用于非接触式确定车道特性的传感器和其应用制造技术

用于为机动车进行车道表面探测的传感器(102；202)。该传感器包括：至少一个光源(112；212)；用于测量漫反射的第一探测器(122；222)；和第二探测器(132；232)，其中，第一偏光器(124；224)布置在第一探测器(122；222)之前。漫反射和镜面反射的光线经由带有光学轴线(A；B)的共同的聚焦装置(160；162；260)聚焦且利用分光器(150；250)分开到第一探测器(122；222)和第二探测器(132；232)上，其中，至少一个光源(112；212)大致上布置在聚焦装置(160；162；260)的光学轴线(A；B)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于非接触式确定在机动车下方的车道特性的传感器。尤其地，本说明书涉及光学表面传感器，用于识别不同车道表面、如浙青或混凝土以及用于识别该车道表面的状态、尤其地用于识别干的、湿的、冰冻的或为雪覆盖的车道表面。
技术介绍
现代的机动车大多依据标准地具有带相应的指示装置的外部温度传感器，以便当外部温度降低到例如+3°C之下时将报警提示给到驾驶员。因此，驾驶员应当在出现可能的冰面光滑或冬天的道路状况之前被提醒。然而，这样的报警提示仅是一般性质的且不依赖于实际的车道状态，从而使得这些报警提示由驾驶员(如果有的话)仅作为边界信息被察觉。在实践中，这样的温度提示经常被忽略。为了获得关于实际处在机动车下方的车道表面的信息,基于光线的光学表面传感器或机械的或声学的传感器是公知的。在现有技术中公知的光学表面传感器大致上基于两个基本原理。一方面公知如下表面传感器，该表面传感器将光线发出到车道上且测量漫反射的以及在车道表面处镜面反射的光线。这样的传感器基于如下效应，即，漫反射的光线的比例随着车道表面的增加的亮度而增加。因此，明亮的、例如为雪覆盖的车道与暗色的浙青区分开。水和冰可利用反射探测器来识别，因为入射的光线此处被镜面反射。这样的传感器可利用可见的光线来运行，然而具有如下缺点，即，在车道表面上的冰和水的区分借助反射的光线不可可靠地实现。这样的传感器例如由DE 36 21 567A1公知。所谓的光谱的表面传感器也是公知的，其充分利用如下效应，即，在红外区域中的不同波长由水和冰不同地吸收。各种波长的反射光线强度的比较然后可推断干的、湿的或冰的车道。这样的光谱的红外传感器例如由US 4，274，091或DE 197 36 138公知。为了实现表面传感器，在现有技术中建议了各种解决方案。然而，这些解决方案占用空间且要求安置多个光源和探测器，它们必须相对彼此进行取向且进行校正。
技术实现思路
因此本专利技术基于如下任务，S卩，提供用于获知车道的类型和状态的经改善的传感器，其节省空间且提供很高的识别品质。该任务通过根据权利要求I的用于为机动车识别车道的特性、尤其是车道的表面的特性的传感器来解决。车道的特性可包括车道表面的状态，例如湿的、干的、冰冻的或为雪覆盖的或由此的组合。车道的特性也可以包括车道的类型或关于车道表面的粗糙度的信息，例如浙青、混凝土、碎片或碎石或由此的组合。该传感器包括至少一个光源单元、用于检测漫反射的光线的第一探测器和用于检测反射的光线的第二探测器。在第二探测器处检测的反射的光线可包括镜面反射的光线和漫反射的光线。设置有至少两个偏光器，其中，带有第一偏光方向的第一偏光器配属于第一探测器。给光源单元配属有光源偏光器和/或给第二探测器配属有第二偏光器，光源偏光器的偏光方向和/或第二偏光器的偏光方向大致上垂直于第一偏光器的第一偏光方向取向。在车道表面处漫反射的和镜面反射的光线经由带光学轴线的共同的聚焦装置聚焦且利用分光器分开到第一探测器上和到第 二探测器上。由至少一个光源单元所发出的光线或者说光束的光学轴线、发射轴线与聚焦装置的光学轴线至少部分重叠。发射轴线与聚焦装置的光学轴线至少部分重叠的布置使得如下成为可能，S卩，发射的光束和由车道表面反射的光线大致上重叠。为此，至少一个光源单元、发射光学装置和/或光源偏光器可布置在聚焦装置的光学轴线上或布置在聚焦装置的光学轴线处。此外，镜面反射的光线和漫反射的光线利用同一的聚焦装置来会聚。由此，传感器可被紧凑地且节省空间地实施。所有重要的构件可以在唯一的壳体中整合，这允许了在车辆中的简单的、紧凑的进而成本低廉的装入。光源单元的光学轴线可以是布置在光源单元之前的发射透镜的光学轴线或由其来限定。如下不是必须的，即，光源单元的一个或多个光源布置在该光学轴线上。确切地说，多个光源可以为了发出各种波长的光线并排地靠近光源单元的光学轴线或在光源单元的光学轴线周围布置在光源单元中。到达聚焦装置的反射的光线、尤其镜面反射的光线和漫反射的光线的方向相对于发出的光束的方向以大约180°、例如以在大约170°至190°的范围中的角度倾斜，这也就是说它们大致上彼此相反地指向。聚焦装置可包括会聚光学装置。会聚光学装置可具有如下的尺寸、尤其是直径，该直径大于光源单元的尺寸和/或发射透镜的直径尺寸。聚焦装置可以包括会聚透镜或者说集光透镜和/或对于本领域技术人员而言是公知的另外的光学元件。光源单元可在光束中布置在聚焦装置之前或之后，这也就是说，光源单元可关于聚焦系统布置在与分光器相同的侧上或布置在与分光器相反的侧上。光源单元也可以至少部分布置在聚焦装置中。聚焦装置可具有容纳光源单元和/或配属给光源单元的发射光学装置的容纳部或开口。在聚焦装置中的开口也可以设计用于让由光源单元发出的光线透过。该开口可大致上在聚焦装置的光学轴线上实施。该开口可实施成钻孔、尤其地实施成通孔。然而也可作如下设置，S卩，由光源单元发出的光线通过聚焦装置的至少一部分来发送。在该情况中，光源单元处在聚焦装置的与分光器相同的侧上，且光源单元通过聚焦装置受保护。发射光学装置可相应地适配。聚焦装置也可以包括抛物面反射镜或另外的抛物面光学装置，以便聚焦由车道表面反射的、尤其镜面反射的光线和漫反射的光线。在光路中在抛物面反射镜之后或在抛物面反射镜的焦点之前可布置有分光器。在光源单兀之前可布置有光源偏光器，该光源偏光器在预先确定的方向上极化由至少一个光源发出的光线。然而，光源单元也可以设计用于发出极化的光线。根据本专利技术设置有至少两个偏光器或者说偏光过滤器，其中第一偏光器如此地布置在第一探测器处，从而使得其仅让在第一偏光方向上的光波透过至第一探测器。如果光源偏光器设置在光源单元处，那么该光源偏光器的偏光方向大致上垂直于第一探测器的第一偏光方向布置且由光源单元发出的光线在大致上垂直于第一探测器的第一偏光方向的方向上极化，从而使得在第一探测器处，极化的、镜面反射的光线被滤出且仅探测漫反射的光线。在第二探测器处，不仅镜面反射的而且漫反射的光线被检测。当其偏光方向大致上垂直于第一偏光过滤器的第一偏光方向取向的第二偏光器配属于第二探测器时，可实现类似的效应。第二偏光过滤器可备选于或额外于光源偏光器被使用。也可作如下设置，即，产生在光源单元中已极化的光线。至少两个彼此不同波长的使用允许如下，S卩，以光谱方式运行该传感器。通过使用例如特别良好地由冰或水吸收的波长，当该确定的波长的反射的光线与参考波长进行比较时，车道上的冰或者说水可被识别。因此如下是可能的，即，光谱分析的原理以及漫反射和 镜面反射的原理在仅一个设备中或者说唯一的壳体中实施。为此，带有所有光源的光源单元和所有为此必需的探测器、例如第一和第二探测器节省空间地安置在一个壳体中，这也使得装配和维护简化。可使用在红外区域中的至少三个彼此不同的波长上的光线。光源单元为此可包括多个光源。例如，光源单元可设计用于发出1300nm、1460nm和1550nm波长的红外光线。1460nm波长的光线特别良好地由水吸收，而1550nm波长的光线良好地由冰吸收。在大约1300nm的范围中的光线于是可被用作参考波长。然而，也可以使用另外的波长。尤其地作为参考波长可使用任何另外的既不由冰又不由水大量吸收的波长。作为对水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：卡斯藤·布罗伊尔，托马斯·迪克曼，约恩·埃斯基尔森，比扬·格拉米马内许，阿克塞尔·波伊泽，迪尔克·桑德屈勒，
申请(专利权)人：威伯科有限公司，
类型：
国别省市：