【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种激光雷达传感器和一种具有这样的激光雷达传感器的环境识别系统。
技术介绍
1、由现有技术已知激光雷达传感器，所述激光雷达传感器借助所发出的激光通过直接的和/或间接的测量方法求取激光在远处的对象与激光雷达传感器之间的飞行时间，以便基于该飞行时间求取该对象与该激光雷达传感器之间的间距。典型地，这样的激光雷达传感器针对的是在大约100m至300mm的范围中的大作用范围。在此，尤其是对于基于该激光雷达传感器的环境识别系统而言的一个重要方面在于，只有实际上被远处的对象散射回的光通过激光雷达传感器被探测到，尽可能没有或者仅少量的可能例如通过激光雷达传感器的保护玻璃或通过这样的保护玻璃的不洁物和/或缺陷所引起的散射光份额被探测到。
2、除此之外，由现有技术已知全光摄像机，所述全光摄像机能够不仅检测在如下位置上的光强度：光束在该位置上入射到摄像机的探测器上，还附加地检测光束入射的方向。这例如允许事后使借助全光摄像机拍摄的图像的焦面移位。
3、de 102017210684 a1主要公开一种用于激光雷达系统的探测器组件，该探测器组件具有光波导和探测器单元。在一种实施变型中，光波导具有角度选择性元件。在此，该角度选择性元件这样构造为用于选择确定的波长范围和确定的角度范围或视场范围，使得只有从该确定的角度范围或视场范围中散射回的光被引导至光波导。
4、de 102019123702 a1公开一种用于对象的间距检测的激光雷达系统，该激光雷达系统主要具有经分段的透镜，该经分段的透镜定位在接收射束的第一部
技术实现思路
1、根据本专利技术的第一方面，提出一种激光雷达传感器，该激光雷达传感器例如是用于运输工具的激光雷达传感器。这样的运输工具例如是道路车辆(例如摩托车、pkw、运输机、lkw)或者轨道车辆或者飞行器/飞机和/或水运工具，而由此不局限于用于运输工具的激光雷达传感器。
2、激光雷达传感器具有保护玻璃、镜头、微透镜组件(也被称为微透镜阵列)和探测器。发送单元具有例如激光二极管或者激光二极管组件，并且设立为用于，产生激光并且经由激光雷达传感器的发送路径辐射该激光。
3、保护玻璃例如由玻璃和/或塑料制成，并且优选气密密封地集成到激光雷达传感器的壳体的外壁中。保护玻璃用作激光雷达传感器的环境接口，该环境接口保护在壳体内部的激光雷达传感器的部件免受环境影响(例如污物、湿气、潮气等)，而该保护玻璃对于所产生的激光的波长范围而言是可透射的并且相应地用作激光雷达传感器的光进入开口和光出射开口。能够考虑，保护玻璃一件式地构造并且同时用作光进入开口和光出射开口，或者该保护玻璃多件式地构造，其中，该保护玻璃的一部分用作光进入开口，该保护玻璃的另一部分用作光出射开口。
4、激光雷达传感器的发送路径相应地至少由发送单元和保护玻璃组成，而激光雷达传感器的接收路径至少由保护玻璃、镜头、微透镜组件和探测器组成。
5、镜头由单个的会聚透镜或者优选地由多个射束成形光学元件构造，该镜头设立为用于，对来自激光雷达传感器的环境的对象进行成像，所述对象被环境中的激光雷达传感器的辐射的激光照射，并且所述对象将该激光至少按份额地在激光雷达传感器的接收路径的方向上散射回。典型地，这样设计在激光雷达传感器的接收路径中的镜头，使得远处的对象、例如在高达100m、高达200m、高达300m或者以上的间距中的对象在激光雷达传感器的探测器上清晰地成像(即，镜头基本上是针对平行入射的光束、即针对无限远的物品距离设计的)。除非另有说明，在简化描述的意义上，环境的在下文中提到的焦面基本上指的是前述距离或物品距离，其中，这明确地不排除镜头的针对较短物品距离的设计。
6、微透镜组件这样布置在镜头与光探测器之间，使得通过微透镜组件这样影响在保护玻璃的区域中产生的散射光(例如由于在保护玻璃的表面上存在的雨滴或者污物颗粒等)和从环境中接收到的有用光(即，所发出的激光的在环境中的对象上反射回的份额)，使得能够实现散射光和有用光的基本上分开的使用。
7、最后，探测器设立为用于，接收通过微透镜组件影响的光并且将该光转换为相对应的测量信号。
8、除了散射光和有用光的单独使用可能性的通过根据本专利技术的激光雷达传感器所提供的优点之外，微透镜组件的根据本专利技术的使用提供如下优点：仅不显著地增大激光雷达传感器的光学路径的设计的总长度。
9、一般应指出的是，通过根据本专利技术的激光雷达传感器不以任何方式限制并且相反优选地设置对于激光雷达传感器而言典型的、对所发出的激光的飞行时间测量，该飞行时间测量用于在激光雷达传感器的环境中的对象的距离确定。
10、从属权利要求示出本专利技术的优选的扩展方案。
11、在本专利技术的一种有利构型中，微透镜组件是在平面内的多个相同的微透镜的规律的、尤其是栅格形的布置，其中，也能够考虑微透镜组件的与此不同的构造，在所述构造中，例如至少部分地应用各个微透镜的不规律的布置和/或至少部分地应用微透镜组件的各个微透镜的不同表现形式。替代地或者附加地，微透镜组件这样布置在镜头与探测器之间，使得该微透镜组件基本上处在保护玻璃的通过镜头产生的图像平面中。后者提供如下特殊优点：通过保护玻璃产生的、例如由于保护玻璃的局部受到限制的缺陷产生的散射光在微透镜组件的布置平面(即保护玻璃的图像平面)中清晰地成像，因此，该平面特别适合用于使散射光与有用光分离，因为存在于该布置平面中的有用光不清晰地成像，该有用光的光束基本上彼此平行地定向。微透镜组件“基本上”布置在保护玻璃的图像平面中，意味着，除了使用实现保护玻璃的以优化的方式清晰的成像的平面之外，也能够使用与此略微不同的平面来布置微透镜组件，只要保护玻璃的伴随于此的较不清晰的成像足以与有用光分开地观察散射光。
12、在本专利技术的另一种有利构型中，激光雷达传感器附加地具有与该微透镜组件相对应的孔径掩模，其中，该孔径掩模布置在微透镜组件与探测器之间，并且设立为用于，这样限制用于微透镜组件的每个微透镜的孔径，使得通过受到限制的孔径减少潜在存在的散射光份额。在此，充分利用如下效应：由保护玻璃导致的散射光通常以比从较远距离入射的有用光更大的角度入射到微透镜组件的微透镜上，并且因此在经过相应的微透镜之后，在相比有用光距相应的微透镜的光学轴线的距离更远的区域中，所述散射光比有用光更强。通过借助孔径掩模阻挡这些区域，能够相应地减小有用光中的散射光份额。
13、特别有利地，激光雷达传感器此外具有分析处理单元，该分析处理单元构型为asic、fpga、处理器、数字信号处理器、微控制器或者相似物。此外，探测器的接收面(即光敏面)优选布置在微透镜组件的微透镜的相应的焦平面中，但并不局限于这种布置。此外，分析处理单元设立为用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.激光雷达传感器，所述激光雷达传感器具有：
2.根据权利要求1所述的激光雷达传感器，其中，
3.根据上述权利要求中任一项所述的激光雷达传感器，所述激光雷达传感器此外具有：
4.根据上述权利要求中任一项所述的激光雷达传感器，所述激光雷达传感器此外具有分析处理单元(90)，其中，
5.根据权利要求4所述的激光雷达传感器，其中，所述分析处理单元(90)设立为用于，基于
6.根据权利要求4或5所述的激光雷达传感器，其中，所述分析处理单元(90)设立为用于，在使用图像识别方法的情况下，求取所述散射光份额的起因和/或所述散射光份额的起因在所述保护玻璃(20)的区域中的位置。
7.根据权利要求5或6所述的激光雷达传感器，其中，所述分析处理单元(90)设立为用于，根据所述散射光份额的大小和/或起因和/或起因的位置，
8.根据权利要求3所述的激光雷达传感器，其中，
9.根据上述权利要求中任一项所述的激光雷达传感器，其中，所述激光雷达传感器是闪光激光雷达或者线扫描仪。
10.环境识别系统(1
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.激光雷达传感器，所述激光雷达传感器具有：
2.根据权利要求1所述的激光雷达传感器，其中，
3.根据上述权利要求中任一项所述的激光雷达传感器，所述激光雷达传感器此外具有：
4.根据上述权利要求中任一项所述的激光雷达传感器，所述激光雷达传感器此外具有分析处理单元(90)，其中，
5.根据权利要求4所述的激光雷达传感器，其中，所述分析处理单元(90)设立为用于，基于
6.根据权利要求4或5所述的激光雷达传感器，其中，所述分析处理单元(90)设立为用于，在使用图像识别方法的...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·哈格，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
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