WO2022058155A1 - Method for detecting objects, and detection device - Google Patents

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WO2022058155A1
WO2022058155A1 PCT/EP2021/073948 EP2021073948W WO2022058155A1 WO 2022058155 A1 WO2022058155 A1 WO 2022058155A1 EP 2021073948 W EP2021073948 W EP 2021073948W WO 2022058155 A1 WO2022058155 A1 WO 2022058155A1
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tber
signals
detection device
electromagnetic
transmission
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PCT/EP2021/073948
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Jan Christoph SIMON
Christoph Parl
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for detecting objects in a monitoring area with a detection device using electromagnetic signals, in which at least one electromagnetic transmission signal is sent into the monitoring area during at least one measurement with at least one transmission device, at least one receiving element of at least one receiving device for receiving electromagnetic signals is activated, from the result of at least one recording information about the surveillance area can be determined.
  • the invention relates to a detection device for detecting objects in a surveillance area by means of electromagnetic signals, with at least one transmission device, with which electromagnetic transmission signals can be transmitted into the surveillance region, with at least one reception device, with which electromagnetic reception signals can be received, which of electromagnetic transmission signals can be received which are reflected in the monitored area, and with which received electromagnetic signals can be converted into evaluation signals that can be processed with an evaluation device, and with at least one evaluation device with which information about the monitored area can be determined on the basis of the received electromagnetic received signals.
  • the invention relates to a vehicle with at least one detection device for detecting objects in a surveillance area by means of electromagnetic signals.
  • DE 10 2018 126 631 A1 discloses a method for determining a distance of an object using an optical detection device and an optical detection device.
  • a light signal pulse is emitted.
  • the light signal pulse reflected by the object is received as an echo light signal pulse.
  • the echo light signal pulse is divided into subsequent discrete reception time windows and converted into corresponding electrical energy.
  • the signal propagation time is used as a measure of the distance from the object to the detection device.
  • the invention is based on the object of designing a method and a detection device of the type mentioned at the outset, in which the detection of objects can be improved.
  • this object is achieved in the method in that at least two receiving elements are activated for a respective predetermined standby period for receiving electromagnetic reception signals, which originate from the at least one electromagnetic transmission signal that is reflected in the monitoring area, with the respective standby periods for the at least two receiving elements are specified individually depending on the respective regions of the monitoring area to which the receiving elements are assigned.
  • the receiving elements are each activated for individual standby times.
  • the receiving elements are assigned to respective regions of the surveillance area so that they can receive electromagnetic signals coming from the corresponding region.
  • the standby times depend on the respective regions of the surveillance area to which the receiving elements are assigned.
  • the at least one receiving device can be individually adapted to the existing or expected operating conditions of the detection device, so that objects can be detected more efficiently.
  • the operating conditions can depend on the installation location of the detection device, in particular in or on a vehicle, and/or the orientation of the detection device.
  • distances to boundaries in the monitored area, in particular the ground, can be taken into account.
  • Vehicle parts that are located within the surveillance area and limit the detection range can be taken into account.
  • the information about the monitored area can advantageously be object information about objects in the monitored area, in particular distances, directions and/or speeds of objects relative to the detection device.
  • the information about the surveillance area can also contain the information that no object is detected.
  • the information about the monitored area can also contain that a detection range is limited, in particular, by visibility impairments such as fog, precipitation or the like.
  • the standby period of a receiving element can be the period during which a receiving element is ready to receive received electromagnetic signals. If an electromagnetic received signal hits the corresponding receiving element during the stand-by period, the received signal can be picked up. If no received electromagnetic signal strikes the receiving element during the stand-by period, nothing is realized except possibly noise.
  • the recording of received signals can advantageously include receiving electromagnetic received signals and converting them into evaluation signals that can be processed with an evaluation device.
  • the evaluation signals can advantageously be electrical evaluation signals. Electrical evaluation signals can be processed with an electrical evaluation device.
  • the detection device can work according to a light transit time method, in particular a light pulse transit time method.
  • Optical detection devices working according to the light pulse propagation time method can be designed and referred to as time-of-flight (TOF), light detection and ranging systems (LiDAR), laser detection and ranging systems (LaDAR) or the like.
  • TOF time-of-flight
  • LiDAR light detection and ranging systems
  • LaDAR laser detection and ranging systems
  • a direct light propagation time method a propagation time from the transmission of a transmission signal, in particular a light pulse, with a transmission device and the reception of the corresponding speaking reflected transmitted signal, ie a received signal, measured with a receiving device and determines a distance between the detection device and the detected object.
  • the detection device can work according to a so-called indirect time-of-flight method. A transit time-related phase shift of the transmission signal or of the reflected transmission signal can be measured and the transit time derived from this. The distance can be determined
  • the detection device can advantageously be designed as a so-called flash system, in particular as a flash LiDAR.
  • Corresponding transmission signals can simultaneously illuminate a part of the monitored area or the entire monitored area.
  • the detection device can be designed as a scanning system.
  • a monitoring area can be sampled, ie scanned, with transmission signals.
  • the direction of propagation of the transmission signals can be swiveled over the surveillance area.
  • At least a deflection device in particular a scanning device, a deflection mirror device or the like, can be used here.
  • the detection device can advantageously be designed as a laser-based distance measuring system.
  • the laser-based distance measuring system can have at least one laser, in particular a diode laser, as the light source of the at least one transmission device.
  • pulsed transmission beams can be transmitted as transmission signals with the at least one laser.
  • the laser can be used to emit transmission signals in wavelength ranges that are visible or invisible to the human eye.
  • at least one receiver of at least one receiving device can have a sensor designed for the wavelength of the emitted light, in particular a line sensor or area sensor, in particular an (avalanche) photodiode, a photodiode line, a CCD sensor, an active pixel sensor, in particular a CMOS sensor or the like.
  • the at least one receiver can include a large number of receiving elements, which are also called pixels, which can be controlled at least in part individually, in particular with regard to their standby time.
  • the laser-based distance measuring system can advantageously be a laser scanner. With a laser scanner, a monitored area can be equipped with a particularly pulsed laser beam can be scanned.
  • the invention can advantageously be used in a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the invention can advantageously be used in a land vehicle, in particular a passenger car, a truck, a bus, a motorcycle or the like, an aircraft, in particular drones, and/or a watercraft.
  • the invention can also be used in vehicles that can be operated autonomously or at least partially autonomously.
  • the invention is not limited to vehicles. It can also be used in stationary operation and/or in robotics.
  • the detection device can advantageously be connected to at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and/or chassis control and/or a driver information device and/or a parking assistance system and/or gesture recognition or the like, or be part of such. In this way, the vehicle can be operated autonomously or semi-autonomously.
  • the detection device can be used to detect stationary or moving objects, in particular vehicles, people, animals, plants, obstacles, bumps in the road, in particular potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, in particular parking spaces, precipitation or the like.
  • the standby time for at least one receiving element can be specified as twice the runtime that a transmission signal requires from transmission to reaching a specified distance limit of the corresponding region of the monitoring area.
  • the detection range of the detection device ie the maximum distance at which objects can still be detected, can be adjusted by adjusting the standby time and thus the recording time. The shorter the standby time, the smaller the detection range of the detection device.
  • the detection range of the detection system can be specified by the transmission power of the transmission device. In this way, receiving elements that are assigned to regions with closer distance limits can be read out earlier than receiving elements that are assigned to regions with distance limits that are further away. Accordingly, the evaluation of the received signals can be started earlier.
  • the overall image frequency ie the frequency at which measurements are carried out
  • saturation effects in the receiving elements which can be caused by excessive signal strengths of received signals, can be reduced. It is not necessary to carry out further measurements with a different detection range in order to correct any saturation of the receiving elements.
  • the demands on optical components, in particular optical lenses or the like, which can be arranged in front of a light source of the transmission device can be reduced.
  • the optical components are used to achieve more homogeneous propagation of the electromagnetic transmission signals in the surveillance area.
  • Receiving elements that are assigned to regions with closer distance limits can advantageously be activated for a correspondingly shorter standby time than receiving elements that are assigned to regions with distance limits that are further away. In this way, measurements can be carried out more efficiently overall.
  • the detection device can be used in connection with a vehicle.
  • the maximum distance limit of interest can be specified as a function of an operating situation, in particular a driving situation, of the vehicle.
  • the maximum required detection ranges can be limited for a detection device which is intended to cover a close range around a vehicle in particular.
  • a distance limit of the order of 100 m and more can be specified for a monitoring area in front of the vehicle in the direction of travel.
  • objects in front of the vehicle in particular vehicles driving ahead, can be detected at an early stage.
  • a distance limit of less than 10 m can be specified when the vehicle is parked. In this way, the measurements can be carried out more quickly and correspondingly objects in the parking area can be detected more quickly.
  • the distance limit of a region can be predefined by operational obstacles.
  • the corresponding distance limits can be specified for the distance between the detection device and the ground.
  • the distance limits, which are assigned to regions of the monitoring area, in particular parallel to the vehicle above the vehicle, can be specified in such a way that the corresponding region of the monitoring area extends up to the height of the vehicle at most. Objects that are above the vehicle height are generally not of interest since they generally cannot collide with the vehicle.
  • the specified standby time for this at least one receiving element can be reduced at least for a subsequent measurement.
  • the sensitivity can be reduced when a receiving element is overdriven.
  • the corresponding object information can also be determined with the method in the event of reflection from highly reflective objects, in particular reflective surfaces.
  • receiving elements that are assigned to regions from which received signals with higher intensities are expected can be activated for shorter standby times than receiving elements that are assigned to regions from which received signals with lower intensities are expected. In this way, overloading of the receiving elements can be avoided and detection can be improved.
  • received variables which generate received signals in at least one receiving element can be cumulated for the length of the standby time of the at least one receiving element and information about the monitoring area can be determined from the received variables.
  • the standby time can be characterized by an integration time. Corresponding received quantities are integrated during the integration time. If the detection device works according to a direct transit time method, the standby time can be characterized by a measurement time window. In this way, the integration time or the measurement time window can be adapted to an operating situation that is to be expected.
  • the received variables can in particular be electrical variables, in particular electrical charges, electrical currents, electrical capacitances, electrical energies or the like, which are generated by electromagnetic received signals in or with a receiving element.
  • the reception variables characterize the corresponding electromagnetic reception signal, in particular its signal strength, intensity, duration and/or phase shift or the like.
  • a transit time between the transmission of a transmission signal and the receipt of a corresponding reception signal, which originates from the transmission signal that is reflected by an object in the monitoring area, can be determined and a distance of the object relative to the detection device can be determined from this and /or at least one phase shift of a received received signal, which originates from a transmitted signal reflected by an object in the surveillance area, are determined and from this a distance of the object is determined relative to the detection device.
  • a transit time between the transmission of a transmission signal and the receipt of the corresponding reception signal can be determined and a distance can be determined therefrom. In this way, a direct transit time measurement can be carried out.
  • the distance can be determined via a phase shift of a received signal. In this way, an indirect transit time measurement can be carried out.
  • At least two measurements can be carried out, between which the standby time for at least one receiving element can be changed.
  • a quick measurement in the near range and a measurement in the far range can be carried out alternately.
  • the results of the measurements can be put together to form an overall picture of the monitoring area.
  • transmission signals can be sent at least for the longest standby time of the receiving elements used. In this way it can be avoided that successive measurements do not overlap. Those receiving elements that are activated with a shorter standby time can be read earlier. In this way, the overall readout speed can be increased.
  • At least one transmission signal can be transmitted simultaneously to a number of regions of the surveillance area.
  • the corresponding regions can be monitored for objects at the same time during a measurement.
  • the detection device can be implemented as a flash LiDAR.
  • the object is achieved according to the invention with the detection device in that the detection device has means for carrying out the method according to the invention.
  • the means for carrying out the method according to the invention can be implemented using software and/or hardware.
  • the at least one receiving device can have at least a line sensor and/or an area sensor, in particular a CCD sensor, an active pixel sensor or the like.
  • a surface sensor has a large number of receiving elements which are arranged in two dimensions. In this way, a spatial resolution in two spatial dimensions can be achieved.
  • a line sensor has a large number of receiving elements which are arranged along a line, ie in one dimension. In this way, a spatial resolution can be realized in one spatial dimension.
  • CCD sensors, active pixel sensors or the like have a large number of receiving elements, so-called pixels.
  • the receiving elements can be controlled separately.
  • the receiving elements can be adjusted flexibly.
  • At least one transmission device can be a flash transmission device.
  • at least one transmission signal can be sent simultaneously to several regions of the surveillance area. The corresponding regions can thus be checked simultaneously during a measurement.
  • the at least one transmission device can advantageously have at least one light source, in particular at least one laser, with which transmission signals, in particular laser pulses, can be transmitted.
  • the at least one transmission device can advantageously have at least one signal-influencing device, in particular at least one optical lens, with which the transmission signals can be guided into the monitoring area.
  • the signal-influencing device can advantageously expand the transmission signals, so that a correspondingly larger field of view can be illuminated simultaneously.
  • the object is achieved according to the invention in the vehicle in that the vehicle has at least one detection device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a front view of a vehicle with a driver assistance system and a LiDAR system for monitoring a monitoring area to the left of the vehicle in the direction of travel;
  • FIG. 2 shows a functional representation of the vehicle from FIG. 1 with the driver assistance system and the LiDAR system;
  • FIG. 3 shows a front view of a receiver of the LiDAR system from FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 shows a front view of a vehicle 10 in the form of a passenger car.
  • Figure 2 shows a functional representation of vehicle 10.
  • the x-axis extends in the direction of a vehicle longitudinal axis of vehicle 10
  • the y-axis extends along a vehicle transverse axis
  • the z-axis extends spatially upwards perpendicular to the xy plane along a vehicle vertical axis.
  • the motor vehicle 10 is operational on a horizontal roadway
  • the x-axis and y-axis extend horizontally in space and the z-axis extends vertically in space.
  • the vehicle 10 has an optical detection device, for example in the form of a LiDAR system 12.
  • the LiDAR system 12 is arranged, for example, laterally in an upper area of the vehicle 10 and directed into a monitoring area 14 in the direction of travel 16 to the left of the vehicle 10.
  • the monitoring area 14 can be monitored for objects 18 with the LiDAR system 12 .
  • the LiDAR system 12 can also be arranged elsewhere on the vehicle 10 and oriented differently.
  • the vehicle 10 can also have a number of different detection devices.
  • the LiDAR system 12 can be used to detect stationary or moving objects 18, for example vehicles, people, animals, plants, obstacles, bumps in the road, in particular potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, in particular parking spaces, precipitation or the like.
  • the vehicle 10 has a driver assistance system 20.
  • the vehicle 10 can be operated autonomously or partially autonomously.
  • the driver assistance system 20 is functionally connected to the LiDAR system 12 .
  • information about the monitored area 14 for example object information about objects 18 in the monitored area 14 , which is detected using the LiDAR system 12 , can be transmitted to the driver assistance system 20 .
  • the information about the monitoring area 14 can be used to support operating functions of the vehicle 10, for example with regard to the drive, steering and braking.
  • the object information of an object 18, which can be determined with the LiDAR system 12, includes, for example, distances, speeds and directions of objects 18 relative to the vehicle 10 or to the LiDAR system 12.
  • the direction of an object 18 can be specified, for example, as an angle in relation to reference axes.
  • the azimuth can be specified in relation to the vehicle transverse axis of the vehicle 10 and the elevation in relation to the vehicle vertical axis to characterize the direction.
  • the LiDAR system 12 includes, for example, a transmitting device 22, a receiving device 24 and a control and evaluation device 26.
  • Electromagnetic transmission signals 28 can be transmitted with the transmission device 22 .
  • the transmission signals 28 are, for example, pulsed laser beams with wavelengths in the near infrared, for example.
  • the transmission device 22 has a laser diode as a light source, for example, with which the transmission signals 28 can be generated.
  • the transmission device 22 can also have more than one light source, for example a number of laser diodes.
  • the LiDAR system 12 is what is known as a flash LiDAR system, in which each transmission signal 28 illuminates the entire monitoring area 14 .
  • the transmission device 22 can have corresponding optical components, for example optical lenses, diffusers, diffraction elements, diffractive optical elements, beam-shaping elements or the like, with which the transmission signals 28 are influenced in such a way that they can illuminate the monitored area 14 as uniformly as possible.
  • the transmission signals 28, which are reflected in the monitoring area 14, for example on an object 18, can be converted as electromagnetic reception signals 30 into corresponding electrical evaluation signals.
  • the electrical evaluation signals can be transmitted to the electronic control and evaluation device 26 of the LiDAR system 12 and processed with it.
  • the control and evaluation device 26 includes means for controlling the LiDAR system 12 and for processing the electrical evaluation signals.
  • the means for control and the means for evaluation can also be configured separately.
  • a control device and evaluation device can be implemented separately from one another. be oriented.
  • the means for control and evaluation are implemented in software and hardware. Parts of the control and evaluation device 26 or the entire control and evaluation device 26 can also be combined with an electronic control device of the vehicle 10, for example also with the driver assistance system 20.
  • the object information about the detected object 18 can be obtained with the LiDAR system 12 from the received signals 30 or the electrical evaluation signals.
  • the distance of the object 18 relative to the LiDAR system 12 can be determined as position information using a light propagation time method, in which the propagation time between the transmission of a transmission signal 28 and the receipt of the corresponding reception signal 30 is determined.
  • the receiving device 24 has an optical imaging system 32, for example in the form of an optical lens, a receiver 34, for example in the form of a CCD chip, and electronic components which are not shown in the figures for the sake of clarity.
  • the optical imaging system 32 is located between the receiver 24 and the monitoring area 14. With the optical imaging system 32, reflecting objects 18 can be imaged with spatial resolution via the corresponding received signals 30 in two dimensions, namely in the xy plane, i.e. vertically and horizontally .
  • the receiver 34 is shown in FIG. 3 in a front view as viewed from the optical imaging system 32 .
  • the receiver 34 comprises a total of 16 flatly arranged receiving elements 36, which can also be referred to as “pixels”.
  • the receiving elements 36 are arranged in 13 vertical columns 38 and 7 horizontal rows 40, for example.
  • the columns 38 run parallel to the z-axis, for example vertically in space.
  • the rows 40 run parallel to the x-axis, for example spatially horizontal.
  • Each receiving element 36 can be activated individually for a respective predetermined standby period Tber, namely Tber_1, Tber_2 and Tber_3, for receiving electromagnetic reception signals 30.
  • the recording of received signals 30 includes the reception of the received signals 30 and their conversion into corresponding electrical evaluation signals.
  • the standby period Tber of a receiving element 36 is the period in which the receiving element 36 is ready to receive received electromagnetic signals 30 . If an electromagnetic received signal 30 strikes the corresponding receiving element 36 during the standby period Tber, the received signal 30 can be received. If no electromagnetic received signal 30 strikes the receiving element 36 during the stand-by period Tber, nothing is realized except possibly noise.
  • the LiDAR system 12 can be operated using a direct time-of-flight method.
  • the transit time from the transmission of a transmission signal 28 with the transmission device 22 and the reception of the corresponding reflected reception signal 30 with the receiver 34 is measured and the distance between the LiDAR system 12 and the detected object 18 is determined therefrom.
  • the LiDAR system 12 can work according to an indirect time-of-flight method. In this case, a transit time-related phase shift of the reflected transmission signal 28, ie of the reception signal 30, is measured and the transit time and from this the distance are determined.
  • the respective standby periods Tber_1, Tber_2 and Tber_3 for the receiving elements 36 become dependent on respective regions, namely a ground region 14a, a near-field region 14b, a far-field region 14c and a high-altitude region 14d, of the surveillance area 14 to which the receiving elements 36 are assigned, respectively , individually specified.
  • the respective standby time Tber is specified in such a way that it corresponds to the respective propagation time of a transmission signal 28, which is reflected in a detection range 48a, 48b, 48c or 48d of the receiving elements 36 for the corresponding region 14a, 14b, 14c or 14d of the monitoring area 14, and of the corresponding reflected received signal 30 corresponds.
  • the detection ranges 48a, 48b, 48c and 48d are defined by the respective maximum distance limits of interest 44a, 44b, 44c and 44d of the corresponding regions 14a, 14b, 14c and 14d.
  • the distance limits 44a, 44b, 44c and 44d correspond to the respective distances to the LiDAR system 12 for which the detection of any objects 18 is still of interest. For example, the detection of an object 18 is of interest when a collision with the vehicle 10 is imminent.
  • the standby times Tber_1, Tber_2 and Tber_3 for the receiving elements 36 are each used as the double pelte running time is specified, which a transmission signal 28 requires from transmission until it reaches the respective maximum distance limit 44a, 44b, 44c and 44d of the corresponding region 14a, 14b, 14c or 14d of the monitoring area 14.
  • the receiving elements 36 of the bottom two rows 40 in FIG. 3 form a base group 42a.
  • the receiving elements 36 of the floor group 42a are assigned to the floor region 14a.
  • the received signals 30 from any objects 18 in the ground region 14a are imaged onto the receiving elements 36 of the ground group 42 .
  • the floor region 14a of the monitoring area 14 extends directly next to the vehicle 10.
  • the distance limit 44a of the floor region 14a is defined by the floor 46, or the roadway.
  • a reduced ground detection range 48a of approximately 2 m, for example, is sufficient, which corresponds to the distance between the LiDAR system and the ground 46 on the far side of the ground region 14a.
  • the receiving elements 36 of the floor assembly 42a are activated, for example, with the same first standby time Tber_1.
  • the receiving elements 36 in the third row 40 from the bottom in FIG. 3 form a near-field group 42b.
  • the receiving elements 36 of the near-field group 42b are assigned to the near-field region 14b.
  • the received signals 30 from any objects 18 in the near-field region 14b are imaged onto the receiving elements 36 of the near-field group 42b.
  • the near-field region 14b of the surveillance area 14 extends next to the ground region 14a on the side facing away from the vehicle 10 .
  • the near-field distance boundary 44b of the near-field region 14b is defined by the ground 46 at a greater distance than that of the ground region 14a.
  • a near-field detection range 48b of approximately 10 m, for example, is sufficient, which corresponds to the distance between the LiDAR system and the ground 46 on the far side of the near-field region 14b.
  • the receiving elements 36 of the near-field group 42b are activated, for example, with the same second standby time Tber_2.
  • the second period of availability Tber_2 is longer than the first period of availability Tber_1.
  • the receiving elements 36 of the fourth, fifth and sixth row 40 from the bottom in FIG. 3 form a far-field group 42c.
  • the receiving elements 36 of the far-field group 42c are assigned to the far-field region 14c.
  • the received signals 30 from any objects 18 in the far-field region 14c are imaged onto the receiving elements 36 of the far-field group 42c.
  • the far-field region 14c of the surveillance area 14 extends next to the near-field region 14b on the side facing away from the vehicle 10 .
  • An imaginary horizon line 50 runs through the far-field region 14c at the level of the roof of the vehicle 10.
  • the far-field distance limit 44c of the far-field region 14c is at a distance of, for example, approximately 40 m. Objects 18 can thus be up to a distance of approximately 40 m next to the vehicle 10 can still be detected.
  • a far-field detection range 48c of 40 m is correspondingly required.
  • the receiving elements 36 of the far-field group 42c are activated, for example, with the same third standby time Tber_3.
  • the third period of availability Tber_3 is significantly greater than the second period of availability Tber_2.
  • the receiving elements 36 of the upper row 40 in FIG. 3 form a vertical group 42d.
  • the receiving elements 36 of the height group 42d are assigned to the height region 14d.
  • the received signals 30 from any objects 18 in the height region 14d are mapped onto the receiving elements 36 of the height group 42d.
  • the high-altitude region 14d of the monitor area 14 extends above the far-field region 14c.
  • the height-distance limit 14d of the far-field region 14c is at a distance of, for example, approximately 10 m.
  • the area above the vehicle height is of less interest since objects 18 there generally cannot collide with the vehicle 10 .
  • a far-field detection range 48d of 10 m is required, which corresponds to the near-field detection range 48b.
  • the receiving elements 36 of the high-altitude group 42d are activated, for example, with the same second standby time Tber_2 as the receiving elements 36 of the near-field group 42b.
  • measurements are carried out continuously with the LiDAR system 12, for example.
  • transmission signals 28 for the length of the longest standby duration Tber_3 sent to the monitoring area 14.
  • the receiving elements 36 are activated for their respective standby times Tber_1, Tber_2 and Tber_3.
  • the transmission signals 28 which strike an object 18 in the surveillance area 14 are reflected accordingly.
  • the reflected transmission signals 28 are imaged onto the corresponding receiving elements 36 by means of the optical imaging system 32 of the receiving device 24 .
  • the received variables that generate the received signals 30 in the relevant receiving element 36 are integrated.
  • the corresponding receiving elements 36 are deactivated and read out.
  • the integrated received variables are output as respective electrical evaluation signals.
  • the object information is transmitted to driver assistance system 20 .
  • driver assistance system 20 With the driver assistance system 20 corresponding operating functions of the vehicle 10 are influenced on the basis of the object information, for example controlled or regulated.
  • the vehicle 10 can thus be operated autonomously or partially autonomously.
  • the predetermined standby time Tber for the relevant receiving element 36 is reduced for the next measurement.
  • the critical absorption capacity can be achieved, for example, by the transmission signals 28 being reflected on highly reflective objects 18, for example reflective surfaces, and impinging on the corresponding receiving element 36 as received signals 30 with the appropriate strength. This leads to saturation of the corresponding receiving element 36. Reducing the corresponding standby time Tber counteracts saturation.
  • two consecutive measurements can be carried out in pairs. In one of the measurements, for example, the longest standby time Tber_3 can be shortened. In this way, the far-field detection range 48c is reduced. The measurement with the shortened standby time Tber_3 can be carried out faster. The results of the two measurements with standby times Tber_3 of different lengths can be combined to form an overall picture of the monitored area 14 .

Abstract

The invention relates to a method for detecting objects (18) in a monitored area (14) by means of electromagnetic signals (28, 30) using a detection device (12), to a detection device (12), and to a vehicle (10) comprising a detection device (12). According to the method, at least one electromagnetic signal is transmitted into the monitored area (14) by at least one transmission device during at least one measurement. At least one receiving element of at least one receiving device is activated in order to receive electromagnetic signals. Information on the monitored area is ascertained from the result of at least one reception. At least two receiving elements are activated for a respective specified standby duration in order to receive electromagnetic reception signals which are caused by the at least one electromagnetic transmission signal reflected in the monitored area (14). The respective standby duration for each of the at least two receiving elements is specified individually on the basis of respective regions (14a, 14b, 14c, 14d) of the monitored area (14) paired with each receiving element.

Description

Beschreibung description
Verfahren zum Detektieren von Objekten und Detektionsvorrichtung Technisches Gebiet Object detection method and detection apparatus Technical field
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren von Objekten in einem Überwa- chungsbereich mit einer Detektionsvorrichtung mittels elektromagnetischer Signale, bei dem bei wenigstens einer Messung mit wenigstens einer Sendeeinrichtung wenigstens ein elektromagnetisches Sendesignal in den Überwachungsbereich gesendet wird, wenigstens ein Empfangselement wenigstens einer Empfangseinrichtung zur Aufnahme von elektromagnetischen Signalen aktiviert wird, aus dem Ergebnis wenigstens einer Aufnahme Informationen über den Überwachungsbereich ermittelt werden. The invention relates to a method for detecting objects in a monitoring area with a detection device using electromagnetic signals, in which at least one electromagnetic transmission signal is sent into the monitoring area during at least one measurement with at least one transmission device, at least one receiving element of at least one receiving device for receiving electromagnetic signals is activated, from the result of at least one recording information about the surveillance area can be determined.
Ferner betrifft die Erfindung eine Detektionsvorrichtung zum Detektieren von Objekten in einem Überwachungsbereich mittels elektromagnetischer Signale, mit wenigstens einer Sendeeinrichtung, mit der elektromagnetische Sendesignale in den Überwachungsbereich gesendet werden können, mit wenigstens einer Empfangseinrichtung, mit der elektromagnetische Empfangssignale empfangen werden können, welche von elektromagnetischen Sendesignalen herrühren, die in dem Überwachungsbereich reflektiert werden, und mit der elektromagnetische Empfangssignale in Auswertesignale umgewandelt werden können, die mit einer Auswerteeinrichtung verarbeitbar sind, und mit wenigstens einer Auswerteeinrichtung, mit der auf Basis der empfangenen elektromagnetischen Empfangssignale Informationen über den Überwachungsbereich ermittelt werden können. Furthermore, the invention relates to a detection device for detecting objects in a surveillance area by means of electromagnetic signals, with at least one transmission device, with which electromagnetic transmission signals can be transmitted into the surveillance region, with at least one reception device, with which electromagnetic reception signals can be received, which of electromagnetic transmission signals can be received which are reflected in the monitored area, and with which received electromagnetic signals can be converted into evaluation signals that can be processed with an evaluation device, and with at least one evaluation device with which information about the monitored area can be determined on the basis of the received electromagnetic received signals.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens eine Detektionsvorrichtung zum Detektieren von Objekten in einem Überwachungsbereich mittels elektromagnetischer Signale. Furthermore, the invention relates to a vehicle with at least one detection device for detecting objects in a surveillance area by means of electromagnetic signals.
Stand der Technik State of the art
Aus der DE 10 2018 126 631 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Entfernung eines Objekts mithilfe einer optischen Detektionsvorrichtung und eine optische Detektionsvorrichtung bekannt. Bei dem Verfahren wird ein Lichtsignalpuls ausgesendet. Der an dem Objekt reflektierte Lichtsignalpuls wird als Echo-Lichtsignalpuls empfangen. Der Echo-Lichtsignalpuls wird beim Empfang in zeitlich nachfolgende diskrete Empfangszeitfenster aufgeteilt und in entsprechende elektrische Energie umgewandelt. Die Signallaufzeit wird als Maß für die Entfernung des Objekts zur Detektionsvorrichtung verwendet. DE 10 2018 126 631 A1 discloses a method for determining a distance of an object using an optical detection device and an optical detection device. In the process, a light signal pulse is emitted. the The light signal pulse reflected by the object is received as an echo light signal pulse. Upon reception, the echo light signal pulse is divided into subsequent discrete reception time windows and converted into corresponding electrical energy. The signal propagation time is used as a measure of the distance from the object to the detection device.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Detektionsvorrichtung der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen die Detektion von Objekten verbessert werden kann. The invention is based on the object of designing a method and a detection device of the type mentioned at the outset, in which the detection of objects can be improved.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of Invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass wenigstens zwei Empfangselemente für eine jeweilige vorgegebene Bereitschaftsdauer zur Aufnahme von elektromagnetischen Empfangssignalen aktiviert werden, welche von dem wenigstens einen elektromagnetischen Sendesignal herrühren, das im Überwa- chungsbereich reflektiert wird, wobei die jeweiligen Bereitschaftsdauern für die wenigstens zwei Empfangselemente abhängig von jeweiligen Regionen des Überwachungsbe- reichs, denen die Empfangselemente jeweils zugeordnet sind, individuell vorgegeben werden. According to the invention, this object is achieved in the method in that at least two receiving elements are activated for a respective predetermined standby period for receiving electromagnetic reception signals, which originate from the at least one electromagnetic transmission signal that is reflected in the monitoring area, with the respective standby periods for the at least two receiving elements are specified individually depending on the respective regions of the monitoring area to which the receiving elements are assigned.
Erfindungsgemäß werden die Empfangselemente jeweils für individuelle Bereitschaftsdauern aktiviert. Die Empfangselemente sind jeweiligen Regionen des Überwachungsbereichs zugeordnet, sodass sie elektromagnetische Signale, die aus der entsprechenden Region kommen, empfangen können. Die Bereitschaftsdauern sind abhängig von den jeweiligen Regionen des Überwachungsbereichs, denen die Empfangselement jeweils zugeordnet sind. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Empfangseinrichtung individuell an die vorhandenen oder zu erwartenden Betriebsbedingung der Detektionsvorrichtung angepasst werden, sodass die Detektion von Objekten effizienter betrieben werden kann. According to the invention, the receiving elements are each activated for individual standby times. The receiving elements are assigned to respective regions of the surveillance area so that they can receive electromagnetic signals coming from the corresponding region. The standby times depend on the respective regions of the surveillance area to which the receiving elements are assigned. In this way, the at least one receiving device can be individually adapted to the existing or expected operating conditions of the detection device, so that objects can be detected more efficiently.
Vorteilhafterweise können die Betriebsbedingungen von einem Einbauort der Detektionsvorrichtung, insbesondere in oder an einem Fahrzeug, und/oder der Ausrichtung der Detektionsvorrichtung sein. So können insbesondere Abstände zu Begrenzungen im Überwachungsbereich, insbesondere dem Boden, berücksichtigt werden. Außerdem können Fahrzeugteile, welche sich innerhalb des Überwachungsbereichs befinden und die die Detektionsreichweite begrenzen, berücksichtigt werden. Advantageously, the operating conditions can depend on the installation location of the detection device, in particular in or on a vehicle, and/or the orientation of the detection device. In particular, distances to boundaries in the monitored area, in particular the ground, can be taken into account. In addition Vehicle parts that are located within the surveillance area and limit the detection range can be taken into account.
Vorteilhafterweise kann es sich bei den Informationen über den Überwachungsbereich um Objektinformationen von Objekten in dem Überwachungsbereich, insbesondere Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten von Objekten relativ zur Detektionsvorrichtung, handeln. Darüber hinaus können die Informationen über den Überwachungsbereich auch die Information enthalten, dass kein Objekt erfasst wird. Außerdem können die Informationen über den Überwachungsbereich auch enthalten, dass eine Detektionsreichweite insbesondere durch Sichtbeeinträchtigungen, wie Nebel, Niederschläge oder dergleichen, begrenzt ist. The information about the monitored area can advantageously be object information about objects in the monitored area, in particular distances, directions and/or speeds of objects relative to the detection device. In addition, the information about the surveillance area can also contain the information that no object is detected. In addition, the information about the monitored area can also contain that a detection range is limited, in particular, by visibility impairments such as fog, precipitation or the like.
Vorteilhafterweise kann die Bereitschaftsdauer eines Empfangselementes die Dauer sein, während der ein Empfangselement bereit ist, elektromagnetische Empfangssignale aufzunehmen. Wenn ein elektromagnetisches Empfangssignal während der Bereitschaftsdauer auf das entsprechende Empfangselement trifft, kann das Empfangssignal aufgenommen werden. Wenn während der Bereitschaftsdauer kein elektromagnetisches Empfangssignal auf das Empfangselement trifft, wird nichts, außer gegebenenfalls Rauschen, realisiert. Advantageously, the standby period of a receiving element can be the period during which a receiving element is ready to receive received electromagnetic signals. If an electromagnetic received signal hits the corresponding receiving element during the stand-by period, the received signal can be picked up. If no received electromagnetic signal strikes the receiving element during the stand-by period, nothing is realized except possibly noise.
Vorteilhafterweise kann die Aufnahme von Empfangssignalen einen Empfang von elektromagnetischen Empfangssignalen und deren Umwandlung in Auswertesignale umfassen, die mit einer Auswerteeinrichtung verarbeitet werden können. Bei den Auswertesignalen kann es sich vorteilhafterweise um elektrische Auswertesignale handeln. Elektrische Auswertesignale können mit einer elektrischen Auswerteeinrichtung verarbeitet werden. The recording of received signals can advantageously include receiving electromagnetic received signals and converting them into evaluation signals that can be processed with an evaluation device. The evaluation signals can advantageously be electrical evaluation signals. Electrical evaluation signals can be processed with an electrical evaluation device.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung nach einem Lichtlaufzeitverfahren, insbesondere einem Lichtimpulslaufzeitverfahren, arbeiten. Nach dem Lichtimpulslaufzeitverfahren arbeitende optische Detektionsvorrichtungen können als Time-of-Flight- (TOF), Light-Detection-and-Ranging-Systeme (LiDAR), Laser-Detection-and-Ranging- Systeme (LaDAR) oder dergleichen ausgestaltet und bezeichnet werden. Bei einem direkten Lichtlaufzeitverfahren wird eine Laufzeit vom Aussenden eines Sendesignals, insbesondere eines Lichtpulses, mit einer Sendeeinrichtung und dem Empfang des ent- sprechenden reflektierten Sendesignals, also eines Empfangssignals, mit einer Empfangseinrichtung gemessen und daraus eine Entfernung zwischen der Detektionsvorrichtung und dem erfassten Objekt ermittelt. Alternativ kann die Detektionsvorrichtung nach einem sogenannten indirekten Lichtlaufzeitverfahren arbeiten. Dabei kann eine laufzeitbedingte Phasenverschiebung des Sendesignals, respektive des reflektierten Sendesignals, gemessen und daraus die Laufzeit. Aus der Laufzeit kann die Entfernung ermittelt werden. Advantageously, the detection device can work according to a light transit time method, in particular a light pulse transit time method. Optical detection devices working according to the light pulse propagation time method can be designed and referred to as time-of-flight (TOF), light detection and ranging systems (LiDAR), laser detection and ranging systems (LaDAR) or the like. In a direct light propagation time method, a propagation time from the transmission of a transmission signal, in particular a light pulse, with a transmission device and the reception of the corresponding speaking reflected transmitted signal, ie a received signal, measured with a receiving device and determines a distance between the detection device and the detected object. Alternatively, the detection device can work according to a so-called indirect time-of-flight method. A transit time-related phase shift of the transmission signal or of the reflected transmission signal can be measured and the transit time derived from this. The distance can be determined from the transit time.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung als sogenanntes Flash-System, insbesondere als Flash-LiDAR, ausgestaltet sein. Dabei können entsprechende Sendesignale gleichzeitig einen Teil des Überwachungsbereichs oder den gesamten Überwa- chungsbereich anstrahlen. Alternativ kann die Detektionsvorrichtung als scannendes System ausgestaltet sein. Dabei kann mit Sendesignalen ein Überwachungsbereich abgetastet, also abgescannt, werden. Dazu können die Ausbreitungsrichtung der Sendesignale über den Überwachungsbereich geschwenkt werden. Hierbei kann wenigstens Umlenkeinrichtung, insbesondere eine Scaneinrichtung, eine Umlenkspiegeleinrichtung oder dergleichen, zum Einsatz kommen. The detection device can advantageously be designed as a so-called flash system, in particular as a flash LiDAR. Corresponding transmission signals can simultaneously illuminate a part of the monitored area or the entire monitored area. Alternatively, the detection device can be designed as a scanning system. In this case, a monitoring area can be sampled, ie scanned, with transmission signals. For this purpose, the direction of propagation of the transmission signals can be swiveled over the surveillance area. At least a deflection device, in particular a scanning device, a deflection mirror device or the like, can be used here.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung als laserbasiertes Entfernungsmesssystem ausgestaltet sein. Das laserbasierte Entfernungsmesssystem kann als Lichtquelle der wenigstens einen Sendeeinrichtung wenigstens einen Laser, insbesondere einen Diodenlaser, aufweisen. Mit dem wenigstens einen Laser können insbesondere gepulste Sendestrahlen als Sendesignale gesendet werden. Mit dem Laser können Sendesignale in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbereichen emittiert werden. Entsprechend kann wenigstens ein Empfänger wenigstens einer Empfangseinrichtung einen für die Wellenlänge des ausgesendeten Lichtes ausgelegten Sensor, insbesondere einen Zeilensensor oder Flächensensor, im Besonderen eine (Lawinen)fotodiode, eine Photodiodenzeile, einen CCD-Sensor, einen Acti- ve-Pixel-Sensor, insbesondere einen CMOS-Sensor oder dergleichen, aufweisen. Der wenigstens eine Empfänger kann eine Vielzahl von Empfangselementen, welche auch Pixel genannt werden, umfassen, welche wenigstens teilweise individuell insbesondere bezogen auf ihre Bereitschaftsdauer angesteuert werden können. Das laserbasierte Entfernungsmesssystem kann vorteilhafterweise ein Laserscanner sein. Mit einem Laserscanner kann ein Überwachungsbereich mit einem insbesondere gepulsten Laser- strahl abgetastet werden. The detection device can advantageously be designed as a laser-based distance measuring system. The laser-based distance measuring system can have at least one laser, in particular a diode laser, as the light source of the at least one transmission device. In particular, pulsed transmission beams can be transmitted as transmission signals with the at least one laser. The laser can be used to emit transmission signals in wavelength ranges that are visible or invisible to the human eye. Accordingly, at least one receiver of at least one receiving device can have a sensor designed for the wavelength of the emitted light, in particular a line sensor or area sensor, in particular an (avalanche) photodiode, a photodiode line, a CCD sensor, an active pixel sensor, in particular a CMOS sensor or the like. The at least one receiver can include a large number of receiving elements, which are also called pixels, which can be controlled at least in part individually, in particular with regard to their standby time. The laser-based distance measuring system can advantageously be a laser scanner. With a laser scanner, a monitored area can be equipped with a particularly pulsed laser beam can be scanned.
Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei einem Landfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen, einem Bus, einem Motorrad oder dergleichen, einem Luftfahrzeug, insbesondere Drohnen, und/oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch im stationären Betrieb und/oder in der Robotik eingesetzt werden. The invention can advantageously be used in a vehicle, in particular a motor vehicle. The invention can advantageously be used in a land vehicle, in particular a passenger car, a truck, a bus, a motorcycle or the like, an aircraft, in particular drones, and/or a watercraft. The invention can also be used in vehicles that can be operated autonomously or at least partially autonomously. However, the invention is not limited to vehicles. It can also be used in stationary operation and/or in robotics.
Die Detektionsvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung des Fahrzeugs, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer-Informationseinrichtung und/oder einem Parkassistenzsystem und/oder einer Gestenerkennung oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben werden. The detection device can advantageously be connected to at least one electronic control device of the vehicle, in particular a driver assistance system and/or chassis control and/or a driver information device and/or a parking assistance system and/or gesture recognition or the like, or be part of such. In this way, the vehicle can be operated autonomously or semi-autonomously.
Mit der Detektionsvorrichtung können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden. The detection device can be used to detect stationary or moving objects, in particular vehicles, people, animals, plants, obstacles, bumps in the road, in particular potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, in particular parking spaces, precipitation or the like.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann die Bereitschaftsdauer für wenigstens ein Empfangselement als die doppelte Laufzeit vorgegeben werden, die ein Sendesignal vom Aussenden bis zum Erreichen einer vorgebbaren Entfernungsgrenze der entsprechenden Region des Überwachungsbereichs benötigt. Auf diese Weise kann durch Anpassung der Bereitschaftsdauer und damit der Dauer der Aufnahme die Detektionsreichweite der Detektionsvorrichtung, also die maximale Entfernung, in der Objekte noch erfasst werden können, angepasst werden. Je kürzer die Bereitschaftsdauer ist, umso kleiner ist die Detektionsreichweite der Detektionsvorrichtung. Alternativ oder zusätzlich kann die Detektionsreichweite des Detektionssystems durch die Sendeleistung der Sendeeinrichtung vorgegeben werden. So können Empfangselemente, die Regionen mit näheren Entfernungsgrenzen zugeordnet sind, früher ausgelesen werden, als Empfangselemente, die Regionen mit weiter entfernten Entfernungsgrenzen zugeordnet sind. Entsprechend kann früher mit der Auswertung der Empfangssignale begonnen werden. So kann insgesamt die Bildfrequenz, also die Frequenz, in denen Messung durchgeführt werden, erhöht werden. Des Weiteren können so Sättigungseffekte bei den Empfangselementen, welche durch zu hohe Signalstärken von Empfangssignalen hervorgerufen werden können, verringert werden. Es ist nicht erforderlich, weitere Messungen mit veränderter Detektionsreichweite durchzuführen, um etwaige Sättigung der Empfangselemente zu korrigieren. Des Weiteren können die Anforderungen an optische Bauteile, insbesondere optische Linsen oder dergleichen, welche vor einer Lichtquelle der Sendeeinrichtung angeordnet sein können, verringert werden. Die optischen Bauteile dienen zur Erreichung eine ho- mogeneren Ausbreitung der elektromagnetischen Sendesignale im Überwachungsbe- reich. In an advantageous embodiment of the method, the standby time for at least one receiving element can be specified as twice the runtime that a transmission signal requires from transmission to reaching a specified distance limit of the corresponding region of the monitoring area. In this way, the detection range of the detection device, ie the maximum distance at which objects can still be detected, can be adjusted by adjusting the standby time and thus the recording time. The shorter the standby time, the smaller the detection range of the detection device. Alternatively or additionally, the detection range of the detection system can be specified by the transmission power of the transmission device. In this way, receiving elements that are assigned to regions with closer distance limits can be read out earlier than receiving elements that are assigned to regions with distance limits that are further away. Accordingly, the evaluation of the received signals can be started earlier. In this way, the overall image frequency, ie the frequency at which measurements are carried out, can be increased. Furthermore, in this way saturation effects in the receiving elements, which can be caused by excessive signal strengths of received signals, can be reduced. It is not necessary to carry out further measurements with a different detection range in order to correct any saturation of the receiving elements. Furthermore, the demands on optical components, in particular optical lenses or the like, which can be arranged in front of a light source of the transmission device, can be reduced. The optical components are used to achieve more homogeneous propagation of the electromagnetic transmission signals in the surveillance area.
Vorteilhafterweise können Empfangselemente, welche Regionen mit näher liegenden Entfernungsgrenzen zugeordnet sind, für eine entsprechend kürzere Bereitschaftsdauern aktiviert werden, als Empfangselemente, welche Regionen mit ferneren Entfernungsgrenzen zugeordnet sind. Auf diese Weise können Messungen insgesamt effizienter durchgeführt werden. Receiving elements that are assigned to regions with closer distance limits can advantageously be activated for a correspondingly shorter standby time than receiving elements that are assigned to regions with distance limits that are further away. In this way, measurements can be carried out more efficiently overall.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung in Verbindung mit einem Fahrzeug verwendet werden. In diesem Fall kann die maximal interessierende Entfernungsgrenze abhängig von einer Betriebssituation, insbesondere einer Fahrsituation, des Fahrzeugs vorgegeben werden. Advantageously, the detection device can be used in connection with a vehicle. In this case, the maximum distance limit of interest can be specified as a function of an operating situation, in particular a driving situation, of the vehicle.
Für eine Detektionsvorrichtung, welche besonders einen Nahbereich um ein Fahrzeug abdecken soll, können die maximal benötigten Detektionsreichweiten begrenzt sein. The maximum required detection ranges can be limited for a detection device which is intended to cover a close range around a vehicle in particular.
Vorteilhafterweise kann bei einer Fahrt des Fahrzeugs für einen Überwachungsbereich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug eine Entfernungsgrenze in der Größenordnung von 100 m und mehr vorgegeben werden. Auf diese Weise können Objekte vor dem Fahrzeug, insbesondere vorausfahrende Fahrzeuge, frühzeitig erkannt werden. Vorteilhafterweise kann bei einer Einparksituation des Fahrzeugs eine Entfernungsgrenze von weniger als 10 m vorgegeben werden. Auf diese Weise können die Messungen schneller durchgeführt werden und entsprechend Objekte im Parkbereich schneller erfasst werden. Advantageously, when the vehicle is moving, a distance limit of the order of 100 m and more can be specified for a monitoring area in front of the vehicle in the direction of travel. In this way, objects in front of the vehicle, in particular vehicles driving ahead, can be detected at an early stage. Advantageously, a distance limit of less than 10 m can be specified when the vehicle is parked. In this way, the measurements can be carried out more quickly and correspondingly objects in the parking area can be detected more quickly.
Vorteilhafterweise kann alternativ oder zusätzlich die Entfernungsgrenze einer Region durch betriebsbedingte Hindernisse vorgegeben werden. So können bei einer Detektionsvorrichtung des Fahrzeugs für die Empfangselemente, welche dem Boden zugeordnet sind, die entsprechenden Entfernungsgrenzen auf den Abstand zwischen der Detektionsvorrichtung und dem Boden vorgegeben werden. Die Entfernungsgrenzen, welche Regionen des Überwachungsbereichs insbesondere parallel zum Fahrzeug oberhalb des Fahrzeugs zugeordnet sind, können so vorgegeben sein, dass die entsprechende Region des Überwachungsbereichs maximal bis zur Fahrzeughöhe reicht. Objekte, welche sich oberhalb der Fahrzeughöhe befinden, sind in der Regel nicht von Interesse, da sie in der Regel nicht mit dem Fahrzeug kollidieren können. Advantageously, as an alternative or in addition, the distance limit of a region can be predefined by operational obstacles. Thus, in a detection device of the vehicle for the receiving elements that are assigned to the ground, the corresponding distance limits can be specified for the distance between the detection device and the ground. The distance limits, which are assigned to regions of the monitoring area, in particular parallel to the vehicle above the vehicle, can be specified in such a way that the corresponding region of the monitoring area extends up to the height of the vehicle at most. Objects that are above the vehicle height are generally not of interest since they generally cannot collide with the vehicle.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann, falls bei einer Messung eine Aufnahmekapazität wenigstens eines Empfangselementes erreicht wird, die vorgegebene Bereitschaftsdauer für dieses wenigstens eine Empfangselement wenigstens für einen nachfolgenden Messung verringert werden. Auf diese Weise kann bei einer Übersteuerung eines Empfangselementes die Empfindlichkeit verringert werden. So können auch bei Reflexion an hochreflektierenden Objekten, insbesondere spiegelnden Flächen, mit dem Verfahren die entsprechenden Objektinformation ermittelt werden. In a further advantageous embodiment of the method, if a recording capacity of at least one receiving element is reached during a measurement, the specified standby time for this at least one receiving element can be reduced at least for a subsequent measurement. In this way, the sensitivity can be reduced when a receiving element is overdriven. In this way, the corresponding object information can also be determined with the method in the event of reflection from highly reflective objects, in particular reflective surfaces.
Vorteilhafterweise können Empfangselemente, welche Regionen zugeordnet sind, aus denen Empfangssignale mit höheren Intensitäten erwartet werden, für kürzere Bereitschaftsdauern aktiviert werden, als Empfangselemente die Regionen zugeordnet sind, aus denen Empfangssignale mit geringeren Intensitäten erwartet werden. Auf diese Weise kann eine Übersteuerung der Empfangselemente vermieden und eine Detektion verbessert werden. Advantageously, receiving elements that are assigned to regions from which received signals with higher intensities are expected can be activated for shorter standby times than receiving elements that are assigned to regions from which received signals with lower intensities are expected. In this way, overloading of the receiving elements can be avoided and detection can be improved.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können für mehrere Empfangselemente, welche Regionen des Überwachungsbereichs mit vergleichbaren Entfernungsgrenzen zugeordnet sind, dieselben Bereitschaftsdauern vorgegeben werden. Auf diese Weise können die Empfangssignale, welche mit den entsprechenden Empfangselementen generiert werden, einfacher miteinander verglichen werden. Ferner kann die Ansteuerung der Empfangselemente vereinfacht werden. In a further advantageous refinement of the method, for a plurality of receiving elements, which regions of the monitoring area can have comparable Distance limits are assigned, the same standby times are specified. In this way, the received signals, which are generated with the corresponding receiving elements, can be compared with one another more easily. Furthermore, the control of the receiving elements can be simplified.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können Empfangsgrößen, welche Empfangssignale in wenigstens einem Empfangselement generieren, für die Länge der Bereitschaftsdauer des wenigstens einen Empfangselementes kumuliert werden und aus den Empfangsgrößen Informationen über den Überwachungsbereich ermittelt werden. In a further advantageous embodiment of the method, received variables which generate received signals in at least one receiving element can be cumulated for the length of the standby time of the at least one receiving element and information about the monitoring area can be determined from the received variables.
Falls die Detektionsvorrichtung nach einem indirekten Laufzeitverfahren arbeitet, kann die Bereitschaftsdauer durch eine Integrationszeit charakterisiert werden. Während der Integrationszeit werden entsprechende Empfangsgrößen integriert. Falls Sie Detektionsvorrichtung nach einem direkten Laufzeitverfahren arbeitet, kann die Bereitschaftsdauer durch ein Messzeitfenster charakterisiert werden. Auf diese Weise kann die Integrationszeit oder das Messzeitfenster an eine zu erwartende Betriebssituation angepasst werden. If the detection device works according to an indirect transit time method, the standby time can be characterized by an integration time. Corresponding received quantities are integrated during the integration time. If the detection device works according to a direct transit time method, the standby time can be characterized by a measurement time window. In this way, the integration time or the measurement time window can be adapted to an operating situation that is to be expected.
Bei den Empfangsgrößen kann es sich insbesondere um elektrische Größen, insbesondere elektrische Ladungen, elektrische Ströme, elektrische Kapazitäten, elektrische Energien oder dergleichen, handeln, welche von elektromagnetischen Empfangssignalen in oder mit einem Empfangselement generiert werden. Die Empfangsgrößen charakterisieren das entsprechende elektromagnetische Empfangssignal, insbesondere dessen Signalstärke, Intensität, Dauer und/oder Phasenverschiebung oder dergleichen. The received variables can in particular be electrical variables, in particular electrical charges, electrical currents, electrical capacitances, electrical energies or the like, which are generated by electromagnetic received signals in or with a receiving element. The reception variables characterize the corresponding electromagnetic reception signal, in particular its signal strength, intensity, duration and/or phase shift or the like.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können eine Laufzeit zwischen dem Aussenden eines Sendesignals und dem Empfang eines entsprechenden Empfangssignals, das von dem Sendesignal herrührt, das an einem Objekt im Überwachungsbereich reflektiert wird, bestimmt und daraus eine Entfernung des Objekts relativ zur Detektionsvorrichtung ermittelt werden und/oder wenigstens eine Phasenverschiebung eines empfangenen Empfangssignals, das von einem an einem Objekt im Überwachungsbereich reflektierten Sendesignal herrührt, bestimmt werden und daraus eine Entfernung des Objekts relativ zur Detektionsvorrichtung ermittelt werden. In a further advantageous embodiment of the method, a transit time between the transmission of a transmission signal and the receipt of a corresponding reception signal, which originates from the transmission signal that is reflected by an object in the monitoring area, can be determined and a distance of the object relative to the detection device can be determined from this and /or at least one phase shift of a received received signal, which originates from a transmitted signal reflected by an object in the surveillance area, are determined and from this a distance of the object is determined relative to the detection device.
Vorteilhafterweise kann eine Laufzeit zwischen dem aussenden eines Sendesignals und dem Empfang des entsprechenden Empfangssignals bestimmt werden und daraus eine Entfernung ermittelt werden. Auf diese Weise kann eine direkte Laufzeitmessung durchgeführt werden. Advantageously, a transit time between the transmission of a transmission signal and the receipt of the corresponding reception signal can be determined and a distance can be determined therefrom. In this way, a direct transit time measurement can be carried out.
Alternativ oder zusätzlich kann die Entfernung über eine Phasenverschiebung eines empfangenen Empfangssignals ermittelt werden. Auf diese Weise kann eine indirekte Laufzeitmessung durchgeführt werden. Alternatively or additionally, the distance can be determined via a phase shift of a received signal. In this way, an indirect transit time measurement can be carried out.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können wenigstens zwei Messungen durchgeführt werden, zwischen denen die Bereitschaftsdauer für wenigstens ein Empfangselement verändert werden kann. Auf diese Weise kann abwechselnd eine schnelle Messung im Nahbereich und eine Messung im Fernbereich durchgeführt werden. Die Ergebnisse der Messungen können zu einem Gesamtbild des Überwa- chungsbereichs zusammengesetzt werden. In a further advantageous embodiment of the method, at least two measurements can be carried out, between which the standby time for at least one receiving element can be changed. In this way, a quick measurement in the near range and a measurement in the far range can be carried out alternately. The results of the measurements can be put together to form an overall picture of the monitoring area.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können wenigstens für die längste Bereitschaftsdauer der verwendeten Empfangselemente Sendesignale gesendet werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass es zu keiner Überschneidung von nacheinander folgenden Messungen kommt. Diejenigen Empfangselemente, welche mit einer kürzeren Bereitschaftsdauer aktiviert werden, können früher ausgelesen werden. Auf diese Weise kann insgesamt die Auslesegeschwindigkeit erhöht werden. In a further advantageous embodiment of the method, transmission signals can be sent at least for the longest standby time of the receiving elements used. In this way it can be avoided that successive measurements do not overlap. Those receiving elements that are activated with a shorter standby time can be read earlier. In this way, the overall readout speed can be increased.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann wenigstens ein Sendesignal simultan in mehrere Regionen des Überwachungsbereichs gesendet werden. Auf diese Weise können die entsprechenden Regionen gleichzeitig bei einer Messung auf Objekte überwacht werden. Die Detektionsvorrichtung kann als Flash-LiDAR realisiert werden. Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei der Detektionsvorrichtung dadurch gelöst, dass die Detektionsvorrichtung Mittel aufweist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In a further advantageous embodiment of the method, at least one transmission signal can be transmitted simultaneously to a number of regions of the surveillance area. In this way, the corresponding regions can be monitored for objects at the same time during a measurement. The detection device can be implemented as a flash LiDAR. Furthermore, the object is achieved according to the invention with the detection device in that the detection device has means for carrying out the method according to the invention.
Vorteilhafterweise können die Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf softwaremäßigem und/oder hardwaremäßigem Wege realisiert sein. Advantageously, the means for carrying out the method according to the invention can be implemented using software and/or hardware.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Empfangseinrichtung wenigstens Zeilensensor und/oder einen Flächensensor, insbesondere einen CCD- Sensor, einen aktiven Pixelsensor oder dergleichen, aufweisen. Ein Flächensensor weist eine Vielzahl von Empfangselementen auf, welche in zwei Dimensionen angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine Ortsauflösung in zwei Raumdimensionen erreicht werden. Ein Zeilensensor weist eine Vielzahl von Empfangselementen auf, welche entlang einer Zeile, also in einer Dimension, angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine Ortsauflösung in einer Raumdimension realisiert werden. In an advantageous embodiment, the at least one receiving device can have at least a line sensor and/or an area sensor, in particular a CCD sensor, an active pixel sensor or the like. A surface sensor has a large number of receiving elements which are arranged in two dimensions. In this way, a spatial resolution in two spatial dimensions can be achieved. A line sensor has a large number of receiving elements which are arranged along a line, ie in one dimension. In this way, a spatial resolution can be realized in one spatial dimension.
CCD-Sensoren, aktive Pixelsensoren oder dergleichen weisen eine Vielzahl von Empfangselementen, sogenannten Pixeln, auf. Die Empfangselemente können separat angesteuert werden. Die Empfangselemente können so flexibel eingestellt werden. CCD sensors, active pixel sensors or the like have a large number of receiving elements, so-called pixels. The receiving elements can be controlled separately. The receiving elements can be adjusted flexibly.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Sendeeinrichtung eine Flash-Sendeeinrichtung sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein Sendesignal simultan in mehrere Regionen des Überwachungsbereichs gesendet werden. Die entsprechenden Regionen können so gleichzeitig bei einer Messung überprüft werden. In a further advantageous embodiment, at least one transmission device can be a flash transmission device. In this way, at least one transmission signal can be sent simultaneously to several regions of the surveillance area. The corresponding regions can thus be checked simultaneously during a measurement.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere wenigstens einen Laser, aufweisen, mit der Sendesignale, insbesondere Laserpulse, gesendet werden können. Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens eine signalbeeinflussende Einrichtung, insbesondere wenigstens eine optische Linse, aufweisen, mit der die Sendesignale in den Überwa- chungsbereich gelenkt werden können. Vorteilhafterweise kann die signalbeeinflussende Einrichtung die Sendesignale aufweiten, sodass ein entsprechend größeres Sichtfeld simultan ausgeleuchtet werden kann. Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrzeug dadurch gelöst, dass das Fahrzeug wenigstens eine erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung aufweist. The at least one transmission device can advantageously have at least one light source, in particular at least one laser, with which transmission signals, in particular laser pulses, can be transmitted. The at least one transmission device can advantageously have at least one signal-influencing device, in particular at least one optical lens, with which the transmission signals can be guided into the monitoring area. The signal-influencing device can advantageously expand the transmission signals, so that a correspondingly larger field of view can be illuminated simultaneously. In addition, the object is achieved according to the invention in the vehicle in that the vehicle has at least one detection device according to the invention.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen. Otherwise, the features and advantages shown in connection with the method according to the invention, the detection device according to the invention and the vehicle according to the invention and their respective advantageous configurations apply to one another and vice versa. The individual features and advantages can of course be combined with one another, in which case further advantageous effects can arise that go beyond the sum of the individual effects.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch Further advantages, features and details of the invention result from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. The person skilled in the art will expediently also consider the features disclosed in combination in the drawing, the description and the claims individually and combine them into further meaningful combinations. It show schematic
Figur 1 eine Vorderansicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem und einem LiDAR-System zur Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung links neben dem Fahrzeug; FIG. 1 shows a front view of a vehicle with a driver assistance system and a LiDAR system for monitoring a monitoring area to the left of the vehicle in the direction of travel;
Figur 2 eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs aus der Figur 1 mit dem Fahrerassistenzsystem und dem LiDAR-System; FIG. 2 shows a functional representation of the vehicle from FIG. 1 with the driver assistance system and the LiDAR system;
Figur 3 eine Vorderansicht eines Empfängers des LiDAR-Systems aus den Figuren 1 und 2. FIG. 3 shows a front view of a receiver of the LiDAR system from FIGS. 1 and 2.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. The same components are provided with the same reference symbols in the figures.
Ausführungsform(en) der Erfindung embodiment(s) of the invention
In der Figur 1 ist ein Fahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Die Figur 2 zeigt eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs 10. FIG. 1 shows a front view of a vehicle 10 in the form of a passenger car. Figure 2 shows a functional representation of vehicle 10.
Der besseren Orientierung wegen sind in den Figuren 1 bis 3 die entsprechenden Koordinatenachsen eines kartesischen x-y-z-Koordinatensystems eingezeichnet. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen erstreckt sich beispielhaft die x-Achse in Richtung einer Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs 10, die y-Achse erstreckt sich entlang einer Fahrzeugquerachse und die z-Achse erstreckt sich senkrecht zur x-y-Ebene entlang einer Fahrzeug-Vertikalachse nach räumlich oben. Wenn das Kraftfahrzeug 10 sich betriebsgemäß auf einer horizontalen Fahrbahn befindet, erstrecken sich die x-Achse und die y-Achse räumlich horizontal und die z-Achse räumlich vertikal. For the sake of better orientation, the corresponding coordinate axes of a Cartesian xyz coordinate system are shown in FIGS. Both In the exemplary embodiments shown, the x-axis extends in the direction of a vehicle longitudinal axis of vehicle 10, the y-axis extends along a vehicle transverse axis and the z-axis extends spatially upwards perpendicular to the xy plane along a vehicle vertical axis. When the motor vehicle 10 is operational on a horizontal roadway, the x-axis and y-axis extend horizontally in space and the z-axis extends vertically in space.
Das Fahrzeug 10 verfügt über eine optische Detektionsvorrichtung beispielsweise in Form eines LiDAR-Systems 12. Das LiDAR-System 12 ist beispielhaft seitlich in einem oberen Bereich des Fahrzeugs 10 angeordnet und in einen Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung 16 links neben dem Fahrzeug 10 gerichtet. Mit dem LiDAR-System 12 kann der Überwachungsbereich 14 auf Objekte 18 hin überwacht werden. Das LiDAR- System 12 kann auch an anderer Stelle des Fahrzeugs 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein. Das Fahrzeug 10 kann auch mehrere auch unterschiedliche Detektionsvorrichtungen aufweisen. The vehicle 10 has an optical detection device, for example in the form of a LiDAR system 12. The LiDAR system 12 is arranged, for example, laterally in an upper area of the vehicle 10 and directed into a monitoring area 14 in the direction of travel 16 to the left of the vehicle 10. The monitoring area 14 can be monitored for objects 18 with the LiDAR system 12 . The LiDAR system 12 can also be arranged elsewhere on the vehicle 10 and oriented differently. The vehicle 10 can also have a number of different detection devices.
Mit dem LiDAR-System 12 können stehende oder bewegte Objekte 18, beispielsweise Fahrzeuge, Personen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden. The LiDAR system 12 can be used to detect stationary or moving objects 18, for example vehicles, people, animals, plants, obstacles, bumps in the road, in particular potholes or stones, road boundaries, traffic signs, open spaces, in particular parking spaces, precipitation or the like.
Ferner verfügt das Fahrzeug 10 über ein Fahrerassistenzsystem 20. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 kann das Fahrzeug 10 autonom oder teilweise autonom betrieben werden. Das Fahrerassistenzsystem 20 ist funktional mit dem LiDAR-System 12 verbunden. So können Informationen über den Überwachungsbereich 14, beispielsweise Objektinformationen über Objekte 18 im Überwachungsbereich 14, welche mit dem LiDAR-System 12 erfasst werden, an das Fahrerassistenzsystem 20 übermittelt werden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 können die Informationen über den Überwachungsbereich 14 zur Unterstützung von Betriebsfunktionen des Fahrzeugs 10, beispielsweise bezüglich Antrieb, Lenkung und Bremsen, herangezogen werden. Furthermore, the vehicle 10 has a driver assistance system 20. With the driver assistance system 20, the vehicle 10 can be operated autonomously or partially autonomously. The driver assistance system 20 is functionally connected to the LiDAR system 12 . In this way, information about the monitored area 14 , for example object information about objects 18 in the monitored area 14 , which is detected using the LiDAR system 12 , can be transmitted to the driver assistance system 20 . With the driver assistance system 20, the information about the monitoring area 14 can be used to support operating functions of the vehicle 10, for example with regard to the drive, steering and braking.
Die Objektinformationen eines Objekts 18, welche mit dem LiDAR-System 12 ermittelt werden können, umfassen beispielhaft Entfernungen, Geschwindigkeiten und Richtungen von Objekten 18 relativ zu dem Fahrzeug 10, respektive zu dem LiDAR-System 12. Die Richtung eines Objekts 18 kann beispielsweise als Winkel in Bezug auf Referenzachsen angegeben werden. Beispielsweise kann der Azimut in Bezug auf die Fahrzeugquerachse des Fahrzeugs 10 und die Elevation in Bezug auf die Fahrzeug- Vertikalachse zur Charakterisierung der Richtung angegeben werden. The object information of an object 18, which can be determined with the LiDAR system 12, includes, for example, distances, speeds and directions of objects 18 relative to the vehicle 10 or to the LiDAR system 12. The direction of an object 18 can be specified, for example, as an angle in relation to reference axes. For example, the azimuth can be specified in relation to the vehicle transverse axis of the vehicle 10 and the elevation in relation to the vehicle vertical axis to characterize the direction.
Das LiDAR-System 12 umfasst beispielhaft eine Sendeeinrichtung 22, eine Empfangseinrichtung 24 und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 26. The LiDAR system 12 includes, for example, a transmitting device 22, a receiving device 24 and a control and evaluation device 26.
Mit der Sendeeinrichtung 22 können elektromagnetische Sendesignale 28 gesendet werden. Die Sendesignale 28 sind beispielhaft gepulste Laserstrahlen mit Wellenlängen beispielsweise im nahen Infrarot. Die Sendeeinrichtung 22 verfügt als Lichtquelle beispielhaft über eine Laserdiode, mit welcher die Sendesignale 28 erzeugt werden können. Die Sendeeinrichtung 22 kann auch mehr als eine Lichtquelle, beispielsweise mehrere Laserdioden, aufweisen. Electromagnetic transmission signals 28 can be transmitted with the transmission device 22 . The transmission signals 28 are, for example, pulsed laser beams with wavelengths in the near infrared, for example. The transmission device 22 has a laser diode as a light source, for example, with which the transmission signals 28 can be generated. The transmission device 22 can also have more than one light source, for example a number of laser diodes.
Beispielhaft handelt es sich bei dem LiDAR-System 12 um ein sogenanntes Flash- LiDAR-System, bei dem jedes Sendesignal 28 den gesamten Überwachungsbereich 14 ausleuchtet. Die Sendeeinrichtung 22 kann hierzu entsprechende optische Bauteile, beispielsweise optische Linsen, Diffusoren, Beugungselemente, diffraktive optische Elemente, strahlformende Elemente oder dergleichen aufweisen, mit denen die Sendesignale 28 so beeinflusst werden, dass sie den Überwachungsbereich 14 möglichst gleichmäßig ausleuchten können. For example, the LiDAR system 12 is what is known as a flash LiDAR system, in which each transmission signal 28 illuminates the entire monitoring area 14 . For this purpose, the transmission device 22 can have corresponding optical components, for example optical lenses, diffusers, diffraction elements, diffractive optical elements, beam-shaping elements or the like, with which the transmission signals 28 are influenced in such a way that they can illuminate the monitored area 14 as uniformly as possible.
Mit der Empfangseinrichtung 24 können die Sendesignale 28, welche im Überwachungsbereich 14 beispielsweise an einem Objekt 18 reflektiert werden, als elektromagnetische Empfangssignale 30 in entsprechende elektrische Auswertesignale umgewandelt werden. Die elektrischen Auswertesignale können an die elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 des LiDAR-Systems 12 übermittelt und mit dieser verarbeitet werden. With the receiving device 24, the transmission signals 28, which are reflected in the monitoring area 14, for example on an object 18, can be converted as electromagnetic reception signals 30 into corresponding electrical evaluation signals. The electrical evaluation signals can be transmitted to the electronic control and evaluation device 26 of the LiDAR system 12 and processed with it.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 umfasst Mittel zur Steuerung des LiDAR- Systems 12 und zur Verarbeitung der elektrischen Auswertesignale. Alternativ können die Mittel zur Steuerung und die Mittel zur Auswertung auch separat ausgestaltet sein. Es können eine Steuereinrichtung und Auswerteeinrichtung getrennt voneinander reali- siert sein. Die Mittel zur Steuerung und zur Auswertung sind auf softwaremäßigem und hardwaremäßigem Wege realisiert. Teile der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 oder die gesamte Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 können auch mit einer elektronischen Steuereinrichtung des Fahrzeugs 10, beispielsweise auch mit dem Fahrerassistenzsystem 20, kombiniert sein. The control and evaluation device 26 includes means for controlling the LiDAR system 12 and for processing the electrical evaluation signals. Alternatively, the means for control and the means for evaluation can also be configured separately. A control device and evaluation device can be implemented separately from one another. be oriented. The means for control and evaluation are implemented in software and hardware. Parts of the control and evaluation device 26 or the entire control and evaluation device 26 can also be combined with an electronic control device of the vehicle 10, for example also with the driver assistance system 20.
Aus den Empfangssignalen 30, respektive den elektrischen Auswertesignalen, können mit dem LiDAR-System 12 die Objektinformationen über das erfasste Objekt 18 gewonnen werden. So kann beispielhaft nach einem Lichtlaufzeitverfahren, bei dem die Laufzeit zwischen dem Senden eines Sendesignals 28 und dem Empfang des entsprechenden Empfangssignals 30 ermittelt wird, die Entfernung des Objekts 18 relativ zu dem LiDAR-System 12 als Positionsinformation ermittelt werden. The object information about the detected object 18 can be obtained with the LiDAR system 12 from the received signals 30 or the electrical evaluation signals. For example, the distance of the object 18 relative to the LiDAR system 12 can be determined as position information using a light propagation time method, in which the propagation time between the transmission of a transmission signal 28 and the receipt of the corresponding reception signal 30 is determined.
Die Empfangseinrichtung 24 verfügt über ein optisch abbildendes System 32, beispielsweise in Form einer optischen Linse, einen Empfänger 34, beispielsweise in Form eines CCD-Chips, und elektronische Bauteile, die der besseren Übersichtlichkeit wegen in den Figuren nicht gezeigt sind. Das optisch abbildende System 32 befindet sich zwischen dem Empfänger 24 und dem Überwachungsbereich 14. Mit dem optisch abbildende System 32 können reflektierende Objekte 18 über die entsprechenden Empfangssignale 30 in zwei Dimensionen, nämlich in der x-y-Ebene, also vertikal und horizontal, ortsaufgelöst abgebildet werden. The receiving device 24 has an optical imaging system 32, for example in the form of an optical lens, a receiver 34, for example in the form of a CCD chip, and electronic components which are not shown in the figures for the sake of clarity. The optical imaging system 32 is located between the receiver 24 and the monitoring area 14. With the optical imaging system 32, reflecting objects 18 can be imaged with spatial resolution via the corresponding received signals 30 in two dimensions, namely in the xy plane, i.e. vertically and horizontally .
Der Empfänger 34 ist in der Figur 3 in der Vorderansicht von dem optisch abbildendes System 32 aus betrachtet gezeigt. Der Empfänger 34 umfasst insgesamt beispielhaft 16 flächig angeordnete Empfangselemente 36, welche auch als „Pixel“ bezeichnet werden können. Die Empfangselemente 36 sind beispielhaft in 13 vertikalen Spalten 38 und 7 horizontalen Reihen 40 angeordnet. Die Spalten 38 verlaufen parallel zur z-Achse, beispielhaft räumlich vertikal. Die Reihen 40 verlaufen parallel zur x-Achse, beispielhaft räumlich horizontal. The receiver 34 is shown in FIG. 3 in a front view as viewed from the optical imaging system 32 . The receiver 34 comprises a total of 16 flatly arranged receiving elements 36, which can also be referred to as “pixels”. The receiving elements 36 are arranged in 13 vertical columns 38 and 7 horizontal rows 40, for example. The columns 38 run parallel to the z-axis, for example vertically in space. The rows 40 run parallel to the x-axis, for example spatially horizontal.
Jedes Empfangselement 36 kann individuell für eine jeweilige vorgegebene Bereitschaftsdauer Tber, nämlich Tber_1 , Tber_2 und Tber_3, zur Aufnahme von elektromagnetischen Empfangssignalen 30 aktiviert werden. Die Aufnahme von Empfangssignalen 30 umfasst den Empfang der Empfangssignale 30 und deren Umwandlung in entsprechende elektrische Auswertesignale. Die Bereitschaftsdauer Tber eines Empfangselementes 36 ist die Dauer, in der das Empfangselement 36 bereit ist, elektromagnetische Empfangssignale 30 aufzunehmen. Wenn ein elektromagnetisches Empfangssignal 30 während der Bereitschaftsdauer Tber auf das entsprechende Empfangselement 36 trifft, kann das Empfangssignal 30 aufgenommen werden. Wenn während der Bereitschaftsdauer Tber kein elektromagnetisches Empfangssignal 30 auf das Empfangselement 36 trifft, wird nichts, außer gegebenenfalls Rauschen, realisiert. Each receiving element 36 can be activated individually for a respective predetermined standby period Tber, namely Tber_1, Tber_2 and Tber_3, for receiving electromagnetic reception signals 30. The recording of received signals 30 includes the reception of the received signals 30 and their conversion into corresponding electrical evaluation signals. The standby period Tber of a receiving element 36 is the period in which the receiving element 36 is ready to receive received electromagnetic signals 30 . If an electromagnetic received signal 30 strikes the corresponding receiving element 36 during the standby period Tber, the received signal 30 can be received. If no electromagnetic received signal 30 strikes the receiving element 36 during the stand-by period Tber, nothing is realized except possibly noise.
Beispielhaft kann das LiDAR-System 12 nach einem direkten Lichtlaufzeitverfahren betrieben werden. Dabei wird die Laufzeit vom Aussenden eines Sendesignals 28 mit der Sendeeinrichtung 22 und dem Empfang des entsprechenden reflektierten Empfangssignals 30 mit dem Empfänger 34 gemessen und daraus die Entfernung zwischen dem LiDAR-System 12 und dem erfassten Objekt 18 ermittelt. Alternativ kann das LiDAR- System 12 nach einem indirekten Lichtlaufzeitverfahren arbeiten. Dabei wird eine laufzeitbedingte Phasenverschiebung des reflektierten Sendesignals 28, also des Empfangssignals 30, gemessen und daraus die Laufzeit und aus dieser die Entfernung ermittelt. For example, the LiDAR system 12 can be operated using a direct time-of-flight method. The transit time from the transmission of a transmission signal 28 with the transmission device 22 and the reception of the corresponding reflected reception signal 30 with the receiver 34 is measured and the distance between the LiDAR system 12 and the detected object 18 is determined therefrom. Alternatively, the LiDAR system 12 can work according to an indirect time-of-flight method. In this case, a transit time-related phase shift of the reflected transmission signal 28, ie of the reception signal 30, is measured and the transit time and from this the distance are determined.
Die jeweiligen Bereitschaftsdauern Tber_1 , Tber_2 und Tber_3 für die Empfangselemente 36 werden abhängig von jeweiligen Regionen, nämlich einer Bodenregion 14a, einer Nahfeld-Region 14b, einer Fernfeld-Region 14c und einer Höhenregion 14d, des Überwachungsbereichs 14, denen die Empfangselemente 36 jeweils zugeordnet sind, individuell vorgegeben. Dabei wird die jeweilige Bereitschaftsdauer Tber so vorgegeben, dass sie der jeweiligen Laufzeit eines Sendesignals 28, das in einer Detektionsreichweite 48a, 48b, 48c oder 48d der Empfangselemente 36 für die entsprechende Region 14a, 14b, 14c oder 14d des Überwachungsbereichs 14 reflektiert wird, und des entsprechenden reflektierten Empfangssignals 30 entspricht. Die Detektionsreichweiten 48a, 48b, 48c und 48d werden durch die jeweiligen maximal interessierenden Entfernungsgrenzen 44a, 44b, 44c und 44d der entsprechenden Regionen 14a, 14b, 14c und 14d definiert. Die Entfernungsgrenzen 44a, 44b, 44c und 44d entsprechend den jeweiligen Entfernungen zu dem LiDAR-System 12, für die das Erkennen von etwaigen Objekten 18 noch von Interesse ist. Beispielsweise ist die Erkennung eines Objekts 18 dann von Interesse, wenn eine Kollision mit dem Fahrzeug 10 droht. Die Bereitschaftsdauern Tber_1 , Tber_2 und Tber_3 für die Empfangselemente 36 werden jeweils als die dop- pelte Laufzeit vorgegeben, die ein Sendesignal 28 vom Aussenden bis zum Erreichen der jeweiligen maximal interessierenden Entfernungsgrenze 44a, 44b, 44c und 44d der entsprechenden Region 14a, 14b, 14c beziehungsweise 14d des Überwachungsbe- reichs 14 benötigt. The respective standby periods Tber_1, Tber_2 and Tber_3 for the receiving elements 36 become dependent on respective regions, namely a ground region 14a, a near-field region 14b, a far-field region 14c and a high-altitude region 14d, of the surveillance area 14 to which the receiving elements 36 are assigned, respectively , individually specified. The respective standby time Tber is specified in such a way that it corresponds to the respective propagation time of a transmission signal 28, which is reflected in a detection range 48a, 48b, 48c or 48d of the receiving elements 36 for the corresponding region 14a, 14b, 14c or 14d of the monitoring area 14, and of the corresponding reflected received signal 30 corresponds. The detection ranges 48a, 48b, 48c and 48d are defined by the respective maximum distance limits of interest 44a, 44b, 44c and 44d of the corresponding regions 14a, 14b, 14c and 14d. The distance limits 44a, 44b, 44c and 44d correspond to the respective distances to the LiDAR system 12 for which the detection of any objects 18 is still of interest. For example, the detection of an object 18 is of interest when a collision with the vehicle 10 is imminent. The standby times Tber_1, Tber_2 and Tber_3 for the receiving elements 36 are each used as the double pelte running time is specified, which a transmission signal 28 requires from transmission until it reaches the respective maximum distance limit 44a, 44b, 44c and 44d of the corresponding region 14a, 14b, 14c or 14d of the monitoring area 14.
Die Empfangselemente 36 der in der Figur 3 unteren beiden Reihen 40 bilden eine Bodengruppe 42a. Die Empfangselemente 36 der Bodengruppe 42a sind der Bodenregion 14a zugeordnet. Die Empfangssignale 30 von etwaigen Objekte 18 in der Bodenregion 14a werden auf die Empfangselemente 36 der Bodengruppe 42 abgebildet. Die Bodenregion 14a des Überwachungsbereichs 14 erstreckt sich unmittelbar neben dem Fahrzeug 10. Die Entfernungsgrenze 44a der Bodenregion 14a wird durch den Boden 46, respektive der Fahrbahn, definiert. Um die Bodenregion 14a bis zur Entfernungsgrenze 44a erfassen zu können, genügt eine reduzierte Boden-Detektionsreichweite 48a von beispielhaft etwa 2 m, welche dem Abstand zwischen dem LiDAR-System und dem Boden 46 auf der entfernten Seite der Bodenregion 14a entspricht. Die Empfangselemente 36 der Bodengruppe 42a werden bei Messungen beispielhaft mit der gleichen ersten Bereitschaftsdauer Tber_1 aktiviert. The receiving elements 36 of the bottom two rows 40 in FIG. 3 form a base group 42a. The receiving elements 36 of the floor group 42a are assigned to the floor region 14a. The received signals 30 from any objects 18 in the ground region 14a are imaged onto the receiving elements 36 of the ground group 42 . The floor region 14a of the monitoring area 14 extends directly next to the vehicle 10. The distance limit 44a of the floor region 14a is defined by the floor 46, or the roadway. In order to be able to detect the ground region 14a up to the distance limit 44a, a reduced ground detection range 48a of approximately 2 m, for example, is sufficient, which corresponds to the distance between the LiDAR system and the ground 46 on the far side of the ground region 14a. During measurements, the receiving elements 36 of the floor assembly 42a are activated, for example, with the same first standby time Tber_1.
Die Empfangselemente 36 der in der Figur 3 dritten Reihe 40 von unten bilden eine Nahfeld-Gruppe 42b. Die Empfangselemente 36 der Nahfeld-Gruppe 42b sind der Nahfeld-Region 14b zugeordnet. Die Empfangssignale 30 von etwaigen Objekten 18 in der Nahfeld-Region 14b werden auf die Empfangselemente 36 der Nahfeld-Gruppe 42b abgebildet. Die Nahfeld-Region 14b des Überwachungsbereichs 14 erstreckt sich neben der Bodenregion 14a auf der dem Fahrzeug 10 abgewandten Seite. Die Nahfeld- Entfernungsgrenze 44b der Nahfeld-Region 14b wird in einer größeren Entfernung als die der Bodenregion 14a durch den Boden 46 definiert. Um die Bodenregion 14a bis zur Nahfeld-Entfernungsgrenze 44b erfassen zu können, genügt eine Nahfeld- Detektionsreichweite 48b von beispielhaft etwa 10 m, welche dem Abstand zwischen dem LiDAR-System und dem Boden 46 auf der entfernten Seite der Nahfeld-Region 14b entspricht. Die Empfangselemente 36 der Nahfeld-Gruppe 42b werden bei Messungen beispielhaft mit der gleichen zweiten Bereitschaftsdauer Tber_2 aktiviert. Beispielhaft ist die zweite Bereitschaftsdauer Tber_2 länger als die erste Bereitschaftsdauer Tber_1 . Die Empfangselemente 36 der in der Figur 3 vierten, fünften und sechsten Reihe 40 von unten bilden eine Fernfeld-Gruppe 42c. Die Empfangselemente 36 der Fernfeld-Gruppe 42c sind der Fernfeld-Region 14c zugeordnet. Die Empfangssignale 30 von etwaigen Objekten 18 in der Fernfeld-Region 14c werden auf die Empfangselemente 36 der Fernfeld-Gruppe 42c abgebildet. Die Fernfeld-Region 14c des Überwachungsbereichs 14 erstreckt sich neben der Nahfeld-Region 14b auf der dem Fahrzeugs 10 abgewandten Seite. Durch die Fernfeld-Region 14c führt eine gedachte Horizontlinie 50 auf der Höhe des Daches des Fahrzeugs 10. Die Fernfeld-Entfernungsgrenze 44c der Fernfeld- Region 14c liegt in einer Entfernung von beispielsweise etwa 40 m. So können Objekte 18 bis zu einer Entfernung von etwa 40 m neben dem Fahrzeug 10 noch erfasst werden. Um die Fernfeld-Region 14c bis zur Fernfeld-Entfernungsgrenze 44c erfassen zu können, ist entsprechend eine Fernfeld-Detektionsreichweite 48c von 40 m erforderlich. Die Empfangselemente 36 der Fernfeld-Gruppe 42c werden bei Messungen beispielhaft mit der gleichen dritten Bereitschaftsdauer Tber_3 aktiviert. Beispielhaft ist die dritte Bereitschaftsdauer Tber_3 deutlich größer als die zweite Bereitschaftsdauer Tber_2. The receiving elements 36 in the third row 40 from the bottom in FIG. 3 form a near-field group 42b. The receiving elements 36 of the near-field group 42b are assigned to the near-field region 14b. The received signals 30 from any objects 18 in the near-field region 14b are imaged onto the receiving elements 36 of the near-field group 42b. The near-field region 14b of the surveillance area 14 extends next to the ground region 14a on the side facing away from the vehicle 10 . The near-field distance boundary 44b of the near-field region 14b is defined by the ground 46 at a greater distance than that of the ground region 14a. In order to be able to detect the ground region 14a up to the near-field distance limit 44b, a near-field detection range 48b of approximately 10 m, for example, is sufficient, which corresponds to the distance between the LiDAR system and the ground 46 on the far side of the near-field region 14b. During measurements, the receiving elements 36 of the near-field group 42b are activated, for example, with the same second standby time Tber_2. For example, the second period of availability Tber_2 is longer than the first period of availability Tber_1. The receiving elements 36 of the fourth, fifth and sixth row 40 from the bottom in FIG. 3 form a far-field group 42c. The receiving elements 36 of the far-field group 42c are assigned to the far-field region 14c. The received signals 30 from any objects 18 in the far-field region 14c are imaged onto the receiving elements 36 of the far-field group 42c. The far-field region 14c of the surveillance area 14 extends next to the near-field region 14b on the side facing away from the vehicle 10 . An imaginary horizon line 50 runs through the far-field region 14c at the level of the roof of the vehicle 10. The far-field distance limit 44c of the far-field region 14c is at a distance of, for example, approximately 40 m. Objects 18 can thus be up to a distance of approximately 40 m next to the vehicle 10 can still be detected. In order to be able to detect the far-field region 14c up to the far-field distance limit 44c, a far-field detection range 48c of 40 m is correspondingly required. During measurements, the receiving elements 36 of the far-field group 42c are activated, for example, with the same third standby time Tber_3. For example, the third period of availability Tber_3 is significantly greater than the second period of availability Tber_2.
Die Empfangselemente 36 der in der Figur 3 oberen Reihe 40 bildet eine Höhen- Gruppe 42d. Die Empfangselemente 36 der Höhen-Gruppe 42d sind der Höhenregion 14d zugeordnet. Die Empfangssignale 30 von etwaigen Objekten 18 in der Höhenregion 14d werden auf die Empfangselemente 36 der Höhen-Gruppe 42d abgebildet. Die Höhenregion 14d des Überwachungsbereichs 14 erstreckt sich oberhalb der Fernfeld- Region 14c. Die Höhen-Entfernungsgrenze 14d der Fernfeld-Region 14c liegt in einer Entfernung von beispielsweise etwa 10 m. Der Bereich oberhalb der Fahrzeughöhe ist von geringerem Interesse, da dortige Objekte 18 in der Regel nicht mit dem Fahrzeug 10 kollidieren können. Um die Höhenregion 14d bis zur Höhen-Entfernungsgrenze 44d erfassen zu können, ist entsprechend eine Fernfeld-Detektionsreichweite 48d von 10 m erforderlich, was der Nahfeld-Detektionsreichweite 48b entspricht. Die Empfangselemente 36 der Höhen-Gruppe 42d werden bei Messungen beispielhaft mit der gleichen zweiten Bereitschaftsdauer Tber_2 aktiviert, wie die Empfangselemente 36 der Nahfeld- Gruppe 42b. The receiving elements 36 of the upper row 40 in FIG. 3 form a vertical group 42d. The receiving elements 36 of the height group 42d are assigned to the height region 14d. The received signals 30 from any objects 18 in the height region 14d are mapped onto the receiving elements 36 of the height group 42d. The high-altitude region 14d of the monitor area 14 extends above the far-field region 14c. The height-distance limit 14d of the far-field region 14c is at a distance of, for example, approximately 10 m. The area above the vehicle height is of less interest since objects 18 there generally cannot collide with the vehicle 10 . In order to be able to detect the high-altitude region 14d up to the high-distance limit 44d, a far-field detection range 48d of 10 m is required, which corresponds to the near-field detection range 48b. During measurements, the receiving elements 36 of the high-altitude group 42d are activated, for example, with the same second standby time Tber_2 as the receiving elements 36 of the near-field group 42b.
Bei dem Verfahren zum Detektieren von Objekten 18 in dem Überwachungsbereich 14 werden beispielhaft kontinuierlich Messungen mit dem LiDAR-System 12 durchgeführt. Bei jeder Messung werden Sendesignale 28 für die Länge der längsten Bereitschafts- dauer Tber_3 in den Überwachungsbereich 14 gesendet. Gleichzeitig mit dem Senden der Sendesignale 28 werden die Empfangselemente 36 für ihre jeweilige Bereitschaftsdauer Tber_1 , Tber_2 und Tber_3 aktiviert. Die Sendesignale 28, welche auf ein Objekt 18 im Überwachungsbereich 14 treffen, werden entsprechend reflektiert. Die reflektierten Sendesignale 28 werden mittels dem optisch abbildenden System 32 der Empfangseinrichtung 24 auf die entsprechenden Empfangselemente 36 abgebildet. In the method for detecting objects 18 in the surveillance area 14, measurements are carried out continuously with the LiDAR system 12, for example. With each measurement, transmission signals 28 for the length of the longest standby duration Tber_3 sent to the monitoring area 14. Simultaneously with the transmission of the transmission signals 28, the receiving elements 36 are activated for their respective standby times Tber_1, Tber_2 and Tber_3. The transmission signals 28 which strike an object 18 in the surveillance area 14 are reflected accordingly. The reflected transmission signals 28 are imaged onto the corresponding receiving elements 36 by means of the optical imaging system 32 of the receiving device 24 .
Abhängig von der jeweiligen Bereitschaftsdauer Tber_1 , Tber_2 oder Tber_3 werden die Empfangsgrößen, welche die Empfangssignale 30 in den betreffenden Empfangselement 36 generieren, integriert. Jeweils nach Ende der jeweiligen Bereitschaftsdauer Tber_1 , Tber_2 beziehungsweise Tber_3 werden die entsprechenden Empfangselemente 36 deaktiviert und ausgelesen. Dabei werden die integrierten Empfangsgrößen als jeweilige elektrische Auswertesignale ausgegeben. Depending on the respective standby time Tber_1, Tber_2 or Tber_3, the received variables that generate the received signals 30 in the relevant receiving element 36 are integrated. In each case after the end of the respective standby period Tber_1, Tber_2 or Tber_3, the corresponding receiving elements 36 are deactivated and read out. In this case, the integrated received variables are output as respective electrical evaluation signals.
Aus den Auswertesignalen werden die Objektinformationen des Objekts 18, nämlich Entfernung, die Richtung und die Geschwindigkeit des erfassten Objekts 18 relativ zum LiDAR-System 12, ermittelt. The object information of the object 18, namely the distance, the direction and the speed of the detected object 18 relative to the LiDAR system 12, is determined from the evaluation signals.
Die Objektinformationen werden an das Fahrerassistenzsystem 20 übermittelt. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 werden entsprechende Betriebsfunktionen des Fahrzeugs 10 auf Basis der Objektinformationen beeinflusst, beispielsweise gesteuert oder geregelt. Das Fahrzeug 10 kann so autonom oder teilautonom betrieben werden. The object information is transmitted to driver assistance system 20 . With the driver assistance system 20 corresponding operating functions of the vehicle 10 are influenced on the basis of the object information, for example controlled or regulated. The vehicle 10 can thus be operated autonomously or partially autonomously.
Falls bei der Messung eine vorgebbare kritische Aufnahmekapazität eines oder mehrerer Empfangselemente 36 erreicht wird, wird die vorgegebene Bereitschaftsdauer Tber für das betreffende Empfangselement 36 für die nächste Messung verringert. Die kritische Aufnahmekapazität kann beispielsweise dadurch erreicht werden, das Sendesignale 28 an hochreflektierenden Objekten 18, beispielsweise spiegelnden Flächen, reflektiert und mit entsprechender Stärke als Empfangssignale 30 auf das entsprechende Empfangselement 36 treffen. Dies führt zu einer Sättigung des entsprechenden Empfangselementes 36. Durch die Verringerung der entsprechenden Bereitschaftsdauer Tber wird der Sättigung entgegengewirkt. Bei einem alternativen Verfahren können jeweils paarweise jeweils zwei nacheinander folgende Messungen durchgeführt werden. Dabei kann bei einer der Messungen beispielsweise die längste Bereitschaftsdauer Tber_3 verkürzt werden. Auf diese Weise verringert sich die Fernfeld-Detektionsreichweite 48c. Die Messung mit der verkürzten Bereitschaftsdauer Tber_3 kann schneller durchgeführt werden. Die Ergebnisse der beiden Messungen mit unterschiedlich langen Bereitschaftsdauern Tber_3 können zu einem Gesamtbild des Überwachungsbereichs 14 zusammengeführt werden. If a predetermined critical absorption capacity of one or more receiving elements 36 is reached during the measurement, the predetermined standby time Tber for the relevant receiving element 36 is reduced for the next measurement. The critical absorption capacity can be achieved, for example, by the transmission signals 28 being reflected on highly reflective objects 18, for example reflective surfaces, and impinging on the corresponding receiving element 36 as received signals 30 with the appropriate strength. This leads to saturation of the corresponding receiving element 36. Reducing the corresponding standby time Tber counteracts saturation. In an alternative method, two consecutive measurements can be carried out in pairs. In one of the measurements, for example, the longest standby time Tber_3 can be shortened. In this way, the far-field detection range 48c is reduced. The measurement with the shortened standby time Tber_3 can be carried out faster. The results of the two measurements with standby times Tber_3 of different lengths can be combined to form an overall picture of the monitored area 14 .

Claims

Ansprüche Verfahren zum Detektieren von Objekten (18) in einem Überwachungsbereich (14) mit einer Detektionsvorrichtung (12) mittels elektromagnetischer Signale (28, 30), bei dem bei wenigstens einer Messung mit wenigstens einer Sendeeinrichtung (22) wenigstens ein elektromagnetisches Sendesignal (28) in den Überwachungsbereich (14) gesendet wird, wenigstens ein Empfangselement (36) wenigstens einer Empfangseinrichtung (24) zur Aufnahme von elektromagnetischen Signalen (30) aktiviert wird, aus dem Ergebnis wenigstens einer Aufnahme Informationen über den Überwachungsbereich (14) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Empfangselemente (36) für eine jeweilige vorgegebene Bereitschaftsdauer (Tber_1 , Tber_2, Tber_3) zur Aufnahme von elektromagnetischen Empfangssignalen (30) aktiviert werden, welche von dem wenigstens einen elektromagnetischen Sendesignal (28) herrühren, das im Überwachungsbereich (14) reflektiert wird, wobei die jeweiligen Bereitschaftsdauern (Tber_1 , Tber_2, Tber_3) für die wenigstens zwei Empfangselemente (36) abhängig von jeweiligen Regionen (14a, 14b, 14c, 14d) des Überwachungsbereichs (14), denen die Empfangselemente (36) jeweils zugeordnet sind, individuell vorgegeben werden. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitschaftsdauer (Tber_1 , Tber_2, Tber_3) für wenigstens ein Empfangselement (36) als die doppelte Laufzeit vorgegeben wird, die ein Sendesignal (28) vom Aussenden bis zum Erreichen einer vorgebbaren Entfernungsgrenze (44a, 44b, 44c, 44d) der entsprechenden Region (14a, 14b, 14c, 14d) des Überwachungsbereichs (14) benötigt. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, falls bei einer Messung eine Aufnahmekapazität wenigstens eines Empfangselementes (36) erreicht wird, die vorgegebene Bereitschaftsdauer (Tber_1 , Tber_2, Tber_3) für dieses wenigstens eine Empfangselement (36) wenigstens für einen nachfolgenden Messung verringert werden. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für mehrere Empfangselemente (36), welche Regionen (14b, 14d) des Überwachungs- bereichs (14) mit vergleichbaren Entfernungsgrenzen (44b, 44d) zugeordnet sind, dieselben Bereitschaftsdauern (Tber_2) vorgegeben werden. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Empfangsgrößen, welche Empfangssignale (30) in wenigstens einem Empfangselement (36) generieren, für die Länge der Bereitschaftsdauer (Tber_1 , Tber_2, Tber_3) des wenigstens einen Empfangselementes (36) kumuliert werden und aus den Empfangsgrößen Informationen über den Überwachungsbereich (14) ermittelt werden. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Laufzeit zwischen dem Aussenden eines Sendesignals (28) und dem Empfang eines entsprechenden Empfangssignals (30), das von dem Sendesignal (28) herrührt, das an einem Objekt (18) im Überwachungsbereich (14) reflektiert wird, bestimmt und daraus eine Entfernung des Objekts (18) relativ zur Detektionsvorrichtung (12) ermittelt wird und/oder wenigstens eine Phasenverschiebung eines empfangenen Empfangssignals (30), das von einem an einem Objekt (18) im Überwachungsbereich (14) reflektierten Sendesignal (28) herrührt, bestimmt wird und daraus eine Entfernung des Objekts (18) relativ zur Detektionsvorrichtung (12) ermittelt wird. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Messungen durchgeführt werden, zwischen denen die Bereitschaftsdauer (Tber_1 , Tber_2, Tber_3) für wenigstens ein Empfangselement (36) verändert wird. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens für die längste Bereitschaftsdauer (Tber_3) der verwendeten Empfangselemente (36) Sendesignale (28) gesendet werden. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sendesignal (28) simultan in mehrere Regionen (14a, 14b, 14c, 14d) des Überwachungsbereichs (14) gesendet wird. Detektionsvorrichtung (12) zum Detektieren von Objekten (18) in einem Überwa- chungsbereich (14) mittels elektromagnetischer Signale (28, 30), mit wenigstens einer Sendeeinrichtung (22), mit der elektromagnetische Sendesignale (28) in den Überwachungsbereich (14) gesendet werden können, mit wenigstens einer Empfangseinrichtung (24), mit der elektromagnetische Empfangssignale (30) empfangen werden können, welche von elektromagnetischen Sendesignalen (28) herrühren, die in dem Überwachungsbereich (14) reflektiert werden, und mit der elektromagnetische Empfangssignale (30) in Auswertesignale umgewandelt werden können, die mit einer Auswerteeinrichtung (26) verarbeitbar sind, und mit wenigstens einer Auswerteeinrichtung (26), mit der auf Basis der empfangenen elektromagnetischen Empfangssignale (30) Informationen über den Überwachungsbereich (14) ermittelt werden können dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung (12) Mittel aufweist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche. Detektionsvorrichtung (12) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Empfangseinrichtung (24) wenigstens einer Zeilensensor und/oder einen Flächensensor, insbesondere einen CCD-Sensor (34), einen aktiven Pixelsensor oder dergleichen, aufweist. Detektionsvorrichtung (12) nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sendeeinrichtung (22) eine Flash-Sendeeinrichtung ist. Fahrzeug (10) mit wenigstens eine Detektionsvorrichtung (12) zum Detektieren von Objekten (18) in einem Überwachungsbereich (14) mittels elektromagnetischer Signale, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (10) wenigstens eine Detektionsvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 aufweist. Claims Method for detecting objects (18) in a surveillance area (14) with a detection device (12) by means of electromagnetic signals (28, 30), in which at least one measurement with at least one transmission device (22) generates at least one electromagnetic transmission signal (28) is sent into the monitored area (14), at least one receiving element (36) of at least one receiving device (24) is activated for recording electromagnetic signals (30), information about the monitored area (14) is determined from the result of at least one recording, characterized that at least two receiving elements (36) are activated for a respective predetermined standby period (Tber_1 , Tber_2, Tber_3) to receive electromagnetic reception signals (30) which originate from the at least one electromagnetic transmission signal (28) which is reflected in the monitoring area (14). is, whereby the respective standby times (Tber _1, Tber_2, Tber_3) for the at least two receiving elements (36) depending on the respective regions (14a, 14b, 14c, 14d) of the monitoring area (14), to which the receiving elements (36) are assigned, are individually specified. Method according to Claim 1, characterized in that the standby time (Tber_1 , Tber_2, Tber_3) for at least one receiving element (36) is specified as twice the running time that a transmission signal (28) takes from being emitted until a specified distance limit (44a, 44b , 44c, 44d) of the corresponding region (14a, 14b, 14c, 14d) of the surveillance area (14) is required. Method according to Claim 1 or 2, characterized in that if a recording capacity of at least one receiving element (36) is reached during a measurement, the predetermined standby time (Tber_1 , Tber_2, Tber_3) for this at least one receiving element (36) at least for a subsequent measurement be reduced. Method according to one of the preceding claims, characterized in that for a plurality of receiving elements (36), which regions (14b, 14d) of the monitoring Area (14) with comparable distance limits (44b, 44d) are assigned, the same standby times (Tber_2) are specified. Method according to one of the preceding claims, characterized in that received variables which generate received signals (30) in at least one receiving element (36) are accumulated for the length of the standby time (Tber_1 , Tber_2, Tber_3) of the at least one receiving element (36) and off information about the monitoring area (14) can be determined from the received variables. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a transit time between the transmission of a transmission signal (28) and the receipt of a corresponding reception signal (30) which originates from the transmission signal (28) which is detected on an object (18) in the monitoring area ( 14) is reflected, and from this a distance of the object (18) relative to the detection device (12) is determined and/or at least a phase shift of a received received signal (30) which is reflected transmission signal (28), is determined and from this a distance of the object (18) relative to the detection device (12) is determined. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two measurements are carried out, between which the standby time (Tber_1, Tber_2, Tber_3) for at least one receiving element (36) is changed. Method according to one of the preceding claims, characterized in that transmission signals (28) are sent at least for the longest standby period (Tber_3) of the receiving elements (36) used. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one transmission signal (28) is transmitted simultaneously to a plurality of regions (14a, 14b, 14c, 14d) of the surveillance area (14). Detection device (12) for detecting objects (18) in a surveillance area (14) by means of electromagnetic signals (28, 30), with at least one transmission device (22) with which electromagnetic transmission signals (28) are sent into the surveillance area (14). can be, with at least one receiving device (24) with which electromagnetic reception signals (30) can be received, which originate from electromagnetic transmission signals (28) which are reflected in the monitored area (14), and with which electromagnetic reception signals (30) in Evaluation signals can be converted, which can be processed with an evaluation device (26), and with at least one evaluation device (26) with which information about the monitored area (14) can be determined on the basis of the received electromagnetic signals (30), characterized in that the Detection device (12) has means for carrying out the method according to a de r previous claims. Detection device (12) according to Claim 10, characterized in that the at least one receiving device (24) has at least one line sensor and/or one area sensor, in particular a CCD sensor (34), an active pixel sensor or the like. Detection device (12) according to claim 10 or 11, characterized in that at least one transmitter (22) is a flash transmitter. Vehicle (10) having at least one detection device (12) for detecting objects (18) in a surveillance area (14) by means of electromagnetic signals, characterized in that the vehicle (10) has at least one detection device (12) according to one of Claims 10 to 12 having.
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