiche flächig angeordnet sein. So können zwei räumlichen Dimensionen zu Erfassung von Signalanteilen realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich können Empfängerbereiche in Zeilen angeordnet sein. Insgesamt kann ein Flächensensor mit einer Vielzahl von Empfängerelementen und entsprechenden Empfängerbereichen kompakter realisiert werden und flexibler genutzt werden als ein Zeilensensor.
Ein Flächensensor kann in Verbindung mit wenigstens einem Beugungselement ver wendet werden, welches Intensitäten von auftreffenden elektromagnetischen Signalen in zwei räumlichen Dimensionen aufteilt. Auf diese Weise können die Intensitäten auf mehrere Signalanteile aufgeteilt werden. So können die Intensitäten der einzelnen Sig nalanteile weiter verkleinert werden. Alternativ kann ein Flächensensor in Verbindung mit wenigstens einem Beugungsele ment verwendet werden, welches Intensitäten von auftreffenden elektromagnetischen Signalen in einer räumlichen Dimension aufteilt. Die zweite räumliche Dimension, wel che durch den Flächensensor zur Verfügung steht, kann für die Bestimmung der Rich tung, aus der ein mit der Empfangseinrichtung empfangenes elektromagnetisches Sig nal kommt, verwendet werden. Dabei kann die Empfangseinrichtung so ausgestaltet sein, dass die elektromagnetischen Empfangssignale abhängig von der Richtung, aus der sie kommen, in der zweiten räumlichen Dimension aufgeteilt in ihre Signalanteile auf die entsprechenden Empfängerbereiche des Flächensensors gelenkt werden. Aus der Position der getroffenen Empfängerbereichen in der zweiten räumlichen Dimension kann eine Richtungsgröße, welche die Richtung der elektromagnetischen Signale cha rakterisiert, ermittelt werden. Die Richtung, aus der die elektromagnetischen Signale, insbesondere Echosignale, kommen, kann der Richtung entsprechen, in der sich ein Objekt befindet, an dem die elektromagnetischen Signale reflektiert wurden.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Empfängerbereich ein Empfängerele ment aufweisen.
Mit einem Empfängerbereich, welcher aus nur einem Empfängerelement besteht, kann eine entsprechend hohe räumliche Auflösung erreicht werden.
Mit einem Empfängerbereich, welcher mehrere Empfängerelemente aufweist, kann die Intensität der jeweiligen Signalanteile auf mehrere Empfängerelemente verteilt werden. So kann insgesamt der Dynamikumfang weiter verbessert werden.
Vorteilhafterweise können mehrere Empfängerelemente nach einem sogenannten „Bin- ning“ zu einem Empfängerbereich kombiniert werden.
Empfängerelemente im Sinne der Erfindung können auch als „Bildelemente“ oder „Pi xel“ bezeichnet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Anordnung mit wenigstens einem Beugungselement und wenigstens zwei Empfängerbereichen zur Erfassung von elektromagnetischen Signalen in wenigstens einem definierten Wellen- längenbereich, insbesondere mit wenigstens einer definierten Wellenlänge, ausgestaltet sein. Auf diese Weise können die Signalpfade der Signalanteile präziser den entspre chenden Empfängerbereichen zugeordnet werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Anordnung mit wenigstens einem Beugungs element und wenigstens zwei Empfängerbereichen zur Erfassung von monochromati schem Licht, insbesondere Lasersignalen, ausgestaltet sein. So können die mit dem wenigstens einen Beugungselement aufgeteilten Signalanteile genauer auf die entspre chenden Empfängerbereiche gelenkt werden.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei der Detektionsvorrichtung dadurch ge löst, dass wenigstens ein Beugungselement ausgestaltet ist zur Aufteilung von Intensi täten von auftreffenden elektromagnetischen Echosignalen in wenigstens zwei elektro magnetische Signalanteile, die sich in unterschiedlichen Signalpfaden ausbreiten, und das wenigstens eine Beugungselement und die wenigstens zwei Empfängerbereiche so aneinander angepasst sind, dass wenigstens zwei unterschiedliche Signalpfade für elektromagnetische Signalanteile unterschiedlichen Empfängerbereichen zugeordnet sind.
Erfindungsgemäß weist wenigstens eine Empfangseinrichtung wenigstens ein Beu gungselement auf, mit dem auftreffenden Echosignale in wenigstens zwei elektromag netische Signalanteile aufgeteilt werden. Die wenigstens zwei elektromagnetischen Signalanteile werden mit dem wenigstens einen Beugungselement zu unterschiedlichen Empfängerbereichen gelenkt und mit diesen in elektrische Empfangssignale umgewan delt.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens eine Signalquel le zur Erzeugung von elektromagnetischen Abtastsignalen ausweisen. Die wenigstens eine Sendeeinrichtung und die wenigstens eine Empfangseinrichtung können mit we nigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung aufeinander abgestimmt betrieben wer den. Auf diese Weise können insbesondere mit einem Signal-Laufzeitverfahren Objek tinformationen, insbesondere Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten von Objekten relativ zur Detektionsvorrichtung, auf Basis der Echosignale ermittelt wer den. Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens ein optisches System, insbesondere wenigstens eine optische Linse oder dergleichen, aufweisen. Mit optischen Systemen können die Abtastsignale beeinflusst, insbesondere aufgeweitet und/oder fokussiert, werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens eine Signal- Umlenkeinrichtung, insbesondere einen Umlenkspiegel, einen MEMS-Spiegel oder der gleichen, aufweisen. Auf diese Weise können die elektromagnetischen Abtastsignale in wenigstens einen Überwachungsbereich gelenkt werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Signal-Umlenkeinrichtung veränderbar, insbesondere einstellbar, sein. Auf diese Weise kann eine Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Abtastsignale verändert werden. So kann der Überwachungsbe reich mit dem wenigstens einen elektromagnetischen Abtastsignal abgetastet, insbe sondere gescannt, werden. Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Signal- Umlenkeinrichtung wenigstens eine Schwingspiegel- oder Schwingspiegel-Anordnung aufweisen. Auf diese Weise kann die Richtung der elektromagnetischen Abtastsignale insbesondere kontinuierlich verändert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung zentral oder dezentral mit einem oder mehreren Bauteilen realisiert sein. Dabei kann die wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung teilweise mit der wenigstens einen Sendeeinrich tung und/oder der wenigstens einen Empfangseinrichtung realisiert sein.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Steuer- und Auswerteeinrichtung auf soft waremäßigem und/oder hardwaremäßigem Wege realisiert sein.
Vorteilhafterweise können mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung aus elektrischen Empfangssignalen Objektgrößen, welche Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten von Objekten relativ zu Detektionsvorrichtungen charakte risieren, ermittelt werden. Derartige Objektgrößen können mit entsprechenden elektri schen Mitteln weiter verarbeitet werden. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Sendeeinrichtung we nigstens eine Signalquelle aufweisen, mit der elektromagnetische Abtastsignale in we nigstens einem definierten Wellenlängenbereich, insbesondere mit wenigstens einer definierten Wellenlänge, erzeugt werden können. Auf diese Weise können die elektro magnetischen Echosignale, welche von den reflektierten Abtastsignalen herrühren, mit dem wenigstens einen Beugungselement präziser den entsprechenden Empfängerbe reiche zugeordnet werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens einen Laser als Signalquelle aufweisen. Mit einem Laser können monochromatische Lichtsignale er zeugt werden.
Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrzeug dadurch gelöst, dass wenigstens ein Beugungselement ausgestaltet ist zur Aufteilung von Intensitäten von auftreffenden elektromagnetischen Echosignalen in wenigstens zwei elektromagneti sche Signalanteile, die sich in unterschiedlichen Signalpfaden ausbreiten, und das we nigstens eine Beugungselement und die wenigstens zwei Empfängerbereiche so anei nander angepasst sind, dass wenigstens zwei unterschiedliche Signalpfade für elektro magnetische Signalanteile unterschiedlichen Empfängerbereichen zugeordnet sind.
Vorteilhafterweise kann mit der Detektionsvorrichtung wenigstens ein Überwachungsbe reich außerhalb des Fahrzeugs und/oder innerhalb des Fahrzeugs insbesondere auf Objekte hin überwacht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Fahrzeug wenigstens ein Fahreras sistenzsystem aufweisen. Mithilfe eines Fahrerassistenzsystems kann das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Detektionsvorrichtung funktional mit wenigs tens einem Fahrerassistenzsystem verbunden sein. Auf diese Weise können Informati onen über einen Überwachungsbereich, insbesondere Objektinformationen, die mit der wenigstens einen Detektionsvorrichtung gewonnen werden, mit dem wenigstens einen Fahrerassistenzsystem zur Steuerung eines autonomen oder teilautonomen Betrieb des Fahrzeuges herangezogen werden. Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass mit wenigstens einem Beugungselement die Intensität der auftreffenden elektromagne tischen Echosignale in wenigstens zwei elektromagnetische Signalanteile aufgeteilt wird, die sich in unterschiedlichen Signalpfaden ausbreiten, und die wenigstens zwei elektromagnetischen Signalanteile auf unterschiedliche Empfängerbereiche gelenkt werden.
Erfindungsgemäß wird die Intensität der auftreffenden elektromagnetischen Echosigna le auf mehrere Empfängerbereiche aufgeteilt. So wird verhindert, dass es bei einzelnen Empfängerbereichen wegen starker elektromagnetischer Echosignale zu Übersteue rungen kommt.
Vorteilhafterweise können die elektrischen Empfangssignale mit der wenigstens einen Steuer- und Auswerteeinrichtung zu Größen verarbeitet werden, welche Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten von erfassten Objekten relativ zur Detektions vorrichtung charakterisieren können. Auf diese Weise können mit der Detektionsvorrich tung entsprechende Informationen über erfasste Objekte ermittelt werden.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Empfangseinrich tung, der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung, dem erfindungsgemäßen Fahr zeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausge staltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umge kehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich nung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschrei bung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch Figur 1 ein Fahrzeug in der Vorderansicht, mit einem Fahrerassistenzsystem und einem LiDAR-System zur Erfassung von Objekten in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug;
Figur 2 eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs mit dem Fahrerassistenzsystem und dem LiDAR-System aus der Figur 1 ;
Figur 3 eine Empfangseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für das LiDAR-System aus den Figuren 1 und 2, mit einem Empfänger und einem reflektierenden Beugungselement, mit welchem Intensitäten von empfangenen Echosignalen in einer räumlichen Dimension auf Signalan teile aufgeteilt werden, die auf Empfängerbereiche des Empfängers, wel che in einer Zeile angeordnet sind, gelenkt werden;
Figur 4 eine Draufsicht auf den Empfänger aus der Figur 3;
Figur 5 eine Intensitätsverteilung der Signalanteile eines beispielhaften Echosig nals hinter dem Beugungselement aus der Figur 3;
Figur 6 eine Empfangseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für das LiDAR-System aus den Figuren 1 und 2, mit einem Empfänger, bei dem die Empfängerbereiche in einer Zeile angeordnet sind, und einem durchlässigen Beugungselement;
Figur 7 eine Empfangseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel für das LiDAR-System aus den Figuren 1 und 2, mit einem Empfänger, bei dem die Empfängerbereiche flächig angeordnet sind, und einem durchläs sigen Beugungselement mit welchem Intensitäten von Echosignalen in ei ner räumlichen Dimension auf Signalanteile aufgeteilt werden und Echo signale aus unterschiedlichen Richtungen auf unterschiedliche Gruppen von Empfängerbereichen gelenkt werden;
Figur 8 eine Draufsicht auf den Empfänger aus der Figur 7;
Figur 9 eine Empfangseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel für das LiDAR-System aus den Figuren 1 und 2, mit einem Empfänger, bei dem die Empfängerbereich flächig angeordnet sind, und einem durchläs sigen Beugungselement, mit welchem Intensitäten von Echosignalen in zwei räumlichen Dimensionen auf Signalanteile aufgeteilt und auf die ent sprechenden Empfängerbereiche gelenkt werden;
Figur 10 eine Draufsicht auf den Empfänger aus der Figur 9. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Fahrzeug 10 beispielhaft in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt.
Das Fahrzeug 10 verfügt über eine Detektionsvorrichtung beispielhaft in Form eines LiDAR-Systems 12. Das LiDAR-System 12 ist als Laserscanner ausgestaltet. In Figur 2 ist eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs 10 mit dem LiDAR-System 12 gezeigt.
Das LiDAR-System 12 ist beispielhaft in der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs 10 angeordnet. Mit dem LiDAR-System 12 kann ein Überwachungsbereich 14 in Fahrtrich tung 16 vor dem Fahrzeug 10 auf Objekte 18 hin überwacht werden. Das LiDAR- System 12 kann auch an anderer Stelle am Fahrzeug 10 angeordnet und anders aus gerichtet sein. Das LiDAR-System 12 kann auch in dem Fahrzeug 10 zur Überwachung eines Innenraums angeordnet sein. Mit dem LiDAR-System 12 können Objektinformati onen, beispielsweise Entfernungen, Richtungen und Geschwindigkeiten von Objekten 18 relativ zum Fahrzeug 10 respektive zum LiDAR-System 12, oder entsprechende charakterisierende Größen ermittelt werden.
Bei den Objekten 18 kann es sich um stehende oder bewegte Objekte, beispielsweise um andere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Flindernisse, Fahrbahnunebenheiten, beispielsweise Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, Beispielweise Parklücken, Niederschlag oder dergleichen handeln. Mit dem LiDAR-System 12 können auch Gesten von Personen erfasst werden.
Das LiDAR-System 12 ist mit einem Fahrerassistenzsystem 20 verbunden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 kann das Fahrzeug 10 autonom oder teilautonom betrieben werden.
Das LiDAR-System 12 umfasst beispielhaft eine Sendeeinrichtung 22, eine Empfangs einrichtung 24 und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 26. Die Funktionen der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 können zentral oder dezentral realisiert sein. Teile der Funktionen der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 können auch in die Sendeeinrichtung 22 und/oder die Empfangseinrichtung 24 integriert sein. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 und das Fahrerassistenzsystem 20 können auch teilweise kombiniert sein. Die Funktionen der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 sind auf softwaremäßigem und hardwaremäßigem Wege realisiert.
Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 werden zur Durchführung von Messungen mit dem LiDAR-System 12 elektrische Sendesignale erzeugt. Die Sendeeinrichtung 22 wird mit den elektrischen Sendesignalen angesteuert, sodass diese entsprechende mo nochromatische elektromagnetische Abtastsignale 28 in Form von Lasersignalen sen det. Die Sendeeinrichtung 22 weist hierzu beispielhaft eine Signalquelle beispielsweise in Form eines Diodenlasers auf. Mit der Signalquelle werden beispielsweise gepulste Abtastsignale 28 ausgesendet.
Das LiDAR-System 12 kann als scannendes LiDAR-System oder als Flash-LiDAR Sys tem ausgestaltet sein.
Die Sendeeinrichtung 22 kann optional wenigstens ein optisches System, beispielswei se wenigstens eine optische Linse, aufweisen, mit dem die erzeugten Abtastsignale 28 entsprechend beeinflusst, insbesondere aufgeweitet und/oder fokussiert, werden kön nen.
Ferner kann die Sendeeinrichtung 22 optional eine Signal-Umlenkeinrichtung aufwei sen, mit der die Abtastsignale 28 in den Überwachungsbereich 14 gelenkt werden kön nen. Die Signal-Umlenkeinrichtung kann veränderbar, beispielsweise schwenkbar, sein. Auf diese Weise können die Ausbreitungsrichtungen der Abtastsignale 28 geschwenkt und der Überwachungsbereich 14 abgetastet oder abgescannt werden.
Die Abtastsignale 28 werden mit der Sendeeinrichtung 22 in den Überwachungsbereich 14 gesendet.
Die an einem Objekt 18 in Richtung der Empfangseinrichtung 24 reflektierten elektro magnetischen Abtastsignale 28 werden als elektromagnetische Echosignale 30 mit der Empfangseinrichtung 24 empfangen. Die Empfangseinrichtung 24 ist zu Erfassung von Echosignalen 30 mit Intensitäten in einem hohen Dynamikumfang ausgestaltet.
Die Empfangseinrichtung 24 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, welche bei dem LiDAR-System 12 aus den Figuren 1 und 2 verwendet werden kann, ist in der Figur 3 gezeigt.
Die Empfangseinrichtung 24 kann auf seiner Eingangsseite optional eine Echosignal- Umlenkeinrichtung und/oder ein optisches System, beispielsweise ein optische Linse, aufweisen, mit denen die elektromagnetischen Echosignale 30 zu einem reflektierenden Beugungselement 32 der Empfangseinrichtung 24 gelenkt werden.
Das reflektierende Beugungselement 32 weist beispielhaft eine reflektierende Git terstruktur auf. Das Beugungselement 32 kann beispielhaft als diffraktives optisches Element realisiert sein. Das Beugungselement 32 wirkt beispielhaft in einer räumlichen Dimension senkrecht zur einem Signalpfad der auftreffenden Echosignale 30 beugend auf die Echosignale 30.
Mit dem Beugungselement 32 wird die Intensität eines auftreffenden Echosignals 30 mittels Beugung, beispielsweise mittels Interfenz, in einer räumlichen Dimension auf beispielhaft fünf Signalanteile 34 aufgeteilt und beispielhaft um etwa 90° umgelenkt. Die Signalanteile 34 sind in den Figuren der besseren Unterscheidung wegen mit den Be zugszeichen 34a, 34b, nämlich 34bi und 34b2, und 34c, nämlich 34ci und 34C2, be zeichnet. Eine beispielhafte Intensitätsverteilung der Signalanteile 34 ist in der Figur 5 gezeigt. Die Intensitätsverteilung ist bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel symmet risch. Der Flauptanteil der Intensität des Echosignals 30 wird einem Flaupt-Signalanteil 34a zugeordnet. Kleinere Anteile der Intensität werden in abnehmender Stärke jeweils zwei bezüglich dem Flaupt-Signalanteil 34a symmetrisch angeordneten ersten Neben- Signalanteilen 34bi und 34b2 und zweiten Neben-Signalanteilen 34ci und 34C2 zuge teilt.
Die Signalanteile 34a, 34bi, 34b2, 34ci und 34C2 breiten sich auf unterschiedlichen Sig nalpfaden 36 aus. Die Signalpfade 36 sind in den Figuren der besseren Unterscheidung wegen mit den Bezugszeichen 36a, 36b, nämlich 36bi und 36b2, 36c, nämlich 36ci und 36C2, bezeichnet.
Die Signalanteile 34 werden mit dem Beugungselement 32 zu einem Empfänger 38 der Empfangseinrichtung 24 gelenkt.
Der Empfänger 38 ist beispielhaft als CCD-Sensor realisiert. Alternativ kann auch ein Active-Pixel Sensor, eine Photodiodenzeile oder dergleichen vorgesehen sein. Der Empfänger 38 weist beispielhaft sieben Empfängerbereiche 40 auf, welche als Zeile entlang einer ersten Sensorachse 44 nebeneinander angeordnet sind. In der Figur 4 ist der Empfänger 38 in der Draufsicht von dem Beugungselement 32 aus betrachtet ge zeigt. Alternative Empfänger 38 können auch mehr oder weniger als sieben Empfän gerbereiche 40 aufweisen
Die erste Sensorachse 44 erstreckt sich parallel zu einer x-Achse eines kartesischen x- y-z-Koordinatensystems, dessen entsprechende Koordinatenachsen der besseren Ori entierung wegen in den Figuren 3, 4 und 6 bis zu 14 gezeigt sind. Eine zweite Senso rachse 46 verläuft senkrecht zur ersten Sensorachse 44 und parallel zu einer y-Achse des x-y-z-Koordinatensystems. Eine Beugungselement-Ebene 48, entlang der sich die Gitterstrukturen des Beugungselements 32 erstrecken, verläuft senkrecht zur x-z-Ebene des x-y-z-Koordinatensystems.
Beispielhaft umfasst jeder Empfängerbereich 40 ein Empfängerelement 42. Die Emp fängerelemente 42 können auch als „Pixel“ bezeichnet werden. Bei einem nicht gezeig ten Ausführungsbeispiel können auch mehrere Empfängerelemente 42 zu einem Emp fängerbereich 40 zusammengefasst sein. Bei der Verwendung von CCD-Sensoren als Empfänger 38 kann ein sogenanntes Binning-Verfahren zum Einsatz kommen, bei dem mehrere Empfängerelemente 42 zu einem Empfängerbereich 40 zusammengefasst werden.
Das Beugungselement 32 und der Empfänger 38 sind beispielsweise in ihren Ausge staltungen, ihren Ausrichtungen und/oder Entfernungen relativ zueinander so aneinan der angepasst, dass jeder Signalpfad 36 einem der Empfängerbereiche 40 zugeordnet sind. Insgesamt sind so die Signalpfade 36 und die entsprechenden Signalanteile 34 unterschiedlichen Empfängerbereichen 40 zugeordnet. Die Intensität des auftreffenden Echosignals 30 wird so über die Signalanteile 34 auf mehrere Empfängerbereiche 40 verteilt.
Mit den Empfängerbereichen 40 werden die jeweiligen Signalanteile 34 des auftreffen den elektromagnetischen Echosignals 30 in entsprechende elektrische Empfangssigna le umgewandelt. Die elektrischen Empfangssignale werden mit der Steuer- und Auswer teeinrichtung 26 verarbeitet. Beispielsweise werden aus den elektrischen Empfangssig nalen mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 Objektgrößen, beispielsweise Entfer nungsgrößen, Richtungsgrößen und/oder Geschwindigkeitsgrößen, ermittelt, welche Entfernungen, Richtungen beziehungsweise Geschwindigkeiten von erfassten Objekt 18 relativ zum LiDAR-System 12 oder relativ zum Fahrzeug 10 charakterisieren.
Die ermittelten Objektgrößen werden mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 an das Fahrerassistenzsystem 20 übermittelt. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 werden die Objektgrößen verwendet, um das Fahrzeug 10 autonom oder teilweise autonom zu betrieben.
Beim Betrieb des Fahrzeugs 10 kann beispielsweise Sonneneinstrahlung zu erhöhtem Flintergrundrauschen führen. Außerdem müssen beispielsweise im Straßenverkehr Ob jekte 18 mit stark unterschiedlichen Reflektivitäten beispielsweise in Bereichen zwi schen 5 % und 95 % erfasst werden können. So weisen beispielsweise Verkehrszei chen mit retroreflektierenden Eigenschaften eine hohe Reflektivität auf. Andererseits weisen beispielsweise dunkel gekleidete Personen eine verhältnismäßig geringe Re flektivität auf. Die Aufteilung der Intensität der Echosignale 30 auf mehrere Signalanteile 34 und mehrere Empfängerbereiche 40 ermöglicht einen hohen Dynamikumfang - High Dynamic Range (FIDR) - bezüglich der Intensitäten der Echosignale 30. So werden so wohl Echosignale 30 mit großen Intensitäten, welche beim Auftreffen auf einen einzigen Empfängerbereich 40 zu Übersteuerungen führen, als auch Echosignale 30 mit kleinen Intensitäten zuverlässig erfasst.
In der Figur 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Empfangseinrichtung 24 für das LiDAR-System 12 aus den Figuren 1 und 2 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den Figuren 3 und 4 ähnlich sind, sind mit densel ben Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Beugungselement 32 und die ent sprechende Gitterstruktur für Echosignale 30 durchlässig sind. Das Beugungselement 32 ist in einer Linie mit dem Empfänger 38 angeordnet. Mit dem durchlässigen Beu gungselement 32 wird die Intensität der Abtastsignale 28 analog zum ersten Ausfüh rungsbeispiel auf beispielhaft fünf Signalanteile 34 aufgeteilt und auf die jeweiligen Empfängerbereiche 40 gelenkt.
In den Figuren 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Empfangseinrichtung 24 für das LiDAR-System 12 aus den Figuren 1 und 2 gezeigt. Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf den Empfänger 38 der Empfangseinrichtung 24. Diejenigen Elemente, die zu denen des zweiten Ausführungsbeispiels aus der Figur 6 ähnlich sind, sind mit denselben Be zugszeichen versehen. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Empfänger 38 beispielhaft 49 Empfän gerbereiche 40 aufweist. Die 49 Empfängerbereiche 40 sind flächig in sieben Zeilen 50 mit je sieben Empfängerbereichen 40 angeordnet. Durch die flächige Anordnung weist der Empfänger 38 zusätzlich zu der ersten räumlichen Dimension entlang der ersten Sensorachse 44 eine zweite räumliche Dimension entlang der zweiten Sensorachse 46 auf.
Jede der Zeilen 50 mit je sieben Empfängerbereichen 40 erstreckt sich analog zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen entlang der ersten Sensorachse 44. Die sieben Zeilen 50 sind entlang der zweiten Sensorachse 46 nebeneinander angeordnet.
Abhängig von der Richtung, aus der ein Echosignal 30 kommt, werden die Signalanteile 34 in der zweiten räumlichen Dimension auf die Empfängerbereiche 40 der entspre chenden Zeile 50 gelenkt. Aus den angeleuchteten Empfängerbereichen 40 wird zu sätzlich die Richtung ermittelt, in der sich das reflektierende Objekt 18 befindet.
Mit der Empfangseinrichtung 24 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel können auch mehrere Objekte 18, welche sich beispielsweise in unterschiedlichen Richtungen befin den, getrennt erfasst werden. In den Figuren 7 und 8 ist beispielhaft der Fall gezeigt, in dem von zwei Objekten 18 aus unterschiedlichen Richtungen jeweilige Echosignale 30 beziehungsweise 30‘ empfangen werden. In der Figur 9 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer Empfangseinrichtung 24 gezeigt. Figur 10 zeigt eine Draufsicht auf den Empfänger 38 der Empfangseinrichtung 24. Die jenigen Elemente, die zu denen des dritten Ausführungsbeispiels aus den Figuren 7 und 8 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das vierte Ausfüh rungsbeispiel unterscheidet sich von dem dritten Ausführungsbeispiel dadurch, dass mit dem Beugungselement 32 auftreffenden Echosignale 30 in zwei räumlichen Dimensio nen gebeugt werden. Flierzu kann das Beugungselement 32 beispielsweise konzentri sche Gitterstrukturen aufweisen.
Mit dem Beugungselement 32 wird die Intensität der Echosignale 30 mittels Beugung in zwei räumlichen Dimensionen auf beispielhaft 17 Signalanteile 34a, 34b und 34c aufge teilt. Dabei sind beispielhaft die Signalpfade 36b und 36c der Neben-Signalanteile 34b und 34a konzentrisch um den Signalpfad 36a des Flaupt-Signalanteils 34a angeordnet. Analog zu den ersten drei Ausführungsbeispielen werden die Signalanteile 34a, 34b und 34c auf unterschiedlichen Signalpfaden 36a, 36b und 36c zu unterschiedlichen Empfängerbereichen 40 des Empfängers 38 gelenkt und mit diesen erfasst.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird die Intensität eines auftreffenden Echosignals 30 insgesamt auf 17 Empfängerbereiche 40 verteilt. So kann der Dynamikumfang be züglich der Intensität der erfassten Echosignale 30 gegenüber den ersten drei Ausfüh rungsbeispielen weiter erhöht werden.
Bei weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispielen können die zweidimensionalen Beugungselemente 30 aus dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel analog zum ersten Ausführungsbeispiel als reflektierende Beugungselemente 32 ausgestaltet sein.

Claims

Ansprüche
1. Empfangseinrichtung (24) einer Detektionsvorrichtung (12) zur Erfassung von Objekten (18) mittels elektromagnetischer Signale (28, 30), mit wenigstens zwei Empfängerbereichen (40) wenigstens eines Empfängers (38), mit welchen elektromagnetische Signale (30) in elektrische Empfangssignale umgewandelt werden können, und mit wenigstens einem auf elektromagnetische Signale (30) beugend wirkenden Beugungselement (32), welches in einem Signalpfad der elektromagnetischen Signale (30) vor den wenigstens zwei Empfängerbereichen (40) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Beugungselement (32) ausgestaltet ist zur Aufteilung von Intensitäten (I) von auftreffenden elektromagnetischen Signalen (30) in wenigstens zwei elektromagne tische Signalanteile (34), die sich auf unterschiedlichen Signalpfaden (36) ausbreiten, und das wenigstens eine Beugungselement (32) und die wenigstens zwei Empfänger bereiche (40) so aneinander angepasst sind, dass wenigstens zwei unterschiedliche Signalpfade (36) für elektromagnetische Signalanteile (34) unterschiedlichen Empfän gerbereichen (40) zugeordnet sind.
2. Empfangseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigs tens ein Beugungselement (32) wenigstens eine gitterartige Struktur aufweist und/oder wenigstens ein Beugungselement (32) wenigstens ein diffraktives optisches Element aufweist oder daraus besteht.
3. Empfangseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Beugungselement (32) für elektromagnetische Signale (30) wenigstens teilweise reflektierend und/oder wenigstens teilweise durchlässig ist und/oder wenigstens ein Beugungselement (32) für elektromagnetische Signale (30) reflektierend in dem Signalpfad angeordnet ist und/oder wenigstens ein Beugungselement (32) für elektromagnetische Signale (30) durchlässig in dem Signalpfad angeordnet ist.
4. Empfangseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Beugungselement (32) zur Aufteilung von Intensitäten (I) in nur einer Dimension quer, insbesondere senkrecht, zu Signalpfaden von auftreffenden elektro magnetischen Signalen (30) ausgestaltet ist und/oder wenigstens ein Beugungselement (32) zur Aufteilung von Intensitäten (I) in zwei Dimen sionen quer, insbesondere senkrecht, zu Signalpfaden von auftreffenden elektromagne tischen Signalen (30) ausgestaltet ist.
5. Empfangseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (24) zur Erfassung von elektromagnetischen Signalen (30) mit einem hohen Dymanikumfang ausgestaltet ist.
6. Empfangseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Empfänger (38) wenigstens einen Zeilensensor aufweist oder daraus besteht, und/oder wenigstens ein Empfänger (38) wenigstens einen Flächensensor aufweist oder daraus besteht, und/oder wenigstens ein Empfängerbereich (40) mit wenigstens einem Empfängerelement (42) realisiert ist.
7. Empfangseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anordnung mit wenigstens einem Beugungselement (32) und wenigstens zwei Empfängerbereichen (40) zur Erfassung von elektromagneti schen Signalen (30) in wenigstens einem definierten Wellenlängenbereich, insbesonde re mit wenigstens einer definierten Wellenlänge, ausgestaltet ist.
8. Detektionsvorrichtung (12) zur Erfassung von Objekten (18) mittels elektromag netischer Signale (30), mit wenigstens einer Sendeeinrichtung (22), mit der elektromagnetische Abtastsignale (28) gesendet werden können, mit wenigstens einer Empfangseinrichtung (24), mit der elektromagnetische Echosigna le (30), die von reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen (28) herrühren, erfasst werden können, und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteinrichtung (26), mit der die Detektions vorrichtung (12) gesteuert werden kann und elektrische Empfangssignale verarbeitet werden können, wobei die wenigstens eine Empfangseinrichtung (24) aufweist wenigstens zwei Empfängerbereiche (40) wenigstens eines Empfängers (38), mit wel chen elektromagnetische Echosignale (30) in elektrische Empfangssignale umgewan delt werden können, und wenigstens ein auf elektromagnetische Echosignale (30) beugend wirkendes Beu gungselement (32), welches in einem Signalpfad der elektromagnetischen Echosignale (30) vor den wenigstens zwei Empfängerbereichen (40) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Beugungselement (32) ausgestaltet ist zur Aufteilung von Intensitäten (I) von auftreffenden elektromagnetischen Echosignalen (30) in wenigstens zwei elektro magnetische Signalanteile (34), die sich in unterschiedlichen Signalpfaden (36) ausbrei ten, und das wenigstens eine Beugungselement (32) und die wenigstens zwei Empfänger bereiche (40) so aneinander angepasst sind, dass wenigstens zwei unterschiedliche Signalpfade (36) für elektromagnetische Signalanteile (34) unterschiedlichen Empfän gerbereichen (40) zugeordnet sind.
9. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass we nigstens eine Sendeeinrichtung (22) wenigstens eine Signalquelle aufweist, mit der elektromagnetische Abtastsignale (28) in wenigstens einem definierten Wellenlängen bereich, insbesondere mit wenigstens einer definierten Wellenlänge, erzeugt werden können.
10. Fahrzeug (10) mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung (12) zur Erfassung von Objekten (18) mittels elektromagnetischer Signale, wobei die wenigstens eine Detekti onsvorrichtung (12) aufweist wenigstens eine Sendeeinrichtung (22), mit der elektromagnetische Abtastsignale (28) gesendet werden können, wenigstens eine Empfangseinrichtung (24), mit der elektromagnetische Echosignale (30), die von reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen (28) herrühren, erfasst werden können, und wenigstens eine Steuer- und Auswerteinrichtung (26), mit der die wenigstens eine Detektionsvorrichtung (12) gesteuert werden kann und elektrische Empfangssignale verarbeitet werden können, wobei die wenigstens eine Empfangseinrichtung (24) aufweist wenigstens zwei Empfängerbereiche (40) wenigstens eines Empfängers (38), mit wel chen elektromagnetische Echosignale (30) in elektrische Empfangssignale umgewan delt werden können, und wenigstens ein auf elektromagnetische Echosignale (30) beugend wirkendes Beu gungselement (32), welches in einem Signalpfad der elektromagnetischen Echosignale (30) vor den wenigstens zwei Empfängerbereichen (40) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Beugungselement (32) ausgestaltet ist zur Aufteilung von Intensitäten (I) von auftreffenden elektromagnetischen Echosignalen (30) in wenigstens zwei elektro magnetische Signalanteile (34), die sich in unterschiedlichen Signalpfaden (36) ausbrei ten, und das wenigstens eine Beugungselement (32) und die wenigstens zwei Empfänger bereiche (40) so aneinander angepasst sind, dass wenigstens zwei unterschiedliche Signalpfade (36) für elektromagnetische Signalanteile (34) unterschiedlichen Empfän gerbereichen (40) zugeordnet sind.
11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) wenigstens ein Fahrerassistenzsystem (20) aufweist.
12. Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung (12) zur Erfassung von Ob jekten (18) mittels elektromagnetischer Signale (28, 30), bei dem mit wenigstens einer Sendeeinrichtung (22) elektromagnetische Abtastsignale (28) ge sendet werden, mit wenigstens einer Empfangseinrichtung (24) elektromagnetische Echosignale (30), die von reflektierten elektromagnetischen Abtastsignalen (28) herrühren, erfasst wer- den, wobei mit wenigstens einem Beugungselement (32) der wenigstens einen Emp fangseinrichtung (24) die elektromagnetischen Echosignale (30) gebeugt werden und mit wenigstens zwei Empfängerbereichen (40) wenigstens eines Empfängers (38) die gebeugten elektromagnetischen Echosignale (30) in elektrische Empfangssignale um gewandelt werden, und mit wenigstens einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (26) die elektrischen Emp fangssignale verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass mit wenigstens einem Beugungselement (32) die Intensität (I) der auftreffenden elekt romagnetischen Echosignale (30) in wenigstens zwei elektromagnetische Signalanteile (34) aufgeteilt wird, die sich in unterschiedlichen Signalpfaden (36) ausbreiten, und die wenigstens zwei elektromagnetischen Signalanteile (34) auf unterschiedliche Empfängerbereiche (40) gelenkt werden.
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DE (1) DE102021113962A1 (de)
WO (1) WO2022253623A1 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012202776A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Toyota Central R&D Labs Inc 距離測定装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4233089B2 (ja) * 2003-08-12 2009-03-04 株式会社リコー 傾きセンサ、光ピックアップ装置及び光ディスク装置
GB2415560A (en) * 2004-06-25 2005-12-28 Instro Prec Ltd Vehicle safety system having a combined range finding means and a communication means
DE102007024051B4 (de) * 2007-05-22 2018-02-01 Airbus Defence and Space GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung und Lokalisierung von Laserstrahlungsquellen
US10345594B2 (en) * 2015-12-18 2019-07-09 Ostendo Technologies, Inc. Systems and methods for augmented near-eye wearable displays
DE102017201127A1 (de) 2017-01-25 2018-07-26 Robert Bosch Gmbh Optische Anordnung und eine LIDAR-Vorrichtung mit einer derartigen optischen Anordnung
JP2018163307A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 ソニー株式会社 画像表示装置、及び画像表示素子
JP2022506487A (ja) * 2018-10-30 2022-01-17 センス・フォトニクス，インコーポレイテッド 高感度光子混合構造を含む高量子効率ガイガモード・アバランシェ・ダイオード及びそのアレイ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012202776A (ja) * 2011-03-24 2012-10-22 Toyota Central R&D Labs Inc 距離測定装置

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