WO2018054512A1 - Lidar sensor mit kompaktem aufbau - Google Patents

Lidar sensor mit kompaktem aufbau Download PDF

Info

Publication number
WO2018054512A1
WO2018054512A1 PCT/EP2017/000877 EP2017000877W WO2018054512A1 WO 2018054512 A1 WO2018054512 A1 WO 2018054512A1 EP 2017000877 W EP2017000877 W EP 2017000877W WO 2018054512 A1 WO2018054512 A1 WO 2018054512A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
detection device
optical detection
rotor
radiation
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/000877
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nico Herzberg
Tobias Kortlang
Original Assignee
Wabco Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wabco Gmbh filed Critical Wabco Gmbh
Publication of WO2018054512A1 publication Critical patent/WO2018054512A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4813—Housing arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements

Definitions

  • the invention relates to an optical detection device for mounting on a vehicle for detecting objects in the vicinity of the vehicle, comprising at least one transmitter for transmitting electromagnetic radiation into an observed zone, at least one receiver for receiving radiation reflected from the observed zone, an optical sensor An arrangement comprising first optics for the transmitter for directing the radiation into the observed zone and a drive for rotating at least the optical assembly about an axis of rotation such that the transmitted radiation is moved along the azimuth.
  • the invention relates to a vehicle with a front and a rear, which has at least one such optical detection device.
  • optical detection devices are known in the art and are generally referred to as optical time-of-flight sensors, laser scanners, Li-DAR sensors or LaDAR sensors. From a transmitter electromagnetic radiation is emitted and reflected by an object. By receiving the reflected radiation and corresponding transit time measurement of the signal, a distance between the detection device and the object which reflected the radiation can be determined.
  • optical detection devices are increasingly used in vehicles to allow the implementation of driver assistance systems and autonomous driving.
  • infrared sensors, radar sensors and the like are also used. It has been found that such optical detection devices can be used, for example, for the detection of jams, object recognition, recognition of persons in the driving rich or as turning sensors that can detect, for example, an object located next to a vehicle, such as a cyclist, can be used.
  • this application is advantageous and can be used, for example, to detect whether a trailer collides with an object when turning.
  • Data detected by such optical detection devices may be input to the vehicle controller, and the vehicle controller may output certain control signals, such as a brake system or a warning system, based on these data.
  • optical detection devices in the mass production of vehicles requires on the one hand that the production of such optical detection devices must be simple and inexpensive, on the other hand also that these optical detection devices are robust and the environmental influences that act on them when used in the vehicle area have to.
  • a generic detection device is known in which mirrors are used for deflecting the radiation.
  • a laser diode emits a light beam parallel to an axis of rotation of a rotatable optical assembly, and a mirror is used to redirect that light beam so that the azimuth can be scanned.
  • a corresponding mirror arrangement is also provided for the receiver.
  • the laser diode is rotated together with the optics.
  • the control of the laser diode is realized via an induction coil.
  • the problem here is that relatively high electromagnetic radiation prevails due to the energy transmission by means of induction, which may be undesirable in the vehicle sector since it can influence other electrical systems. For a corresponding shield in the vehicle area is often not enough space.
  • a deflection by means of a mirror has the disadvantage that the mounting of the mirror must be very accurate and already small assembly inaccuracies lead to a variation of the direction of the transmitted radiation.
  • a similar optical detection device is known from DE 10 2006 045 799, in which no mirror is provided for the transmitting laser diode, but this is aligned directly in the direction of the azimuth and is rotated.
  • DE 10 2005 055 572 discloses an optical detection device in which both transmitters and receivers are fixed. This has the advantage that it is not necessary to supply the transmitter via induction with electrical energy, this can rather be controlled directly.
  • the deflection of the laser beam is again effected by means of a mirror.
  • the disadvantage here is that during the rotation of the mirror, the image of the laser beam in the zone to be examined changes, namely rotates. This is due to the mirror tilting relative to the laser beam. The rotating image results in undesirable effects.
  • the laser beam must be projected as a vertical line. If the line is deflected into the scanning area via the rotating mirror, the image rotates and in the border areas an exact assignment of the signals to the position becomes inaccurate or impossible.
  • an optical detection device which uses a common transmitter and receiver having the same optical path.
  • the detection device disclosed therein utilizes a beam splitter which splits the beam into a beam for the associated zone and a correction beam, the correction beam passing over an always horizontal reflecting surface is formed by the interface of two liquids is reflected. As a result, an inclination of the device is compensated.
  • the detection device disclosed in EP 1 914 564 B1 uses a pentaprism which has the property, in a certain frame, regardless of its position, of always deflecting between incoming and outgoing beam provide a fixed angle, usually of 90 °, with other angles are conceivable. In this respect, the pentaprism is "non-tilting.” This property does not have a mirror.
  • an optical detection device for detecting objects in a surveillance area in which the optical path for incident and outgoing radiation is identical. It is used a single deflection, which is designed as a mirror.
  • the deflection element is connected directly to the output shaft of an internal rotor electric motor and is arranged opposite the transmitter and receiver.
  • the optical path is partially divided by providing a first larger deflection element for the receiver. A smaller deflection element is arranged in an opening in the first deflection element and provided for the transmitter. Further, a drive is provided which rotates the two deflection elements together, wherein the transmitter is coupled directly to the output shaft of the internal rotor motor.
  • the object of the present invention is to provide an optical detection device which has a compact construction and is robust.
  • the drive comprises an electric motor having a rotor and a stator, wherein the rotor is coupled to the optical arrangement and between the transmitter and the optical arrangement wherein the electric motor has a central clearance coaxial with the axis of rotation of the rotor and wherein the optical path from the transmitter to the first optic passes through the free space of the motor.
  • the invention is based on the idea that it is advantageous to arrange the electric motor externally to the optical unit.
  • the optical unit is arranged as a single assembly, and the motor is provided separately from this. This has on the one hand manufacturing advantages, and the tolerances of the optical arrangement can be more easily met, since fewer parts are used.
  • the transmitter is stationary while the optical assembly is rotated. As a result, the transmitter is easier to supply with electrical energy and signals.
  • the arrangement of the electric motor between the transmitter and the optical arrangement is easier to connect to the optical arrangement, and it can be dispensed with transmission. A direct coupling between the electric motor and the optical arrangement is preferred.
  • the invention has recognized that in the electric motor, a central hollow space can be provided, regardless of whether this is an internal rotor motor or an external rotor motor. If an internal rotor motor is used, the rotor shaft, which is also the output shaft, can be made hollow, so that the optical path of the transmitter can be guided through the central free space in the output shaft. As a result, a compact and overall robust construction is achieved.
  • the optical path runs along the axis of rotation through the electric motor to the first optical system, which preferably has a deflecting element or deflection element for deflecting the transmitted radiation in a range of 80 ° to 100 °, preferably approximately 90 °.
  • the electric motor is designed as an external rotor motor.
  • An external rotor motor by design, centrally has a space which is not used, since the stator laminations which carry the stator winding are arranged in a ring shape. Centrally within the stator winding, it is possible to provide a hollow space that can accommodate the optical path.
  • the rotor has a hollow output shaft, the optical path extending through the hollow output shaft. Regardless of whether the electric motor is designed as an internal rotor or external rotor motor, this has an output shaft, from which the rotation is transmitted to the optical arrangement.
  • the output shaft is preferably aligned coaxially with the axis of rotation of the electric motor and designed as a hollow shaft.
  • the optical detection device has a diffuser lens for the transmitter, wherein the diffuser lens is arranged in the central free space.
  • a diffuser lens is used to soften the radiation emitted by the transmitter in its contour. If, for example, a laser diode is used for the transmitter, the image of the beam is substantially rectangular, as a rule deviating from a square. However, since a dot-shaped image is preferred, it is provided according to this embodiment that the emitted radiation is changed by a diffuser lens, so that a substantially point-like image results. Due to the arrangement of the diffuser lens in the central free space of the installation space of the optical detection device is further reduced in total and at the same time protected the diffuser lens from environmental influences.
  • the rotor has a cup-shaped rotor housing, which carries a plurality of permanent magnets, wherein the rotor housing is fixed to the optical arrangement.
  • the pot-shaped rotor housing preferably has an annular pot wall and a substantially flat pot bottom, the pot bottom being coupled to the optical arrangement.
  • the output shaft of the rotor is supported in a central passage of the stator.
  • the output shaft has a threaded portion which extends through the rotor housing and is received in a corresponding threaded portion of the optical assembly, so that the rotor housing is screwed against the optical assembly.
  • the attachment of the rotor housing against the optical arrangement takes place in this embodiment by means of the output shaft, so that an overall particularly simple and compact construction is achieved.
  • the output shaft of the electric motor is screwed directly against the optical assembly, and by screwing the rotor housing is fixed both against the output shaft and against the optical assembly.
  • the optical arrangement has a frame which is supported by at least one first bearing, wherein the optical path extends through the axis of rotation of the first bearing.
  • the bearing is designed as a rolling bearing.
  • rolling bearings have a central recess, and this recess is also used in this embodiment for the optical path.
  • the optical detection device has a controller for controlling the drive and the transmitter, wherein the controller is mounted on a printed circuit board having a first portion, which is arranged substantially parallel to the axis of rotation, and a second portion the transmitter supports and is arranged substantially perpendicular to the axis of rotation, is provided.
  • the circuit board on which the controller is provided in this way not only has the function of an electronic component, but also as a structural component, which supports and carries the transmitter.
  • the transmitter is preferably fixedly arranged on the printed circuit board.
  • the optical detection device has a second bearing for the optical arrangement, wherein the second bearing is disposed between the optical assembly and the receiver, the receiver being arranged to receive the reflected radiation via an optical path extending along the axis of rotation of the second bearing.
  • the optical arrangement is preferably arranged between the transmitter and the receiver, in particular between the electric drive and the receiver.
  • the optical detection device according to the present invention has a separate optical path for the radiation of the transmitter and the reflected radiation for the receiver.
  • a separate optical path also has the advantage of robustness. There is no overlapping of the radiation, which prevents measurement errors.
  • the receiver, as well as the transmitter is preferably stationary and, due to the rotation of the optical assembly, receives the reflected radiation via a path that runs along the axis of rotation of the optical assembly.
  • the optical arrangement has a deflecting element, which is preferably designed as a pentaprism.
  • the second bearing is arranged between the receiver and optical arrangement and also preferably designed as a rolling bearing.
  • the printed circuit board has a third section, which supports the receiver and is arranged substantially perpendicular to the axis of rotation.
  • the circuit board is not only used as an electronic component, but also as a structural component that carries and supports the receiver.
  • no circuit board is used as a support for transmitter and / or receiver. In this case, transmitters and / or sit on a mechanical support and possibly be connected to cables o. ⁇ . This can have cost advantages over the flexible circuit board.
  • it is preferred that the first portion and the second portion of the printed circuit board and / or the first portion and the third portion of the printed circuit board are connected via corresponding film hinges.
  • the film hinge is preferably formed from the substrate of the circuit board to which the individual conductors are applied.
  • a film hinge can be produced by machining corresponding sections, for example milled, from a flat printed circuit board out of the substrate, so that a thin section forms at these points and can act as a film hinge.
  • the individual printed conductors on the printed circuit board run over the film hinge, without a special connection would have to be provided at this point. This also makes the production much easier, as well as the assembly.
  • the printed circuit board is made of one component and this avoids further assembly tolerances which would otherwise occur when mating three single-conductor plates.
  • the optical arrangement has a second optical system for the receiver, for directing the reflected radiation to the receiver.
  • the second optic preferably has a pentaprism and optionally a second lens.
  • the second lens may be provided to focus reflected radiation such that collimated radiation passes into the pentaprism and also along the optical path leading to the receiver. This simplifies the conduction of the radiation through the bearing and towards the receiver.
  • the invention solves the above-mentioned object in a vehicle of the type mentioned above with a front and a rear in that it has at least one optical detection device according to one of the above-described preferred embodiments of a detection device of the first aspect of the invention; as well as an electronic vehicle electrical system and a vehicle control, which is connected to the electrical system and controls functions of the vehicle, wherein the optical detection device is connected to the vehicle electrical system of the vehicle for transmitting data to the vehicle control.
  • Data sent to the vehicle control can be transmitted, for example, comprise digitized distance information indicating a distance between the detection device and a detected object.
  • the vehicle control is preferably set up to output corresponding control signals to one or more control elements, such as a brake system.
  • At least one optical detection device is provided at the front of the vehicle.
  • This can be used, for example, to detect a traffic jam or a stationary vehicle in front of the vehicle.
  • detection devices are preferably arranged at two front corners of the front, for example in the region of direction indicators of the vehicle.
  • detection devices are arranged on the sides of the vehicle, in a passenger car approximately in the region of the B pillar. Side-mounted detection devices can be used in particular to detect, for example, cyclists or pedestrians in right-bending vehicle traffic, so that the detection device can be used as part of a turning assistance system.
  • one or more detection devices may be arranged to monitor the corresponding area.
  • detection devices of the type mentioned above can be used on the vehicle where a corresponding zone is to be observed. As complete an observation as possible of the entire vehicle environment is desirable and preferred if the detection device of the present invention is to be used for, for example, autonomous driving.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an optical detection device according to the invention
  • FIG. 2 shows a further schematic side view of the detection device
  • FIG. 3 shows a variant of the detection device according to FIG. 2;
  • Fig. 4 is an exploded view of the drive of the embodiment of FIG. 2;
  • Fig. 5 is an exploded view of the drive of the embodiment of FIG. 3;
  • Fig. 8 is a perspective view of the optical detection device incorporated in another housing
  • FIG. 9 is a perspective view of a partial exploded view of the detection device.
  • Fig. 10 is a perspective view of the optical arrangement
  • Fig. 1 1 is a schematic representation of a vehicle including detection device and to be detected object.
  • the basic principle of an optical detection device 1 according to the invention for mounting on a vehicle 100 is shown schematically in FIG.
  • the detection device 1 has a transmitter 2 for transmitting electromagnetic radiation 3 in an observed zone 101 (see also Fig. 10).
  • the electromagnetic radiation is preferably a laser pulse.
  • the optical detection device 1 has a receiver 4 for receiving radiation 5 reflected from the observed zone 101.
  • the optical detection device 1 according to this invention comprises an optical arrangement 6.
  • the optical arrangement 6 according to this exemplary embodiment has a first optical system 8 for the transmitter 2 for guiding the radiation 3 into the observed zone 101 and a second optical system 10 for the receiver 4 for conducting a reflected radiation 5 to the receiver 4.
  • the optical arrangement 6 is rotatable about a rotation axis A.
  • a drive 12 is provided which is shown only schematically in FIG. 1 (cf., for example, FIG. 2).
  • the drive 12 rotates the optical arrangement 6 about the rotation axis A.
  • the observed zone 101 can be scanned.
  • the transmitted radiation 3 emerges from the detection device 1 approximately radially with respect to the axis of rotation A. Due to the rotation of the optical arrangement 6, the transmitted radiation 3 is moved along the azimuth.
  • the transmitter 2 is set up to transmit radiation 3 substantially along the axis of rotation A.
  • the radiation 3 therefore has a section 3a which runs along the axis of rotation A.
  • a pentaprism 16 is provided.
  • the penaprism 16 is part of the first optics 8 and serves to deflect the radiation 3 by 90 °.
  • a deflection of less than or more than 90 ° may be preferred.
  • the part 3b of the radiation 3 therefore exits the optical detection device 1 substantially radially with respect to the axis of rotation A.
  • a first lens 18 is provided, which is designed as a cylindrical lens 20 in the schematic representation in FIG. 1.
  • the cylindrical lens 20 is connected downstream of the pentaprism 16 in the beam direction and spreads the beam 3 in the plane of the drawing of FIG. 1, that is to say in the installation situation of the optical detection device in the vertical direction.
  • the beam portion 3b is therefore spread out in a fan shape and thus linearly imaged in the zone 101.
  • the receiver 4 is likewise arranged stationary and provided to receive the reflected radiation 5 substantially along the axis of rotation A. Therefore, the part 5a of the reflected radiation is aligned along the axis of rotation A. Since the reflected radiation 5 initially enters the detection device 1 radially in section 5b, the second optics 10 for the receiver 4 has a further pentaprism 14, which likewise deflects the beam 5 by 90 ° and thus guides it to the receiver 4. For focusing the reflected radiation 5, a second lens 24 is provided, which bundles the radiation 5 and bundled leads into the pentaprism 14. This is a concentration the radiation 5 possible, and the receiver 4 can be designed to save space.
  • pentaprisms 14, 16 has the advantage that they can compensate for small assembly errors, since regardless of the position of the pentaprisms 14, 16 with respect to the incident beam 3a and 5b, the deflection always takes place at a defined angle. That is, even if the pentaprisms 14, 16 are slightly rotated with respect to the arrangement shown in FIG. 1, the beam 3, 5 is nevertheless deflected by 90 °. Furthermore, a compact design is achieved by the particular arrangement of the optical assembly 6 in the center and transmitter 2 and receiver 4 externally and also the external drive 12.
  • the optical arrangement 6 is arranged overall in a frame 30 and thus formed as a single assembly.
  • the drive 12 is in communication with the frame 30 and rotates it. The rotation is always carried out in one direction, radiation 3 being emitted only when the frame 30 is in a position in which the radiation 3 can exit in the direction of the zone 101.
  • the optical detection device 1 in turn has a transmitter 2, a receiver 4 and an optical arrangement 6.
  • Transmitter 2 and receiver 4 are arranged substantially at opposite ends of the detection device 1 and the optical arrangement 6 approximately in the middle.
  • the optical arrangement 6 in turn has a first optical system 8 for the transmitter 2 and a second optical system 10 for the receiver 4.
  • the first optics 8 has a pentaprism 16 and a first lens 18, which in turn is designed as a cylindrical lens 20, and the second optics 10 has a pentaprism 14 and a second lens 24 for focusing the incident radiation 5 (see FIG ) on.
  • the transmitter 2 has according to this embodiment, a laser diode 26 which is arranged on a first circuit board 62. Accordingly, the receiver 4 is designed as a photodiode and arranged on a second printed circuit board 64.
  • the printed circuit boards 62, 64 are substantially opposite and parallel to each other.
  • the drive 12 is arranged between the transmitter 2 and the optical arrangement 6 according to this exemplary embodiment.
  • the drive 12 is thus external to the optical arrangement 6 for driving the same.
  • the drive 12 according to this embodiment has a brushless DC motor 32 having a rotor 34 and a stator 36.
  • the motor 32 is formed as an external rotor motor, and thus the rotor 34 radially outwardly encloses the stator 36 having the stator winding.
  • a cavity 40 is formed inside.
  • the output shaft 42 of the motor 32 is hollow, and thus the optical path P1 for the radiation 3 (see Fig. 1) can pass from the transmitter 2 to the first optics 8 through the motor 32 and the shaft 42.
  • the lens 44 is designed as a diffuser lens and serves to soften the radiation emitted by the transmitter 2.
  • Laser diodes 26 have the property that the emitted beam is rectangular in the figure, this square shape deviating from a square.
  • the diffuser lens 44 serves to make the radiation diffuse, so that approximately a punctiform imaging of the radiation is achieved.
  • the holder 45 holds the diffuser lens 44 within the cavity 40, so that the entire arrangement of the optical detection apparatus 1 is compact.
  • the output shaft 42 is connected to a rotor housing 46 of the rotor 34, which in turn carries the permanent magnets 48.
  • the rotor housing 48 extends in a dome-shaped or pot-shaped manner over the stator 36.
  • the output shaft 42 has a threaded shaft 50 which is connected to a threaded portion 52 of the optical assembly 6. In this way, the optical arrangement 6 is coupled directly to the drive 12.
  • the optical arrangement 6 is arranged in a frame 30 (not shown in detail in FIG. 2, cf. FIGS. 1 and 9), which in turn is mounted in a rotor body 70.
  • the rotor body 70 has a central housing section 72, from which two stub shafts 74, 76 extend axially at opposite ends. Both the rotor body 70 and its stub shafts 74, 76 are provided with a through-bore, so that the corresponding radiation 3, 5 can pass.
  • the emitted radiation 3 occurs according to FIG.
  • the rotor body 70 is mounted with its stub shafts 74, 76 in corresponding designed as a rolling bearing bearings 54, 56, which in turn are supported on a housing.
  • the double bearing of the rotor body 70 a stable arrangement for the optical assembly 6 is achieved, whereby the robustness is increased.
  • the bearing 54 also serves to support the drive 12, which is connected via the threaded portion 50 with the rotor body 70.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 3 is largely identical to the exemplary embodiment according to FIG. 2, so that in the following essentially the differences are discussed.
  • the difference between the two embodiments of FIGS. 2 and 3 is that in the embodiment of FIG. 3, no holder 45 is provided for the diffuser lens 44, but rather the output shaft 42 has an axially extending into the stator 36 extension 43rd in which the diffuser lens 44 is arranged.
  • the diffuser lens 44 according to the embodiment of FIG. 3 is arranged to rotate.
  • the construction according to FIG. 3 is further simplified, since no additional holder 45 has to be provided.
  • the assembly tolerances between the laser diode 26 and the drive 12 must be taken into account so that the diffuser lens 44 is aligned with the emitted radiation 3 (see FIG.
  • FIGS. 2 and 3 are subsequently illustrated in FIGS. 4 and 5 again in two exploded views.
  • the optical assembly 6 as well as the frame 30 and also the rotary body 70 are omitted to simplify the drawing.
  • the drive 12 is shown separated in the exploded view of FIGS. 4 and 5, so that the stator 36 can be seen with its stator winding 37.
  • the free space 40 is formed.
  • a bush 39 is first provided, which is inserted into the interior of the stator 36.
  • the bush 39 has an annular shoulder 41 which comes into abutment with a collar 51 of the output shaft 42.
  • the output shaft 42 is axially secured against the stator 36.
  • the cup-shaped housing 46 with a bottom portion 47 can be brought into abutment.
  • the externally threaded portion 50 extends through a central hole 50 a at the bottom portion 47, so that the rotor housing 46 can be secured against the drive shaft 42 by means of a corresponding nut or the corresponding portion 52.
  • the diffuser lens 44 is arranged in the holder 45 in the embodiment according to FIG. 4, in the embodiment according to FIG. 5 the diffuser lens 44 is arranged in the extension 43 of the output shaft 42.
  • the holder 45 three feet 45a, 45b (only two can be seen in Fig. 4) provided in corresponding recesses 62a, 62b, 62c on the circuit board 62nd are pluggable.
  • the holder 45 sets a distance between the diffuser lens 44 and the laser diode 26.
  • the diffuser lens 44 in the section 43 is also arranged to be a predetermined distance from the laser diode 26.
  • Another advantage of the embodiment according to the embodiment shown in FIG. 5 is that the portion 43 provides improved support within the bushing 39.
  • Fig. 6 now illustrates the assembled state of the drive 12, wherein this state in the perspective view for the embodiments of FIGS. 2 to 4 looks identical, since the embodiments of FIGS. 2 to 4 only in the position of the diffuser lens 44th differ.
  • the threaded extension 50 is passed through the opening 50a, and the collar 51 is in abutment with the bottom portion 47.
  • the rotary body 70 of the optical assembly 6 with the threaded portion 52 is now screwed against the portion 50 .
  • the stub shaft 74 has a corresponding bore 75 which is provided with an internal thread (not shown in FIG. 6). Through the bore 75, the emitted radiation 3 from the laser diode 26 also occurs along the axis of rotation A, is then deflected by the first optics 8 and exits radially from the lens 20.
  • reflected radiation 5 is received and enters the second optical system 10 through the lens 24, is deflected and guided along the axis of rotation A through a second bore 77 in the stub shaft 76 to the receiver 4. It is crucial that the drive 12 is arranged between the transmitter 2 and the optical arrangement 6 and the optical path P1 passes through the drive 12 to the optical arrangement 6.
  • an optical detection device 1 as basically described in the exemplary embodiments of FIGS. 2 to 6, is shown.
  • the optical detection device 1 according to this embodiment is shown with a housing 80 and a printed circuit board 60.
  • the controller 110 (see Fig. 10) is formed in the form of electronic components.
  • the housing 80 has a main body 180, which in turn has two holding sections 182, 184 for the rolling bearings 54, 56.
  • a first section 60 of the printed circuit board is arranged which extends substantially parallel to the axis of rotation A (see FIGS. 2 to 6).
  • the housing 80 further has four brackets 186a, 186b, 186c, 186d, by means of which the detection device 1 can be fastened to a corresponding section on a vehicle 100 (see Fig. 10).
  • a housing cover which is transparent, can be provided on the holders 186a, 186b, 186c, 186d so that corresponding radiation 3, 5 can reach from and to the optical arrangement 6.
  • Such a housing cover is not shown in Fig. 7.
  • a second printed circuit board section 62 and a third printed circuit board section 64 extend from the middle printed circuit board section 60 at two axial ends.
  • the transmitter 2 is fastened to the second printed circuit board section 62 (see in particular FIG.
  • the stator 36 is fastened to the second printed circuit board section 62 by means of a separate stator holder 187.
  • the rotor 34 is screwed with its rotor housing 46, as described above with respect to the embodiments of FIGS. 2 to 6, against the rotor body 70. Another separate holder for the rotor 34 is not provided.
  • On the third circuit board portion 64 of the receiver 4 is arranged.
  • the second and third printed circuit board sections 62, 64 are connected to the first printed circuit board section 60 via corresponding film hinges 66, 68. These film hinges 66, 68 are formed by removing printed circuit substrate at the corresponding locations.
  • the circuit board 60, 62, 64 is initially made a full surface, and applied the conductor on the surface. Subsequently, at the points where the film hinges 66, 68 are to be formed, substrate taken away, for example by milling. As a result, the two printed circuit board sections 62 and 64 can be tilted upwards with respect to the first printed circuit board section 60, so that these are arranged approximately at a 90 ° angle. As a result, a particularly simple assembly of the detection device 1 is achieved.
  • the printed circuit board sections 60, 62, 64 could alternatively also be connected to cables or designed as flexible films with contact paths. Depending on the design, cost advantages may arise.
  • FIG. 8 shows the arrangement from FIG. 7 with the housing 80 inserted into a further housing 190.
  • the housing 190 has a lower housing shell 191 and an upper housing shell 192. Together, the housing shells 191, 192 enclose the detection device 1 together with the housing 80.
  • the upper housing shell 192 has at least in the region of the first lens 18 and the second lens 24 transparent portions 193a, 193b, wherein in variants and the entire housing shell 192 may be formed transparent.
  • the housing 80 is screwed by means of four screws 194a, 194b, 194d, 194e against the lower housing shell 191.
  • the screws 194a, 194b, 194d, 194e extend through the sections 186a, 186b, 186d, 186e (see also FIG. 7) and engage corresponding threaded sections 195a, 195b, 95d, 195e on the lower housing shell 191.
  • the lower housing shell 191 also has, in the interior, a honeycomb structure 196, through which ventilation ducts 197 run, which serve to ventilate the electronic components and in particular the drive 12.
  • Upper and lower housing shells 191, 192 are connected to each other by means of a clip connection.
  • the upper housing shell 192 tabs 198 in Fig. 8 only two provided with reference numerals
  • the corresponding projections 199 engage the lower housing shell 191. Consequently is achieved a positive releasable connection between the housing shells 191, 192.
  • FIG. 9 shows a variant of the optical detection device 1 from the previous figures.
  • the first lens 18 is designed as a Powell lens 22.
  • the Powell lens 22 is also used as the cylindrical lens 18 to spread the radiation 3 and thus to achieve a line-shaped image.
  • Powell lens 22 is shown separately from pentaprism 16 in FIG. 9, but may also be integrally formed therewith.
  • a two-part design of the first lens 18 and pentaprism 16, whether the first lens 18 is a cylindrical lens 20 or a Powell lens 22, has the advantage that the first lens 18 is adjustable relative to the pentaprism 16 as will now be described with reference to FIG.
  • FIG. 10 again illustrates the optical arrangement 6 in a perspective view.
  • the frame 30 is omitted in FIG. 10, and essentially the two pentaprisms 14, 16 as well as the first lens 18 and the second lens 24 are shown.
  • the frame 30 according to this embodiment has an adjusting mechanism 84, by means of which the relative position of the first lens 18 and pentaprism 16 is adjustable to one another.
  • Fig. 1 is indicated by the arrows 83 that the first lens 18 in the direction of the axis of rotation A is adjustable.
  • the pentaprism 16 is arranged in a carriage 82, the axial position of which is adjustable along the axis of rotation A by the adjusting mechanism 84.
  • the adjustment mechanism 84 includes an eccentric member 86 which engages the carriage 82 so as to move the carriage 82 along the axis of rotation A as the eccentric member 86 rotates.
  • the movement of the carriage 82 and the pentaprism 16 is shown in Fig. 10 by the dashed lines.
  • the eccentric element 86 has on its front side an engagement portion 88, which is formed in this embodiment as a slot-shaped recess. As a result, the eccentric element 86 can be actuated by a conventional screwdriver.
  • the adjusting mechanism 84 is used to compensate for an installation position of the detection device 1. It is necessary for reliable detection that the emitted beam 3, namely in particular section 3b (see Fig. 1), is emitted substantially horizontally and, even if it is spread, not too high and not too low from the detection device exit.
  • the detection device 1 If the beam part 3b is emitted at too great an angle downwards, the detection device 1 only "sees" the road bottom and possibly perceives it as an obstacle, but if the angle is set too large and the section 3b of the beam 3 points from the horizontal As seen above, it is conceivable that no obstacle is mistakenly perceived because the radiation 3b passes above an obstacle, because the mounting position of the detection device 1 is not always identical due to mounting tolerances, it is preferable to use the adjusting mechanism 84 to control the direction of the beam This is preferably carried out in the factory after assembly of the detection device 1 and checked using reference points
  • the eccentric element 86 is designed in this embodiment so that it is self-locking.When its rotational position is correctly set, a further automatic rotation is inhibited and an adjustment of relative position between pentaprism 16 and first lens 18 is prevented.
  • the vehicle 100 has a front 102 and a rear 104, wherein according to this exemplary embodiment the optical detection device 1 is arranged on the front 102. Preferably, the optical detection device 1 is provided approximately centrally on the front 102.
  • the optical detection device 1 emits radiation 3b into a zone 101 to be observed. In the zone 101 to be observed is an object 106, which in this exemplary embodiment is shown schematically in FIG.
  • the object 106 may be another vehicle, a person, or another obstacle.
  • Radiation 5 is reflected by the object 06, and the reflected radiation 5 partially returns to the optical detection device 1, where it is conducted to the receiver 4 as described above.
  • the optical detection device 1 further has a controller 110 which is set up to determine a distance D between the object 106 and the optical detection device 1 from the time difference between the emission of the radiation 3 and the reception of the reflected radiation 5.
  • the controller 1 10 is connected via an electrical system 1 12 of the vehicle with the vehicle control 1 14 and sends data 1 16 to this.
  • the data 1 16 may contain digitized data of the distance D or also the raw data of the transit time measurement.
  • the vehicle controller 114 is preferably configured to derive measures from the received data 16, such as outputting a brake signal when the distance D falls below a minimum distance.
  • the vehicle controller 1 14 may be configured to issue a warning signal for a vehicle driver.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Detektionsvorrichtung (1) zur Anordnung an einem Fahrzeug (100) zur Detektion von Objekten (106) in der Nähe des Fahrzeugs (100), mit wenigstens einem Sender (2) zum Senden von elektromagnetischer Strahlung (3) in eine beobachtete Zone (101); wenigsten einem Empfänger (4) zum Empfangen von aus der beobachteten Zone (101) reflektierter Strahlung (5); einer optische Anordnung (6), aufweisend eine erste Optik (8) für den Sender (2) zum Leiten der Strahlung (3) in die beobachtete Zone (101); und einem Antrieb (12) zum Rotieren wenigstens der optischen Anordnung (6) um eine Rotationsachse (A), sodass die gesendete Strahlung entlang des Azimut bewegt wird. Der Antrieb (12) weist einen elektrischen Motor (32) auf, der einen Rotor (34) und einen Stator (36) hat, wobei der Rotor (34) mit der optischen Anordnung (6) gekoppelt ist und zwischen dem Sender (2) und der optischen Anordnung (6) angeordnet ist. Der elektrische Motor (32) weist ferner einen zentralen freien Raum (40) koaxial zu der Rotationsachse (A) des Rotors (34) auf, und der optische Pfad (P1) von dem Sender (2) zu der ersten Optik (8) verläuft durch den freien Raum (40).

Description

□DAR Sensor mit kompaktem Aufbau
Die Erfindung betrifft eine optische Detektionsvorrichtung zur Anordnung an einem Fahrzeug zur Detektion von Objekten in der Nähe des Fahrzeugs, mit wenigstens einem Sender zum Senden von elektromagnetischer Strahlung in eine beobachtete Zone, wenigstens einem Empfänger zum Empfangen von aus der beobachteten Zone reflektierter Strahlung, eine optische Anordnung, aufweisend eine erste Optik für den Sender zum Leiten der Strahlung in die beobachtete Zone und einem Antrieb zum Rotieren wenigstens der optischen Anordnung um eine Rotationsachse, sodass die gesendete Strahlung entlang des Azimut bewegt wird.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Front und einem Heck, das wenigstens eine solche optische Detektionsvorrichtung aufweist.
Derartige optische Detektionsvorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und werden allgemein auch als optische Laufzeitsensoren, Laserscanner, Li- DAR-Sensoren oder LaDAR-Sensoren bezeichnet. Von einem Sender wird elektromagnetische Strahlung ausgesendet und von einem Objekt reflektiert. Durch Empfang der reflektierten Strahlung und entsprechende Laufzeitmessung des Signals ist ein Abstand zwischen der Detektionsvorrichtung und dem Objekt, welches die Strahlung reflektierte, bestimmbar.
Konkret werden derartige Detektionsvorrichtungen vermehrt auch bei Fahrzeugen eingesetzt, um die Umsetzung von Fahrerassistenzsystemen sowie autonomes Fahren zu ermöglichen. Neben solchen optischen Detektionsvorrichtungen werden auch Infrarotsensoren, Radarsensoren und Ähnliches eingesetzt. Es hat sich gezeigt, dass solche optischen Detektionsvorrichtungen beispielsweise zur Stauerkennung, Objekterkennung, Personenerkennung im Fahrbe- reich oder auch als Abbiegesensoren, die beispielsweise ein neben einem Fahrzeug befindliches Objekt, wie einen Fahrradfahrer, detektieren, eingesetzt werden können. Insbesondere im Bereich der Lastkraftwagen ist dieser Einsatz vorteilhaft und kann beispielsweise dazu verwendet werden zu detektieren, ob ein Aufleger beim Abbiegen mit einem Objekt kollidiert. Daten, die mittels derartiger optischer Detektionsvorrichtungen erfasst werden, können in die Fahrzeugsteuerung eingespeist werden, und die Fahrzeugsteuerung kann basierend auf diesen Daten bestimmte Stellsignale, beispielsweise für eine Bremsanlage oder eine Warnanlage, ausgeben.
Der Einsatz von solchen optischen Detektionsvorrichtungen in der Massenfertigung von Fahrzeugen bedingt einerseits, dass die Herstellung solcher optischer Detektionsvorrichtungen einfach und preiswert möglich sein muss, andererseits auch, dass diese optischen Detektionsvorrichtungen robust sind und den Umwelteinflüssen, die auf diese beim Einsatz im Fahrzeugbereich wirken, standhalten müssen.
Aus DE 10 2008 0 3 906 ist eine gattungsgemäße Detektionsvorrichtung bekannt, bei der zum Umlenken der Strahlung Spiegel eingesetzt werden. Eine Laserdiode sendet einen Lichtstrahl parallel zu einer Rotationsachse einer rotierbaren optischen Anordnung aus, und ein Spiegel wird eingesetzt, diesen Lichtstrahl so umzulenken, dass der Azimut abgetastet werden kann. Eine entsprechende Spiegelanordnung ist auch für den Empfänger vorgesehen. Die Laserdiode wird gemeinsam mit der Optik rotiert. Die Ansteuerung der Laserdiode wird über eine Induktionsspule realisiert. Problematisch ist hierbei einerseits, dass durch die Energieübertragung mittels Induktion relativ hohe elektromagnetische Strahlung herrscht, die im Fahrzeugbereich unerwünscht sein kann, da sie auf andere elektrische Systeme Einfluss haben kann. Für eine entsprechende Abschirmung ist im Fahrzeugbereich häufig nicht ausreichend Raum. Eine Umlenkung mittels eines Spiegels hat den Nachteil, dass die Montage des Spiegels sehr genau erfolgen muss und bereits kleine Monta- geungenauigkeiten zu einer Variation der Richtung der gesendeten Strahlung führen. Eine ähnliche optische Detektionsvorrichtung ist aus DE 10 2006 045 799 bekannt, bei der für die sendende Laserdiode kein Spiegel vorgesehen ist, sondern diese direkt in Richtung des Azimut ausgerichtet ist und rotiert wird.
Ferner offenbart DE 10 2005 055 572 eine optische Detektionsvorrichtung, bei der sowohl Sender als auch Empfänger feststehend sind. Dies hat den Vorteil, dass es nicht erforderlich ist, den Sender über Induktion mit elektrischer Energie zu versorgen, dieser kann vielmehr direkt angesteuert werden. Die Umlen- kung des Laserstrahls erfolgt wiederum mittels eines Spiegels. Nachteilig ist hierbei, dass sich bei der Rotation des Spiegels die Abbildung des Laserstrahls in der zu untersuchenden Zone ändert, nämlich dreht. Dies ist begründet in der sich relativ zum Laserstrahl ändernden geneigten Lage des Spiegels. Durch die rotierende Abbildung ergeben sich unerwünschte Effekte.
Für ein sicheres Ergebnis bei der Abtastung mit dazugehöriger hoher Auflösung muss der Laserstrahl als vertikale Linie projiziert werden. Wird die Linie über den rotierenden Spiegel in den Abtastbereich abgelenkt, rotiert das Abbild und in den Randbereichen wird eine genaue Zuordnung der Signale zur Position ungenau bzw. unmöglich.
Eine weitere optische Detektionsvorrichtung, die ebenfalls mit Spiegeln arbeitet, wobei die Spiegel am Rand zylindrische Abschnitte aufweisen, ist in DE 10 2004 041 500 A1 offenbart.
Zur Verbesserung der Messgenauigkeit ist bekannt, mehrere Kanäle zu verwenden. Dies ist beispielsweise in DE 197 17 399 offenbart. Durch die Verwendung mehrerer unterschiedlicher Kanäle ist es möglich, die Sichtweiteneinschränkungen durch witterungsbedingte Rückstreuung wie Gischt, Nebel und Schnee zu reduzieren.
Aus EP 1 914 564 ist eine optische Detektionsvorrichtung bekannt, die einen gemeinsamen Sender und Empfänger nutzt, die denselben optischen Pfad haben. Die darin offenbarte Detektionsvorrichtung nutzt einen Strahlteiler, der den Strahl in einen Strahl für die zugeordnete Zone und einen Korrekturstrahl teilt, wobei der Korrekturstrahl über eine stets horizontale Reflektionsfläche, die durch die Grenzfläche zweier Flüssigkeiten gebildet wird, reflektiert wird. Hierdurch wird eine Neigung der Vorrichtung ausgeglichen. Um bei gekippter Detek- tionsvorrichtung dennoch einen horizontal ausgerichteten Strahl des Senders zu erreichen, nutzt die in EP 1 914 564 B1 offenbarte Detektionsvorrichtung ein Pentaprisma, das die Eigenschaft hat, in gewissem Rahmen unabhängig von seiner Lage stets eine Ablenkung zwischen einfallendem und ausfallendem Strahl in einem festen Winkel, meist von 90°, bereitzustellen, wobei auch andere Winkel denkbar sind. Insofern ist das Pentaprisma„kippneutral". Diese Eigenschaft hat ein Spiegel nicht.
Ein weiteres Beispiel einer optischen Detektionsvorrichtung ist in US 9,255,790 B2 offenbart. Auch die dort offenbarte Vorrichtung nutzt für den Sender ein Pentaprisma, um den Strahl um 90° umzulenken.
Aus DE 44 12 044 ist eine optische Detektionsvorrichtung zum Erfassen von Gegenständen in einem Überwachungsbereich bekannt, bei der der optische Pfad für einfallende und ausgehende Strahlung identisch ist. Es wird ein einziges Ablenkelement verwendet, welches als Spiegel ausgebildet ist. Das Ablenkelement ist in einer Variante direkt mit der Abtriebswelle eines Innenläufer- elektromotors verbunden und gegenüberliegend zum Sender und Empfänger angeordnet. In einer zweiten Variante ist der optische Pfad teilweise geteilt, indem ein erstes größeres Ablenkelement für den Empfänger vorgesehen ist. Ein kleineres Ablenkelement ist in einem Durchbruch in dem ersten Ablenkelement angeordnet und für den Sender vorgesehen. Ferner ist ein Antrieb vorgesehen, der beide Ablenkelemente gemeinsam rotiert, wobei der Sender direkt mit der Abtriebswelle des Innenläufermotors gekoppelt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Detektionsvorrichtung anzugeben, die einen kompakten Aufbau hat und robust ist.
Diese Aufgabe wird bei einer optischen Detektionsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Antrieb einen elektrischen Motor aufweist, der einen Rotor und einen Stator hat, wobei der Rotor mit der optischen Anordnung gekoppelt ist und zwischen dem Sender und der optischen Anordnung angeordnet ist, wobei der elektrische Motor einen zentralen freien Raum koaxial zu der Rotationsachse des Rotors aufweist und wobei der optische Pfad von dem Sender zu der ersten Optik durch den freien Raum des Motors verläuft.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass es vorteilhaft ist, den elektrischen Motor extern zu der optischen Einheit anzuordnen. Dadurch ist die optische Einheit als einzelne Baugruppe angeordnet, und der Motor ist separat von dieser vorgesehen. Dies hat auf der einen Seite fertigungstechnische Vorteile, und die Toleranzen der optischen Anordnung können leichter eingehalten werden, da weniger Teile verwendet werden. Der Sender ist ortsfest angeordnet, während die optische Anordnung rotiert wird. Hierdurch ist der Sender einfacher mit elektrischer Energie und Signalen versorgbar. Durch die Anordnung des elektrischen Motors zwischen Sender und optischer Anordnung ist dieser einfacher mit der optischen Anordnung verbindbar, und es kann auf Getriebe verzichtet werden. Eine direkte Kopplung zwischen elektrischem Motor und optischer Anordnung ist bevorzugt.
Ferner hat die Erfindung erkannt, dass bei dem elektrischen Motor ein zentraler hohler Raum vorgesehen werden kann, unabhängig davon, ob es sich hierbei um einen Innenläufermotor oder einen Außenläufermotor handelt. Wird ein In- nenläufermotor eingesetzt, kann die Rotorwelle, die gleichzeitig Abtriebswelle ist, hohl ausgeführt werden, sodass der optische Pfad des Senders durch den zentralen freien Raum in der Abtriebswelle geführt werden kann. Hierdurch wird ein kompakter und insgesamt robuster Aufbau erreicht. Der optische Pfad verläuft entlang der Rotationsachse durch den elektrischen Motor hindurch zur ersten Optik, die vorzugsweise ein Umlenkelement oder Ablenkelement zum Umlenken der gesendeten Strahlung in einem Bereich von 80° bis 100°, vorzugsweise etwa um 90° aufweist.
Besonders bevorzugt ist der elektrische Motor als Außenläufermotor ausgebildet. Ein Außenläufermotor weist konstruktionsbedingt zentral einen Raum auf, der nicht genutzt ist, da die Statorbleche, die die Statorwicklung tragen, ringförmig angeordnet sind. Zentral innerhalb der Statorwicklung ist es möglich, einen hohlen Raum vorzusehen, der den optischen Pfad aufnehmen kann. Vorzugsweise weist der Rotor eine hohle Abtriebswelle auf, wobei der optische Pfad durch die hohle Abtriebswelle verläuft. Unabhängig davon, ob der elektrische Motor als Innenläufer- oder Außenläufermotor ausgebildet ist, weist dieser eine Abtriebswelle auf, von der die Rotation auf die optische Anordnung übertragen wird. Die Abtriebswelle ist vorzugsweise koaxial zur Rotationsachse des elektrischen Motors ausgerichtet und als Hohlwelle ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die optische Detek- tionsvorrichtung eine Diffusor-Linse für den Sender auf, wobei die Diffusor- Linse in dem zentralen freien Raum angeordnet ist. Eine Diffusor-Linse wird dazu verwendet, die von dem Sender emittierte Strahlung in ihrer Kontur aufzuweichen. Wird für den Sender beispielsweise eine Laserdiode verwendet, ist die Abbildung des Strahls im Wesentlichen rechteckig, in der Regel abweichend von einem Quadrat. Da jedoch eine punktförmige Abbildung bevorzugt ist, ist gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen, dass die emittierte Strahlung durch eine Diffusor-Linse verändert wird, sodass sich eine im Wesentlichen punktförmige Abbildung ergibt. Durch die Anordnung der Diffusor-Linse in dem zentralen freien Raum wird der Bauraum der optischen Detektionsvorrichtung insgesamt weiter verkleinert und gleichzeitig die Diffusor-Linse vor Umwelteinflüssen geschützt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Rotor ein topfförmiges Rotorgehäuse aufweist, das eine Mehrzahl an Permanentmagneten trägt, wobei das Rotorgehäuse an der optischen Anordnung befestigt ist. Bevorzugt weist das topfförmige Rotorgehäuse eine ringförmige Topfwand und einen im Wesentlichen flachen Topfboden auf, wobei der Topfboden mit der optischen Anordnung gekoppelt ist.
Weiterhin ist bevorzugt, dass die Abtriebswelle des Rotors in einem zentralen Durchlass des Stators abgestützt ist. Hier kann zwischen der Abtriebswelle des Rotors und dem Stator eine Gleitlagerung vorgesehen sein. Hierdurch ergibt sich eine weitere stabilere und robuste Konstruktion. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Abtriebswelle einen Gewindeabschnitt auf, der sich durch das Rotorgehäuse erstreckt und in einem entsprechenden Gewindeabschnitt der optischen Anordnung aufgenommen ist, sodass das Rotorgehäuse gegen die optische Anordnung geschraubt ist. Die Befestigung des Rotorgehäuses gegen die optische Anordnung erfolgt in dieser Ausführungsform mittels der Abtriebswelle, sodass eine insgesamt besonders einfache und kompakte Konstruktion erreicht ist. Es sind keine zusätzlichen Befestigungselemente notwendig, vielmehr ist die Abtriebswelle des Elektromotors direkt gegen die optische Anordnung verschraubt, und durch die Verschraubung ist auch das Rotorgehäuse sowohl gegen die Abtriebswelle als auch gegen die optische Anordnung fixiert.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die optische Anordnung einen Rahmen aufweist, der durch wenigstens ein erstes Lager gestützt ist, wobei der optische Pfad durch die Rotationsachse des ersten Lagers verläuft. Bevorzugt ist das Lager als Wälzlager ausgebildet. Auch Wälzlager weisen eine zentrale Ausnehmung auf, und diese Ausnehmung wird in dieser Ausführungsform ebenfalls für den optischen Pfad verwendet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optische Detektionsvorrichtung eine Steuerung zum Steuern des Antriebs und des Senders aufweist, wobei die Steuerung auf einer Leiterplatte mit einem ersten Abschnitt, der im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse angeordnet ist, und einem zweiten Abschnitt, der den Sender stützt und im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse angeordnet ist, vorgesehen ist. Die Leiterplatte, auf der die Steuerung vorgesehen ist, hat auf diese Art und Weise nicht nur die Funktion als elektronisches Bauteil, sondern auch als strukturelles Bauteil, welches den Sender stützt und trägt. Der Sender ist vorzugsweise fest auf der Leiterplatte angeordnet. Indem sich der erste Abschnitt der Leiterplatte im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse erstreckt, ist weiterhin der Bauraum verkleinert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die optische Detektionsvorrichtung ein zweites Lager für die optische Anordnung auf, wobei das zweite Lager zwischen der optischen Anordnung und dem Empfänger angeordnet ist, wobei der Empfänger dazu angeordnet ist, die reflektierte Strahlung über einen optischen Pfad zu empfangen, der entlang der Rotationsachse des zweiten Lagers verläuft. Durch die Abstützung der optischen Anordnung mit zwei Lagern ist diese besonders stabil gelagert. Hierdurch ist die Robustheit verbessert.
Die optische Anordnung ist vorzugsweise zwischen dem Sender und dem Empfänger, insbesondere zwischen dem elektrischen Antrieb und dem Empfänger, angeordnet. Die optische Detektionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen getrennten optischen Pfad auf für die Strahlung des Senders und die reflektierte Strahlung für den Empfänger. Ein getrennter optischer Pfad hat ebenfalls den Vorteil der Robustheit. Es kommt nicht zur Überlagerung der Strahlung, wodurch Messfehler verhindert werden. Der Empfänger ist ebenso wie der Sender vorzugsweise ortsfest angeordnet und aufgrund der Rotation der optischen Anordnung so, dass dieser die reflektierte Strahlung über einen Pfad empfängt, der entlang der Rotationsachse der optischen Anordnung verläuft. Die optische Anordnung weist zum Leiten der reflektierten Strahlung zum Empfänger ein Umlenkelement auf, welches vorzugsweise als Pentaprisma ausgebildet ist. Das zweite Lager ist zwischen Empfänger und optischer Anordnung angeordnet und ebenfalls vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet. Hierbei ist wiederum bevorzugt, dass der optische Pfad durch das Wälzlager, insbesondere entlang der Rotationsachse, verläuft.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Leiterplatte einen dritten Abschnitt aufweist, der den Empfänger stützt und im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse angeordnet ist. Wiederum ist die Leiterplatte nicht nur als elektronisches Bauteil, sondern auch als strukturelles Bauteil eingesetzt, das den Empfänger trägt und stützt. In einer Alternative ist keine Leiterplatte als Stütze für Sender und/oder Empfänger verwendet. In diesem Fall sind Sender und/oder auf einem mechanischen Träger sitzen und ggf. mit Kabeln o. ä verbunden sein. Dies kann Kostenvorteile gegenüber der flexiblen Leiterplatte haben. Weiterhin ist bevorzugt, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt der Leiterplatte und/oder der erste Abschnitt und der dritte Abschnitt der Leiterplatte über entsprechende Filmscharniere verbunden sind. Das Filmscharnier ist vorzugsweise aus dem Substrat der Leiterplatte, auf das die einzelnen Leiter aufgebracht sind, gebildet. Ein solches Filmscharnier lässt sich herstellen, indem aus einer ebenen Leiterplatte aus dem Substrat entsprechende Abschnitte herausgearbeitet, beispielsweise gefräst, werden, sodass sich an diesen Stellen ein dünner Abschnitt bildet, der als Filmscharnier fungieren kann. Die einzelnen Leiterbahnen auf der Leiterplatte verlaufen über das Filmscharnier, ohne dass eine besondere Verbindung an dieser Stelle vorgesehen sein müsste. Auch hierdurch wird die Herstellung wesentlich vereinfacht, ebenso wie die Montage. Die Leiterplatte wird aus einem Bauteil hergestellt, und hierdurch werden weitere Montagetoleranzen, die anderenfalls beim Zusammenstecken von drei Einzelleiterplatten auftreten würden, vermieden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die optische Anordnung eine zweite Optik für den Empfänger auf, zum Leiten der reflektierten Strahlung zu dem Empfänger. Die zweite Optik weist vorzugsweise ein Pentaprisma sowie optional eine zweite Linse auf. Die zweite Linse kann vorgesehen sein, um reflektierte Strahlung zu fokussieren, sodass in das Pentaprisma und auch entlang des optischen Pfads, der zum Empfänger führt, eine gebündelte Strahlung verläuft. Hierdurch ist die Leitung der Strahlung durch das Lager sowie hin zum Empfänger vereinfacht.
In einem zweiten Aspekt löst die Erfindung die eingangs genannte Aufgabe bei einem Fahrzeug der eingangs genannten Art mit einer Front und einem Heck dadurch, dass dieses wenigstens eine optische Detektionsvorrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen einer Detektionsvorrichtung des ersten Aspekts der Erfindung aufweist; sowie ein elektronisches Bordnetz und eine Fahrzeugsteuerung, die mit dem Bordnetz verbunden ist und Funktionen des Fahrzeugs steuert, wobei die optische Detektionsvorrichtung mit dem Bordnetz des Fahrzeugs zum Übertragen von Daten an die Fahrzeugsteuerung verbunden ist. Daten, die an die Fahrzeugsteuerung übertragen werden, können beispielsweise digitalisierte Abstandsinformationen umfassen, die einen Abstand zwischen der Detektionsvorrichtung sowie einem detektierten Objekt angeben. Abhängig von diesen Abstandswerten ist die Fahrzeugsteuerung vorzugsweise dazu eingerichtet, entsprechende Stellsignale an ein oder mehrere Stellelemente, wie beispielsweise eine Bremsanlage, auszugeben.
Vorzugsweise ist wenigstens eine optische Detektionsvorrichtung an der Front des Fahrzeugs vorgesehen. Diese kann beispielsweise dazu eingesetzt werden, einen Stau oder ein stehendes Fahrzeug vor dem Fahrzeug zu detektie- ren. Zusätzlich oder alternativ sind vorzugsweise an zwei vorderen Ecken der Front, etwa im Bereich von Fahrtrichtungsanzeigern des Fahrzeugs, Detekti- onsvorrichtungen angeordnet. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass Detektionsvorrichtungen an Seiten des Fahrzeugs, bei einem Personenkraftwagen etwa im Bereich der B-Säule, angeordnet sind. Seitlich angeordnete Detektionsvorrichtungen können insbesondere dazu eingesetzt werden, beispielsweise Fahrradfahrer oder Fußgänger bei rechtsabbiegendem Fahrzeugverkehr zu detektieren, sodass die Detektionsvorrichtung als Teil eines Abbiegeassistenz- systems eingesetzt werden kann. Auch am Heck des Fahrzeugs können eine oder mehrere Detektionsvorrichtungen angeordnet sein, um den entsprechenden Bereich zu überwachen. Grundsätzlich sind Detektionsvorrichtungen der eingangs genannten Art an dem Fahrzeug dort einsetzbar, wo eine entsprechende Zone beobachtet werden soll. Eine möglichst vollständige Beobachtung des gesamten Fahrzeugumfelds ist wünschenswert und bevorzugt, wenn die Detektionsvorrichtung der vorliegenden Erfindung für beispielsweise autonomes Fahren eingesetzt werden soll.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer optischen Detektionsvorrich- tung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine weitere schematische Seitenansicht der Detektionsvorrichtung;
Fig. 3 eine Variante zu der Detektionsvorrichtung gemäß Fig. 2;
Fig. 4 eine Explosionsdarstellung des Antriebs des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2;
Fig. 5 eine Explosionsdarstellung des Antriebs des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3;
Fig. 6 eine perspektivische teilweise Explosionsdarstellung der Detektionsvorrichtung; Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der optischen Detektionsvorrichtung samt Gehäuse, teilweise demontiert;
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der optischen Detektionsvorrichtung in ein weiteres Gehäuse eingebaut;
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer teilweisen Explosionsdarstellung der Detektionsvorrichtung;
Fig. 10 eine perspektivische Darstellung der optischen Anordnung; und
Fig. 1 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs samt Detektionsvorrichtung und zu detektierendem Objekt.
Das Grundprinzip einer optischen Detektionsvorrichtung 1 gemäß der Erfindung, zur Anordnung an einem Fahrzeug 100 (Fig. 10) ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Detektionsvorrichtung 1 weist einen Sender 2 zum Senden von elektromagnetischer Strahlung 3 in eine beobachtete Zone 101 (vgl. auch Fig. 10) auf. Die elektromagnetische Strahlung ist vorzugsweise ein Laserimpuls. Weiterhin weist die optische Detektionsvorrichtung 1 einen Empfänger 4 zum Empfangen von aus der beobachteten Zone 101 reflektierter Strahlung 5 auf. Zum Leiten der Strahlung 3, 5 weist die optische Detektionsvorrichtung 1 gemäß dieser Erfindung eine optische Anordnung 6 auf. Die optische Anordnung 6 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine erste Optik 8 für den Sender 2 zum Leiten der Strahlung 3 in die beobachtete Zone 101 sowie eine zweite Optik 10 für den Empfänger 4 zum Leiten einer reflektierten Strahlung 5 zu dem Empfänger 4 auf. Während Sender 2 und Empfänger 4 ortsfest sind, ist die optische Anordnung 6 um eine Rotationsachse A rotierbar. Dazu ist ein Antrieb 12 vorgesehen, der in Fig. 1 nur schematisch dargestellt ist (vgl. beispielsweise Fig. 2). Der Antrieb 12 rotiert die optische Anordnung 6 um die Rotationsachse A. Dadurch lässt sich die beobachtete Zone 101 abscannen. Die gesendete Strahlung 3 tritt in etwa radial bezogen auf die Rotationsachse A aus der Detektionsvorrichtung 1 aus. Durch die Rotation der optischen Anordnung 6 wird die gesendete Strahlung 3 entlang des Azimut bewegt. Wie sich auch aus Fig. 1 ergibt, ist der Sender 2 dazu eingerichtet, Strahlung 3 im Wesentlichen entlang der Rotationsachse A zu senden. Die Strahlung 3 weist daher einen Abschnitt 3a auf, der entlang der Rotationsachse A verläuft. Um die Strahlung 3 dann in radiale Richtung zu senden, sodass diese in die zu beobachtende Zone 101 gelangt, ist ein Pentaprisma 16 vorgesehen. Das Pen- taprisma 16 ist Teil der ersten Optik 8 und dient dazu, die Strahlung 3 um 90° abzulenken. Je nach Anwendungsfall kann auch eine Ablenkung von weniger oder mehr als 90° bevorzugt sein. Beispielsweise gibt es Anwendungsfälle mit 92°, um eine geringere Bodenabtastung zu erreichen, bei vertikaler Einbaulage. Dies vermeidet Fehldetektion, in der der Boden fälschlicherweise als Hindernis wahrgenommen wird.
Der Teil 3b der Strahlung 3 tritt daher im Wesentlichen radial bezogen auf die Rotationsachse A aus der optischen Detektionsvorrichtung 1 aus. Um die Strahlung 3, die zunächst schmal aus dem Sender 2 austritt, aufzuweiten, aufzu- spreizen bzw. aufzufächern, ist eine erste Linse 18 vorgesehen, die in der schematischen Darstellung in Fig. 1 als zylindrische Linse 20 ausgebildet ist. Die zylindrische Linse 20 ist dem Pentaprisma 16 in Strahlenrichtung nachgeschaltet und spreizt den Strahl 3 in der Zeichenebene von Fig. 1 auf, das heißt in der Einbausituation der optischen Detektionsvorrichtung in vertikaler Richtung. Der Strahlanteil 3b ist daher fächerförmig aufgespreizt und so in der Zone 101 linienförmig abgebildet.
Der Empfänger 4 ist ebenfalls ortsfest angeordnet und dazu vorgesehen, die reflektierte Strahlung 5 im Wesentlichen entlang der Rotationsachse A zu empfangen. Daher ist der Teil 5a der reflektierten Strahlung entlang der Rotationsachse A ausgerichtet. Da die reflektierte Strahlung 5 zunächst radial im Abschnitt 5b in die Detektionsvorrichtung 1 eintritt, weist die zweite Optik 10 für den Empfänger 4 ein weiteres Pentaprisma 14 auf, das den Strahl 5 ebenfalls um 90° ablenkt und so zum Empfänger 4 leitet. Zur Fokussierung der reflektierten Strahlung 5 ist eine zweite Linse 24 vorgesehen, die die Strahlung 5 bündelt und gebündelt in das Pentaprisma 14 leitet. Hierdurch ist eine Konzentration der Strahlung 5 möglich, und der Empfänger 4 kann raumsparend ausgebildet sein.
Die Verwendung von Pentaprismen 14, 16 hat den Vorteil, dass diese kleine Montagefehler ausgleichen können, da unabhängig von der Lage der Pentaprismen 14, 16 bezogen auf den einfallenden Strahl 3a und 5b die Umlenkung stets in einem definierten Winkel erfolgt. Das heißt, auch wenn die Pentaprismen 14, 16 bezogen auf die in Fig. 1 dargestellte Anordnung leicht rotiert sind, wird dennoch der Strahl 3, 5 jeweils um 90° umgelenkt. Ferner ist durch die besondere Anordnung der optischen Anordnung 6 im Zentrum und Sender 2 und Empfänger 4 extern sowie auch des externen Antriebs 12 eine kompakte Bauweise erreicht.
Die optische Anordnung 6 ist insgesamt in einem Rahmen 30 angeordnet und so als eine einzelne Baugruppe ausgebildet. Der Antrieb 12 steht mit dem Rahmen 30 in Verbindung und rotiert diesen. Die Rotation wird stets in eine Richtung ausgeführt, wobei Strahlung 3 nur dann emittiert wird, wenn der Rahmen 30 in einer Position ist, in der die Strahlung 3 in Richtung der Zone 101 austreten kann.
In einer ersten praktischen Umsetzung der optischen Detektionsvorrichtung 1 weist diese eine Gestaltung auf wie in Fig. 2 gezeigt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist die optische Detektionsvorrichtung 1 wiederum einen Sender 2, einen Empfänger 4 sowie eine optische Anordnung 6 auf. Sender 2 und Empfänger 4 sind im Wesentlichen an gegenüberliegenden Enden der Detektionsvorrichtung 1 angeordnet und die optische Anordnung 6 etwa in der Mitte. Die optische Anordnung 6 weist wiederum eine erste Optik 8 für den Sender 2 sowie eine zweite Optik 10 für den Empfänger 4 auf. Die erste Optik 8 weist ein Pentaprisma 16 sowie eine erste Linse 18, die wiederum als zylindrische Linse 20 ausgebildet, auf, und die zweite Optik 10 weist ein Pentaprisma 14 und eine zweite Linse 24 zum Fokussieren der einfallenden Strahlung 5 (vgl. Fig. 1) auf. Der Sender 2 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Laserdiode 26 auf, die auf einer ersten Leiterplatte 62 angeordnet ist. Entsprechend ist der Empfänger 4 als Fotodiode ausgebildet und auf einer zweiten Leiterplatte 64 angeordnet. Die Leiterplatten 62, 64 sind im Wesentlichen gegenüberliegend und parallel zueinander ausgerichtet.
Der Antrieb 12 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Sender 2 und der optischen Anordnung 6 angeordnet. Der Antrieb 12 ist damit extern zur optischen Anordnung 6 zum Antreiben derselben. Der Antrieb 12 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen bürstenlosen Gleichstrommotor 32 auf, der einen Rotor 34 und einen Stator 36 hat. Der Motor 32 ist als Außenläufermotor ausgebildet, und insofern umschließt der Rotor 34 radial äußerlich den Stator 36, der die Statorwicklung aufweist. Durch die Ausbildung des Motors 32 als Außenläufer ist im Inneren ein Hohlraum 40 ausgebildet. Auch die Abtriebswelle 42 des Motors 32 ist hohl ausgeführt, und insofern kann der optische Pfad P1 für die Strahlung 3 (vgl. Fig. 1) von dem Sender 2 bis zur ersten Optik 8 durch den Motor 32 und die Welle 42 hindurch verlaufen. Besonders kompakt wird die Anordnung gemäß Fig. 2 dadurch, dass eine Linse 44 durch eine Halterung 45 ebenfalls innerhalb des Hohlraums 40 gehalten wird. Die Linse 44 ist als Dif- fusor-Linse ausgebildet und dient dazu, die von dem Sender 2 emittierte Strahlung aufzuweichen. Laserdioden 26 haben die Eigenschaft, dass der emittierte Strahl in der Abbildung rechteckig ist, wobei diese Reckteckform von einem Quadrat abweicht. Hierdurch ergeben sich bei Rotation der optischen Anordnung 6 wiederum die bekannten Abbildungsproblematiken, sodass es bevorzugt ist, die Diffusor-Linse 44 vorzusehen. Die Diffusor-Linse 44 dient dazu, die Strahlung diffus werden zu lassen, sodass in etwa eine punktförmige Abbildung der Strahlung erreicht wird. Die Halterung 45 hält die Diffusor-Linse 44 innerhalb des Hohlraums 40, sodass die gesamte Anordnung der optischen Detekti- onsvorrichtung 1 kompakt ist.
Die Abtriebswelle 42 ist mit einem Rotorgehäuse 46 des Rotors 34 verbunden, welches seinerseits die Permanentmagnete 48 trägt. Das Rotorgehäuse 48 erstreckt sich im Wesentlichen haubenförmig oder topfförmig über den Stator 36. Die Abtriebswelle 42 weist einen Gewindeschaft 50 auf, der mit einem Gewindeabschnitt 52 der optischen Anordnung 6 verbunden ist. Auf diese Weise ist die optische Anordnung 6 direkt mit dem Antrieb 12 gekoppelt.
Genauer ist die optische Anordnung 6 in diesem Ausführungsbeispiel in einem Rahmen 30 angeordnet (in Fig. 2 nicht im Detail zu sehen, vgl. Fig. 1 und 9), der wiederum in einem Rotorkörper 70 gelagert ist. Der Rotorkörper 70 weist einen zentralen Gehäuseabschnitt 72 auf, von dem sich an gegenüberliegenden Stirnenden zwei Wellenstummel 74, 76 axial erstrecken. Sowohl der Rotorkörper 70 als auch seine Wellenstummel 74, 76 sind mit einer Durchgangsbohrung versehen, sodass die entsprechende Strahlung 3, 5 hindurchtreten kann. Die emittierte Strahlung 3 tritt gemäß Fig. 2 von der Laserdiode 26 entlang des optischen Pfads P1 durch die Diffusor-Linse 44 in dem Hohlraum 40, durch die als Hohlwelle ausgeführte Abtriebswelle 42, bis in das Pentaprisma 16, aus diesem heraus durch die Linse 20 und in die zu beobachtende Zone 101 (vgl. Fig. 1 und 10). Entsprechend tritt reflektierte Strahlung 5 durch die Linse 24, das Pentaprisma 14, den Wellenstummel 76 bis zum Empfänger 4.
Der Rotorkörper 70 ist mit seinen Wellenstummeln 74, 76 in entsprechenden als Wälzlager ausgebildeten Lagern 54, 56 gelagert, die ihrerseits an einem Gehäuse abgestützt sind. Durch die doppelte Lagerung des Rotorkörpers 70 wird eine stabile Anordnung für die optische Anordnung 6 erreicht, wodurch die Robustheit erhöht wird. Insbesondere das Lager 54 dient auch zur Abstützung des Antriebs 12, der über den Gewindeabschnitt 50 mit dem Rotorkörper 70 verbunden ist.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist in weiten Teilen identisch zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, sodass im Nachfolgenden im Wesentlichen auf die Unterschiede eingegangen wird. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 liegt darin, dass bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 keine Halterung 45 für die Diffusor-Linse 44 vorgesehen ist, sondern vielmehr die Abtriebswelle 42 einen sich axial in den Stator 36 erstreckenden Fortsatz 43 aufweist, in welchem die Diffusor-Linse 44 angeordnet ist. Während also die Diffusor-Linse 44 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 im Wesentlichen ortsfest gehalten wird, ist die Diffusor-Linse 44 gemäß dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 rotierend angeordnet. Für die optische Abbildung macht dies keinen Unterschied, da die Diffusor-Linse 44 rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Allerdings ist die Konstruktion gemäß Fig. 3 weiter vereinfacht, da keine zusätzliche Halterung 45 vorgesehen sein muss. Andererseits sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 die Montagetoleranzen zwischen der Laserdiode 26 und dem Antrieb 12 zu beachten, sodass die Diffusor- Linse 44 mit der emittierten Strahlung 3 (vgl. Fig. 1 ) ausgerichtet ist.
Die beiden Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 sind nachfolgend in den Fig. 4 und 5 nochmals in zwei Explosionsdarstellungen verdeutlicht. In den Explosionsdarstellungen der Fig. 4 und 5 sind die optische Anordnung 6 sowie der Rahmen 30 und auch der Rotationskörper 70 weggelassen, um die Zeichnung zu vereinfachen. Der Antrieb 12 ist in der Explosionsdarstellung der Fig. 4 und 5 separiert dargestellt, sodass der Stator 36 mit seiner Statorwicklung 37 zu sehen ist. Innerhalb des Stators 36 ist der Freiraum 40 ausgebildet. Zur Führung des Rotors 34, der ein topfförmiges Rotorgehäuse 46 aufweist, ist zunächst eine Buchse 39 vorgesehen, die in das Innere des Stators 36 eingeschoben wird. Die Buchse 39 hat einen ringförmigen Absatz 41 , der mit einem Kragen 51 der Abtriebswelle 42 in Anlage kommt. So ist die Abtriebswelle 42 axial gegen den Stator 36 gesichert. Gegen den Kragen 51 ist wiederum das topfförmige Gehäuse 46 mit einem Bodenabschnitt 47 in Anlage bringbar. Der mit dem Außengewinde versehene Abschnitt 50 erstreckt sich durch ein zentrales Loch 50a an dem Bodenabschnitt 47, sodass das Rotorgehäuse 46 mittels einer entsprechenden Mutter bzw. dem entsprechenden Abschnitt 52 gegen die Antriebswelle 42 gesichert werden kann.
Während die Diffusor-Linse 44 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 in der Halterung 45 angeordnet ist, ist die Diffusor-Linse 44 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 in dem Fortsatz 43 der Abtriebswelle 42 angeordnet. Bei der Halterung 45 sind drei Füße 45a, 45b (in Fig. 4 nur zwei zu sehen) vorgesehen, die in entsprechende Ausnehmungen 62a, 62b, 62c an der Leiterplatte 62 einsteckbar sind. Durch die Halterung 45 wird ein Abstand zwischen der Dif- fusor-Linse 44 und der Laserdiode 26 eingestellt.
Entsprechend ist die Diffusor-Linse 44 in dem Abschnitt 43 ebenfalls so angeordnet, dass sie einen vorbestimmten Abstand zur Laserdiode 26 aufweist. Ein weiterer Vorteil der Ausgestaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 5 dargestellt ist, ist, dass der Abschnitt 43 eine verbesserte Lagerung innerhalb der Buchse 39 bereitstellt.
Fig. 6 illustriert nun den zusammengebauten Zustand des Antriebs 12, wobei dieser Zustand in der perspektivischen Ansicht für die Ausführungsbeispiele der Fig. 2 bis 4 identisch aussieht, da sich die Ausführungsbeispiele der Fig. 2 bis 4 nur in der Lage der Diffusor-Linse 44 unterscheiden.
In Fig. 6 ist der mit dem Gewinde versehene Fortsatz 50 durch die Öffnung 50a geführt, und der Kragen 51 ist in Anlage mit dem Bodenabschnitt 47. Zum Montieren wird nun der Rotationskörper 70 der optischen Anordnung 6 mit dem Gewindeabschnitt 52 gegen den Abschnitt 50 geschraubt. Dazu weist der Wellenstummel 74 eine entsprechende Bohrung 75 auf, die mit einem Innengewinde (in Fig. 6 nicht gezeigt) versehen ist. Durch die Bohrung 75 tritt auch die emittierte Strahlung 3 von der Laserdiode 26 entlang der Rotationsachse A, wird dann von der ersten Optik 8 umgelenkt und tritt radial aus der Linse 20 aus. Entsprechend wird reflektierte Strahlung 5 empfangen und tritt durch die Linse 24 in die zweite Optik 10 ein, wird umgelenkt und entlang der Rotationsachse A durch eine zweite Bohrung 77 in dem Wellenstummel 76 zum Empfänger 4 geleitet. Entscheidend ist, dass der Antrieb 12 zwischen dem Sender 2 und der optischen Anordnung 6 angeordnet ist und der optische Pfad P1 durch den Antrieb 12 hindurch zur optischen Anordnung 6 verläuft.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ist eine optische Detektionsvorrich- tung 1 , wie sie grundsätzlich in den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 bis 6 beschrieben wurde, dargestellt. Zusätzlich zu den in den Fig. 2 bis 6 dargestellten Elementen ist die optische Detektionsvorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit einem Gehäuse 80 sowie einer Leiterplatte 60 dargestellt. Auf der Leiterplatte 60 ist die Steuerung 110 (vgl. Fig. 10) in Form von elektronischen Bauteilen ausgebildet. Das Gehäuse 80 weist einen Grundkörper 180 auf, der seinerseits zwei Halteabschnitte 182, 184 für die Wälzlager 54, 56 aufweist. Auf der Rückseite des Gehäuses 80 ist ein erster Abschnitt 60 der Leiterplatte angeordnet, der sich |m Wesentlichen parallel zur Rotationsachse A (vgl. Fig. 2 bis 6) erstreckt. Indem der Abschnitt 60 auf der Rückseite des Gehäuses 80 angeordnet ist, ist die Leiterplatte 60 vor Wärme von dem Antrieb 12 sowie Lichteffekten aus der optischen Anordnung 6 geschützt.
Das Gehäuse 80 weist ferner vier Halterungen 186a, 186b, 186c, 186d auf, mittels derer die Detektionsvorrichtung 1 an einem entsprechenden Abschnitt an einem Fahrzeug 100 (vgl. Fig. 10) befestigbar ist. Zusätzlich kann an den Halterungen 186a, 186b, 186c, 186d ein Gehäusedeckel vorgesehen sein, der transparent ist, sodass entsprechende Strahlung 3, 5 von und zu der optischen Anordnung 6 gelangen kann. Ein solcher Gehäusedeckel ist in Fig. 7 nicht gezeigt.
Von dem mittleren Leiterplattenabschnitt 60 erstrecken sich an zwei axialen Enden ein zweiter Leiterplattenabschnitt 62 und ein dritter Leiterplattenabschnitt 64. An dem zweiten Leiterplattenabschnitt 62 ist der Sender 2 befestigt (vgl. insbesondere Fig. 3). Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist an dem zweiten Leiterplattenabschnitt 62 femer der Stator 36 mittels einer gesonderten Stator- halterung 187 befestigt. Hierdurch ist auch die Ausrichtung des Stators 36 zum Sender 2 montagegünstig gesichert. Der Rotor 34 ist mit seinem Rotorgehäuse 46, wie vorstehend in Bezug auf die Ausführungsformen der Fig. 2 bis 6 beschrieben, gegen den Rotorkörper 70 geschraubt. Eine weitere separate Halterung für den Rotor 34 ist nicht vorgesehen. An dem dritten Leiterplattenabschnitt 64 ist der Empfänger 4 angeordnet.
Der zweite und dritte Leiterplattenabschnitt 62, 64 sind über entsprechende Filmscharniere 66, 68 mit dem ersten Leiterplattenabschnitt 60 verbunden. Diese Filmscharniere 66, 68 werden durch Wegnehmen von Leiterplattensubstrat an den entsprechenden Stellen ausgebildet. Die Leiterplatte 60, 62, 64 wird insgesamt zunächst flächig hergestellt, und die Leiterbahn auf der Oberfläche aufgebracht. Anschließend wird an den Stellen, an denen die Filmscharniere 66, 68 ausgebildet sein sollen, Substrat weggenommen, beispielsweise durch Fräsen. Hierdurch lassen sich die beiden Leiterplattenabschnitte 62 und 64 mit Bezug auf den ersten Leiterplattenabschnitt 60 nach oben verkippen, sodass diese etwa im 90°-Winkel angeordnet sind. Hierdurch wird eine besonders einfache Montage der Detektionsvorrichtung 1 erreicht. Die Leiterplattenabschnitte 60, 62, 64 könnten alternativ auch mit Kabeln verbunden oder als flexible Folien mit Kontaktbahnen gestaltet werden. Je nach Gestaltung können sich Kostenvorteile ergeben.
Fig. 8 zeigt die Anordnung aus Fig. 7 mit dem Gehäuse 80 in ein weiteres Gehäuse 190 eingesetzt. Das Gehäuse 190 weist eine untere Gehäuseschale 191 und eine obere Gehäuseschale 192 auf. Gemeinsam schließen die Gehäuseschalen 191 , 192 die Detektionsvorrichtung 1 samt Gehäuse 80 ein.
Die obere Gehäuseschale 192 weist wenigstens im Bereich der ersten Linse 18 und der zweiten Linse 24 transparente Abschnitte 193a, 193b auf, wobei in Varianten auch die gesamte Gehäuseschale 192 transparent ausgebildet sein kann.
Das Gehäuse 80 ist mittels vier Schrauben 194a, 194b, 194d, 194e gegen die untere Gehäuseschale 191 verschraubt. Die Schrauben 194a, 194b, 194d, 194e erstrecken sich dabei durch die Abschnitte 186a, 186b, 186d, 186e (vgl. auch Fig. 7) und greifen entsprechende Gewindeabschnitte 195a, 195b, 95d, 195e an der unteren Gehäuseschale 191 ein. Die untere Gehäuseschale 191 weist ferner im Inneren eine Wabenstruktur 196 auf, durch die Lüftungskanäle 197 verlaufen, die zur Lüftung der elektronischen Bauteile und insbesondere des Antriebs 12 dienen.
Obere und untere Gehäuseschalen 191 , 192 werden mittels einer Clipverbindung miteinander verbunden. Dazu weist die obere Gehäuseschale 192 Laschen 198 auf (in Fig. 8 nur zwei mit Bezugszeichen versehen), die entsprechende Vorsprünge 199 an der unteren Gehäuseschale 191 eingreifen. Somit ist eine formschlüssige lösbare Verbindung zwischen den Gehäuseschalen 191 ,192 erreicht.
In Fig. 9 ist eine Variante der optischen Detektionsvorrichtung 1 aus den vorherigen Figuren dargestellt. In Fig. 9 sind nur die besonders wichtigen Elemente für die optische Anordnung 6 gezeigt, sodass beispielsweise der Antrieb in Fig. 9 nicht gezeigt ist. Die Ausführungsform gemäß Fig. 9 unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen insbesondere dadurch, dass die erste Linse 18 als Powell-Linse 22 ausgebildet ist. Die Powell-Linse 22 dient ebenfalls wie die zylindrische Linse 18 dazu, die Strahlung 3 aufzuspreizen und so eine linienförmige Abbildung zu erreichen. Die Powell-Linse 22 ist in Fig. 9 separat von dem Pentaprisma 16 gezeigt, kann aber ebenso integral mit diesem ausgebildet sein. Eine zweiteilige Ausbildung von erster Linse 18 und Pentaprisma 16, unabhängig davon, ob es sich bei der ersten Linse 18 um eine zylindrische Linse 20 oder eine Powell-Linse 22 handelt, hat den Vorteil, dass die erste Linse 18 relativ zum Pentaprisma 16 justierbar ist, wie dies nun mit Bezug auf Fig. 10 beschrieben wird.
Fig. 10 illustriert nochmals in einer perspektivischen Ansicht die optische Anordnung 6. Der Rahmen 30 ist in Fig. 10 weggelassen, und im Wesentlichen sind die beiden Pentaprismen 14, 16 sowie die erste Linse 18 und die zweite Linse 24 gezeigt. Der Rahmen 30 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Justiermechanismus 84 auf, mittels dem die relative Position von erster Linse 18 und Pentaprisma 16 zueinander justierbar ist. In Fig. 1 ist durch die Pfeile 83 angedeutet, dass die erste Linse 18 in Richtung der Rotationsachse A verstellbar ist. Gemäß dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist nun vorgesehen, dass das Pentaprisma 16 relativ zu der festgehaltenen ersten Linse 18 verstellbar ist. Dazu ist das Pentaprisma 16 in einem Schlitten 82 angeordnet, dessen axiale Position entlang der Rotationsachse A durch den Justiermechanismus 84 verstellbar ist. Der Justiermechanismus 84 weist ein Exzenterelement 86 auf, welches mit dem Schlitten 82 so in Eingriff steht, dass der Schlitten 82 bei Drehung des Exzenterelements 86 entlang der Rotationsachse A bewegt wird. Die Bewegung des Schlittens 82 sowie des Pentaprismas 16 ist in Fig. 10 durch die gestrichelten Linien dargestellt. Das Exzenterelement 86 weist an seiner Stirnseite einen Eingriffsabschnitt 88 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel als schlitzförmige Ausnehmung ausgebildet ist. Dadurch lässt sich das Exzenterelement 86 durch einen herkömmlichen Schraubendreher betätigen.
Der Justiermechanismus 84 wird dazu eingesetzt, eine Einbauposition der De- tektionsvorrichtung 1 auszugleichen. Es ist für eine sichere Detektion erforderlich, dass der emittierte Strahl 3, nämlich insbesondere Abschnitt 3b (vgl. Fig. 1 ), im Wesentlichen horizontal ausgestrahlt wird und, auch wenn dieser aufgespreizt wird, nicht zu hoch und nicht zu niedrig aus der Detektionsvorrichtung 1 austritt. Wird der Strahlteil 3b mit einem zu großen Winkel nach unten ausgestrahlt,„sieht" die Detektionsvorrichtung 1 nur den Straßenboden und nimmt diesen eventuell irrtümlich als Hindernis wahr. Wird hingegen der Winkel zu groß eingestellt und der Abschnitt 3b des Strahls 3 zeigt von der Horizontalen aus gesehen nach oben, ist es denkbar, dass irrtümlicherweise kein Hindernis wahrgenommen wird, da die Strahlung 3b oberhalb eines Hindernisses verläuft. Da die Einbaulage der Detektionsvorrichtung 1 aufgrund von Montagetoleranzen nicht stets identisch ist, ist es bevorzugt, mittels des Justiermechanismus 84 die Richtung des Strahls 3b anzupassen. Dies wird vorzugsweise werksseitig nach Montage der Detektionsvorrichtung 1 vorgenommen und anhand von Referenzpunkten überprüft. Das Exzenterelement 86 ist in diesem Ausführungsbeispiel so ausgelegt, dass es selbsthemmend ist. Ist seine Drehstellung korrekt eingestellt, ist eine weitere selbsttätige Drehung gehemmt und eine Verstellung der relativen Position zwischen Pentaprisma 16 und erster Linse 18 ist verhindert.
Fig. 1 1 illustriert nun eine Einbauposition einer Detektionsvorrichtung 1 an einem Fahrzeug 100. Das Fahrzeug 100 weist eine Front 102 und ein Heck 104 auf, wobei gemäß diesem Ausführungsbeispiel die optische Detektionsvorrichtung 1 an der Front 102 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die optische Detektionsvorrichtung 1 in etwa zentral an der Front 102 vorgesehen. Die optische Detektionsvorrichtung 1 emittiert Strahlung 3b in eine zu beobachtende Zone 101. In der zu beobachtende Zone 101 ist ein Objekt 106, welches in diesem Ausführungsbeispiel zur schematisch dargestellt ist. Bei dem Objekt 106 kann es sich um ein weiteres Fahrzeug, eine Person oder ein anderes Hindernis handeln. Von dem Objekt 06 wird Strahlung 5 reflektiert, und die reflektierte Strahlung 5 tritt teilweise zurück in die optische Detektionsvorrichtung 1 und wird dort, wie vorstehend beschrieben, zum Empfänger 4 geleitet. Die optische Detektionsvorrichtung 1 weist ferner eine Steuerung 1 10 auf, die dazu eingerichtet ist, aus der Zeitdifferenz der Emission der Strahlung 3 und dem Empfang der reflektierten Strahlung 5 einen Abstand D zwischen dem Objekt 106 und der optischen Detektionsvorrichtung 1 zu bestimmen.
Die Steuerung 1 10 ist über ein Bordnetz 1 12 des Fahrzeugs mit der Fahrzeugsteuerung 1 14 verbunden und sendet Daten 1 16 an diese. Die Daten 1 16 können digitalisierte Daten des Abstands D enthalten oder auch die Rohdaten der Laufzeitmessung. Die Fahrzeugsteuerung 114 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, aus den empfangenen Daten 1 16 Maßnahmen abzuleiten, wie beispielsweise ein Bremssignal auszugeben, wenn der Abstand D einen Mindestabstand unterschreitet. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugsteuerung 1 14 dazu eingerichtet sein, ein Warnsignal für einen Fahrzeugführer auszugeben.
Bezuqszeichenliste (Bestandteil der Beschreibunq)
Detektionsvorrichtung
Sender
emittierte Strahlung
a axialer Abschnitt der emittierten Strahlungb radialer Abschnitt der emittierten Strahlung
Empfänger
reflektierte Strahlung
a axialer Abschnitt der reflektierten Strahlungb radialer Abschnitt der reflektierten Strahlung optische Anordnung
erste Optik
0 zweite Optik
2 Antrieb
zweites Pentaprisma
6 erstes Pentaprisma
8 erste Linse
0 zylindrische Linse
Powell-Linse
zweite Linse
- Laserdiode
Rahmen
Motor
a Außenläufermotor
Rotor
Stator Statorwicklung
Buchse
Freiraum
ringförmiger Absatz
Abtriebswelle
Fortsatz
Diffusor-Linse
Halterung
a, 45b Füße
Rotorgehäuse
Bodenabschnitt
Permanentmagnet, 52 Gewindeabschnitta Öffnung
Kragen
, 56 Wälzlager
Leiterplatte
, 62, 64 Abschnitte der Leiterplattea, 62b, 62c Ausnehmungen
, 68 Filmscharniere
Rotationskörper erster Wellenstummel erste Bohrung
zweiter Wellenstummel zweite Bohrung
Gehäuse
Schlitten 83 Pfeile
84 Justiermechanismus 86 Exzenterelement
88 Eingriffsabschnitt
100 Fahrzeug
101 beobachtete Zone
102 Front
104 Heck
106 Objekte
1 10 Steuerung
1 12 Bordnetz
114 Fahrzeugsteuerung
116 Daten
180 Grundkörper
182, 184 Halteabschnitte
186a, 186b, 186c, 186d Halterungen
187 Statorhalterung
190 Gehäuse
191 untere Gehäuseschale
192 obere Gehäuseschale 193a, 193b transparente Abschnitte 194a, 194b, 194d, 194e Schrauben
195a, 195b, 195d, 195e Gewindeabschnitte
196 Wabenstruktur
197 Lüftungskanäle
198 Laschen
199 Vorsprünge Rotationsachse optischer Pfad

Claims

Ansprüche:
1 . Optische Detektionsvorrichtung (1 ) zur Anordnung an einem Fahrzeug (100) zur Detektion von Objekten (106) in der Nähe des Fahrzeugs (100), mit
- wenigstens einem Sender (2) zum Senden von elektromagnetischer Strahlung (3) in eine beobachtete Zone (101 );
- wenigsten einem Empfänger (4) zum Empfangen von aus der beobachteten Zone (101) reflektierter Strahlung (5);
- einer optischen Anordnung (6), aufweisend:
- eine erste Optik (8) für den Sender (2) zum Leiten der Strahlung (3) in die beobachtete Zone (101); und
- einem Antrieb (12) zum Rotieren wenigstens der optischen Anordnung (6) um eine Rotationsachse (A), sodass die gesendete Strahlung entlang des Azimut bewegt wird;
wobei der Antrieb (12) einen elektrischen Motor (32) aufweist, der einen Rotor (34) und einen Stator (36) hat, wobei der Rotor (34) mit der optischen Anordnung (6) gekoppelt ist und zwischen dem Sender (2) und der optischen Anordnung (6) angeordnet ist;
wobei der elektrische Motor (32) einen zentralen freien Raum (40) koaxial zu der Rotationsachse (A) des Rotors (34) aufweist, und wobei der optische Pfad (P1 ) von dem Sender (2) zu der ersten Optik (8) durch den freien Raum (40) verläuft.
2. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der elektrische Motor (32) als Außenläufermotor (32a) ausgebildet ist.
3. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Rotor (34) eine hohle Abtriebswelle (42) aufweist, wobei der optische Pfad (P1 ) durch die hohle Abtriebswelle (42) verläuft.
4. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend eine Diffusor-Linse (44) für den Sender (2), wobei die Dif- fusor-Linse (44) in dem zentralen freien Raum (40) angeordnet ist.
5. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, wobei der Rotor (34) ein topfförmiges Rotorgehäuse (46) aufweist, das eine Mehrzahl an Permanentmagneten (48) trägt, wobei das Rotorgehäuse (46) an der optischen Anordnung (6) befestigt ist.
6. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3 und 5, wobei die Abtriebswelle (42) in einem zentralen Durchlass des Stators (36) abgestützt ist.
7. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 4 und 6, wobei die Diffusor-Linse (44) innerhalb der Abtriebswelle (42) angeordnet ist.
8. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3 und 5, wobei die Abtriebswelle (42) einen Gewindeabschnitt (50) aufweist, der sich durch das Rotorgehäuse (46) erstreckt und in einem entsprechenden Gewindeabschnitt (52) der optischen Anordnung (6) aufgenommen ist, sodass das Rotorgehäuse (46) gegen die optische Anordnung (6) geschraubt ist.
9. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die optische Anordnung einen Rahmen (30) aufweist, der durch wenigstens ein erstes Lager (54) gestützt ist, wobei der optische Pfad (P1 ) durch die Rotationsachse (A) des ersten Lagers (54) verläuft.
10. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend eine Steuerung (1 10) zum Steuern des Antriebs (12) und des Senders (2), wobei die Steuerung (1 10) auf einer Leiterplatte (58) mit einem ersten Abschnitt (60), der im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse (A) angeordnet ist, und einem zweiten Abschnitt (62), der den Sender (2) stützt und im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse (A) angeordnet ist, vorgesehen ist
1 1 . Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei aufweisend ein zweites Lager (56) für die optische Anordnung (6), wobei das zweite Lager (56) zwischen der optischen Anordnung (6) und dem Empfänger (4) angeordnet ist, wobei der Empfänger (4) dazu angeordnet ist die reflektierte Strahlung (5) über einen optischen Pfad (P2) zu empfangen, der entlang der Rotationsachse (A) des zweiten Lagers (56) verläuft.
12. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach Anspruch 10, wobei die Leiterplatte (58) einen dritten Abschnitt (64) aufweist, der den Empfänger (4) stützt und im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsache (A) angeordnet ist.
13. Optische Detektionsvorrichtung (1 ) Anspruch 10 oder 12, wobei der erste Abschnitt (60) und der zweite Abschnitt (62) und/oder der erste Abschnitt (60) und der dritte Abschnitt (64) über entsprechende Filmscharniere (66, 68) verbunden sind.
14. Optische Detektionsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die optische Anordnung (6) eine zweite Optik (10) für den Empfänger (4), zum Leiten der reflektierten Strahlung (5) zu dem Empfänger (4) aufweist.
15. Fahrzeug (100) mit einer Front (102) und einem Heck (104), aufweisend:
- wenigsten eine optische Detektionsvorrichtung (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14;
- ein elektronisches Bordnetz (1 12) und eine Fahrzeugsteuerung (1 14), die mit dem Bordnetz (1 12) verbunden ist und Funktionen des Fahrzeugs (100) steuert; wobei die optische Detektionsvorrichtung (1 ) mit dem Bordnetz (112) des Fahrzeugs (100) zum Übertragen von Daten (1 16) an die Fahrzeugsteuerung (1 14) verbunden ist.
PCT/EP2017/000877 2016-09-21 2017-07-19 Lidar sensor mit kompaktem aufbau WO2018054512A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016011327.8A DE102016011327A1 (de) 2016-09-21 2016-09-21 LiDAR Sensor mit kompaktem Aufbau
DE102016011327.8 2016-09-21

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/824,705 A-371-Of-International US9623095B2 (en) 2011-03-02 2012-02-29 Vaccination in newborns and infants
US15/466,308 Continuation US10172935B2 (en) 2011-03-02 2017-03-22 Vaccination in newborns and infants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018054512A1 true WO2018054512A1 (de) 2018-03-29

Family

ID=59506227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/000877 WO2018054512A1 (de) 2016-09-21 2017-07-19 Lidar sensor mit kompaktem aufbau

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016011327A1 (de)
WO (1) WO2018054512A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019205164A1 (en) * 2018-04-28 2019-10-31 SZ DJI Technology Co., Ltd. Light detection and ranging sensors with optics and solid-state detectors, and associated systems and methods
CN111239767A (zh) * 2018-11-27 2020-06-05 现代自动车株式会社 物体感测设备
WO2020198235A1 (en) * 2019-03-25 2020-10-01 Cepton Technologies, Inc. Mounting configurations for optoelectronic components in lidar systems
DE102019111216A1 (de) * 2019-04-30 2020-11-05 Pepperl+Fuchs Gmbh Optischer Scanner

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017006321A1 (de) 2017-07-05 2019-01-10 Wabco Gmbh LIDAR Sensor mit Bezugsebeneneinstellung
DE102019103400A1 (de) * 2019-02-12 2020-08-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Optikmodul mit einer Lagereinrichtung für eine Detektionsvorrichtung sowie Detektionsvorrichtung mit dem Optikmodul

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4412044A1 (de) 1994-04-08 1995-10-12 Leuze Electronic Gmbh & Co Optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen in einem Überwachungsbereich
DE19717399A1 (de) 1997-04-24 1999-06-17 Spies Martin Dipl Ing Fh Einrichtung zur Bestimmung von Abstand und Art von Objekten sowie der Sichtweite
DE102004041500A1 (de) 2004-03-27 2005-10-20 Callidus Prec Systems Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erhöhung der Messgenauigkeit und -entfernung für ein scannendes Laserentfernungsmessgerät
DE102005055572A1 (de) 2005-11-19 2007-05-31 Ingenieurbüro Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Spies, Martin Spies, 86558 Hohenwart) Abtastender optischer Abstandssensor
DE102006045799A1 (de) 2006-09-26 2008-04-10 Hans Spies Abtastender Laserabstandssensor
EP1914564A1 (de) 2006-10-19 2008-04-23 Sick Ag Optische Erfassungseinrichtung
US20090086189A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Omron Scientific Technologies, Inc. Clutter Rejection in Active Object Detection Systems
DE102008013906A1 (de) 2008-03-13 2009-10-22 Spies, Hans, Dipl.-Ing. Optischer Laufzeitsensor mit Azimut und Elevationsabtastung
US20150091374A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Google Inc. Contactless Electrical Coupling for a Rotatable LIDAR Device
US9255790B2 (en) 2010-10-22 2016-02-09 Neptec Design Group Ltd. Wide angle bistatic scanning optical ranging sensor

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4412044A1 (de) 1994-04-08 1995-10-12 Leuze Electronic Gmbh & Co Optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Gegenständen in einem Überwachungsbereich
DE19717399A1 (de) 1997-04-24 1999-06-17 Spies Martin Dipl Ing Fh Einrichtung zur Bestimmung von Abstand und Art von Objekten sowie der Sichtweite
DE102004041500A1 (de) 2004-03-27 2005-10-20 Callidus Prec Systems Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Erhöhung der Messgenauigkeit und -entfernung für ein scannendes Laserentfernungsmessgerät
DE102005055572A1 (de) 2005-11-19 2007-05-31 Ingenieurbüro Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Spies, Martin Spies, 86558 Hohenwart) Abtastender optischer Abstandssensor
DE102006045799A1 (de) 2006-09-26 2008-04-10 Hans Spies Abtastender Laserabstandssensor
EP1914564A1 (de) 2006-10-19 2008-04-23 Sick Ag Optische Erfassungseinrichtung
EP1914564B1 (de) 2006-10-19 2010-06-23 Sick Ag Optische Erfassungseinrichtung
US20090086189A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Omron Scientific Technologies, Inc. Clutter Rejection in Active Object Detection Systems
DE102008013906A1 (de) 2008-03-13 2009-10-22 Spies, Hans, Dipl.-Ing. Optischer Laufzeitsensor mit Azimut und Elevationsabtastung
US9255790B2 (en) 2010-10-22 2016-02-09 Neptec Design Group Ltd. Wide angle bistatic scanning optical ranging sensor
US20150091374A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Google Inc. Contactless Electrical Coupling for a Rotatable LIDAR Device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019205164A1 (en) * 2018-04-28 2019-10-31 SZ DJI Technology Co., Ltd. Light detection and ranging sensors with optics and solid-state detectors, and associated systems and methods
CN111239767A (zh) * 2018-11-27 2020-06-05 现代自动车株式会社 物体感测设备
CN111239767B (zh) * 2018-11-27 2024-06-07 现代自动车株式会社 物体感测设备
WO2020198235A1 (en) * 2019-03-25 2020-10-01 Cepton Technologies, Inc. Mounting configurations for optoelectronic components in lidar systems
CN113614563A (zh) * 2019-03-25 2021-11-05 深瞳科技公司 用于激光雷达系统中的光电部件的安装配置
US11686818B2 (en) 2019-03-25 2023-06-27 Cepton Technologies, Inc. Mounting configurations for optoelectronic components in LiDAR systems
DE102019111216A1 (de) * 2019-04-30 2020-11-05 Pepperl+Fuchs Gmbh Optischer Scanner

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016011327A1 (de) 2018-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018054512A1 (de) Lidar sensor mit kompaktem aufbau
EP2124069B1 (de) Omnidirektionales Lidar System
EP3347732B1 (de) Laserscanner für kraftfahrzeuge
EP3521858B1 (de) Optoelektronischer sensor und verfahren zur erfassung von objekten in einem überwachungsbereich
EP2378309B1 (de) Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erzeugung von Informationen über Objekte in einem Überwachungsbereich
DE102014101312B3 (de) Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich
DE102013012789A1 (de) Abtastende optoelektronische Detektionseinrichtung und Kraftfahrzeug mit einer solchen Detektionseinrichtung
DE102010047984A1 (de) Umlenkspiegelanordnung für eine optische Messvorrichtung und korrespondierende optische Messvorrichtung
DE102014100301B3 (de) Optoelektronischer Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich
EP2927711A1 (de) Laserscanner und Verfahren zur sicheren Erfassung von Objekten
EP2732309B1 (de) Optische messvorrichtung für ein fahrzeug, fahrerassistenzeinrichtung mit einer derartigen messvorrichtung sowie fahrzeug mit einer entsprechenden messvorrichtung
EP3853560B1 (de) Sensormodul mit einem um eine achse drehbaren sensorträger sowie verfahren zum zusammensetzen eines derartigen sensormoduls
DE102017107667A1 (de) Laserscanner und Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit
DE102014110510A1 (de) Leiterplatinensatz für die Sende- und Empfangskombination einer optoelektronischen Detektionseinrichtung, Detektionseinrichtung mit einem solchen Leiterplattensatz sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Detektionseinrichtung
EP3317695B1 (de) Sensoreinrichtung zur optischen erfassung von betätigungsgesten
WO2017001038A1 (de) Sensoreinrichtung zur umgebungserfassung und verfahren zur erkennung einer nullpunktposition einer drehbaren einheit einer solchen sensoreinrichtung
EP2833161A1 (de) Optoelektronische Messvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Scansensor hierfür
EP2732305B1 (de) Optische messvorrichtung für ein fahrzeug, fahrerassistenzeinrichtung mit einer derartigen messvorrichtung sowie fahrzeug mit einer entsprechenden messvorrichtung
DE102011103349B4 (de) Multifunktionales Pulslaufzeitsensorsystem
EP1421402A2 (de) Abtastvorrichtung
DE102016011328A1 (de) LIDAR Scanner mit Pentaprisma
DE102016011329A1 (de) LiDAR Sensor mit in einem Rotorkörper angeordneter Optik
WO2020207740A1 (de) Lidar-sensor zur optischen erfassung eines sichtfeldes und verfahren zur ansteuerung eines lidar-sensors
EP3304125A1 (de) Haltevorrichtung zum halten einer antriebseinheit einer umlenkspiegelanordnung, detektionsvorrichtung mit einer umlenkspiegelanordnung sowie kraftfahrzeug
DE102021108318B4 (de) Optoelektronischer Sensor

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17746389

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17746389

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1