JP6975256B2 - Lidarシステム用のレーザスキャナ、およびレーザスキャナを操作するための方法 - Google Patents
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Description
走査方向で走査するLIDARシステム用のレーザスキャナであって、レーザスキャナがレーザ源を備え、レーザ源が、複数の個別の光線を、走査方向に対して横方向に互いに並べて配置された複数の角度領域に放出するように構成されており、レーザスキャナの受光光学系が、放出された光線の反射部分を、走査方向に対して横方向に互いに並べて配置された、レーザスキャナのセンサ平面の照光領域に集束させるように構成されており、センサ平面内で、レーザスキャナの複数のセンサ画素が、走査方向に対して横方向に互いに並べて配置されている、レーザスキャナにおいて、センサ画素が、照光領域に対し、走査方向に対して横方向にずらして配置されており、レーザスキャナの制御電子回路が、複数の光線が時間的にずらして放出され、多くても光線の1つからの反射部分がセンサ画素に同時に当たるように、レーザ源を制御するように構成されている、ことを特徴とする、レーザスキャナが提示される。
LIDARシステムは、レーザスキャナを支持するロータを有することができる。ロータは、走査方向に垂直に向きを定められた回転軸の周りで回転可能でよい。走査方向は、回転可能な偏向ミラーによって定義することもできる。例えば、走査方向は、本質的に水平でよい。回転軸は、垂直に対してある角度に設定することもできる。角度領域は、回転軸に対して、ある迎角で斜めに向きを定めることができる。角度領域は、回転軸に対して異なる迎角を有することができる。レーザ源は、例えば、角度領域ごとに、迎角で向きを定められた個別の切替え可能なレーザを有することができる。同様に、個々のレーザの光は、可動偏向ミラーによって、異なる角度領域に向けることができる。角度領域内で放出された光は、走査方向に対して横方向に扇状に広げられて、回転軸の周りで帯状部分を走査する。
また、機械可読媒体に格納することができ、上述した方法のステップの実施、実行、および/または制御に使用されるプログラムコードを備えたコンピュータプログラム製品またはコンピュータプログラムが有利である。
図1は、1つの例示的実施形態によるレーザスキャナ100の側面図を示す。レーザスキャナ100は、レーザ源102、受光光学系104、およびセンサ106を備える。レーザスキャナ100は、ここでは単純化して示されている。ここで、レーザ源102は、扇状に広がった3本のレーザビーム108、110、112を異なる角度領域114、116、118へ放出するように構成されている。ここで、第1のレーザビーム108は、第1の角度領域114に向けられている。第2のレーザビーム110は、第2の角度領域116に向けられている。第3のレーザビーム112は、第3の角度領域118に向けられている。
本明細書で提示する手法は、多数の電子部品を減少させることができる。検出器300、302、304、306に入射する異なるレーザからの光122、124、126をさらに区別することが必要である。これは、時間的に別々のレーザの作動、または他の適切な手段のいずれかによって行うことができる。したがって、解像度の容易な倍増、評価電子回路の減少、垂直解像度要件の安価な実現、および電子部品の減少を達成することができる。
Claims (8)
- レーザスキャナ(100)を操作するための方法であって、
前記レーザスキャナ(100)は、
走査方向(202)で走査するLIDARシステム用のレーザスキャナであって、前記レーザスキャナ(100)がレーザ源(102)を備え、前記レーザ源(102)が、複数の個別の光線(108、110、112)を、前記走査方向(202)を横断する方向に互いに並べて配置された複数の角度領域(114、116、118)に放出するように構成されており、前記レーザスキャナ(100)の受光光学系(104)が、放出された前記複数の光線(108、110、112)の反射部分(120)を、前記走査方向(202)を横断する方向に互いに並べて配置された、前記レーザスキャナ(100)のセンサ平面の複数の照光領域(122、124、126)に集束させるように構成されており、前記センサ平面内で、前記レーザスキャナ(100)の複数のセンサ画素(300、302、304、306)が、前記走査方向(202)を横断する方向に互いに並べて配置されており、
前記複数のセンサ画素(300、302、304、306)が、前記複数の照光領域(122、124、126)に対し、前記走査方向(202)を横断する方向にずらして配置されており、前記複数のセンサ画素の少なくとも1つは2つの前記照光領域にまたがって配置されており、
前記レーザスキャナ(100)の制御電子回路(128)が、前記複数の光線(108、110、112)が時間的にずらして放出され、多くても前記複数の光線(108、110、112)のうちの1つからの前記反射部分(120)が前記複数のセンサ画素(300、302、304、306)に同時に当たるように、レーザ源(102)を制御するように構成されており、
前記方法は、
前記複数の個別の光線(108、110、112)を放出するステップであって、前記レーザ源(102)が、ある放出時点に、前記複数の個別の光線(108、110、112)のうちの1つを前記複数の角度領域(114、116)のうちの1つに放出するように制御され、前記放出された光線(108、110、112)の反射部分(120)が、前記受光光学系(104)によって、前記複数の角度領域(114、116、118)のそれぞれに割り当てられた前記照光領域(122、124、126)に導かれる、ステップと、
前記放出された複数の個別の光線(108、110、112)の反射部分(120)を前記複数の照光領域(122、124、126)のうちの1つに割り当てられた2つの前記センサ画素(300、302、304、306)によって受光するステップを含み、前記反射部分(120)がそれぞれの前記センサ画素(300、302、304、306)に当たるときに、それぞれ1つの受光時点(132)が読み取られる、ステップと、
を含み、
前記放出するステップにおいて、少なくとも2つの光線(108、110、112)が同時に異なる角度領域(114、116、118)に放出され、当該異なる角度領域(114、116、118)の間で、少なくとも1つの角度領域(114、116、118)が照射されないままである、方法。 - 決定するステップを含み、前記決定するステップにおいて、前記放出時点と、一方の前記センサ画素(300、302、304、306)の受光時点(132)とを使用して、第1の距離値が決定され、前記放出時点と、他方の前記センサ画素(300、302、304、306)の受光時点(132)とを使用して、第2の距離値が決定される、請求項1に記載の方法。
- 前記放出するステップにおいて、前記レーザ源(102)が、さらなる放出時点に、さらなる光線(108、110、112)をさらなる角度領域(114、116、118)に放出するように制御され、前記さらなる光線(108、110、112)の反射部分(120)が、前記受光光学系(104)によって、前記さらなる角度領域(114、116、118)に割り当てられたさらなる照光領域(122、124、126)に集束され、
前記さらなる照光領域(122、124、126)に割り当てられた2つの前記センサ画素(300、302、304、306)によって受光するステップにおいて、前記反射部分(120)がそれぞれの前記センサ画素(300、302、304、306)に当たるときに、それぞれ1つの受光時点(132)が読み取られることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 - 前記放出するステップにおいて、前記LIDARシステムが前記走査方向(202)に走査している間に前記光線(108、110、112)が順次に放出され、前記受光するステップにおいて、前記受光時点(132)が順次に読み取られる、請求項3に記載の方法。
- 一連の放出するステップからのシーケンスが実行され、シーケンス開始時の第1の放出するステップにおいて、同時に放出される2つの光線(108、110、112)の間で、3つに1つの角度領域(114、116、118)が照射されないままであり、
シーケンスにおける後続の2つの放出するステップにおいて、前記光線(108、110、112)が、角度領域(114、116、118)1つ分だけ同じ方向にシフトされて放出され、シーケンス終了時の最後の放出するステップにおいて、個々の光線(108、110、112)が、角度領域(114、116、118)1つ分だけシフトして放出される、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記シーケンスの前記ステップが繰り返される、請求項5に記載の方法。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の方法を前記レーザスキャナ(100)に実行させるためのコンピュータプログラム。
- 請求項7に記載のコンピュータプログラムが格納されている機械可読媒体。
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