WO2016012579A1 - Abtastende optoelektronische messvorrichtung und verwendung eines heizleiters einer abdeckscheibe einer optoelektronischen messvorrichtung - Google Patents

Abtastende optoelektronische messvorrichtung und verwendung eines heizleiters einer abdeckscheibe einer optoelektronischen messvorrichtung Download PDF

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Jochen Schenk
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Definitions

  • the invention relates to a scanning optoelectronic measuring device, in particular laser scanner, for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a use of a heat conductor of a cover of a housing of an optoelectronic measuring device according to claim 7.
  • LIDAR light detection and ranging
  • a laser scanner operates according to the light transit time principle, whereby electromagnetic radiation (laser pulses) are emitted and that of a target object in the
  • Laser scanners have an optical transmitter for emitting electromagnetic radiation and an optoelectronic detector for receiving reflected beams and for providing an electrical received signal as a function of the received beams.
  • the emitted electromagnetic radiation is directed to the scene to be measured, for example via a pivotable mirror, so that a scan of the field of view within a certain
  • the optoelectronic detector receives reflected rays, that is to say those rays which are reflected by an object in the field of view, and provides a correspondingly electrical received signal.
  • the time between sending and receiving the echo is proportional to the distance to the object.
  • the detection device is often placed in the front region of the motor vehicle, such as behind the windshield, to determine inter alia the time to impact.
  • DE 10 2011 122 345 A1 discloses an optoelectronic measuring device with a housing in which at least one optical transmitter for emitting at least one transmitting beam and at least one optical receiver for receiving a Receiving beam are arranged.
  • the known laser scanner has a cover plate, which closes off the housing and forms a window for the passage of transmitted beams and reflected beams. Through the cover occur on the one hand
  • the receiver receives transmission beams reflected from the environment as receive beams, which on the other hand enter the case through the window.
  • Measuring devices mounted behind a radiator grille of a vehicle and thus
  • the cover has a heating arrangement and can be heated via at least one electrical heating element.
  • Optoelectronic measuring devices and a control unit to be provided which calculates appropriate countermeasures for avoiding a collision as a function of wirelessly supplied detection information of the measuring device, that is, information about possibly detected in the field of view objects.
  • the known wireless connection provides the ability to transmit and receive signals.
  • DE 10 2011 120 502 A1 discloses a warning device, in particular for a
  • Motor vehicle comprising a detection unit for detecting a moving person and means for outputting a warning signal, wherein the known warning device has a transmitting device cooperating with the detection unit for wireless transmission of the warning signal to a receiving device.
  • Receiving units of the known warning device are radar sensors, which are able to detect a person who is in the vicinity of the vehicle.
  • the known warning device provides WLAN, Bluetooth or mobile as communication protocols.
  • the wireless transmission of the warning signal allows the reception of this warning signal by the receiving device of another vehicle, which is also equipped with the known warning device.
  • the driver of motor vehicles for example, be warned of people who suddenly appear in front of or behind a bus and enter the road.
  • the warning signal received by means of the receiving device can be communicated acoustically and / or optically to the drivers of the motor vehicles.
  • the invention is based on the object, in a scanning optoelectronic measuring device with little construction effort wireless transmission of
  • an optoelectronic measuring device having the features of claim 1.
  • the object is also achieved according to claim 7 by the use of a heat conductor of a cover of an optoelectronic measuring device as an antenna of a radio unit.
  • the optoelectronic measuring device has a radio unit for the wireless transmission of information, wherein the heating conductor or, in the case of a plurality of heating conductors, at least one of the heating conductors used for the
  • the heating conductor is preferably a metallic wire which heats up under the action of electrical current.
  • the cover is only in
  • Spectral range of the electromagnetic radiation transparent that is preferably in the infrared range.
  • the cover thus serves as a barrier filter for daylight.
  • the radio unit is designed as a transmitting and receiving device.
  • information of the detection device can be transmitted, for example to a control device for driver assistance systems.
  • Optoelectronic measuring device as a receiving device information for updating the software of the measuring device are transmitted, that is, a so-called update, transmitted.
  • a radio unit as a transmitting and receiving device thus also gives the possibility that
  • the optical receiver of the optoelectronic measuring device is connected to an evaluation unit for the received signal of the receiver, wherein the radio unit is assigned to the evaluation unit.
  • the measuring device is enabled to transmit object data already processed by the evaluation unit, that is to say information about detected target objects in the field of view of the measuring device.
  • the radio unit is advantageously configured for operation in a local radio network, for example a radio network for the immediate vicinity of a person (WPAN), whereby sufficient ranges of up to 50 meters are already achieved for many applications.
  • a local radio network for example a radio network for the immediate vicinity of a person (WPAN), whereby sufficient ranges of up to 50 meters are already achieved for many applications.
  • the radio unit is a WLAN device.
  • WLAN is usually understood to mean a local radio network, whereby a standard of the IEEE 802.11 family is meant.
  • the design of the radio unit of the measuring device as a WLAN device offers large transmission powers and ranges and high data transmission.
  • the comparatively high power requirement of the WLAN device compared to other local radio networks can be supplied by the local energy sources on board a motor vehicle.
  • Fig. 1 is a schematic perspective view of a
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an optoelectronic measuring device
  • Fig. 3 is a perspective view of an embodiment of a
  • Fig. 4 is a schematic diagram of an embodiment of a
  • Fig. 1 shows a scanning optoelectronic measuring device, namely a
  • the laser scanner 1 for a motor vehicle.
  • the laser scanner 1 comprises a housing 2, which accommodates the optical and electronic components of the laser scanner in its interior.
  • the housing 2 has a window 3 and a cover 4 for the window 3.
  • the housing 2 also comprises an electrical connection 5 for supplying the electrical elements in the interior of the laser scanner 1.
  • the laser scanner 1 for example, to the electrical system of a motor vehicle electrically connectable.
  • At least one optical transmitter 6 for emitting electromagnetic radiation 7 is arranged in the housing 2 (FIG. 1).
  • the optical transmitter 6 is a pulsed laser.
  • the rays 7 transmitted by the optical transmitter 6 exit through the window 3 or the cover 4 closing the window 3 into the surroundings of the laser scanner 1.
  • the laser scanner 1 has in the housing 2 at least one optical receiver 8 for receiving beams 8 which have been reflected on a target object 10 in the vicinity of the laser scanner 1.
  • the optical receiver 8 receives reflected beams 9, which enter through the cover 4 into the housing and fall on an optoelectronic detector 11 of the receiver 8.
  • the cover 4 consists of a permeable to the electromagnetic radiation 7 and also for the reflected rays 9 material. In the embodiment shown is the
  • the detector 11 in this case comprises at least one photodiode, advantageously a plurality of photodiodes arranged one above the other in a stack, in particular avalanche photodiodes.
  • the photodiode generates a corresponding signal when receiving electromagnetic radiation.
  • the optical receiver provides an electrical received signal 12, which is given to an evaluation unit 13.
  • the evaluation unit 13 is also received within the housing 2 of the laser scanner 1 in the embodiment shown.
  • the laser scanner 1 comprises a deflection mirror unit 14 with a mirror support 15, which is driven in rotation in the direction of the arrow 16 by a drive unit, not shown, in particular a stepping motor.
  • the mirror carrier 12 also deflects the beams 9 reflected at the target object 10 in the direction of the receiver 8.
  • the receiver 8 comprises a receiving optics 7, in particular a receiving lens, which images the received light beams 9 onto the detector 11.
  • the laser scanner 1 operates according to the time of flight principle, with the mirror carrier 15 deflecting the beams 7 emitted by the optical transmitter 6 (short laser pulses) onto the surroundings of the motor vehicle to be measured so that a scan of the entire field of view takes place within a certain scanning angle range. Per scanning angle while a laser pulse is emitted. In the same angular step, the reflected beams 9 are received by means of the opto-electronic detector 11 and a corresponding electrical reception signal 12 is provided. Recognize the
  • Angular step determined.
  • the optical transmitter 6 and the optical receiver 8 are matched or adjusted.
  • the evaluation unit determines object data from the received signal 12, that is to say information with information about the target object 10 in the vicinity of the laser scanner 1. This object data becomes one
  • driver assistance systems Further processing provided in the context of driver assistance systems and transmitted, for example, to a control unit, not shown.
  • the cover 4 of the housing 2 is formed outwardly curved and surrounds the range of movement of the rotatable mirror support 15, so that a compact design of the housing 2 is given.
  • Fig. 3 shows a perspective view of the cover 4 for the window 3 of the housing 2 of the laser scanner 1 (Fig. 1).
  • the cover 4 can be heated via a heating arrangement.
  • the cover 4 carries at least one electrical heating conductor 18.
  • the electrical heating conductor 18 is made of a metal and can be heated with electrical supply, whereby the cover is indirectly heated.
  • the cover 4 carries three electrical heating conductors 18, which each form a can be acted upon by electric current ScheibenMapplanetaryl and are entangled in their respective gradients on the cover 4 in each other.
  • 4 shows a schematic block diagram of the laser scanner 1, wherein the same reference numerals as in FIG. 1 are used for the same components.
  • the optical receiver 8 provides an electrical received signal 12 to the evaluation unit 13 via its optoelectronic detector 11 (FIG. 2).
  • the evaluation unit 13 determines on the basis of the continuously supplied electrical received signal 12 of the receiver 8 object data 19.
  • the object data 19 represent the information obtained from the received signal information about the detected target in the vicinity of the laser scanner.
  • the object data 19 may also include further information about the target object, which is derived from the analysis and evaluation of the received signal 12.
  • the laser scanner has a radio unit 20 for the wireless transmission of
  • the radio unit 20 serves to communicate the laser scanner 1 with other devices.
  • the radio unit 20 is assigned to the evaluation unit 13 and wirelessly transmits object data 19 and the information contained therein.
  • the radio unit 20 is here as transmitting and
  • the laser scanner 1 can therefore not only send object data 19, but also receive external information 21 wirelessly.
  • external information it is possible, for example, to initiate the sequence of a program predetermined for the laser scanner 1 and implemented in its software or to the laser scanner 1
  • the radio unit 20 is configured for operation in a local radio network and has corresponding mechanical and electronic equipment 22.
  • the radio unit is a WLAN device and has a corresponding equipment 22, that is, in particular a WLAN chipset. Due to the design of the radio unit 20 as a WLAN device, large transmission powers and ranges are ensured, so that a communication of the laser scanner 1 is ensured even with more distant communication partners.
  • the radio unit 20 comprises an antenna 23 for emitting and receiving electromagnetic waves.
  • the antenna 23 is formed by the heating conductor 18 of the cover 4.
  • the heating conductor 18 is connected to an antenna connection 24 of the radio unit 20.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine abtastende optoelektronische Messvorrichtung, insbesondere Laserscanner 1, für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, in welchem mindestens ein optischer Sender zum Aussenden elektromagnetischer Strahlen, mindestens ein optischer Empfänger 8 zum Empfangen von an einem Zielobjekt in der Umgebung der Messvorrichtung reflektierten Strahlen 9 und zum Bereitstellen eines elektrischen Empfangssignals 12 abhängig von den empfangenen Strahlen 9 angeordnet ist. Das Gehäuse weist wenigstens ein Fenster, durch welches gesendete Strahlen austreten und reflektierte Strahlen 9 in das Gehäuse eintreten, und eine für die Strahlen 7, 9 durchlässige Abdeckscheibe für das Fenster auf, wobei die Abdeckscheibe wenigstens einen elektrischen Heizleiter 18 trägt. Um mit wenig baulichem Aufwand eine drahtlose Übertragung von Informationen zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung eine Funkeinheit 20 zur drahtlosen Übertragung von Informationen aufweist, wobei der wenigstens eine Heizleiter 8 der Abdeckscheibe eine Antenne 23 der Funkeinheit 20 bildet.

Description

Abtastende optoelektronische Messvorrichtung und Verwendung eines Heizleiters einer Abdeckscheibe einer optoelektronischen Messvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine abtastende optoelektronische Messvorrichtung, insbesondere Laserscanner, für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem gemäß Anspruch 7 eine Verwendung eines Heizleiters einer Abdeckscheibe eines Gehäuses einer optoelektronischen Messvorrichtung.
Im Automobilbereich werden zunehmend unterschiedlichste Fahrerassistenzsysteme eingesetzt, das heißt elektronische Zusatzeinrichtungen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Laser-basierte Systeme, auch unter der Bezeichnung LIDAR („Light detection and ranging") bekannt, dienen der optischen Abstands- und
Geschwindigkeitsmessung und ermöglichen die Erkennung von Objekten in einer relativ großen Reichweite bis etwa 200 m vom Fahrzeug mit einer hohen Messgenauigkeit.
Ein Laserscanner arbeitet nach dem Lichtlaufzeitprinzip, wobei elektromagnetische Strahlen (Laserpulse) ausgesendet werden und die von einem Zielobjekt in der
Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektierten Strahlen detektiert werden. Bekannte
Laserscanner weisen einen optischen Sender zum Aussenden elektromagnetischer Strahlen und einen optoelektronischen Detektor zum Empfangen von reflektierten Strahlen und zur Bereitstellung eines elektrischen Empfangssignals in Abhängigkeit der empfangenen Strahlen auf. Dabei werden die ausgesendeten elektromagnetischen Strahlen auf die zu vermessende Szene gelenkt, beispielsweise über einen schwenkbaren Spiegel, so dass eine Abtastung des Sichtfelds innerhalb eines bestimmten
Abtastwinkelbereichs stattfindet. Der optoelektronische Detektor empfängt reflektierte Strahlen, das heißt solche Strahlen, welche von einem Objekt im Sichtfeld reflektiert sind, und stellt ein entsprechend elektrisches Empfangssignal bereit. Die Laufzeit zwischen dem Aussenden und dem Empfangen des Echos ist proportional zur Distanz zum Objekt.
Die Detektionseinrichtung wird oft im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs platziert, wie etwa hinter der Windschutzscheibe, um unter anderem die Zeit bis zum Aufprall zu ermitteln.
DE 10 2011 122 345 A1 offenbart eine optoelektronische Messvorrichtung mit einem Gehäuse, in welchem mindestens ein optischer Sender zum Abstrahlen mindestens eines Sendestrahls und mindestens ein optischer Empfänger zum Empfangen eines Empfangsstrahls angeordnet sind. Der bekannte Laserscanner weist eine Abdeckscheibe auf, welche das Gehäuse abschließt und ein Fenster zum Durchtritt von Sendestrahlen und reflektierten Strahlen ausbildet. Durch die Abdeckscheibe treten einerseits
Sendestrahlen des optischen Senders aus dem Gehäuse aus. Der Empfänger empfängt vom Umfeld reflektierte Sendestrahlen als Empfangsstrahlen, welche andererseits durch das Fenster in das Gehäuse treten. Vor dem Hintergrund, dass optische
Messvorrichtungen hinter einem Kühlergrill eines Fahrzeugs montiert und somit
Witterungseinflüssen wie Schnee, Eis und/oder Wasser ausgesetzt sind, weist die Abdeckscheibe eine Heizanordnung auf und ist über mindestens einen elektrischen Heizleiter beheizbar.
Aus US 6,480,144 B1 ist bekannt, eine drahtlose Kommunikation zwischen
optoelektronischen Messvorrichtungen und einer Steuereinheit vorzusehen, welche in Abhängigkeit von drahtlos zugeführten Detektionsinformationen der Messvorrichtung, das heißt Informationen über gegebenenfalls im Sichtfeld detektierte Objekte, geeignete Gegenmaßnahmen zur Vermeidung einer Kollision berechnet. Die bekannte drahtlose Verbindung sieht dabei die Fähigkeit zum Senden und zum Empfangen von Signalen vor.
DE 10 2011 120 502 A1 offenbart eine Warnvorrichtung, insbesondere für ein
Kraftfahrzeug, mit einer Erfassungseinheit zum Erfassen einer sich bewegenden Person und einem Mittel zum Ausgeben eines Warnsignals, wobei die bekannte Warnvorrichtung eine mit der Erfassungseinheit zusammenwirkende Sendeeinrichtung zum drahtlosen Übertragen des Warnsignals an eine Empfangseinrichtung aufweist. Die
Empfangseinheiten der bekannten Warnvorrichtung sind dabei Radarsensoren, welche in der Lage sind, eine Person, die sich in der Nähe des Fahrzeugs befindet, zu detektieren. Zum Übertragen des Warnsignals sieht die bekannte Warnvorrichtung WLAN, Bluetooth oder Mobilfunk als Kommunikationsprotokolle vor. Die drahtlose Aussendung des Warnsignals ermöglicht den Empfang dieses Warnsignals durch die Empfangseinrichtung eines anderen Fahrzeugs, welches ebenfalls mit der bekannten Warnvorrichtung ausgestattet ist. Auf diese Weise können die Fahrer von Kraftfahrzeugen beispielsweise vor Personen gewarnt werden, die plötzlich vor oder hinter einem Bus auftauchen und die Fahrbahn betreten. Das mittels der Empfangseinrichtung empfangene Warnsignal kann den Fahrern der Kraftfahrzeuge akustisch und/oder optisch vermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer abtastenden optoelektronischen Messvorrichtung mit wenig baulichem Aufwand eine drahtlose Übertragung von
Informationen zu gewährleisten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine optoelektronische Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird außerdem gemäß Anspruch 7 durch die Verwendung eines Heizleiters einer Abdeckscheibe einer optoelektronischen Messvorrichtung als Antenne einer Funkeinheit gelöst.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Messvorrichtung weist eine Funkeinheit zur drahtlosen Übertragung von Informationen auf, wobei der Heizleiter beziehungsweise bei Anordnung mehrerer Heizleiter wenigstens einer der Heizleiter, der für die
elektromagnetischen Strahlen der optoelektronischen Messvorrichtung durchlässige Abdeckscheibe des Fensters die Antenne der Funkeinheit bildet. Der Heizleiter ist dabei vorzugsweise ein metallischer Draht, welche sich unter der Wirkung elektrischen Stroms erwärmt. Durch die Verwendung des Heizleiters der Abdeckscheibe als Antenne der Funkeinheit zur drahtlosen Übertragung wird der bauliche Aufwand für die Anordnung einer Funkeinheit zur drahtlosen Übertragung von Informationen wesentlich verringert, da für die Ausbildung und Anordnung einer leistungsfähigen Antenne für die Funkeinheit keine weiteren Bauteile erforderlich sind. Die Erfindung hat vielmehr erkannt, dass der Heizleiter der Abdeckscheibe, welcher für die Beheizbarkeit der Abdeckscheibe bereits vorhanden ist, als Antenne verwendet werden kann.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Abdeckscheibe nur im
Spektralbereich der der elektromagnetischen Strahlen transparent ausgebildet, das heißt vorzugsweise im Infrarotbereich. Die Abdeckscheibe dient somit als Sperrfilter für Tageslicht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Funkeinheit als Sende- und Empfangseinrichtung ausgebildet. Auf diese Weise können einerseits Informationen der Detektionseinrichtung übertragen werden, beispielsweise zu einem Steuergerät für Fahrerassistenzsysteme. Außerdem kann im Betrieb der Funkeinheit der
optoelektronischen Messvorrichtung als Empfangseinrichtung Informationen für eine Aktualisierung der Software der Messvorrichtung übertragen werden, das heißt ein sogenanntes Update, übertragen werden. Durch die Ausbildung einer Funkeinheit als Sende- und Empfangseinrichtung ist somit auch die Möglichkeit gegeben, die
Messvorrichtung„anzusprechen", das heißt per Funk Befehle zu übertragen,
beispielsweise zur Umstellung in einen Update-Modus oder zum Abrufen bestimmter Information. Vorteilhaft ist der optische Empfänger der optoelektronischen Messvorrichtung an eine Auswertungseinheit für das Empfangssignal des Empfängers angeschlossen, wobei die Funkeinheit der Auswertungseinheit zugeordnet ist. Dadurch ist die Messvorrichtung in die Lage gesetzt, bereits von der Auswertungseinheit aufbereitete Objektdaten, das heißt Informationen über detektierte Zielobjekte im Sichtfeld der Messvorrichtung, zu übertragen.
Die Funkeinheit ist vorteilhaft für den Betrieb in einem lokalen Funknetz konfiguriert, beispielsweise ein Funknetz für den unmittelbaren Umkreis einer Person (WPAN), wobei bereits für viele Anwendungen hinreichende Reichweiten von bis zu 50 Metern erreicht werden. Besonders vorteilhaft ist die Funkeinheit ein WLAN-Gerät. Unter WLAN wird üblicherweise ein lokales Funknetz verstanden, wobei ein Standard der je IEEE-802.11 - Familie gemeint ist. Die Ausgestaltung der Funkeinheit der Messvorrichtung als WLAN- Gerät bietet große Sendeleistungen und Reichweiten sowie hohe Datenübertragungen. Der im Vergleich zu anderen lokalen Funknetzen vergleichsweise hohe Leistungsbedarf des WLAN-Geräts ist durch die lokalen Energiequellen an Bord eines Kraftfahrzeugs versorgbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines
Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Messvorrichtung,
Fig. 2 eine Prinzipskizze einer optoelektronischen Messvorrichtung,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Abdeckscheibe für die Messvorrichtung gemäß Fig. 1 ,
Fig. 4 eine schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer
optoelektronischen Messvorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine abtastende optoelektronische Messvorrichtung, nämlich einen
Laserscanner 1 , für ein Kraftfahrzeug. Der Laserscanner 1 umfasst ein Gehäuse 2, welches die optischen und elektronischen Bauteile des Laserscanners in seinem Inneren aufnimmt. Das Gehäuse 2 weist ein Fenster 3 und eine Abdeckscheibe 4 für das Fenster 3 auf. Das Gehäuse 2 umfasst außerdem einen elektrischen Anschluss 5 zur Versorgung der elektrischen Elemente im Inneren des Laserscanners 1 . Über den elektrischen Anschluss 5 ist der Laserscanner 1 beispielsweise an das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs elektrisch anschließbar.
Die wesentlichen optischen und elektronischen Elemente des Laserscanners sowie dessen zusammenwirken ist nachstehend anhand Fig. 2 erläutert. In dem Gehäuse 2 (Fig. 1 ) ist mindestens ein optischer Sender 6 zum Aussenden elektromagnetischer Strahlen 7 angeordnet. Der optische Sender 6 ist ein gepulster Laser. Die vom optischen Sender 6 gesendeten Strahlen 7 treten durch das Fenster 3 beziehungsweise die das Fenster 3 verschließende Abdeckscheibe 4 in die Umgebung des Laserscanners 1 aus.
Der Laserscanner 1 weist in dem Gehäuse 2 mindestens einen optischen Empfänger 8 zum Empfangen von Strahlen 8, welche an einem Zielobjekt 10 in der Umgebung des Laserscanners 1 reflektiert wurden. Der optische Empfänger 8 empfängt dabei reflektierte Strahlen 9, welche durch die Abdeckscheibe 4 in das Gehäuse eintreten und auf einen optoelektronischen Detektor 11 des Empfängers 8 fallen. Die Abdeckscheibe 4 besteht aus einem für die elektromagnetischen Strahlen 7 und ebenso für die reflektierten Strahlen 9 durchlässigen Material. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die
Abdeckscheibe ausschließlich im Spektralbereich der elektromagnetischen Strahlen 7, 9, nämlich im Infrarotbereich, transparent ausgebildet.
Der Detektor 11 umfasst dabei wenigstens eine Photodiode, vorteilhaft mehrere übereinander zu einem Stapel angeordnete Photodioden, insbesondere Avalanche- Photodioden. Die Photodiode erzeugt beim Empfangen elektromagnetischer Strahlen ein entsprechendes Signal. Der optische Empfänger stellt in Abhängigkeit der vom Detektor 11 empfangenen Strahlen 9 ein elektrisches Empfangssignal 12 bereit, welches einer Auswertungseinheit 13 vorgegeben wird. Die Auswertungseinheit 13 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls innerhalb des Gehäuses 2 des Laserscanners 1 aufgenommen.
Der Laserscanner 1 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Umlenkspiegeleinheit 14 mit einem Spiegelträger 15, welcher in Pfeilrichtung 16 rotierend von einer nicht dargestellten Antriebseinheit, insbesondere einem Schrittmotor, angetrieben wird. Der Spiegelträger 12 lenkt außerdem die am Zielobjekt 10 reflektierten Strahlen 9 in Richtung auf den Empfänger 8 um. Der Empfänger 8 umfasst dabei neben dem optoelektronischen Detektor 11 eine Empfangsoptik 7, insbesondere eine Empfangslinse, welche die empfangenen Lichtstrahlen 9 auf den Detektor 11 abbildet. Der Laserscanner 1 arbeitet nach dem Lichtlaufzeitprinzip, wobei der Spiegelträger 15 die vom optischen Sender 6 ausgesendeten Strahlen 7 (kurze Laserpulse) auf die zu vermessende Umgebung des Kraftfahrzeugs umlenkt, so dass eine Abtastung des gesamten Sichtfelds innerhalb eines bestimmten Abtastwinkelbereichs stattfindet. Pro Abtastwinkel wird dabei ein Laserpuls ausgesendet. Im selben Winkelschritt werden die reflektierten Strahlen 9 mittels des optoelektronischen Detektors 11 empfangen und ein entsprechendes elektrisches Empfangssignal 12 bereitgestellt. Erkennt die
Auswertungseinheit 13 bei der Auswertung des Empfangssignals 12 Echos,
beziehungsweise Pulse, so sind diese grundsätzlich auf Reflektionen der ausgesendeten Strahlen 7 am Zielobjekt 10 in der Umgebung zurückzuführen. Die Laufzeit zwischen dem Aussenden und dem Empfangen des Echos ist proportional zur Distanz zum Objekt. Aus der Lichtlaufzeitmessung wird die Entfernung zum Zielobjekt für den jeweiligen
Winkelschritt ermittelt. Hierzu sind der optische Sender 6 und der optische Empfänger 8 aufeinander abgestimmt beziehungsweise abgeglichen.
Auf der Grundlage der Lichtlaufzeitmessung ermittelt die Auswertungseinheit aus dem Empfangssignal 12 Objektdaten, das heißt Informationen mit Aussage über das Zielobjekt 10 in der Umgebung des Laserscanners 1 . Diese Objektdaten werden einer
Weiterverarbeitung im Rahmen von Fahrerassistenzsystemen bereitgestellt und beispielsweise zu einem nicht dargestellten Steuergerät übertragen.
Die Abdeckscheibe 4 des Gehäuses 2 ist nach außen gewölbt ausgebildet und umgibt dem Bewegungsbereich des drehbaren Spiegelträgers 15, so dass eine kompakte Bauweise des Gehäuses 2 gegeben ist.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Abdeckscheibe 4 für das Fenster 3 des Gehäuses 2 des Laserscanners 1 (Fig. 1 ). Um Ablagerungen aus Witterungseinflüssen entgegenzuwirken ist die Abdeckscheibe 4 über eine Heizanordnung beheizbar. Hierzu trägt die Abdeckscheibe 4 mindestens einen elektrischen Heizleiter 18. Der elektrische Heizleiter 18 besteht aus einem Metall und ist bei elektrischer Versorgung erwärmbar, wodurch die Abdeckscheibe indirekt beheizbar ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel trägt die Abdeckscheibe 4 drei elektrische Heizleiter 18, welche jeweils eine mit elektrischen Strom beaufschlagbare Scheibenheizwendel ausbilden und in ihren jeweiligen Verläufen auf der Abdeckscheibe 4 ineinander verschränkt sind. Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des Laserscanners 1 , wobei für jeweils gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet sind. Der des optische Empfänger 8 stellt über seinen optoelektronischen Detektor 11 (Fig. 2) der Auswertungseinheit 13 ein elektrisches Empfangssignal 12 bereit. Die Auswertungseinheit 13 ermittelt auf der Grundlage des laufend zugeführten elektrischen Empfangssignals 12 des Empfängers 8 Objektdaten 19. Die Objektdaten 19 repräsentieren dabei die aus dem Empfangssignal gewonnenen Informationen mit Aussage über das detektierte Zielobjekt in der Umgebung des Laserscanners. Die Objektdaten 19 können dabei auch weitere Informationen über das Zielobjekt umfassen, welche aus der Analyse und Auswertung des Empfangssignals 12 hergeleitet wird.
Der Laserscanner weist eine Funkeinheit 20 zur drahtlosen Übertragung von
Informationen auf. Die Funkeinheit 20 dient dabei der Kommunikation des Laserscanners 1 mit weiteren Einrichtungen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Funkeinheit 20 der Auswertungseinheit 13 zugeordnet und überträgt drahtlos Objektdaten 19 und die darin enthaltende Information. Die Funkeinheit 20 ist dabei als Sende- und
Empfangseinrichtung ausgebildet. Über die Funkeinheit 20 kann der Laserscanner 1 also nicht nur Objektdaten 19 senden, sondern auch externe Information 21 drahtlos empfangen. Durch die Zuführung externer Information besteht die Möglichkeit, beispielsweise den Ablauf eines dem Laserscanner 1 vorgegebenen und in seiner Software implementierten Programms zu initiieren oder dem Laserscanner 1 eine
Aktualisierung der Datenverarbeitungsprogramme (Software-Update) zuzuführen.
Die Funkeinheit 20 ist für den Betrieb in einem lokalen Funknetz konfiguriert und weist eine entsprechende mechanische und elektronische Ausrüstung 22 auf. Vorteilhaft ist die Funkeinheit ein WLAN-Gerät und weist eine entsprechende Ausrüstung 22, das heißt insbesondere einen WLAN-Chipsatz auf. Durch die Ausbildung der Funkeinheit 20 als WLAN-Gerät sind große Sendeleistungen und Reichweiten gewährleistet, so dass eine Kommunikation des Laserscanners 1 auch mit weiter entfernten Kommunikationspartnern gewährleistet ist. Die Funkeinheit 20 umfasst eine Antenne 23 zur Abstrahlung und zum Empfang elektromagnetischer Wellen. Die Antenne 23 ist durch den Heizleiter 18 der Abdeckscheibe 4 gebildet. Hierzu ist der Heizleiter 18 an einen Antennenanschluss 24 der Funkeinheit 20 angeschlossen. Durch Verwendung des Heizleiters 18 der Abdeckscheibe 4 als Antenne 23 der Funkeinheit 20 ist eine leistungsfähige Antenne gegeben. Zugleich wird die Anzahl der Bauteile des Laserscanners 1 reduziert, da der Heizleiter 18 Antenne 23 gleiche Bauteile sind.

Claims

Patentansprüche
1 . Abtastende optoelektronische Messvorrichtung, insbesondere Laserscanner (1 ) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (2) in welchem mindestens ein optischer Sender (6) zum Aussenden elektromagnetischer Strahlen (7), mindestens ein optischer Empfänger (8) zum Empfangen von an einem Zielobjekt (10) in der Umgebung der Messvorrichtung reflektierten Strahlen (9) und zum Bereitstellen eines elektrischen Empfangssignals (12) abhängig von den empfangenen Strahlen (9) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (2) wenigstens ein Fenster (3), durch welches gesendete Strahlen (7) austreten und reflektierte Strahlen (9) in der Gehäuse (2) eintreten, und eine für die Strahlen (7, 9) durchlässige Abdeckscheibe (4) für das Fenster (3) aufweist, wobei die Abdeckscheibe (4) wenigstens einen elektrischen Heizleiter (18) trägt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messvorrichtung eine Funkeinheit (20) zur drahtlosen Übertragung von
Informationen aufweist, wobei der wenigstens eine Heizleiter (18) der
Abdeckscheibe (4) eine Antenne (23) der Funkeinheit (20) bildet.
2. Messvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Funkeinheit (20) als Sende- und Empfangseinrichtung ausgebildet ist.
3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der optische Empfänger (8) an eine Auswertungseinheit (13) für das
Empfangssignal (12) des Empfängers (8) angeschlossen ist, wobei die Funkeinheit (20) der Auswertungseinheit (13) zugeordnet ist.
4. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Funkeinheit (20) für den Betrieb in einem lokalen Funknetz konfiguriert ist.
5. Messvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Funkeinheit (20) ein WLAN-Gerät ist.
6. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckscheibe (4) nur im Spektralbereich der der elektromagnetischen Strahlen (7, 9), nämlich im Infrarotbereich, transparent ausgebildet ist.
7. Verwendung eines Heizleiters (18) einer transparenten Abdeckscheibe (4) des Fensters (3) eines Gehäuses (2) einer optoelektronischen Messvorrichtung als Antenne (23) einer Funkeinheit (20) der optoelektronischen Messvorrichtung.
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