近区域光学传感器制造技术

在一种近区域光学传感器中设有多个在一个平面中以行形式布置的、可被顺序控制的发射单元（２１…２７）。设有至少另一个与所述可被顺序地控制的发射单元错开地布置的、尤其是向下辐射的其它发射单元（１）。在一个接收装置（３）中，对被目标反射的信号进行分析，尤其是通过传播时间测量来分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及一种尤其用于机动车的近区域光学传感器。为了实现驾驶员辅助功能已公开了一些传感器系统，它们适用于多个功能，例如用于实现盲点探测(BSD)及停车场空地测量(PLV)的24GHz脉冲雷达传感器。本专利技术的优点通过权利要求1的措施，即设有多个在一个平面中以行形式布置，可顺序地尤其是脉冲式地被控制的发射单元；至少一个其它发射单元，其与可顺序地被控制的发射单元错开地布置的、尤其是向下发射射束；一个接收装置，用于共同地分析发射单元的在目标上被反射的信号，尤其是通过传播时间测量来分析，可实现一个用于各种驾驶员辅助功能的可通用的近区域传感器。根据本专利技术，该传感器同样适用于盲点探测、停车场空地测量的功能。尤其是对于PLV重要的特性参数，如与停泊的汽车的旁车距离、机动车边缘的精确定位以及通过路旁行驶距离的测量对路缘石的识别，被可靠地检测。同样的传感器也可以为了其它的功能，例如近区域覆盖、车辙检测、堵车辅助等而用在另一安装位置上，如代替用在机动车的侧面区域而用在车头区域或机动车尾部区域中。通过模块化的结构，例如通过发射单元的模块的更换(用高级的发射单元，如激光二极管，更换IREDs或LEDs或者将高级的发射单元与具有小的光功率的发射单元组合在一起)，可以针对应用对灵敏度或所使用的距离范围进行适配调整。与此相反，控制电子电路单元或接收装置可用于所有的应用。对于控制电子电路单元也可使用/一并使用用于其它传感器/传感器组的组件，例如用于SRR(近程雷达)传感器的延时电路。不同的发射单元可以对于相应的应用情况彼此最佳地协调。对于不同的应用可以附加地或替代地通过对控制脉冲的脉冲宽度进行改变来改变发射单元的光功率。其它的权利要求给出了其它有利的构型。附图对照附图来详细说明本专利技术的实施例。图中示出附图说明图1根据本专利技术的一个近区域传感器的前视图，图2一个俯视图，图3一个侧视图，图4传感器的方框图，图5传感器的检测区域，图6发射模块的更换。实施例的说明在图1至3中所示的传感器方案基于多个成本有利的光学发射单元1，21，22，23，…27，这些发射单元除发射单元1外以行的形式被设置在一个平面中。它们相互这样地错开，以致它们的发射射束扇形地(图2)照射一个宽的角度范围。在以行形式布置的发射单元21…27的中轴线上而且在这些发射单元的上面在另一平面中设有另一发射单元1。以行形式布置的发射单元21…27被顺序地由尤其脉冲式的信号控制。另一发射单元1也可用脉冲式的信号控制。为了借助传播时间测量来检测目标，使用了一个接收装置3，它的接收范围覆盖了整个发射范围(水平及垂直区域)。接收装置3位于传感器的下区域中。对接收信号进行共同的分析，即由接收信号的相关对不同的应用，如盲点探测BSD、停车场空地测量PLV、堵车识别等进行分析。图1中所示的传感器几何结构可以实现主要借助七个发射射束在横向上对于BSD进行角度分辨的距离测量。发射单元24的中间射束除盲点探测外也可用于停车场空地测量PLV。路缘石或道路边缘标记的识别主要借助发射单元1的一个向下的射束来实现，它的射束几何形状适配于通常的路旁行驶距离。在合适的光学系统结构的情况下及由于相对短的测量范围(＜～14m)，污物及溅沫对功效不会产生实质性的不良影响。该系统也可被这样地设计，以致探测到可能的污染等。发射单元1的发射射束当然也可一起用于其它的分析，例如作为用于验证较不可靠的检测的冗余元件。当对于被顺序地控制的发射射束使用简单的发射单元，如LED、红外线发射二极管(IRED)时，对于接收装置3则使用高优化的接收通道，因为接收单元比发射单元费用大些。通过使用硅-PIN二极管代替雪崩光电二极管(APD)，例如可取消用于APD工作所需的高压产生。也可使用高级的激光二极管LD来取代IREDs，尤其是对于更大的作用距离。一种模块化的结构可以实现根据作用距离的要求及功能的几何要求来更换发射模块。可使用标准化部件/标准化组件，例如除发射单元及接收单元外还使用滤光器、透镜、电子分析装置。通过采用适配于LIDAR的间接传播时间测量，即通过一个在一个目标上反射的具有相应延时的发射脉冲的符合性分析(参见DE 199 63 005 A1)，可使用或一并使用SRR(近程雷达)-脉冲雷达的基本方案，这时这些组件也安装在机动车中。图4为根据本专利技术的模块化结构的传感器的一个方框图及图6示出在一个壳体7中的安装。发射模块4、接收单元3及控制单元6被安装在一个共同的壳体7中。视所需的功能而定，该发射模块4可用另一发射模块41来更换，而无需在壳体上做出改变。在图4中在控制单元6中集成有对来自SRR雷达技术的发射信号进行延时的组件61。图5中示出具有用于根据本专利技术的传感器的九个单独的射束的检测区域。边缘射束具有比中间射束明显短的作用距离。对于该情况例如对于中间射束可使用激光二极管作为发射单元，而对于边缘射束则使用简单的LEDs或IREDs。边缘射束的短作用距离的优点是，对不相关的目标，例如道路边缘的构建物不予测量，这为信号分析及处理带来了特殊的优点。通过发射器结构的模块化实现简单的规模可缩放性。在公路交通中出现反射器时，待检测的有效光强度的动态范围扫过10的约8次幂。该动态范围例如可在接收侧通过例如不同放大级的转换来实现，在发射侧一方面通过借助流过的电流来影响例如一个IRED的光强度，另一方面通过改变一个传播时间测量光学系统的脉冲宽度来实现。有利的是，特别是发射功率通过发射脉冲的脉冲持续时间的改变来改变。脉冲宽度的改变可比发射部件的电流调节更加成本上更有利地实现。在接收信号线路中的放大级及衰减级可能完全被去除。其优点是，对目标的距离以高强度自动精确地测量，因为为了减小光功率脉冲持续时间缩短了。这就是说，近的在通常情况下反射更强的目标可比较远的目标更精确地被测量。这与大多数情况下要求的在距离方面的相对的测量精度相协调。如果IRED或激光二极管LD被脉冲式地控制，其中默认脉冲宽度等于一个特定的值，那么通过脉冲宽度的缩短/增长可在一定限度内减小/增加发射的光的强度。同时在传播时间测量的光学测量系统中，通过脉冲宽度的改变改变距离确定的精确度。这是基于，脉冲宽度直接影响分辨能力短脉冲产生具有窄的半值宽度的脉冲，长脉冲导致大的半值宽度。窄脉冲的尖峰位置可比宽脉冲更精确地确定。脉冲宽度的改变还可用于在更换不同灵敏度的发射单元时对所需的功能进行适配。权利要求1.一种尤其是用于机动车的近区域光学传感器(1)，具有以下特征-多个在一个平面中以行形式布置的、可被顺序地尤其是脉冲式地控制的发射单元(21…27)，-至少一个与所述可被顺序地控制的发射单元错开地布置的、尤其是向下辐射的其它发射单元(1)，-一个接收装置(3)，用于对所述发射单元的在目标上被反射的信号进行共同的分析，尤其是通过传播时间测量来分析。2.根据权利要求1的近区域传感器，其特征在于，所述发射单元(1，21…27)被设置在一个可更换的模块(4)中，该模块与所述接收装置(3)一起被安装在一个共同的壳体(7)中。3.根据权利要求1或2中任一项的近区域传感器，其特征在于，所述以行形式布置的发射单元(21…27)彼此错开地布置，使得它们的发射射束扇形地照射一个宽的角度范围。4.根据权本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尤其是用于机动车的近区域光学传感器（１），具有以下特征：－多个在一个平面中以行形式布置的、可被顺序地尤其是脉冲式地控制的发射单元（２１…２７），－至少一个与所述可被顺序地控制的发射单元错开地布置的、尤其是向下辐射的其它发射单元（１），－一个接收装置（３），用于对所述发射单元的在目标上被反射的信号进行共同的分析，尤其是通过传播时间测量来分析。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：U齐默尔曼，M维尔克斯，A普拉克斯基，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]