调节光学传感器系统的光源的发射光功率的方法和控制器技术方案

本发明专利技术涉及一种用于调节光学传感器系统(100)的光源(104)所发射的光功率(114)的方法，其特征在于，以电信号(116)来映射所发射的光功率(114)的分量，确定所述信号(116)的表示发射的光脉冲(108)的脉冲能量的特征参量(120)，并且在使用所述特征参量(120)和所述特征参量的期望值(124)的情况下为所述光源(104)提供控制信号(126)。

The method and controller of adjusting the light power of the light source of the optical sensor system

【技术实现步骤摘要】
调节光学传感器系统的光源的发射光功率的方法和控制器
本专利技术涉及一种用于调节光学传感器系统的光源的所发射的光功率的方法以及一种用于调节光学传感器系统的光源的所发射的光功率的控制器。
技术介绍
为了防止由于光束引起的眼睛损伤，安全规定定义光源(例如尤其激光源)必须遵守的极限值。在传感器系统的情况下可以通过保守地设计来遵守这些极限值，其中，这些传感器系统的检测有效范围受到限制。
技术实现思路
在该背景下，借助在此所提出的方案提出一种根据本专利技术的用于调节光学传感器系统的光源的所发射的光功率的方法以及一种根据本专利技术的用于调节光学传感器系统的光源的所发射的光功率的控制器，以及最后提出一种根据本专利技术的相应的计算机程序产品和一种根据本专利技术的机器可读的存储器介质。在此所提出的方案的有利的扩展方案和改善方案由说明书中得出并且在优选的实施方式中进行描述。本专利技术的优点本专利技术的实施方式能够以有利的方式实现：将光源的所发射的光功率或光脉冲的脉冲能量调节为接近通过安全规定所确定的上限。由此可以对传感器系统的检测有效范围进行优化。提出一种用于调节光学传感器系统的光源的所发射的光功率的方法，其特征在于，以电信号来映射(abbilden)所发射的光功率的分量，确定该信号的表示所发射的光脉冲的脉冲能量的特征参量，并且在使用特征参量和特征参量的期望值的情况下为光源提供控制信号。此外，对本专利技术的实施方式的想法尤其可以看作基于以下所描述的构思和认识。“光源”可以理解为激光源。光源可以以脉冲方式来运行。光源发射具有光功率的光。光脉冲具有由光功率的变化过程所得出的脉冲能量。光功率的分量可以由主射束例如通过散射和/或偏转所分岔出(abzweigen)。将该分量侧向地偏转的部分透光的镜例如可以布置在主射束中。该分量可以由传感器元件转换成电信号。传感器元件例如可以是光电二极管。特征参量可以是具有特征的可测量的参量。在使用期望-实际-比较的情况下通过调节装置可以产生控制信号。在使用积分器的情况下可以直接确定脉冲能量。积分器可以对以电信号所映射的光功率进行求和，并且提供光功率的表示脉冲能量的积分。可以确定电信号的至少一个另外的特征参量。替代地或补充地，可以以至少一个另外的电信号来映射所发射的光功率的至少一个另外的分量。可以确定另外的信号的至少一个另外的特征参量。在使用另外的特征参量和另外的特征参量的另外的期望值的情况下可以确定控制信号。通过多个特征参量可以实现改善脉冲能量的识别精度。可以通过不同传感器元件的不同电信号来确定不同的特征参量。可以将光功率的当前值确定为特征参量。通过在使用模/数转换器的情况下以高采样率对电信号进行直接数字化可以确定当前值。通过直接数字化例如可以确定光脉冲的脉冲长度、光脉冲的脉冲形状、光脉冲的光功率的最大值、光脉冲的脉冲能量和/或光脉冲的光功率的平均值。可以将光功率的峰值确定为特征参量。在使用峰值探测器的情况下可以确定峰值。峰值探测器存储光脉冲的光功率的最大值。如果已知光脉冲的脉冲形状(即光功率相对于峰值的变化过程)，那么由峰值可以确定单个光脉冲的脉冲能量。可以将所发射的光脉冲的持续时间确定为特征参量。当光功率的当前值大于阈值时，可以检测持续时间。在使用至少一个比较器的情况下通过时间测量可以确定持续时间。如果光功率超过阈值，那么可以开始时间测量。如果光功率下降到阈值以下，那么可以停止时间测量并且输出持续时间。可以将所发射的光脉冲的边缘斜率(Flankensteilheit)确定为特征参量。可以在光脉冲的上升沿和/或下降沿上检测边缘斜率。通过在超过或者低于两个不同的阈值之间的时间测量可以确定边缘斜率。通过第二比较器可以对第二阈值进行监测。为了确定脉冲能量，可以对电信号的偏移进行校正。如果信号具有偏移，那么积分器可能提供错误的结果。该偏移可以通过校正电路来补偿。例如可以以软件或硬件或以软件和硬件的混合形式例如在控制器中实现该方法。此外，在此所提出的方案实现一种用于调节光学传感器系统的光源的所发射的光功率的控制器，该控制器构造用于在相应的装置中执行、操控或实现在此所提出的方法的变型方案的步骤。控制器可以是如下的电设备：该电设备具有至少一个计算单元、至少一个存储器单元和至少一个接口和/或通信接口，所述至少一个计算单元用于处理信号或数据，所述至少一个存储器单元用于存储信号或数据，所述至少一个接口和/或通信接口用于读取或输出以通信协议嵌入(einbetten)的数据。所述计算单元例如可以是用于处理传感器信号并且根据传感器信号来输出数据信号的信号处理器、所谓的系统ASIC或微控制器。存储器单元可以例如是闪存、EPROM或磁性存储器单元。接口可以构造为用于读取来自传感器的传感器信号的传感器接口和/或构造为用于将数据信号和/或控制信号输出到执行器的执行器接口。所述通信接口可以构造用于无线地和/或有线连接地读取或者输出数据。所述接口也可以是软件模块，所述软件模块例如在其他的软件模块旁存在于微控制器上。具有程序代码的计算机程序产品或计算机程序也是有利的，该程序代码可以存储在机器可读的载体或者存储器介质——例如半导体存储器、硬盘存储器或者光学存储器——上并且用于尤其当程序产品或者程序在计算机或者设备上实施时执行、实现和/或操控根据先前所描述的实施方式中的一种所述的方法的步骤。应指出的是，在此参考不同的实施方式来描述本专利技术的可能的特征和优点中的一些。本领域技术人员认识到：可以以适当的方式来组合、匹配或替换设备和控制器的特征，用以实现本专利技术的另外的实施方式。附图说明下面参照附图来描述本专利技术的实施方式，其中，附图和说明书都不应解释为对本专利技术进行限制。图1示出根据一个实施例的具有控制器的光学传感器系统的方框图；图2示出根据一个实施例的控制器的确定装置的部分电路图；和图3示出根据一个实施例的控制器的多通道的确定装置的部分电路图。具体实施方式所述附图仅是示意性的而不是按比例的。相同的附图标记在附图中标记相同或相同作用的特征。在高度自动化的驾驶功能(HAF)的情况下，责任越来越多地从驾驶员转移到车辆上。为了实现以上所述情况，需要最高度可靠的如下传感器系统：该传感器系统用于几乎无间隙且无错误地检测车辆周围环境。因此，可以基于激光雷达原理(LiDAR)来实施该传感器系统。LiDAR基本上基于测量在发送出脉冲与接收到来自待探测的对象的反射之间的时间。LiDAR的有效范围决定性地取决于激光的脉冲功率，然而所述脉冲功率受眼睛安全性标准的限制。脉冲能量随温度、老化和构件散射而变化并且因此是未知的。例如可以遵守考虑对脉冲能量的所有可能的影响的安全裕度。由此减小有效范围。在没有独立地监测脉冲能量以确保眼睛安全性的LiDAR传感器的情况下，也可以以激光类别1的发送路径进行工作，其中认为如下：技术上的措施在发射序列(Schussfolge)和功率的方面正确地起作用。此外，如果发送单元在不可预见的时间区间内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于调节光学传感器系统(100)的光源(104)的所发射的光功率(114)的方法，其特征在于，以电信号(116)来映射所发射的光功率(114)的分量，确定所述信号(116)的表示所发射的光脉冲(108)的脉冲能量的特征参量(120)，并且在使用所述特征参量(120)和所述特征参量的期望值(124)的情况下为所述光源(104)提供控制信号(126)。/n

【技术特征摘要】
20180727 DE 102018212529.51.一种用于调节光学传感器系统(100)的光源(104)的所发射的光功率(114)的方法，其特征在于，以电信号(116)来映射所发射的光功率(114)的分量，确定所述信号(116)的表示所发射的光脉冲(108)的脉冲能量的特征参量(120)，并且在使用所述特征参量(120)和所述特征参量的期望值(124)的情况下为所述光源(104)提供控制信号(126)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述电信号(116)的至少一个另外的特征参量(120)并且在使用所述另外的特征参量(120)和所述另外的特征参量(120)的另外的期望值(124)的情况下确定所述控制信号(126)。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述光功率(114)的当前值确定为特征参量(120)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述光功率(114)的峰值确定为特征参量(120)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所发射的光脉冲(108)的持续时间确定为特征参量，其中，当所述光功率(114)的当前值大于阈值(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·沃姆斯，E·克雷泽克，T·克内希特，
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