JP2019507326A - 自動車で使用するためのｌｉｄａｒ式走査装置 - Google Patents

Abstract

自動車で使用するためのＬＩＤＡＲ式走査装置は、所定の走査範囲を備えるＬＩＤＡＲセンサであって、走査範囲内の物体との間隔を決定するように構成されたＬＩＤＡＲセンサと、自動車の走行状況に依存してＬＩＤＡＲセンサの走査範囲の方位を変更するための旋回装置とを含む。

Description

本発明は、自動車で使用するためのＬＩＤＡＲ式走査装置に関する。特に本発明は、ＬＩＤＡＲ式走査装置の制御に関する。

自動車にＬＩＤＡＲ式走査装置が取り付けられている。走査装置は光を周辺に送信し、物体で反射された光を受信する。この場合に、光の所要時間に基づいて物体との距離を決定することができる。様々な実施形態で、所定の走査範囲を走査するために走査装置の光線を１方向または２方向に周期的に移動することができる。例えば、衝突の危険性が生じる程に自動車が物体に接近しているかどうかを決定するために、衝突警告装置が走査装置の走査結果を評価することができる。ＬＩＤＡＲ式走査装置は、現在ではまだ広く普及しておらず、一般に自動車に搭載された所定の機能に割り当てられている。その結果、自動車に取り付けられたＬＩＤＡＲ式走査装置の方位は一般に固定されている。

本発明は、自動車に取り付けられたＬＩＤＡＲ式走査装置を柔軟に使用するための技術を提案することである。本発明は、独立請求項の対象によってこの課題を解決する。従属請求項は好ましい実施形態を示す。

自動車で使用するためのＬＩＤＡＲ式走査装置は、所定の走査範囲を備えるＬＩＤＡＲセンサであって、走査範囲内の物体との間隔を決定するように構成されたＬＩＤＡＲセンサと、自動車の走行状況に依存してＬＩＤＡＲセンサの走査範囲の方位を変更するための旋回装置とを含む。

走査範囲の方位が変更可能であることによって、走査装置を柔軟に使用することができる。例えば、様々な走行状況で使用される様々な走行支援装置がそれぞれＬＩＤＡＲ式走査装置にアクセスし、それぞれの課題に応じて走査範囲の方位を適切に決定することができる。例えば、前方を走行する自動車との衝突警告を決定するべき走行支援装置は、障害物に関して自動車の近隣範囲を走査すべき駐車支援装置とは異なる走査範囲の方位を要求することができる。

一実施形態では、旋回装置は軸線を中心としてＬＩＤＡＲセンサを旋回するように構成されている。この場合、可動部分を備えていてもよいＬＩＤＡＲセンサ全体が旋回可能に配置される。この場合、旋回装置は簡単かつ堅牢に構成することができる。

別の一実施形態では、旋回装置は、ＬＩＤＡＲセンサの光路において軸線を中心として反射素子または屈折素子を旋回するように構成されている。反射素子は、例えばミラーを含んでいてもよいし、屈折素子はプリズムを含んでいてもよい。これにより、旋回装置によって移動される可動な質量を減じることができる。電気的な端子を旋回軸につなぐ必要がないので、ＬＩＤＡＲセンサの電気的な接触を簡単にすることができる。

好ましい実施形態では、自動車の走行速度に依存して走査範囲の方位が変更される。特に、走査範囲は、走行速度が低い場合には地面の方向に変更し、走行速度が高い場合には水平線の方向に変更することができる。したがって、走査装置によって走査することができる物体の最大距離は、自動車が高速の場合には低速の場合よりも大きくてもよい。

様々な実施形態において、自動車の横軸線または垂直軸線を中心として走査範囲を旋回させることができる。特に好ましい一実施形態では、走査範囲の方位を両方向に変更することができる。これにより、様々な測定課題のために、または個々の測定課題の測定結果を改善するために、ＬＩＤＡＲ式走査装置を最大限に柔軟に使用することができる。

ＬＩＤＡＲ式走査装置は、自動車の様々な場所に取り付けることができる。例えば、車両ルーフ、サイドバー、冷却フィン、またはショックアブゾーバーの領域に取り付けることができる。しかしながら、走査装置を自動車のサイドミラーケーシングに取り付けることは、特に好ましい。これにより、特に走査範囲が（垂直軸線および横軸線を中心として）水平方向および垂直方向に旋回可能であるだけでなく、自動車に関連する範囲を動的に選択し、適切に走査することができる。さらに、自動車の左側のサイドミラーケーシングおよび右側のサイドミラーケーシングの両方にＬＩＤＡＲ式走査装置を取り付けてもよい。それぞれに走査される範囲は、好ましくは重なるかまたは補い合う。

方法は、自動車の走行状況を決定するステップと、決定された走行状況に基づいて、自動車に取り付けられたＬＩＤＡＲ式走査装置のＬＩＤＡＲセンサの走査範囲の方位を変更するステップと、ＬＩＤＡＲ式走査装置によって自動車の周辺を走査するステップと、および走査範囲内の物体との間隔を決定するステップとを含む。
特に上記ＬＩＤＡＲ式走査装置を制御するためにこの方法を使用することができる。

一実施形態では、決定された物体との間隔が出力される。別の実施形態では、決定された間隔に依存して自動車が制御される。例えば、自動車の前方の地面起伏を決定するために走査装置を使用することができ、決定結果に合わせて自動車の車体を調整することができる。例えば地面凹凸、またはくぼみがある場合には、車体の緩衝を強いまたは弱い方向に調整することができる。

次に本発明を添付の図面につき詳細に説明する。

ＬＩＤＡＲ式走査装置を備える自動車を示す図である。 自動車に取り付けられた図１のＬＩＤＡＲ式走査装置を示す図である。 自動車に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサが水平に旋回された異なる状態を示す図である。 自動車に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサが垂直に旋回された異なる状態を示す図である。 方法を示すフロー図である。

図１は、ＬＩＤＡＲ式走査装置１０５を備える自動車１００を示す。走査装置１０５は、所定の方位を有する所定の走査範囲１１５を備えるＬＩＤＡＲセンサ１１０、および調節装置１２５を含む。好ましくは、調節装置１２５および／またはＬＩＤＡＲセンサ１１０を制御するために制御装置１３０が付加的に設けられている。好ましくは、制御装置１３０は自動車１００の走行状況を示す情報に関する第１インターフェイス１３５を含む。さらに、好ましくはＬＩＤＡＲセンサ１１０の走査結果を未加工形式または加工された形式で供給するために第２インターフェイス１４０が設けられている。第２インターフェイス１４０は、種々異なる実施形態において、自動車１００のためのドライバ支援機能を実行する表示装置、警告装置、または他の処理装置に接続されていてもよい。

ＬＩＤＡＲセンサ１１０は光を送信し、走査範囲１１５において物体１４５で反射された光を受信する。以下に図２に関してさらに詳細に説明するように、走査範囲１１５は１次元または２次元で角度によって制限されていてもよい。走査範囲１１５の中心は、方位１２０によって形成されている。この場合、方位１２０は、２つの角度、特に水平方向および垂直方向の角度をそれぞれ２つに分割する半直線として示されている。一般に、ＬＩＤＡＲセンサ１１０は、走査範囲１１５の照明を周期的に制御するためにモータ駆動素子を含む。しかしながら、この場合に方位１２０が常に保持される。

調節装置１２５によって走査範囲１１５の方位１２０を変更することができるようにＬＩＤＡＲセンサ１１０を構成することが提案される。特に自動車１００の走行状況に応じて方位１２０を変更することが望ましい。この場合、走行状況はＬＩＤＡＲセンサ１１０の走査結果に基づいて、および／または他の走査もしくは処理に基づいて決定することができる。

図２は、他の方角から見た図１のＬＩＤＡＲ式走査装置１０５を示す。ＬＩＤＡＲ式走査装置１０５は自動車１００に取り付けられている。例示的に、走査装置１０５は自動車１００のルーフに取り付けられている。自動車１００は縦軸線２０５、横軸線２１０、および垂直軸線２１５を備える。走査装置１０５の走査範囲１１５は、好ましくは２つの角度によって特徴づけられている。垂直軸線２１５を中心とした第１角度２２０は「水平角」とも呼ばれ、横軸線２１０を中心とした第２角度２２５は「鉛直角」とも呼ばれる。方位１２０は第１角度２２０および第２角度２２５を２つに分割する。物体１４５は、走査範囲１１５の内部に位置する場合にしかＬＩＤＡＲ式走査装置１０５によって検出することはできない。

異なる目的のために、自動車１００の座標系２０５，２１０，２１５に対して異なる走査範囲１１５を走査することは有意義である。このために、ＬＩＤＡＲ式走査装置１０５のＬＩＤＡＲセンサ１１０は、調節装置１２５によって、好ましくは縦軸線２１０、垂直軸線２１５、または両方の軸線２１０，２１５を中心として調節されるように構成されている。

図３は、垂直方向に様々に旋回可能に自動車１００に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサ１１０を示す。図３Ａでは、縦軸線２０５と方位１２０との間の角度は比較的大きく、走査範囲１１５は、自動車１００の基底部または底部の方向に旋回されている。図３Ｂは、縦軸線２０５と方位１２０との間の角度がより小さい走査装置１０５の位置を示す。走査範囲１１５は水平方向に旋回されている。図３Ａの位置では、ＬＩＤＡＲ式走査装置１０５によって自動車１００の近隣範囲をより良く走査することができ、図３Ｂに示した位置では、遠方範囲をより良く走査することができる。自動車１００が低速の場合には図３Ａの大きい角度を設定し、高速の場合には図３Ｂの角度を設定することが好ましい。角度の間の移行は連続的または飛躍的に行ってもよい。

両方の図面３Ａおよび３Ｂでは、ＬＩＤＡＲセンサ１１０は自動車の前部、例えば自動車１００のショックアブゾーバー３０５の高さに取り付けられている。他の実施形態では、図３Ｂに示すように、ルーフ３１０、側部３１５、サイドミラーケーシング３２０、または冷却フィン３２５の範囲の位置をＬＩＤＡＲセンサ１１０のために使用してもよい。好ましくは、ＬＩＤＡＲセンサ１１０は、自動車１００のアラインメントをできるだけ妨害しないように、理想的にはほとんど見ることができないか、または全く見ることができないように自動車１００に取り付けられている。例えば、ＬＩＤＡＲセンサ１１０は側部３１５のサイドバー、冷却フィン３２５のロゴマーク、またはルーフ３１０のＧＰＳまたはラジオアンテナのためのアンテナケーシングに配置されていてもよい。サイドミラーケーシング３２０にＬＩＤＡＲセンサ１１０を取り付けることは特に好ましい。

図４は、様々に水平方向に旋回された自動車１００に設けられたＬＩＤＡＲセンサ１１０を示す。例示的に２つのＬＩＤＡＲセンサ１１０が設けられている。これらのＬＩＤＡＲセンサ１１０は、同じ、または異なる２つのＬＩＤＡＲ式走査装置１０５に属していてもよい。それぞれのＬＩＤＡＲセンサ１１０は自動車１００の外部ミラーハウジング３２０に取り付けられている。図４Ａは、方位１２０が自動車１００の走行方向に延在し、自動車１００の横軸線２１０に対して比較的大きい角度をなしているＬＩＤＡＲセンサ１１０の方位を示す。自動車１００の前方で両方のＬＩＤＡＲセンサ１１０の走査範囲１１５が重なっている。図４Ｂには、ＬＩＤＡＲセンサ１１０の別の位置が示されており、方位１２０が例示的に自動車１００の走行方向とは少し反対方向に向いており、横軸線２１０に対して比較的小さい角度をなしている。この場合、走査範囲１１５は重ならない。

図４Ａに示した位置は、好ましくは、例えば高速で前進する場合に使用することができ、図４Ｂに示した位置は、例えば低速走行時、駐車場を探す場合、駐車プロセス、または停止時に使用することができる。

図５は、方法５００のフロー図を示す。方法５００は、特に処理装置１３０で実施するように構成されている。方法５００を実施するために、コンピュータプログラム製品、処理装置１３０、およびプログラム可能なマイクロコンピュータが含まれていてもよい。

第１ステップ５０５では自動車１００の走行状況が決定される。走行状況は、例えば自動車１００の周辺の走査結果に基づいて、および／または所定のアクチュエータの位置に基づいて決定することができる。アクチュエータは、特に自動車１００の縦方向または横方向制御に関するものであってよい。さらに走行状況を決定するために、軸線２０５，２１０または２１５に沿った、もしくは軸線２０５，２１０または２１５を中心とした自動車１００の速度、加速度、または回転を使用してもよい。

ステップ５１０では、所定の走行状況に基づいてＬＩＤＡＲセンサ１１０の方位１２０が変更される。上述のように、このために光学系、ＬＩＤＡＲセンサ１１０、またはＬＩＤＡＲ式走査装置１０５全体を移動してもよい。移動は、好ましくは１本の軸線を中心として、またはさらに好ましくは互いに線型独立である２本の軸線を中心として行われる。

ステップ５１５では、自動車１００の周辺がＬＩＤＡＲ式走査装置１０５によって走査される。

ステップ５２０では、走査結果を表示もしくは提供することができるか、または走査結果に基づいて自動車１００を制御することができる。続いて第１ステップ５０５に戻り、方法５００を新たに実施することができる。ステップ５２０の走査結果に基づいてステップ５０５で走行状況を決定することもできることに留意されたい。

Claims (10)

1. 自動車（１００）で使用するためのＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）において、
   所定の走査範囲（１１５）を備えるＬＩＤＡＲセンサ（１１０）であって、前記走査範囲（１１５）内の物体（１４５）との間隔を決定するように構成されたＬＩＤＡＲセンサ（１１０）と、
   自動車（１００）の走行状況に依存して前記ＬＩＤＡＲセンサ（１１０）の前記走査範囲（１１５）の方位（１２０）を変更するための旋回装置（１２５）と、
   を含む自動車（１００）で使用するためのＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）。
2. 請求項１に記載のＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）において、
   前記旋回装置（１２５）が軸線を中心として前記ＬＩＤＡＲセンサ（１１０）を旋回するように構成されている、
   ＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）。
3. 請求項１または２に記載のＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）において、
   前記旋回装置（１２５）が、前記ＬＩＤＡＲセンサ（１１０）の光路において軸線を中心として反射素子または屈折素子を旋回するように構成されている、
   ＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）において、
   前記自動車（１００）の走行速度に依存して前記走査範囲（１１５）の前記方位（１２０）が変更される、
   ＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）において、
   前記走査範囲（１１５）が自動車（１００）の横軸線（２１０）を中心として変更される、
   ＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）。
6. 請求項５に記載のＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）において、
   前記走査範囲（１１５）が前記自動車（１００）の横軸線を中心として変更され、
   前記走査範囲（１１５）が、走行速度が低い場合には地面の方向に変更され、走行速度が高い場合には水平線の方向に変更される、
   ＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）において、
   前記走査範囲（１１５）の前記方位（１２０）が、縦軸線（２１５）を中心として変更される、
   ＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）において、
   該ＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）が前記自動車（１００）のサイドミラーケーシング（３２０）に取り付けられている、
   ＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）。
9. 自動車（１００）の走行状況を決定するステップ（５０５）と、
   決定された走行状況に基づいて、前記自動車（１００）に取り付けられたＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）のＬＩＤＡＲセンサ（１１０）の走査範囲（１１５）の方位（１２０）を変更するステップ（５１０）と、
   前記ＬＩＤＡＲ式走査装置（１１０）によって前記自動車（１００）の周辺を走査するステップ（５１５）と、
   前記走査範囲（１１５）内の物体（１４５）との間隔を決定するステップ（５１５）と、
   を含む方法（５００）。
10. 請求項９に記載の方法（５００）において、
    所定の間隔に依存して自動車（１００）を制御するステップ（５２０）を、
    含む方法。

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