WO2022002680A1 - Verfahren zum justieren einer sendeeinheit relativ zu einer empfangseinheit - Google Patents

Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zum Justieren einer Sendeeinheit relativ zu einer Empfangseinheit einer LIDAR-Vorrichtung, wobei die Sendeeinheit räumlich von der Empfangseinheit beabstandet ist, wobei eine LIDAR-Vorrichtung in einer Justageanordnung vor mindestens einer Detektorkamera der Justageanordnung positioniert wird, mindestens eine Bildaufnahme von erzeugten Strahlen der Sendeeinheit und mindestens eine Bildaufnahme von einem Detektor der Empfangseinheit durch mindestens eine relativ zur LIDAR-Vorrichtung in Vertikalrichtung und/oder Horizontalrichtung bewegliche Detektorkamera oder durch mindestens zwei relativ zur LIDAR-Vorrichtung unbewegliche Detektorkameras erstellt werden, die Bildaufnahmen zu einem Justagebild kombiniert werden und mindestens ein Justageparameter anhand des Justagebilds ermittelt wird, eine Senderichtung der Sendeeinheit und/oder eine Empfangsrichtung der Empfangseinheit basierend auf dem ermittelten Justageparameter aufeinander ausgerichtet werden. Des Weiteren ist eine Justageanordnung offenbart.

Description

Beschreibung

Titel

Verfahren zum Justieren einer Sendeeinheit relativ zu einer Empfangseinheit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren einer Sendeeinheit relativ zu einer Empfangseinheit einer LIDAR-Vorrichtung, bei welcher die Sendeeinheit räumlich von der Empfangseinheit beabstandet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Justageanordnung.

Stand der Technik

LIDAR (Light Detection And Ranging)-Vorrichtungen basieren auf dem Funktionsprinzip der Laufzeitmessungen. Dabei werden Strahlen durch eine Sendeeinheit der LIDAR-Vorrichtung ausgesendet und an Objekten bzw. Oberflächen im Abtastbereich reflektiert. Die aus dem Abtastbereich reflektierten Strahlen werden anschließend durch eine Empfangseinheit der LIDAR- Vorrichtung empfangen und eine Laufzeit ermittelt. Anhand der Laufzeit kann anschließend die Entfernung zwischen der LIDAR-Vorrichtung und dem Objekt im Abtastbereich berechnet werden.

Bei LIDAR-Vorrichtungen mit räumlich getrennten Sendeeinheiten und Empfangseinheiten ist eine Justierung hinsichtlich ihrer Ausrichtungen bzw. ihres Blickfeldes notwendig, um eine optimale Leistungsfähigkeit der LIDAR- Vorrichtung zu erzielen. Translatorische Toleranzen der Empfangseinheit zur Sendeeinheit sind hierbei weniger relevant und müssen nicht durch Justage korrigiert werden.

Es sind Verfahren zum Justieren der Sendeeinheit gegenüber der Empfangseinheit der LIDAR-Vorrichtung bekannt, bei welchen eine stationäre Detektorkamera eingesetzt wird. Die Detektorkamera zeichnet dabei gleichzeitig erzeugte Strahlen der Sendeeinheit und den Detektor der Empfangseinheit auf. Basierend auf den Positionen der aufgezeichneten Strahlen und des Detektors kann eine Justierung der Sendeeinheit gegenüber der Empfangseinheit der LIDAR-Vorrichtung erfolgen. Eine derartige Detektorkamera muss jedoch eine große Eintrittspupille aufweisen und ist auf LIDAR-Vorrichtungen mit geringen Abtastwinkeln beschränkt.

Offenbarung der Erfindung

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Verfahren zum Justieren von Sendeeinheiten gegenüber Empfangseinheiten von LIDAR-Vorrichtungen mit beliebigen Abtastwinkeln vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Justieren einer Sendeeinheit relativ zu einer Empfangseinheit einer LIDAR-Vorrichtung bereitgestellt. Bevorzugterweise ist die Sendeeinheit räumlich von der Empfangseinheit beabstandet angeordnet.

In einem Schritt wird die LIDAR-Vorrichtung in einer Justageanordnung vor mindestens einer Detektorkamera der Justageanordnung positioniert. Anschließend werden mindestens eine Bildaufnahme von erzeugten Strahlen der Sendeeinheit und mindestens eine Bildaufnahme von einem Detektor der Empfangseinheit durch mindestens eine relativ zur LIDAR-Vorrichtung in Vertikalrichtung und/oder Horizontalrichtung bewegliche Detektorkamera oder durch mindestens zwei relativ zur LIDAR-Vorrichtung unbewegliche Detektorkameras erstellt.

Die Bildaufnahmen werden zu einem Justagebild kombiniert. Mindestens ein Justageparameter wird anhand des Justagebilds ermittelt. Basierend auf dem erstellten Justagebild können Abweichungen, welche durch fehlerhafte Ausrichtungen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit resultieren festgestellt werden. Der mindestens eine Justageparameter kann die durch die fehlerhafte Ausrichtung resultierende Abweichung abbilden und als Korrekturterm bei der Justierung berücksichtigt werden.

Anschließend werden eine Senderichtung der Sendeeinheit und/oder eine Empfangsrichtung der Empfangseinheit basierend auf dem ermittelten Justageparameter aufeinander ausgerichtet. Die Korrektur bzw. Justierung entsprechend dem Justageparameter kann beispielsweise durch ein Schwenken oder Bewegen der Sendeeinheit und/oder der Empfangseinheit erfolgen.

Durch das Verfahren kann das Bereitstellen einer Detektorkamera mit einer großen Eintrittspupille zum gleichzeitigen Aufzeichnen der Senderichtung und der Empfangsrichtung entfallen. Eine bewegliche Detektorkamera muss dagegen nur den Sendepfad bzw. in seiner zweiten Position den Empfangspfad abdecken können. Die Eintrittspupille kann somit kleiner gewählt werden, wodurch die Detektorkamera und die Justageanordnung kosteneffizienter und technisch weniger aufwändig ausgestaltet sein können.

Das Messprinzip, auf welchem das Verfahren beruht, ist robust gegenüber translatorischen Fehlern ausgeführt. Wird die Detektorkamera zu weit verschoben, so ändert sich, in definierten Grenzen, lediglich eine Helligkeit der auf dem Detektor der Detektorkamera dargestellten Linie oder des abgebildeten Detektors der Empfangseinheit auf dem Detektor der Detektorkamera. Es handelt sich hierbei um eine Vignettierung, die sich auf die Justage-Genauigkeit der Ausrichtung der Empfangseinheit zur Sendeeinheit nicht auswirkt.

Es können Verschiebewege der Detektorkamera im Bereich von einigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern mittels hochgenauer Verschiebeeinheiten technisch einfach realisiert werden. Dabei wird durch die Verschiebung der mindestens einen Detektorkamera keine signifikante Winkeländerung des Messsystems bzw. der Justageanordnung relativ zur LIDAR-Vorrichtung hervorgerufen.

Die Sende- und Empfangseinheiten können übereinander oder nebeneinander angeordnet sein. Durch das Verfahren können beliebige LIDAR-Vorrichtungen mit räumlich getrennten Sendeeinheiten und Empfangseinheiten justiert oder geeicht werden. Dabei kann die Sendeeinheit eine oder mehrere Strahlenquellen, wie beispielsweise Laser oder LEDs, aufweisen. Die Empfangseinheit kann einen oder mehrere Detektoren bzw. Detektorarrays aufweisen. Insbesondere kann das Verfahren auch trotz Empfangsoptiken, Sendeoptiken und Schutzverglasung der LIDAR-Vorrichtung eingesetzt werden.

Durch die beweglich angeordnete Detektorkamera oder durch mehrere parallel zueinander angeordnete Detektorkameras können beliebige Abtastwinkel der LIDAR-Vorrichtung bei der Justierung berücksichtigt werden.

Bei einer Ausführungsform werden die Bildaufnahme der erzeugten Strahlen der Sendeeinheit und die Bildaufnahme des Detektors der Empfangseinheit zeitlich nacheinander durch eine Detektorkamera erstellt, wobei die Detektorkamera und/oder die LIDAR-Vorrichtung durch eine Verschiebeeinheit der Justageanordnung linear in Vertikalrichtung und/oder in Horizontalrichtung zueinander verschoben werden. Hierdurch kann eine technisch besonders einfache und kosteneffizient ausgestaltete Justageanordnung bereitgestellt werden. Die mindestens eine Detektorkamera kann hierbei durch eine oder mehrere Bildaufnahmen einen Querschnitt der erzeugten Strahlen erstellen und den Detektor der Empfangseinheit abbilden, um eine Senderichtung und eine Empfangsrichtung zu bestimmen.

Nach einerweiteren Ausführungsform werden die Bildaufnahme der erzeugten Strahlen der Sendeeinheit und die Bildaufnahme des ausgeleuchteten Detektors der Empfangseinheit durch mindestens zwei in Vertikalrichtung und/oder Horizontalrichtung nebeneinander angeordnete Detektorkameras eines Kamerasystems erstellt. Erfordert die Justage der Empfangseinheit zur Sendeeinheit das Vorhandensein eines Deckglases oder eines Deckglasauschnittes, beispielsweise weil sich im finalen Verbauzustand auch ein Deckglas im optischen Strahlengang der LIDAR-Vorrichtung befindet, so erhöht dies den Mindestabstand der eingesetzten Detektorkamera zur LIDAR- Vorrichtung und somit die Eintrittspupille des Kameraobjektivs. Des Weiteren kann ein externes Beleuchten des Detektors der Empfangseinheit ebenfalls einen vergrößerten Abstand zwischen der LIDAR-Vorrichtung und der Detektorkamera erfordern. Das Verfahren kann in einem derartigen Fall eine bewegliche Detektorkamera verwenden oder ein Kamerasystem aus mehreren nebeneinander angeordneten Detektorkameras.

Bei einer Justierung einer LIDAR-Vorrichtung mit einem großen vertikalen Abtastwinkel, wie beispielsweise größer als 45°, kann der Einsatz eines Kamerasystems vorteilhaft sein, um eine beschleunigte Justierung zu ermöglichen. Das Kamerasystem kann hierbei stationär und/oder beweglich ausgestaltet sein.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die mindestens zwei Detektorkameras des Kamerasystems und/oder die LIDAR-Vorrichtung durch die Verschiebeeinheit der Justageanordnung linear zueinander verschoben. Hierdurch kann das Ermitteln von Empfangsrichtungen und Senderichtungen realisiert werden. Dabei kann das Aufzeichnen und nachträgliche Zusammenfügen mehrerer Bilder pro Detektorkamera entfallen.

Analog zu einer beweglichen Detektorkamera, welche in Horizontalrichtung und/oder in Vertikalrichtung durch mindestens eine Verschiebeeinheit bewegbar ist, kann auch das Kamerasystem mit mehreren Detektorkameras in Horizontalrichtung und/oder in Vertikalrichtung durch mindestens eine Verschiebeeinheit bewegbar sein.

Eine Auswerteeinheit der Justageanordnung kann beispielsweise zum Steuern der Bewegung der mindestens einen Detektorkamera und/oder des Kamerasystems in Horizontalrichtung und/oder in Vertikalrichtung eingerichtet sein.

Nach einerweiteren Ausführungsform werden durch die Detektorkameras des Kamerasystems räumlich und/oder zeitlich beabstandete Abschnitte eines Abtastbereichs der LIDAR-Vorrichtung in Form von mehreren Teil-Bildaufnahmen aufgezeichnet und zu mindestens einer Bildaufnahme kombiniert. Jede Detektorkamera des Kamerasystems kann somit einen Abschnitt des Abtastbereichs aufzeichnen. Anschließend können die Messdaten der Detektorkameras zu einer Bildaufnahme kombiniert werden. Dies kann vorzugsweise zum Ermitteln der Empfangsrichtung und zum Ermitteln der Senderichtung erfolgen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Bildaufnahme der erzeugten Strahlen der Sendeeinheit und die Bildaufnahme des ausgeleuchteten Detektors der Empfangseinheit zeitgleich durch mindestens zwei nebeneinander angeordnete Detektorkameras erstellt.

Die Detektorkameras können hierbei derart nebeneinander angeordnet sein, dass ihre Detektoren auf einer gemeinsamen Ebene liegen, wodurch mehrere Abschnitte des Abtastbereichs durch Teil-Bildaufnahmen abgebildet werden können.

Nach einerweiteren Ausführungsform wird der Detektor der Empfangseinheit zum Erstellen einer Bildaufnahme des Detektors durch eine Belichtungseinheit beleuchtet. Hierdurch kann eine besonders präzise Bildaufnahme des Detektors und eine anschließende Ermittlung der Empfangsrichtung realisiert werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird bei einer anhand des Justagebilds festgestellten Abweichung zwischen einer Position des Detektors und einer Position der erzeugten Strahlen die Sendeeinheit relativ zu der Empfangseinheit durch ein derartiges Anpassen der Senderichtung der Sendeeinheit und/oder der Empfangsrichtung der Empfangseinheit justiert, dass in einem resultierenden Justagebild die Position des Detektors deckungsgleich mit der Position der erzeugten Strahlen ist. Hierdurch kann eine präzise Ausrichtung der Senderichtung und der Empfangsrichtung durchgeführt werden. Vorzugsweise kann sich die Position des Detektors deckungsgleich mit der Position der erzeugten Strahlen bei einer Unendlich-Fokussierung der mindestens einen Detektorkamera überlagern, um eine optimale Justierung aufzuweisen.

Nach einerweiteren Ausführungsform wird der mindestens eine Justageparameter als eine Winkelabweichung aus der anhand des Justagebilds festgestellten Abweichung zwischen einer Position des Detektors und einer Position der erzeugten Strahlen ermittelt. Hierdurch kann ein Bedarf an einer Korrektur der Ausrichtung der Empfangseinheit gegenüber der Sendeeinheit ermittelt werden. Der Bedarf an einer Korrektur kann vorzugsweise in Form der Winkelabweichung zwischen der Empfangseinheit und der Sendeeinheit ermittelt und bei einer anschließenden Justage als Bewegungs- und/oder Schwenkungsweg der Sendeeinheit und/oder Empfangseinheit verwendet werden, um einen optimalen Betrieb der LIDAR-Vorrichtung zu ermöglichen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Justageanordnung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt. Die Justageanordnung weist eine Aufnahme zum Aufnehmen einer LIDAR- Vorrichtung auf. Des Weiteren weist die Justageanordnung mindestens eine Detektorkamera und mindestens eine Verschiebeeinheit zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Aufnahme der LIDAR-Vorrichtung und der mindestens einen Detektorkamera auf.

Die Justageanordnung kann beispielsweise eine separate Station nach einer Fertigung der LIDAR-Vorrichtung sein oder an eine Montagelinie angeschlossen sein.

Dabei können die in die Aufnahme eingesetzte LIDAR-Vorrichtung und/oder die mindestens eine Detektorkamera beweglich ausgestaltet sein. Die Relativbewegung zwischen der Detektorkamera und der LIDAR-Vorrichtung kann hierbei in Horizontalrichtung und/oder in Vertikalrichtung erfolgen.

Durch die Justageanordnung kann eine technisch besonders einfache und robuste Justierung von LIDAR-Vorrichtungen realisiert werden. Dabei können die Empfangsrichtungen relativ zu Senderichtungen auch bei LIDAR-Vorrichtungen mit vergrößerten Abtastwinkeln aufeinander ausgerichtet werden.

Nach einer Ausführungsform ist die Detektorkamera mit einer Auswerteeinheit zum Empfangen und Auswerten von Bildaufnahmen datenleitend verbindbar. Hierdurch kann eine zentrale oder dezentrale Steuereinheit zum Empfangen und Auswerten der Bildaufnahmen der mindestens einen Detektorkamera umgesetzt werden. Die Auswerteeinheit kann darüber hinaus für die Ansteuerung der mindestens einen Verschiebeeinheit eingerichtet sein. Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen

Fig. 1-2 schematische Darstellungen einer Justageanordnung mit einer LIDAR- Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Justageanordnung mit einer LIDAR-Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4-5 schematische Darstellungen einer Justageanordnung mit einer LIDAR- Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform und

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Justieren einer Sendeeinheit relativ zu einer Empfangseinheit einer LIDAR-Vorrichtung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen schematische Darstellungen einer Justageanordnung 1 mit einer LIDAR-Vorrichtung 2 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Justageanordnung 1 eine Aufnahme 4 zum Aufnehmen der LIDAR-Vorrichtung 1.

Die Aufnahme 4 kann beispielsweise als ein stationärer oder beweglicher Tisch ausgestaltet sein. Alternativ kann die Aufnahme 4 als ein Förderband oder ein Förderbandabschnitt einer Montagelinie der LIDAR-Vorrichtung 1 ausgestaltet sein.

Des Weiteren weist die Justageanordnung 1 gemäß der dargestellten Ausführungsform eine Detektorkamera 6 auf. Die Detektorkamera 6 weist einen Kameradetektor 8 und eine Kameraoptik 10 auf. Vorzugsweise kann die Kameraoptik 10 der Detektorkamera 6 auf einen unendlichen Fokus eingestellt sein. Die von der Detektorkamera 6 ermittelten Bildaufnahmen B1, B2 können in elektronischer Form von einer Auswerteeinheit 12 empfangen und ausgewertet werden. Die Detektorkamera 6 kann durch eine Verschiebeeinheit 14 in Horizontalrichtung H und/oder in Vertikalrichtung V verschoben werden. Eine durch die Verschiebeeinheit 14 zurückgelegte Strecke kann ebenfalls durch die Auswerteeinheit 12 ermittelt bzw. ausgelesen werden.

Die LIDAR-Vorrichtung 2 weist eine Sendeeinheit 16 und eine Empfangseinheit 18 auf, welche beispielhaft in Vertikalrichtung V übereinander angeordnet sind. Die Sendeeinheit 16 und die Empfangseinheit 18 sind auf einem Rotor 20 angeordnet, wodurch ein Abtastbereich A mit einem horizontalen Abtastwinkel von bis zu 360° ermöglicht wird.

In der Figur 1 ist die Justageanordnung 1 dargestellt, bei welcher die Detektorkamera 6 zum Messen einer Senderichtung der Sendeeinheit 16 positioniert ist. Die Detektorkamera 6 ist durch die Verschiebeeinheit 14 in einem Strahlengang von erzeugten Strahlen 17 der Sendeeinheit 16 angeordnet. Die vom Kameradetektor 8 aufgezeichnete Bildaufnahme B1 zeigt ebenfalls einen schematischen Querschnitt der erzeugten Strahlen 17.

Die Figur 2 zeigt die in Figur 1 dargestellte Justageanordnung 1 , bei der die Detektorkamera 6 zum Messen einer Empfangsrichtung der Empfangseinheit 18 durch die Verschiebeeinheit 14 in Vertikalrichtung V verschoben wurde.

Damit die Detektorkamera 6 eine Bildaufnahme B2 eines Detektors 19 der Empfangseinheit 18 erstellen kann, ist eine optionale externe Beleuchtung 22 bzw. Belichtungseinheit vorgesehen, welche über einen Strahlenteiler 24 den Detektor 19 der Empfangseinheit 18 ausleuchten kann. Die entsprechende Bildaufnahme B2 des Detektors 19 wird ebenfalls durch die Auswerteeinheit 12 empfangen und ausgewertet.

Die Auswerteeinheit 12 kann basierend auf den aufgezeichneten Bildaufnahmen B1, B2 und der durch die Verschiebeeinheit 14 durchgeführten Verschiebung der Detektorkamera 6 die relative Ausrichtung der Empfangsrichtung und der Senderichtung der Empfangseinheit 18 und der Sendeeinheit 16 der LIDAR-Vorrichtung 2 ermitteln. Basierend auf diesen Informationen kann beispielsweise eine Justage der Empfangseinheit 18 und/oder der Sendeeinheit 16 in Vertikalrichtung V und/oder in Horizontalrichtung H erfolgen. Vorzugsweise kann ein vertikaler und/oder horizontaler Anstellwinkel W zwischen der Empfangseinheit 18 und der Sendeeinheit 16 justiert werden.

In der Figur 3 ist eine schematische Darstellung einer Justageanordnung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Dabei ist eine LIDAR- Vorrichtung 2 in der Aufnahme 4 positioniert. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel werden die Bildaufnahmen B1, B2 durch zwei in Vertikalrichtung V nebeneinander angeordnete Detektorkameras 6, 7 erstellt.

Eine erste Detektorkamera 6 kann hierbei eine erste Bildaufnahme B1 der erzeugten Strahlen 17 und eine zweite Detektorkamera 7 kann eine zweite Bildaufnahme B2 des belichteten Detektors 19 aufzeichnen. Beide Detektorkameras 6, 7 sind mit der Auswerteeinheit 12 datenleitend verbunden. Hierdurch kann, je nach Ausgestaltung der LIDAR-Vorrichtung 2, eine schnelle Justage durchgeführt werden.

In der Figur 4 und Figur 5 sind schematische Darstellungen einer Justageanordnung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform gezeigt. In der Justageanordnung 1 ist eine LIDAR-Vorrichtung 1 eingesetzt, welche aufgrund eines vergrößerten Abtastbereichs A und einer Schutzscheibe 26 in einem größeren Abstand D zu der mindestens einen Detektorkamera 6 positioniert ist. Die erzeugten Strahlen 17 weisen mit zunehmendem Abstand D einen stetig wachsenden Querschnitt auf, wodurch der Querschnitt der erzeugten Strahlen 17 nicht mehr durch eine einzelne Detektorkamera 6 aufgezeichnet werden kann. Hierfür können mehrere in Vertikalrichtung V und/oder Horizontalrichtung H nebeneinander angeordnete Detektorkameras 6 eines Kamerasystems 28 eingesetzt werden.

Dabei können durch die mehreren Detektorkameras 6 des Kamerasystems 28 räumlich und/oder zeitlich beabstandet Abschnitte A1, A2, A3 des Abtastbereichs A der LIDAR-Vorrichtung 1, insbesondere des Querschnitts der erzeugten Strahlen 17, in Form von mehreren Teil-Bildaufnahmen aufgezeichnet und zu einer Bildaufnahme B1, B2 kombiniert werden. Die jeweiligen Teil- Bildaufnahmen können durch die Auswerteeinheit zu einer oder mehreren Bildaufnahmen B1, B2 zusammengefasst werden.

In der Figur 4 ist das Erstellen einer ersten Bildaufnahme B1 der erzeugten Strahlen 17 der Sendeeinheit 16 veranschaulicht. In der Figur 5 wird der Detektor 19 der Empfangseinheit 18 durch die Belichtungseinheit 22 belichtet und durch das Kamerasystem 28 aufgezeichnet.

Analog zum ersten Ausführungsbeispiel der Justageanordnung 1 wird das Kamerasystem 28 durch die Verschiebeeinheit 14 beispielhaft entlang der Vertikalrichtung V verschoben, um eine optimale Bildaufnahme B2 des Detektors 19 zu erlangen. Der Pfeil 30 veranschaulicht eine mögliche Verschieberichtung des Kamerasystems 28 durch die Verschiebeeinheit 14.

Die Figur 6 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens 32 zum Justieren einer Sendeeinheit 16 relativ zu einer Empfangseinheit 18 einer LIDAR-Vorrichtung 2. Das Verfahren 32 kann beispielsweise durch die Justageanordnung 1 und die Auswerteeinheit 12 durchgeführt werden.

In einem Schritt 34 wird eine LIDAR-Vorrichtung 2 in einer Justageanordnung 1 in Richtung mindestens einer Detektorkamera 6 der Justageanordnung 1 positioniert.

In einem weiteren Schritt 36 werden mindestens eine Bildaufnahme B1 von erzeugten Strahlen 17 der Sendeeinheit 16 und mindestens eine Bildaufnahme B2 von einem Detektor 19 der Empfangseinheit 18 aufgezeichnet. Die Bildaufnahmen B1, B2 können durch mindestens eine relativ zur LIDAR- Vorrichtung 2 bewegliche Detektorkamera 6 bzw. Kamerasystem 28 oder durch mindestens zwei relativ zur LIDAR-Vorrichtung 2 unbewegliche Detektorkameras 6, 7 erstellt werden.

Anschließend werden die Bildaufnahmen B1, B2 zu einem Justagebild BX kombiniert 38. In einem weiteren Schritt 40 wird mindestens ein Justageparameter anhand des Justagebilds BX ermittelt. Der Justageparameter kann beispielsweise ein Differenzwinkel dW entlang der Horizontalrichtung H und/oder Vertikalrichtung V sein, welcher eine Abweichung der Empfangsrichtung von der Senderichtung darstellt.

In einem weiteren Schritt 42 kann die Senderichtung der Sendeeinheit 16 und/oder eine Empfangsrichtung der Empfangseinheit 18 basierend auf dem ermittelten Justageparameter aufeinander angepasst ausgerichtet werden. Der finale Justierungsschritt 42 kann manuell oder automatisiert, beispielsweise durch einen Manipulator, durchgeführt werden.

Im finalen Schritt 42 wird eine Bildaufnahme bei einer Unendlich-Fokussierung der Detektorkamera 6 im justierten Zustand der LIDAR-Vorrichtung 2 gezeigt, bei welcher der Querschnitt der erzeugten Strahlen 17 deckungsgleich mit dem Detektor 19 ist.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren (32) zum Justieren einer Sendeeinheit (16) relativ zu einer Empfangseinheit (18) einer LIDAR-Vorrichtung (2), wobei die Sendeeinheit (16) räumlich von der Empfangseinheit (18) beabstandet ist, wobei eine LIDAR-Vorrichtung (2) in einer Justageanordnung (1) vor mindestens einer Detektorkamera (6) der Justageanordnung (1) positioniert wird, mindestens eine Bildaufnahme (B1) von erzeugten Strahlen (17) der Sendeeinheit (16) und mindestens eine Bildaufnahme (B2) von einem Detektor (19) der Empfangseinheit (18) durch mindestens eine relativ zur LIDAR-Vorrichtung (2) in Vertikalrichtung (V) und/oder Horizontalrichtung (H) bewegliche Detektorkamera (6) oder durch mindestens zwei relativ zur LIDAR-Vorrichtung (2) unbewegliche Detektorkameras (6, 7) erstellt werden, die Bildaufnahmen (B1, B2) zu einem Justagebild (BX) kombiniert werden und mindestens ein Justageparameter anhand des Justagebilds (BX) ermittelt wird, eine Senderichtung der Sendeeinheit (16) und/oder eine Empfangsrichtung der Empfangseinheit (18) basierend auf dem ermittelten Justageparameter aufeinander ausgerichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Bildaufnahme (B1) der erzeugten Strahlen (17) der Sendeeinheit (16) und die Bildaufnahme (B2) des Detektors (19) der Empfangseinheit (18) zeitlich nacheinander durch eine Detektorkamera (6) erstellt werden, wobei die Detektorkamera (6) und/oder die LIDAR-Vorrichtung (2) durch eine Verschiebeeinheit (14) der Justageanordnung (1) linear in Vertikalrichtung (V) und/oder in Horizontalrichtung (H) zueinander verschoben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Bildaufnahme (B1) der erzeugten Strahlen (17) der Sendeeinheit (16) und die Bildaufnahme (B2) des Detektors (19) der Empfangseinheit (18) durch mindestens zwei in Vertikalrichtung (V) und/oder Horizontalrichtung (H) nebeneinander angeordnete Detektorkameras (6) eines Kamerasystems (28) erstellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die mindestens zwei Detektorkameras (6) des Kamerasystems (28) und/oder die LIDAR-Vorrichtung (2) durch die Verschiebeeinheit (14) der Justageanordnung (1) linear zueinander verschoben werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei durch die Detektorkameras (6) des Kamerasystems (28) räumlich und/oder zeitlich beabstandete Abschnitte (A1, A2, A3) eines Abtastbereichs (A) der LIDAR-Vorrichtung (2) in Form von mehreren Teil-Bildaufnahmen aufgezeichnet und zu mindestens einer Bildaufnahme (B1, B2) kombiniert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Bildaufnahme (B1) der erzeugten Strahlen (17) der Sendeeinheit (16) und die Bildaufnahme (B2) des Detektors (19) der Empfangseinheit (18) zeitgleich durch mindestens zwei nebeneinander angeordnete Detektorkameras (6, 7) erstellt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Detektor (19) der Empfangseinheit (18) zum Erstellen einer Bildaufnahme (B2) des Detektors (19) durch eine Belichtungseinheit (22) beleuchtet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei bei einer anhand des Justagebilds (BX) festgestellten Abweichung zwischen einer Position des Detektors (19) und einer Position der erzeugten Strahlen (17) die Sendeeinheit (16) relativ zu der Empfangseinheit (18) durch ein derartiges Anpassen der Senderichtung der Sendeeinheit (16) und/oder der Empfangsrichtung der Empfangseinheit (18) justiert wird, dass in einem resultierenden Justagebild (JX) die Position des Detektors (19) deckungsgleich mit der Position der erzeugten Strahlen (17) ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der mindestens eine Justageparameter als eine Winkelabweichung (dW) aus der anhand des Justagebilds (BX) festgestellten Abweichung zwischen einer Position des Detektors (19) und einer Position der erzeugten Strahlen (17) ermittelt wird.

10. Justageanordnung (1) zum Durchführen eines Verfahrens (32) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Aufnahme (4) zum

Aufnehmen einer LIDAR-Vorrichtung (2), mindestens eine Detektorkamera (6) und aufweisend mindestens eine Verschiebeeinheit (14) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Aufnahme (4) und der mindestens einen Detektorkamera (6).

11. Justageanordnung nach Anspruch 10, wobei die Detektorkamera (6) mit einer Auswerteeinheit (12) zum Empfangen und Auswerten von Bildaufnahmen (B1, B2) datenleitend verbindbar ist.