WO2017089335A1 - Arrangement of at least one optical receiver of a transmitting and receiving device of an optical measuring apparatus operating according to a light pulse propagation time method - Google Patents

Arrangement of at least one optical receiver of a transmitting and receiving device of an optical measuring apparatus operating according to a light pulse propagation time method Download PDF

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WO2017089335A1
WO2017089335A1 PCT/EP2016/078397 EP2016078397W WO2017089335A1 WO 2017089335 A1 WO2017089335 A1 WO 2017089335A1 EP 2016078397 W EP2016078397 W EP 2016078397W WO 2017089335 A1 WO2017089335 A1 WO 2017089335A1
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receiver
receiving
optical
beams
vehicle
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Jan Simon
Thomas Schuler
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement of at least one optical receiver of a transmitting and receiving device of an operating according to a Lichtimpulslaufzeitvon optical measuring device in particular or for a Fahrwerkssteue- tion and / or rempliassistz adopted in / on a vehicle for detecting received beams of pulsed, from at least one surface in a monitoring range reflected transmission beams of an optical transmitter of the measuring device, wherein the at least one receiver has at least one electro-optical receiving sensor and at least one receiving optical system.
  • the invention further relates to a transmitting and receiving device of an optical measuring device, in particular for or for a chassis control and / or driver assistance device of a vehicle, comprising at least one optical transmitter, with which pulsed transmission beams for carrying out a light pulse transit time method can be transmitted to a monitoring area, and at least an optical receiver with which transmitted beams reflected from at least one surface in the surveillance area can be detected as receive beams.
  • an optical measuring device in particular for or for a chassis control and / or driver assistance device of a vehicle, comprising at least one optical transmitter, with which pulsed transmission beams for carrying out a light pulse transit time method can be transmitted to a monitoring area, and at least an optical receiver with which transmitted beams reflected from at least one surface in the surveillance area can be detected as receive beams.
  • the at least one receiver can be individually adapted to a specific application.
  • Application specific integrated circuits are referred to as ASICs.
  • optical receiver has a plurality of receiving sensors, of which at least two are arranged side by side along a longitudinal receiver axis and can be read out separately from each other simultaneously.
  • FIG. 2 is a plan view of the indicated motor vehicle from FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle 10 in the form of a passenger car in a side view.
  • Figure 2 shows the motor vehicle 10 hinted in a plan view.
  • the motor vehicle 10 is located on a driving surface 12, for example a road.
  • a driving plane 14 of the motor vehicle 10 is defined by the contact areas of the wheels 20 of the motor vehicle 10 with the driving surface 12.
  • the driving surface 12 and the driving plane 14 largely coincide.
  • the driving surface 12 may also be different from the driving plane 14 before, behind or next to the motor vehicle 10.
  • the lanes 60 are, as indicated in Figure 2, defined in the motor vehicle 10 by the position of the front wheels 20.
  • the respective extensions of the lanes 60 run, for example, parallel to the x-axis of the coordinate system.
  • the monitoring area 22 and the monitoring sectors 64 are indicated for the sake of simplicity as squares. In actuality, the surveillance area 22 and the surveillance sectors 64 each have an approximately oval envelope.
  • a pothole 66 in the area of the surveillance sectors 64 with the designations S9 to S14 of the right in the direction of travel 62 transmitting and receiving device 18 is a pothole 66.
  • the pothole 66 is located in the extension of the lane 60 of the right front wheel 20th
  • the distances of the respective surfaces to the transmitting and receiving device 18 are determined separately and in parallel for each of the receiving sensors 40.
  • the depth of the pothole 66 and the height of the stone 68 and their distance to the corresponding transmitting and receiving device 18 are determined.

Abstract

A description is given of an arrangement of at least one optical receiver of a transmitting and receiving device (18) of an optical measuring apparatus (16) operating according to a light pulse propagation time method, in particular of a or for a chassis controller and/or driver assistance device in/on a vehicle (10) for detecting reception beams (54) from pulsed transmission beams of an optical transmitter of the measuring apparatus (16), said transmission beams being reflected from at least one surface (12, 66, 68) in a monitoring region (22). The at least one receiver comprises at least one electro-optical receiving sensor and at least one receiving optical unit. The at least one receiver comprises a plurality of receiving sensors, at least two of which are arranged alongside one another along an imaginary receiver longitudinal axis (42) of the at least one receiver and the reception signals of which can be read out and evaluated in parallel. The receiver longitudinal axis (42) spans, with an imaginary reception axis (56) for reception beams (54) of the at least one receiver (28), an imaginary monitoring principal plane (58) running obliquely or perpendicularly to a travelling plane (14) of the vehicle (10).

Description

Anordnung wenigstens eines optischen Empfängers einer Sende- und Empfangseinrichtung einer nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitenden optischen Messvorrichtung  Arrangement of at least one optical receiver of a transmitting and receiving device of an operating according to a light pulse transit time method optical measuring device
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft eine Anordnung wenigstens eines optischen Empfängers einer Sende- und Empfangseinrichtung einer nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitenden optischen Messvorrichtung insbesondere einer oder für eine Fahrwerkssteue- rung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung in/an einem Fahrzeug zur Erfassung von Empfangsstrahlen aus gepulsten, von wenigstens einer Oberfläche in einem Überwachungsbereich reflektierten Sendestrahlen eines optischen Senders der Messvorrichtung, wobei der wenigstens eine Empfänger wenigstens einen elektrooptischen Empfangssensor und wenigstens eine Empfangsoptik aufweist.  The invention relates to an arrangement of at least one optical receiver of a transmitting and receiving device of an operating according to a Lichtimpulslaufzeitverfahren optical measuring device in particular or for a Fahrwerkssteue- tion and / or Fahrerassistzeinrichtung in / on a vehicle for detecting received beams of pulsed, from at least one surface in a monitoring range reflected transmission beams of an optical transmitter of the measuring device, wherein the at least one receiver has at least one electro-optical receiving sensor and at least one receiving optical system.
Ferner betrifft die Erfindung einen optischen Empfänger einer nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitenden optischen Messvorrichtung insbesondere einer oder für eine Fahrwerkssteuerung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens einen elektrooptischen Empfangssensor und wenigstens eine Empfangsoptik. The invention further relates to an optical receiver of an optical measuring device operating according to a light pulse transit time method, in particular for or for a chassis control and / or driver assistance device of a vehicle, having at least one electro-optical receiving sensor and at least one receiving optical system.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Sende- und Empfangseinrichtung einer optischen Messvorrichtung insbesondere einer oder für eine Fahrwerkssteuerung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens einen optischen Sender, mit welchem gepulste Sendestrahlen für die Durchführung eines Lichtimpulslaufzeitverfahrens in einen Überwachungsbereich gesendet werden können, und wenigstens einen optischen Empfänger, mit dem von wenigstens einer Oberfläche in dem Überwachungsbereich reflektierte Sendestrahlen als Empfangsstrahlen erfasst werden können. The invention further relates to a transmitting and receiving device of an optical measuring device, in particular for or for a chassis control and / or driver assistance device of a vehicle, comprising at least one optical transmitter, with which pulsed transmission beams for carrying out a light pulse transit time method can be transmitted to a monitoring area, and at least an optical receiver with which transmitted beams reflected from at least one surface in the surveillance area can be detected as receive beams.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Fahrwerkssteuerung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung eines Fahrzeugs, mit wenigstens einer optischen Messvorrichtung, die wenigstens eine Sende- und Empfangseinrichtung umfasst, welche aufweist wenigstens einen optischen Sender, mit dem gepulste Sendestrahlen für die Durchführung eines Lichtim- pulslaufzeitverfahrens in einen Überwachungsbereich gesendet werden können, und wenigstens einen optischen Empfänger, mit dem von wenigstens einer Oberfläche in dem Überwachungsbereich reflektierte Sendestrahlen als Empfangsstrahlen erfasst werden können. In addition, the invention relates to a chassis control and / or driver assistance device of a vehicle, comprising at least one optical measuring device comprising at least one transmitting and receiving device, which has at least one optical transmitter, with the pulsed transmitting beams for the implementation of a Lichtim- pulse transit time method can be sent to a surveillance area, and at least one optical receiver, with the transmitted beams reflected from at least one surface in the surveillance area can be detected as receive beams.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer optischen Messvorrichtung insbesondere einer oder für eine Fahrwerkssteuerung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung eines Fahrzeugs, bei dem mit wenigstens einem optischen Sender gepulste Sendestrahlen in einen Überwachungsbereich gesendet werden, von wenigstens einer Oberfläche in dem Überwachungsbereich reflektierte Sendestrahlen als Empfangsstrahlen von wenigstens einem optischen Empfänger erfasst werden und mittels einer Laufzeitbestimmung der gepulsten Sendestrahlen eine Entfernung der Oberfläche ermittelt wird. In addition, the invention relates to a method for operating an optical measuring device, in particular for or for a chassis control and / or driver assistance device of a vehicle, are transmitted with at least one optical transmitter pulsed transmission beams in a surveillance area, from at least one surface in the surveillance area reflected transmission beams as Reception beams are detected by at least one optical receiver and a distance of the surface is determined by means of a transit time determination of the pulsed transmitted beams.
Stand der Technik State of the art
Aus der DE 10 2010 035 235 A1 ist ein Verfahren und ein System bekannt zum Detek- tieren von Attributen eines Geländes, das ein Fahrzeug umgibt. Das System umfasst mindestens einen Geländesensor, der ausgestaltet ist, um Daten zu erzeugen, die das Gelände beschreiben, und einen Prozessor, der mit dem mindestens einen Geländesensor gekoppelt ist. Bei einer Ausführungsform umfassen die Geländesensoren mehrere verschiedene Geländeerfassungseinrichtungen, wie beispielsweise ein oder mehrere Light-Detection-and-Ranging-Einrichtungen (LiDAR), Kameras und Radare. Die LiDARe übertragen Licht an einen Zielbereich und ein Teil dieses Lichts wird durch die Oberfläche oder andere Objekte in den Zielbereich reflektiert. Dieses reflektierte Licht wird empfangen und analysiert, um verschiedene Attribute der Oberfläche des Zielbereichs zu ermitteln. Beispielsweise können die LiDARe die Entfernung/Position der Oberfläche oder andere Objekte innerhalb des Zielbereichs auf der Grundlage der Zeit ermitteln, die erforderlich ist, um das übertragene Licht zurück zu reflektieren. Bei einer Ausführungsform umfassen die LiDARe ein oder mehrere Abtast-LiDARe. Die LiDAR- Daten umfassen mehrere konzentrische Abtastlinien, die sich über der Oberfläche des Zielbereichs erstrecken. Jede Abtastlinie entspricht einem anderen Abtastwinkel der Abtast-LiDARe und beschreibt die Topografie und Reflexionsintensität der entsprechenden Positionen an der Oberfläche des Zielbereichs. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung wenigstens eines optischen Empfängers, einen optischen Empfänger, eine Sende- und Empfangseinrichtung, eine Fahrwerksteuerung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen ein Herstellungsaufwand und/oder ein Betriebsaufwand der Messvorrichtung, insbesondere des optischen Empfängers, verringert werden kann. Insbesondere sollen möglichst wenig bewegliche Teile verwendet werden. From DE 10 2010 035 235 A1 a method and a system is known for the detection of attributes of a terrain surrounding a vehicle. The system includes at least one terrain sensor configured to generate data describing the terrain and a processor coupled to the at least one terrain sensor. In one embodiment, the terrain sensors include a plurality of different terrain detectors, such as one or more light detection and ranging (LiDAR) devices, cameras, and radars. The LiDARs transmit light to a target area and part of that light is reflected through the surface or other objects in the target area. This reflected light is received and analyzed to determine various attributes of the surface of the target area. For example, the LiDARs may determine the distance / position of the surface or other objects within the target area based on the time required to reflect back the transmitted light. In one embodiment, the LiDARs include one or more sample LiDARs. The LiDAR data includes a plurality of concentric scan lines extending over the surface of the target area. Each scan line corresponds to a different scan angle of the scan LiDARe and describes the topography and reflectivity of the corresponding locations on the surface of the target area. The invention has for its object to make an arrangement of at least one optical receiver, an optical receiver, a transmitting and receiving device, a suspension control and / or Fahrerassistzeinrichtung and a method of the type mentioned, in which a manufacturing effort and / or operating costs of Measuring device, in particular of the optical receiver, can be reduced. In particular, as few moving parts as possible should be used.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Empfänger mehrere Empfangssensoren aufweist, von denen wenigstens zwei nebeneinander entlang einer gedachten Empfängerlängsachse des wenigstens einen Empfängers angeordnet sind und deren Empfangssignale parallel ausgelesen und ausgewertet werden können, wobei die Empfängerlängsachse mit einer gedachten Empfangssachse für Empfangsstrahlen des wenigstens einen Empfängers eine gedachte Überwachungs- Hauptebene aufspannt, welche schräg oder senkrecht zu einer Fahrebene des Fahrzeugs verläuft.  This object is achieved in that the at least one receiver has a plurality of receiving sensors, of which at least two are arranged side by side along an imaginary longitudinal receiver axis of the at least one receiver and their received signals can be read and evaluated in parallel, the receiver longitudinal axis with an imaginary receiving axis for receiving beams of the at least one receiver spans an imaginary main monitoring plane which runs obliquely or perpendicular to a driving plane of the vehicle.
Erfindungsgemäß umfasst der wenigstens eine Empfänger mehrere Empfangssensoren, die parallel ausgelesen und ausgewertet werden können. Auf diese Weise kann ein ortsaufgelöstes Profil der wenigstens einen Oberfläche einfach erstellt werden. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass wenigstens ein Empfänger und/oder wenigstens ein Sender und/oder andere Teile der optischen Messvorrichtung bewegt werden, um den Überwachungsbereich abzutasten, wie dies insbesondere bei bekannten Laserscannern der Fall ist. So kann eine einfachere und/oder kostengünstige Vorrichtung zum Erkennen von Unebenheiten in wenigstens einer Oberfläche, insbesondere Fahrbahnunebenheiten, realisiert werden. According to the invention, the at least one receiver comprises a plurality of receiving sensors which can be read and evaluated in parallel. In this way, a spatially resolved profile of the at least one surface can be easily created. In this case, it is not necessary that at least one receiver and / or at least one transmitter and / or other parts of the optical measuring device are moved in order to scan the monitoring area, as is the case in particular with known laser scanners. Thus, a simpler and / or cost-effective device for detecting unevenness in at least one surface, in particular road bumps, can be realized.
Die wenigstens eine Oberfläche kann durch die Fahroberfläche und/oder etwaige auf oder in der Fahroberfläche vorhandene Hindernisse oder Objekte, insbesondere Schlaglöcher, Steine, Erhöhungen, Rüttelschwellen (Speed-Bumper) oder dergleichen, definiert werden. Die Fahroberfläche kann auf einer Straße, einem Weg, einem Gelände oder dergleichen realisiert werden. Der Überwachungsbereich wird erfindungsgemäß mit den mehreren Empfangssensoren simultan erfasst. Die Empfangssignale der unterschiedlichen Empfangssensoren können für eine Laufzeitmessung bezüglich desselben Sendestrahlpulses oder simultaner Sendestrahlpulse herangezogen werden. The at least one surface can be defined by the driving surface and / or any obstacles or objects present on or in the driving surface, in particular potholes, stones, elevations, speed bumps or the like. The driving surface can be realized on a road, a road, a terrain or the like. The monitoring area is inventively detected with the multiple receiving sensors according to the invention. The received signals of the different receiving sensors can be used for a transit time measurement with respect to the same transmit beam pulse or simultaneous transmit beam pulses.
Mit der Empfangsoptik wird eine Überwachungsfläche auf der wenigstens einen Oberfläche, welche dem Überwachungsbereich liegt, auf die mehreren Empfangssensoren abgebildet. Dabei wird mit der Empfangsoptik jedem Empfangssensor ein eigener Überwachungssektor der Überwachungsfläche zugewiesen. Die Überwachungsfläche wird so in mehrere Überwachungssektoren entsprechend der Anzahl und Anordnung der Empfangssensoren aufgeteilt. So können die Entfernungen der Überwachungssektoren zu dem wenigstens einen Empfänger ortsaufgelöst erfasst werden. Auf diese Weise kann eine Momentaufnahme einer Topographie der wenigstens einen überwachten Oberfläche erstellt werden. With the receiving optics, a monitoring area on the at least one surface, which lies in the monitoring area, is imaged onto the plurality of receiving sensors. In this case, each receiving sensor is assigned a separate surveillance sector of the monitoring area with the receiving optics. The surveillance area is thus divided into several surveillance sectors according to the number and arrangement of the reception sensors. Thus, the distances of the monitoring sectors to the at least one receiver can be detected spatially resolved. In this way, a snapshot of a topography of the at least one monitored surface can be created.
Mit mehreren Empfangssensoren können mehrere insbesondere unabhängige Kanäle des optischen Empfängers realisiert werden. Mit den unabhängigen Kanälen können mehrere Überwachungssektoren und damit mehrere Flächenelemente der wenigstens einen Oberfläche unabhängig voneinander gleichzeitig überwacht werden. With several receiving sensors several, in particular independent channels of the optical receiver can be realized. With the independent channels, several monitoring sectors and thus several surface elements of the at least one surface can be monitored simultaneously independently of each other.
Durch Ablegen jeder einzelnen Messung der Empfangssensoren insbesondere in einem Speicher kann durch einen entsprechenden Algorithmus, insbesondere einen Software- Algorithmus, der Zustand der wenigstens einen Oberfläche ermittelt werden. Diese Informationen können einer Fahrwerksregelung und/oder einem Fahrerassistenzsystem zur Verfügung gestellt werden. So kann ein Fahrkomfort und/oder eine Fahrsicherheit erhöht werden. By depositing each individual measurement of the reception sensors, in particular in a memory, the state of the at least one surface can be determined by a corresponding algorithm, in particular a software algorithm. This information can be made available to a chassis control and / or a driver assistance system. So a ride comfort and / or driving safety can be increased.
Die Ortsauflösung kann durch die Anzahl der Empfangssensoren und/oder deren Größe in Verbindung mit der Empfangsoptik vorgegeben werden. Vorteilhafterweise können zwischen 10 und 20 Empfangssensoren vorgesehen sein. Entsprechend können zwischen 10 und 20 Empfangskanäle realisiert werden. Mit einer derartigen Anzahl von Empfangssensoren kann ein günstiges Verhältnis zwischen den Abmessungen des Empfängers und der möglichen Ortsauflösung realisiert werden. Ferner kann so ein günstiges Verhältnis zwischen der Ortsauflösung und einer Wiederholrate der Lichtlauf- Zeitmessung realisiert werden. The spatial resolution can be specified by the number of receiving sensors and / or their size in conjunction with the receiving optics. Advantageously, between 10 and 20 receiving sensors can be provided. Accordingly, between 10 and 20 receiving channels can be realized. With such a number of receiving sensors, a favorable ratio between the dimensions of the receiver and the possible spatial resolution can be realized. Furthermore, such a favorable relationship between the spatial resolution and a repetition rate of the light path Timing be realized.
Vorteilhafterweise kann das Auslesen und/oder Auswerten der Empfangsstrahlen von mehreren Empfangssensoren simultan erfolgen. Auf diese Weise kann das Lichtimpulslaufzeitverfahren schneller durchgeführt werden. Es können für die Sendepulse höhere Wiederholraten realisiert werden. Durch eine entsprechend hohe Wiederholrate in Verbindung mit einer entsprechend hohen Auflösung kann eine genauere Detektion der wenigstens einen Oberfläche erfolgen Advantageously, the readout and / or evaluation of the receive beams from multiple receive sensors can be done simultaneously. In this way, the light pulse transit time method can be performed faster. It can be realized for the transmission pulses higher repetition rates. By a correspondingly high repetition rate in conjunction with a correspondingly high resolution, a more accurate detection of the at least one surface can take place
Durch die Anordnung mehrerer Empfangssensoren nebeneinander kann die Sensoranordnung insgesamt eine längliche Form aufweisen. Die Längsrichtung der länglichen Sensoranordnung wird durch die Empfängerlängsachse definiert. Dabei kann wenigstens ein Empfangssensor, insbesondere alle Empfangssensoren, auf der Empfängerlängsachse liegen. Alternativ kann wenigstens ein Empfangssensor wenigstens teilweise versetzt zu der Empfängerlängsachse angeordnet sein. Die Empfängerlängsachse bildet eine gedachte Haupt-Anordnungsachse für die Empfangssensoren By arranging a plurality of receiving sensors side by side, the sensor arrangement can have an overall elongate shape. The longitudinal direction of the elongate sensor arrangement is defined by the receiver longitudinal axis. In this case, at least one receiving sensor, in particular all receiving sensors, lie on the receiver longitudinal axis. Alternatively, at least one receiving sensor may be arranged at least partially offset from the receiver longitudinal axis. The receiver longitudinal axis forms an imaginary main arrangement axis for the receiving sensors
Die Empfangsachse gibt eine Achse eines virtuellen Empfänger-Öffnungskegels an, aus dem Empfangsstrahlen von dem wenigstens einen Empfänger empfangen werden können. Der Empfänger-Öffnungskegel definiert den Überwachungsbereich. Dabei kann die Empfangsachse die Mittelachse des entsprechenden Empfänger- Öffnungskegels sein. Die Empfangsachse kann die Winkelhalbierende eines Empfänger-Hauptöffnungswinkels des wenigstens einen Empfängers in der Überwachungs- Hauptebene sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Empfangsachse die Winkelhalbierende eines Empfänger-Nebenöffnungswinkels des wenigstens einen Empfängers in einer Überwachung-Nebenebene sein. Die Überwachung-Nebenebene kann senkrecht zur Überwachung-Hauptebene verlaufen. Der Empfänger-Hauptöffnungswinkel kann auch als„vertikaler Öffnungswinkel" bezeichnet werden, da er sich bei normaler Betriebsorientierung und einer räumlich horizontalen Fahrebene in einer vertikalen Ebene befinden kann. Der Empfänger-Nebenöffnungswinkel kann entsprechend als„horizontaler Öffnungswinkel" bezeichnet werden. The receive axis indicates an axis of a receiver virtual aperture cone from which receive beams from the at least one receiver can be received. The receiver aperture cone defines the surveillance area. In this case, the reception axis may be the center axis of the corresponding receiver aperture cone. The receive axis may be the bisector of a receiver home aperture angle of the at least one receiver in the main monitoring plane. Alternatively or additionally, the receive axis may be the bisector of a receiver off-angle of the at least one receiver in a monitor sub-plane. The monitoring sub-level may be perpendicular to the main monitoring plane. The receiver main opening angle may also be referred to as a "vertical opening angle", since it may be in a vertical plane at normal operating orientation and a three-dimensional driving plane The receiver sub-opening angle may be referred to as "horizontal opening angle".
Die Überwachungs-Hauptebene definiert eine zentrale Ebene des Empfänger- Öffnungskegels. Sie kann als Ebene verstanden werden, welche die wenigstens eine Oberfläche virtuell „schneiden" kann. Die Überwachungs-Hauptebene definiert eine Hauptorientierung des Empfänger-Öffnungskegels. Jedoch werden auch Empfangsstrahlen, die neben der Überwachungs-Hauptebene von der wenigstens einen Oberfläche reflektiert werden, von dem wenigstens einen Empfänger empfangen, soweit sie innerhalb des Empfänger-Öffnungskegels liegen. The main monitoring plane defines a central plane of the receiver aperture cone. It can be understood as a level which the at least one The master supervisory plane defines a major orientation of the receiver aperture cone, however, receive beams reflected off the at least one surface adjacent the master supervisory plane are also received by the at least one receiver as far as they are within the receiver Opening cone lie.
Die Fahrebene ist die Ebene, auf der das Fahrzeug unter normalen Betriebsbedingungen steht oder sich bewegt. Bei einem Radfahrzeug kann die Fahrebene durch die Auflagestellen der Räder auf der Fahroberfläche definiert werden. Dadurch, dass die Überwachungs-Hauptebene schräg oder senkrecht zur Fahrebene des Fahrzeugs verläuft, können Profile von Oberflächen entsprechend im Wesentlichen bei normaler horizontaler Fahrt in räumlich vertikaler Richtung erstellt werden. Auf diese Weise kann die Fahrebene simultan und ortsaufgelöst in unterschiedlichen Entfernungen zum Fahrzeug überwacht werden. The driving plane is the plane on which the vehicle stands or moves under normal operating conditions. In a wheeled vehicle, the driving plane can be defined by the bearing points of the wheels on the driving surface. Due to the fact that the main monitoring plane runs obliquely or perpendicularly to the driving plane of the vehicle, profiles of surfaces can be created correspondingly essentially in the case of normal horizontal travel in spatially vertical direction. In this way, the driving level can be monitored simultaneously and spatially resolved at different distances to the vehicle.
Die Empfangsoptik ist in Richtung der Empfangsstrahlen vor den Empfangssensoren angeordnet. Mit der Empfangsoptik kann wenigstens ein Öffnungswinkel des Empfänger-Öffnungskegels und/oder eine Hauptrichtung der Empfangsachse vorgegeben und/oder eingestellt werden. The receiving optics is arranged in the direction of the receiving beams in front of the receiving sensors. With the receiving optics, at least one opening angle of the receiver aperture cone and / or a main direction of the receiving axis can be predetermined and / or adjusted.
Nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitende optischen Messvorrichtungen können als Time-of-Flight- (TOF) oder Light-Detection-and-Ranging-Systeme (LiDAR) ausgestaltet und bezeichnet werden. Optical measuring devices operating according to the light pulse transit time method can be designed and designated as Time-of-Flight (TOF) or Light-Detection-and-Ranging (LiDAR) systems.
Vorteilhafterweise kann die optische Messvorrichtung Teil einer Fahrwerksteuerung eines Fahrzeugs sein oder mit dieser verbunden sein. Mit der Fahrwerksteuerung kann ein Fahrwerk des Fahrzeugs an eine Fahroberfläche angepasst werden. Mit der Fahrwerksteuerung kann eine aktive Federung oder aktives Fahrwerk gesteuert werden. So kann bei Erkennung eines Objekts oder Hindernisses, insbesondere einer Erhöhung auf oder einer Vertiefung in der Fahroberfläche, mit der optischen Messvorrichtung in einem mit dem Sichtfeld überwachten Überwachungsbereich das Fahrwerk, insbesondere die Federung, entsprechend angepasst werden. Mit der Fahrwerksregelung kann das Fahrwerk aktiv auf eine kommende Situation, insbesondere Unebenheiten der Fahroberfläche, eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise die optische Messvorrichtung Teil einer Fahrerassistenzeinrichtung eines Fahrzeugs sein oder mit dieser verbunden sein. Die Signale der optischen Messvorrichtung können zur Steuerung von Funktionskomponenten des Fahrzeugs herangezogen werden. Mit den Funktionskomponenten können insbesondere Fahrfunktionen und/oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeugs, insbesondere eine Lenkung, ein Bremssystem und/oder ein Motor, gesteuert werden. So kann bei Erkennung eines Objekts oder Hindernisses mit der optischen Messvorrichtung das Fahrzeug mit den entsprechenden Funktionskomponenten gelenkt und/oder in seiner Geschwindigkeit geändert, insbesondere gestoppt, werden und/oder wenigstens ein Signal ausgegeben werden. Advantageously, the optical measuring device may be part of or connected to a chassis control of a vehicle. With the suspension control a chassis of the vehicle can be adapted to a driving surface. With the suspension control, an active suspension or active suspension can be controlled. Thus, when detecting an object or obstacle, in particular an increase on or a depression in the driving surface, the running gear, in particular the suspension, can be correspondingly adapted with the optical measuring device in a monitoring area monitored with the field of vision. With the suspension control, the suspension can be actively adjusted to an upcoming situation, especially unevenness of the driving surface. Alternatively or additionally, the optical measuring device may advantageously be part of or connected to a driver assistance device of a vehicle. The signals of the optical measuring device can be used to control functional components of the vehicle. In particular, driving functions and / or signaling devices of the vehicle, in particular a steering, a brake system and / or a motor, can be controlled with the functional components. Thus, upon detection of an object or obstacle with the optical measuring device, the vehicle can be steered with the corresponding functional components and / or its speed changed, in particular stopped, and / or at least one signal output.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Empfangsachse des wenigstens einen Empfängers schräg auf die Verlängerung der Fahrebene des Fahrzeugs gerichtet sein. Auf diese Weise kann der Überwachungsbereich auf die Fahroberfläche konzentriert werden. Auf eine Überwachung auf im Wesentlichen horizontale Objekte oder Hindernisse, insbesondere andere Fahrzeuge oder Fußgänger, kann dabei verzichtet werden. In an advantageous embodiment, the receiving axis of the at least one receiver may be directed obliquely to the extension of the driving plane of the vehicle. In this way, the surveillance area can be concentrated on the driving surface. It is possible to dispense with monitoring for substantially horizontal objects or obstacles, in particular other vehicles or pedestrians.
Vorteilhafterweise kann die Empfangsachse des wenigstens einen Empfängers in Fahrtrichtung des Fahrzeugs zeigen. So kann die Fahroberfläche in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug überwacht werden. Advantageously, the reception axis of the at least one receiver can point in the direction of travel of the vehicle. Thus, the driving surface in the direction of travel can be monitored in front of the vehicle.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Empfangsachse auf eine gedachte Verlängerung einer Fahrspur des Fahrzeugs in Fahrtrichtung gerichtet sein. Die Fahrspur des Fahrzeugs wird durch die Auflageelemente, insbesondere Räder, des Fahrzeugs auf der Fahrebene definiert. Bei einem Radfahrzeug wird die Fahrspur durch die Stellung der Räder, insbesondere der Vorderräder, vorgegeben. Dadurch, dass die Empfangsachse auf die gedachte Verlängerung der Fahrspur gerichtet ist, können die dortigen Oberflächen auf Topografien, insbesondere Löcher oder Hindernisse, hin überwacht werden. Die Fahrspur wird in Fahrtrichtung in mehrere virtuelle Überwachungssektoren unterteilt, welche jeweils einem der Empfangssensoren zugeordnet sind. In a further advantageous embodiment, the receiving axis may be directed to an imaginary extension of a lane of the vehicle in the direction of travel. The lane of the vehicle is defined by the support elements, in particular wheels, of the vehicle on the driving level. In a wheeled vehicle, the lane is determined by the position of the wheels, in particular the front wheels. The fact that the receiving axis is directed to the imaginary extension of the lane, the local surfaces can be monitored for topographies, especially holes or obstacles out. The lane is subdivided in the direction of travel into a plurality of virtual surveillance sectors which are each assigned to one of the reception sensors.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine optische Empfänger in einem Bereich der in Fahrtrichtung vorderen Räder des Fahrzeugs angeordnet sein. Advantageously, the at least one optical receiver in a region of be arranged in the direction of travel front wheels of the vehicle.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Empfänger in Fahrtrichtung vor einem Vorderrad in/an einem Fahrzeugunterboden angeordnet sein. Der Empfänger- Öffnungskegel des wenigstens einen Empfängers kann zur Fahroberfläche zeigen. Advantageously, the at least one receiver can be arranged in front of a front wheel in / on a vehicle underbody in the direction of travel. The receiver opening cone of the at least one receiver can point to the driving surface.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Empfänger in der Überwachungs-Hauptebene einen Empfänger-Hauptöffnungswinkel von zwischen etwa 5° und etwa 90° aufweisen. Der Empfänger -Hauptöffnungswinkel ist der Öffnungswinkel des Empfänger-Öffnungskegels in der Überwachungs-Hauptebene. In a further advantageous embodiment, the at least one receiver in the main monitoring plane may have a receiver main aperture angle of between about 5 ° and about 90 °. The receiver head opening angle is the opening angle of the receiver aperture cone in the main monitoring plane.
Der Empfänger-Hauptöffnungswinkel kann abhängig von der gewünschten Reichweite des Überwachungsbereiches entsprechend vorgegeben sein oder werden. Je kleiner der Empfänger-Hauptöffnungswinkel ist, desto größer kann die Reichweite sein. Ein größerer Empfänger-Hauptöffnungswinkel ermöglicht eine entsprechend höhere Ortsauflösung bei der Erfassung der wenigstens einen Oberfläche. The receiver main opening angle can be or be set according to the desired range of the monitoring area. The smaller the receiver main opening angle, the larger the range can be. A larger receiver main aperture angle allows a correspondingly higher spatial resolution in the detection of the at least one surface.
Die Ortsauflösung kann abhängig einerseits von dem Empfänger-Hauptöffnungswinkel und andererseits von der Anzahl der Empfangssensoren sein. Mit der entsprechenden Empfangsoptik kann die Ortsauflösung entsprechend eingestellt und optimiert werden. The spatial resolution can be dependent on the one hand on the receiver main opening angle and on the other hand on the number of receiving sensors. With the appropriate receiving optics, the spatial resolution can be set and optimized accordingly.
Vorteilhafterweise kann der Empfänger-Hauptöffnungswinkel so eingestellt sein, dass er die wenigstens eine Oberfläche in Entfernungen von bis zu 40 Metern von dem Empfänger überwachen kann. Vorzugsweise kann sich der Überwachungsbereich über eine Entfernung von etwa 3 m bis etwa 30 m zu dem wenigstens einen Empfänger erstrecken. Die Reichweite des Überwachungsbereichs kann auch kleiner oder größer sein. Advantageously, the receiver main aperture angle can be adjusted to monitor the at least one surface at distances of up to 40 meters from the receiver. Preferably, the surveillance area may extend over a distance of from about 3 meters to about 30 meters to the at least one receiver. The range of the surveillance area can also be smaller or larger.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Empfänger in einer Überwachungs-Nebenebene, welche senkrecht oder schräg zu der Überwachungs-Hauptebene verläuft, einen Empfänger-Nebenöffnungswinkel von zwischen etwa 1 ° und etwa 10° aufweisen. Der Empfänger-Nebenöf fnungswinkel ist der Öffnungswinkel des Empfänger-Öffnungskegels in der Überwachungs-Nebenebene. In a further advantageous embodiment, the at least one receiver in a monitoring sub-plane, which is perpendicular or oblique to the main monitoring plane, may have a receiver sub-opening angle of between about 1 ° and about 10 °. The receiver side opening angle is the opening angle of the receiver aperture cone in the monitoring sub-plane.
Vorteilhafterweise kann der Empfänger-Nebenöffnungswinkel kleiner als der Empfän- ger-Hauptöffnungswinkel sein. Advantageously, the receiver side opening angle may be smaller than the receiver ger main opening angle.
Der Empfänger-Öffnungskegel des wenigstens einen Empfängers kann so verhältnismäßig schmal vorgegeben werden, sodass lediglich Bereiche der wenigstens einen Oberfläche überwacht werden, welche im Bereich der zu überwachenden Fahrspur des Fahrzeugs liegen. Auf diese Weise kann eine Genauigkeit und/oder die Ortsauflösung der Überwachung wenigstens einer Oberfläche verbessert werden. The receiver opening cone of the at least one receiver can thus be set relatively narrow, so that only areas of the at least one surface are monitored, which lie in the area of the lane of the vehicle to be monitored. In this way, an accuracy and / or the spatial resolution of the monitoring of at least one surface can be improved.
Ferner kann so der wenigstens eine Empfänger die reflektierten Empfangsstrahlen konzentrierter erfassen. Die Lichtausbeute kann so verbessert werden. So kann ein Ansprechverhalten des wenigstens einen Empfängers verbessert werden. Furthermore, the at least one receiver can thus detect the reflected reception beams in a more concentrated manner. The light output can be improved. Thus, a response of the at least one receiver can be improved.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können mehrere Empfangssensoren als oder mit einer Sensorzeile oder einem Sensorchip ausgebildet sein. Auf diese Weise kann eine Sensoranordnung kompakter und/oder kostengünstiger realisiert werden. In a further advantageous embodiment, a plurality of receiving sensors can be designed as or with a sensor line or a sensor chip. In this way, a sensor arrangement can be realized in a more compact and / or cost-effective manner.
Vorteilhafterweise kann die Sensorzeile oder der Sensorchip in einer einzigen Reihe angeordnete Empfangssensoren aufweisen. Auf diese Weise kann die Sensorzeile oder der Sensorchip quer zu seiner Längsachse entsprechend schmal aufgebaut sein. Advantageously, the sensor line or the sensor chip may have reception sensors arranged in a single row. In this way, the sensor line or the sensor chip can be constructed correspondingly narrow transversely to its longitudinal axis.
Alternativ können auch mehrere Reihen von Empfangssensoren vorgesehen sein. Bezüglich der Längsachse auf einer Höhe angeordnete Empfangssensoren können signaltechnisch zusammengefasst werden. Auf diese Weise kann eine Empfangsempfindlichkeit verbessert und/oder ein Detektionsbereich vergrößert werden. Alternatively, several rows of receiving sensors can be provided. With respect to the longitudinal axis arranged at a height receiving sensors can be summarized by signal technology. In this way, a receiving sensitivity can be improved and / or a detection range can be increased.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Empfangssensor mit wenigstens einer Diode, einer Diodenzeile, einem Pixel eines Sensorchips oder dergleichen realisiert sein. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Empfangssensor ein Fotodetektor, insbesondere eine Fotodiode, sein. Advantageously, at least one receiving sensor with at least one diode, a diode array, a pixel of a sensor chip or the like can be realized. Advantageously, at least one receiving sensor may be a photodetector, in particular a photodiode.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Empfangssensor geeignet sein zur Erfassung von Lichtstrahlen in einem sichtbaren oder nicht sichtbaren Frequenzbereich. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Empfangssensor zur Erfassung von Infrarotstrahlen ausgestaltet sein. Bei einer horizontalen Ausrichtung der Fahrebene kann die Sensorzeile oder der Sensorchip im Wesentlichen vertikal oder schräg zur Horizontalen angeordnet sein. Advantageously, at least one receiving sensor may be suitable for detecting light beams in a visible or non-visible frequency range. Advantageously, at least one receiving sensor for detecting infrared rays can be configured. In a horizontal orientation of the driving plane, the sensor line or the sensor chip may be arranged substantially vertically or obliquely to the horizontal.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Empfänger als, in oder in Verbindung mit einer integrierte(n) Schaltung, insbesondere anwendungsspezifisch integrierte Schaltung, realisiert sein. Auf diese Weise kann der wenigstens eine optische Empfänger kompakt und robust realisiert werden. Der wenigstens eine Empfänger kann platzsparend aufgebaut sein. Eine Herstellung und/oder eine Montage kann einfacher und/oder kostengünstiger erfolgen. In a further advantageous embodiment, at least one receiver can be realized as, in or in connection with an integrated circuit, in particular an application-specific integrated circuit. In this way, the at least one optical receiver can be realized compact and robust. The at least one receiver can be constructed to save space. Production and / or assembly can be simpler and / or less expensive.
Der wenigstens eine Empfänger kann vorteilhafterweise wenigstens eine Elektronik aufweisen. Mit der Elektronik können die Empfangssensoren ausgelesen und gesteuert werden. Ferner können mit der Elektronik die Signale der Empfangssensoren ausgewertet, verarbeitet und/oder an eine entsprechende Elektronik der Messvorrichtung und/oder des Fahrzeugs weitergeleitet werden. Mit der Elektronik der Messvorrichtung kann das Lichtlaufzeitmessverfahren gesteuert werden. Mit der Elektronik des Fahrzeugs können Funktionen des Fahrzeugs, insbesondere das Fahrwerk, das Bremssystem, die Lenkung und/oder der Motor, gesteuert werden. The at least one receiver can advantageously have at least one electronic system. With the electronics, the reception sensors can be read out and controlled. Furthermore, the electronics of the signals of the receiving sensors can be evaluated, processed and / or forwarded to a corresponding electronics of the measuring device and / or the vehicle. With the electronics of the measuring device, the light transit time measuring method can be controlled. With the electronics of the vehicle functions of the vehicle, in particular the chassis, the brake system, the steering and / or the engine can be controlled.
Mit einer anwendungsspezifisch integrierten Schaltung der wenigstens eine Empfänger individuell an einen Einsatzzweck angepasst werden. Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen werden als ASIC bezeichnet. With an application-specific integrated circuit, the at least one receiver can be individually adapted to a specific application. Application specific integrated circuits are referred to as ASICs.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Empfangsoptik einstellbar sein. Auf diese Weise kann der wenigstens eine optische Empfänger bedarfsgerecht auf den erforderlichen Überwachungsbereich eingestellt werden. Mit der wenigstens einen einstellbaren Empfangsoptik können Öffnungswinkel des Empfänger- Öffnungskegels und/oder Richtung der Empfangsachse verändert werden. In a further advantageous embodiment, at least one receiving optical system can be adjustable. In this way, the at least one optical receiver can be adjusted as needed to the required monitoring range. With the at least one adjustable receiving optics opening angle of the receiver aperture cone and / or direction of the receiving axis can be changed.
Die Einstellung der wenigstens einen Empfangsoptik kann dabei im Rahmen einer Vorjustage oder nach der Montage des wenigstens einen optischen Empfängers am Fahrzeug erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Einstellung der wenigstens einen Empfangsoptik auch während des Betriebes des wenigstens einen Empfängers erfol- gen. The adjustment of the at least one receiving optical system can take place within the scope of a pre-adjustment or after the assembly of the at least one optical receiver on the vehicle. Alternatively or additionally, the adjustment of the at least one receiving optical system can also take place during the operation of the at least one receiver. gene.
Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß bei dem optischen Empfänger dadurch gelöst, dass der optische Empfänger mehrere Empfangssensoren aufweist, von denen wenigstens zwei nebeneinander entlang einer Empfängerlängsachse angeordnet sind und voneinander getrennt simultan ausgelesen werden können. The object is further achieved according to the invention in the optical receiver in that the optical receiver has a plurality of receiving sensors, of which at least two are arranged side by side along a longitudinal receiver axis and can be read out separately from each other simultaneously.
Die Aufgabe wird des Weiteren bei der Sende- und Empfangseinrichtung dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Empfänger mehrere Empfangssensoren aufweist, von denen wenigstens zwei nebeneinander entlang einer gedachten Empfängerlängsachse des wenigstens einen Empfängers angeordnet sind und deren Empfangssignale parallel ausgelesen und ausgewertet werden können. The object is further achieved in the transmitting and receiving device in that the at least one receiver has a plurality of receiving sensors, at least two of which are arranged next to each other along an imaginary longitudinal axis receiver of the at least one receiver and their received signals can be read in parallel and evaluated.
Die Aufgabe wird außerdem bei der Fahrwerksteuerung und/oder der Fahrerassistenzeinrichtung dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Empfänger mehrere Empfangssensoren aufweist, von denen wenigstens zwei nebeneinander entlang einer gedachten Empfängerlängsachse des wenigstens einen Empfängers angeordnet sind und deren Empfangssignale parallel ausgelesen und ausgewertet werden können. The object is also achieved in the chassis control and / or the driver assistance device in that the at least one receiver has a plurality of receiving sensors, at least two of which are arranged side by side along an imaginary longitudinal receiver axis of the at least one receiver and their received signals can be read and evaluated in parallel.
Die Aufgabe wird darüber hinaus bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass die Empfangsstrahlen ortsaufgelöst von mehreren Empfangssensoren erfasst werden, die getrennt voneinander simultan ausgelesen werden, und abhängig von den Empfangssignalen der jeweiligen Empfangssensoren jeweils über eine Lichtlaufzeitbestimmung ein ortsaufgelöstes Entfernungsprofil und/oder Höhen-/Tiefenprofil der wenigstens einen Oberfläche ermittelt wird. The object is also achieved in the method in that the received beams are detected spatially resolved by multiple receiving sensors that are read out separately from each other, and depending on the received signals of the respective receiving sensors each a Lichtaufzeitbestimmung a spatially resolved distance profile and / or height / depth profile the at least one surface is determined.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann das Verfahren abhängig von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder durch Auslösen wenigstens eines Ereignisses aktiviert und/oder deaktiviert werden. Auf diese Weise kann die Messvorrichtung bei Bedarf einen ausgeschaltet werden. In an advantageous embodiment of the method, the method can be activated and / or deactivated depending on a speed of the vehicle and / or by triggering at least one event. In this way, the measuring device can be turned off if necessary.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung, dem erfindungsgemäßen optischen Empfänger, der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangseinrichtung, der erfindungsgemäßen Fahrwerksteuerung und/oder Fahrerassis- tenzeinrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen. Incidentally, in connection with the arrangement according to the invention, the optical receiver according to the invention, the transmitting and receiving device according to the invention, the chassis control according to the invention and / or driver chassis tenzeinrichtung and the method according to the invention and their respective advantageous embodiments indicated features and advantages with each other and vice versa. The individual features and advantages can, of course, be combined with one another, whereby further advantageous effects can be achieved that go beyond the sum of the individual effects.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch  Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which an embodiment of the invention with reference to the drawings is explained in more detail. The person skilled in the art will expediently also individually consider the features disclosed in the drawing, the description and the claims in combination and combine these into meaningful further combinations. It show schematically
Figur 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer optischen Messvorrichtung zur Überwachung einer Fahroberfläche in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug; Figure 1 is a side view of a motor vehicle with an optical measuring device for monitoring a driving surface in the direction of travel in front of the motor vehicle;
Figur 2 eine Draufsicht des angedeuteten Kraftfahrzeugs aus der Figur 1 .  FIG. 2 is a plan view of the indicated motor vehicle from FIG. 1.
Figur 3 eine Vorderansicht einer Sende- und Empfangseinrichtung der Messvorrichtung des Fahrzeugs aus den Figuren 1 und 2.  3 shows a front view of a transmitting and receiving device of the measuring device of the vehicle from FIGS. 1 and 2.
Figur 4 einen Längsschnitt der Sende- und Empfangseinrichtung aus der Figur 3 entlang der dortigen Schnittlinie IV-IV.  FIG. 4 shows a longitudinal section of the transmitting and receiving device from FIG. 3 along the section line IV-IV there.
Figur 5 einen Querschnitt der Sende- und Empfangseinrichtung aus der Figur 3 entlang der dortigen Schnittlinie V-V.  FIG. 5 shows a cross section of the transmitting and receiving device from FIG. 3 along the section line V-V there.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren 1 bis 5 sind nicht maßstabsgerecht. In the figures, the same components are provided with the same reference numerals. Figures 1 to 5 are not to scale.
Ausführungsform(en) der Erfindung Embodiment (s) of the invention
In der Figur 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in einer Seitendarstellung gezeigt. Figur 2 zeigt das Kraftfahrzeug 10 andeutungsweise in einer Draufsicht. Das Kraftfahrzeug 10 befindet sich auf einer Fahroberfläche 12, beispielhaft einer Straße. Eine Fahrebene 14 des Kraftfahrzeugs 10 ist durch die Berührungsbereiche der Räder 20 des Kraftfahrzeugs 10 mit der Fahroberfläche 12 definiert. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel fallen die Fahroberfläche 12 und die Fahrebene 14 größtenteils zusammen. Die Fahroberfläche 12 kann vor, hinter oder neben dem Kraftfahrzeug 10 jedoch auch unterschiedlich zur Fahrebene 14 verlaufen. FIG. 1 shows a motor vehicle 10 in the form of a passenger car in a side view. Figure 2 shows the motor vehicle 10 hinted in a plan view. The motor vehicle 10 is located on a driving surface 12, for example a road. A driving plane 14 of the motor vehicle 10 is defined by the contact areas of the wheels 20 of the motor vehicle 10 with the driving surface 12. In which In the embodiment shown, the driving surface 12 and the driving plane 14 largely coincide. However, the driving surface 12 may also be different from the driving plane 14 before, behind or next to the motor vehicle 10.
Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über eine optische Messvorrichtung 1 6 zur Überwachung der Fahroberfläche 12 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 10. Komponenten der Messvorrichtung 1 6 sind im Detail in den Figuren 3 bis 5 gezeigt. Zu einfacheren Orientierung sind in den Figuren 1 bis 5 die jeweils entsprechenden Achsen eines rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystems dargestellt. The motor vehicle 10 has an optical measuring device 1 6 for monitoring the driving surface 12 in the direction of travel in front of the motor vehicle 10. Components of the measuring device 16 are shown in detail in FIGS. 3 to 5. For easier orientation, the respective corresponding axes of a right-angled x-y-z coordinate system are shown in FIGS.
Mit der Messvorrichtung 1 6 können Abstände zur Fahroberfläche 12 ermittelt werden. Ferner können Höhen von Erhebungen und Tiefen von Vertiefungen im Bereich der Fahroberfläche 12 bestimmt werden. Die optische Messvorrichtung 1 6 arbeitet nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren. Dabei werden in an sich bekannter Weise über Messungen der Laufzeiten von Lichtpulsen Abstände zu der Messvorrichtung 1 6 bestimmt. With the measuring device 1 6 distances to the driving surface 12 can be determined. Furthermore, heights of elevations and depths of depressions in the area of the driving surface 12 can be determined. The optical measuring device 1 6 operates according to a light pulse transit time method. In this case, distances to the measuring device 16 are determined in a manner known per se via measurements of the transit times of light pulses.
Die Messvorrichtung 1 6 kann beispielsweise Teil einer ansonsten nicht gezeigten Fahrwerksteuerung des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs 10 sein oder mit dieser verbunden sein. Die Messvorrichtung 1 6 kann mit der Fahrwerksteuerung derart verbunden sein, dass von der Messvorrichtung 1 6 ermittelte Informationen über die Beschaffenheit der Fahroberfläche 12 und/oder dortigen Hindernissen zu Einstellung des Fahrwerks des Kraftfahrzeugs 10 verwendet werden können. The measuring device 1 6, for example, be part of an otherwise not shown suspension control of the chassis of the motor vehicle 10 or be connected to this. The measuring device 1 6 may be connected to the chassis control such that information determined by the measuring device 1 6 about the condition of the driving surface 12 and / or obstacles thereon may be used to adjust the chassis of the motor vehicle 10.
Alternativ oder zusätzlich kann die optische Messvorrichtung 10 mit einer Fahrerassistenzeinrichtung des Kraftfahrzeugs 10 verbunden oder Teil derselben sein. Mit der Fahrerassistenzeinrichtung kann das Kraftfahrzeug 12 abhängig von der Beschaffenheit der Fahroberfläche 12 gelenkt, gebremst oder beschleunigt werden. Alternativ oder zusätzlich können entsprechende Warnsignale für einen Fahrer ausgegeben werden. Alternatively or additionally, the optical measuring device 10 may be connected to or part of a driver assistance device of the motor vehicle 10. With the driver assistance device, the motor vehicle 12 can be steered, braked or accelerated depending on the nature of the driving surface 12. Alternatively or additionally, corresponding warning signals can be output for a driver.
Die optische Messvorrichtung 1 6 verfügt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über zwei Sende- und Empfangseinrichtungen 18. Eine der Sende- und Empfangseinrichtungen 18 ist beispielhaft in den Figuren 3 bis 5 im Detail gezeigt. Die Sende- und Empfangseinrichtungen 18 sind jeweils vor einem der Vorderräder 20 am Unterboden des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Mit dem Sende- und Empfangseinrichtungen 18 kann ein jeweiliger Überwachungsbereich 22 vor dem Kraftfahrzeug 10 überwacht werden. The optical measuring device 1 6 has two transmitting and receiving devices 18 in the illustrated embodiment. One of the transmitting and receiving devices 18 is shown by way of example in FIGS. 3 to 5 in detail. The transmitting and receiving devices 18 are each in front of one of the front wheels 20 at the bottom of the Motor vehicle 10 is arranged. With the transmitting and receiving devices 18, a respective monitoring area 22 can be monitored in front of the motor vehicle 10.
Jede Sende- und Empfangseinrichtung 18 verfügt über ein Gehäuse 24, in dem ein optischer Sender 26 und ein optischer Empfänger 28 angeordnet sind. Each transmitting and receiving device 18 has a housing 24 in which an optical transmitter 26 and an optical receiver 28 are arranged.
Der Sender 26 verfügt über eine Lichtquelle 30 in Form einer Infrarot-Laserdiode. Außerdem verfügt der Sender 26 über eine Sendeoptik 32, welche in eine Wand des Gehäuses 24 angeordnet ist. Die Sendeoptik 32 ist einstellbar. Mit der Sendeoptik 32 kann der Verlauf und die Form eines Sendestrahls 34, beispielsweise ein Sendeöffnungswin- kel und eine Sendeachse, welche die Hauptrichtung des Sendestrahls angibt, verändert werden. Die Sendeoptik 32 ist so eingestellt, dass der Sendestrahl 34 den Überwachungsbereich 22 im Bereich der Fahroberfläche 12 ausstrahlt. Bei anderen nicht gezeigten Ausführungsformen können auch mehrere Lichtquellen 30 und/oder mehrere Sendeoptiken 32 vorgesehen sein. The transmitter 26 has a light source 30 in the form of an infrared laser diode. In addition, the transmitter 26 has a transmitting optics 32, which is arranged in a wall of the housing 24. The transmission optics 32 is adjustable. With the transmission optics 32, the course and the shape of a transmission beam 34, for example a transmission opening angle and a transmission axis, which indicates the main direction of the transmission beam, can be changed. The transmission optics 32 is adjusted so that the transmission beam 34 emits the monitoring area 22 in the area of the driving surface 12. In other embodiments, not shown, a plurality of light sources 30 and / or a plurality of transmitting optics 32 may be provided.
Ferner verfügt der Sender 26 über eine in den Figuren nicht gezeigte Elektronik, mit der die Lichtquelle 30 zur Ausgabe von gepulsten Sendestrahlen 34 angesteuert werden kann. Furthermore, the transmitter 26 has an electronics, not shown in the figures, with which the light source 30 can be driven to output pulsed transmitted beams 34.
Der Empfänger 28 verfügt über eine Sensorzeile 38, welche auch als Array bezeichnet werden kann, mit beispielhaft 1 6 Empfangssensoren 40, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen in der Figur 4 lediglich acht Empfangssensoren 40 beispielhaft gezeigt sind. Die Empfangssensoren 40 sind nebeneinander auf einer gedachten Empfängerlängsachse 42 des Empfängers 28 angeordnet. Die Empfängerlängsachse 42 verläuft parallel zur z-Achse des x-y-z-Koordinatensystems. The receiver 28 has a sensor line 38, which can also be referred to as an array, with, for example, 1 6 receive sensors 40, of which only eight receive sensors 40 are shown by way of example in FIG. 4 for the sake of better clarity. The reception sensors 40 are arranged side by side on an imaginary receiver longitudinal axis 42 of the receiver 28. The receiver longitudinal axis 42 is parallel to the z-axis of the x-y-z coordinate system.
Bei den Empfangssensoren 40 handelt es sich um elektrooptische Sensoren, mit denen Infrarotstrahlung in elektrische Signale umgewandelt werden kann. The receiving sensors 40 are electro-optical sensors with which infrared radiation can be converted into electrical signals.
Der Empfänger 28 weist ferner eine Elektronik 44 auf, mit der die Empfangssensoren 40 parallel ausgelesen und ausgewertet werden können. Die Elektronik 44 des Empfängers 28 und die Elektronik des Senders 26 sind mit einer nicht gezeigten Steuereinheit der Messvorrichtung 1 6 verbunden. Die Steuereinheit der Messvorrichtung 1 6 ist mit einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs 10, der Fahrwerksteuerung und/oder der Fahrerassistenzeinrichtung verbunden. The receiver 28 also has an electronics 44, with which the receiving sensors 40 can be read and evaluated in parallel. The electronics 44 of the receiver 28 and the electronics of the transmitter 26 are connected to a control unit, not shown, of the measuring device 1 6. The control unit of the measuring device 1 6 is connected to a control unit of the motor vehicle 10, the suspension control and / or the driver assistance device.
Der Empfänger 28 umfasst außerdem eine einstellbare Empfangsoptik 46. Die Empfangsoptik 46 ist in der gleichen Wand des Gehäuses 24 angeordnet, in der auch die Sendeoptik 32 angeordnet ist. Mit der Empfangsoptik 46 werden von der Fahroberfläche 12 oder von Oberflächen von darauf befindlichen Objekten oder Hindernissen als Empfangsstrahlen 54 reflektierte Sendestrahlen 34 ortsaufgelöst auf die Empfangssensoren 40 abgebildet. Beispielhaft sind in der Figur 1 und der Figur 4 drei Strahlenverläufe von Empfangsstrahlen 54 aus unterschiedlichen Bereichen der Fahroberfläche 12 angedeutet. The receiver 28 also includes an adjustable receiving optics 46. The receiving optics 46 is disposed in the same wall of the housing 24, in which the transmitting optics 32 is arranged. With the receiving optical system 46, transmitted beams 34 reflected by the travel surface 12 or surfaces of objects or obstacles located thereon as receiving beams 54 are imaged in a spatially resolved manner onto the receiving sensors 40. By way of example, in FIG. 1 and FIG. 4, three ray paths of receiving beams 54 from different regions of the driving surface 12 are indicated.
Mit der Sendeoptik 32 können ein Empfänger-Hauptöffnungswinkel 48 und ein Empfänger-Nebenöffnungswinkel 50 eines gedachten Empfänger-Öffnungskegels 52 eingestellt werden. Der Überwachungsbereich 22 wird durch den gedachten Schnitt des Empfänger-Öffnungskegels 52 entlang der Fahroberfläche 12 definiert. Der Überwachungsbereich 22 erstreckt sich in einer Entfernung von etwa 1 m bis etwa 10 m von der jeweiligen Sende- und Empfangseinrichtung 18 aus betrachtet. Der Mantel des Empfänger- Öffnungskegels 52 ist in den Figuren 4 und 5 gepunktet angedeutet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Empfänger-Hauptöffnungswinkel 48 etwa 35°. Der Empfänger-Nebenöffnungswinkel 50 beträgt beispielhaft etwa 6°. With the transmitter optics 32, a receiver main aperture angle 48 and a receiver minor aperture angle 50 of an imaginary receiver aperture cone 52 can be adjusted. The monitoring area 22 is defined by the imaginary section of the receiver opening cone 52 along the driving surface 12. The monitoring area 22 extends at a distance of approximately 1 m to approximately 10 m from the respective transmitting and receiving device 18. The jacket of the receiver opening cone 52 is indicated by dots in FIGS. 4 and 5. In the embodiment shown, the receiver main opening angle 48 is about 35 °. The receiver auxiliary opening angle 50 is exemplarily about 6 °.
Mit der Empfangsoptik 46 kann ferner eine Richtung einer gedachten Empfangsachse 56 eingestellt werden. Die Empfangsachse 56 bildet die Achse des Empfänger- Öffnungskegels 52. Die Empfangsachse 56 verläuft beispielhaft parallel zur x-Achse des x-y-z-Koordinatensystems. Furthermore, a direction of an imaginary receiving axis 56 can be set with the receiving optics 46. The receive axis 56 forms the axis of the receiver aperture cone 52. The receive axis 56 runs, for example, parallel to the x-axis of the x-y-z coordinate system.
Die Sende- und Empfangseinrichtungen 18 sind jeweils so an dem Kraftfahrzeug 10 angeordnet, dass die jeweilige Empfängerlängsachse 42 mit der entsprechenden Empfangsachse 56 jeweils eine Überwachungs-Hauptebene 58 aufspannt, welche senkrecht zu der Fahrebene 14 des Kraftfahrzeugs 10 verläuft. Die Überwachungs- Hauptebene 58 verläuft parallel zur x-z-Ebene des x-y-z-Koordinatensystems, in den Figuren 1 und 4 in der Zeichenebene, in den Figuren 2 und 5 senkrecht zur Zeichenebene. Die jeweilige Empfangsachse 56 ist dabei auf eine gedachte Verlängerung einer entsprechenden Fahrspur 60 des Kraftfahrzeugs 10 in Fahrtrichtung 62 vor dem Kraftfahrzeug 10 gerichtet. The transmitting and receiving devices 18 are each arranged on the motor vehicle 10 such that the respective receiver longitudinal axis 42 with the corresponding receiving axis 56 each spans a monitoring main plane 58 which runs perpendicular to the driving plane 14 of the motor vehicle 10. The main monitoring plane 58 runs parallel to the xz plane of the xyz coordinate system, in the drawing plane in FIGS. 1 and 4, and perpendicular to the plane of the drawing in FIGS. 2 and 5. The respective receiving axis 56 is an imaginary extension of a corresponding lane 60 of the motor vehicle 10 in the direction of travel 62 in front of the motor vehicle 10 directed.
Die Fahrspuren 60 werden, wie in der Figur 2 angedeutet, bei dem Kraftfahrzeug 10 durch die Stellung der Vorderräder 20 definiert. In der Figur 2 verlaufen die jeweiligen Verlängerungen der Fahrspuren 60 beispielhaft parallel zur x-Achse des Koordinatensystems. The lanes 60 are, as indicated in Figure 2, defined in the motor vehicle 10 by the position of the front wheels 20. In FIG. 2, the respective extensions of the lanes 60 run, for example, parallel to the x-axis of the coordinate system.
Der Überwachungsbereich 22 wird mithilfe der Empfangsoptik 46 in Richtung der Empfängerlängsachse 42 auf die 1 6 Empfangssensoren 40 der entsprechenden Sende- und Empfangseinrichtung 18 projiziert. Dadurch wird der Überwachungsbereich 22 entsprechend in 1 6 Überwachungssektoren 64 unterteilt. Jeder der Überwachungssektoren 64 ist einem der Empfangssensoren 40 zugeordnet. Die Überwachungssektoren 64 sind vom Kraftfahrzeug 10 aus in Fahrtrichtung 62 betrachtet hintereinander auf der Fahroberfläche 12 angeordnet. In den Figuren 1 und 2 sind der besseren Übersichtlichkeit wegen lediglich vier der Überwachungssektoren 64 der jeweiligen Sende- und Empfangseinrichtungen 18 bezeichnet, nämlich mit„S1 ",„S5",„S12" und„S1 6". The monitoring area 22 is projected by means of the receiving optical system 46 in the direction of the receiver longitudinal axis 42 onto the 1 6 receiving sensors 40 of the corresponding transmitting and receiving device 18. As a result, the monitoring area 22 is correspondingly subdivided into 16 monitoring sectors 64. Each of the monitoring sectors 64 is associated with one of the receiving sensors 40. The monitoring sectors 64 are viewed from the motor vehicle 10 in the direction of travel 62 arranged one behind the other on the driving surface 12. For better clarity, only four of the monitoring sectors 64 of the respective transmitting and receiving devices 18 are designated in FIGS. 1 and 2, namely with "S1", "S5", "S12" and "S1 6".
Der Überwachungsbereich 22 und die Überwachungssektoren 64 sind lediglich der Einfachheit halber als Vierecke angedeutet. In Wirklichkeit haben der Überwachungsbereich 22 und die Überwachungssektoren 64 jeweils eine etwa ovale Umhüllende. The monitoring area 22 and the monitoring sectors 64 are indicated for the sake of simplicity as squares. In actuality, the surveillance area 22 and the surveillance sectors 64 each have an approximately oval envelope.
In der Momentdarstellung in der Figur 2 befindet sich im Bereich der Überwachungssektoren 64 mit den Bezeichnungen S9 bis S14 der in Fahrtrichtung 62 rechten Sende- und Empfangseinrichtung 18 ein Schlagloch 66. Das Schlagloch 66 befindet sich in der Verlängerung der Fahrspur 60 des rechten Vorderrades 20. In den Überwachungssektoren 64 mit den Bezeichnungen S4 und S5 des Überwachungsbereichs 22 der linken Sende- und Empfangseinrichtung 18, also in der Verlängerung der Fahrspur 60 des rechten Vorderrades 20, liegt beispielhaft ein Stein 68. 2, in the area of the surveillance sectors 64 with the designations S9 to S14 of the right in the direction of travel 62 transmitting and receiving device 18 is a pothole 66. The pothole 66 is located in the extension of the lane 60 of the right front wheel 20th In the monitoring sectors 64 with the designations S4 and S5 of the monitoring area 22 of the left transmitting and receiving device 18, ie in the extension of the lane 60 of the right front wheel 20, is an example of a stone 68th
Die Fahroberfläche 12 mit dem Schlagloch 66 und dem Stein 68 wird von den entsprechenden Sendestrahlen 34 der entsprechenden Sende- und Empfangseinrichtung 18 gepulst angestrahlt. Die jeweils reflektierten Empfangsstrahlen 54 werden mit der jeweiligen Empfangsoptik 46 auf den entsprechenden Empfangssensor 40 gestrahlt. Bei der rechten Sende- und Empfangseinrichtung 18 werden die von dem Schlagloch 66 reflektierten Empfangsstrahlen 54 auf die Empfangssensoren 40 entsprechend an der neunten bis vierzehnten Stelle der Sensorzeile 38 projiziert. Bei der linken Sende- und Empfangseinrichtung 18 werden die von dem Stein 68 reflektierten Empfangsstrahlen 54 auf die Empfangssensoren 40 entsprechend an der vierten und fünften Stelle der Sensorzeile 38 projiziert. The driving surface 12 with the pothole 66 and the stone 68 is pulsed by the corresponding transmission beams 34 of the corresponding transmitting and receiving device 18. The respective reflected receiving beams 54 are radiated with the respective receiving optics 46 to the corresponding receiving sensor 40. In the Right transmitting and receiving device 18, the reflected from the pothole 66 receiving beams 54 are projected onto the receiving sensors 40 corresponding to the ninth to fourteenth point of the sensor line 38. In the left transmitting and receiving device 18, the received beams 54 reflected by the stone 68 are projected onto the receiving sensors 40 at the fourth and fifth positions of the sensor line 38, respectively.
Mit Hilfe einer Licht-Laufzeitbestimmung werden für jeden der Empfangssensoren 40 separat und parallel die Abstände der jeweiligen Oberflächen zu der Sende- und Empfangseinrichtung 18 ermittelt. Mittels einem entsprechenden Software-Algorithmus werden die Tiefe des Schlaglochs 66 und die Höhe des Steins 68 und deren Abstand zu der entsprechenden Sende- und Empfangseinrichtung 18 bestimmt. With the aid of a light transit time determination, the distances of the respective surfaces to the transmitting and receiving device 18 are determined separately and in parallel for each of the receiving sensors 40. By means of a corresponding software algorithm, the depth of the pothole 66 and the height of the stone 68 and their distance to the corresponding transmitting and receiving device 18 are determined.
Die Informationen aus der Sende- und Empfangseinrichtung 18 werden über die Steuereinheit der optischen Messvorrichtung 1 6 an die Fahrwerksteuerung übermittelt. Das Fahrwerk wird damit entsprechend der durch den Stein 68 unter Schlagloch 66 bewirkten künftigen Änderungen der Fahroberfläche 12 angepasst. The information from the transmitting and receiving device 18 are transmitted via the control unit of the optical measuring device 1 6 to the suspension control. The landing gear is thus adjusted according to the future changes in the driving surface 12 caused by the stone 68 under pothole 66.
Die Überwachung der Fahroberfläche 12 mit Hilfe der Messvorrichtung 1 6 wird abhängig von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 aktiviert und deaktiviert. Beispielsweise kann bei stehendem oder langsam fahrenden Kraftfahrzeug 10 darauf verzichtet werden, die Fahrwerkseinstellung anzupassen. The monitoring of the driving surface 12 by means of the measuring device 1 6 is activated and deactivated depending on a speed of the vehicle 10. For example, it can be dispensed with in a stationary or slow-moving vehicle 10 to adjust the suspension setting.

Claims

Ansprüche claims
Anordnung wenigstens eines optischen Empfängers (28) einer Sende- und Empfangseinrichtung (18) einer nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitenden optischen Messvorrichtung (1 6) insbesondere einer oder für eine Fahrwerkssteuerung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung in/an einem Fahrzeug (10) zur Erfassung von Empfangsstrahlen (54) aus gepulsten, von wenigstens einer Oberfläche (12, 66, 68) in einem Überwachungsbereich (22) reflektierten Sendestrahlen (34) eines optischen Senders (26) der Messvorrichtung (1 6), wobei der wenigstens eine Empfänger (28) wenigstens einen elektrooptischen Empfangssensor (40) und wenigstens eine Empfangsoptik (46) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Empfänger (28) mehrere Empfangssensoren (40) aufweist, von denen wenigstens zwei nebeneinander entlang einer gedachten Empfängerlängsachse (42) des wenigstens einen Empfängers (28) angeordnet sind und deren Empfangssignale parallel ausgelesen und ausgewertet werden können, wobei die Empfängerlängsachse (42) mit einer gedachten Empfangsachse (56) für Empfangsstrahlen (54) des wenigstens einen Empfängers (28) eine gedachte Überwachungs-Hauptebene (58) aufspannt, welche schräg oder senkrecht zu einer Fahrebene (14) des Fahrzeugs (10) verläuft. Arrangement of at least one optical receiver (28) of a transmitting and receiving device (18) of an optical measuring device (16) operating according to a light pulse transit time method, in particular for or for a chassis control and / or driver assistance device in / on a vehicle (10) for detecting receiving beams ( 54) of pulsed transmission beams (34) of an optical transmitter (26) of the measuring device (16) reflected by at least one surface (12, 66, 68) in a monitoring area (22), the at least one receiver (28) at least one Electro-optical receiving sensor (40) and at least one receiving optics (46), characterized in that the at least one receiver (28) comprises a plurality of receiving sensors (40), at least two side by side along an imaginary longitudinal receiver axis (42) of the at least one receiver (28 ) are arranged and their received signals can be read and evaluated in parallel, w obei the receiver longitudinal axis (42) with an imaginary receiving axis (56) for receiving beams (54) of the at least one receiver (28) spans an imaginary main monitoring plane (58) which obliquely or perpendicular to a driving plane (14) of the vehicle (10). runs.
Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsachse (56) des wenigstens einen Empfängers (28) schräg auf die Verlängerung der Fahrebene (14) des Fahrzeugs (10) gerichtet ist. Arrangement according to claim 1, characterized in that the receiving axis (56) of the at least one receiver (28) is directed obliquely to the extension of the driving plane (14) of the vehicle (10).
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsachse (56) auf eine gedachte Verlängerung einer Fahrspur (60) des Fahrzeugs (10) in Fahrtrichtung (62) gerichtet ist. Arrangement according to claim 2, characterized in that the receiving axis (56) is directed to an imaginary extension of a lane (60) of the vehicle (10) in the direction of travel (62).
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Empfänger (28) in der Überwachungs-Hauptebene (58) einen Empfänger-Hauptöffnungswinkel (48) von zwischen etwa 5°und etwa 90°aufweist. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one receiver (28) in the main monitoring plane (58) has a receiver main aperture angle (48) of between about 5 ° and about 90 °.
Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Empfänger (28) in einer Überwachungs-Nebenebene, welche senkrecht oder schräg zu der Überwachungs-Hauptebene (58) verläuft, einen Empfänger-Nebenöffnungswinkel (50) von zwischen etwa 1 °und etwa 10°aufweist. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one receiver (28) in a monitoring sub-plane, which is perpendicular or oblique to the main monitoring plane (58), a receiver Nebenöffnungswinkel (50) of between about 1 ° and about 10 °.
6. Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Empfangssensoren (40) als oder mit einer Sensorzeile (38) oder einem Sensorchip ausgebildet sind. 6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of receiving sensors (40) are formed as or with a sensor line (38) or a sensor chip.
7. Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Empfänger (28) als, in oder in Verbindung mit einer integrierte(n) Schaltung, insbesondere anwendungsspezifisch integrierte Schaltung, realisiert ist. 7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one receiver (28) as, in or in connection with an integrated (n) circuit, in particular application-specific integrated circuit is realized.
8. Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Empfangsoptik (46) einstellbar ist. 8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one receiving optics (46) is adjustable.
9. Optischer Empfänger (28) einer nach einem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitenden optischen Messvorrichtung (1 6) insbesondere einer oder für eine Fahrwerkssteuerung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung eines Fahrzeugs (10), aufweisend wenigstens einen elektrooptischen Empfangssensor (40) und wenigstens eine Empfangsoptik (46), dadurch gekennzeichnet, dass der optische Empfänger (28) mehrere Empfangssensoren (40) aufweist, von denen wenigstens zwei nebeneinander entlang einer Empfängerlängsachse (42) angeordnet sind und voneinander getrennt simultan ausgelesen werden können. Optical receiver (28) of an optical measuring device (16) operating according to a light pulse transit time method, in particular for or for a chassis control and / or driver assistance device of a vehicle (10), comprising at least one electro-optical receiving sensor (40) and at least one receiving optical system (46), characterized in that the optical receiver (28) has a plurality of receiving sensors (40), at least two of which are arranged next to one another along a longitudinal receiver axis (42) and can be read out of one another simultaneously.
10. Sende- und Empfangseinrichtung (18) einer optischen Messvorrichtung (1 6) insbesondere einer oder für eine Fahrwerkssteuerung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung eines Fahrzeugs (10), aufweisend wenigstens einen optischen Sender (26), mit welchem gepulste Sendestrahlen (34) für die Durchführung eines Lichtimpulslaufzeitverfahrens in einen Überwachungsbereich (22) gesendet werden können, und wenigstens einen optischen Empfänger (28), mit dem von wenigstens einer Oberfläche (12, 66, 68) in dem Überwachungsbereich (22) reflektierte Sendestrahlen (34) als Empfangsstrahlen (54) erfasst werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Empfänger (28) mehrere Empfangssensoren (40) aufweist, von denen wenigstens zwei nebeneinander entlang einer gedachten Empfängerlängsachse (42) des wenigstens einen Empfängers (28) angeordnet sind und deren Empfangssignale parallel ausgelesen und ausgewertet werden können. 10. Transmitting and receiving device (18) of an optical measuring device (1 6) in particular one or for a landing gear control and / or Fahrerassistzeinrichtung a vehicle (10), comprising at least one optical transmitter (26), with which pulsed transmitted beams (34) for the A light pulse transit time method can be transmitted to a monitoring area (22), and at least one optical receiver (28) with the transmitted beams (34) reflected by at least one surface (12, 66, 68) in the monitoring area (22) as receiving beams (54 ), characterized in that the at least one receiver (28) has a plurality of receiving sensors (40), at least two of which are arranged next to one another along an imaginary longitudinal receiver axis (42) of the at least one receiver (28) and their received signals are read in parallel and can be evaluated.
1 1 . Fahrwerkssteuerung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung eines Fahrzeugs (10), mit wenigstens einer optischen Messvorrichtung (1 6), die wenigstens eine Sende- und Empfangseinrichtung umfasst, welche aufweist wenigstens einen optischen Sender (26), mit dem gepulste Sendestrahlen (34) für die Durchführung eines Lichtimpulslaufzeitverfahrens in einen Überwachungsbereich (22) gesendet werden können, und wenigstens einen optischen Empfänger (28), mit dem von wenigstens einer Oberfläche (12, 66, 68) in dem Überwachungsbereich (22) reflektierte Sendestrahlen (34) als Empfangsstrahlen (54) erfasst werden können, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Empfänger (28) mehrere Empfangssensoren (40) aufweist, von denen wenigstens zwei nebeneinander entlang einer gedachten Empfängerlängsachse (42) des wenigstens einen Empfängers (28) angeordnet sind und deren Empfangssignale parallel ausgelesen und ausgewertet werden können. 1 1. Chassis control and / or driver assistance device of a vehicle (10), with at least one optical measuring device (1 6) comprising at least one transmitting and receiving device, which has at least one optical transmitter (26), with the pulsed transmission beams (34) for the implementation a light pulse transit time method can be sent to a monitoring area (22), and at least one optical receiver (28) with which transmitted beams (34) reflected by at least one surface (12, 66, 68) in the monitoring area (22) can be detected as receiving beams (54), characterized in that the at least one receiver (28) has a plurality of receiving sensors (40), of which at least two adjacent to each other along an imaginary longitudinal receiver axis (42) of the at least one receiver (28) are arranged and their received signals can be read and evaluated in parallel.
12. Verfahren zum Betreiben einer optischen Messvorrichtung (1 6) insbesondere einer oder für eine Fahrwerkssteuerung und/oder Fahrerassistenzeinrichtung eines Fahrzeugs (10), bei dem mit wenigstens einem optischen Sender (26) gepulste Sendestrahlen (34) in einen Überwachungsbereich (22) gesendet werden, von wenigstens einer Oberfläche (12, 66, 68) in dem Überwachungsbereich (22) reflektierte Sendestrahlen (34) als Empfangsstrahlen (54) von wenigstens einem optischen Empfänger (28) erfasst werden und mittels einer Laufzeitbestimmung der gepulsten Sendestrahlen (34) eine Entfernung der Oberfläche (12, 66, 68) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsstrahlen (54) ortsaufgelöst von mehreren Empfangssensoren (40) erfasst werden, die getrennt voneinander simultan ausgelesen werden, und abhängig von den Empfangssignalen der jeweiligen Empfangssensoren (40) jeweils über eine Lichtlaufzeitbestimmung ein ortsaufgelöstes Entfernungsprofil und/oder Höhen-/Tiefenprofil der wenigstens einen Oberfläche (12, 66, 68) ermittelt wird. 12. A method for operating an optical measuring device (16), in particular for or for a chassis control and / or driver assistance device of a vehicle (10), in which at least one optical transmitter (26) sends pulsed transmission beams (34) into a monitoring area (22) be reflected from at least one surface (12, 66, 68) in the monitoring area (22) reflected transmission beams (34) as receive beams (54) from at least one optical receiver (28) and by means of a transit time determination of the pulsed transmission beams (34) Distance of the surface (12, 66, 68) is determined, characterized in that the receiving beams (54) spatially resolved by a plurality of receiving sensors (40) are detected, which are read out separately from each other, and depending on the received signals of the respective receiving sensors (40) a spatially resolved distance profile and / or height / depth profile in each case via a determination of the duration of the time of light the at least one surface (12, 66, 68) is determined.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren abhängig von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) und/oder durch Auslösen wenigstens eines Ereignisses aktiviert und/oder deaktiviert wird. 13. The method according to claim 12, characterized in that the method is activated and / or deactivated depending on a speed of the vehicle (10) and / or by triggering at least one event.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001022033A1 (en) * 1999-09-22 2001-03-29 Canesta, Inc. Cmos-compatible three-dimensional image sensor ic
US7741961B1 (en) * 2006-09-29 2010-06-22 Canesta, Inc. Enhanced obstacle detection and tracking for three-dimensional imaging systems used in motor vehicles
US20100191418A1 (en) * 2007-06-18 2010-07-29 Yvan Mimeault Lighting system with driver assistance capabilities
US20120287417A1 (en) * 2011-05-11 2012-11-15 Yvan Mimeault Multiple-field-of-view scannerless optical rangefinder in high ambient background light
DE102013207147A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Ifm Electronic Gmbh Road surface profile detecting system for motor car, has time-of-flight cameras which detect road surface profile and determine distance and dimension of irregularities in overlapping monitored areas of cameras

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3738221A1 (en) * 1987-11-11 1989-06-08 Bayerische Motoren Werke Ag METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE STATE OF A ROAD
AU2003263131A1 (en) * 2002-08-09 2004-03-19 Automotive Distance Control Systems Gmbh Means of transport with a three-dimensional distance camera and method for the operation thereof
DE10244638A1 (en) * 2002-09-25 2004-04-08 Ibeo Automobile Sensor Gmbh Position monitoring system for use on road vehicle uses pulsed lasers, sensor module and mechanical scanner with mirror set at angle on shaft with calibration disk driven by electric motor
US8306672B2 (en) 2009-09-09 2012-11-06 GM Global Technology Operations LLC Vehicular terrain detection system and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001022033A1 (en) * 1999-09-22 2001-03-29 Canesta, Inc. Cmos-compatible three-dimensional image sensor ic
US7741961B1 (en) * 2006-09-29 2010-06-22 Canesta, Inc. Enhanced obstacle detection and tracking for three-dimensional imaging systems used in motor vehicles
US20100191418A1 (en) * 2007-06-18 2010-07-29 Yvan Mimeault Lighting system with driver assistance capabilities
US20120287417A1 (en) * 2011-05-11 2012-11-15 Yvan Mimeault Multiple-field-of-view scannerless optical rangefinder in high ambient background light
DE102013207147A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Ifm Electronic Gmbh Road surface profile detecting system for motor car, has time-of-flight cameras which detect road surface profile and determine distance and dimension of irregularities in overlapping monitored areas of cameras

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