WO2008107129A1 - Vorrichtung und verfahren zur entfernungsbetimmung mittels lichtpulsen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur entfernungsbetimmung mittels lichtpulsen Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for determining the distance by means of light pulses.
  • the invention relates to a LIDAR device and a LIDAR method.
  • Aeronautical means of determining distance by means of light pulses are used in particular for the measurement of data for the creation of digital terrain models, whereby the transit time of the light pulse from the device to the location of the reflection and back to the device (ie the light echo) is the distance to the location the reflection is determined.
  • LIDAR light detection and ranging
  • a laser rangefinder according to the preamble of claim 1 is described with a transmitter and a receiver, wherein the pulse transit time is a measure of the distance.
  • the pulse transit time is a measure of the distance.
  • at least one further detector element is provided in the immediate vicinity of the detector element provided for the remote signal, but at least one further detector element which is emitted by the transmitter but does not reach the target reflection Housing scattering radiation reacts.
  • US Pat. No. 4,926,185 describes a pulse radar system in which two or more successive transmission pulses are transmitted cyclically with different carrier frequencies, so that a clear temporal assignment of the respective received pulse to the transmission pulse is possible.
  • the present invention is therefore based on the object to provide an improved device or an improved method for determining the distance by means of light pulses, by which in particular the aforementioned Disadvantages of known LIDAR devices and LIDAR methods can be avoided.
  • the device according to the invention for determining the distance by means of light pulses comprises a light source for emitting light pulses having a specific frequency, a detector for receiving the light pulses emitted and reflected by the light source, and a controller which is connected to the light source and the detector and communicate with them This can be controlled by means of signals.
  • the device for determining the distance by means of light pulses further comprises at least two timekeeper and the controller is configured to generate a start signal when emitting a light pulse by the light source.
  • This start signal starts or triggers the time measurement by one of the at least two timers in each case in sequence and again starting from the beginning.
  • the start signal first triggers the time measurement by the first, then the second and finally the last timekeeper, in order then to start again from the beginning at the first timekeeper.
  • the detector is configured to generate a stop signal upon receipt of a reflected light pulse which is forwarded to the at least two timers and stops the time measurement by the timekeeper of the at least two timers to which a control window is currently assigned by the controller.
  • the above configuration makes it possible for the at least two timers to be able to measure, independently of one another, the light propagation time of light pulses at a short time interval, so that several light pulses in the air, i. on the way between the light source, the reflection source and the detector.
  • the assignment of the measurement windows by the controller to the at least two timekeepers takes place in the sequence of triggering the at least two timekeepers and starting again from the beginning, wherein the measurement windows do not overlap in time.
  • the assignment of the measurement windows by the controller to the at least two timers is such that the measurement window of a respective timer of the at least two timers starts at the time at which the measurement window of the previous timer ends, so that each detected light pulse falls into a measurement window ,
  • the time duration between successive triggers of the time measurement by one of the at least two timekeepers is an integer multiple of the time duration between triggers of the time measurement by successive timekeepers of the at least two timekeepers.
  • the triggering of the time measurement by one of the at least two timekeepers and the assignment of a measurement window to this timekeeper by the controller is such that between the end of the measurement window and the triggering of a further time measurement by the timekeeper is a buffer period.
  • the device for determining the distance by means of light pulses is a fiber-optic scanner.
  • the fiber-optic scanner comprises a transmitting unit in which the light pulses emitted by the light source at a specific frequency are directed via a rotating mirror tilted towards its axis of rotation onto the circularly arranged beginnings of glass fibers of a first glass fiber array, and a receiving unit symmetrically constructed for this purpose in which the incoming light pulses are conducted onto glass fibers of a second glass fiber array, the ends of which are arranged in a circle and are guided from there to the detector via a rotating mirror which is tilted towards its axis of rotation.
  • the transmitting and receiving units are jointly driven by an electric motor, which can be controlled via the controller.
  • the ends of the glass fibers of the first glass fiber array form a rectilinear transmission line in the focal plane of a first lens and the beginnings of the glass fibers of the second glass fiber array form a rectilinear receiving line in the focal plane of a second objective.
  • light sources z As light sources z. As light-emitting diodes or fiber-optic light emitting diodes are used. It can z. As modulated CW laser diodes, or CW laser can be used.
  • the glass fiber array is a cross-sectional transducer used to transform a circular array of glass fibers into a cellular array (focal plane transformation from a circle to a line).
  • Other multimode or monomode fibers may be used.
  • the number of fibers can be set arbitrarily. The maximum number of fibers is limited only by the manufacturing process of the array.
  • the rotating element is a mirror (preferably a planar mirror) which is tilted (slightly) with respect to its axis of rotation.
  • the mirror can be slightly tilted mounted on a holder that rotates parallel to the optical axis. It is also possible that the axis of rotation of the mirror is not in the optical axis of the scanner. In this case, the light source is not arranged in the optical axis. Common to the designs but the fact that the mirror is tilted relative to its axis of rotation.
  • an electric motor As drive for the rotating elements, an electric motor is provided.
  • a high-frequency motor DC or synchronous motor.
  • the speed is for example at 15,000 revolutions per minute. But it can also be increased to well over 100,000 revolutions per minute.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention for measuring distances by means of light pulses.
  • FIG. 2 shows schematically and simplified the interaction of the inventive components of the device of FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a timing diagram in which the assignment of start signals and measurement windows to the timekeepers predetermined by the control is shown by way of example.
  • Figure 4 shows a schematic representation of a preferred embodiment of the device of Figure 1 as a fiber optic scanner.
  • FIG. 1 shows schematically a device 1 for determining the distance by means of light pulses.
  • This device may for example be installed in an aircraft in order to carry out h h distance measurements at an altitude and thus to obtain information regarding the overflown terrain.
  • the device 1 for determining the distance by means of light pulses comprises a light source (preferably a laser) 2 for emitting light pulses with a specific frequency.
  • the light pulses emitted and reflected by the light source 2 (for example LP1 and LP2) are detected by a detector 8.
  • the detector 8 and the light source 2 are connected to a controller 4 which can communicate with these or drive them.
  • the device 1 according to the invention for determining the distance by means of light pulses also has a plurality of timers or counters (in FIGS. 1 to 3, three counters or timers Z1, Z2 and Z3 are shown by way of example). , The function of these timers Z1, Z2 and Z3 and their interaction with the controller 4 will be described in detail below with reference to FIGS. 2 and 3.
  • a scanning process is started by emitting a first light or laser pulse LP1 from the light source or laser 2.
  • the controller 4 generates a start or trigger signal 100a, which triggers the time measurement by the first timer Z1.
  • a second laser pulse LP2 is emitted and again a start or trigger signal 100b is generated at the same time, with which the time measurement is triggered by the second timer Z2.
  • the first light pulse LP1 has already covered a distance cT on its way from the light source 2 to the reflection location and back to the detector 8, ie it is still in the air.
  • a third laser pulse is emitted (not shown in FIG.
  • a start or trigger signal 100c is generated at the same time, with which the time measurement is triggered by the third timer Z3.
  • the second light pulse LP2 has traveled a distance cT on its way from the light source 2 to the reflection location and back to the detector 8, so it is still in the air.
  • the first light pulse LPl e- if still in the air or has already been detected by the detector 8.
  • a fourth laser pulse or even further laser pulses are emitted after a renewed time period T and a start signal is generated with which the time measurement is triggered by the fourth timekeeper or even further timekeepers becomes.
  • the sequence starts again from the beginning, ie after a further time period T, a fourth laser pulse is emitted and again a trigger signal 200a is simultaneously generated, with which the time measurement is triggered by the first timer Z1, the as described below, has already received a stop signal within its measuring window 110a and is therefore again ready to measure the transit time of a laser pulse.
  • the further start or trigger signals 200b, 200c and 300a again the time measurement by the second timer Z2, the third timer Z3 and in turn the first timer Zl.
  • the controller 4 Based on the altitude h, which was either entered as a parameter before the start of the scanning process in the controller 4 or, if this should change in the course of the scanning process, preferably continuously queried by the controller 4, the expected duration of a light pulse can be estimated. By means of this estimation, the controller 4 assigns time slots Z1, Z2 and Z3 to so-called measurement windows. As will be described in more detail below, a triggered timer according to the invention terminates the time measurement only if it receives from the detector 8 at a time a stop signal to which this timer from the controller 4 is assigned a measurement window.
  • the controller 4 assigns a first measuring window 110a to the first timer Z1.
  • the center of this measurement window 110a may, for example, coincide with the end of the expected duration of the first light pulse, which, as described above, can be estimated by means of the altitude h.
  • the width of the measurement window HOa should be selected such that all practically possible propagation times of the first light pulse are covered by the measurement window 110a and thus the first light pulse is also detected in the measurement window 110a.
  • This may depend, inter alia, on the expected height differences of the scanning area and on the angular extent of the scanning area.
  • the time widths or "widths" of the measurement windows HOa, HOb, HOc, 210a, 210b are identical and correspond to the time duration between triggers of the time measurement by successive timekeepers.
  • all the measurement windows 110a, 110b, HOc, 210a, 210b preferably have a temporal extent T.
  • the first light pulse LP1 After the first light pulse LP1 has been emitted by the light source 2, it will return to the detector 8 after a period of time corresponding to the transit time to be determined.
  • a preferably electrical signal is generated, which is forwarded as a stop signal to all timekeeper Zl, Z2 and Z3.
  • This stop signal causes the time measurement of the timer Z1, Z2, or Z3 to be stopped, to which a measurement window has been assigned by the controller 4 at this time. If, for example, in FIG.
  • a reflected light pulse is received by the detector 8 at the time t.sub. ⁇ and forwarded by it to all the timers Z.sub.1, Z.sub.2 and Z.sub.3, the time measurement of the timer Z.sub.l is stopped since the timer Z.sub.l of FIG the controller 4 is assigned the measurement window 110a.
  • the stop signal at the same time has no influence on the other time keepers Z2 and Z3.
  • the assignment of the measurement windows HOa, 110b, HOc, 210a, 210b,... Preferably takes place by the controller 4 to the timers Z1, Z2 and Z3 in the sequence of the triggering of the timers Z1, Z2 and Z3, wherein the measurement windows HOa, HOb, 110c, 210a, 210b, ... must not overlap in time, since otherwise a detected light pulse could trigger two timekeepers and thus provide two transit times.
  • the assignment of the measurement windows 110a, 110b, 110c, 210a, 210b,... To the time users Z1, Z2 and Z3 by the controller 4 preferably takes place in such a way that consecutive measurement windows directly adjoin one another.
  • the measurement window of a timer Z1, Z2 or Z3 starts at the time at which the measurement window of the preceding timer Z3, Z1 or Z2 ends. This ensures that each detected light pulse falls into a measurement window.
  • This can be achieved, inter alia, by the time duration between successive triggers of the time measurement by a timekeeper (Z1 or Z2 or Z3) being an integer multiple of the time duration between triggers of the time measurement by consecutive timers (Z1, Z2 or Z2, Z3 or Z3, Zl).
  • the triggering of the time measurement is carried out by a timekeeper Z1, Z2 or Z3 and the assignment of a measurement window.
  • the buffer period t ensures that no timer is triggered before its measurement window has elapsed. In the event that a timekeeper does not receive a stop signal while it is assigned a measuring window by the controller 4, and the time measurement of the timer is thus not terminated, the time measurement of this timer before the triggering of the next light pulse at the end of the measuring window or during the buffer period t aborted.
  • the device according to the invention for determining the distance can be configured by means of light pulses as a fiber-optic scanner.
  • Fig. 4 shows such a fiber optic scanner 10 according to the invention, which is suitable both for light emission and for light absorption. It is symmetrical and has on the left side a transmitting part or a transmitting unit and on the right side a receiving part or a receiving unit.
  • a light source preferably pulsed laser 12 is used.
  • the light of the laser 12 is introduced into a beginning of the glass fiber 13 a, whose end is arranged on the optical axis A of the optical fiber scanner 10.
  • the light pulse emerging from the end of the optical fiber 13a strikes a rotating mirror 20a.
  • the light pulse After reflection at the mirror 20a tilted to the rotation axis A, the light pulse is coupled into a beginning of a glass fiber of a circular array 24a of glass fibers 22a.
  • the circular shape can be achieved by suitable socket elements.
  • the light pulses emerging from the glass fiber 13a are successively coupled into the individual glass fiber beginnings 24a of the glass fibers 22a.
  • the fiber beginnings 24a are arranged annularly and concentrically with the light-introducing glass fiber 13a.
  • the light beams emerging from the ends of the glass fibers 22a are collimated by a lens 28a.
  • the ends of the glass fibers 22a are arranged in the form of a cell in the focal plane of the objective 28a and thus form a transmission line 26a.
  • the ends of the glass fibers 22a are oriented such that the central axis of the light pulses passes through the main point of the objective 28a.
  • the system just described symmetrical to the second end of the drive shaft of the motor 16 is again arranged.
  • the right side can be used as the receiving unit, that is, the receiving line 26b and the transmitting line 26a are adjusted with respect to their lenses 28b and 28a so as to target the same object points.
  • the light path runs in the opposite direction to the above-described light path in the transmission unit of the fiber-optic scanner 10.
  • a reflected light pulse enters the beginning of a glass fiber of the second array of optical fibers 22b in the reception line 26b through the objective 28b End of the glass fiber of the glass fiber ends 24b on a rotating mirror 20b and is reflected there.
  • the glass fiber ends 24b of the array of glass fibers 22b are arranged annularly and concentrically with respect to a beginning of a glass fiber 13b.
  • the reflected light pulse is coupled into this located on the optical axis A beginning of the optical fiber 13 b and, after it has been traversed detected by a detector 18.
  • the first array of optical fibers 22a and the second optical fiber array 22b may comprise a common reference fiber for calibration purposes.
  • timers have been described as separate components of the controller, those skilled in the art will recognize that the functions assigned to the timers in accordance with the invention could also be performed by a single component separate from or part of Control could be.

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Abstract

Eine Vorrichtung (1) zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen wird bereitgestellt. Die Vorrichtung (1) umfasst eine Lichtquelle (2) zum Aussenden von Lichtpulsen mit einer bestimmten Frequenz, einen Detektor (8) zum Empfangen der von der Lichtquelle ausgesendeten und reflektierten Lichtpulse und eine Steuerung (4), die mit der Lichtquelle (2) und dem Detektor (8) in Kommunikation steht und mittels Signalen diese ansteuern kann. Die Vorrichtung (1) umfasst ferner wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3), die mit der Steuerung (4) und dem Detektor (8) verbunden sind. Die Steuerung (4) ist dabei derart ausgestaltet, beim Aussenden eines Lichtpulses durch die Lichtquelle (2) ein Start-Signal zu erzeugen, das die Zeitmessung durch einen der wenigstens zwei Zeitnehmer jeweils der Reihe nach und wieder von vorne beginnend triggert. Der Detektor (8) ist dazu ausgestaltet, beim Empfang eines reflektierten Lichtpulses ein Stopp-Signal zu erzeugen, das an die wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3) weitergeleitet wird und die Zeitmessung durch den Zeitnehmer der wenigstens zwei Zeitnehmer stoppt, dem von der Steuerung (4) momentan ein Messfenster zugeordnet ist. Vorzugsweise kann die Vorrichtung als faseroptischer Scanner ausgestaltet sein. Außerdem wird ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen bereitgestellt.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR ENTFERNUNGSBESTIMMUNG MITTELS LICHTPULSEN
GEBIET DER ERFINDUNG Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine LIDAR- Vorrichtung und ein LIDAR- Verfahren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Luftfahrtgestützte Vorrichtungen zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen werden insbesondere für die Messung von Daten für die Erstellung digitaler Geländemodelle verwendet, wobei aus der Laufzeit des Lichtpulses von der Vorrichtung zum Ort der Reflektion und wieder zur Vorrichtung zurück (d.h. das Lichtecho) die Entfernung zum Ort der Reflektion ermittelt wird. Derartige Vorrichtungen und Ver- fahren sind dem Fachmann unter dem Begriff LIDAR (light detection and ranging) bekannt.
Herkömmliche LIDAR- Vorrichtungen arbeiten mit einem so genannten "Single pulse in Air" -Verfahren. Bei einem derartigen Verfahren befindet sich immer nur ein Licht- bzw. Laserpuls auf dem Weg zwischen der Lichtquelle der Vorrichtung, dem Ort der Reflektion und dem Detekor der Vorrichtung. Dabei tritt das Problem auf, dass mit zunehmender Entfernung des luftfahrgestützten LIDAR- Vorrichtung von dem Ort der Reflektion die maximale Lichtpulsfrequenz, d.h. die Frequenz, mit der die Lichtpulse von der LIDAR- Vorrichtung ausgesendet werden können, notwendi- gerweise abnimmt, da sich mit zunehmender Entfernung die Laufzeit des Lichtpulses vergrößert. Offensichtlich ist man an einer hohen Lichtpulsfrequenz interessiert, da diese im Vergleich zu einer kleineren Lichtpulsfrequenz eine feinere Abtastung (höhere Messpunktdichte) und somit eine bessere Auflösung des zu vermessenden Geländes ermöglicht. Die Abhängigkeit der maximal möglichen Lichtpulsfrequenz fmax von der Flughöhe ergibt sich ohne Berücksichtigung eines systembedingten Zeitoffsets in der Größenordnung von 10"6 Sekunden aus folgendem Zusammenhang:
Figure imgf000004_0001
wobei c die Lichtgeschwindigkeit und h die Flughöhe bezeichnet. Mit der vorstehenden Beziehung ergibt sich beispielsweise bei einer Flughöhe h von 1500, 3000, 4500 m eine maximale Lichtpulsfrequenz von 100, 50 und 33 kHz (bzw. 91, 48 und 32 kHz unter Berücksichtigung eines systembedingten Zeitoffsets).
Die Auswirkungen des vorstehend beschriebenen Effekts, dass bei herkömmlichen LIDAR- Vorrichtungen die maximal mögliche Lichtpulsfrequenz mit zunehmender Flughöhe abnimmt, werden, wenn die LIDAR-Vorrichtung beispielsweise als faser- optischer Scanner ausgestaltet ist, bei dem das Gelände quer zur Flugrichtung abgetastet wird, noch dadurch verschärft, dass sich bei konstantem Öffnungswinkel mit zunehmender Flughöhe der Abstand zwischen zwei benachbarten Messpunkten in der Objektebene vergrößert, was effektiv zu einer weiteren Verringerung der Messpunktdichte führt.
In der deutschen Patentschrift DE 36 06 544 Cl wird ein Laserentfernungsmesser gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit einem Sender und einem Empfänger beschrieben, wobei die Pulslaufzeit ein Maß für die Entfernung darstellt. Um eine störunempfindliche Starttrigger- Signalerzeugung vorzusehen, die eine genaue Trig- gerzeitpunkt-Bestimmung zulässt, wird in unmittelbarer Nachbarschaft des für das ferne Signal vorgesehenen Detektorelements wenigstens ein weiteres Detektorelement vorgesehen, das auf vom Sender zwar ausgestrahlte jedoch nicht zur Zielreflexion gelangende, sondern innerhalb des Gehäuses streuende Strahlung reagiert.
Die US-Patentschrift US 4,926, 185 beschreibt ein Pulsradar System, bei dem zwei oder mehr aufeinander folgende Sendepulse zyklisch mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen ausgesendet werden, so dass eine eindeutige zeitliche Zuordnung des jeweiligen Empfangsimpulses zum Sendepuls möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung bzw. ein verbessertes Verfahren zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen bereitzustellen, durch die insbesondere die vorstehend erwähnten Nachteile bekannter LIDAR- Vorrichtungen und LIDAR- Verfahren vermieden werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen gemäß Anspruch 1 bzw. 12 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen umfasst eine Lichtquelle zum Aussenden von Lichtpulsen mit einer bestimmten Frequenz, einen Detektor zum Empfangen der von der Lichtquelle ausgesendeten und reflektierten Lichtpulse, sowie eine Steuerung, die mit der Lichtquelle und dem Detektor verbunden ist und mit diesen kommunizieren und diese mittels Signalen ansteuern kann.
Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Vorrichtung zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen ferner wenigstens zwei Zeitnehmer umfasst und die Steuerung ausgestaltet ist, beim Aussenden eines Lichtpulses durch die Lichtquelle ein Start- Signal zu erzeugen. Dieses Start-Signal startet bzw. triggert die Zeitmessung durch einen der wenigstens zwei Zeitnehmer jeweils der Reihe nach und wieder von vorne beginnend. Mit anderen Worten, das Start-Signal triggert zunächst die Zeitmessung durch den ersten, dann den zweiten und zum Schluss den letzten Zeitnehmer, um sodann beim ersten Zeitnehmer wieder von vorne zu beginnen. Ferner ist der Detektor dazu ausgestaltet, beim Empfang eines reflektierten Lichtpulses ein Stopp- Signal zu erzeugen, das an die wenigstens zwei Zeitnehmer weitergeleitet wird und die Zeitmessung durch den Zeitnehmer der wenigstens zwei Zeitnehmer stoppt, dem von der Steuerung momentan ein Messfenster zugeordnet ist.
Durch die vorstehende Ausgestaltung wird ermöglicht, dass die wenigstens zwei Zeitnehmer jeweils unabhängig von einander in einem kurzen zeitlichen Abstand die Lichtlaufzeit von Lichtpulsen messen können, so dass sich gleichzeitig mehrere Lichtpulse in der Luft, d.h. auf dem Weg zwischen der Lichtquelle, dem Reflektion- sort und dem Detektor, befinden können.
Vorzugsweise erfolgt die Zuordnung der Messfenster durch die Steuerung zu den wenigstens zwei Zeitnehmern in der Reihenfolge der Triggerung der wenigstens zwei Zeitnehmer und wieder von vorne beginnend, wobei sich die Messfenster zeitlich nicht überlappen. Weiter bevorzugt erfolgt die Zuordnung der Messfenster durch die Steuerung zu den wenigstens zwei Zeitnehmern derart, dass das Messfenster eines jeweiligen Zeitnehmers der wenigstens zwei Zeitnehmer zu dem Zeitpunkt startet, zu dem das Messfenster des vorhergehenden Zeitnehmers endet, so dass jeder detektierte Lichtpuls in ein Messfenster fällt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zeitdauer zwischen aufeinander folgenden Triggerungen der Zeitmessung durch einen der wenigstens zwei Zeitnehmer ein ganzzahliges Vielfaches der Zeitdauer zwischen Triggerungen der Zeitmes- sung durch aufeinander folgende Zeitnehmer der wenigstens zwei Zeitnehmer.
Weiter bevorzugt erfolgt die Triggerung der Zeitmessung durch einen der wenigstens zwei Zeitnehmer und die Zuordnung eines Messfensters zu diesem Zeitnehmer durch die Steuerung derart, dass zwischen dem Ende des Messfensters und der Triggerung einer weiteren Zeitmessung durch die Zeitnehmer eine Pufferperiode liegt.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Vorrichtung zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen um einen faseroptischen Scanner. Der faseroptische Scanner um- fasst eine Sendeeinheit, bei der die von der Lichtquelle mit einer bestimmten Frequenz ausgesendeten Lichtpulse über einen rotierenden, zu seiner Rotationsachse hin gekippten Spiegel auf die kreisförmig angeordneten Anfänge von Glasfasern eines ersten Glasfaserarrays geleitet werden, sowie eine dazu symmetrisch aufgebaute Empfangseinheit, bei der die hereinkommenden Lichtpulse auf Glasfasern eines zweiten Glasfaserarrays geleitet werden, deren Enden kreisförmig angeordnet sind und von dort aus über einen rotierenden, zu seiner Rotationsachse hin gekippten Spiegel zu dem Detektor geleitet werden. Die Sende- und die Empfangseinheit werden von einem Elektromotor gemeinsam angetrieben, der über die Steuerung angesteuert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Enden der Glasfasern des ersten Glasfaserarrays eine geradlinig angeordnete Sendezeile in der Brennebene eines ersten Objektivs aus und die Anfänge der Glasfasern des zweiten Glasfaserarrays bilden eine geradlinig angeordnete Empfangszeile in der Brennebene eines zweiten Objektivs aus. Als Lichtquellen können z. B. Leuchtdioden oder glasfasergekoppelte Leuchtdioden benützt werden. Es können z. B. modulierte CW-Laserdioden, oder CW-Laser verwendet werden.
Das Glasfaserarray ist ein Querschnittswandler, mit dem eine kreisförmige Anordnung der Glasfasern in eine zellenförmige Anordnung transformiert wird (Brennebenentransformation von einem Kreis in eine Linie). Es besteht z. B. aus einer Anzahl von Quarz-Monofasern, die einen Kerndurchmesser von 0,2 mm haben können. Es können auch andere Multimode- oder Monomodefasern verwendet werden. Die Anzahl der Fasern kann beliebig eingestellt werden. Die maximale Anzahl der Fasern wird nur durch das Fertigungsverfahren des Arrays begrenzt.
Das rotierende Element ist ein Spiegel (bevorzugt ein Planarspiegel), der gegenüber seiner Rotationsachse (leicht) gekippt ist. Der Spiegel kann leicht verkippt auf einer Halterung befestigt sein, die sich parallel zur optischen Achse dreht. Möglich ist ebenso, dass die Drehachse des Spiegels nicht in der optischen Achse des Scanners liegt. In diesem Fall ist auch die Lichtquelle nicht in der optischen Achse angeordnet. Gemeinsam ist bei den Ausführungen aber die Tatsache, dass der Spiegel gegenüber seiner Rotationsachse gekippt ist.
Als Antrieb für die rotierenden Elemente ist ein Elektromotor vorgesehen. Zum Beispiel ein Schnellfrequenzmotor (Gleichstrom- oder Synchronmotor). Die Drehzahl liegt beispielsweise bei 15 000 Umdrehungen pro Minute. Sie kann aber auch bis weit über 100 000 Umdrehungen pro Minute erhöht werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels Lichtpulsen.
Figur 2 zeigt schematisch und vereinfacht das Zusammenwirken der erfindungsge- maßen Komponenten der Vorrichtung von Figur 1.
Figur 3 zeigt ein Timing-Diagramm, in dem die durch die Steuerung vorgegebene Zuordnung von Start-Signalen und Messfenstern an die Zeitnehmer beispielhaft dargestellt ist. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung von Figur 1 als faseroptischer Scanner.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen. Diese Vorrichtung kann beispielsweise in einem Flugzeug installiert sein, um bei einer Flughöhe h Entfernungsmessungen durchzuführen und somit Informationen hinsichtlich des überflogenen Geländes zu gewinnen. Die Vorrichtung 1 zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen umfasst eine Lichtquelle (vorzugsweise ein Laser) 2 zum Aussenden von Lichtpulsen mit einer bestimmten Frequenz. Die von der Lichtquelle 2 ausgesendeten und reflektierten Lichtpulse (beispielsweise LPl und LP2) werde von einem Detektor 8 erfasst. Der Detektor 8 und die Lichtquelle 2 sind mit einer Steuerung 4 verbunden, die mit diesen kommunizieren bzw. diese ansteuern kann.
Wie sich dies nun außerdem den Figuren 2 und 3 entnehmen lässt, weist die erfindungsgemaße Vorrichtung 1 zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen ferner mehrere Zeitnehmer bzw. Zähler auf (in den Figuren 1 bis 3 sind beispielhaft drei Zähler bzw. Zeitnehmer Zl, Z2 und Z3 dargestellt). Die Funktion dieser Zeit- nehmer Zl, Z2 und Z3 und deren Zusammenwirken mit der Steuerung 4 wird unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 nachstehend detailliert beschrieben.
Ein Scannvorgang wird begonnen, indem ein erster Licht- bzw. Laserpuls LPl von der Lichtquelle bzw. dem Laser 2 ausgesendet wird. Gleichzeitig erzeugt die Steue- rung 4 ein Start- bzw. Triggersignal 100a, das die Zeitmessung durch den ersten Zeitnehmer Zl triggert. Nach einer Zeitdauer T wird ein zweiter Laserpuls LP2 ausgesendet und wiederum wird gleichzeitig ein Start- bzw. Triggersignal 100b erzeugt, mit dem die Zeitmessung durch den zweiten Zeitnehmer Z2 getriggert wird. Zu diesem Zeitpunkt hat der erste Lichtpuls LPl bereits eine Strecke cT auf seinem Weg von der Lichtquelle 2 zu dem Reflektionsort und zurück zum Detektor 8 zurückgelegt, befindet sich also noch in der Luft. Nach einer weiteren Zeitdauer T wird ein dritter Laserpuls ausgesendet (nicht in Figur 1 dargestellt) und wiederum wird gleichzeitig ein Start- bzw. Triggersignal 100c erzeugt, mit dem die Zeitmessung durch den dritten Zeitnehmer Z3 getriggert wird. Zu diesem Zeitpunkt hat der zwei- te Lichtpuls LP2 eine Strecke cT auf seinem Weg von der Lichtquelle 2 zu dem Reflektionsort und zurück zum Detektor 8 zurückgelegt, befindet sich also noch in der Luft. Je nach der Flughöhe h könnte es sein, dass sich der erste Lichtpuls LPl e- benfalls noch in der Luft befindet oder bereits von dem Detektor 8 detektiert worden ist. Für den Fall, dass ein vierter Zeitnehmer oder noch weitere Zeitnehmer vorhanden sind, werden nach einer erneuten Zeitdauer T ein vierter Laserpuls bzw. noch weitere Laserpulse ausgesendet und ein Startsignal erzeugt, mit dem die Zeitmes- sung durch den vierten Zeitnehmer oder noch weitere Zeitnehmer getriggert wird. Falls kein weiterer Zeitnehmer vorhanden ist, beginnt die Sequenz erneut von vorne d.h. nach einer weiteren Zeitdauer T wird ein vierter Laserpuls ausgesendet und wiederum wird gleichzeitig ein Start- bzw. Triggersignal 200a erzeugt, mit dem die Zeitmessung durch den ersten Zeitnehmer Zl getriggert wird, der wie nachstehend beschrieben bereits ein Stopp-Signal innerhalb seines Messfensters 110a empfangen hat und daher wieder dazu bereit ist, die Laufzeit eines Laserpulses zu messen. Im weiteren Verlauf des Scannvorgangs triggern die weiteren Start- bzw. Triggersignale 200b, 200c und 300a, erneut die Zeitmessung durch den zweiten Zeitnehmer Z2, den dritten Zeitnehmer Z3 und wiederum den ersten Zeitnehmer Zl.
Anhand der Flughöhe h, die entweder vor dem Start des Scannvorgangs in die Steuerung 4 als Parameter eingeben worden ist oder, falls sich diese im Laufe des Scannvorgangs ändern sollte, vorzugsweise kontinuierlich von der Steuerung 4 abgefragt wird, lässt sich die zu erwartende Laufzeit eines Lichtpulses abschätzen. Mittels dieser Abschätzung ordnet die Steuerung 4 den Zeitnehmern Zl, Z2 und Z3 sogenannte Messfenster zu. Wie dies nachstehend ausführlicher beschrieben wird, beendet ein erfindungsgemäßer getriggerter Zeitnehmer die Zeitmessung nur dann, wenn er zu einem Zeitpunkt von dem Detektor 8 ein Stopp-Signal erhält, zu dem diesem Zeitnehmer von der Steuerung 4 ein Messfenster zugeordnet ist.
Wie sich dies Figur 3 entnehmen lässt, ordnet die Steuerung 4 dem ersten Zeitnehmer Zl ein erstes Messfenster 110a zu. Der Mittelpunkt dieses Messfensters 110a kann beispielsweise mit dem Ende der erwarteten Laufzeit des ersten Lichtpulses zusammenfallen, die, wie vorstehend beschrieben, mittels der Flughöhe h abgeschätzt werden kann. Die Breite des Messfensters HOa sollte so gewählt sein, dass alle praktisch möglichen Laufzeiten des ersten Lichtpulses durch das Messfenster 110a abgedeckt sind und somit der erste Lichtpuls auch in dem Messfenster 110a detektiert wird. Der Fachmann wird erkennen, dass dies unter anderem von den zu erwartenden Höhenunterschieden des Scanngebietes sowie von der winkli- gen Ausdehnung des Scanngebietes abhängen kann. Vorzugsweise sind die zeitlichen Ausdehnungen bzw. "Breiten" der Messfenster HOa, HOb, HOc, 210a, 210b identisch und entsprechen der Zeitdauer zwischen Triggerungen der Zeitmessung durch aufeinander folgende Zeitnehmer. Mit anderen Worten, alle Messfenster 110a, 110b, HOc, 210a, 210b weisen vorzugsweise eine zeitliche Ausdehnung T auf.
Nach dem Aussenden des ersten Lichtpulses LPl durch die Lichtquelle 2 wird dieser nach einer Zeitdauer zum Detektor 8 zurückkehren, die der zu bestimmenden Laufzeit entspricht. Beim Empfang eines Lichtpulses wird von dem Detektor 8 ein vorzugsweise elektrisches Signal erzeugt, das als Stopp-Signal an alle Zeitnehmer Zl, Z2 und Z3 weitergeleitet wird. Dieses Stopp-Signal bewirkt, dass die Zeitmes- sung desjenigen Zeitnehmers Zl, Z2, oder Z3 gestoppt wird, dem zu diesem Zeitpunkt von der Steuerung 4 ein Messfenster zugewiesen ist. Wenn beispielsweise in Figur 3 zum Zeitpunkt tθ ein reflektierter Lichtpuls von dem Detektor 8 empfangen wird und von diesem an alle Zeitnehmer Zl, Z2 und Z3 weitergeleitet wird, so wird die Zeitmessung des Zeitnehmers Zl gestoppt, da zu diesem Zeitpunkt dem Zeit- nehmer Zl von der Steuerung 4 das Messfenster 110a zugewiesen ist. Auf die anderen Zeitnehmer Z2 und Z3 hat das Stopp- Signal zu diesem Zeitpunkt keinen Ein- fluss.
Wie sich dies Figur 3 entnehmen lässt, erfolgt die die Zuordnung der Messfenster HOa, 110b, HOc, 210a, 210b, ... vorzugsweise durch die Steuerung 4 zu den Zeitnehmern Zl, Z2 und Z3 in der Reihenfolge der Triggerung der Zeitnehmer Zl, Z2 und Z3, wobei sich die Messfenster HOa, HOb, 110c, 210a, 210b, ... zeitlich nicht überlappen dürfen, da ansonsten ein detektierter Lichtpuls zwei Zeitnehmer trig- gern könnte und somit zwei Laufzeiten liefern würde. Ferner erfolgt die Zuordnung der Messfenster 110a, 110b, 110c, 210a, 210b, ... zu den Zeitnehmern Zl, Z2 und Z3 durch die Steuerung 4 vorzugsweise so, dass aufeinander folgende Messfenster unmittelbar aneinander anschließen. Mit anderen Worten, das Messfenster eines Zeitnehmers Zl, Z2 oder Z3 startet zu dem Zeitpunkt, zu dem das Messfenster des vorhergehenden Zeitnehmers Z3, Zl oder Z2 endet. Hierdurch wird sichergestellt, dass jeder detektierte Lichtpuls in ein Messfenster fällt. Dies lässt sich unter anderem dadurch erreichen, dass die Zeitdauer zwischen aufeinander folgenden Trigge- rungen der Zeitmessung durch einen Zeitnehmer (Zl oder Z2 oder Z3) ein ganzzahliges Vielfaches der Zeitdauer zwischen Triggerungen der Zeitmessung durch aufeinander folgende Zeitnehmer (Zl, Z2 oder Z2, Z3 oder Z3, Zl) ist.
Wie sich dies ebenfalls Figur 3 entnehmen lässt, erfolgt die Triggerung der Zeitmessung durch einen Zeitnehmer Zl, Z2 oder Z3 und die Zuordnung eines Messfens- ters 110a, 110b, 110c, 210a, 210b, ... zu diesem Zeitnehmer durch die Steuerung 4 derart, dass zwischen dem Ende des Messfensters und der Triggerung einer weiteren Zeitmessung durch den Zeitnehmer eine Pufferperiode t liegt. D.h. beispielsweise, dass dem Ende des Messfensters 110a, das dem ersten Zeitnehmer Zl zugeord- net ist, zunächst eine Pufferperiode t folgt, bevor der nächste Lichtpuls durch die Lichtquelle 2 getriggert und gleichzeitig ein Start- bzw. Triggersignal 200a erzeugt wird, mit dem die Zeitmessung durch den dritten Zeitnehmer Zl erneut getriggert wird. Die Pufferperiode t gewährleistet, dass kein Zeitnehmer getriggert wird, bevor dessen Messfenster verstrichen ist. Für den Fall, dass ein Zeitnehmer kein Stopp- Signal empfängt, während diesem von der Steuerung 4 ein Messfenster zugeordnet ist, und die Zeitmessung des Zeitmessers somit nicht beendet wird, wird die Zeitmessung dieses Zeitmessers vor dem Triggern des nächsten Lichtpulses am Ende des Messfensters oder während der Pufferperiode t abgebrochen.
Besonders bevorzugt kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen als faseroptischer Scanner ausgestaltet sein. Fig. 4 zeigt einen solchen erfindungsgemäßen faseroptischen Scanner 10, der sowohl zur Lichtabgabe als auch zur Lichtaufnahme geeignet ist. Er ist symmetrisch aufgebaut und besitzt auf der linken Seite eine sendenden Teil bzw. eine Sendeeinheit und auf der rechten Seite einen empfangenden Teil bzw. eine Empfangseinheit. Als Lichtquelle wird hier ein, vorzugsweise gepulster, Laser 12 verwendet. Das Licht des Lasers 12 wird in einen Anfang der Glasfaser 13a eingeleitet, deren Ende auf der optischen Achse A des faseroptischen Scanners 10 angeordnet ist. Der Lichtpuls, der aus dem Ende der Glasfaser 13a austritt, trifft auf einen rotierenden Spiegel 20a. Nach der Reflexion an dem zur Rotationsachse A gekippten Spiegel 20a wird der Lichtpuls in einen Anfang einer Glasfaser eines kreisförmigen Arrays 24a von Glasfasern 22a eingekoppelt. Die Kreisform kann durch geeignete Fassungselemente erreicht werden. Durch die Rotation des Spiegels 20a, der auf der Antriebswelle eines Motors 16 mit Hilfe einer Spiegelfassung montiert ist, werden die aus der Glas- faser 13a austretenden Lichtpulse nacheinander in die einzelnen Glasfaseranfänge 24a der Glasfasern 22a eingekoppelt. Die Glasfaseranfänge 24a sind dabei ringförmig und konzentrisch zur lichteinleitenden Glasfaser 13a angeordnet. Die aus den Enden der Glasfasern 22a austretenden Lichtbündel werden durch ein Objektiv 28a kollimiert. Die Enden der Glasfasern 22a sind in der Brennebene des Objektivs 28a zellenförmig angeordnet und bildet somit eine Sendezeile 26a aus. Dabei sind die Enden der Glasfasern 22a so orientiert, dass die Mittelachse der Lichtpulse durch den Hauptpunkt des Objektivs 28a geht. Durch diese Anordnung ist es möglich, mit geringsten Transmissionsverlusten einen kollimierten Lichtstrahl mit beliebigem Durchmesser hinsichtlich seiner Richtung mit sehr hoher Geschwindigkeit abzulenken.
Auf der rechten Seite der Fig. 4 ist das eben beschriebene System symmetrisch zum zweiten Ende der Antriebswelle des Motors 16 nochmals angeordnet. Die rechte Seite kann als Empfangseinheit benutzt werden, das heißt die Empfangszeile 26b und die Sendezeile 26a sind bezüglich ihrer Objektive 28b und 28a so justiert, dass sie dieselben Objektpunkte anpeilen. Der Lichtweg verläuft in entgegen gesetzter Rich- tung zu dem vorstehend beschriebenen Lichtweg in der Sendeeinheit des faseroptischen Scanners 10. Ein reflektierter Lichtpuls tritt durch das Objektiv 28b in einen Anfang einer Glasfaser des zweiten Arrays von Glasfasern 22b in der Empfangszeile 26b ein, trifft über das Ende der Glasfaser der Glasfaserenden 24b auf einen rotierenden Spiegel 20b und wird dort reflektiert. Dabei sind die Glasfaserenden 24b des Arrays von Glasfasern 22b ringförmig und konzentrisch zu einem Anfang einer Glasfaser 13b angeordnet. Der reflektierte Lichtpuls wird in diesen sich auf der optischen Achse A befindenden Anfang der Glasfaser 13b eingekoppelt und, nachdem diese durchlaufen worden ist, von einem Detektor 18 detektiert. Das erste Array von Glasfasern 22a und das zweite Array von Glasfasern 22b können eine gemein- same Referenzfaser für Kalibrierungszwecke aufweisen.
Obgleich bei den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen die Zeitnehmer als separate Komponenten der Steuerung beschriebenen worden sind, wird der Fachmann erkennen, dass die den Zeitnehmern erfindungsgemäß zuge- wiesenen Funktionen bzw. Aufgaben ebenso von einer einzelnen Komponente durchgeführt werden könnten, die separat von oder Teil der Steuerung sein könnte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (1, 10) zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen, umfassend: eine Lichtquelle (2, 12) zum Aussenden von Lichtpulsen mit einer bestimmten Frequenz; einen Detektor (8, 18) zum Empfangen der von der Lichtquelle ausgesende- ten und reflektierten Lichtpulse; und eine Steuerung (4, 14), die mit der Lichtquelle (2, 12) und dem Detektor (8, 18) in Kommunikation steht und mittels Signalen diese ansteuern kann; gekennzeichnet durch wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3), die mit der Steuerung (1, 14) und dem Detektor (8, 18) verbunden sind, wobei die Steuerung (1, 14) dazu ausgestaltet ist, beim Aussenden eines Lichtpulses durch die Lichtquelle (1, 12) ein Start-Signal zu erzeugen, das die Zeitmessung durch einen der wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3) jeweils der Reihe nach und wieder von vorne beginnend triggert, und wobei der Detektor (8, 18) dazu ausgestaltet ist, beim Empfang eines reflektierten Lichtpulses ein Stopp-Signal zu erzeugen, das an die wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3) weitergeleitet wird und die Zeitmessung durch den Zeitnehmer der wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3) stoppt, dem von der Steuerung (1 , 14) momentan ein Messfenster zugeordnet ist.
2. Vorrichtung (1, 10) nach Anspruch 1, wobei die Zuordnung der Messfenster durch die Steuerung (1, 14) zu den wenigstens zwei Zeitnehmern (Zl , Z2, Z3) in der Reihenfolge der Triggerung der wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3) und wieder von vorne beginnend erfolgt, wobei sich die Messfenster zeitlich nicht überlappen.
3. Vorrichtung (1, 10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zuordnung der Messfenster durch die Steuerung ( 1 , 14) zu den wenigstens zwei Zeitnehmern (Zl , Z2 Z3) derart erfolgt, dass das Messfenster eines jeweiligen Zeitnehmers der wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3) zu dem Zeitpunkt startet, zu dem das Messfenster des vorhergehenden Zeitnehmers endet, so dass jeder detektierte Lichtpuls in ein Messfenster fällt.
4. Vorrichtung (1, 10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zeitdauer zwischen aufeinander folgenden Triggerungen der Zeitmessung durch einen der wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3) ein ganzzahliges Vielfaches der Zeitdauer zwischen Triggerungen der Zeitmessung durch aufeinander folgende Zeitnehmer der wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3) ist.
5. Vorrichtung (1, 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Triggerung der Zeitmessung durch einen Zeitnehmer der wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3) und die Zuordnung eines Messfensters zu diesem Zeitnehmer durch die Steuerung (1, 14) derart erfolgt, dass zwischen dem Ende des Messfens- ters und der Triggerung einer weiteren Zeitmessung durch den Zeitnehmer eine Pufferperiode liegt.
6. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: eine Sendeeinheit, bei der die Lichtpulse der Lichtquelle (12) über einen ro- tierenden, zu seiner Rotationsachse hin gekippten Spiegel (20a) auf die kreisförmig angeordneten Anfänge (24a) von Glasfasern eines ersten Glasfaserarrays (22a) geleitet werden, eine dazu symmetrisch aufgebaute Empfangseinheit, bei der die hereinkommenden Lichtpulse auf Glasfasern eines zweiten Glasfaserarrays (22b) geleitet wer- den, deren Enden (24b) kreisförmig angeordnet sind und von dort aus über einen rotierenden, zu seiner Rotationsachse hin gekippten Spiegel (20b) zu dem Detektor (18) geleitet werden, einen Elektromotor (16) als gemeinsamen Antrieb von Sende- und Empfangseinheit, wobei die Lichtquelle (12), der Detektor (18) und der Elektromotor (16) in Kommunikation mit der Steuerung (14) stehen und mittels Signalen von dieser angesteuert werden können.
7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Enden der Glasfasern des ersten Glasfaserarrays (22a) eine geradlinig angeordnete Sendezeile (26a) in der Brennebene eines ersten Objektivs (28a) ausbilden und die Anfänge der Glasfasern des zweiten Glasfaserarrays (22b) eine geradlinig angeordnete Empfangszeile (26b) in der Brennebene eines zweiten Objektivs (28b) ausbilden.
8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Lichtquelle (12) eine Leuchtdiode, eine glasfasergekoppelte Leuchtdiode, eine modulierte CW-Laserdiode oder ein CW-Laser ist.
9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das erste und das zweite Glasfaserarray (22a, 22b) jeweils aus 128 oder 300 Glasfasern bestehen.
10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Elektromotor (16) ein Schnellfrequenzmotor (Gleichstrom- oder Synchronmotor) ist.
11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das erste Glasfaserarray (22a) und das zweite Glasfaserarray (22b) eine gemeinsame Referenzfaser für Kalibrierungszwecke aufweisen.
12. Verfahren zur Entfernungsbestimmung mittels Lichtpulsen, umfassend die folgenden Schritte:
Erzeugen eines Start-Signals beim Aussenden eines Lichtpulses durch eine Lichtquelle, das die Zeitmessung durch einen von wenigstens zwei Zeitnehmern (Zl, Z2, Z3) jeweils der Reihe nach und wieder von vorne beginnend triggert, und Erzeugen eines Stopp-Signals beim Empfangen eines reflektierten Lichtpulses, das die Zeitmessung durch den Zeitnehmer der wenigstens zwei Zeitnehmer (Zl, Z2, Z3) stoppt, dem momentan ein Messfenster zugeordnet ist.
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