WO2018228855A1 - Device for detecting an object in the environment - Google Patents

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WO2018228855A1
WO2018228855A1 PCT/EP2018/064700 EP2018064700W WO2018228855A1 WO 2018228855 A1 WO2018228855 A1 WO 2018228855A1 EP 2018064700 W EP2018064700 W EP 2018064700W WO 2018228855 A1 WO2018228855 A1 WO 2018228855A1
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electromagnetic radiation
unit
optical
emitted
optical unit
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PCT/EP2018/064700
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Inventor
Hans-Jochen Schwarz
Claus Becker
Stefan Spiessberger
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters

Definitions

  • the present invention relates to a device for detecting an object in the environment, the use of this device and a method for detecting an object in the environment according to the preamble of the independently formulated claims.
  • US2015 / 0192677 discloses a vehicle in which a plurality of different lidar modules are mounted at different locations of the vehicle in order to ensure the widest possible detection of the surroundings of the vehicle. Every single lidar module includes its own laser.
  • the device has a radiation source for emitting electromagnetic radiation and at least two optical signals
  • Units which are designed to emit electromagnetic radiation into the environment, on.
  • the device furthermore has a light distribution unit which is designed to transmit a first part of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source to the first optical unit and an at least second part of that from the radiation source emitted electromagnetic radiation to the at least second optical unit to send.
  • the radiation source can be designed as a laser.
  • the laser can be designed as a fiber laser, as a solid-state laser or as a semiconductor laser-based system.
  • a laser can be called electromagnetic radiation
  • the electromagnetic radiation can be pulsed.
  • the optical units may be part of a lidar sensor.
  • the optical units may also receive electromagnetic radiation which has been scattered and / or reflected in the environment.
  • the central light distribution unit electromagnetic radiation from a radiation source can be distributed to a plurality of optical units.
  • the advantage of the invention is that z. B. a single radiation source in a vehicle may be sufficient to z. B. to operate several lidar sensors. As a result, a system with several lidar sensors can be installed in a vehicle at low cost.
  • the individual optical units can be more compact in their construction.
  • the laser may be decoupled from the respective components of the at least two optical units.
  • the light distribution unit can be installed anywhere in the vehicle.
  • the radiation source can be installed anywhere in the vehicle.
  • very powerful lasers can be used, which often have a rather large size. As a high-performance laser, for example, a laser with very good spectral stability can be understood.
  • a laser can be understood by means of which very short pulses can be realized.
  • a laser with very good beam quality can be understood. For such lasers, there is usually less space at the common locations of LIDAR sensors in a vehicle.
  • the light distribution unit has at least one beam splitter.
  • the advantage is that it can be ensured by means of the at least one beam splitter that the light distribution unit emitted the effectively splits electromagnetic radiation. It can be connected to the optical
  • Units are sent electromagnetic radiation with the power required. It may be possible that the first part of the
  • electromagnetic radiation is sent with a first power to the first optical unit.
  • the at least second part of the electromagnetic radiation can be sent to the at least second optical unit with a second power differing from the first power.
  • the light distribution unit has at least two beam splitters. In the presence of at least two beam splitters, it may be possible to split the electromagnetic radiation even more. The transmission of the electromagnetic radiation to an even higher number of optical units is made possible.
  • the light distribution unit has at least one controllable optical component. It is further provided that the device has a control unit for controlling the controllable optical component.
  • a controllable optical component can in particular be a filter element that can be changed in its filter function or a movable mirror.
  • the advantage is that the light distribution unit can be controlled depending on the instantaneous requirement of the device. For example, the
  • Be changed light distribution unit by means of a movable mirror.
  • the electromagnetic radiation emitted by the radiation source may be dependent on the requirement
  • the emitted electromagnetic radiation can only be transmitted to the optical units in the vehicle at a predetermined position of a movable mirror
  • Vehicle front be distributed.
  • a movable mirror can in turn electromagnetic radiation to other optical or be sent to all optical units.
  • the power and / or the wavelength of the electromagnetic radiation sent to an optical unit can be changed by means of a variable filter element.
  • the light distribution unit has at least two outputs, wherein each of the at least two outputs each one of the at least two optical
  • Units is assigned.
  • the at least two outputs are spatially spaced from each other.
  • the advantage is that the electromagnetic radiation in the interior of the light distribution unit, without disturbing influences on the at least two optical units, can be spatially distributed.
  • Connecting element is coupled to the output unit associated with this optical unit.
  • a connecting element may be formed in particular as a glass fiber.
  • the connecting element may be formed as a free-beam optic.
  • the electromagnetic radiation sent to an optical unit z. B. is not affected by interference.
  • the connecting element has a predetermined optical path with a predetermined length.
  • the advantage is that, in particular in the case of the formation of a connecting element as a glass fiber, it may be possible for the electromagnetic radiation sent to the optical unit to reach the optical unit at a predetermined point in time.
  • the pulse sequence of the pulsed electromagnetic radiation sent to an optical unit can be adjustable. In particular, it may thus be possible to use the optical pulse of the
  • Synchronization may, for example, be triggered by the optical pulses of the first part of the electromagnetic radiation in the first optical unit.
  • the synchronization can be triggered, for example, by the optical pulses of the second part of the electromagnetic radiation in the second optical unit.
  • a connection between the connecting element and the optical unit takes place by means of a partially transmissive element for electromagnetic radiation, wherein the partially transmitting element is part of the connecting element or part of the optical unit.
  • the partially transmissive element may be, in particular, a semitransparent mirror for the electromagnetic radiation sent to the optical unit.
  • the partially transparent mirror may be arranged at the end of a glass fiber.
  • electromagnetic radiation can be generated in a fiber optic pulse series. This can increase the performance of the device. As a result, a pulse coding can also be deposited. As a result, the electromagnetic radiation emitted by an optical unit can be distinguished from a radiation source foreign to the device.
  • the advantage is that the electromagnetic radiation can be emitted by a predetermined angle in the environment.
  • the electromagnetic radiation can also be emitted at different angles into the environment. This makes it possible to scan the environment by means of the electromagnetic radiation.
  • the device further comprises at least one receiving unit for receiving electromagnetic radiation and at least one detection unit having at least one detector element for detecting the received part of the electromagnetic radiation.
  • the detection unit may be part of the receiving unit.
  • the receiving unit may optionally have further optical elements.
  • the further optical elements here are in particular optical lenses, optical filters, beam splitters, immobile mirrors and / or movable mirrors.
  • the device has exactly one
  • the device also has exactly one detection unit in this case. In the presence of exactly one
  • Detection unit is the number of detector elements in particular equal to or greater than the number of optical units. In this case, each detector element is assigned in each case to an optical unit.
  • the advantage is that the device can effectively receive electromagnetic radiation.
  • the device can effectively detect electromagnetic radiation.
  • the device can thus be designed as a sensor.
  • the device can be designed in particular as a LIDAR sensor. If exactly one detection unit is present, the entirety of the received electromagnetic radiation can be detected in bundled form and analyzed, in particular by means of a computing unit. A precisely one detection unit can be tempered in a simple manner.
  • the at least two optical units each have a receiving unit for receiving electromagnetic radiation, in particular for at least partially receiving the emitted from the respective optical unit and reflected in the surrounding part of the electromagnetic radiation.
  • the at least two optical units furthermore each have a detection unit with at least one detector element for detecting the received electromagnetic radiation.
  • each of the optical units can effectively receive electromagnetic radiation.
  • each of the optical units can be formed into an independent sensor in cooperation with the radiation source of the device.
  • Each of the optical units may be formed into an independent LIDAR sensor in cooperation with the radiation source of the device.
  • the present invention is further based on the use of a
  • the present invention is further based on a method for detecting an object in the environment.
  • the method comprises the step of emitting electromagnetic radiation by means of a radiation source.
  • the method further comprises the step of transmitting a first portion of the emitted electromagnetic radiation to a first optical unit and transmitting an at least second portion of the emitted electromagnetic radiation to an at least second optical unit by means of a light distribution unit.
  • the method further comprises the step of emitting the first part of the emitted electromagnetic radiation into the environment by means of the first optical unit and the emission of the at least second part of the emitted electromagnetic radiation into the environment by means of the at least second optical unit.
  • the method further comprises the step of receiving electromagnetic radiation.
  • the method comprises the step of receiving the part of the electromagnetic radiation emitted by the first optical unit and reflected in the surroundings proportionately by means of the first optical unit and at least partially receiving the part of the electromagnetic radiation emitted by the at least second optical unit and reflected in the surroundings electromagnetic radiation by means of the at least second optical unit.
  • the method comprises the step of detecting the received electromagnetic radiation by means of at least one detection unit. Furthermore, the method comprises the step of analyzing the electromagnetic radiation detected by the at least one detection unit. The analysis can be carried out in particular by means of a computing unit.
  • the method further comprises the step of controlling at least one controllable optical
  • Component of the light distribution unit by means of a control unit.
  • Figure 1 shows an embodiment of the device for detecting a
  • Figure 2 shows an embodiment of the method for detecting a
  • FIG. 1 shows by way of example the device 100 for detecting an object in the environment.
  • the radiation source 101 emits the electromagnetic radiation 103.
  • the latter is distributed to the optical units 104 by means of the light distribution unit 102.
  • This can be realized for example by means of a beam splitter, not shown here.
  • the device 100 comprises the three optical units 104-1, 104-2 and 104-3.
  • the light distribution unit 102 has the three outputs 112-1, 112-2 and 112-3.
  • the light distribution unit 102 transmits a first part 103-1 of the electromagnetic radiation 103 emitted from the radiation source 101 to the first optical unit 104-1 through the first output 112-1.
  • Light distribution unit 102 transmits a second part 103-2 of the
  • Radiation source 101 emitted electromagnetic radiation 103 through the second output 112-2 to the second optical unit 104-2.
  • Light distribution unit 102 transmits a third part 103-3 of the
  • Radiation source 101 emitted electromagnetic radiation 103 through the third output 112-3 to the third optical unit 104-3.
  • Each of the optical units 104-1, 104-2 and 104-3 in turn has further components in the example shown. This is explained in more detail below by way of example for the optical unit 104-1 and applies analogously to the two further optical units 104-2 and 104-3 shown and their respective components.
  • the optical unit 104-1 has the controllable deflection unit 109-1.
  • This may be, for example, a controllable mirror.
  • the deflection unit 109-1 can be controlled by means of a control unit. In a variant, this can be the control unit 105, which can also drive other components of the device 100. In another Variant, the optical unit 104-1 have its own, not shown here control unit.
  • the electromagnetic radiation 103-1 sent to the optical unit 104-1 can in particular be deflected by a predetermined angle and emitted into the surroundings of the device 100.
  • the optical unit 104-1 can receive the emitted and in the environment reflected and / or scattered part of the electromagnetic radiation 103-1 by means of a not specially marked receiving unit.
  • the detection unit 110-1 detects the received one
  • the detection unit 110-1 may be part of the receiving unit of the optical unit 104-1.
  • the receiving unit may optionally have further optical elements 111-1, which are shown in dashed lines. , By way of example, this can be an optical lens or a lens system, by means of which the received electromagnetic radiation is focused on the detection unit 110-1.
  • the receiving unit may comprise one or more optical filters, beam splitters, immobile mirrors and / or movable mirrors.
  • the device 100 may also have exactly one receiving unit.
  • the exactly one receiving unit may be disposed outside of the optical units 104-1, 104-2 and 104-3.
  • the device 100 in this case may also have exactly one detection unit 110.
  • the exactly one detection unit 110 can be designed as a common detection unit 110 of the optical units 104-1, 104-2 and 104-3. The received from the one receiving unit
  • Electromagnetic radiation may be sent to the exact one detection unit 110.
  • the transmission to the exactly one detection unit 110 can be done in particular by means of glass fiber cables.
  • further optical elements in particular optical lenses, optical filters, beam splitters, immobile mirrors and / or movable mirrors can be used.
  • the received electromagnetic radiation can be detected by detector elements of exactly one detection unit 110.
  • each of the optical units 104 - 1, 104 - 2 and 104 - 3 of the device 100 may also have a receiving unit, the device 100 having exactly one detection unit 110. The received from the optical units 104-1, 104-2 and 104-3
  • Electromagnetic radiation can be sent to the exact one detection unit 110.
  • the transmission to the exactly one detection unit 110 can be done in particular by means of glass fiber cables.
  • further optical elements in particular optical lenses, optical filters, beam splitters, immobile mirrors and / or movable mirrors can be used.
  • the received electromagnetic radiation can be detected by detector elements of exactly one detection unit 110.
  • the light distribution unit 102 has one or more controllable optical components 108.
  • the beam path of the electromagnetic radiation within the light distribution unit 102 can be changed by means of a movable, controllable mirror 108.
  • Control takes place, for example, by means of the control unit 105
  • Control unit 105 may optionally be connected to optical units 104-1, 104-2 and / or 104-3.
  • the control unit 105 may, for. B. receive signals from the optical units 104-1, 104-2 and / or 104-3 and take into account in the control of the optical component 108.
  • the output 112-1 is coupled by means of the connection element 106-1 to the optical unit 104-1 assigned to the output 112-1.
  • the connecting element 106-1 is a glass fiber.
  • the glass fiber 106-1 preferably has a predetermined length 113-1.
  • the two arrows marked 113-1 at the two ends of the fiber mark the length. The same applies analogously to the outputs 112-2 and 112-3.
  • connection between the glass fiber 106-1 and the optical unit 104-1 may be by means of an electromagnetic
  • Radiation 103-1 partially transmitting element 107-1 done.
  • the partially permeable Element 107-1 is z. B. a partially transparent mirror.
  • Figure 1 is the
  • partially transparent mirror 107-1 part of the glass fiber 106-1 part of the glass fiber 106-1.
  • Figure 2 shows an embodiment of the method for detecting an object in the environment. The method starts in step 201.
  • a radiation source e.g. A laser
  • step 203 a first part of the emitted electromagnetic radiation is transmitted to a first optical unit by means of a light distribution unit. Additionally, at step 203, at least a second portion of the emitted electromagnetic radiation is transmitted to a second optical unit.
  • step 204 the first part of the electromagnetic radiation is emitted into the environment by means of the first optical unit.
  • the emission of the first part of the electromagnetic radiation takes place in particular under deflection of the first part of the electromagnetic radiation.
  • step 204 the at least second portion of the electromagnetic radiation is emitted into the environment.
  • the emission of the at least second part of the electromagnetic radiation takes place in particular by deflecting the at least second part of the electromagnetic radiation.
  • step 205 electromagnetic radiation reflected in the environment is received.
  • the part of the electromagnetic radiation emitted by the first optical unit and reflected in the surroundings is at least partially received by means of the first optical unit.
  • the received electromagnetic radiation is detected by means of at least one detection unit.
  • the electromagnetic radiation detected by the at least one detection unit is analyzed. For example, it can be analyzed whether and z. At what distance objects are in the environment. The analysis can be carried out by means of a computer.
  • step 208 ends in step 208.
  • controllable optical components of the light distribution unit are controlled by means of a control unit.

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Abstract

The invention relates to a device (100) for detecting an object in the environment, said object having a radiation source (101) for emitting electromagnetic radiation (103) and at least two optical units (104-1, 104-2, 104-3), which are designed to emit electromagnetic radiation (103-1, 103-2, 103-3) to the environment and to receive reflected electromagnetic radiation in the environment. The core of the invention is that the device (100) furthermore has a light distribution unit (102), which is designed to transmit a first part (103-1) of the electromagnetic radiation (103) emitted from the radiation source (101) to the first optical unit (104-1) and at least one second part (103-2, 103-3) of the electromagnetic radiation (103) emitted from the radiation source (101) to the at least second optical unit (104-2, 104-3).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Vorrichtung zur Erfassung eines Objektes in der Umgebung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Objektes in der Umgebung, die Verwendung dieser Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung eines Objektes in der Umgebung gemäß dem Oberbegriff der unabhängig formulierten Ansprüche. Stand der Technik  The present invention relates to a device for detecting an object in the environment, the use of this device and a method for detecting an object in the environment according to the preamble of the independently formulated claims. State of the art
Die US2015/0192677 offenbart ein Fahrzeug, bei dem eine Vielzahl von unterschiedlichen Lidar-Modulen an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeugs angebracht ist, um eine möglichst weiträumige Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs zu gewährleisten. Jedes einzelne Lidar-Modul umfasst hierbei einen eigenen Laser. US2015 / 0192677 discloses a vehicle in which a plurality of different lidar modules are mounted at different locations of the vehicle in order to ensure the widest possible detection of the surroundings of the vehicle. Every single lidar module includes its own laser.
Offenbarung der Erfindung Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Erfassung einesDISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is based on a device for detecting a
Objektes in der Umgebung. Die Vorrichtung weist eine Strahlungsquelle zur Emission elektromagnetischer Strahlung und wenigstens zwei optische Object in the area. The device has a radiation source for emitting electromagnetic radiation and at least two optical
Einheiten, welche dazu ausgebildet sind, elektromagnetische Strahlung in die Umgebung auszusenden, auf. Units which are designed to emit electromagnetic radiation into the environment, on.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung weiterhin eine Lichtverteilungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, einen ersten Teil der von der Strahlungsquelle emittierten elektromagnetischen Strahlung an die erste optische Einheit zu senden und einen wenigstens zweiten Teil der von der Strahlungsquelle emittierten elektromagnetischen Strahlung an die wenigstens zweite optische Einheit zu senden. According to the invention, the device furthermore has a light distribution unit which is designed to transmit a first part of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source to the first optical unit and an at least second part of that from the radiation source emitted electromagnetic radiation to the at least second optical unit to send.
Die Strahlungsquelle kann als Laser ausgebildet sein. Der Laser kann als Faserlaser, als Festkörperlaser oder als Halbleiterlaser-basiertes System ausgebildet sein. Ein Laser kann als elektromagnetische Strahlung The radiation source can be designed as a laser. The laser can be designed as a fiber laser, as a solid-state laser or as a semiconductor laser-based system. A laser can be called electromagnetic radiation
Laserstrahlung emittieren. Die elektromagnetische Strahlung kann gepulst sein. Die optischen Einheiten können Teil eines Lidar-Sensors sein. Die optischen Einheiten können auch elektromagnetische Strahlung empfangen, welche in der Umgebung gestreut und/oder reflektiert wurde. Emit laser radiation. The electromagnetic radiation can be pulsed. The optical units may be part of a lidar sensor. The optical units may also receive electromagnetic radiation which has been scattered and / or reflected in the environment.
Durch die zentrale Lichtverteilungseinheit kann elektromagnetische Strahlung aus einer Strahlungsquelle auf mehrere optische Einheiten verteilt werden. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass z. B. eine einzige Strahlungsquelle in einem Fahrzeug ausreichend sein kann, um z. B. mehrere Lidar-Sensoren zu betreiben. Hierdurch kann kostengünstig ein System mit mehreren Lidar- Sensoren in einem Fahrzeug verbaut werden. Die einzelnen optischen Einheiten können kompakter in ihrer Bauweise sein. Der Laser kann von den jeweiligen Komponenten der wenigstens zwei optischen Einheiten entkoppelt vorliegen. Die Lichtverteilungseinheit kann an einer beliebigen Stelle im Fahrzeug verbaut sein. Die Strahlungsquelle kann an einer beliebigen Stelle im Fahrzeug verbaut sein. Somit können auch sehr leistungsstarke Laser verwendet werden, die oftmals eine eher große Baugröße aufweisen. Als ein leistungsstarker Laser kann beispielsweise ein Laser mit sehr guter spektraler Stabilität verstanden werden. Als ein leistungsstarker Laser kann ein Laser verstanden werden, mittels dem sehr kurze Pulse realisiert werden können. Als ein leistungsstarker Laser kann ein Laser mit sehr guter Strahlqualität verstanden werden. Für derartige Laser ist an den gängigen Verbauorten der LIDAR-Sensoren in einem Fahrzeug sonst weniger Platz. By means of the central light distribution unit, electromagnetic radiation from a radiation source can be distributed to a plurality of optical units. The advantage of the invention is that z. B. a single radiation source in a vehicle may be sufficient to z. B. to operate several lidar sensors. As a result, a system with several lidar sensors can be installed in a vehicle at low cost. The individual optical units can be more compact in their construction. The laser may be decoupled from the respective components of the at least two optical units. The light distribution unit can be installed anywhere in the vehicle. The radiation source can be installed anywhere in the vehicle. Thus, very powerful lasers can be used, which often have a rather large size. As a high-performance laser, for example, a laser with very good spectral stability can be understood. As a powerful laser, a laser can be understood by means of which very short pulses can be realized. As a powerful laser, a laser with very good beam quality can be understood. For such lasers, there is usually less space at the common locations of LIDAR sensors in a vehicle.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtverteilungseinheit wenigstens einen Strahlteiler aufweist. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the light distribution unit has at least one beam splitter.
Der Vorteil besteht darin, dass mittels des wenigstens einen Strahlteilers gewährleistet werden kann, dass die Lichtverteilungseinheit die emittierte elektromagnetische Strahlung effektiv aufteilt. Es kann an die optischen The advantage is that it can be ensured by means of the at least one beam splitter that the light distribution unit emitted the effectively splits electromagnetic radiation. It can be connected to the optical
Einheiten elektromagnetische Strahlung mit der jeweils benötigten Leistung gesendet werden. Es kann möglich sein, dass der erste Teil der Units are sent electromagnetic radiation with the power required. It may be possible that the first part of the
elektromagnetischen Strahlung mit einer ersten Leistung an die erste optische Einheit gesendet wird. Gleichzeitig kann der wenigstens zweite Teil der elektromagnetischen Strahlung mit einer zweiten, sich von der ersten Leistung unterscheidenden, Leistung an die wenigstens zweite optische Einheit gesendet werden. electromagnetic radiation is sent with a first power to the first optical unit. At the same time, the at least second part of the electromagnetic radiation can be sent to the at least second optical unit with a second power differing from the first power.
In einer Ausführungsform weist die Lichtverteilungseinheit wenigstens zwei Strahlteiler auf. Bei Vorhandensein von wenigstens zwei Strahlteilern kann es möglich sein, die elektromagnetische Strahlung noch stärker aufzuteilen. Das Senden der elektromagnetischen Strahlung an eine noch höhere Anzahl optischer Einheiten wird ermöglicht. In one embodiment, the light distribution unit has at least two beam splitters. In the presence of at least two beam splitters, it may be possible to split the electromagnetic radiation even more. The transmission of the electromagnetic radiation to an even higher number of optical units is made possible.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtverteilungseinheit wenigstens eine ansteuerbare optische Komponente aufweist. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Steuerungseinheit zur Ansteuerung der ansteuerbaren optischen Komponente aufweist. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the light distribution unit has at least one controllable optical component. It is further provided that the device has a control unit for controlling the controllable optical component.
Eine ansteuerbare optische Komponente kann insbesondere ein in seiner Filterfunktion veränderbares Filterelement oder ein beweglicher Spiegel sein. A controllable optical component can in particular be a filter element that can be changed in its filter function or a movable mirror.
Der Vorteil besteht darin, dass die Lichtverteilungseinheit je nach momentaner Anforderung der Vorrichtung ansteuerbar ist. Beispielsweise kann der The advantage is that the light distribution unit can be controlled depending on the instantaneous requirement of the device. For example, the
Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung innerhalb der Beam path of the electromagnetic radiation within the
Lichtverteilungseinheit mittels eines beweglichen Spiegels verändert werden. Hierdurch kann es insbesondere möglich sein, die von der Strahlungsquelle emittierte elektromagnetische Strahlung je nach Anforderung auf eine Be changed light distribution unit by means of a movable mirror. As a result, it may be possible, in particular, for the electromagnetic radiation emitted by the radiation source to be dependent on the requirement
vorgegebene Anzahl optischer Einheiten zu verteilen. Ist es beispielsweise ausreichend, die optischen Einheiten an der Fahrzeugfront zu betreiben, so kann bei einer vorgegebenen Stellung eines beweglichen Spiegels die emittierte elektromagnetische Strahlung nur an die optischen Einheiten in der Distribute specified number of optical units. If it is sufficient, for example, to operate the optical units on the vehicle front, the emitted electromagnetic radiation can only be transmitted to the optical units in the vehicle at a predetermined position of a movable mirror
Fahrzeugfront verteilt werden. Bei einer anderen Stellung eines beweglichen Spiegels kann wiederrum elektromagnetische Strahlung an andere optische oder an alle optischen Einheiten gesendet werden. Mittels eines veränderbaren Filterelements kann insbesondere die Leistung und/oder die Wellenlänge der an eine optische Einheit gesendeten elektromagnetischen Strahlung verändert werden. Vehicle front be distributed. In another position of a movable mirror can in turn electromagnetic radiation to other optical or be sent to all optical units. In particular, the power and / or the wavelength of the electromagnetic radiation sent to an optical unit can be changed by means of a variable filter element.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lichtverteilungseinheit wenigstens zwei Ausgänge aufweist, wobei jeder der wenigstens zwei Ausgänge jeweils einer der wenigstens zwei optischen In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the light distribution unit has at least two outputs, wherein each of the at least two outputs each one of the at least two optical
Einheiten zugeordnet ist. Die wenigstens zwei Ausgänge liegen räumlich beabstandet voneinander. Units is assigned. The at least two outputs are spatially spaced from each other.
Der Vorteil besteht darin, dass die elektromagnetische Strahlung im Inneren der Lichtverteilungseinheit, ohne störende Einflüsse auf die wenigstens zwei optischen Einheiten, räumlich verteilt werden kann. The advantage is that the electromagnetic radiation in the interior of the light distribution unit, without disturbing influences on the at least two optical units, can be spatially distributed.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens einer der wenigstens zwei Ausgänge mittels eines In a preferred embodiment of the invention it is provided that at least one of the at least two outputs by means of a
Verbindungselements an die diesem Ausgang zugeordnete optische Einheit gekoppelt ist. Ein Verbindungselement kann insbesondere als Glasfaser ausgebildet sein. In einer alternativen Ausführung kann das Verbindungselement als Freistrahloptik ausgebildet sein. Connecting element is coupled to the output unit associated with this optical unit. A connecting element may be formed in particular as a glass fiber. In an alternative embodiment, the connecting element may be formed as a free-beam optic.
Der Vorteil besteht darin, dass insbesondere bei der Ausbildung eines The advantage is that in particular in the formation of a
Verbindungselements als Glasfaser, die an eine optische Einheit gesendete elektromagnetische Strahlung z. B. nicht durch Störstrahlung beeinflusst wird. Connecting element as a glass fiber, the electromagnetic radiation sent to an optical unit z. B. is not affected by interference.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement einen vorgegebenen optischen Pfad mit einer vorgegebenen Länge aufweist. In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the connecting element has a predetermined optical path with a predetermined length.
Der Vorteil besteht darin, dass es insbesondere bei der Ausbildung eines Verbindungselements als Glasfaser möglich sein kann, dass die an die optische Einheit gesendete elektromagnetische Strahlung die optische Einheit zu einem vorgegebenen Zeitpunkt erreicht. Die Pulsabfolge der an eine optische Einheit gesendeten, gepulsten elektromagnetischen Strahlung kann einstellbar sein. Insbesondere kann es somit möglich sein, den optischen Puls der The advantage is that, in particular in the case of the formation of a connecting element as a glass fiber, it may be possible for the electromagnetic radiation sent to the optical unit to reach the optical unit at a predetermined point in time. The pulse sequence of the pulsed electromagnetic radiation sent to an optical unit can be adjustable. In particular, it may thus be possible to use the optical pulse of the
elektromagnetischen Strahlung zweier optischer Einheiten zeitgleich in eine Richtung in die Umgebung auszusenden. Hierdurch kann die Reichweite der Vorrichtung erhöht werden. Es kann auch möglich sein, zu verhindern, dass zwei optische Einheiten zeitgleich elektromagnetische Strahlung in dieselbe Richtung in die Umgebung aussenden. Dies kann aus Augensicherheitsgründen vorteilhaft sein. Für diese beiden eben beschriebenen Ausführungsformen kann es notwendig sein, dass die von den zwei optischen Einheiten ausgesendeten elektromagnetischen Strahlungen synchronisiert abgelenkt werden. Die Send electromagnetic radiation of two optical units simultaneously in one direction in the environment. As a result, the range of the device can be increased. It may also be possible to prevent two optical units simultaneously emitting electromagnetic radiation in the same direction into the environment. This can be advantageous for eye safety reasons. For these two embodiments just described, it may be necessary for the electromagnetic radiation emitted by the two optical units to be deflected synchronously. The
Synchronisation kann beispielsweise von den optischen Pulsen des ersten Teils der elektromagnetischen Strahlung in der ersten optischen Einheit getriggert werden. Die Synchronisation kann beispielsweise von den optischen Pulsen des zweiten Teils der elektromagnetischen Strahlung in der zweiten optischen Einheit getriggert werden. Synchronization may, for example, be triggered by the optical pulses of the first part of the electromagnetic radiation in the first optical unit. The synchronization can be triggered, for example, by the optical pulses of the second part of the electromagnetic radiation in the second optical unit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Verbindung zwischen dem Verbindungselement und der optischen Einheit mittels eines für elektromagnetische Strahlung teildurchlässigen Elements erfolgt, wobei das teildurchlässige Element Teil des Verbindungselements oder Teil der optischen Einheit ist. Das teildurchlässige Element kann insbesondere ein für die an die optische Einheit gesendete elektromagnetische Strahlung teildurchlässiger Spiegel sein. Der teildurchlässige Spiegel kann am Ende einer Glasfaser angeordnet sein. In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that a connection between the connecting element and the optical unit takes place by means of a partially transmissive element for electromagnetic radiation, wherein the partially transmitting element is part of the connecting element or part of the optical unit. The partially transmissive element may be, in particular, a semitransparent mirror for the electromagnetic radiation sent to the optical unit. The partially transparent mirror may be arranged at the end of a glass fiber.
Der Vorteil besteht darin, dass durch Mehrfachreflektionen der The advantage is that due to multiple reflections of
elektromagnetischen Strahlung in einer Glasfaser Pulsserien generiert werden können. Dies kann die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung erhöhen. Hierdurch kann außerdem, eine Pulscodierung hinterlegt werden. Hierdurch kann die von einer optischen Einheit ausgesendete elektromagnetische Strahlung von einer der Vorrichtung fremden Strahlungsquelle unterschieden werden. electromagnetic radiation can be generated in a fiber optic pulse series. This can increase the performance of the device. As a result, a pulse coding can also be deposited. As a result, the electromagnetic radiation emitted by an optical unit can be distinguished from a radiation source foreign to the device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei optischen Einheiten jeweils eine ansteuerbare Ablenkeinheit zur Ablenkung des Teils der von der Lichtverteilungseinheit an die jeweilige optische Einheit gesendeten elektromagnetischen Strahlung und zur In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the at least two optical units each have a controllable deflection unit for deflecting the part of the light distribution unit to the respective optical unit transmitted electromagnetic radiation and the
Aussendung des jeweiligen Teils in die Umgebung aufweisen. Have the respective part in the environment.
Der Vorteil besteht darin, dass die elektromagnetische Strahlung um einen vorgegebenen Winkel in die Umgebung ausgesendet werden kann. Die elektromagnetische Strahlung kann insbesondere auch um verschiedene Winkel in die Umgebung ausgesendet werden. Hierdurch kann es möglich werden, die Umgebung mittels der elektromagnetischen Strahlung abzutasten. The advantage is that the electromagnetic radiation can be emitted by a predetermined angle in the environment. In particular, the electromagnetic radiation can also be emitted at different angles into the environment. This makes it possible to scan the environment by means of the electromagnetic radiation.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung weiterhin wenigstens eine Empfangseinheit zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung und wenigstens eine Detektionseinheit mit wenigstens einem Detektorelement zur Detektion des empfangenen Teils der elektromagnetischen Strahlung aufweist. In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the device further comprises at least one receiving unit for receiving electromagnetic radiation and at least one detection unit having at least one detector element for detecting the received part of the electromagnetic radiation.
Die Detektionseinheit kann Teil der Empfangseinheit sein. Die Empfangseinheit kann optional weitere optische Elemente aufweisen. Die weiteren optischen Elemente sind hierbei insbesondere optische Linsen, optische Filter, Strahlteiler, unbewegliche Spiegel und/oder bewegliche Spiegel. The detection unit may be part of the receiving unit. The receiving unit may optionally have further optical elements. The further optical elements here are in particular optical lenses, optical filters, beam splitters, immobile mirrors and / or movable mirrors.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung genau eine In one embodiment of the invention, the device has exactly one
Empfangseinheit auf. Insbesondere weist die Vorrichtung in diesem Fall auch genau eine Detektionseinheit auf. Bei Vorhandensein genau einer Receiving unit on. In particular, the device also has exactly one detection unit in this case. In the presence of exactly one
Detektionseinheit ist die Anzahl der Detektorelemente insbesondere gleich oder größer der Anzahl der optischen Einheiten. Hierbei ist jedes Detektorelement jeweils einer optischen Einheit zugeordnet. Detection unit is the number of detector elements in particular equal to or greater than the number of optical units. In this case, each detector element is assigned in each case to an optical unit.
Der Vorteil besteht darin, dass die Vorrichtung effektiv elektromagnetische Strahlung empfangen kann. Die Vorrichtung kann effektiv elektromagnetische Strahlung detektieren. Die Vorrichtung kann somit als Sensor ausgebildet sein.The advantage is that the device can effectively receive electromagnetic radiation. The device can effectively detect electromagnetic radiation. The device can thus be designed as a sensor.
Die Vorrichtung kann insbesondere als LIDAR-Sensor ausgebildet sein. Bei Vorhandensein genau einer Detektionseinheit kann die Gesamtheit der empfangenen elektromagnetischen Strahlung gebündelt detektiert und, insbesondere mittels einer Recheneinheit, analysiert werden. Eine genau eine Detektionseinheit kann auf einfache Weise temperiert werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei optischen Einheiten jeweils eine Empfangseinheit zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere zum wenigstens anteiligen Empfangen des von der jeweiligen optischen Einheit ausgesendeten und in der Umgebung reflektierten Teils der elektromagnetischen Strahlung aufweisen. Die wenigstens zwei optischen Einheiten weisen weiterhin jeweils eine Detektionseinheit mit wenigstens einem Detektorelement zur Detektion der empfangenen elektromagnetischen Strahlung auf. The device can be designed in particular as a LIDAR sensor. If exactly one detection unit is present, the entirety of the received electromagnetic radiation can be detected in bundled form and analyzed, in particular by means of a computing unit. A precisely one detection unit can be tempered in a simple manner. In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the at least two optical units each have a receiving unit for receiving electromagnetic radiation, in particular for at least partially receiving the emitted from the respective optical unit and reflected in the surrounding part of the electromagnetic radiation. The at least two optical units furthermore each have a detection unit with at least one detector element for detecting the received electromagnetic radiation.
Der Vorteil besteht darin, dass hierdurch jede der optischen Einheiten effektiv elektromagnetische Strahlung empfangen kann. Insbesondere durch das anteilige Empfangen kann jede der optischen Einheiten in Zusammenwirkung mit der Strahlungsquelle der Vorrichtung zu einem eigenständigen Sensor ausgebildet sein. Jede der optischen Einheiten kann in Zusammenwirkung mit der Strahlungsquelle der Vorrichtung zu einem eigenständigen LIDAR-Sensor ausgebildet sein. The advantage is that, as a result, each of the optical units can effectively receive electromagnetic radiation. In particular, by the proportionate receiving, each of the optical units can be formed into an independent sensor in cooperation with the radiation source of the device. Each of the optical units may be formed into an independent LIDAR sensor in cooperation with the radiation source of the device.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von der Verwendung einer The present invention is further based on the use of a
Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, in einem Kraftfahrzeug. Device, as described above, in a motor vehicle.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Verfahren zur Erfassung eines Objektes in der Umgebung. Das Verfahren weist den Schritt der Emission elektromagnetischer Strahlung mittels einer Strahlungsquelle auf. Das Verfahren weist weiterhin den Schritt des Sendens eines ersten Teils der emittierten elektromagnetischen Strahlung an eine erste optische Einheit und des Sendens eines wenigstens zweiten Teils der emittierten elektromagnetischen Strahlung an eine wenigstens zweite optische Einheit mittels einer Lichtverteilungseinheit auf. Das Verfahren weist weiterhin den Schritt der Aussendung des ersten Teils der emittierten elektromagnetischen Strahlung in die Umgebung mittels der ersten optischen Einheit und der Aussendung des wenigstens zweiten Teils der emittierten elektromagnetischen Strahlung in die Umgebung mittels der wenigstens zweiten optischen Einheit auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung geschehen die Aussendung des ersten Teils der emittierten elektromagnetischen Strahlung und die The present invention is further based on a method for detecting an object in the environment. The method comprises the step of emitting electromagnetic radiation by means of a radiation source. The method further comprises the step of transmitting a first portion of the emitted electromagnetic radiation to a first optical unit and transmitting an at least second portion of the emitted electromagnetic radiation to an at least second optical unit by means of a light distribution unit. The method further comprises the step of emitting the first part of the emitted electromagnetic radiation into the environment by means of the first optical unit and the emission of the at least second part of the emitted electromagnetic radiation into the environment by means of the at least second optical unit. In an advantageous embodiment of the invention, the emission of the first part of the emitted electromagnetic radiation and the happen
Aussendung des wenigstens zweiten Teils der emittierten elektromagnetischen Strahlung unter Ablenkung des jeweiligen Teils der elektromagnetischen Strahlung mittels einer ansteuerbaren Ablenkeinheit der jeweiligen optischen Einheit. Emitting the at least second part of the emitted electromagnetic radiation while deflecting the respective part of the electromagnetic radiation by means of a controllable deflection unit of the respective optical unit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren weiterhin den Schritt des Empfangens von elektromagnetischer Strahlung auf. Insbesondere weist das Verfahren den Schritt des anteiligen Empfangens des von der ersten optischen Einheit ausgesendeten und in der Umgebung reflektierten Teils der elektromagnetischen Strahlung mittels der ersten optischen Einheit und des wenigstens anteiligen Empfangens des von der wenigstens zweiten optischen Einheit ausgesendeten und in der Umgebung reflektierten Teils der elektromagnetischen Strahlung mittels der wenigstens zweiten optischen Einheit auf. In a further advantageous embodiment of the invention, the method further comprises the step of receiving electromagnetic radiation. In particular, the method comprises the step of receiving the part of the electromagnetic radiation emitted by the first optical unit and reflected in the surroundings proportionately by means of the first optical unit and at least partially receiving the part of the electromagnetic radiation emitted by the at least second optical unit and reflected in the surroundings electromagnetic radiation by means of the at least second optical unit.
Weiterhin weist das Verfahren den Schritt der Detektion der empfangenen elektromagnetischen Strahlung mittels wenigstens einer Detektionseinheitauf. Weiterhin weist das Verfahren den Schritt der Analyse der mittels der wenigstens einen Detektionseinheit detektierten elektromagnetischen Strahlung auf. Die Analyse kann insbesondere mittels einer Recheneinheit erfolgen.  Furthermore, the method comprises the step of detecting the received electromagnetic radiation by means of at least one detection unit. Furthermore, the method comprises the step of analyzing the electromagnetic radiation detected by the at least one detection unit. The analysis can be carried out in particular by means of a computing unit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren weiterhin den Schritt der Ansteuerung wenigstens einer ansteuerbaren optischen In an advantageous embodiment of the invention, the method further comprises the step of controlling at least one controllable optical
Komponente der Lichtverteilungseinheit mittels einer Steuerungseinheit auf. Component of the light distribution unit by means of a control unit.
Zeichnungen drawings
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Elemente. Es zeigen: Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the figures indicate the same or equivalent elements. Show it:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Erfassung eines Figure 1 shows an embodiment of the device for detecting a
Objektes in der Umgebung; Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Erfassung einesObjects in the area; Figure 2 shows an embodiment of the method for detecting a
Objektes in der Umgebung. Object in the area.
Figur 1 zeigt beispielhaft die Vorrichtung 100 zur Erfassung eines Objektes in der Umgebung. Die Strahlungsquelle 101 emittiert die elektromagnetische Strahlung 103. Letztere wird mittels der Lichtverteilungseinheit 102 an die optischen Einheiten 104 verteilt. Dies kann beispielsweise mittels eines hier nicht gezeigten Strahlteilers realisierbar sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 100 die drei optischen Einheiten 104-1, 104-2 und 104-3 auf. Die Lichtverteilungseinheit 102 weist im Ausführungsbeispiel die drei Ausgänge 112-1, 112-2 und 112-3 auf. FIG. 1 shows by way of example the device 100 for detecting an object in the environment. The radiation source 101 emits the electromagnetic radiation 103. The latter is distributed to the optical units 104 by means of the light distribution unit 102. This can be realized for example by means of a beam splitter, not shown here. In the embodiment shown, the device 100 comprises the three optical units 104-1, 104-2 and 104-3. In the exemplary embodiment, the light distribution unit 102 has the three outputs 112-1, 112-2 and 112-3.
Die Lichtverteilungseinheit 102 sendet einen ersten Teil 103-1 der von der Strahlungsquelle 101 emittierten elektromagnetischen Strahlung 103 durch den ersten Ausgang 112-1 hinaus an die erste optische Einheit 104-1. Die The light distribution unit 102 transmits a first part 103-1 of the electromagnetic radiation 103 emitted from the radiation source 101 to the first optical unit 104-1 through the first output 112-1. The
Lichtverteilungseinheit 102 sendet einen zweiten Teil 103-2 der von der Light distribution unit 102 transmits a second part 103-2 of the
Strahlungsquelle 101 emittierten elektromagnetischen Strahlung 103 durch den zweiten Ausgang 112-2 an die zweite optische Einheit 104-2. Die Radiation source 101 emitted electromagnetic radiation 103 through the second output 112-2 to the second optical unit 104-2. The
Lichtverteilungseinheit 102 sendet einen dritten Teil 103-3 der von der Light distribution unit 102 transmits a third part 103-3 of the
Strahlungsquelle 101 emittierten elektromagnetischen Strahlung 103 durch den dritten Ausgang 112-3 an die dritte optische Einheit 104-3. Radiation source 101 emitted electromagnetic radiation 103 through the third output 112-3 to the third optical unit 104-3.
Jede der optischen Einheiten 104-1, 104-2 und 104-3 weist im gezeigten Beispiel ihrerseits weitere Komponenten auf. Dies ist im Folgenden exemplarisch für die optische Einheit 104-1 näher erläutert und gilt analog auch für die beiden weiteren gezeigten optischen Einheiten 104-2 und 104-3 und ihre jeweiligen Komponenten. Each of the optical units 104-1, 104-2 and 104-3 in turn has further components in the example shown. This is explained in more detail below by way of example for the optical unit 104-1 and applies analogously to the two further optical units 104-2 and 104-3 shown and their respective components.
So weist die optische Einheit 104-1 die ansteuerbare Ablenkeinheit 109-1 auf. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen ansteuerbaren Spiegel handeln. Die Ablenkeinheit 109-1 kann mittels einer Steuerungseinheit angesteuert werden. Dies kann in einer Variante die Steuerungseinheit 105 sein, welche auch weitere Komponenten der Vorrichtung 100 ansteuern kann. In einer anderen Variante kann die optische Einheit 104-1 eine eigene, hier nicht dargestellte Steuerungseinheit aufweisen. Thus, the optical unit 104-1 has the controllable deflection unit 109-1. This may be, for example, a controllable mirror. The deflection unit 109-1 can be controlled by means of a control unit. In a variant, this can be the control unit 105, which can also drive other components of the device 100. In another Variant, the optical unit 104-1 have its own, not shown here control unit.
Mittels der Ablenkeinheit 109-1 kann die an die optische Einheit 104-1 gesendete elektromagnetische Strahlung 103-1 insbesondere um einen vorgegebenen Winkel abgelenkt und in die Umgebung der Vorrichtung 100 ausgesendet werden. Die optische Einheit 104-1 kann den ausgesendeten und in der Umgebung reflektierten und/oder gestreuten Teil der elektromagnetischen Strahlung 103-1 mittels einer nicht extra eingezeichneten Empfangseinheit empfangen. Die Detektionseinheit 110-1 detektiert die empfangene By means of the deflection unit 109-1, the electromagnetic radiation 103-1 sent to the optical unit 104-1 can in particular be deflected by a predetermined angle and emitted into the surroundings of the device 100. The optical unit 104-1 can receive the emitted and in the environment reflected and / or scattered part of the electromagnetic radiation 103-1 by means of a not specially marked receiving unit. The detection unit 110-1 detects the received one
elektromagnetische Strahlung. Die Detektionseinheit 110-1 kann Teil der Empfangseinheit der optischen Einheit 104-1 sein. Die Empfangseinheit kann optional weitere optische Elemente 111-1 aufweisen, welche gestrichelt dargestellt sind. . Beispielsweise kann es sich hierbei um eine optische Linse oder ein Linsensystem handeln, mittels dem die empfangene elektromagnetische Strahlung auf die Detektionseinheit 110-1 fokussiert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Empfangseinheit einen oder mehrere optische Filter, Strahlteiler, unbewegliche Spiegel und/oder bewegliche Spiegel aufweisen. electromagnetic radiation. The detection unit 110-1 may be part of the receiving unit of the optical unit 104-1. The receiving unit may optionally have further optical elements 111-1, which are shown in dashed lines. , By way of example, this can be an optical lens or a lens system, by means of which the received electromagnetic radiation is focused on the detection unit 110-1. Alternatively or additionally, the receiving unit may comprise one or more optical filters, beam splitters, immobile mirrors and / or movable mirrors.
In einer hier nicht gezeigten Variante kann die Vorrichtung 100 auch genau eine Empfangseinheit aufweisen. Die genau eine Empfangseinheit kann außerhalb der optischen Einheiten 104-1, 104-2 und 104-3 angeordnet sein. Insbesondere kann die Vorrichtung 100 in diesem Fall auch genau eine Detektionseinheit 110 aufweisen. . Die genau eine Detektionseinheit 110 kann als gemeinsame Detektionseinheit 110 der optischen Einheiten 104-1, 104-2 und 104-3 ausgebildet sein. Die von der einen Empfangseinheit empfangene In a variant not shown here, the device 100 may also have exactly one receiving unit. The exactly one receiving unit may be disposed outside of the optical units 104-1, 104-2 and 104-3. In particular, the device 100 in this case may also have exactly one detection unit 110. , The exactly one detection unit 110 can be designed as a common detection unit 110 of the optical units 104-1, 104-2 and 104-3. The received from the one receiving unit
elektromagnetische Strahlung kann an die genau eine Detektionseinheit 110 gesendet. Das Senden an die genau eine Detektionseinheit 110 kann insbesondere mittels Glasfaserkabeln geschehen. Für das Senden an die genau eine Detektionseinheit 110 können weitere optische Elemente, insbesondere optische Linsen, optische Filter, Strahlteiler, unbewegliche Spiegel und/oder bewegliche Spiegel genutzt werden. Die empfangene elektromagnetische Strahlung kann von Detektorelementen der genau einen Detektionseinheit 110 detektiert werden. In einer weiteren hier nicht gezeigten Variante kann auch jede der optischen Einheiten 104-1, 104-2 und 104-3 der Vorrichtung 100 eine Empfangseinheit aufweisen, wobei die Vorrichtung 100 genau eine Detektionseinheit 110 aufweist. Die von den optischen Einheiten 104-1, 104-2 und 104-3 empfangene Electromagnetic radiation may be sent to the exact one detection unit 110. The transmission to the exactly one detection unit 110 can be done in particular by means of glass fiber cables. For transmission to the exactly one detection unit 110, further optical elements, in particular optical lenses, optical filters, beam splitters, immobile mirrors and / or movable mirrors can be used. The received electromagnetic radiation can be detected by detector elements of exactly one detection unit 110. In a further variant not shown here, each of the optical units 104 - 1, 104 - 2 and 104 - 3 of the device 100 may also have a receiving unit, the device 100 having exactly one detection unit 110. The received from the optical units 104-1, 104-2 and 104-3
elektromagnetische Strahlung kann jeweils an die genau eine Detektionseinheit 110 gesendet. Das Senden an die genau eine Detektionseinheit 110 kann insbesondere mittels Glasfaserkabeln geschehen. Für das Senden an die genau eine Detektionseinheit 110 können weitere optische Elemente, insbesondere optische Linsen, optische Filter, Strahlteiler, unbewegliche Spiegel und/oder bewegliche Spiegel genutzt werden. Die empfangene elektromagnetische Strahlung kann von Detektorelementen der genau einen Detektionseinheit 110 detektiert werden. Electromagnetic radiation can be sent to the exact one detection unit 110. The transmission to the exactly one detection unit 110 can be done in particular by means of glass fiber cables. For transmission to the exactly one detection unit 110, further optical elements, in particular optical lenses, optical filters, beam splitters, immobile mirrors and / or movable mirrors can be used. The received electromagnetic radiation can be detected by detector elements of exactly one detection unit 110.
Optional weist die Lichtverteilungseinheit 102 eine oder mehrere ansteuerbare optische Komponenten 108 auf. Beispielsweise kann der Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung innerhalb der Lichtverteilungseinheit 102 mittels eines beweglichen, ansteuerbaren Spiegels 108 verändert werden. Die Optionally, the light distribution unit 102 has one or more controllable optical components 108. For example, the beam path of the electromagnetic radiation within the light distribution unit 102 can be changed by means of a movable, controllable mirror 108. The
Ansteuerung erfolgt zum Beispiel mittels der Steuerungseinheit 105. Die Control takes place, for example, by means of the control unit 105
Steuerungseinheit 105 kann optional mit den optischen Einheiten 104-1, 104-2 und/oder 104-3 verbunden sein. Die Steuerungseinheit 105 kann z. B. Signale von den optischen Einheiten 104-1, 104-2 und/oder 104-3 empfangen und diese bei der Ansteuerung der optischen Komponente 108 berücksichtigen. Control unit 105 may optionally be connected to optical units 104-1, 104-2 and / or 104-3. The control unit 105 may, for. B. receive signals from the optical units 104-1, 104-2 and / or 104-3 and take into account in the control of the optical component 108.
Wie in Figur 1 gepunktet angedeutet, ist der Ausgang 112-1 in einer möglichen Variante der Vorrichtung 100 mittels des Verbindungelements 106-1 an die dem Ausgang 112-1 zugeordnete optische Einheit 104-1 gekoppelt. In bevorzugter Weise handelt es sich bei dem Verbindungselement 106-1 um eine Glasfaser. Die Glasfaser 106-1 weist bevorzugt eine vorgegebene Länge 113-1 auf. Die beiden mit 113-1 markierten Pfeile an den beiden Enden der Glasfaser markieren hierbei die Länge. Gleiches gilt wieder analog für die Ausgänge 112-2 und 112-3. As indicated by dotted lines in FIG. 1, in one possible variant of the device 100, the output 112-1 is coupled by means of the connection element 106-1 to the optical unit 104-1 assigned to the output 112-1. Preferably, the connecting element 106-1 is a glass fiber. The glass fiber 106-1 preferably has a predetermined length 113-1. The two arrows marked 113-1 at the two ends of the fiber mark the length. The same applies analogously to the outputs 112-2 and 112-3.
In einer weiteren Variante kann die Verbindung zwischen der Glasfaser 106-1 und der optischen Einheit 104-1 mittels eines für die elektromagnetische In a further variant, the connection between the glass fiber 106-1 and the optical unit 104-1 may be by means of an electromagnetic
Strahlung 103-1 teildurchlässigen Elements 107-1 erfolgen. Das teildurchlässige Element 107-1 ist z. B. ein teildurchlässiger Spiegel. In Figur 1 ist der Radiation 103-1 partially transmitting element 107-1 done. The partially permeable Element 107-1 is z. B. a partially transparent mirror. In Figure 1 is the
teildurchlässige Spiegel 107-1 Teil der Glasfaser 106-1. partially transparent mirror 107-1 part of the glass fiber 106-1.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Erfassung eines Objektes in der Umgebung. Das Verfahren startet in Schritt 201. Figure 2 shows an embodiment of the method for detecting an object in the environment. The method starts in step 201.
Im Schritt 202 wird von einer Strahlungsquelle, z. B. einem Laser, In step 202, a radiation source, e.g. A laser,
elektromagnetische Strahlung, z. B. in Form von Laserlicht, emittiert. Im Schritt 203 wird mittels einer Lichtverteilungseinheit ein erster Teil der emittierten elektromagnetischen Strahlung an eine erste optische Einheit gesendet. Zusätzlich wird in Schritt 203 ein wenigstens zweiter Teil der emittierten elektromagnetischen Strahlung an eine zweite optische Einheit gesendet. electromagnetic radiation, z. B. in the form of laser light emitted. In step 203, a first part of the emitted electromagnetic radiation is transmitted to a first optical unit by means of a light distribution unit. Additionally, at step 203, at least a second portion of the emitted electromagnetic radiation is transmitted to a second optical unit.
Im Schritt 204 wird mittels der ersten optischen Einheit der erste Teil der elektromagnetischen Strahlung in die Umgebung ausgesendet. Die Aussendung des ersten Teils der elektromagnetischen Strahlung geschieht insbesondere unter Ablenkung des ersten Teils der elektromagnetischen Strahlung. Zusätzlich wird in Schritt 204 der wenigstens zweite Teil der elektromagnetischen Strahlung in die Umgebung ausgesendet. Die Aussendung des wenigstens zweiten Teils der elektromagnetischen Strahlung geschieht insbesondere unter Ablenkung des wenigstens zweiten Teils der elektromagnetischen Strahlung. Im Schritt 205 wird in der Umgebung reflektierte elektromagnetische Strahlung empfangen. Hierbei wird in einer Ausführungsvariante wenigstens anteilig der von der ersten optischen Einheit ausgesendete und in der Umgebung reflektierte Teil der elektromagnetischen Strahlung mittels der ersten optischen Einheit empfangen. Weiterhin wird in dieser Ausführungsvariante wenigstens anteilig der von der wenigstens zweiten optischen Einheit ausgesendete und in der In step 204, the first part of the electromagnetic radiation is emitted into the environment by means of the first optical unit. The emission of the first part of the electromagnetic radiation takes place in particular under deflection of the first part of the electromagnetic radiation. Additionally, in step 204, the at least second portion of the electromagnetic radiation is emitted into the environment. The emission of the at least second part of the electromagnetic radiation takes place in particular by deflecting the at least second part of the electromagnetic radiation. In step 205, electromagnetic radiation reflected in the environment is received. In this case, in one embodiment, the part of the electromagnetic radiation emitted by the first optical unit and reflected in the surroundings is at least partially received by means of the first optical unit. Furthermore, in this embodiment, at least partially emitted by the at least second optical unit and in the
Umgebung reflektierte Teil der elektromagnetischen Strahlung mittels der wenigstens zweiten optischen Einheit empfangen.  Environment reflected part of the electromagnetic radiation received by the at least second optical unit.
Im Schritt 206 wird die empfangene elektromagnetische Strahlung mittels wenigstens einer Detektionseinheit detektiert. Im Schritt 207 wird die mittels der wenigstens einen Detektionseinheit detektierte elektromagnetische Strahlung analysiert. Beispielsweise kann analysiert werden, ob und z. B. in welcher Entfernung sich Objekte in Umgebung befinden. Die Analyse kann mittels einer Recheneinheit erfolgen. In step 206, the received electromagnetic radiation is detected by means of at least one detection unit. In step 207, the electromagnetic radiation detected by the at least one detection unit is analyzed. For example, it can be analyzed whether and z. At what distance objects are in the environment. The analysis can be carried out by means of a computer.
Das Verfahren endet in Schritt 208. The method ends in step 208.
In einem optionalen Schritt 209 werden ansteuerbare optische Komponenten der Lichtverteilungseinheit mittels einer Steuerungseinheit angesteuert. In an optional step 209, controllable optical components of the light distribution unit are controlled by means of a control unit.

Claims

Ansprüche claims
1. Vorrichtung (100) zur Erfassung eines Objektes in der Umgebung aufweisendA device (100) for detecting an object in the environment comprising
• eine Strahlungsquelle (101) zur Emission elektromagnetischer Strahlung (103), und A radiation source (101) for emitting electromagnetic radiation (103), and
• wenigstens zwei optische Einheiten (104-1, 104-2, 104-3), welche dazu  • at least two optical units (104-1, 104-2, 104-3) which have
ausgebildet sind, elektromagnetische Strahlung (103-1, 103-2, 103-3) in die Umgebung auszusenden,  are designed to emit electromagnetic radiation (103-1, 103-2, 103-3) into the environment,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
• die Vorrichtung (100) weiterhin eine Lichtverteilungseinheit (102) aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen ersten Teil (103-1) der von der Strahlungsquelle (101) emittierten elektromagnetischen Strahlung (103) an die erste optische Einheit (104-1) zu senden und einen wenigstens zweiten Teil (103-2, 103-3) der von der Strahlungsquelle (101) emittierten elektromagnetischen Strahlung (103) an die wenigstens zweite optische Einheit (104-2, 104-3) zu senden.  The apparatus (100) furthermore has a light distribution unit (102) which is designed to connect a first part (103-1) of the electromagnetic radiation (103) emitted by the radiation source (101) to the first optical unit (104-1) and to send at least a second part (103-2, 103-3) of the electromagnetic radiation (103) emitted by the radiation source (101) to the at least second optical unit (104-2, 104-3).
2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 2. Device (100) according to claim 1, characterized in that the
Lichtverteilungseinheit (102) wenigstens einen Strahlteiler aufweist.  Light distribution unit (102) has at least one beam splitter.
3. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass3. Device (100) according to claim 1 or 2, characterized in that
• die Lichtverteilungseinheit (102) wenigstens eine ansteuerbare optische • the light distribution unit (102) at least one controllable optical
Komponente (108) aufweist, und dass  Component (108), and that
• die Vorrichtung (100) eine Steuerungseinheit (105) zur Ansteuerung der  • The device (100) a control unit (105) for controlling the
ansteuerbaren optischen Komponente (108) aufweist.  controllable optical component (108).
4. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 4. Device (100) according to one of claims 1 to 3, characterized
gekennzeichnet, dass die Lichtverteilungseinheit (102) wenigstens zwei Ausgänge (112-1, 112-2, 112-3) aufweist, wobei jeder der wenigstens zwei Ausgänge (112-1, 112-2, 112-3) jeweils einer der wenigstens zwei optischen Einheiten (104-1, 104-2, 104-3) zugeordnet ist.  characterized in that the light distribution unit (102) has at least two outputs (112-1, 112-2, 112-3), each of the at least two outputs (112-1, 112-2, 112-3) each one of the at least two associated with optical units (104-1, 104-2, 104-3).
5. Vorrichtung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass 5. Device (100) according to claim 4, characterized in that
wenigstens einer der wenigstens zwei Ausgänge (112-1, 112-2, 112-3) mittels eines Verbindungselements (106-1, 106-2, 106-3) an die diesem Ausgang (112-1, 112-2, 112-3) zugeordnete optische Einheit (104-1, 104-2, 104-3) gekoppelt ist. at least one of the at least two outputs (112-1, 112-2, 112-3) by means of a Connecting element (106-1, 106-2, 106-3) to the this output (112-1, 112-2, 112-3) associated optical unit (104-1, 104-2, 104-3) is coupled.
6. Vorrichtung (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das 6. Device (100) according to claim 5, characterized in that the
Verbindungselement (106-1, 106-2, 106-3) einen vorgegebenen optischen Pfad mit einer vorgegebenen Länge (113-1, 113-2, 113-3) aufweist.  Connecting element (106-1, 106-2, 106-3) has a predetermined optical path with a predetermined length (113-1, 113-2, 113-3).
7. Vorrichtung (100) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen dem Verbindungselement (106-1, 106-2, 106-3) und der optischen Einheit (104-1, 104-2, 104-3) mittels eines für elektromagnetische Device (100) according to claim 5 or 6, characterized in that a connection between the connecting element (106-1, 106-2, 106-3) and the optical unit (104-1, 104-2, 104-3 ) by means of an electromagnetic
Strahlung (103-1, 103-2, 103-3) teildurchlässigen Elements (107-1, 107-2, 107-3) erfolgt, wobei das teildurchlässige Element (107-1, 107-2, 107-3) insbesondere Teil des Verbindungselements (106-1, 106-2, 106-3) oder Teil der optischen Einheit (104-1, 104-2, 104-3) ist.  Radiation (103-1, 103-2, 103-3) partially transmissive element (107-1, 107-2, 107-3) is carried out, wherein the partially transmissive element (107-1, 107-2, 107-3) in particular part of the connector (106-1, 106-2, 106-3) or part of the optical unit (104-1, 104-2, 104-3).
8. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch 8. Device (100) according to one of claims 1 to 7, characterized
gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei optischen Einheiten (104-1, 104-2, 104-3) jeweils  characterized in that the at least two optical units (104-1, 104-2, 104-3) respectively
• eine ansteuerbare Ablenkeinheit (109-1, 109-2, 109-3) zur Ablenkung des Teils (103-1, 103-2, 103-3) der von der Lichtverteilungseinheit (102) an die jeweilige optische Einheit (104-1, 104-2, 104-3) gesendeten elektromagnetischen  A controllable deflection unit (109-1, 109-2, 109-3) for deflecting the part (103-1, 103-2, 103-3) of the light distribution unit (102) to the respective optical unit (104-1 , 104-2, 104-3) transmitted electromagnetic
Strahlung und zur Aussendung des jeweiligen Teils (103-1, 103-2, 103-3) in die Umgebung aufweisen.  Radiation and for the transmission of the respective part (103-1, 103-2, 103-3) in the environment.
9. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch 9. Device (100) according to one of claims 1 to 8, characterized
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) weiterhin  characterized in that the device (100) continues
• wenigstens eine Empfangseinheit zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, und  At least one receiving unit for receiving electromagnetic radiation, and
• wenigstens eine Detektionseinheit (110-1, 110-2, 110-3) mit wenigstens einem Detektorelement zur Detektion des empfangenen Teils (103-1, 103-2, 103-3) der elektromagnetischen Strahlung aufweist.  • at least one detection unit (110-1, 110-2, 110-3) having at least one detector element for detecting the received part (103-1, 103-2, 103-3) of the electromagnetic radiation.
10. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch 10. Device (100) according to one of claims 1 to 8, characterized
gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei optischen Einheiten (104-1, 104-2, 104-3) jeweils • eine Empfangseinheit zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere zum wenigstens anteiligen Empfangen des von der jeweiligen optischen Einheit (104-1, 104-2, 104-3) ausgesendeten und in der Umgebung reflektierten Teils (103-1, 103-2, 103-3) der elektromagnetischen Strahlung; undcharacterized in that the at least two optical units (104-1, 104-2, 104-3) respectively A receiving unit for receiving electromagnetic radiation, in particular for at least partially receiving the part (103-1, 103-2, 103) emitted by the respective optical unit (104-1, 104-2, 104-3) and reflected in the surroundings -3) the electromagnetic radiation; and
• eine Detektionseinheit (110-1, 110-2, 110-3) mit wenigstens einem • a detection unit (110-1, 110-2, 110-3) with at least one
Detektorelement zur Detektion der empfangenen elektromagnetischen Strahlung Detector element for detecting the received electromagnetic radiation
• aufweisen. • exhibit.
11. Verwendung einer Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in einem Kraftfahrzeug. 11. Use of a device (100) according to any one of claims 1 to 10 in a motor vehicle.
12. Verfahren (200) zur Erfassung eines Objektes in der Umgebung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: 12. A method (200) for detecting an object in the environment, the method comprising the steps of:
• Emission (202) elektromagnetischer Strahlung (103) mittels einer  Emission of (202) electromagnetic radiation (103) by means of a
Strahlungsquelle (101);  Radiation source (101);
• Senden (203) eines ersten Teils (103-1) der emittierten elektromagnetischen Strahlung (103) an eine erste optische Einheit (104-1) und Senden eines wenigstens zweiten Teils (103-2, 103-3) der emittierten elektromagnetischen Strahlung (103) an eine wenigstens zweite optische Einheit (104-2, 104-3) mittels einer Lichtverteilungseinheit (102);  Transmitting (203) a first part (103-1) of the emitted electromagnetic radiation (103) to a first optical unit (104-1) and transmitting at least a second part (103-2, 103-3) of the emitted electromagnetic radiation ( 103) to an at least second optical unit (104-2, 104-3) by means of a light distribution unit (102);
• Aussendung (204) des ersten Teils (103-1) der emittierten elektromagnetischen Strahlung in die Umgebung mittels der ersten optischen Einheit (104-1) und Aussendung (204) des wenigstens zweiten Teils (103-2, 103-3) der emittierten elektromagnetischen Strahlung in die Umgebung mittels der wenigstens zweiten optischen Einheit (104-2, 104-3).  Emitting (204) the first part (103-1) of the emitted electromagnetic radiation into the environment by means of the first optical unit (104-1) and emitting (204) the at least second part (103-2, 103-3) of the emitted one electromagnetic radiation into the environment by means of the at least second optical unit (104-2, 104-3).
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Aussendung (204) des ersten Teils (103-1) der emittierten elektromagnetischen Strahlung und die Aussendung (204) des wenigstens zweiten Teils (103-2, 103-3) der emittierten elektromagnetischen 13. The method of claim 12, wherein the emission (204) of the first part (103-1) of the emitted electromagnetic radiation and the emission (204) of the at least second part (103-2, 103-3) of the emitted electromagnetic
Strahlung unter Ablenkung des jeweiligen Teils (103-1, 103-2, 103-3) der  Radiation under distraction of the respective part (103-1, 103-2, 103-3) of
elektromagnetischen Strahlung mittels einer ansteuerbaren Ablenkeinheit (109-1, 109-2, 109-3) der jeweiligen optischen Einheit (104-1, 104-2, 104-3) geschieht.  electromagnetic radiation by means of a controllable deflection unit (109-1, 109-2, 109-3) of the respective optical unit (104-1, 104-2, 104-3) happens.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, weiterhin aufweisend die Schritte 14. The method of claim 12 or 13, further comprising the steps
Empfangen (205) von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere wenigstens anteiliges Empfangen des von der ersten optischen Einheit (104-1) ausgesendeten und in der Umgebung reflektierten Teils (103-1) der Receiving (205) electromagnetic radiation, in particular at least partially receiving it from the first optical unit (104-1) emitted and reflected in the area part (103-1) of the
elektromagnetischen Strahlung mittels der ersten optischen Einheit (104-1) und wenigstens anteiliges Empfangen des von der wenigstens zweiten optischen Einheit ausgesendeten und in der Umgebung reflektierten Teils (103-2, 103-3) der elektromagnetischen Strahlung mittels der wenigstens zweiten optischen Einheit (104-2, 104-3); und  electromagnetic radiation by means of the first optical unit (104-1) and at least partially receiving the part (103-2, 103-3) of the electromagnetic radiation emitted by the at least second optical unit and reflected in the environment by means of the at least second optical unit (104 -2, 104-3); and
• Detektion (206) der empfangenen elektromagnetischen Strahlung mittels  • Detection (206) of the received electromagnetic radiation by means of
wenigstens einer Detektionseinheit (110-1, 110-2, 110-3), und  at least one detection unit (110-1, 110-2, 110-3), and
• Analyse (207) der mittels der wenigstens einen Detektionseinheit (110-1, 110-2, 110-3) detektierten elektromagnetischen Strahlung.  Analysis (207) of the electromagnetic radiation detected by means of the at least one detection unit (110-1, 110-2, 110-3).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, aufweisend den weiteren Schritt 15. The method according to any one of claims 12 to 14, comprising the further step
• Ansteuerung (209) wenigstens einer ansteuerbaren optischen Komponente (108) der Lichtverteilungseinheit (102) mittels einer Steuerungseinheit (105).  • Control (209) of at least one controllable optical component (108) of the light distribution unit (102) by means of a control unit (105).
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