3D激光雷达传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种3D激光雷达传感器(10)、尤其用于机动车的3D激光雷达传感器，包括激光射束源(11)、光学接收器和用于使由所述激光射束源(11)产生的激光束(20)沿两个彼此垂直的扫描方向上偏转的扫描系统，其中，为了提高功能性，在所述3D激光雷达传感器(10)中设置有用于探测与正常运行的偏离的另一探测装置(14)。此外，给出一种用于运行所述3D激光雷达传感器(10)的相应的方法。

3D Lidar Sensor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3D激光雷达传感器
本专利技术涉及一种3D激光雷达传感器、尤其用于机动车的3D激光雷达传感器，该3D激光雷达传感器具有激光射束源、光学接收器和用于将由激光射束源产生的激光束沿两个彼此垂直的扫描方向偏转的扫描系统。
技术介绍
由来自申请人的DE102015200224A1已知这样的3D激光雷达传感器。使用例如具有850至1500nm之间波长的适当强度的激光束，以便避免由于激光束引起的对人的危害。为了使激光束偏转，例如使用微镜促动器或者MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System，微电子机械系统)用于将激光束朝所希望的方向偏转。如果也进行所发出的、在对象上被反射并且被光学接收器再次接收的激光束的传播时间测量，则可以感测并且借助相应的分析评估设备和/或驾驶辅助系统呈现周围环境的三维图像。因此，此外可以使机动车的驾驶员注意在行驶路径中的固定的或者可运动的障碍物，以便避免碰撞。通常，这样的3D激光雷达传感器布置在壳体中，所述壳体配备有用于激光束的、呈玻璃片或者透镜形式的出射开口。
技术实现思路
本专利技术的任务是，实现一种具有改善的功能性和可靠性的3D激光雷达传感器，该3D激光雷达传感器尤其适用于机动车。同样地，要给出一种用于运行所述3D激光雷达传感器的相应的方法。该任务根据本专利技术通过以下方式来解决：在3D激光雷达传感器中或者在其上设置有用于探测与正常运行的偏离的另一探测装置。在此，该探测装置能够以任意方式构型，然而优选如下面所说明的那样构型。该探测装置也可以称作“智能平面”，所述“智能平面”布置在传感器中或者传感器上，即例如布置在传感器的激光束的发射路径和/或接收路径中。该平面例如可以布置在传感器的壳体内部或者布置在出射开口处。在从属权利要求中给出本专利技术的有利扩展方式和构型。优选地，激光束的发射方向的识别装置设置在参考点上。例如在中间平面上和/或出射开口处布置有附加的光传感器，该光传感器在激光器以及扫描系统正常运行时必须不被照射。然而，如果发生所述照射，则可以自动地识别，激光器或者扫描系统失调并且可以发出相应的错误通知或者执行整个系统的自校准。以相同的方式可以设置，光传感器在正常运行时必须被照射。如果不发生所述照射，则可以自动地推断出失调。这可以以激光探测器的形式实施，所述激光探测器例如布置在出射开口的边缘上或布置在所谓的中间平面的区域中。因此可以感测，所发出的激光束实际上是否也朝所希望的方向发射。此外，该方向可以通过机械/热的影响被改变，例如通过3D激光雷达传感器的壳体或者微镜到微透镜阵列的间距的热伸展改变。整个传感器的机械式失调例如也可能由于机动车的碰撞而存在。激光器自身也可以在持续运行时具有热漂移，例如在触发脉冲之后的激光延迟。以相同的方式可以识别，是否存在出射开口的污染，其方式是：例如在传感器的壳体内部设置有如用于散射回的激光束的散射光传感器那样的探测装置，所述探测装置基于散射光图案的不规则性。此外，例如可以根据其它频率、脉冲持续时间等识别并且抑制外部光入射或者机动车的其它激光雷达传感器的光。为此例如使用例如带通滤波器和/或例如在出射开口处的相应的涂层，该涂层仅对于确定波长的光是可透过的。然而原则上，不同机动车传感器之间的数据传递在这里也是可能的，以便例如改善交通流。如果在散射回并且被光学接收器或者附加的散射光传感器接收的激光中发现异常的偏差，例如由于雾、水沫引起的反向反射或者由于太阳辐射引起的逆反射，则这可以被另一探测装置识别并且在分析评估时被考虑。同样地，可以设置例如呈亮度传感器形式的周围环境光感测装置，以便此外在驶入到隧道或地下车库中时考虑改变的光照度。提出，或者在出射开口处或者在中间平面上布置有由光敏电阻丝制成的细网眼的栅格，以便检查，激光束在持续运行时实际上是否也掠过所有所希望的观察区域。因此可以识别，在感测区域中是否不存在空隙。原则上可能的是，例如在出射开口的玻璃片或者透镜上或者在中间平面内的玻璃片上借助压电效应导致厚度改变，以便这样地改变传输特性。这也可以是法布里珀罗滤波效应(Fabry-Perot-Filtereffekt)。因此，在激光波长漂移的情况下也优选能够仅接收所希望的波长并且抑制其它波长。这也可以非常窄频带地进行。同样可能的是，由于在出射开口处相反的压电效应也与机动车的行驶速度相关地探测和补偿由于狂风、其它声信号等对激光束的发射装置或者接收装置的影响。此外，在3D激光雷达传感器中或者在其上，或者除该3D激光雷达传感器外还可以设置超声传感器，以便能够实现对车辆周围环境的进一步监控。同样可以设置温度传感器，该温度传感器例如感测周围环境温度和/或路面温度，以便在信号分析评估时考虑所述温度。以相同的方式也可以设置用于放射性辐射的探测器，所述放射性辐射可能影响测量结果。优选地，玻璃片或者透镜防污地构造在出射开口处，例如构造具有莲花效应的涂层。也可以将3D激光雷达传感器与水汽传感器组合，以便例如感测并且在分析评估测量结果时考虑由于雨水、蒸汽或者雾引起的水汽。同样地提出，玻璃片或者透镜在出射开口处实施为特别防冲击和防划的，以便例如抵抗石子冲击。此外，这可以通过金刚石涂层实现。最后，例如可以借助集成的电阻片或者应变片进行损坏识别，以便识别在出射开口的玻璃片或者透镜上的损坏。在3D激光雷达传感器的内部也可以布置有例如呈用于发出的和/或散射回的激光束的微透镜阵列形式的、进行发散和/或聚焦的光学器件，以便增大视角。也可以设置化学探测器，该化学探测器例如识别融雪盐的使用、烟雾或者其它环境影响，以便在分析评估测量结果时考虑它们。附图说明在下面根据附图详细地阐述本专利技术的实施例。附图示出了：图13D激光雷达传感器的示意性的结构，图2具有附加的传感器的3D激光雷达传感器，图3在横截面中的玻璃片或者透镜，图4激光束的扫描路径，图5具有光敏电阻丝的玻璃片或者透镜，图6在横截面中的玻璃片或者透镜，图7中间平面，和图8进行发散的光学器件。具体实施方式在图1中在左侧示出的3D激光雷达传感器10具有激光射束源11，如通过不同箭头所示的那样，该激光射束源设计为用于将激光束20沿至少两个彼此垂直的空间方向发射。因此，尤其可以与为了简化示图而在这里未示出的光学接收器一起监控机动车的周围环境。3D激光雷达传感器包括壳体12并且例如布置在机动车的车身上或者车身中。当然，所述3D激光雷达传感器配备有电流供给装置以及数据传输器具，以便给机动车的控制装置进一步传递测量信号用于进一步处理。此外，在壳体上布置有玻璃片或者透镜13，以便使激光束20出射并且必要时再次入射。根据本专利技术设置另一探测装置14，在这里布置在激光射束源11和玻璃片或者透镜13之间，以便提高3D激光雷达传感器10的功能性。如在图1中在右侧所示地，该探测装置14也可以集成到玻璃片或者透镜13中。也可以设置温度传感器28，该温度传感器感测周围环境温度或者该温度传感器设计为用于感测蜃景效应，因为在热的路面上的蜃景尤其可能影响测量结果或者测量结果的分析评估。在图2中示出具有镜16的激光射束源11，所述镜如通过双箭头所示的那样能够沿两个彼此垂直的空间方向枢转，以便照亮机动车的周围环境。激光束20从3D激光雷达传感器10穿过玻璃片或者透镜13射出。在这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D激光雷达传感器(10)、尤其用于机动车的3D激光雷达传感器，所述3D激光雷达传感器具有激光射束源(11)、光学接收器和用于使由所述激光射束源(11)产生的激光束(20)沿两个彼此垂直的扫描方向偏转的扫描系统，其特征在于，在所述3D激光雷达传感器(10)中设置有用于探测与正常运行的偏离的另一探测装置(14)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.19 DE 102016220504.81.一种3D激光雷达传感器(10)、尤其用于机动车的3D激光雷达传感器，所述3D激光雷达传感器具有激光射束源(11)、光学接收器和用于使由所述激光射束源(11)产生的激光束(20)沿两个彼此垂直的扫描方向偏转的扫描系统，其特征在于，在所述3D激光雷达传感器(10)中设置有用于探测与正常运行的偏离的另一探测装置(14)。2.根据权利要求1所述的3D激光雷达传感器(10)，其特征在于，设置附加的光传感器(15)。3.根据权利要求1或2所述的3D激光雷达传感器(10)，其特征在于，能够抑制外部光。4.根据前述权利要求中任一项中所述的3D激光雷达传感器(10)，其特征在于，设置散射光传感器(16)。5.根据前述权利要求中任一项所述的3D激光雷达传感器(10)，其特征在于，所述3D激光雷达传感器(10)与另外的传感器如雨传感器、温度传感器、超声传感器、化学传感器或者放射性传感器耦合。6.根据前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·施拓佩尔，A·比特纳，S·博加特舍尔，HJ·施瓦茨，J·斯帕贝尔特，A·弗雷泽里克森，J·奥斯特林斯凯，M·卡米尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE