WO2023066769A1 - Detektionsvorrichtung insbesondere eines fahrzeugs zur überwachung wenigstens eines überwachungsbereichs mittels elektromagnetischen abtastsignale, fahrzeug und verfahren zum betreiben einer detektionsvorrichtung - Google Patents

Detektionsvorrichtung insbesondere eines fahrzeugs zur überwachung wenigstens eines überwachungsbereichs mittels elektromagnetischen abtastsignale, fahrzeug und verfahren zum betreiben einer detektionsvorrichtung Download PDF

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signal
scanning signals
wave guide
guide body
detection device
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Thorsten BEUTH
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Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
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    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver

Definitions

  • Detection device in particular of a vehicle, for monitoring at least one monitoring area using electromagnetic scanning signals, vehicle and method for operating a detection device.
  • the invention relates to a detection device, in particular of a vehicle, for monitoring at least one monitoring area by means of electromagnetic scanning signals, having at least one transmission device for transmitting electromagnetic scanning signals into the at least one monitoring area, and having at least one receiving device for receiving electromagnetic echo signals, which come from in the at least one monitoring area reflected scanning signals, the at least one transmitting device having at least one signal source for generating electromagnetic scanning signals and at least one signal dispersing device for dispersing electromagnetic scanning signals generated with the at least one signal source in at least one monitoring area surrounding an imaginary axis.
  • the invention also relates to a vehicle with at least one detection device for monitoring at least one monitoring area using electromagnetic scanning signals, the at least one detection device having at least one transmitting device for transmitting electromagnetic scanning signals into the at least one monitoring area, and at least one receiving device for receiving electromagnetic echo signals which from scanning signals reflected in the at least one monitoring area, the at least one transmission device having at least one signal source for generating electromagnetic scanning signals and at least one signal dispersing device for dispersing electromagnetic scanning signals generated with the at least one signal source in at least one monitoring area surrounding an imaginary axis.
  • Method for operating a detection device in particular a vehicle, in which, for monitoring at least one monitoring area, electromagnetic scanning signals are generated with at least one signal source, dispersed with at least one signal dispersing device and in at least one imaginary axis surrounding surveillance area are sent and echo signals, which result from the at least one surveillance area reflected scanning signals, are received.
  • a 3D camera is known from DE 20 2014 101 550 U1.
  • the 3D camera has on the one hand a camera unit with an image sensor and a control and evaluation device and on the other hand an illumination unit with a light source.
  • the camera unit and the lighting unit are assigned mirror optics or catadioptric optics, each referred to as a panorama mirror.
  • the panoramic mirrors ensure that the field of view of the camera unit or the field of illumination of the lighting unit is expanded to a large angular range of up to 360°.
  • the invention is based on the object of designing a detection device, a vehicle and a method of the type mentioned at the outset, in which an extension of at least one monitoring area can be implemented more easily.
  • the extension of the at least one monitoring area should be implemented with less effort, in particular space, component, assembly and/or process effort.
  • the at least one signal dispersing device comprises at least one signal wave guide for conducting electromagnetic scanning signals, the at least one signal wave guide having at least one signal coupling region for a scanning signal coming from at least one signal source and at least one signal exit section , which extends circumferentially coherently on a circumferential side of the at least one signal wave guide body that is radially outer with respect to the imaginary axis and in which electromagnetic scanning signals that are conducted in the at least one signal wave guide body can exit from the at least one signal wave guide body.
  • the at least one signal dispersing device has at least one signal wave guide body.
  • the signal wave guide body has at least one signal exit section on a radially outer peripheral side.
  • the at least one signal exit section extends circumferentially continuously with respect to the imaginary axis.
  • the at least one signal exit section extends over an angle of 360° around the imaginary axis.
  • the electromagnetic scanning signals can be conducted to different points of the at least one signal exit section in the signal wave guide body.
  • scanning signals guided in the signal wave guide body can emerge from the signal wave guide body and be sent into the monitoring area or an illumination field of the transmission device. In this way, a ring-shaped monitoring area or a ring-shaped illumination field can be illuminated with scanning signals.
  • the signal exit section can have at least one signal exit surface, through which the scanning signals from the signal wave guide body can reach the environment. In this way, the monitoring area can be illuminated with scanning signals over an angle of 360° around the imaginary axis.
  • the transmission device according to the invention with at least one signal source and at least one signal wave guide body can be implemented more easily than the arrangement of a light source with mirror optics or catadioptric optics, which is known from the prior art.
  • the transmission device according to the invention can be implemented with fewer components than the device known from the prior art.
  • the transmission device according to the invention can be adjusted more easily.
  • At least one monitoring area can be the overlap of at least one illumination field of the at least one transmitting device and a reception field of view of the at least one receiving device.
  • An illumination field of the at least one transmission device is a spatial area which can be illuminated with electromagnetic scanning signals using the at least one transmission device.
  • a receiving field of view of the at least one receiving device is a spatial area from which, with the at least one receiving device, echo signals can be received.
  • electromagnetic scanning signals are sent at least into the at least one monitoring area.
  • the detection device can also be designed in such a way that electromagnetic scanning signals also illuminate areas outside of the at least one monitoring area, ie outside of the receiving field of view of the at least one receiving device. In this way, an overlap of the reception field of view and the illumination field and thus a monitoring area can be increased.
  • the at least one signal wave guide body can advantageously be a waveguide for electromagnetic scanning signals, in particular an optical waveguide. In this way, the waves of the electromagnetic scanning signals can be guided.
  • a signal coupling area is the area of a signal wave guide body in which scanning signals generated by at least one signal source are coupled into the signal wave guide body.
  • a signal entry surface is a surface of a signal wave guide body which delimits the signal wave guide body in the signal coupling area towards the environment, in particular towards the entry side. The scanning signals coming from a signal source reach the signal wave guide body through the signal entry surface.
  • the electromagnetic scanning signals and correspondingly the electromagnetic echo signals can be light signals in a wavelength range that is visible or not visible to the human eye.
  • suitable components can be used for light signals.
  • Scattering of scanning signals within the meaning of the invention means that parts of the scanning signals are scattered away from one another. The directions of the components scattered away from each other differ. During the scattering, a signal beam of a scanning signal is expanded to a certain extent.
  • the detection device can work according to a signal transit time method, in particular a signal pulse transit time method.
  • Detection devices working according to the signal pulse propagation time method can be used as time-of-flight System (TOF), indirect time-of-flight system (iTOF), light detection and ranging system (LiDAR), laser detection and ranging system (LaDAR) or the like designed and labeled.
  • TOF time-of-flight System
  • iTOF indirect time-of-flight system
  • LiDAR light detection and ranging system
  • Laser detection and ranging system Laser detection and ranging system
  • the detection device can advantageously be designed as a so-called flash system, in particular as a flash LiDAR.
  • scanning signals in particular portions of scanning signals, can illuminate a larger part of the monitored area or the entire monitored area at the same time.
  • the detection device can advantageously be designed as a laser-based distance measuring system.
  • Laser-based distance measuring systems can have lasers, in particular diode lasers, as signal sources.
  • pulsed laser beams can be sent as a scanning signal with lasers.
  • Lasers can be used to emit scanning signals in wavelength ranges that are visible or not visible to the human eye.
  • receivers of at least one receiving device of the detection device can be detectors designed for the wavelength of the transmitted scanning signal, in particular point sensors, line sensors and/or area sensors, in particular (avalanche) photodiodes, photodiode lines, CCD sensors, active pixel sensors, in particular CMOS sensors or the like, comprise or consist of.
  • At least one transmission device can advantageously have at least one surface emitter as a signal source.
  • a surface emitter also referred to as a vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) is a semiconductor laser in which the electromagnetic scanning signals are emitted perpendicular to the plane of the semiconductor chip. In this way, the scanning signals can be sent in a targeted manner to the at least one signal wave guide body.
  • VCSEL vertical-cavity surface-emitting laser
  • the invention can advantageously be used in vehicles, in particular motor vehicles.
  • the invention can advantageously be used in land vehicles, in particular passenger cars, trucks, buses, motorcycles or the like, aircraft, in particular drones, and/or water vehicles. the.
  • 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, in robotics and/or in machines, in particular construction or transport machines such as cranes, excavators or the like.
  • the detection device can advantageously be connected to or be part of at least one electronic control device of a vehicle or a machine, in particular a driver assistance system and/or a chassis control system and/or a driver information device and/or a parking assistance system and/or a gesture recognition system or the like. In this way, at least some of the functions of the vehicle or machine can be carried out autonomously or partially autonomously.
  • the detection device can be used to detect stationary or moving objects, in particular vehicles, people, animals, plants, obstacles, bumps in the roadway, in particular potholes or stones, roadway boundaries, traffic signs, free spaces, in particular parking spaces, precipitation or the like, and/or movements and/or gestures are used.
  • At least one signal coupling area can be arranged within the at least one circumferential signal exit section.
  • the at least one signal source can be arranged in such a way that it does not cover the illumination field outside of the at least one signal exit section.
  • At least one dispersing means for dispersing electromagnetic scanning signals can be implemented at least partially in at least one signal coupling area of the at least one signal wave guide body and/or at least one dispersing means for dispersing electromagnetic scanning signals can be implemented at least partially with at least one signal entry surface in at least one signal coupling area of the be realized at least one signal wave guide body, which at least partially has different directions, and / or at least one dispersing means for dispersing electromagnetic scanning signals can be implemented at least partially with a plurality of signal entry surfaces in at least one signal coupling region of the at least one signal wave guide body, which have different directions, and/or at least one dispersing means for dispersing electromagnetic scanning signals at least partially with at least one for electromagnetic scanning signals be realized at least partially reflecting surface of the at least one signal wave guide body.
  • scattering means with which electromagnetic scanning signals can be scattered, can be implemented simply and/or in a space-saving manner in connection with the at least one signal wave guide body.
  • the scanning signals With the at least one signal wave guide body, the scanning signals can be both guided and dispersed. No further means, for example optics or the like, are required for this.
  • At least one dispersing means can be implemented at least partially in at least one signal coupling area of the at least one signal wave guide body.
  • the scanning signals can be dispersed as soon as they enter the at least one signal wave guide body.
  • the at least one signal in-coupling region can be designed in such a way that scanning signals coming from the at least one signal source are already dispersed when they enter the at least one signal wave guide body.
  • a separate dispersing means can be arranged between at least one signal source and at least one signal coupling region. In this way, the scanning signals can already be dispersed before they enter the at least one signal wave guide body.
  • At least one dispersing means can advantageously be implemented at least partially with at least one signal entry surface in at least one signal coupling area of the at least one signal wave guide body, which has different directions at least in sections. In this way, the scanning signals can be deflected in different directions and thus scattered when passing through the at least one signal entry surface and also in combination with the reflection surfaces.
  • at least one dispersing means for dispersing electromagnetic scanning signals can advantageously be implemented at least partially with a plurality of signal entry surfaces in at least one signal coupling area of the at least one signal wave guide body, which have different directions. In this way, the scanning signals can be dispersed in a more targeted manner.
  • At least one dispersing means can advantageously be implemented with at least one surface of the at least one signal wave guide body that is at least partially reflective for scanning signals. In this way, no separate dispersal means are required. Surfaces that are at least partially reflective for scanning signals can be easily implemented in particular by coating corresponding surfaces of the at least one signal wave guide body.
  • At least one signal entry surface of at least one signal wave guide body can be semi-transparent for electromagnetic scanning signals.
  • the scanning signals can reach the signal wave guide body through the at least one signal entry surface.
  • scanning signals, which are conducted in the signal wave guide body are reflected on the at least one signal entry surface.
  • the scanning signals cannot get out of the signal wave guide body through the at least one signal entry surface.
  • At least one scattering means can be implemented with outer surfaces of the at least one signal wave guide body that are at least partially reflective for electromagnetic scanning signals.
  • Outer surfaces of the at least one signal wave guide body can easily be provided from the outside with appropriate reflective coatings, in particular metal coatings or the like.
  • At least one scattering means for scattering electromagnetic scanning signals can be realized at least partially with at least a part of at least one signal exit section and/or at least one scattering means for scattering electromagnetic scanning signals with at least part of at least one signal exit surface can be implemented.
  • at least one signal exit section which has different directions at least in sections, and/or at least one signal exit surface of at least one signal exit section, viewed from the imaginary axis, be at least partially concavely curved and/or at least one signal exit surface of at least one signal exit section at least partially for electromagnetic scanning signals realize reflective structure.
  • at least one dispersing means can be implemented with the at least one signal exit section for dispersing the scanning signals when exiting the at least one signal wave guide body.
  • At least one dispersing means can be implemented with at least a part of the at least one signal exit surface of at least one signal exit section, which has different directions at least in sections.
  • the signal exit surface can be used to scatter the scanning signals as they exit the at least one signal wave guide body.
  • At least one signal exit surface of at least one signal exit section can advantageously be concavely curved, at least in sections, when viewed from the imaginary axis. In this way, a signal exit section with a scattering effect for the scanning signals can be realized.
  • At least one signal exit surface of at least one signal exit section can advantageously realize at least partially a structure that is at least partially reflective for electromagnetic scanning signals.
  • scanning signals coming from the interior of the at least one signal wave guide body can be partially reflected on the inside of the at least one signal exit surface and partially allowed through the signal exit surface. In this way, the scattering of the scanning signals can be further improved.
  • the portion of the scanning signals reflected on the partially reflecting structure can be reflected again if the portion hits other at least partially reflecting areas, or if reflected portions of the scanning signals hit at least partially transparent areas of the at least one signal exit surface, can emerge from the signal wave guide body .
  • the scattering of the scanning signals can be further improved and the illumination field can be more uniformly illuminated with scanning signals.
  • At least one at least partially reflecting structure of the at least one signal exit surface can be a sawtooth structure.
  • the at least one signal exit surface can advantageously have an illuminating shape, in particular a concave shape and/or a sawtooth structure, at least in sections. In this way, the scattering of the scanning signals can be further improved.
  • At least one signal exit section in particular at least one signal exit surface of at least one signal exit section, viewed in the direction of the imaginary axis can extend at least in sections along a circle, an ellipse, an oval and/or a polygon, in particular a square or a rectangle and/or at least one signal exit surface of at least one signal exit section may be directed at least in sections from radially inside to radially outside, in particular radially, with respect to the imaginary axis. In this way, an illumination field surrounding the at least one signal wave guide body radially on the outside with respect to the imaginary axis can be better illuminated with scanning signals.
  • At least one signal exit section in particular at least one signal exit surface of at least one signal exit section, can advantageously extend at least in sections along a circle, an ellipse, an oval and/or a polygon, in particular a square or a rectangle, viewed in the direction of the imaginary axis.
  • the at least one signal wave guide body can be implemented more easily with a defined shape.
  • the at least one signal exit section can be shaped accordingly.
  • At least one signal exit surface of at least one signal exit section can advantageously be at least in sections with respect to the imaginary axis from radially inside to radially outside. In this way, an illumination field that is circumferential with respect to the axis can be illuminated with scanning signals from radially inside to radially outside.
  • the at least one signal exit surface can advantageously be directed at least in sections obliquely to the imaginary axis. In this way, scanning signals which are directed to the at least one signal exit surface in a plane perpendicular to the imaginary axis can be deflected from this plane when passing through the at least one signal exit surface. In this way, the extent of the illumination field can be increased in the direction of the imaginary axis.
  • the at least one signal exit surface can be directed at least in sections perpendicularly to the imaginary axis, ie radially. In this way, scanning signals which are directed to the at least one signal exit surface in the plane perpendicular to the imaginary axis can remain in this plane when passing through the at least one signal exit surface.
  • the detection device can be an underbody LiDAR system, a 360° LiDAR system or a 360° underbody LiDAR system.
  • a LiDAR system can be used to determine the positions of detected objects in the surveillance area.
  • an underbody LiDAR system an area underneath a vehicle can be monitored for objects. Objects located under the vehicle can thus be detected, which can be damaged when the vehicle starts up and/or can damage the vehicle. In particular, children or animals that could be injured when the vehicle starts can be recognized in this way.
  • the surrounding area can be continuously monitored in relation to the imaginary axis.
  • At least one signal wave guide body can have at least one plate made of medium conducting signal waves of scanning signals, the outer peripheral side of which forms a signal exit section, and/or at least one signal wave guide body can have at least one ring made of medium conducting signal waves of scanning signals, the outer Circumferential side forms a signal exit portion. In this way, the at least one signal wave guide body can be realized in a simpler and more compact manner.
  • At least one signal wave guide body can have at least one plate made of medium conducting signal waves of scanning signals.
  • scanning signals can be routed along an innumerable number of different signal paths within the at least one signal wave guide body.
  • the scanning signals can be sent even more evenly into the illumination field and thus into the surveillance area.
  • At least one signal wave guide body can have at least one ring made of medium conducting signal waves of scanning signals.
  • the scanning signals can be distributed around an opening surrounded by the ring-shaped signal wave guide body into the signal exit portion and radiated into the monitoring area.
  • signal paths of the at least one receiving device can lead through the opening, which is surrounded by the ring-shaped at least one signal wave guide body. In this way, the detection device can be made more compact overall.
  • At least one signal wave guide body can advantageously have at least one ring-shaped plate. In this way, the advantages of a plate and a ring can be combined.
  • At least one end face that is axial with respect to the imaginary axis, in particular two end faces that are axially opposite with respect to the imaginary axis, of the at least one signal wave guide body can have reflective properties for the scanning signals.
  • tactile signals which are conducted in the at least one signal wave guide body to the at least one end face, are reflected thereon.
  • the scanning signals cannot leave the at least one signal wave guide body on the axial end face. The reflection enables multiple reflections within the at least one signal wave guide body, which further improve the scattering of the scanning signals.
  • At least one axial end face of the at least one signal wave guide body can be provided with a layer that reflects the scanning signals, in particular a metal layer or the like. In this way, the at least one end face can easily be provided with reflective properties.
  • the at least one signal wave guide body can implement at least one opening through which at least one received signal path of at least one receiving device leads.
  • at least one receiver of the receiving device and the at least one signal source can be arranged in a space-saving manner on the same side of the at least one signal wave guide body.
  • the at least one receiver and the at least one signal source can be attached to the same side of a carrier, in particular a printed circuit board.
  • an inner side of the at least one signal wave guide surrounding the at least one opening can have reflective properties, in particular a reflective surface, for scanning signals that are conducted into the signal wave guide.
  • scanning signals which propagate in the at least one signal wave guide body in the direction of the at least one opening, can be reflected on the inside, in particular on the reflection surface. It is thus possible to prevent scanning signals from getting out of the at least one signal wave guide body into the at least one opening, in particular into the at least one received signal path.
  • the inside of the at least one signal wave guide body surrounding the at least one opening can have a reflection surface that is circumferentially continuous, in particular with respect to the imaginary axis. at the reflection xion surface, scanning signals can be reflected within the at least one signal wave guide body.
  • a reflective surface can be implemented easily, in particular by coating with reflective material, in particular metal or the like.
  • At least one opening can taper towards its side facing at least one signal coupling region of the at least one signal wave guide body and/or at least one opening can have an oval shape viewed in the direction of the imaginary axis.
  • scanning signals coming from the at least one signal coupling region and conducted in the at least one signal wave guide body can be reflected at an obtuse angle on the inside of the at least one signal wave guide body surrounding the at least one opening.
  • the scanning signals can thus be guided more efficiently into the region of the at least one signal wave guide body which is located on the side of the at least one opening which is remote from the at least one signal coupling region.
  • the scanning signals can thus be routed better around the at least one opening with the aid of reflections, in particular multiple reflections, in the at least one signal wave guide body. Blind zones can thus be reduced behind the at least one opening when viewed from the at least one signal coupling region.
  • At least one outer reflection area in particular an at least partially reflecting embedding and/or a notch, can be arranged radially outside the at least one opening, which forms at least one outer reflection surface that forms the at least one opening, in particular the reflection surface around the at least one opening.
  • scanning signals which come from the at least one opening, in particular from the reflection surface around the at least one opening, and/or from the signal coupling area and impinge on the at least one outer reflection area, can be deflected.
  • the scanning signals can to a certain extent be directed around the opening.
  • at least one outer reflection area can be realized with an at least partially reflective embedding, in particular metal or the like, in the material of the at least one signal wave guide body.
  • At least one outer reflection area can be realized with a notch.
  • the surface of the notch can be coated with an at least partially reflective material, in particular metal, and thus form the at least one outer reflective surface.
  • the at least one receiving device can have at least one receiver for converting electromagnetic echo signals into electrical received signals and at least one received signal deflection device for deflecting echo signals to at least one receiver.
  • echo signals coming from the monitoring area or the reception field of view can be directed to the at least one receiver.
  • the electromagnetic echo signals can be converted into electrical reception signals.
  • Electrical reception signals can be processed with an electrical device, in particular a control and/or evaluation device of the detection device.
  • Object information in particular distances, directions and/or speeds of detected objects relative to a reference area of the detection device and/or possibly the vehicle, can be determined from the received electrical signals.
  • At least one receiver and at least one received signal deflection device can be arranged on the same side of at least one signal wave guide of the at least one transmitting device and/or at least one receiver and at least one received signal deflection device can be arranged on opposite sides of at least one signal wave guide, with the Received signal path between the at least one receiver and the at least one received signal deflection device through an opening can lead, which can be realized within the at least one signal wave guide body.
  • the detection device can be implemented in a simpler and/or more space-saving manner.
  • At least one receiver and at least one received signal deflection device can advantageously be arranged on the same side of at least one signal wave guide body. In this way, no opening for the received signal path is required within the at least one signal wave guide body.
  • At least one receiver and at least one received signal deflection device can be arranged on opposite sides of at least one signal wave guide body. In this way, the at least one transmitting device and the at least one receiving device can be implemented in a more compact manner.
  • At least one transmitting device and at least one receiving device can be arranged on the same side of a carrier, in particular a printed circuit board, of the detection device and/or at least one transmitting device and at least one receiving device can be arranged on opposite sides of a carrier, in particular a printed circuit board, of the detection device be.
  • the detection device can be designed to be more flexible overall.
  • At least one transmitting device and at least one receiving device can advantageously be arranged on the same side of a carrier. In this way, a spatial extent can be reduced, in particular in the direction of the imaginary axis of the detection device.
  • At least one transmitting device and at least one receiving device can be implemented on opposite sides of a carrier.
  • the carrier can advantageously be a printed circuit board.
  • the printed circuit board can also be used to implement electrical contacts.
  • Signal sources of the at least one transmitting device, in particular diode lasers, receivers of the at least one receiving device, a control and/or evaluation device and other electrical, electromechanical or electro-optical components, such as electrical connecting parts, can be arranged and contacted directly on conductor tracks of the carrier.
  • the detection device can have at least one control device, with which the transmission device and/or the reception device can be controlled, and/or the detection device can have at least one evaluation device, with which information can be obtained on the basis of received echo signals, in particular from received electrical signals can be determined via the at least one monitoring area.
  • control and/or evaluation functions can be implemented directly with the detection device.
  • the detection device can advantageously have at least one control device. Additionally or alternatively, the detection device can have at least one evaluation device. The detection device can advantageously have a control and evaluation device. In this way, control functions and evaluation functions can be combined.
  • the object is achieved according to the invention in the vehicle in that the at least one signal dispersing device comprises at least one signal wave conducting body for conducting electromagnetic scanning signals, the at least one signal wave conducting body having at least one signal coupling area for scanning signals coming from at least one signal source and at least one signal exit section, which extends circumferentially coherently on a peripheral side of the at least one signal wave guide body that is radially outer relative to the imaginary axis and in which electromagnetic scanning signals that are conducted in the at least one signal wave guide body can exit from the at least one signal wave guide body.
  • the vehicle has at least one detection device with which at least one monitoring area can be monitored. With the at least one detection device, at least one monitoring area outside the vehicle and/or inside the vehicle can be monitored, in particular for objects.
  • the vehicle can advantageously have at least one driver assistance system. With the help of a driver assistance system, the vehicle can be operated autonomously or semi-autonomously.
  • At least one detection device can advantageously be functionally connected to at least one driver assistance system.
  • information about a monitoring area in particular object information, which is determined with the at least one detection device, can be used with the at least one driver assistance system to control autonomous or semi-autonomous operation of the vehicle.
  • the object is achieved according to the invention with the method in that the electromagnetic scanning signals are coupled into at least one signal wave guide body, conducted in the at least one signal wave guide body in at least one signal exit section, which extends body circumferentially continuously, and dispersed from the at least one signal exit section sent to the surveillance area.
  • FIG. 1 shows a front view of a passenger car, with a driver assistance system and a 360° underbody LiDAR system for all-round monitoring of a surveillance area under the passenger car;
  • FIG. 2 shows a side view of a LiDAR system according to a first exemplary embodiment, which is used in the passenger car from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a bottom view of a signal wave guide of the LiDAR system from FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a bottom view of a signal wave guide body which can be used in a LiDAR system according to a second exemplary embodiment which is similar to the LiDAR system from FIG. 2;
  • FIG. 5 shows a side view of a LiDAR system according to a third exemplary embodiment, which can be used in the passenger car from FIG. 1;
  • FIG. 6 shows a bottom view of a signal wave guide of the LiDAR system from FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a bottom view of a signal wave guide which can be used in a LiDAR system according to a fourth exemplary embodiment which is similar to the LiDAR system from FIG. 5;
  • FIG. 8 shows a bottom view of a signal wave guide which can be used in the LiDAR system according to a fifth exemplary embodiment which is similar to the LiDAR system from FIG. 5;
  • FIG. 9 shows a bottom view of a signal wave guide body which can be used in the LiDAR system according to a sixth exemplary embodiment which is similar to the LiDAR system from FIG.
  • FIG. 1 shows a front view of a vehicle 10 in the form of a passenger car.
  • vehicle 10 includes a driver assistance system 12 with which the vehicle 10 can be operated autonomously or at least partially autonomously.
  • Vehicle 10 also includes a detection device in the form of a 360° underbody LiDAR system 14.
  • LiDAR system 14 is arranged centrally on the underbody of vehicle 10, for example.
  • a monitoring area 20 underneath the vehicle 10 can be monitored for objects with the LiDAR system 14 .
  • the monitoring area 20 extends over an angle of 360° around an imaginary axis 18.
  • the axis 18 extends, for example, parallel to a vehicle vertical axis of the vehicle 10.
  • the x-axis extends in the direction of travel parallel to a vehicle longitudinal axis of motor vehicle 10
  • the y-axis extends parallel to a vehicle transverse axis
  • the z-axis extends spatially upwards perpendicular to the x-y plane parallel to a vehicle vertical axis. If the motor vehicle 10 is operationally on a horizontal roadway, the x-axis and the y-axis extend spatially horizontally and the z-axis spatially vertically.
  • the LiDAR system 14 can be used to detect stationary or moving objects, for example people, animals or other objects that are below the vehicle 10 .
  • the LiDAR system 14 is functionally connected to the driver assistance system 12 .
  • Information from the monitoring area 20 that is recorded with the LiDAR system 14 can be transmitted to the driver assistance system 12 .
  • the driver assistance system 12 can operate the vehicle 10 or functions of the vehicle 10 autonomously or partially autonomously on the basis of the transmitted information. For example, if the LiDAR system 14 detects an object underneath the vehicle 10, the driver assistance system 12 can prevent the vehicle 10 from moves. It is thus possible to prevent an object located under the vehicle 10 from being damaged or causing damage to the vehicle 10 when it starts moving.
  • FIG. 2 shows a schematic structure of the LiDAR system 14 in a side view.
  • the LiDAR system 14 comprises a transmitting device 22, a receiving device 24 and a control and evaluation device 26.
  • Electromagnetic scanning signals 28 in the form of laser pulses can be sent into an illumination field 52 using the transmission device 22 .
  • the LiDAR system 14 is designed as a so-called flash LiDAR system.
  • the scanning signals 28 that are generated are simultaneously sent into the illumination field 52 as uniformly as possible, similar to a flash.
  • electromagnetic echo signals 30, which originate from scanning signals 28 reflected in a receiving field of view 56 of the receiving device 24, can be received and converted into corresponding electrical received signals.
  • the overlap of the reception field of view 56 with the illumination field 52 forms the surveillance area 20 that can be monitored with the LiDAR system 14 .
  • the transmission device 22 can be controlled to emit scanning signals 28.
  • object information for example distances, directions and/or speeds of detected objects relative to the LiDAR system 14 and/or relative to the vehicle, can be obtained with the control and evaluation device 26 from electrical reception signals, which are obtained with the reception device 24 from the echo signals 30 10, to be determined.
  • the LiDAR system 14 includes a printed circuit board 32 on which the control and evaluation device 26, a receiver 34 of the receiving device 24 and a signal nalán 36 of the transmitting device 22 are arranged. Furthermore, a connector plug 38 for connecting and supply lines is arranged on the printed circuit board 32 . The connecting and supply lines lead, for example, to a control unit of the vehicle 10 and/or to the driver assistance system 12. In an embodiment that is not shown, the LiDAR system 14 can include a plurality of printed circuit boards.
  • the transmitting device 22 and the receiving device 24 are located on opposite sides of the printed circuit board 32.
  • the transmitting device 22, the receiving device 24, the control and evaluation device 26 and the printed circuit board 32 are arranged in a housing of the LiDAR system 14, which is otherwise not shown and is not shown in FIGS. 2 and 3 for the sake of clarity.
  • the housing of the LiDAR system 14 includes appropriate windows that are transparent to scan signals 28 and echo signals 30 .
  • the transmission device 22 includes the already mentioned signal source 36 and a signal dispersing device 40.
  • the signal source 36 is, for example, a laser diode, for example a surface emitter (VCSEL), which is arranged on one side of the circuit board 32 .
  • the signal source 36 is designed and aligned in such a way that the scanning signals 28 are sent away from the printed circuit board 32 in the direction of the imaginary axis 18 .
  • the signal dispersing device 40 has a signal wave guide body 41 in the form of a plate made of a medium conducting the electromagnetic scanning signals 28, for example a light-conducting medium, for example plastic or glass.
  • the signal wave guide body 41 has a circular shape.
  • FIG. 3 shows the signal wave guide body 41 with a view of the end face 51 b facing away from the printed circuit board 32 .
  • the signal dispersing device 40 has a signal coupling area 42 with a signal entry surface 44 and a plurality of signal reflection surfaces 46 .
  • the signal entry surface 44 and the signal reflection surfaces 46 are surfaces of the signal wave guide body 41 .
  • the signal source 36 and the signal coupling area 42 are arranged along the axis 18 .
  • the scanning signals 28 coming from the signal source 36 can be coupled into the signal wave guide body 41 in the signal coupling region 42 .
  • the signal entry surface 44 is located on the end face 51a of the signal wave guide body 41 facing the signal source 36.
  • the signal entry surface 44 is permeable for scanning signals 28 only in the direction coming from the signal source 36. In this way, scanning signals 28 can get into the signal wave guide body 41 but not out of it.
  • the signal entry surface 44 On the inside facing the signal wave guide body 41, the signal entry surface 44 has a reflective effect on the scanning signal 28.
  • the signal entry surface 44 is concavely curved when viewed from the signal source 36 . Thus, the scanning signals 28 are scattered away from the axis 18 as they enter the signal wave guide body 41 .
  • the signal reflection surfaces 46 are located on the end face 51b of the signal wave guide body 41 opposite the signal entry surface 44.
  • the signal reflection surfaces 46 are reflective for the scanning signal 28 on their sides facing the interior of the signal wave guide body 41.
  • the outer sides of the signal wave guide body 41 can be at least partially coated with a reflective material, for example metal or the like.
  • a central signal reflection surface 46 is, for example, convexly curved when viewed from the signal source 36 .
  • a lateral signal reflecting surface 46 runs obliquely to the central signal reflecting surface 46. In this way, scanning signals 28 reflected on the signal reflecting surfaces 46 are scattered away from the axis 18.
  • the portions of the scanning signals 28 scattered on the signal entry surface 44 and the portions of the scanning signals 28 reflected and scattered on the signal reflection surfaces 46 are conducted in different directions within the signal wave guide body 41 .
  • the signal coupling region 42 with the signal entry surface 44 and the signal reflection surfaces 46 form the entry-side scattering means for scattering the scanning signal 28.
  • the signal wave guide body 41 has a signal exit section 48 that is essentially continuous around the circumference.
  • the radially outer circumferential sides of the signal exit section 48 form a circumferentially continuous signal exit surface 50 for the scanning signals.
  • the signal exit surface 50 is permeable to the scanning signals 28 . In the area of the signal exit surface 50, the signal exit section 48 is rounded.
  • the signal exit surface 50 is concavely curved.
  • the signal exit section 48 has a scattering effect on the exiting scanning signal 28 both in the direction of the axis 18 and with respect to the axis 18 in the tangential direction.
  • the signal exit section 48 thus forms exit-side dispersion means for the scanning signals 28.
  • the projections of the signal coupling region 42 and the signal source 36, which are axial with respect to the axis 18, are located within the signal exit section 48. In this way, the propagation of the scanning signals 28 outside the signal exit section 48 is not impaired by the signal source 36 and the signal coupling region 42.
  • the end faces 51 a and 51 b of the signal wave guide body 41 are each designed to be reflective for the scanning signals 28 .
  • the end faces 51a and 51b can be reflectively coated, for example with metal.
  • the guided into the signal wave guide body 41 scanning signals 28, which hit the reflective end faces 51 a and 51 b of the signal wave guide body 41 are reflected at this.
  • the scanning signals 28 are scattered in the signal coupling region 42 when they enter the signal wave guide body 41 .
  • the scattered parts of the scanning signals 28 are, for example, evenly scattered into the signal exit section 48.
  • preferred directions of the illumination can also be specified here.
  • the components of the scanning signals 28 are further scattered as they pass through the signal exit surface 50.
  • FIG. An illumination field 52 is illuminated overall by the transmitting device 22 , which extends circumferentially continuously at an angle of 360° around the axis 18 and widens radially outwards in the direction of the axis 18 .
  • the receiving device 24 comprises a received signal deflection device 54 and the receiver 34.
  • the receiver 34 and the received signal deflection device 54 are arranged along the axis 18, for example.
  • the received signal deflection device 54 comprises a panorama mirror, for example.
  • An alternative embodiment can additionally or alternatively have a corresponding optical lens.
  • the received signal deflection device 54 can be used to direct echo signals 30 coming from the monitoring area 22 to the receiver 34 .
  • a reception field of view 56 can be realized which extends over an angle of 360° around the axis 18 and which widens radially outwards in the direction of the axis 18.
  • the receiver 34 is, for example, an area sensor, for example a CCD sensor or an active pixel sensor, for example a CMOS sensor.
  • the receiver 34 can have or consist of at least one point sensor or line sensor, for example at least one (avalanche) photodiode or at least one photodiode line.
  • the receiver 34 converts electromagnetic echo signals 30 into electrical scanning signals.
  • the receiver 34 and the received signal deflection device 54 are located on the same side of the circuit board 32 and the same side of the signal wave guide body 41 .
  • FIG. 4 shows a signal wave guide body 41 for a LiDAR system according to a second exemplary embodiment with a view of the end face 51a facing the printed circuit board 32 .
  • the signal wave guide body 41 for the LiDAR system according to the second embodiment is a square plate. Except for the shape of the signal wave guide body 41, the LiDAR system according to the second exemplary embodiment is identical to the LiDAR system 14 according to the first exemplary embodiment.
  • a LiDAR system 14 according to a third exemplary embodiment is shown in FIGS. Those elements which are similar to those of the first exemplary embodiment from FIGS. 2 and 3 are provided with the same reference symbols.
  • the transmitting device 22 and the receiving device 24 are arranged on the same side of the printed circuit board 32 in the third exemplary embodiment.
  • the receiver 34 and the signal source 36 are fastened on the same side of the circuit board 32 .
  • FIG. 5 shows the LiDAR system 14 in a side view.
  • FIG. 6 shows the signal wave guide body 41 of the LiDAR system 14 in a plan view viewed from the received signal deflection device 54 .
  • the circuit board 32 with the receiver 34 and the signal source 36 are arranged on the same side of the signal wave guide body 41 .
  • the received signal deflection device 54 and the receiver 34 are arranged on opposite sides of the signal wave guide body 41 .
  • a received signal path 58 between the received signal deflection device 54 and the receiver 34 leads through a continuous opening 60 in the signal wave guide body.
  • the axis 18 passes through the opening 60.
  • the signal coupling area 42 is located eccentrically to the axis 18 outside the opening 60.
  • the opening 60 has an approximately oval shape.
  • the oval opening 60 tapers towards its side facing the signal coupling region 42 .
  • the signal wave guide body 41 having the opening 60 has the shape of an annular plate as a whole.
  • the radially inner peripheral side of the signal wave guide 41 surrounding the opening 60 forms a reflecting surface 64 for the scanning signals 28 guided in the signal wave guide 41.
  • the signal exit surface 50 has an illuminating shape, for example a concave shape viewed from the axis 18 and a sawtooth structure 62 .
  • the sawtooth structure 62 has the effect that portions of the scanning signals 28 that impinge on the inside of the signal exit surface 50 partially pass through the signal exit surface 50 directly to the outside into the illumination field 52 and are partly reflected.
  • the sawtooth structure 62 is dispensed with.
  • the reflective surface 64 and the sawtooth structure 62 deflect scanning signals 28 coming from the signal coupling area 42 within the signal wave guide body 41 by multiple reflections in such a way that portions of the scanning signals 28 with respect to the axis 18 emerge from the signal wave guide body 41 evenly distributed around the circumference. A part of the scanning signals 28 is guided around the opening 60 to a certain extent.
  • the invention enables the received signal path 58 to run through the signal wave guide body 41 without this leading to blind zones in the illumination field 52 .
  • a few exemplary beam paths for scattered components of the scanning signal 28 are indicated in FIG. 6 with dashed lines.
  • FIG. 7 shows a signal wave guide body 41 of a LiDAR system according to a fourth exemplary embodiment with a view of the end face facing the printed circuit board.
  • the signal wave guide body 41 in the fourth exemplary embodiment is an annular plate that is square on the outside. Except for the shape of the signal wave guide body 41, the LiDAR system according to the fourth exemplary embodiment is identical to the LiDAR system 14 according to the third exemplary embodiment.
  • FIG. 8 shows a LiDAR system 14 according to a fifth exemplary embodiment. Those elements which are similar to those of the third exemplary embodiment from FIGS. 5 and 6 are provided with the same reference symbols. In contrast to the third exemplary embodiment, two outer reflection regions 66 are additionally provided in the fifth exemplary embodiment.
  • the outer reflection areas 66 are located at the same height on opposite sides of the opening 60 within the signal exit surface 50 as viewed from the signal coupling area 42.
  • the outer reflection areas 66 are each located in the area of the signal exit section 48.
  • the outer reflection areas 66 are implemented, for example, with material that reflects the scanning signals 68 , for example metal, which is embedded in the material of the signal wave guide body 41 .
  • the outer reflection areas 66 each have an outer reflection surface 68 which reflects the scanning signals 28 and faces the reflection surface 64 around the opening 60 at an angle. Viewed from the opening 60, the outer reflection surfaces 68 have a concave course. The outer reflection surfaces 68 each run obliquely to the circumference around the axis 18. The edge of the outer reflection surfaces 68 which faces the signal coupling region 42 is closer to the axis 18 than the edge facing away. The edge of the outer reflection surface 68 facing away from the signal coupling region 42 borders on the signal exit surface 50.
  • scanning signals 28 which are reflected by the reflection surface 64 of the opening 60, behind which the signal coupling rich 42 rear facing away from the opening 60 reflected. In this way, the scanning signals 28 are, as it were, directed around the opening 60 .
  • the outer reflection areas 66 and the outer reflection surfaces 68 can also only partially reflect the scanning signals 28 . In this way, part of the scanning signals 28 can pass out of the signal wave guide body 41 through the outer reflection areas 66 .
  • FIG. 9 shows a LiDAR system 14 according to a sixth exemplary embodiment. Those elements which are similar to those of the fifth exemplary embodiment from FIG. 8 are provided with the same reference symbols.
  • the reflection areas 66 are implemented in the form of notches on the edge of the signal wave guide body 41 .
  • the indentations are reflectively coated, for example with metal. The coated surfaces of the indentations form the outer reflective surfaces 68.
  • the signal wave guide body 41 with the hole 60 is, analogously to the fourth exemplary embodiment from FIG. 7, an annular plate that is square on the outside.

Abstract

Es werden eine Detektionsvorrichtung (14) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (20) eines Fahrzeugs mittels elektromagnetischer Abtastsignale (28), ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung (14) beschrieben. Die Detektionsvorrichtung (14) umfasst eine Sendeeinrichtung (22) zum Senden von elektromagnetischen Abtastsignalen (28) in den Überwachungsbereich (20), und eine Empfangseinrichtung (24) zum Empfangen von elektromagnetischen Echosignalen (30), welche von in dem Überwachungsbereich (20) reflektierten Abtastsignalen (28) herrühren. Die Sendeeinrichtung (22) weist wenigstens eine Signalquelle (36) zur Erzeugung elektromagnetischer Abtastsignale (28) und wenigstens eine Signalzerstreuungseinrichtung (40) auf zur Zerstreuung von mit der wenigstens einen Signalquelle (36) erzeugten elektromagnetischen Abtastsignalen (28) in den Überwachungsbereich (20), der eine Fahrzeughochachse (18) umgibt. Die Signalzerstreuungseinrichtung (40) umfasst einen Signalwellen-Leitkörper (41) zur Leitung elektromagnetischer Abtastsignale (28). Der Signalwellen-Leitkörper (41) weist wenigstens einen Signaleinkopplungsbereich (42) für ein von der Signalquelle (36) kommendes Abtastsignal (28) und wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt (48) auf, der sich an einer bezüglich der Achse (18) radial äußeren Umfangsseite des Signalwellen-Leitkörpers (41) umfangsmäßig zusammenhängend erstreckt und in dem Abtastsignale (28), die in dem Signalwellen-Leitkörper (41) geleitet werden, aus dem Signalwellen-Leitkörper (41) austreten können. Mit dem LiDAR-System (14) kann ein Überwachungsbereich (20) unterhalb des Fahrzeugs (10) auf Objekte hin überwacht werden. Die Überlappung eines Empfangssichtfelds (56) mit einem Beleuchtungsfeld (52) bildet den Überwachungsbereich (20). Eine Empfangssignalumlenkeinrichtung (54) umfasst beispielsweise einen Panoramaspiegel. Alternativ sind die Empfangssignalumlenkeinrichtung (54) und der Empfänger (34) auf gegenüberliegenden Seiten des Leitkörpers (41) angeordnet.

Description

Beschreibung
Detektionsvorrichtung insbesondere eines Fahrzeugs zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs mittels elektromagnetischen Abtastsignale, Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung insbesondere eines Fahrzeugs zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs mittels elektromagnetischer Abtastsignale, mit wenigstens einer Sendeeinrichtung zum Senden von elektromagnetischen Abtastsignalen in den wenigstens einen Überwachungsbereich, und mit wenigstens einer Empfangseinrichtung zum Empfangen von elektromagnetischen Echosignalen, welche von in dem wenigstens einen Überwachungsbereich reflektierten Abtastsignalen herrühren, wobei die wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens eine Signalquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Abtastsignale und wenigstens eine Signalzerstreuungseinrichtung aufweist zur Zerstreuung von mit der wenigstens einen Signalquelle erzeugten elektromagnetischen Abtastsignalen in wenigstens einen eine gedachte Achse umgebenden Überwachungsbereich.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs mittels elektromagnetischer Abtastsignale, wobei die wenigstens eine Detektionsvorrichtung aufweist wenigstens eine Sendeeinrichtung zum Senden von elektromagnetischen Abtastsignalen in den wenigstens einen Überwachungsbereich, und wenigstens eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von elektromagnetischen Echosignalen, welche von in dem wenigstens einen Überwachungsbereich reflektierten Abtastsignalen herrühren, wobei die wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens eine Signalquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Abtastsignale und wenigstens eine Signalzerstreuungseinrichtung aufweist zur Zerstreuung von mit der wenigstens einen Signalquelle erzeugten elektromagnetischen Abtastsignalen in wenigstens einen eine gedachte Achse umgebenden Überwachungsbereich.
Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung insbesondere eines Fahrzeugs, bei dem zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs elektromagnetische Abtastsignale mit wenigstens einer Signalquelle erzeugt, mit wenigstens einer Signalzerstreuungseinrichtung zerstreut und in wenigstens einen eine gedachte Achse umgebenden Überwachungsbereich gesendet werden und Echosignale, welche von in dem wenigstens einen Überwachungsbereich reflektierten Abtastsignalen herrühren, empfangen werden.
Stand der Technik
Aus der DE 20 2014 101 550 U1 ist eine 3D-Kamera bekannt. Die 3D-Kamera weist einerseits eine Kameraeinheit mit einem Bildsensor und einer Steuer- und Auswerteeinrichtung und andererseits eine Beleuchtungseinheit mit einer Lichtquelle auf. Der Kameraeinheit und der Beleuchtungseinheit sind die jeweils als Panoramaspiegel bezeichnete Spiegeloptiken oder katadioptrische Optiken zugeordnet. Die Panoramaspiegel sorgen dafür, dass das Sichtfeld der Kameraeinheit beziehungsweise das Beleuchtungsfeld der Beleuchtungseinheit auf einen großen Winkelbereich von bis zu 360° erweitert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Detektionsvorrichtung, ein Fahrzeug und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen eine Erweiterung wenigstens eines Überwachungsbereichs einfacher realisiert werden kann. Insbesondere soll die Erweiterung des wenigstens einen Überwachungsbereichs mit geringerem Aufwand, insbesondere Platzaufwand, Bauteilaufwand, Montageaufwand und/oder Verfahrensaufwand, realisiert werden.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Detektionsvorrichtung dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Signalzerstreuungseinrichtung wenigstens einen Signalwel- len-Leitkörper zur Leitung elektromagnetischer Abtastsignale umfasst, wobei der wenigstens eine Signalwellen-Leitkörper wenigstens einen Signaleinkopplungsbereich für von wenigstens einer Signalquelle kommende Abtastsignal und wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt aufweist, der sich an einer bezüglich der gedachten Achse radial äußeren Umfangsseite des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers umfangsmäßig zusammenhängend erstreckt und in dem elektromagnetische Abtastsignale, die in dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper geleitet werden, aus dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper austreten können. Erfindungsgemäß weist die wenigstens eine Signalzerstreuungseinrichtung wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper auf. Der Signalwellen-Leitkörper weist an einer radial äußeren Umfangsseite wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt auf. Der wenigstens eine Signalaustrittsabschnitt erstreckt sich bezüglich der gedachten Achse umfangsmäßig zusammenhängend. Der wenigstens eine Signalaustrittsabschnitt erstreckt sich über einen Winkel von 360° um die gedachte Achse. In dem Signalwellen-Leitkörper können die elektromagnetischen Abtastsignale an unterschiedliche Stellen des wenigstens einen Signalaustrittsabschnitts geleitet werden. In dem wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt können in dem Signalwellen-Leitkörper geleitete Abtastsignale aus dem Signalwellen-Leitkörper austreten und in den Überwachungsbereich, respektive ein Beleuchtungsfeld der Sendeeinrichtung, gesendet werden. So kann ein ringförmiger Überwachungsbereich, respektive ein ringförmiges Beleuchtungsfeld, mit Abtastsignalen beleuchtet werden.
Der Signalaustrittsabschnitt kann wenigstens eine Signalaustrittsfläche aufweisen, durch die die Abtastsignale aus dem Signalwellen-Leitkörper in die Umgebung gelangen können. Auf diese Weise kann der Überwachungsbereich über einen Winkel von 360° um die gedachte Achse mit Abtastsignalen beleuchtet werden.
Die erfindungsgemäße Sendeeinrichtung mit wenigstens einer Signalquelle und wenigstens einem Signalwellen-Leitkörper kann einfacher realisiert werden, als die Anordnung einer Lichtquelle mit einer Spiegeloptik oder einer katadioptrische Optik, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Sendeeinrichtung mit einem geringeren Bauteilaufwand als die aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung realisiert werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Sendeeinrichtung einfacher justiert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Überwachungsbereich die Überlappung wenigstens eines Beleuchtungsfelds der wenigstens einen Sendeeinrichtung und eines Empfangssichtfelds der wenigstens eine Empfangseinrichtung sein. Ein Beleuchtungsfeld der wenigstens einen Sendeeinrichtung ist ein räumlicher Bereich, welcher mit der wenigstens einen Sendeeinrichtung mit elektromagnetischen Abtastsignalen beleuchtet werden kann. Ein Empfangssichtfeld der wenigstens eine Empfangseinrichtung ist ein räumlicher Bereich, aus welchem mit der wenigstens einen Empfangseinrichtung Echo- signale empfangen werden können. Mit der wenigstens einen Sendeeinrichtung werden elektromagnetische Abtastsignalen wenigstens in den wenigstens einen Überwa- chungsbereich gesendet. Darüber hinaus kann die Detektionsvorrichtung auch so ausgestaltet sein, dass elektromagnetische Abtastsignale auch Bereiche außerhalb des wenigstens einen Überwachungsbereichs, also außerhalb des Empfangssichtfelds der wenigstens einen Empfangseinrichtung, beleuchten. Auf diese Weise kann eine Überlappung des Empfangssichtfelds und des Beleuchtungsfeldes und damit ein Überwa- chungsbereich vergrößert werden.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Signalwellen-Leitkörper ein Wellenleiter für elektromagnetische Abtastsignale, insbesondere ein Lichtwellenleiter, sein. Auf diese Weise können die Wellen der elektromagnetischen Abtastsignale geleitet werden.
Ein Signaleinkopplungsbereich ist der Bereich eines Signalwellen-Leitkörpers, in dem von wenigstens einer Signalquelle erzeugte Abtastsignale in den Signalwellen- Leitkörper eingekoppelt werden. Eine Signaleintrittsfläche ist eine Fläche eines Signalwellen-Leitkörpers, welche den Signalwellen-Leitkörper im Signaleinkopplungsbereich zur Umgebung hin, insbesondere zur Eintrittsseite hin, begrenzt. Die von einer Signalquelle kommenden Abtastsignale gelangen durch die Signaleintrittsfläche in den Signalwellen-Leitkörper.
Vorteilhafterweise können die elektromagnetischen Abtastsignale und entsprechend die elektromagnetischen Echosignale Lichtsignale in einem für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbereich sein. Auf diese Weise können für Lichtsignale geeignete Bauteile verwendet werden.
Zerstreuung von Abtastsignalen im Sinne der Erfindung bedeutet, dass Anteile der Abtastsignale voneinander weg gestreut werden. Dabei unterscheiden sich die Richtungen der voneinander weg gestreuten Anteile. Bei der Zerstreuung wird ein Signalstrahl eines Abtastsignals gewissermaßen aufgeweitet.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung nach einem Signal-Laufzeitverfahren, insbesondere einem Signalpuls-Laufzeitverfahren, arbeiten. Nach dem Signalpuls- Laufzeitverfahren arbeitende Detektionsvorrichtungen können als Time-of-Flight- System (TOF), indirektes Time-of-Flight-System (iTOF), Light-Detection-and-Ranging- System (LiDAR), Laser-Detection-and-Ranging-System (LaDAR) oder dergleichen ausgestaltet und bezeichnet werden. Mit einem Signal-Laufzeitverfahren können aus Abtastsignalen und entsprechenden Echosignalen Entfernungen von mit der Detektionsvorrichtung erfassten Objekten ermittelt werden.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung als sogenanntes Flash-System, insbesondere als Flash-LiDAR, ausgestaltet sein. Dabei können Abtastsignale, insbesondere Anteile von Abtastsignalen, gleichzeitig einen größeren Teil des Überwachungsbe- reichs oder den gesamten Überwachungsbereich beleuchten.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung als laserbasiertes Entfernungsmesssystem ausgestaltet sein. Laserbasierte Entfernungsmesssysteme können Laser, insbesondere Diodenlaser, als Signalquellen aufweisen. Mit Lasern können insbesondere gepulste Laserstrahlen als Abtastsignal gesendet werden. Mit Lasern können Abtastsignal in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbereichen emittiert werden. Entsprechend können Empfänger wenigstens einer Empfangseinrichtung der Detektionsvorrichtung für die Wellenlänge der ausgesendeten Abtastsignal ausgelegte Detektoren, insbesondere Punktsensoren, Zeilensensoren und/oder Flächensensoren, im Besonderen eine (Lawinen)fotodioden, Photodiodenzeilen, CCD- Sensoren, Active-Pixel-Sensoren, insbesondere CMOS-Sensoren oder dergleichen, aufweisen oder daraus bestehen.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens einen Oberflächenemitter als Signalquelle aufweisen. Ein Oberflächenemitter, im englischen auch als vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) bezeichnet, ist ein Halbleiterlaser, bei dem die elektromagnetischen Abtastsignale senkrecht zur Ebene des Halbleiterchips abgestrahlt werden. Auf diese Weise können die Abtastsignale gezielt zu dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper gesendet werden.
Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Landfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bussen, Motorrädern oder dergleichen, Luftfahrzeugen, insbesondere Drohnen, und/oder Wasserfahrzeugen verwendet wer- den. 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, in der Robotik und/oder bei Maschinen, insbesondere Bau- oder Transportmaschinen, wie Kränen, Baggern oder dergleichen, eingesetzt werden.
Die Detektionsvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs oder einer Maschine, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer- Informationseinrichtung und/oder einem Parkassistenzsystem und/oder einem Gestenerkennungssystem oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein Teil der Funktionen des Fahrzeugs oder der Maschine autonom oder teilautonom ausgeführt werden.
Die Detektionsvorrichtung kann zur Erfassung von stehenden oder bewegten Objekten, insbesondere Fahrzeugen, Personen, Tieren, Pflanzen, Hindernissen, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöchern oder Steinen, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräumen, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, und/oder von Bewegungen und/oder Gesten eingesetzt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Signaleinkopplungsbereich innerhalb des wenigstens einen umfangsmäßigen Signalaustrittsabschnitts angeordnet sein. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Signalquelle so angeordnet werden, dass sie das Beleuchtungsfeld außerhalb des wenigstens einen Signalaustrittsabschnitts nicht verdeckt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Zerstreuungsmittel zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen wenigstens teilweise in wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich des wenigstens einen Signalwellen- Leitkörpers realisiert sein und/oder wenigstens ein Zerstreuungsmittel zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen wenigstens teilweise mit wenigstens einer Signaleintrittsfläche in wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers realisiert sein, welche wenigstens abschnittsweise unterschiedliche Richtungen aufweist, und/oder wenigstens ein Zerstreuungsmittel zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen wenigstens teilweise mit mehreren Signaleintrittsflächen in wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers realisiert sein, welche unterschiedliche Richtungen aufweisen, und/oder wenigstens ein Zerstreuungsmittel zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen wenigstens teilweise mit wenigstens einer für elektromagnetische Abtastsignale wenigstens teilweise reflektierenden Fläche des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers realisiert sein. Auf diese Weise können Zerstreuungsmittel, mit denen elektromagnetische Abtastsignal zerstreut werden können, einfach und/oder platzsparend in Verbindung mit dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper realisiert werden. Mit dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper können die Abtastsignale sowohl geleitet als auch zerstreut werden. Es sind hierzu keine weiteren Mittel, beispielsweise Optiken oder dergleichen, erforderlich.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zerstreuungsmittel wenigstens teilweise in wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich des wenigstens einen Signalwellen- Leitkörpers realisiert sein. So können die Abtastsignale bereits beim Eintritt in den wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper zerstreut werden.
Der wenigstens eine Signaleinkopplungsbereich kann derart ausgestaltet sein, dass von der wenigstens einen Signalquelle kommende Abtastsignale bereits beim Eintritt in den wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper zerstreut werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein separates Zerstreuungsmittel zwischen wenigstens einer Signalquelle und wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich angeordnet sein. Auf diese Weise können die Abtastsignale bereits vor Eintritt in den wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper zerstreut werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Zerstreuungsmittel wenigstens teilweise mit wenigstens einer Signaleintrittsfläche in wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers realisiert sein, welche wenigstens abschnittsweise unterschiedliche Richtungen aufweist. Auf diese Weise können die Abtastsignale beim Durchtritt durch die wenigstens eine Signaleintrittsfläche und auch in Kombination mit den Reflexionsflächen in unterschiedliche Richtungen umgelenkt und so zerstreut werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Zerstreuungsmittel zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen wenigstens teilweise mit mehreren Signaleintrittsflächen in wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers realisiert sein, welche unterschiedliche Richtungen aufweisen. Auf diese Weise können die Abtastsignale gezielter zerstreut werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Zerstreuungsmittel mit wenigstens einer für Abtastsignale wenigstens teilweise reflektierenden Fläche des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers realisiert sein. Auf diese Weise sind keine separaten Zerstreuungsmittel erforderlich. Für Abtastsignale wenigstens teilweise reflektierende Flächen können insbesondere durch Beschichtung entsprechender Flächen des wenigstens ein Signalwellen-Leitkörpers einfach realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Signaleintrittsfläche wenigstens eines Signalwellen-Leitkörpers für elektromagnetische Abtastsignale halbdurchlässig sein. Auf diese Weise können die Abtastsignale durch die wenigstens eine Signaleintrittsfläche in den Signalwellen-Leitkörper gelangen. In umgekehrter Richtung werden Abtastsignale, welche in dem Signalwellen-Leitkörper geleitet werden, an der wenigstens einen Signaleintrittsfläche reflektiert. So können die Abtastsignalen nicht durch die wenigstens eine Signaleintrittsfläche aus dem Signalwellen-Leitkörper heraus gelangen.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zerstreuungsmittel mit für elektromagnetische Abtastsignalen wenigstens teilweise reflektierenden Außenflächen des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers realisiert sein. Außenflächen des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers können einfach von außen mit entsprechenden reflektierend wirkenden Beschichtungen, insbesondere Metallbeschichtungen oder dergleichen, versehen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Zerstreuungsmittel zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen wenigstens teilweise mit wenigstens einem Teil wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts realisiert sein und/oder wenigstens ein Zerstreuungsmittel zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen mit wenigstens einem Teil wenigstens einer Signalaustrittsfläche we- nigstens eines Signalaustrittsabschnitts realisiert sein, welche wenigstens abschnittsweise unterschiedliche Richtungen aufweist, und/oder wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts von der gedachten Achse aus betrachtet wenigstens abschnittsweise konkav gekrümmt sein und/oder wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts wenigstens abschnittsweise eine für elektromagnetische Abtastsignale wenigstens teilweise reflektierende Struktur realisieren. Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt wenigstens ein Zerstreuungsmittel realisiert werden zur Zerstreuung der Abtastsignale beim Austritt aus dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zerstreuungsmittel mit wenigstens einem Teil der wenigstens einen Signalaustrittsfläche wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts realisiert sein, welche wenigstens abschnittsweise unterschiedliche Richtungen aufweist. Auf diese Weise kann mit der Signalaustrittsfläche eine Zerstreuung der Abtastsignale beim Austritt aus dem wenigstens ein Signalwellen-Leitkörper realisiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts von der gedachten Achse aus betrachtet wenigstens abschnittsweise konkav gekrümmt sein. Auf diese Weise kann ein Signalaustrittsabschnitt mit für die Abtastsignale zerstreuender Wirkung realisiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts wenigstens abschnittsweise eine für elektromagnetische Abtastsignalen wenigstens teilweise reflektierende Struktur realisieren. Mithilfe der wenigstens teilweise reflektierenden Struktur können Abtastsignale, welche vom Inneren des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers kommen, an der Innenseite der wenigstens einen Signalaustrittsfläche zum Teil reflektiert und zum Teil durch die Signalaustrittsfläche hindurchgelassen werden. Auf diese Weise kann die Zerstreuung der Abtastsignale weiter verbessert werden.
Der an der teilweise reflektierenden Struktur reflektierte Anteil der Abtastsignale kann, falls der Anteil auf andere wenigstens teilweise reflektierende Bereiche trifft, erneut reflektiert werden, oder falls reflektierte Anteile der Abtastsignale auf wenigstens teilweise durchlässige Bereiche der wenigstens einen Signalaustrittsfläche trifft, aus dem Signalwellen-Leitkörper heraustreten. Insgesamt kann so die Zerstreuung der Abtastsignale weiter verbessert werden und das Beleuchtungsfeld gleichmäßiger mit Abtastsignalen beleuchtet werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine wenigstens teilweise reflektierende Struktur der wenigstens einen Signalaustrittsfläche eine Sägezahnstruktur sein.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens abschnittsweise eine ausleuchtende Form, insbesondere eine konkave Form und/oder eine Sägezahnstruktur, aufweisen. Auf diese Weise kann die Zerstreuung der Abtastsignale weiter verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann sich wenigstens ein Signalaustrittsabschnitt, insbesondere wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts, in Richtung der gedachten Achse betrachtet wenigstens abschnittsweise entlang eines Kreises, eine Ellipse, eines Ovals und/oder eines Vielecks, insbesondere eines Quadrats oder eines Rechtecks, erstrecken und/oder wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts wenigstens abschnittsweise bezüglich der gedachten Achse von radial innen nach radial außen, insbesondere radial, gerichtet sein. Auf diese Weise kann ein den wenigstens einen Sig- nalwellen-Leitkörper bezüglich der gedachten Achse radial außen umgebendes Beleuchtungsfeld besser mit Abtastsignalen beleuchtet werden.
Vorteilhafterweise kann sich wenigstens ein Signalaustrittsabschnitt, insbesondere wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts, in Richtung der gedachten Achse betrachtet wenigstens abschnittsweise entlang eines Kreises, eine Ellipse, eines Ovals und/oder eines Vielecks, insbesondere eines Quadrats oder eines Rechtecks, erstrecken. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Signal- wellen-Leitkörper einfacher mit einer definierten Form realisiert werden. Je nach Verwendungszweck der Detektionsvorrichtung und/oder dem Aufbau der Bauteile der Detektionsvorrichtung kann der wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt entsprechend geformt sein.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts wenigstens abschnittsweise bezüglich der gedachten Achse von radial innen nach radial außen gerichtet sein. Auf diese Weise kann ein bezüglich Achse umfangsmäßiges Beleuchtungsfeld von radial innen nach radial außen mit Abtastsignalen beleuchtet werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens abschnittsweise schräg zu der gedachten Achse gerichtet sein. Auf diese Weise können Abtastsignale, welche in eine Ebene senkrecht zu der gedachten Achse zu der wenigstens eine Signalaustrittsfläche geleitet werden, beim Durchtritt durch die wenigstens eine Signalaustrittsfläche von dieser Ebene abgelenkt werden. So kann die Ausdehnung des Beleuchtungsfeldes in Richtung der gedachten Achse vergrößert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die wenigstens eine Signalaustrittsfläche wenigstens abschnittsweise senkrecht zu der gedachten Achse, also radial, gerichtet sein. Auf diese Weise können Abtastsignale, welche in der Ebene senkrecht zu der gedachten Achse zu der wenigstens eine Signalaustrittsfläche geleitet werden, beim Durchtritt durch die wenigstens eine Signalaustrittsfläche in dieser Ebene verbleiben.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Detektionsvorrichtung ein Unterboden-LiDAR-System, ein 360°-LiDAR-System oder ein 360°- Unterboden-LiDAR- System sein. Mit einem LiDAR-System können Positionen von erfassten Objekten im Überwachungsbereich ermittelt werden.
Mit einem Unterboden-LiDAR-System kann ein Bereich unterhalb eines Fahrzeugs auf Objekte hin überwacht werden. So können unter dem Fahrzeug befindliche Objekte erkannt werden, welche beim Anfahren des Fahrzeugs beschädigt werden können und/oder das Fahrzeugs beschädigen können. So können insbesondere Kinder oder Tiere erkannt werden, welche beim Anfahren des Fahrzeugs verletzt werden könnten.
Mit einem 360°-LiDAR-System kann die Umgebung in Umfangsrichtung bezüglich der gedachten Achse lückenlos überwacht werden.
Mit einem 360°-Unterboden-LiDAR-System kann der Bereich unterhalb des Fahrzeugs bezüglich der gedachten Achse in Umfangsrichtung lückenlos überwacht werden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Signalwellen- Leitkörper wenigstens eine Platte aus Signalwellen von Abtastsignalen leitendem Medium aufweisen, deren äußere Umfangsseite einen Signalaustrittsabschnitt bildet, und/oder wenigstens ein Signalwellen-Leitkörper wenigstens einen Ring aus Signalwellen von Abtastsignalen leitendem Medium aufweisen, dessen äußere Umfangsseite einen Signalaustrittsabschnitt bildet. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Signalwellen-Leitkörper einfacher und kompakter realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Signalwellen-Leitkörper wenigstens eine Platte aus Signalwellen von Abtastsignalen leitendem Medium aufweisen. Auf diese Weise können Abtastsignale auf unzählig vielen unterschiedlichen Signalpfaden innerhalb des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers geleitet werden. So können die Abtastsignale noch gleichmäßiger in das Beleuchtungsfeld und damit in den Überwachungsbereich gesendet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Signalwellen-Leitkörper wenigstens einen Ring aus Signalwellen von Abtastsignalen leitendem Medium aufweisen. Auf diese Weise können die Abtastsignale um eine Öffnung, die von dem ringförmigen Signalwellen-Leitkörper umgeben wird, herum in den Signalaustrittsabschnitt verteilt und in den Überwachungsbereich gestrahlt werden.
Alternativ oder zusätzlich können durch die Öffnung, die von dem ringförmigen wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper umgeben wird, Signalpfade der wenigstens einen Empfangseinrichtung führen. So kann die Detektionsvorrichtung insgesamt kompakter aufgebaut werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Signalwellen-Leitkörper wenigstens eine ringförmige Platte aufweisen. Auf diese Weise können die Vorteile einer Platte und eines Rings kombiniert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine bezüglich der gedachten Achse axiale Stirnseite, insbesondere zwei bezüglich der gedachten Achse axial gegenüberliegende Stirnseiten, des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers für die Abtastsignale reflektierende Eigenschaften aufweisen. Auf diese Weise können Ab- tastsignale, welche in dem wenigstens ein Signalwellen-Leitkörper zu der wenigstens einen Stirnseite geleitet werden, an dieser reflektiert werden. So können die Abtastsignale den wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper an der axialen Stirnseite nicht verlassen. Durch die Reflexion werden Mehrfachreflexionen innerhalb des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers ermöglicht, welche die Zerstreuung der Abtastsignale weiter verbessern.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine axiale Stirnseite des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers mit einer für die Abtastsignale reflektierenden Schicht, insbesondere einer Metallschicht oder dergleichen, versehen sein. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Stirnseite einfach mit reflektierenden Eigenschaften versehen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Signalwellen-Leitkörper wenigstens eine Öffnung realisieren, durch die wenigstens ein Empfangssignalpfad wenigstens einer Empfangseinrichtung führt. Auf diese Weise können wenigstens ein Empfänger der Empfangseinrichtung und die wenigstens eine Signalquelle platzsparend auf derselben Seite des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers angeordnet werden. So können der wenigstens eine Empfänger und die wenigstens eine Signalquelle auf derselben Seite eines Trägers, insbesondere einer Leiterplatte, befestigt sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein die wenigstens eine Öffnung umgebende Innenseite des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers für Abtastsignale, die in den Signalwellen-Leitkörper geleitet werden, reflektierende Eigenschaften, insbesondere eine Reflexionsfläche, aufweisen. Auf diese Weise können Abtastsignale, welche sich in dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper in Richtung der wenigstens einen Öffnung ausbreiten, an der Innenseite, insbesondere der Reflexionsfläche, reflektiert werden. So kann vermieden werden, dass Abtastsignale aus dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper heraus in die wenigstens eine Öffnung, insbesondere in den wenigstens ein Empfangssignalpfad, gelangen.
Vorteilhafterweise kann die die wenigstens eine Öffnung umgebende Innenseite des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers eine insbesondere bezüglich der gedachten Achse umfangsmäßig zusammenhängende Reflexionsfläche aufweisen. An der Refle- xionsfläche können Abtastsignale innerhalb des wenigstens einen Signalwellen- Leitkörpers reflektiert werden. Eine Reflexionsfläche kann einfach insbesondere durch Beschichtung mit reflektierenden Material, insbesondere Metall oder dergleichen, realisiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann sich wenigstens eine Öffnung zu ihrer wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich des wenigstens einen Signalwellen- Leitkörpers zugewandten Seite verjüngen und/oder wenigstens eine Öffnung in Richtung der gedachten Achse betrachtet eine ovale Form aufweisen. Auf diese Weise können von dem wenigstens einen Signaleinkopplungsbereich kommende in dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper geleitete Abtastsignale unter einem stumpfen Winkel an der die wenigstens eine Öffnung umgebenden Innenseite des wenigstens einen Sig- nalwellen-Leitkörpers reflektiert werden. Die Abtastsignale können so effizienter in den Bereich des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers geleitet werden, der sich auf der dem wenigstens einen Signaleinkopplungsbereich abgewandten Seite der wenigstens eine Öffnung befindet. Die Abtastsignale können so besser mithilfe von Reflexionen, insbesondere Mehrfachreflexionen, in dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper um die wenigstens eine Öffnung herumgeleitet werden. So können Blindzonen von den wenigstens ein Signaleinkopplungsbereich betrachtet hinter der wenigstens einen Öffnung verringert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann radial außerhalb der wenigstens einen Öffnung wenigstens ein äußerer Reflexionsbereich, insbesondere eine wenigstens teilweise reflektierende Einbettung und/oder eine Einkerbung, angeordnet sein, welche wenigstens eine äußere Reflexionsfläche bildet, die der wenigstens einen Öffnung, insbesondere der Reflexionsfläche um die wenigstens eine Öffnung, zugewandt ist. Auf diese Weise können Abtastsignale, welche von der wenigstens einen Öffnung, insbesondere von der Reflexionsfläche um die wenigstens eine Öffnung, und/oder von dem Signaleinkopplungsbereich kommen und auf den wenigstens einen äußeren Reflexionsbereich treffen, umgelenkt werden. So können die Abtastsignale gewissermaßen um die Öffnung herum gelenkt werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein äußerer Reflexionsbereich mit einer wenigstens teilweise reflektierenden Einbettung, insbesondere Metall oder dergleichen, in dem Material des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers realisiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein äußerer Reflexionsbereich mit einer Einkerbung realisiert werden. Die Oberfläche der Einkerbung kann mit einem wenigstens teilweise reflektierenden Material, insbesondere Metall, beschichtet werden und so die wenigstens eine äußere Reflexionsfläche bilden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Empfangseinrichtung wenigstens einen Empfänger zur Umwandlung von elektromagnetischen Echosignalen in elektrische Empfangssignale und wenigstens eine Empfangssignalumlenkeinrichtung zur Umlenkung von Echosignalen auf wenigstens einen Empfänger aufweisen.
Mithilfe der Empfangssignalumlenkeinrichtung können aus dem Überwachungsbereich, respektive dem Empfangssichtfeld, kommende Echosignale auf den wenigstens einen Empfänger gelenkt werden.
Mit dem wenigstens einen Empfänger können die elektromagnetischen Echosignale in elektrische Empfangssignale umgewandelt werden. Elektrische Empfangssignale können mit einer elektrischen Einrichtung, insbesondere einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung der Detektionsvorrichtung, verarbeitet werden. Aus den elektrischen Empfangssignalen können Objektinformationen, insbesondere Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten von erfassten Objekten relativ zu einem Bezugsbereich der Detektionsvorrichtung und/oder gegebenenfalls des Fahrzeugs ermittelt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens ein Empfänger und wenigstens eine Empfangssignalumlenkeinrichtung auf derselben Seite wenigstens eines Signalwellen-Leitkörpers der wenigstens einen Sendeeinrichtung angeordnet sein und/oder wenigstens ein Empfänger und wenigstens eine Empfangssignalumlenkeinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten wenigstens eines Signalwellen-Leitkörpers angeordnet sein, wobei der Empfangssignalpfad zwischen dem wenigstens einen Empfänger und der wenigstens einen Empfangssignalumlenkeinrichtung durch eine Öffnung führen kann, welche innerhalb des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers realisiert sein kann. Auf diese Weise kann die Detektionsvorrichtung einfacher und/oder platzsparender realisiert werden.
Vorteilhafterweise können wenigstens eine Empfänger und wenigstens eine Empfangssignalumlenkeinrichtung auf derselben Seite wenigstens eines Signalwellen-Leitkörpers angeordnet sein. Auf diese Weise ist keine Öffnung für den Empfangssignalpfad innerhalb des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers erforderlich.
Alternativ oder zusätzlich können wenigstens ein Empfänger und wenigstens eine Empfangssignalumlenkeinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten wenigstens eines Signalwellen-Leitkörpers angeordnet sein. Auf diese Weise können die wenigstens eine Sendeeinrichtung und die wenigstens eine Empfangseinrichtung kompakter realisiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine Sendeeinrichtung und wenigstens eine Empfangseinrichtung auf derselben Seite eines Trägers, insbesondere einer Leiterplatte, der Detektionsvorrichtung angeordnet sein und/oder wenigstens eine Sendeeinrichtung und wenigstens eine Empfangseinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten eines Trägers, insbesondere einer Leiterplatte, der Detektionsvorrichtung angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Detektionsvorrichtung insgesamt flexibler gestaltet sein.
Vorteilhafterweise können wenigstens eine Sendeeinrichtung und wenigstens eine Empfangseinrichtung auf derselben Seite eines Trägers angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine räumliche Ausdehnung insbesondere in Richtung der gedachten Achse der Detektionsvorrichtung verringert werden.
Alternativ oder zusätzlich können wenigstens eine Sendeeinrichtung und wenigstens eine Empfangseinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten eines Trägers realisiert sein. Auf diese Weise kann auf eine Öffnung für wenigstens ein Empfangssignalpfad innerhalb wenigstens eines Signalwellen-Leitkörpers verzichtet werden. Der Empfangssignalpfad und der Sendesignalpfad können so einfacher voneinander getrennt werden. Vorteilhafterweise kann es sich bei dem Träger um eine Leiterplatte handeln. Mithilfe der Leiterplatte können zusätzlich zu einer Haltefunktion auch elektrische Kontakte realisiert werden. So können Signalquellen der wenigstens einen Sendeeinrichtung, insbesondere Diodenlaser, Empfänger der wenigstens einen Empfangseinrichtung, eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung und andere elektrische, elektromechanische oder elektrooptische Bauteile, wie elektrische Verbindungsteile, direkt auf Leiterbahnen des Trägers angeordnet und kontaktiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Detektionsvorrichtung wenigstens eine Steuereinrichtung aufweisen, mit der die Sendeeinrichtung und/oder die Empfangseinrichtung gesteuert werden kann, und/oder die Detektionsvorrichtung wenigstens eine Auswerteeinrichtung aufweisen, mit der auf Basis von empfangenen Echosignalen, insbesondere aus elektrischen Empfangssignalen, Informationen über den wenigstens einen Überwachungsbereich ermittelt werden können. Auf diese Weise können Steuer- und/oder Auswertefunktionen direkt mit der Detektionsvorrichtung realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung wenigstens eine Steuereinrichtung aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Detektionsvorrichtung wenigstens eine Auswerteeinrichtung aufweisen. Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung eine Steuer- und Auswerteeinrichtung aufweisen. Auf diese Weise können Steuerfunktionen und Auswertefunktionen kombiniert werden.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrzeug dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Signalzerstreuungseinrichtung wenigstens einen Signalwellen- Leitkörper zur Leitung elektromagnetischer Abtastsignale umfasst, wobei der wenigstens eine Signalwellen-Leitkörper wenigstens einen Signaleinkopplungsbereich für von wenigstens einer Signalquelle kommende Abtastsignal und wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt aufweist, der sich an einer bezüglich der gedachten Achse radial äußeren Umfangsseite des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers umfangsmäßig zusammenhängend erstreckt und in dem elektromagnetische Abtastsignale, die in dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper geleitet werden, aus dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper austreten können. Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug wenigstens eine Detektionsvorrichtung auf, mit welcher wenigstens ein Überwachungsbereich überwacht werden kann. Mit der wenigstens einen Detektionsvorrichtung kann wenigstens ein Überwachungsbereich außerhalb des Fahrzeugs und/oder innerhalb des Fahrzeugs insbesondere auf Objekte hin überwacht werden.
Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug wenigstens ein Fahrerassistenzsystem aufweisen. Mithilfe eines Fahrerassistenzsystems kann das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Detektionsvorrichtung funktional mit wenigstens einem Fahrerassistenzsystem verbunden sein. Auf diese Weise können Informationen über einen Überwachungsbereich, insbesondere Objektinformationen, die mit der wenigstens einen Detektionsvorrichtung ermittelt werden, mit dem wenigstens einen Fahrerassistenzsystem zur Steuerung eines autonomen oder teilautonomen Betrieb des Fahrzeugs herangezogen werden.
Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass die elektromagnetischen Abtastsignale in wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper eingekoppelt, in dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper in wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt, welcher sich Körpers umfangsmäßig zusammenhängend erstreckt, geleitet und aus dem wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt zerstreut in den Überwachungsbereich gesendet werden.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung, dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich- nung 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
Figur 1 einen Personenkraftwagen in der Vorderansicht, mit einem Fahrerassistenzsystem und einem 360°-Unterboden-LiDAR-System zur Rundumüberwachung eines Überwachungsbereichs unter dem Personenkraftwagen;
Figur 2 eine Seitenansicht eines LiDAR-Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, welches bei dem Personenkraftwagen aus der Figur 1 Verwendung findet;
Figur 3 eine Unteransicht eines Signalwellen-Leitkörpers des LiDAR-Systems aus der Figur 2;
Figur 4 eine Unteransicht eines Signalwellen-Leitkörpers, welcher bei einem Li- DAR-System gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches zu dem LiDAR-System aus der Figur 2 ähnlich ist, Verwendung finden kann;
Figur 5 eine Seitenansicht eines LiDAR-Systems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, welches bei dem Personenkraftwagen aus der Figur 1 Verwendung finden kann;
Figur 6 eine Unteransicht eines Signalwellen-Leitkörpers des LiDAR-Systems aus der Figur 5;
Figur 7 eine Unteransicht eines Signalwellen-Leitkörpers, welcher bei einem LiDAR-System gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, welches zu dem LiDAR-System aus der Figur 5 ähnlich ist, Verwendung finden kann;
Figur 8 eine Unteransicht eines Signalwellen-Leitkörpers, welcher bei dem LiDAR- System gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, welches zu dem LiDAR-System aus der Figur 5 ähnlich ist, Verwendung finden kann;
Figur 9 eine Unteransicht eines Signalwellen-Leitkörpers, welcher bei dem LiDAR- System gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, welches zu dem LiDAR-System aus der Figur 5 ähnlich ist, Verwendung finden kann.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Fahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderansicht gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 12, mit dem das Fahrzeug 10 autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden kann. Ferner umfasst das Fahrzeug 10 eine Detektionsvorrichtung in Form eines 360°-Unterboden- LiDAR-Systems 14. Das LiDAR-System 14 ist am Unterboden des Fahrzeugs 10 beispielsweise zentral angeordnet.
Mit dem LiDAR-System 14 kann ein Überwachungsbereich 20 unterhalb des Fahrzeugs 10 auf Objekte hin überwacht werden. Der Überwachungsbereich 20 erstreckt sich über einen Winkel von 360° um eine gedachte Achse 18. Die Achse 18 erstreckt sich beispielhaft parallel zu einer Fahrzeughochachse des Fahrzeugs 10.
Der besseren Orientierung wegen sind in den Figuren 1 bis 7 die entsprechenden Koordinatenachsen eines kartesischen x-y-z-Koordinatensystems eingezeichnet. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen erstreckt sich die x-Achse in Fahrtrichtung parallel zu einer Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs 10, die y-Achse erstreckt sich parallel zu einer Fahrzeugquerachse und die z-Achse erstreckt sich senkrecht zur x-y-Ebene parallel zu einer Fahrzeughochachse nach räumlich oben. Sofern 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.
Das LiDAR-System 14 kann zur Erfassung von stehenden oder bewegten Objekten, beispielsweise Personen, Tieren oder sonstigen Objekten, die sich unterhalb des Fahrzeugs 10 befinden, eingesetzt werden.
Das LiDAR-System 14 ist funktional mit dem Fahrerassistenzsystem 12 verbunden. Informationen aus dem Überwachungsbereich 20, welche mit dem LiDAR-System 14 erfasst werden, können an das Fahrerassistenzsystem 12 übermittelt werden. Das Fahrerassistenzsystem 12 kann auf Basis der übermittelten Informationen das Fahrzeug 10 oder Funktionen des Fahrzeugs 10 autonom oder teilautonom betreiben. Beispielsweise kann, falls mit dem LiDAR-System 14 ein Objekt unterhalb des Fahrzeugs 10 erfasst wird, mit dem Fahrerassistenzsystem 12 verhindert werden, dass das Fahrzeug 10 an- fährt. So kann verhindert werden, dass ein unter dem Fahrzeug 10 befindliches Objekt beim Anfahren zu Schaden kommt oder zu Schäden am Fahrzeug 10 führt.
Das LiDAR-System 14 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der Figuren 2 und 3 näher erläutert. Figur 2 zeigt einen schematischen Aufbau des LiDAR-Systems 14 in einer Seitenansicht.
Das LiDAR-System 14 umfasst eine Sendeeinrichtung 22, eine Empfangseinrichtung 24 und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 26.
Mit der Sendeeinrichtung 22 können elektromagnetische Abtastsignale 28 beispielsweise in Form von Laserpulsen in ein Beleuchtungsfeld 52 gesendet werden. Beispielsweise ist das LiDAR-System 14 als sogenanntes Flash-LiDAR-System ausgestaltet. Dabei werden die erzeugten Abtastsignale 28 gleichzeitig ähnlich eines Blitzes möglichst gleichmäßig in das Beleuchtungsfeld 52 gesendet.
Mit der Empfangseinrichtung 24 können elektromagnetische Echosignale 30, welche von in einem Empfangssichtfeld 56 der Empfangseinrichtung 24 reflektierten Abtastsignalen 28 herrühren, empfangen und in entsprechende elektrische Empfangssignale umgewandelt werden.
Die Überlappung des Empfangssichtfelds 56 mit dem Beleuchtungsfeld 52 bildet den Überwachungsbereich 20, der mit dem LiDAR-System 14 überwacht werden kann.
Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 kann die Sendeeinrichtung 22 zur Aussendung von Abtastsignalen 28 angesteuert werden. Außerdem können mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 aus elektrischen Empfangssignale, welche mit der Empfangseinrichtung 24 aus den Echosignalen 30 gewonnen werden, Objektinformationen, beispielsweise Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten von erfassten Objekten relativ zum LiDAR-System 14 und/oder relativ zum Fahrzeug 10, ermittelt werden.
Ferner umfasst das LiDAR-System 14 eine Leiterplatte 32, auf der die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26, ein Empfänger 34 der Empfangseinrichtung 24 und eine Sig- nalquelle 36 der Sendeeinrichtung 22 angeordnet sind. Ferner ist auf der Leiterplatte 32 ein Anschlussstecker 38 für Verbindungs- und Versorgungsleitungen angeordnet. Die Verbindungs- und Versorgungsleitungen führen beispielsweise zu einem Steuergerät des Fahrzeugs 10 und/oder zum Fahrerassistenzsystem 12. Bei einer nicht gezeigten Ausgestaltung kann das LiDAR-System 14 mehrere Leiterplatten umfassen.
Die Sendeeinrichtung 22 und die Empfangseinrichtung 24 befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte 32.
Die Sendeeinrichtung 22, die Empfangseinrichtung 24, die Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 und die Leiterplatte 32 sind in einem ansonsten nicht gezeigten Gehäuse des LiDAR-Systems 14 angeordnet, welches in den Figuren 2 und 3 der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt ist. Das Gehäuse des LiDAR-Systems 14 umfasst geeignete Fenster, die für Abtastsignale 28 und Echosignale 30 durchlässig sind.
Die Sendeeinrichtung 22 umfasst die bereits erwähnte Signalquelle 36 und eine Signalzerstreuungseinrichtung 40.
Bei der Signalquelle 36 handelt es sich beispielsweise um eine Laserdiode, zum Beispiel einen Oberflächenemitter (VCSEL), welcher auf einer Seite der Leiterplatte 32 angeordnet ist. Die Signalquelle 36 ist so ausgestaltet und ausgerichtet, dass die Abtastsignale 28 in Richtung der gedachten Achse 18 von der Leiterplatte 32 weg gesendet werden.
Die Signalzerstreuungseinrichtung 40 weist einen Signalwellen-Leitkörper 41 in Form einer Platte aus einem für die elektromagnetischen Abtastsignale 28 leitenden Medium, beispielsweise einem lichtleitenden Medium, zum Beispiel Kunststoff oder Glas, auf.
Der Signalwellen-Leitkörper 41 hat in Richtung der Achse 18 betrachtet eine kreisrunde Form. In der Figur 3 ist der Signalwellen-Leitkörper 41 mit Blick auf die der Leiterplatte 32 abgewandte Stirnseite 51 b gezeigt.
Die Signalzerstreuungseinrichtung 40 weist einen Signaleinkopplungsbereich 42 mit einer Signaleintrittsfläche 44 und mehreren Signalreflexionsflächen 46 auf. Die Signal- eintrittsfläche 44 und die Signalreflexionsflächen 46 sind Flächen des Signalwellen- Leitkörpers 41 . Die Signalquelle 36 und der der Signaleinkopplungsbereich 42 sind entlang der Achse 18 angeordnet. In dem Signaleinkopplungsbereich 42 können die von der Signalquelle 36 kommenden Abtastsignale 28 in den Signalwellen-Leitkörper 41 eingekoppelt werden.
Die Signaleintrittsfläche 44 befindet sich auf der der Signalquelle 36 zugewandten Stirnseite 51 a des Signalwellen-Leitkörpers 41. Die Signaleintrittsfläche 44 ist für Abtastsignale 28 nur in Richtung von der Signalquelle 36 kommend durchlässig. Abtastsignal 28 können so in den Signalwellen-Leitkörper 41 hinein aber nicht aus diesem heraus gelangen. Auf der dem Signalwellen-Leitkörper 41 zugewandten Innenseite hat die Signaleintrittsfläche 44 auf die Abtastsignal 28 reflektierende Wirkung. Die Signaleintrittsfläche 44 ist von der Signalquelle 36 aus betrachtet konkav gekrümmt. So werden die Abtastsignale 28 beim Eintritt in den Signalwellen-Leitkörper 41 von der Achse 18 weg zerstreut.
Die Signalreflexionsflächen 46 befinden sich auf der der Signaleintrittsfläche 44 gegenüberliegenden Stirnseite 51 b des Signalwellen-Leitkörpers 41. Die Signalreflexionsflächen 46 sind auf ihren dem Inneren des Signalwellen-Leitkörpers 41 zugewandten Seiten für Abtastsignal 28 reflektierend. Hierzu können die Außenseiten des Signalwellen- Leitkörpers 41 mit einem reflektierenden Material, beispielsweise Metall oder dergleichen, zumindest teilweise beschichtet sein. Eine zentrale Signalreflexionsfläche 46 ist beispielhaft von der Signalquelle 36 aus betrachtet konvex gekrümmt. Eine seitliche Signalreflexionsfläche 46 verläuft schräg zu der zentralen Signalreflexionsfläche 46. Auf diese Weise werden an den Signalreflexionsflächen 46 reflektierte Abtastsignale 28 von der Achse 18 weg zerstreut.
Die an der Signaleintrittsfläche 44 zerstreuten Anteile der Abtastsignale 28 und die an den Signalreflexionsflächen 46 reflektierten und zerstreuten Anteile der Abtastsignale 28 werden in unterschiedliche Richtungen innerhalb des Signalwellen-Leitkörpers 41 geleitet. Der Signaleinkopplungsbereich 42 mit der Signaleintrittsfläche 44 und den Signalreflexionsflächen 46 bilden eintrittsseitige Zerstreuungsmittel zur Zerstreuung der Abtastsignal 28. Bezüglich der Achse 18 radial außen weist der Signalwellen-Leitkörpers 41 einen im Wesentlichen umfangsmäßig zusammenhängenden Signalaustrittsabschnitt 48 auf. Die radial äußeren Umfangsseiten des Signalaustrittsabschnitts 48 bildet eine umfangsmäßige zusammenhängende Signalaustrittsfläche 50 für die Abtastsignale. Die Signalaustrittsfläche 50 ist für die Abtastsignale 28 durchlässig. Im Bereich der Signalaustrittsfläche 50 ist der Signalaustrittsabschnitt 48 abgerundet. Von der Achse 18 aus betrachtet ist die Signalaustrittsfläche 50 eine konkav gekrümmt. Insgesamt hat der Signalaustrittsabschnitt 48 eine zerstreuende Wirkung auf die austretenden Abtastsignal 28 sowohl in Richtung der Achse 18 als auch bezüglich der Achse 18 in tangentialer Richtung. Der Signalaustrittsabschnitt 48 bildet so austrittsseitige Zerstreuungsmittel für die Abtastsignale 28.
Die bezüglich der Achse 18 axialen Projektionen des Signaleinkopplungsbereichs 42 und der Signalquelle 36 befinden sich innerhalb des Signalaustrittsabschnitts 48. Auf diese Weise wird die Ausbreitung der Abtastsignale 28 außerhalb des Signalaustrittsabschnitts 48 nicht durch die Signalquelle 36 und den Signaleinkopplungsbereich 42 beeinträchtigt.
Die Stirnseiten 51 a und 51 b des Signalwellen-Leitkörpers 41 sind jeweils für die Abtastsignale 28 reflektierend gestaltet. Beispielhaft können die Stirnseiten 51 a und 51 b reflektierend, beispielsweise mit Metall, beschichtet sein. Die in den Signalwellen- Leitkörper 41 geleiteten Abtastsignale 28, welche auf die reflektierenden Stirnseiten 51 a und 51 b des Signalwellen-Leitkörpers 41 treffen, werden an diesen reflektiert.
Die Abtastsignale 28 werden beim Eintritt in den Signalwellen-Leitkörper 41 im Signaleinkopplungsbereich 42 zerstreut. Mit dem Signalwellen-Leitkörper 41 werden die zerstreuten Anteile der Abtastsignale 28 zum Beispiel gleichmäßig in den Signalaustrittsabschnitt 48 zerstreut. Hier können aber auch Vorzugsrichtungen der Ausleuchtung vorgegeben werden. Mit dem Signalaustrittsabschnitt 48 werden die Anteile der Abtastsignale 28 beim Durchtritt durch die Signalaustrittsfläche 50 weiter zerstreut. Mit der Sendeeinrichtung 22 wird insgesamt ein Beleuchtungsfeld 52 ausgeleuchtet, welches sich umfangsmäßig zusammenhängend in einem Winkel von 360° um die Achse 18 erstreckt und sich nach radial außen in Richtung der Achse 18 aufweitet. Die Empfangseinrichtung 24 umfasst eine Empfangssignalumlenkeinrichtung 54 und den Empfänger 34. Der Empfänger 34 und die Empfangssignalumlenkeinrichtung 54 sind beispielhaft entlang der Achse 18 angeordnet.
Die Empfangssignalumlenkeinrichtung 54 umfasst beispielsweise einen Panoramaspiegel. Eine alternative Ausführungsform kann zusätzlich oder alternativ eine entsprechende optische Linse aufweisen. Mit der Empfangssignalumlenkeinrichtung 54 können aus dem Überwachungsbereich 22 kommende Echosignale 30 auf den Empfänger 34 gelenkt werden können. Mit der Empfangssignalumlenkeinrichtung 54 kann ein Empfangssichtfeld 56 realisiert werden, welches sich über einen Winkel von 360° um die Achse 18 erstreckt und welche sich nach radial außen in Richtung der Achse 18 aufweitet.
Der Empfänger 34 ist beispielsweise ein Flächensensor, beispielsweise ein CCD- Sensor oder ein Active-Pixel-Sensor, z.B. ein CMOS-Sensor. Alternativ kann der Empfänger 34 wenigstens einen Punktsensor oder Zeilensensor, beispielsweise wenigstens eine (Lawinen)fotodiode oder wenigstens eine Photodiodenzeile aufweisen oder daraus bestehen. Mit dem Empfänger 34 werden elektromagnetische Echosignale 30 in elektrische Abtastsignale umgewandelt.
Der Empfänger 34 und die Empfangssignalumlenkeinrichtung 54 befinden sich auf derselben Seite der Leiterplatte 32 und derselben Seite des Signalwellen-Leitkörpers 41 .
In der Figur 4 ist ein Signalwellen-Leitkörper 41 für ein LiDAR-System gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit Blick auf die der Leiterplatte 32 zugewandte Stirnseite 51 a gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den Figuren 2 und 3 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Signalwellen-Leitkörper 41 für das LiDAR-System gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine quadratische Platte. Bis auf die Form des Signalwellen-Leitkörpers 41 ist das LiDAR-System gemäß den zweiten Ausführungsbeispiel identisch mit dem LiDAR-System 14 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In den Figuren 5 und 6 ist ein LiDAR-System 14 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den Figuren 2 und 3 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel aus den Figuren 2 und 3 sind bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Sendeeinrichtung 22 und die Empfangseinrichtung 24 auf derselben Seite der Leiterplatte 32 angeordnet. Dabei sind der Empfänger 34 und die Signalquelle 36 auf derselben Seite der Leiterplatte 32 befestigt.
Figur 5 zeigt das LiDAR-System 14 in einer Seitenansicht. In der Figur 6 ist der Signal- wellen-Leitkörper 41 des LiDAR-System 14 in der Draufsicht von der Empfangssignalumlenkeinrichtung 54 aus betrachtet gezeigt.
Die Leiterplatte 32 mit dem Empfänger 34 und der Signalquelle 36 sind auf derselben Seite des Signalwellen-Leitkörpers 41 angeordnet.
Die Empfangssignalumlenkeinrichtung 54 und der Empfänger 34 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Signalwellen-Leitkörpers 41 angeordnet. Ein Empfangssignalpfad 58 zwischen der Empfangssignalumlenkeinrichtung 54 und dem Empfänger 34 führt durch eine durchgängige Öffnung 60 des Signalwellen-Leitkörpers. Die Achse 18 führt durch die Öffnung 60.
Der Signaleinkopplungsbereich 42 befindet sich exzentrisch zur Achse 18 außerhalb der Öffnung 60.
Die Öffnung 60 hat in Richtung der Achse 18 betrachtet etwa eine ovale Form. Die ovale Öffnung 60 verjüngt sich zu ihrer dem Signaleinkopplungsbereich 42 zugewandten Seite.
Der Signalwellen-Leitkörper 41 mit der Öffnung 60 hat insgesamt die Form einer ringförmigen Platte.
Die radial innere Umfangsseite des Signalwellen-Leitkörpers 41 , welche die Öffnung 60 umgibt, bildet eine Reflexionsfläche 64 für die in dem Signalwellen-Leitkörper 41 geleiteten Abtastsignale 28. Beispielsweise kann die radial innere Umfangsseite des Signal- wellen-Leitkörpers 41 mit reflektierendem Material, beispielsweise Metall oder dergleichen, beschichtet sein. Auf diese Weise können Abtastsignale 28 nicht aus dem Sig- nalwellen-Leitkörper 41 in die Öffnung 60 und dem dortigen Empfangssignalpfad 58 gelangen.
Die Signalaustrittsfläche 50 weist eine ausleuchtende Form, zum Beispiel eine von der Achse 18 aus betrachtet konkave Form und eine Sägezahnstruktur 62, auf. Die Sägezahnstruktur 62 bewirkt, dass auf die Innenseite der Signalaustrittsfläche 50 treffende Anteile der Abtastsignale 28 zum Teil durch die Signalaustrittsfläche 50 direkt nach außen in das das Beleuchtungsfeld 52 gelangen und zum Teil reflektiert werden. Bei einer nicht gezeigten Variante des dritten Ausführungsbeispiels wird auf die Sägezahnstruktur 62 verzichtet.
Abtastsignale 28, welche vom Signaleinkopplungsbereich 42 in Richtung auf die Öffnung 60 gelenkt werden, werden an der Reflexionsfläche 64 und einem stumpfen Winkel reflektiert.
Insgesamt werden mit der Reflexionsfläche 64 und der Sägezahnstruktur 62 von dem Signaleinkopplungsbereich 42 kommende Abtastsignale 28 innerhalb des Signalwellen- Leitkörpers 41 durch Mehrfachreflexionen so umgelenkt, dass Anteile der Abtastsignale 28 bezüglich der Achse 18 umfangsmäßig gleichmäßig verteilt aus dem Signalwellen- Leitkörper 41 austreten. Dabei wird ein Teil der Abtastsignale 28 gewissermaßen um die Öffnung 60 herum geleitet. Die Erfindung ermöglicht, dass der Empfangssignalpfad 58 durch den Signalwellen-Leitkörper 41 verlaufen kann, ohne dass dies zu Blindzonen im Beleuchtungsfeld 52 führt. Einige beispielhafte Strahlenwege für zerstreute Anteile des Abtastsignals 28 sind in der Figur 6 gestrichelt angedeutet.
Ferner werden durch das besondere Zusammenwirken der ovalen Reflexionsfläche 64 und der Sägezahnstruktur 62 zeitliche Verzögerungen zwischen den in die unterschiedlichen Bereiche des Beleuchtungsfeldes 52 gesendeten Anteilen der Abtastsignale 28 verringert.
In der Figur 7 ist ein Signalwellen-Leitkörper 41 eines LiDAR-Systems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel mit Blick auf die der Leiterplatte zugewandte Stirnseite gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des dritten Ausführungsbeispiels aus den Fi- guren 5 und 6 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu dem dritten Ausführungsbeispiel aus den Figuren 5 und 6 ist der Signalwel- len-Leitkörper 41 bei dem vierten Ausführungsbeispiel eine außen quadratische Ringplatte. Bis auf die Form des Signalwellen-Leitkörpers 41 ist das LiDAR-System gemäß den vierten Ausführungsbeispiel identisch mit dem LiDAR-System 14 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
In der Figur 8 ist ein LiDAR-System 14 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des dritten Ausführungsbeispiels aus den Figuren 5 und 6 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu dem dritten Ausführungsbeispiel sind bei dem fünften Ausführungsbeispiel zusätzlich zwei äußere Reflexionsbereiche 66 vorgesehen.
Die äußeren Reflexionsbereiche 66 befinden sich von dem Signaleinkopplungsbereich 42 aus betrachtet auf gleicher Höhe auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung 60 innerhalb der Signalaustrittsfläche 50. Beispielhaft befinden sich die äußeren Reflexionsbereiche 66 jeweils im Bereich des Signalaustrittsabschnitts 48.
Die äußeren Reflexionsbereiche 66 sind beispielhaft mit für die Abtastsignale 68 reflektierendem Material, beispielsweise Metall, realisiert, welches in das Material des Signalwellen-Leitkörpers 41 eingebettet sind.
Die äußeren Reflexionsbereiche 66 weisen jeweils eine für die Abtastsignale 28 reflektierende äußere Reflexionsfläche 68 auf, welche der Reflexionsfläche 64 um die Öffnung 60 schräg zugewandt sind. Die äußeren Reflexionsflächen 68 haben von der Öffnung 60 aus betrachtet einen konkaven Verlauf. Die äußeren Reflexionsflächen 68 verlaufen jeweils schräg zum Umfang um die Achse 18. Dabei befindet sich jeweils der Rand der äußeren Reflexionsflächen 68, welcher dem Signaleinkopplungsbereich 42 zugewandt ist, näher an der Achse 18, als der abgewandte Rand. Der dem Signaleinkopplungsbereich 42 jeweils abgewandte Rand der äußeren Reflexionsfläche 68 grenzt an die Signalaustrittsfläche 50.
Mit den äußeren Reflexionsflächen 68 werden Abtastsignale 28, welche von der Reflexionsfläche 64 der Öffnung 60 reflektiert werden, hinter die dem Signaleinkopplungsbe- reich 42 abgewandte Rückseite der Öffnung 60 reflektiert. Auf diese Weise werden die Abtastsignale 28 gewissermaßen um die Öffnung 60 herum gelenkt.
Bei einer nicht gezeigten Ausgestaltung des fünften Ausführungsbeispiels können die äußeren Reflexionsbereiche 66 und die äußeren Reflexionsflächen 68 auch nur teilweise für die Abtastsignale 28 reflektierend sein. Auf diese Weise kann ein Teil der Abtastsignale 28 durch die äußeren Reflexionsbereiche 66 hindurch aus dem Signalwellen- Leitkörper 41 heraus gelangen.
In der Figur 9 ist ein LiDAR-System 14 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des fünften Ausführungsbeispiels aus der Figur 8 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu dem fünften Ausführungsbeispiel sind bei dem sechsten Ausführungsbeispiel die Reflexionsbereiche 66 in Form von Einkerbungen am Rand des Signalwellen-Leitkörpers 41 realisiert. Die Einkerbungen sind reflektierend, beispielsweise mit Metall, beschichtet. Die beschichteten Flächen der Einkerbungen bilden die äußeren Reflexionsflächen 68.
Außerdem ist der Signalwellen-Leitkörper 41 mit dem Loch 60 analog zum vierten Ausführungsbeispiel aus der Figur 7 eine außen quadratische Ringplatte.

Claims

Ansprüche
1. Detektionsvorrichtung (14) insbesondere eines Fahrzeugs (10) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (20) mittels elektromagnetischer Abtastsignale (28), mit wenigstens einer Sendeeinrichtung (22) zum Senden von elektromagnetischen Abtastsignalen (28) in den wenigstens einen Überwachungsbereich (20), und mit wenigstens einer Empfangseinrichtung (24) zum Empfangen von elektromagnetischen Echosignalen (30), welche von in dem wenigstens einen Überwachungsbereich (20) reflektierten Abtastsignalen (28) herrühren, wobei die wenigstens eine Sendeeinrichtung (22) wenigstens eine Signalquelle (36) zur Erzeugung elektromagnetischer Abtastsignale (28) und wenigstens eine Signalzerstreuungseinrichtung (40) aufweist zur Zerstreuung von mit der wenigstens einen Signalquelle (36) erzeugten elektromagnetischen Abtastsignalen (28) in wenigstens einen eine gedachte Achse (18) umgebenden Überwachungsbereich (20), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Signalzerstreuungseinrichtung (40) wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper (41 ) zur Leitung elektromagnetischer Abtastsignale (28) umfasst, wobei der wenigstens eine Signalwellen-Leitkörper (41 ) wenigstens einen Signaleinkopplungsbereich (42) für von wenigstens einer Signalquelle (36) kommende Abtastsignal (28) und wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt (48) aufweist, der sich an einer bezüglich der gedachten Achse (18) radial äußeren Umfangsseite des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers (41 ) umfangsmäßig zusammenhängend erstreckt und in dem elektromagnetische Abtastsignale (28), die in dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper (41 ) geleitet werden, aus dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper (41 ) austreten können.
2. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Signaleinkopplungsbereich (42) innerhalb des wenigstens einen umfangsmäßigen Signalaustrittsabschnitts (48) angeordnet ist.
3. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zerstreuungsmittel (44, 46) zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen (28) wenigstens teilweise in wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich (42) des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers (41 ) realisiert ist und/oder wenigstens ein Zerstreuungsmittel (44) zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen (28) wenigstens teilweise mit wenigstens einer Signaleintrittsfläche in wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich (42) des wenigstens einen Signalwellen- Leitkörpers (41 ) realisiert ist, welche wenigstens abschnittsweise unterschiedliche Richtungen aufweist, und/oder wenigstens ein Zerstreuungsmittel zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen wenigstens teilweise mit mehreren Signaleintrittsflächen in wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich des wenigstens einen Signalwel- len-Leitkörpers realisiert ist, welche unterschiedliche Richtungen aufweisen, und/oder wenigstens ein Zerstreuungsmittel (44, 46) zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen (28) wenigstens teilweise mit wenigstens einer für elektromagnetische Abtastsignale (28) wenigstens teilweise reflektierenden Fläche des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers (41 ) realisiert ist.
4. Detektionsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zerstreuungsmittel (48, 50) zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen (28) wenigstens teilweise mit wenigstens einem Teil wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts (48) realisiert ist und/oder wenigstens ein Zerstreuungsmittel (48, 50) zur Zerstreuung von elektromagnetischen Abtastsignalen (28) mit wenigstens einem Teil wenigstens einer Signalaustrittsfläche (50) wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts (48) realisiert ist, welche wenigstens abschnittsweise unterschiedliche Richtungen aufweist, und/oder wenigstens eine Signalaustrittsfläche (50) wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts (48) von der gedachten Achse (18) aus betrachtet wenigstens abschnittsweise konkav gekrümmt ist und/oder wenigstens eine Signalaustrittsfläche (50) wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts (48) wenigstens abschnittsweise eine für elektromagnetische Abtastsignale (28) wenigstens teilweise reflektierende Struktur realisiert.
5. Detektionsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens ein Signalaustrittsabschnitt (48), insbesondere wenigstens eine Signalaustrittsfläche (50) wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts (48), in Richtung der gedachten Achse (18) betrachtet wenigstens abschnittsweise entlang eines Kreises, eine Ellipse, eines Ovals und/oder eines Vielecks, insbesondere eines Quadrats oder eines Rechtecks, erstreckt und/oder wenigstens eine Signalaustrittsfläche (50) wenigstens eines Signalaustrittsabschnitts (48) wenigstens abschnittsweise bezüglich der gedachten Achse (18) von radial innen nach radial außen, insbesondere radial, gerichtet ist.
6. Detektionsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung (14) ein Unterboden-LiDAR-System, ein 360°-LiDAR-System oder ein 360°- Unterboden-LiDAR-System ist.
7. Detektionsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Signalwellen-Leitkörper (41 ) wenigstens eine Platte aus Signalwellen von Abtastsignalen (28) leitendem Medium aufweist, deren äußere Umfangsseite einen Signalaustrittsabschnitt (48) bildet, und/oder wenigstens ein Signalwellen-Leitkörper (41 ) wenigstens einen Ring aus Signalwellen von Abtastsignalen (28) leitendem Medium aufweist, dessen äußere Umfangsseite einen Signalaustrittsabschnitt (48) bildet.
8. Detektionsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine bezüglich der gedachten Achse (18) axiale Stirnseite (51 a, 51 b), insbesondere zwei bezüglich der gedachten Achse (18) axial gegenüberliegende Stirnseiten, des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers (41 ) für die Abtastsignale (28) reflektierende Eigenschaften aufweist.
9. Detektionsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Signalwellen-Leitkörper (41 ) wenigstens eine Öffnung (60) realisiert, durch die wenigstens ein Empfangssignalpfad (58) wenigstens einer Empfangseinrichtung (24) führt.
10. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine die wenigstens eine Öffnung (60) umgebende Innenseite des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers (41 ) für Abtastsignale (28), die in den Signalwellen-Leitkörper (41 ) geleitet werden, reflektierende Eigenschaften, insbesondere eine Reflexionsfläche (64), aufweist.
11 . Detektionsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens eine Öffnung (60) zu ihrer wenigstens einem Signaleinkopplungsbereich (42) des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers (41 ) zugewandten Seite verjüngt und/oder wenigstens eine Öffnung (60) in Richtung der gedachten Achse (18) betrachtet eine ovale Form aufweist.
12. Detektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb der wenigstens einen Öffnung (60) wenigstens ein äußerer Reflexionsbereich (66), insbesondere eine wenigstens teilweise reflektierende Einbettung und/oder eine Einkerbung, angeordnet ist, welcher wenigstens eine äußere Reflexionsfläche (68) bildet, die der wenigstens einen Öffnung (60), insbesondere der Reflexionsfläche (64) um die wenigstens eine Öffnung (60), zugewandt ist.
13. Detektionsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Empfangseinrichtung (24) wenigstens einen Empfänger (34) zur Umwandlung von elektromagnetischen Echosignalen (30) in elektrische Empfangssignale und wenigstens eine Empfangssignalumlenkeinrichtung (54) zur Umlenkung von Echosignalen (30) auf wenigstens einen Empfänger aufweist.
14. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Empfänger (34) und wenigstens eine Empfangssignalumlenkeinrichtung (54) auf derselben Seite wenigstens eines Signalwellen-Leitkörpers (41 ) der wenigstens einen Sendeeinrichtung (22) angeordnet sind und/oder wenigstens ein Empfänger (34) und wenigstens eine Empfangssignalumlenkeinrichtung (54) auf gegenüberliegenden Seiten wenigstens eines Signalwellen-Leitkörpers (41 ) angeordnet sind, wobei der Empfangssignalpfad (58) zwischen dem wenigstens einen Empfänger (34) und der wenigstens einen Empfangssignalumlenkeinrichtung (54) durch eine Öffnung (60) führt, welche innerhalb des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers (41 ) realisiert ist.
15. Detektionsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sendeeinrichtung (22) und wenigstens eine Empfangseinrichtung (24) auf derselben Seite eines Trägers (32), insbesondere einer Leiterplatte, der Detektionsvorrichtung (14) angeordnet sind und/oder wenigstens eine Sendeeinrichtung (22) und wenigstens eine Empfangseinrichtung (24) auf gegenüberliegenden Seiten eines Trägers (32), insbesondere einer Leiterplatte, der Detektionsvorrichtung (14) angeordnet sind.
16. Detektionsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsvorrichtung (14) wenigstens eine Steuereinrichtung (26) aufweisen, mit der die Sendeeinrichtung (22) und/oder die Empfangseinrichtung (24) gesteuert werden kann, und/oder die Detektionsvorrichtung (14) wenigstens eine Auswerteeinrichtung (26) aufweisen, mit der auf Basis von empfangenen Echosignalen (30), insbesondere aus elektrischen Empfangssignalen, Informationen über den wenigstens einen Überwachungsbereich (20) ermittelt werden können.
17. Fahrzeug (10) mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung (14) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (20) mittels elektromagnetischer Abtastsignale (28), wobei die wenigstens eine Detektionsvorrichtung (14) aufweist wenigstens eine Sendeeinrichtung (22) zum Senden von elektromagnetischen Abtastsignalen (28) in den wenigstens einen Überwachungsbereich (20), und wenigstens eine Empfangseinrichtung (24) zum Empfangen von elektromagnetischen Echosignalen (30), welche von in dem wenigstens einen Überwachungsbereich (20) reflektierten Abtastsignalen (28) herrühren, wobei die wenigstens eine Sendeeinrichtung (22) wenigstens eine Signalquelle (36) zur Erzeugung elektromagnetischer Abtastsignale (28) und wenigstens eine Signalzerstreuungseinrichtung (40) aufweist zur Zerstreuung von mit der wenigstens einen Signalquelle (36) erzeugten elektromagnetischen Abtastsignalen (28) in wenigstens einen eine gedachte Achse (18) umgebenden Überwachungsbereich (20), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Signalzerstreuungseinrichtung (40) wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper (41 ) zur Leitung elektromagnetischer Abtastsignale (28) umfasst, wobei der wenigstens eine Signalwellen-Leitkörper (41 ) wenigstens einen Signaleinkopplungsbereich (42) für von wenigstens einer Signalquelle (36) kommende Abtastsignal (28) und wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt (48) aufweist, der sich an einer bezüglich der gedachten Achse (18) radial äußeren Umfangsseite des wenigstens einen Signalwellen-Leitkörpers (41 ) umfangsmäßig zusammenhängend erstreckt und in dem elektromagnetische Abtastsignale (28), die in dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper (41 ) geleitet werden, aus dem wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper (41 ) austreten können.
18. Verfahren zum Betreiben einer Detektionsvorrichtung (14) insbesondere eines Fahrzeugs (10), bei dem zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (20) elektromagnetische Abtastsignale (28) mit wenigstens einer Signalquelle (36) erzeugt, mit wenigstens einer Signalzerstreuungseinrichtung (40) zerstreut und in wenigstens einen eine gedachte Achse (18) umgebenden Überwachungsbereich (20) gesen- det werden und Echosignale (30), welche von in dem wenigstens einen Überwa- chungsbereich (20) reflektierten Abtastsignalen (28) herrühren, empfangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Abtastsignale (28) in wenigstens einen Signalwellen-Leitkörper (41 ) eingekoppelt, in dem wenigstens einen Signal- wellen-Leitkörper (41 ) in wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt (48), welcher sich Körpers umfangsmäßig zusammenhängend erstreckt, geleitet und aus dem wenigstens einen Signalaustrittsabschnitt (48) zerstreut in den Überwachungsbereich (20) gesendet werden.
PCT/EP2022/078458 2021-10-19 2022-10-13 Detektionsvorrichtung insbesondere eines fahrzeugs zur überwachung wenigstens eines überwachungsbereichs mittels elektromagnetischen abtastsignale, fahrzeug und verfahren zum betreiben einer detektionsvorrichtung WO2023066769A1 (de)

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CN109709661A (zh) * 2019-01-23 2019-05-03 浙江大学 一种基于全景环带投影物镜的柱面结构光投影装置

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