WO2025067954A1 - Lidar measuring device for detecting an object - Google Patents
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Definitions
- Lidar measuring device for detecting an object
- the present invention relates to a scanning lidar measuring device for detecting an object.
- the present invention further relates to a corresponding method and a computer program product.
- a LIDAR (light detection and ranging) system is based on the emission of light pulses and the detection of the reflected light. For example, a time-of-flight measurement can be used to calculate the distance to the location of the reflection. A target can be detected by evaluating the received reflections.
- scanning systems which usually function based on micromirrors
- non-scanning systems in which several transmitting and receiving elements are arranged statically next to one another (especially so-called focal plane arrays).
- Lidar systems are known that determine distances based on, for example, the time-of-flight (ToF) method, or based on the optical displacement of a laser light beam.
- ToF time-of-flight
- a reflection of a laser light beam is directed onto a CMOS, CCD, or similar sensor, preferably using a lens or optical unit.
- This sensor can have a linear or matrix-like pixel structure.
- lidar systems are sometimes used in safety-relevant applications, such as road traffic or autonomous manufacturing plants with robots, and scan in one plane. Similar systems are also known from the published patent applications US 5 198 919 A, DE 10 2022 200 624 A1, JP 2006 - 235 219 A, DE 25 34 695 A1 and DE 10 2019 134 192 A1.
- the objective is to expand the data acquired by such a lidar system, enabling faster scanning and/or expanding the field of view.
- Particularly preferred is the creation of a way to set up a lidar system with at least partial redundancy and to verify the lidar system's measurements.
- the lidar measuring device for detecting an object comprises a first lidar measuring unit, comprising a first laser light source for emitting a first laser light beam and a first detector.
- the lidar measuring device further comprises a second lidar measuring unit, comprising a second laser light source for emitting a second laser light beam and a second detector.
- a rotatable deflection element of the lidar measuring device is designed to deflect the first laser light beam and the second laser light beam, respectively with respect to a fixed polar angle and, based on a rotation of the deflection element, with respect to an azimuth angle.
- the deflection element has a first side for deflecting the first laser light beam in a first direction and a second side for deflecting the second laser light beam in a second direction.
- the lidar measuring unit comprises a single deflection element that is rotatable about a vertical axis. The first laser light beam and the second laser light beam are emitted substantially parallel to this vertical axis.
- the deflection element deflects the laser light beams essentially in a horizontal direction.
- the azimuth angle depends on the rotational position of the deflection element.
- a polar angle The zenith angle depends primarily on the deviation of the laser light beams around the rotation axis of the deflection element. In other words, a slight tilt leads to a change in the polar angle during a measurement.
- the laser light beams are deflected in different directions by the deflection element.
- a redundant system can be set up that ensures continued measurement operation if one of the two lidar measuring units fails.
- the parallel use of two lidar measuring units can achieve a larger field of view or faster scanning. The data yield can be increased.
- the use of two lidar measuring units also makes it possible to set up an at least partially redundant system that is cost-effective, since individual parts of the lidar measuring device can be used by both lidar measuring units.
- a single rotatable deflection element can deflect both laser light beams, preferably by means of a single drive unit.
- a deflection element enables a lidar measuring device that is variable in terms of arrangement and installation space.
- the second side of the deflection element is opposite the first side of the deflection element, wherein the deflection element is designed to deflect the first laser light beam in a direction angled by 180 degrees to the Azimuth angle of the second laser light beam to deflect different azimuth angles.
- the laser light beams are therefore preferably emitted in horizontally opposite directions.
- the lidar measuring device preferably comprises light guiding means for this purpose.
- both laser light beams are initially emitted essentially parallel and offset from one another in the horizontal direction, with a first laser light beam directly striking the deflection element, in particular the first side of the deflection element.
- the second laser light beam is preferably deflected twice by 90 degrees by the light guiding means in order to strike the second side of the deflection element in a vertical direction downwards, i.e. antiparallel to the first light beam.
- Such a design of the deflection element enables a technically simple construction.
- the exact offset of 180 degrees allows the analysis to be carried out advantageously and technically simply, since the offset with respect to the azimuth angle is the same for every measurement thanks to the advantageous embodiment.
- the deflection element is designed as a double-sided mirror. This makes it technically easy to create a deflection element that is suitable for use with laser beams for measurements using the lidar measuring device.
- the lidar measuring device comprises a deflection element designed to deflect the first laser light beam and/or the second laser light beam with respect to a polar angle during measurement.
- the deflection element is particularly preferably arranged in the beam path between the laser light source and the deflection element. It is understood that this preferably initially deflects the corresponding laser light beam before deflection by the deflection element. This deflection in the vertical direction results in the laser light beam not running exactly horizontally after deflection by the deflection element, but being deflected in the vertical direction.
- two deflection elements can also be provided for the first laser light beam and the second laser light beam.
- more than two lidar measuring units can be provided, each of which can also be assigned a deflection element.
- the deflection element is designed to deflect the first laser light beam at the same polar angle as the second laser light beam in order to enable a fast scan.
- the deflection element is designed to deflect the first laser light beam at a polar angle different from the second laser light beam in order to enable a scan with a higher resolution.
- higher resolution means that a vertical field of view of the lidar measuring device is expanded. Deflecting at the same polar angle can enable a faster scan.
- a preferred main scan plane can be defined, which can be scanned quickly if necessary.
- a redundant system can be created with regard to this plane.
- a main plane can be defined for this case, which is scanned with each rotation of the deflection element. Secondary planes that lie in a different area of the vertical field of view can be scanned at a lower frequency. This ensures a high sampling rate for the main plane while simultaneously establishing a high vertical field of view.
- the deflection element comprises a transparent plate arranged between a laser light source and the deflection element, wherein the transparent plate can be tilted by means of an actuator in order to adjust an angle between the laser light beam of the laser light source and the transparent plate or to remove the transparent plate from the laser light beam.
- a transparent plate preferably a transparent plate made of glass or Plexiglas, enables the manipulation of the laser light beam in a technically simple and robust manner.
- Tilting the plate using an actuator allows, on the one hand, the tilt position of a transparent plate to be precisely detected, and, on the other hand, the resulting manipulation of the laser light beam with respect to its polar angle can be calculated based on known physical laws, such as the refraction of light between two media.
- the lidar measuring device comprises a rotatable external unit with a mechanical-optical unit that is transparent to electromagnetic waves of a specific wavelength, wherein the deflection element and the external unit are coupled.
- the lidar measuring device can be protected from environmental influences.
- the influence of stray light from outside can be minimized by a mechanical-optical unit that is only transparent to specific wavelengths.
- the mechanical-optical unit can be rotated in a predefined ratio to the rotation of the deflection element. This can prevent contamination or damage to the external unit from leading to a blind zone of the lidar measuring device.
- measuring operation can be maintained in all azimuth directions.
- the coupling between the deflection element and the external unit is established by a force-locking and/or form-locking connection between the outer base of the external unit and an inner base of the deflection element.
- a form-locking connection can be established in the form of an internal toothing and a corresponding external toothing. It is understood that other connections, such as a traction device or a magnetic coupling, are also conceivable.
- a force-locking or form-locking connection can reliably and technically easily ensure that the coupling ensures forced guidance or forced rotation of the two units, i.e. the deflection element and the external unit, relative to one another.
- a robust and fail-safe system can be created.
- the coupling can also be implemented electronically, with a drive for the lidar measuring unit and/or the outdoor unit being controlled in accordance with a drive for the other unit.
- the lidar measuring device comprises an optical unit configured to reflect a laser light beam back to the detector. Additionally, the lidar measuring device comprises a diagnostic unit for diagnosing the functionality of a lidar measuring device based on a measurement of the laser light beam when the laser light beam strikes the optical unit and is reflected back to a detector, and the detector signal during this measurement.
- the optical unit is particularly preferably arranged on the mechanical-optical unit. An optical unit that reflects the laser light beam back to the detector at a known distance allows calibration of the lidar measuring device, preferably at regular intervals. In particular, calibration and diagnosis of correct functionality can be performed during ongoing operation. This allows malfunctions to be quickly detected. Confidence in a measurement with the lidar measuring device can be increased.
- both lidar measurement units can be calibrated using the optical unit, as described above.
- the optical unit can also comprise multiple reflective elements.
- the optical unit could be a type of cylinder formed by a collection of many vertical prisms. The laser light beam hits the optical unit and is reflected back to the detector. Based on the detector signal during this measurement, the diagnostic unit diagnoses the functionality of the lidar measuring device.
- the optical unit is designed as a beam splitter so that, in addition to the calibration or diagnostic measurement, a distance measurement can also be carried out.
- a diagnostic unit for diagnosing the functionality of the lidar measuring device enables a quick and reliable determination of the reliability of the measurements of a lidar measuring device.
- the diagnostic unit can have various forms.
- the diagnostic unit can comprise a computer chip, in particular a special chip, e.g., a 1oo2 architecture, such as an FPGA, a comparator, or even software executed on the special chip.
- the diagnostic unit is configured to compare an expected predefined distance and an actually measured distance during a measurement in the calibration range and, based on the comparison, to diagnose the functionality of the lidar measuring device.
- a comparison allows the functionality of the lidar measuring device to be determined in a technically simple and, in particular, rapid manner.
- the distance can correspond to a phase shift and/or a time-of-flight and/or be converted into these.
- calibration can also be carried out based on raw data.
- the received data does not necessarily have to be converted into a distance.
- a ToF an ADC (analog-digital converter) Converter) entries or the like.
- a distance results from various parameters, such as a propagation time, a phase shift, etc., and that distance can preferably be used synonymously for the aforementioned quantities.
- An analog-to-digital converter is a device for converting analog input signals into digital data, which can then be further processed or stored.
- Other names and abbreviations include ADC (analog-to-digital converter), A/D (analog-to-digital converter), or A/D for short.
- the optical unit can be present in multiple configurations to enable a higher calibration frequency. Furthermore, the optical unit can also have a more complex structure and be suitable for multiple beam splitting. For simplicity, only a simple beam splitter is shown in the following embodiment.
- the mechanical-optical unit comprises a first facet and a second facet, which are designed to deflect an emitted laser light beam with respect to a polar angle.
- the external unit is forcibly rotatable in a predefined relationship to an angular change of a rotation of the deflection element. This forcibly guided rotation is preferably based on the coupling between the external unit and the deflection element. According to the predefined relationship, the external unit is preferably After a complete rotation of the indoor unit, it is aligned offset by an angle of one facet relative to the indoor unit.
- Deflection by a facet specifically means that the laser light beam penetrates the facet and is deflected in the process. It is understood that a backscattered laser light beam also undergoes deflection when penetrating the facet and can thus be directed onto the detector.
- a laser light beam passes through a first facet during one complete rotation with respect to its azimuth angle and, after the rotation, passes through the second facet.
- the facets can cause additional deflection of the laser light beams with respect to a polar angle.
- the vertical field of view of the lidar measuring device can be expanded.
- a main scanning plane can still be defined.
- the deflection element can compensate for the deflection caused by the corresponding facet or enable a larger zenith angle during measurement.
- a one-step code such as a Reed-Solomon code, can be used to determine the facet through which the light passes during measurement. This allows the vertical direction, i.e., the polar angle and/or the azimuth angle, to be reliably calculated.
- the lidar measuring device comprises a protective unit that forms an outer protective sheath of the lidar measuring device.
- the optical components preferably the mechanical components, and particularly preferably all components and parts of the lidar measuring device as defined above, are accommodated within the protective unit.
- the protective unit is made of a material permeable to electromagnetic waves of a specific wavelength. This allows for the creation of a robust lidar measuring device that is protected from environmental influences and is particularly suitable for exposed locations.
- Figure 1 is a schematic side view of a lidar measuring device
- Figure 3 shows a schematic side view of a lidar measuring device with a deflection element during a measurement
- Figure 4 shows a schematic side view of a lidar measuring device with a deflection element in a first position
- Figure 5 is a schematic side view of a lidar measuring device with a deflection element in a second position
- Figure 6 is a schematic perspective view of a lidar measuring device with an external unit with facets
- Figure 7 is a schematic side view of a lidar measuring device with facets.
- Figure 8 is a schematic plan view of a lidar measuring device with an optical unit.
- Figure 1 shows a schematic side view of a lidar measuring device 10.
- the lidar measuring device 10 has a first lidar measuring unit 12 with a first detector 14 and a first laser light source 13.
- the first lidar Measuring unit 12 emits a first laser light beam 16 onto a first side of a deflection element 18.
- the deflection element 18 has an inner base 22 which is rotatable via an electric motor 24 by means of a pinion 26, so that the deflection element 18 can be set in rotation.
- the lidar measuring device 10 further comprises a second lidar measuring unit 12' with a second detector 14' and a second laser light source 13'.
- the second lidar measuring unit 12' is configured to emit a second laser light beam 16'. Upon exiting the lidar measuring device 10, this second laser light beam is emitted substantially parallel to the first laser light beam 16 and impinges on a first light-guiding element 32. It is deflected by the first light-guiding element 32 onto a second light-guiding element 32, and impinges by the second light-guiding element 32 onto a second side of the deflecting element 18.
- the second laser light beam 16' is emitted in the opposite direction to the first laser light beam 16 with respect to its azimuth angle.
- the first laser light beam 16 strikes the deflection element 18 from below, and the second laser light beam 16' is guided by the light-guiding elements 32 to the upper side of the deflection element 18. This allows for a rapid scan in the plane defined by the laser light beams 16, 16'.
- Figure 2 shows a schematic perspective view of a lidar measuring device with an outdoor unit 20.
- the first lidar measuring unit is arranged centrally with respect to the external unit 20 in the example shown and is accommodated in a housing.
- Figure 2 shows the first laser light beam emerging from the housing onto the deflection element 18.
- the second laser light beam 16' extends off-center and past the housing and is guided via the two light-guiding elements 32 to a second side of the deflection element 18.
- the light-guiding elements 32 can be stationary if the second lidar measuring unit 12' is stationary. It is further understood that the light-guiding elements 32 can be connected to the external unit 20 and rotate if the second lidar measuring unit 12' is also rotated.
- Figure 3 shows a schematic side view of a lidar measuring device 10 with a deflection element 28.
- a deflection element 28 is arranged in the beam path of the first laser light beam 16 between the deflection element 18 and the first lidar measuring unit 12, the position of which can be varied by means of an actuator 30.
- the deflection element 28 can be inserted into the beam path of the first laser light beam 16, so that the angle of the beam is changed upon passing through the deflection element 28. This results in the polar angle of the first laser light beam 16 being changed after being deflected by the deflection element 18.
- the deflection element 28 can be, for example, a transparent plate, in particular a glass plate.
- the deflection element 28 can be oriented perpendicular to the emission direction of the first laser light beam 16 upon exiting the first lidar measurement unit 12. In this state, the first laser light beam 16 is not manipulated with respect to its polar angle. In other words, the first laser light beam 16 travels as if the deflection element 28 were not inserted into the beam path. It is understood that the deflection element 28 can also be removed from the beam path using the actuator 30. These positions are shown in dashed lines.
- the polar angle of the first laser light beam 16 can be influenced during measurement using the deflection element 28. The angle change depends on the inclination of the deflection element 28. The inclination of the deflection element 28 can be adjusted using the actuator 30.
- Figure 4 shows a lidar measuring device 10 with a deflection element 28 in a first position.
- the deflection element 28 In the first position, the deflection element 28 is perpendicular to the emission direction of the first laser light beam 16. In this case, the first laser light beam 16 penetrates the deflection element 28 and is not manipulated with respect to its vertical direction.
- Figure 5 shows a schematic side view of the lidar measuring device 10 with a deflection element 28 in a second position.
- the deflection element 28 is tilted. It is aligned obliquely to the emission direction of the first laser light beam 16 as it leaves the first lidar measuring unit 12.
- the first laser light beam is refracted when it enters the deflection element 28 and is refracted again when it exits the deflection element 28, so that after passing the deflection element it propagates further at an angle different from the emission angle when it exits the first lidar measuring unit 12.
- the first laser light beam 16 is manipulated in its polar direction after being deflected by the deflection element 18. Consequently, it is no longer deflected exactly horizontally.
- the deflection of the first laser light beam 16 with respect to its polar angle during measurement depends on the angle of inclination of the deflection element 28 and on the material and thickness of the deflection element 28 and can be calculated exactly using known physical laws.
- the resulting polar angle of the first laser light beam 16 can be calculated during measurement.
- Figure 6 shows a Lidar measuring device 10 schematically in perspective during a measurement.
- the first laser light source 13 emits the laser light beam 16 onto a deflection element 18.
- the deflection element 18 is designed to deflect the laser light beam 16 from a vertical direction into a horizontal direction in the embodiment shown.
- the laser light beam 16 After deflection in the horizontal direction, the laser light beam 16 passes a facet 34.
- the facet 34 can, for example, be designed as a prism and deflect the laser light beam 16 in the vertical direction when it passes through the facet 34.
- the deflection element 18 is arranged on an inner base.
- the inner base is rotatable, so that the deflection element can also be rotated with the inner base and can thus deflect the laser light beam 16 with respect to its azimuth angle, i.e., in the horizontal direction.
- the inner base is driven by an electric motor, which is connected to the inner base via a pinion, for example.
- the facet 34 is arranged on an outer base 33, wherein the outer base 33 is coupled to the inner base and is forcibly rotated in a fixed rotational relationship to the rotational movement of the inner base.
- the laser light beam hits the deflection element 18 and passes a facet 34, whereby the laser light beam is deflected downwards.
- the fixed rotation ratio is preferably arranged such that the outdoor unit 20 is aligned offset by the angular dimension of the facet 34 after a complete rotation of the indoor unit.
- a 360° scan in the azimuth direction can be performed using facet 34.
- another facet is used for the next 360° scan in the azimuth direction due to the rotation ratio.
- Figure 7 shows a schematic side view of a lidar measuring device with two facets 34.
- the embodiment shown in Figure ? is essentially the same as the embodiment shown in Figure 3.
- the embodiment according to Figure 7 comprises two facets 34, each of which is arranged on an external unit not shown.
- the facets 34 form an outer surface of the lidar measuring device. Upon passing through the facets 34, the first laser light beam 16 or the second laser light beam 16' changes its polar angle.
- the facets have a parallelogram-shaped cross-section.
- each facet 34 may be configured to have a different polar angle from another facet 34 when passing In particular, by combining it with the deflection element 28, an even wider polar angle range can be covered.
- the deflection element 28 can also be used to compensate for the manipulation of the polar angle of a facet 34, so that at least one laser light beam can be measured in a predefined direction at high frequency.
- a further deflection element 28 can also be provided in the beam path of the second laser light beam 16'.
- Figure 8 shows a schematic plan view of a lidar measuring device 10. For clarity, the second lidar measuring unit and the light guides are not shown.
- the lidar measuring device 10 has a planetary gear-like structure, so that the inner base, driven by the electric motor 24, rotates at a first angular velocity.
- the inner base has external gearing that meshes with a pinion 26 of the electric motor 24.
- the external toothing meshes with an internal toothing of an external base.
- the external base has a mechanical-optical unit 35.
- the lidar measuring device 10 comprises an optical unit 36 configured to reflect at least a portion of the laser light beam 16 directly back to a detector. This allows the lidar measuring device 10 to be calibrated according to Figure 8. It is understood that the illustrated embodiment with only a single optical unit 36 serves to provide a better overview, and embodiments with two or more optical units 36 are conceivable.
- the distance between the optical unit 36 and the detector is known or can be calculated. From this, the expected distance or a The expected runtime of the laser light beam 16 can be determined and compared with the measurement result. In particular, the expected intensity of the laser light beam 16 can also be compared with the current measurement.
- the second lidar measuring unit can also be measured in an analogous manner.
- calibration can be carried out at different locations, wherein the relative positions of the outdoor unit, the indoor unit and the emission direction of the laser light beam 16 can preferably be determined by means of a one-step code, in particular by means of a Reed-Solomon code.
- laser light beam should be understood broadly.
- laser light beam preferably describes a path along which the laser light propagates. Pulsed lasers can also be used, in particular.
- a laser light beam it is conceivable for a laser light beam to have varying pulse lengths or a varying clock rate, so that a signal is impressed on the laser light beam upon emission, which is then calibrated and verified upon or after reception by the diagnostic unit. This ensures that the detector has received the laser light emitted by the lidar measuring unit. After passing through the diagnostic unit, the detector signals can be forwarded to a final processing system.
- a potentially faulty reflection of the laser light beam can be detected based on expected laser intensity values.
- Angle information which can come from incremental sensors, for example, as well as single-step coded positions of the lidar measuring unit and/or
- the deflection element and the external unit can be aligned with each other. This allows for a redundant and precise angular position of the components relative to each other, enabling a more precise overall distance measurement and more accurate calibration of the lidar measuring device 10.
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Abstract
Description
Universität Kassel University of Kassel
Lidar-Messvorrichtung zum Detektieren eines Objektes Lidar measuring device for detecting an object
Die vorliegende Erfindung betrifft eine scannende Lidar-Messvorrichtung zum Detektieren eines Objekts. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Verfahren sowie ein Computerprogrammprodukt. The present invention relates to a scanning lidar measuring device for detecting an object. The present invention further relates to a corresponding method and a computer program product.
Ein Lidar-System (light detection and ranging) basiert auf der Aussendung von Lichtpulsen und der Detektion des reflektierten Lichts. Beispielsweise kann mittels einer Laufzeitmessung ein Abstand zum Ort der Reflexion berechnet werden. Durch eine Auswertung der empfangenen Reflexionen kann eine Detektion eines Ziels erfolgen. Hinsichtlich der technischen Realisierung des entsprechenden Sensors wird zwischen scannenden Systemen, die zumeist basierend auf Mikrospiegeln funktionieren, und nichtscannenden Systemen, bei denen mehrere Sende- und Empfangselemente statisch nebeneinanderliegend angeordnet sind (insb. sog. Focal Plane Array-Anordnung), unterschieden. A LIDAR (light detection and ranging) system is based on the emission of light pulses and the detection of the reflected light. For example, a time-of-flight measurement can be used to calculate the distance to the location of the reflection. A target can be detected by evaluating the received reflections. With regard to the technical implementation of the corresponding sensor, a distinction is made between scanning systems, which usually function based on micromirrors, and non-scanning systems, in which several transmitting and receiving elements are arranged statically next to one another (especially so-called focal plane arrays).
Derzeit sind Lidar-Systeme bekannt, die Entfernungen beispielsweise auf Basis einer Flugzeit, Time-of-Flight, ToF-Methode, oder auf Basis einer optischen Verschiebung eines Laserlichtstrahls bestimmen. Dabei wird vorzugsweise mittels einer Linse oder einer optischen Einheit eine Reflexion eines Laserlichtstrahls auf einen CMOS- oder CCD- oder vergleichbaren Sensor gelenkt. Dieser Sensor kann eine lineare oder matrixartige Pixel-Struktur aufweisen. Currently, Lidar systems are known that determine distances based on, for example, the time-of-flight (ToF) method, or based on the optical displacement of a laser light beam. In this case, a reflection of a laser light beam is directed onto a CMOS, CCD, or similar sensor, preferably using a lens or optical unit. This sensor can have a linear or matrix-like pixel structure.
Derartige Lidar-Systeme werden bisweilen in sicherheitsrelevanten Anwendungen, wie beispielsweise Straßenverkehr oder bei autonomen Fertigungsanlagen mit Robotern, verwendet und scannen in einer Ebene. Ähnliche Systeme sind ferner bekannt aus den Offenlegungsschriften US 5 198 919 A, DE 10 2022 200 624 A1 , JP 2006 - 235 219 A, DE 25 34 695 A1 und DE 10 2019 134 192 A1. Such lidar systems are sometimes used in safety-relevant applications, such as road traffic or autonomous manufacturing plants with robots, and scan in one plane. Similar systems are also known from the published patent applications US 5 198 919 A, DE 10 2022 200 624 A1, JP 2006 - 235 219 A, DE 25 34 695 A1 and DE 10 2019 134 192 A1.
Es stellt sich die Aufgabe, die von einem derartigen Lidar-System erfassten Daten zu erweitern und dabei eine schnellere Abtastung und/oder eine Erweiterung des Sichtfelds zu ermöglichen. Besonders bevorzugt soll eine Möglichkeit geschaffen werden, ein Lidar-System zumindest teilweise redundant aufzubauen und die Messungen des Lidar-Systems zu überprüfen. The objective is to expand the data acquired by such a lidar system, enabling faster scanning and/or expanding the field of view. Particularly preferred is the creation of a way to set up a lidar system with at least partial redundancy and to verify the lidar system's measurements.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Ansprüche gelöst. This problem is solved by the subject matter of the subordinate claims.
Die Lidar-Messvorrichtung zum Detektieren eines Objekts umfasst eine erste Lidar-Messeinheit, umfassend eine erste Laserlichtquelle zum Emittieren eines ersten Laserlichtstrahls und einen ersten Detektor. Weiterhin umfasst die Lidar- Messvorrichtung eine zweite Lidar-Messeinheit, umfassend eine zweite Laserlichtquelle zum Emittieren eines zweiten Laserlichtstrahls und einen zweiten Detektor. Ein drehbares Umlenkelement der Lidar-Messvorrichtung ist dazu ausgebildet, den ersten Laserlichtstrahl und den zweiten Laserlichtstrahl jeweils bezüglich eines festen Polarwinkels und basierend auf einer Drehung des Umlenkelements jeweils bezüglich eines Azimutwinkels abzulenken. Das Umlenkelement weist eine erste Seite zum Umlenken des ersten Laserlichtstrahls in eine erste Richtung und eine zweite Seite zum Umlenken des zweiten Laserlichtstrahls in eine zweite Richtung auf. Vorzugsweise umfasst die Lidar-Messeinheit ein einziges Umlenkelement, das um eine Vertikalachse rotierbar ist. Im Wesentlichen parallel zu dieser Vertikalachse werden der erste Laserlichtstrahl und der zweite Laserlichtstrahl emittiert. The lidar measuring device for detecting an object comprises a first lidar measuring unit, comprising a first laser light source for emitting a first laser light beam and a first detector. The lidar measuring device further comprises a second lidar measuring unit, comprising a second laser light source for emitting a second laser light beam and a second detector. A rotatable deflection element of the lidar measuring device is designed to deflect the first laser light beam and the second laser light beam, respectively with respect to a fixed polar angle and, based on a rotation of the deflection element, with respect to an azimuth angle. The deflection element has a first side for deflecting the first laser light beam in a first direction and a second side for deflecting the second laser light beam in a second direction. Preferably, the lidar measuring unit comprises a single deflection element that is rotatable about a vertical axis. The first laser light beam and the second laser light beam are emitted substantially parallel to this vertical axis.
Es versteht sich, dass mittels des Umlenkelements die Laserlichtstrahlen im Wesentlichen in horizontale Richtung umgelenkt werden. Dabei ist ein Azimutwinkel abhängig von einer Drehposition des Umlenkelements. Ein Polarwinkel oder Zenitwinkel hängt dabei vorzugsweise von der Abweichung der Laserlichtstrahlen um die Rotierachse des Umlenkelements ab. Mit anderen Worten führt eine leichte Verkippung zu einer Änderung des Polarwinkels bei einer Messung. It is understood that the deflection element deflects the laser light beams essentially in a horizontal direction. The azimuth angle depends on the rotational position of the deflection element. A polar angle The zenith angle depends primarily on the deviation of the laser light beams around the rotation axis of the deflection element. In other words, a slight tilt leads to a change in the polar angle during a measurement.
Vorzugsweise werden die Laserlichtstrahlen durch das Umlenkelement in verschiedene Richtung umgelenkt. Preferably, the laser light beams are deflected in different directions by the deflection element.
Durch das Verwenden einer ersten und zweiten Lidar-Messeinheit kann einerseits ein redundantes System aufgebaut werden, das beim Ausfall einer der beiden Lidar-Messeinheiten einen weiteren Messbetrieb gewährleistet. Zudem kann durch das parallele Verwenden von zwei Lidar-Messeinheiten ein höheres Sichtfeld oder eine schnellere Abtastung erfolgen. Die Datenausbeute kann erhöht werden. Die Verwendung von zwei Lidar-Messeinheiten ermöglicht zudem, ein zumindest teilweise redundantes System aufzubauen, das kosteneffizient ist, da einzelne Teile der Lidar-Messvorrichtung von beiden Lidar-Messeinheiten verwendet werden können. Durch ein einzelnes drehbares Umlenkelement kann vorzugsweise mittels einer einzigen Antriebseinheit ein Umlenken von beiden Laserlichtstrahlen erfolgen. Ein Umlenkelement ermöglicht eine bezüglich der Anordnung und des Bauraums variable Lidar-Messvorrichtung. By using a first and second lidar measuring unit, a redundant system can be set up that ensures continued measurement operation if one of the two lidar measuring units fails. In addition, the parallel use of two lidar measuring units can achieve a larger field of view or faster scanning. The data yield can be increased. The use of two lidar measuring units also makes it possible to set up an at least partially redundant system that is cost-effective, since individual parts of the lidar measuring device can be used by both lidar measuring units. A single rotatable deflection element can deflect both laser light beams, preferably by means of a single drive unit. A deflection element enables a lidar measuring device that is variable in terms of arrangement and installation space.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu beschreibenden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können das Verfahren und das Computerprogrammprodukt entsprechend den für die Vorrichtung in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims. It is understood that the features mentioned above and those to be described below can be used not only in the respective combinations specified, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention. In particular, the method and the computer program product can be implemented according to the embodiments described for the device in the dependent claims.
In bevorzugter Ausgestaltung liegt die zweite Seite des Umlenkelements der ersten Seite des Umlenkelements gegenüber, wobei das Umlenkelement dazu ausgebildet ist, den ersten Laserlichtstrahl in einem um 180 Grad zum Azimutwinkel des zweiten Laserlichtstrahls verschiedenen Azimutwinkel abzulenken. Die Laserlichtstrahlen werden folglich vorzugsweise in horizontal entgegengesetzter Richtung emittiert. Vorzugsweise umfasst hierfür die Lidar- Messvorrichtung Lichtleitmittel. Bevorzugt werden beide Laserlichtstrahlen zunächst im Wesentlichen parallel und versetzt zueinander in horizontaler Richtung emittiert, wobei ein erster Laserlichtstrahl direkt auf das Umlenkelement, insbesondere die erste Seite des Umlenkelements, trifft. Der zweite Laserlichtstrahl wird von den Lichtleitmitteln vorzugsweise zweimal um 90 Grad umgelenkt, um so in vertikaler Richtung nach unten, also antiparallel zum ersten Lichtstrahl, auf die zweite Seite des Umlenkelements zu treffen. Eine derartige Ausgestaltung des Umlenkelements ermöglicht einen technisch einfachen Aufbau. Zudem kann durch den exakten Versatz um 180 Grad die Analyse vorteilhaft und technisch einfach durchgeführt werden, da der Versatz bezüglich des Azimutwinkels durch die vorteilhafte Ausführungsform bei jeder Messung gleich ist. In a preferred embodiment, the second side of the deflection element is opposite the first side of the deflection element, wherein the deflection element is designed to deflect the first laser light beam in a direction angled by 180 degrees to the Azimuth angle of the second laser light beam to deflect different azimuth angles. The laser light beams are therefore preferably emitted in horizontally opposite directions. The lidar measuring device preferably comprises light guiding means for this purpose. Preferably, both laser light beams are initially emitted essentially parallel and offset from one another in the horizontal direction, with a first laser light beam directly striking the deflection element, in particular the first side of the deflection element. The second laser light beam is preferably deflected twice by 90 degrees by the light guiding means in order to strike the second side of the deflection element in a vertical direction downwards, i.e. antiparallel to the first light beam. Such a design of the deflection element enables a technically simple construction. In addition, the exact offset of 180 degrees allows the analysis to be carried out advantageously and technically simply, since the offset with respect to the azimuth angle is the same for every measurement thanks to the advantageous embodiment.
Besonders bevorzugt ist das Umlenkelement als beidseitiger Spiegel ausgebildet. Hierdurch kann technisch einfach ein Umlenkelement geschaffen werden, das sich für die Verwendung mit Laserstrahlen zur Messung mittels der Lidar- Messvorrichtung eignet. Particularly preferably, the deflection element is designed as a double-sided mirror. This makes it technically easy to create a deflection element that is suitable for use with laser beams for measurements using the lidar measuring device.
Vorteilhafterweise umfasst die Lidar-Messvorrichtung ein Ablenkelement, das dazu ausgebildet ist, den ersten Laserlichtstrahl und/oder den zweiten Laserlichtstrahl bezüglich eines Polarwinkels beim Messen abzulenken. Besonders bevorzugt ist das Ablenkelement im Strahlengang zwischen Laserlichtquelle und Umlenkelement angeordnet. Es versteht sich, dass hierdurch vorzugsweise zunächst ein Ablenken des entsprechenden Laserlichtstrahls bereits vor einem Umlenken durch das Umlenkelement erfolgt. Diese Ablenkung in vertikaler Richtung hat nach dem Umlenken durch das Umlenkelement zur Folge, dass der Laserlichtstrahl nicht exakt horizontal verläuft, sondern in vertikaler Richtung abgelenkt ist. Es versteht sich, dass auch zwei Ablenkelemente für den ersten Laserlichtstrahl und den zweiten Laserlichtstrahl vorgesehen sein können. Insbesondere können auch mehr als zwei Lidar-Messeinheiten vorgesehen sein, denen ebenfalls jeweils ein Ablenkelement zugordnet sein kann. Advantageously, the lidar measuring device comprises a deflection element designed to deflect the first laser light beam and/or the second laser light beam with respect to a polar angle during measurement. The deflection element is particularly preferably arranged in the beam path between the laser light source and the deflection element. It is understood that this preferably initially deflects the corresponding laser light beam before deflection by the deflection element. This deflection in the vertical direction results in the laser light beam not running exactly horizontally after deflection by the deflection element, but being deflected in the vertical direction. It is understood that two deflection elements can also be provided for the first laser light beam and the second laser light beam. In particular, more than two lidar measuring units can be provided, each of which can also be assigned a deflection element.
In besonders bevorzugter Ausführung ist das Ablenkelement dazu ausgebildet, den ersten Laserlichtstrahl im gleichen Polarwinkel wie den zweiten Laserlichtstrahl abzulenken, um einen schnellen Scan zu ermöglichen. Alternativ ist das Ablenkelement dazu ausgebildet, den ersten Laserlichtstrahl in einem vom zweiten Laserlichtstrahl verschiedenen Polarwinkel abzulenken, um einen Scan mit einer höheren Auflösung zu ermöglichen. Insbesondere ist unter höherer Auflösung zu verstehen, dass ein vertikales Sichtfeld der Lidar-Messvorrichtung erweitert wird. Durch das Ablenken im gleichen Polarwinkel kann ein schneller Scan ermöglicht werden. Insbesondere in sicherheitskritischen Anwendungen kann eine bevorzugte Haupt-Scan-Ebene definiert werden, die bei Bedarf schnell abgetastet werden kann. Weiterhin kann bezüglich dieser Ebene ein redundantes System geschaffen werden. Die Erhöhung des vertikalen Sichtfelds ermöglicht eine höhere Datenqualität und ein breiteres Anwendungsspektrum der Lidar-Messvorrichtung. Insbesondere kann auch für diesen Fall eine Hauptebene definiert werden, die bei jeder Umdrehung des Umlenkelements abgetastet wird. Nebenebenen, die in einem anderen Bereich des vertikalen Sichtfelds liegen, können mit niedrigerer Frequenz abgetastet werden. Hierdurch kann für die Hauptebene eine hohe Abtastrate gewährleistet sein und gleichzeitig ein hohes vertikales Sichtfeld eingerichtet werden. In a particularly preferred embodiment, the deflection element is designed to deflect the first laser light beam at the same polar angle as the second laser light beam in order to enable a fast scan. Alternatively, the deflection element is designed to deflect the first laser light beam at a polar angle different from the second laser light beam in order to enable a scan with a higher resolution. In particular, higher resolution means that a vertical field of view of the lidar measuring device is expanded. Deflecting at the same polar angle can enable a faster scan. Particularly in safety-critical applications, a preferred main scan plane can be defined, which can be scanned quickly if necessary. Furthermore, a redundant system can be created with regard to this plane. Increasing the vertical field of view enables higher data quality and a broader range of applications for the lidar measuring device. In particular, a main plane can be defined for this case, which is scanned with each rotation of the deflection element. Secondary planes that lie in a different area of the vertical field of view can be scanned at a lower frequency. This ensures a high sampling rate for the main plane while simultaneously establishing a high vertical field of view.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Ablenkelement eine transparente Platte, die zwischen einer Laserlichtquelle und dem Umlenkelement angeordnet ist, wobei die transparente Platte mittels eines Aktors kippbar ist, um einen Winkel zwischen dem Laserlichtstrahl der Laserlichtquelle und der transparenten Platte einzustellen oder die transparente Platte aus dem Laserlichtstrahl zu entfernen. Eine transparente Platte, vorzugsweise eine transparente Platte aus Glas oder Plexiglas, ermöglicht technisch einfach und robust die Manipulation des Laserlichtstrahls. Durch das Anordnen der Platte und des Aktors zwischen Laserlichtquelle und Umlenkelement kann das Ablenkelement in einem geschützten Bereich der Lidar-Messvorrichtung angeordnet werden. Durch das Kippen mittels eines Aktors kann einerseits die Kippposition einer transparenten Platte präzise erfasst werden und andererseits daraus die resultierende Manipulation des Laserlichtstrahls bezüglich seines Polarwinkels basierend auf bekannten physikalischen Gesetzen, wie beispielsweise der Lichtbrechung zwischen zwei Medien, berechnet werden. In a further advantageous embodiment, the deflection element comprises a transparent plate arranged between a laser light source and the deflection element, wherein the transparent plate can be tilted by means of an actuator in order to adjust an angle between the laser light beam of the laser light source and the transparent plate or to remove the transparent plate from the laser light beam. A transparent plate, preferably a transparent plate made of glass or Plexiglas, enables the manipulation of the laser light beam in a technically simple and robust manner. By arranging the plate and the actuator between the laser light source and the deflection element, the deflection element can be arranged in a protected area of the lidar measuring device. Tilting the plate using an actuator allows, on the one hand, the tilt position of a transparent plate to be precisely detected, and, on the other hand, the resulting manipulation of the laser light beam with respect to its polar angle can be calculated based on known physical laws, such as the refraction of light between two media.
Vorteilhafterweise umfasst die Lidar-Messvorrichtung eine drehbare Außeneinheit mit einer für elektromagnetische Wellen bestimmter Wellenlänge durchlässigen mechanisch-optischen Einheit, wobei das Umlenkelement und die Außeneinheit gekoppelt sind. Durch das Vorsehen einer Außeneinheit kann die Lidar-Messvorrichtung vor Umwelteinflüssen geschützt werden. Insbesondere kann durch eine mechanisch-optische Einheit, die nur für bestimmte Wellenlängen durchlässig ist, der Einfluss von Streulicht von außerhalb minimiert werden. Durch eine Koppelung kann die mechanisch-optische Einheit in einem vordefinierten Verhältnis zu der Drehung des Umlenkelements gedreht werden. Hierdurch kann verhindert werden, dass eine Beschmutzung oder Beschädigung der Außeneinheit zu einem Blindbereich der Lidar-Messvorrichtung führt. Vorzugsweise kann ein Messbetrieb in alle Azimutrichtungen aufrechterhalten werden. Advantageously, the lidar measuring device comprises a rotatable external unit with a mechanical-optical unit that is transparent to electromagnetic waves of a specific wavelength, wherein the deflection element and the external unit are coupled. By providing an external unit, the lidar measuring device can be protected from environmental influences. In particular, the influence of stray light from outside can be minimized by a mechanical-optical unit that is only transparent to specific wavelengths. By means of a coupling, the mechanical-optical unit can be rotated in a predefined ratio to the rotation of the deflection element. This can prevent contamination or damage to the external unit from leading to a blind zone of the lidar measuring device. Preferably, measuring operation can be maintained in all azimuth directions.
In besonders bevorzugter Ausführung ist die Koppelung zwischen dem Umlenkelement und der Außeneinheit durch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Außenbasis der Außeneinheit und einer Innenbasis des Umlenkelements eingerichtet. Insbesondere kann eine formschlüssige Verbindung in Form von einer Innenverzahnung und einer korrespondierenden Außenverzahnung eingerichtet werden. Es versteht sich, dass auch andere Verbindungen, wie beispielsweise ein Zugmittel oder eine Magnetkoppelung, denkbar sind. Durch eine kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung kann zuverlässig und technisch einfach gewährleistet werden, dass durch die Koppelung eine Zwangsführung bzw. Zwangsdrehung der beiden Einheiten, also des Umlenkelements und der Außeneinheit, zueinander erfolgt. Es kann ein robustes und ausfallsicheres System geschaffen werden. In anderen Ausführungsformen kann die Koppelung auch elektronisch umgesetzt sein, wobei ein Antrieb für die Lidar-Messeinheit und/oder die Außeneinheit entsprechend einem Antrieb für die jeweils andere Einheit gesteuert wird. In a particularly preferred embodiment, the coupling between the deflection element and the external unit is established by a force-locking and/or form-locking connection between the outer base of the external unit and an inner base of the deflection element. In particular, a form-locking connection can be established in the form of an internal toothing and a corresponding external toothing. It is understood that other connections, such as a traction device or a magnetic coupling, are also conceivable. A force-locking or form-locking connection can reliably and technically easily ensure that the coupling ensures forced guidance or forced rotation of the two units, i.e. the deflection element and the external unit, relative to one another. A robust and fail-safe system can be created. In other embodiments, the coupling can also be implemented electronically, with a drive for the lidar measuring unit and/or the outdoor unit being controlled in accordance with a drive for the other unit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Lidar-Messvorrichtung eine optische Einheit, die dazu ausgebildet ist, einen Laserlichtstrahl zum Detektor zurückzuwerfen. Ergänzend umfasst die Lidar-Messvorrichtung eine Diagnoseeinheit zum Diagnostizieren einer Funktionsfähigkeit einer Lidar-Messvorrichtung basierend auf einer Messung des Laserlichtstrahls, wenn der Laserlichtstrahl auf die optische Einheit trifft und zu einem Detektor zurückgeworfen wird, und dem Detektorsignal bei dieser Messung. Besonders bevorzugt ist die optische Einheit an der mechanisch-optischen Einheit angeordnet. Durch eine optische Einheit, die bei bekanntem Abstand den Laserlichtstrahl zum Detektor zurückwirft, kann vorzugsweise in regelmäßigen Abständen eine Kalibration der Lidar-Messvorrichtung erfolgen. Insbesondere können eine Kalibration und eine Diagnose der korrekten Funktionsfähigkeit im laufenden Betrieb erfolgen. Hierdurch können Fehlfunktionen schnell erkannt werden. Das Vertrauen in eine Messung mit der Lidar-Messvorrichtung kann erhöht werden. Es versteht sich, dass, wenn die optische Einheit an der Außeneinheit angeordnet ist, die Position der optischen Einheit aufgrund der Koppelung und zwangsgeführten Drehung exakt berechnet werden kann. Folglich kann auch ein erwarteter Abstand bzw. ein erwartetes Messsignal bei der Kalibration vorberechnet werden. Hierdurch kann an verschiedenen Winkelpositionen eine Kalibration erfolgen. Es versteht sich, dass mittels der optischen Einheit beide Lidar-Messeinheiten, wie oben beschrieben, kalibriert werden können. Es versteht sich, dass die optische Einheit auch mehrere reflektierende Elemente umfassen kann. Insbesondere ist es denkbar, bei jedem Scan zu kalibrieren. Hierbei könnte die optische Einheit beispielsweise eine Art Zylinder sein, der durch eine Ansammlung von vielen vertikalen Prismen gebildet ist. Der Laserlichtstrahl trifft dabei auf die optische Einheit und wird von dieser zum Detektor zurückgeworfen. Basierend auf dem Detektorsignal bei dieser Messung diagnostiziert die Diagnoseeinheit die Funktionsfähigkeit der Lidar-Mess- vorrichtung. In an advantageous embodiment, the lidar measuring device comprises an optical unit configured to reflect a laser light beam back to the detector. Additionally, the lidar measuring device comprises a diagnostic unit for diagnosing the functionality of a lidar measuring device based on a measurement of the laser light beam when the laser light beam strikes the optical unit and is reflected back to a detector, and the detector signal during this measurement. The optical unit is particularly preferably arranged on the mechanical-optical unit. An optical unit that reflects the laser light beam back to the detector at a known distance allows calibration of the lidar measuring device, preferably at regular intervals. In particular, calibration and diagnosis of correct functionality can be performed during ongoing operation. This allows malfunctions to be quickly detected. Confidence in a measurement with the lidar measuring device can be increased. It is understood that if the optical unit is arranged on the external unit, the position of the optical unit can be precisely calculated due to the coupling and forced rotation. Consequently, an expected distance or an expected measurement signal can also be precalculated during calibration. This allows calibration to be performed at different angular positions. It goes without saying that both lidar measurement units can be calibrated using the optical unit, as described above. It goes without saying that the optical unit can also comprise multiple reflective elements. In particular, it is conceivable to calibrate during each scan. For example, the optical unit could be a type of cylinder formed by a collection of many vertical prisms. The laser light beam hits the optical unit and is reflected back to the detector. Based on the detector signal during this measurement, the diagnostic unit diagnoses the functionality of the lidar measuring device.
Bevorzugt ist die optische Einheit als Strahlteiler ausgebildet, sodass neben der Kalibrations- oder Diagnosemessung auch eine Abstandsmessung durchgeführt werden kann. Preferably, the optical unit is designed as a beam splitter so that, in addition to the calibration or diagnostic measurement, a distance measurement can also be carried out.
Eine Diagnoseeinheit zum Diagnostizieren der Funktionsfähigkeit der Lidar- Messvorrichtung ermöglicht ein schnelles und zuverlässiges Bestimmen einer Vertrauenswürdigkeit der Messungen einer Lidar-Messvorrichtung. Die Diagnoseeinheit kann dabei verschiedene Ausprägungen aufweisen. Insbesondere kann die Diagnoseeinheit einen Computerchip, insbesondere einen speziellen Chip, z. B. eine 1oo2 -Architektur, beispielsweise einen FPGA, einen Vergleicher oder auch eine Software, die auf dem speziellen Chip ausgeführt wird, umfassen. A diagnostic unit for diagnosing the functionality of the lidar measuring device enables a quick and reliable determination of the reliability of the measurements of a lidar measuring device. The diagnostic unit can have various forms. In particular, the diagnostic unit can comprise a computer chip, in particular a special chip, e.g., a 1oo2 architecture, such as an FPGA, a comparator, or even software executed on the special chip.
Bevorzugt ist die Diagnoseeinheit dazu ausgebildet, einen erwarteten vordefinierten Abstand und einen tatsächlich gemessenen Abstand bei einer Messung im Kalibrationsbereich zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich die Funktionsfähigkeit der Lidar-Messvorrichtung zu diagnostizieren. Durch einen Vergleich kann technisch einfach und insbesondere schnell die Funktionsfähigkeit der Lidar-Messvorrichtung bestimmt werden. Preferably, the diagnostic unit is configured to compare an expected predefined distance and an actually measured distance during a measurement in the calibration range and, based on the comparison, to diagnose the functionality of the lidar measuring device. A comparison allows the functionality of the lidar measuring device to be determined in a technically simple and, in particular, rapid manner.
Es versteht sich, dass hierbei alle gängigen Methoden der Abstandsbestimmung bei einer Lidar-Messung Anwendung finden können. Insbesondere kann der Abstand einer Phasenverschiebung und/oder einer Flugzeit, Time-of-Flight, entsprechen und/oder in diese umgerechnet werden. Es versteht sich, dass auch basierend auf Rohdaten kalibriert werden kann. Die empfangenen Daten müssen nicht zwangsläufig in einen Abstand umgerechnet werden. Beispielsweise kann auch Anhand einer ToF, anhand von ADC (Analog-Digital- Umsetzer)-Einträgen oder dergleichen kalibriert werden. Es ist ersichtlich, dass sich ein Abstand aus verschiedenen Parametern, wie beispielsweise einer Laufzeit, einer Phasenverschiebung etc. ergibt und insoweit Abstand vorzugsweise synonymisch für die vorgenannten Größen stehen kann. It goes without saying that all common methods of distance determination can be applied in a lidar measurement. In particular, the distance can correspond to a phase shift and/or a time-of-flight and/or be converted into these. It goes without saying that calibration can also be carried out based on raw data. The received data does not necessarily have to be converted into a distance. For example, a ToF, an ADC (analog-digital converter) Converter) entries or the like. It is clear that a distance results from various parameters, such as a propagation time, a phase shift, etc., and that distance can preferably be used synonymously for the aforementioned quantities.
Ein Analog-Digital-Umsetzer ist vorzugsweise eine Vorrichtung zur Umsetzung analoger Eingangssignale in digitale Daten, die dann weiterverarbeitet oder gespeichert werden können. Weitere Namen und Abkürzungen sind ADU, Analog- Digital-Wandler oder A/D-Wandler, englisch ADC (analog-to-digital converter) oder kurz A/D. An analog-to-digital converter is a device for converting analog input signals into digital data, which can then be further processed or stored. Other names and abbreviations include ADC (analog-to-digital converter), A/D (analog-to-digital converter), or A/D for short.
Ferner sind durch die Koppelung verschiedene Abstände zwischen der optischen Einheit und der Laserlichtquelle sowie dem Detektor beim Betrieb der Lidar-Messvorrichtung vorhanden. Diese verschiedenen Abstände können vorteilhaft zur Funktionsanalyse bzw. Kalibration verwendet werden. Bevorzugt wird die Lage dieser Punkte zueinander durch einen einschrittigen Code bestimmt. Furthermore, the coupling results in different distances between the optical unit and the laser light source and the detector during operation of the lidar measuring device. These different distances can be advantageously used for functional analysis or calibration. The relative positions of these points are preferably determined using a one-step code.
Es versteht sich, dass die optische Einheit mehrfach vorhanden sein kann, um eine höhere Kalibrationsfrequenz zu ermöglichen. Ferner kann die optische Einheit auch eine komplexere Struktur besitzen und zur mehrfachen Strahlteilung geeignet sein. Im folgenden Ausführungsbeispiel ist zur Vereinfachung nur ein einfacher Strahlteiler gezeigt. It is understood that the optical unit can be present in multiple configurations to enable a higher calibration frequency. Furthermore, the optical unit can also have a more complex structure and be suitable for multiple beam splitting. For simplicity, only a simple beam splitter is shown in the following embodiment.
Vorteilhafterweise umfasst die mechanisch-optische Einheit eine erste Facette und eine zweite Facette, die dazu ausgebildet sind, einen emittierten Laserlichtstrahl bezüglich eines Polarwinkels abzulenken. Die Außeneinheit ist in einem vordefinierten Verhältnis zu einer Winkeländerung einer Drehung des Umlenkelements zwangsgeführt drehbar. Diese zwangsgeführte Drehung basiert vorzugsweise auf der Koppelung zwischen der Außeneinheit und dem Umlenkelement. Gemäß dem vordefinierten Verhältnis ist die Außeneinheit vorzugsweise nach einer kompletten Umdrehung der Inneneinheit um ein Winkelmaß einer Facette versetzt bezüglich der Inneneinheit ausgerichtet. Advantageously, the mechanical-optical unit comprises a first facet and a second facet, which are designed to deflect an emitted laser light beam with respect to a polar angle. The external unit is forcibly rotatable in a predefined relationship to an angular change of a rotation of the deflection element. This forcibly guided rotation is preferably based on the coupling between the external unit and the deflection element. According to the predefined relationship, the external unit is preferably After a complete rotation of the indoor unit, it is aligned offset by an angle of one facet relative to the indoor unit.
Unter Ablenken mittels einer Facette ist insbesondere zu verstehen, dass der Laserlichtstrahl die Facette durchdringt und hierbei abgelenkt wird. Es versteht sich, dass ein rückgestreuter Laserlichtstrahl ebenfalls eine Ablenkung beim Durchdringen der Facette erfährt und dadurch auf den Detektor gelenkt werden kann. Deflection by a facet specifically means that the laser light beam penetrates the facet and is deflected in the process. It is understood that a backscattered laser light beam also undergoes deflection when penetrating the facet and can thus be directed onto the detector.
Mit anderen Worten verläuft ein Laserlichtstrahl bei einer kompletten Umdrehung bezüglich seines Azimutwinkels durch eine erste Facette und läuft nach der Umdrehung durch die zweite Facette. Durch die Facetten kann eine zusätzliche Ablenkung der Laserlichtstrahlen bezüglich eines Polarwinkels erfolgen. Das vertikale Sichtfeld der Lidar-Messvorrichtung kann erweitert werden. Insbesondere in Kombination mit einem Ablenkelement kann dennoch eine Hauptabtastebene definiert werden. Hierbei kann das Ablenkelement die Ablenkung durch die entsprechende Facette kompensieren oder einen größeren Zenitwinkel bei der Messung ermöglichen. Insbesondere kann zur Bestimmung der Facette, durch die das Licht bei der Messung verläuft, mittels eines einschrittigen Codes, beispielsweise eines Reed-Solomon-Codes, Anwendung finden. Es kann zuverlässig berechnet werden, in welche Vertikalrichtung, also mit welchem Polarwinkel und/oder mit welchem Azimutwinkel, gemessen wird. In other words, a laser light beam passes through a first facet during one complete rotation with respect to its azimuth angle and, after the rotation, passes through the second facet. The facets can cause additional deflection of the laser light beams with respect to a polar angle. The vertical field of view of the lidar measuring device can be expanded. In particular, in combination with a deflection element, a main scanning plane can still be defined. The deflection element can compensate for the deflection caused by the corresponding facet or enable a larger zenith angle during measurement. In particular, a one-step code, such as a Reed-Solomon code, can be used to determine the facet through which the light passes during measurement. This allows the vertical direction, i.e., the polar angle and/or the azimuth angle, to be reliably calculated.
Besonders bevorzugt ist wenigstens eine der Laserlichtquellen zum Emittieren eines Laserlichtstrahls mit einem vordefinierten Takt und/oder einer vordefinierten Pulslänge ausgebildet. Ergänzend ist die zur Laserlichtquelle korrespondierende Lidar-Messeinheit zum Validieren einer Messung basierend auf einem Vergleich des vordefinierten Takts und/oder der vordefinierten Pulslänge des emittierten Laserlichtstrahls mit einem Takt und/oder einer Pulslänge eines empfangenen Laserlichtstrahls ausgebildet. Vorzugsweise kann der vordefinierte Takt oder die vordefinierte Pulslänge sequenziell variiert werden. Besonders bevorzugt wird der vordefinierte Takt oder die vordefinierte Pulslänge zufällig variiert. Hierdurch kann sicher bestimmt werden, ob der empfangene Laserlichtstrahl dem ausgesendeten Laserlichtstrahl entspricht. Es kann gewährleistet werden, dass bewusst von außen hervorgerufene Störsignale sicher als Störsignale erkannt werden können. Es kann eine sichere Diagnose und/oder Messung mittels der Lidar-Messvorrichtung erfolgen. Es versteht sich, dass in Ausführungsformen mit mehreren Laserlichtquellen, alle Laserlichtquellen derart ausgebildet sein können. Particularly preferably, at least one of the laser light sources is designed to emit a laser light beam with a predefined clock rate and/or a predefined pulse length. In addition, the lidar measuring unit corresponding to the laser light source is designed to validate a measurement based on a comparison of the predefined clock rate and/or the predefined pulse length of the emitted laser light beam with a clock rate and/or a pulse length of a received laser light beam. Preferably, the predefined clock rate or the predefined pulse length can be varied sequentially. Particularly preferably, the predefined clock rate or the predefined pulse length randomly varies. This allows for a reliable determination of whether the received laser light beam corresponds to the emitted laser light beam. It can be ensured that deliberately generated external interference signals can be reliably identified as interference signals. Reliable diagnosis and/or measurement can be performed using the lidar measuring device. It is understood that in embodiments with multiple laser light sources, all laser light sources can be configured in this way.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die Lidar-Messvorrichtung eine Schutzeinheit, die eine äußere Schutzhülle der Lidar-Messvorrichtung bildet, wobei die optischen Komponenten, vorzugsweise die mechanischen Bauteile und besonders bevorzugt alle Komponenten und Bauteile der Lidar-Messvorrichtung wie zuvor definiert, innerhalb der Schutzeinheit aufgenommen sind und die Schutzeinheit aus einem für elektromagnetische Wellen bestimmter Wellenlänge durchlässigen Material gefertigt ist. Hierdurch kann eine von Umwelteinflüssen geschützte und robuste Lidar-Messvorrichtung geschaffen werden, die sich besonders für einen exponierten Einsatzort eignet. In a particularly advantageous embodiment, the lidar measuring device comprises a protective unit that forms an outer protective sheath of the lidar measuring device. The optical components, preferably the mechanical components, and particularly preferably all components and parts of the lidar measuring device as defined above, are accommodated within the protective unit. The protective unit is made of a material permeable to electromagnetic waves of a specific wavelength. This allows for the creation of a robust lidar measuring device that is protected from environmental influences and is particularly suitable for exposed locations.
Unter mechanischen Bauteilen sind insbesondere die Bauteile der Lidar-Messvorrichtung zu verstehen, die wenigstens eine optische Komponente der Lidar- Messvorrichtung bewegen können. Mechanical components are understood to mean, in particular, the components of the lidar measuring device that can move at least one optical component of the lidar measuring device.
Unter optischen Komponenten sind insbesondere die Komponenten der Lidar- Messvorrichtung zu verstehen, die einen Laserlichtstrahl erzeugen, empfangen und/oder manipulieren können. Optical components are understood to mean, in particular, the components of the lidar measuring device that can generate, receive and/or manipulate a laser light beam.
In anderen Worten kann mit der Schutzeinheit ein System bestehend aus Schutzeinheit und einer Lidar-Messvorrichtung wie zuvor definiert geschaffen werden, bei dem die Lidar-Messvorrichtung in der Schutzeinheit aufgenommen ist. Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: In other words, the protection unit can be used to create a system consisting of a protection unit and a lidar measuring device as previously defined, in which the lidar measuring device is accommodated in the protection unit. The invention is described and explained in more detail below using selected embodiments in conjunction with the accompanying drawings. They show:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Lidar-Messvorrichtung; Figure 1 is a schematic side view of a lidar measuring device;
Figur 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer Lidar-Messvorrichtung mit einer Außeneinheit; Figure 2 is a schematic perspective view of a lidar measuring device with an outdoor unit;
Figur 3 eine schematische Seitenansicht einer Lidar-Messvorrichtung mit einem Ablenkelement bei einer Messung; Figure 3 shows a schematic side view of a lidar measuring device with a deflection element during a measurement;
Figur 4 eine schematische Seitanansicht einer Lidar-Messvorrichtung mit einem Ablenkelement in einer ersten Stellung; Figure 4 shows a schematic side view of a lidar measuring device with a deflection element in a first position;
Figur 5 eine schematische Seitanansicht einer Lidar-Messvorrichtung mit einem Ablenkelement in einer zweiten Stellung; Figure 5 is a schematic side view of a lidar measuring device with a deflection element in a second position;
Figur 6 eine schematische perspektivische Darstellung einer Lidar-Messvorrichtung mit einer Außeneinheit mit Facetten; Figure 6 is a schematic perspective view of a lidar measuring device with an external unit with facets;
Figur 7 eine schematische Seitanansicht einer Lidar-Messvorrichtung mit Facetten; und Figure 7 is a schematic side view of a lidar measuring device with facets; and
Figur 8 eine schematische Draufsicht auf eine Lidar-Messvorrichtung mit einer optischen Einheit. Figure 8 is a schematic plan view of a lidar measuring device with an optical unit.
In Figur 1 ist schematisch eine Seitenansicht einer Lidar-Messvorrichtung 10 gezeigt. Figure 1 shows a schematic side view of a lidar measuring device 10.
Die Lidar-Messvorrichtung 10 weist eine erste Lidar-Messeinheit 12 mit einem ersten Detektor 14 und einer ersten Laserlichtquelle 13 auf. Die erste Lidar- Messeinheit 12 emittiert einen ersten Laserlichtstrahl 16 auf eine erste Seite eines Umlenkelements 18. The lidar measuring device 10 has a first lidar measuring unit 12 with a first detector 14 and a first laser light source 13. The first lidar Measuring unit 12 emits a first laser light beam 16 onto a first side of a deflection element 18.
Das Umlenkelement 18 weist eine Innenbasis 22 auf, die über einen Elektromotor 24 mittels eines Ritzels 26 drehbar ist, sodass das Umlenkelement 18 in Drehung versetzt werden kann. The deflection element 18 has an inner base 22 which is rotatable via an electric motor 24 by means of a pinion 26, so that the deflection element 18 can be set in rotation.
Die Lidar-Messvorrichtung 10 umfasst ferner eine zweite Lidar-Messeinheit 12' mit einem zweiten Detektor 14' und einer zweiten Laserlichtquelle 13'. The lidar measuring device 10 further comprises a second lidar measuring unit 12' with a second detector 14' and a second laser light source 13'.
Die zweite Lidar-Messeinheit 12' ist dazu ausgebildet, einen zweiten Laserlichtstrahl 16' zu emittieren. Dieser wird bei Austritt aus der Lidar-Messvorrichtung 10 im Wesentlichen parallel zum ersten Laserlichtstrahl 16 emittiert und trifft auf ein erstes Lichtleitelement 32 und wird vom ersten Lichtleitelement 32 auf ein zweites Lichtleitelement 32 umgelenkt und trifft vom zweiten Lichtleitelement 32 auf eine zweite Seite des Umlenkelements 18. The second lidar measuring unit 12' is configured to emit a second laser light beam 16'. Upon exiting the lidar measuring device 10, this second laser light beam is emitted substantially parallel to the first laser light beam 16 and impinges on a first light-guiding element 32. It is deflected by the first light-guiding element 32 onto a second light-guiding element 32, and impinges by the second light-guiding element 32 onto a second side of the deflecting element 18.
Dabei wird der zweite Laserlichtstrahl 16' bezüglich seines Azimutwinkels in entgegengesetzter Richtung zum ersten Laserlichtstrahl 16 emittiert. Mit anderen Worten trifft der erste Laserlichtstrahl 16 von unten auf das Umlenkelement 18 und der zweite Laserlichtstrahl 16' wird durch die Lichtleitelemente 32 auf die obere Seite des Umlenkelements 18 geleitet. Hierdurch kann ein schneller Scan in der durch die Laserlichtstrahlen 16, 16‘ definierten Ebene erfolgen. The second laser light beam 16' is emitted in the opposite direction to the first laser light beam 16 with respect to its azimuth angle. In other words, the first laser light beam 16 strikes the deflection element 18 from below, and the second laser light beam 16' is guided by the light-guiding elements 32 to the upper side of the deflection element 18. This allows for a rapid scan in the plane defined by the laser light beams 16, 16'.
Figur 2 zeigt eine schematisch-perspektivische Darstellung einer Lidar-Messvorrichtung mit einer Außeneinheit 20. Figure 2 shows a schematic perspective view of a lidar measuring device with an outdoor unit 20.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Merkmale und werden nicht erneut erläutert. The same reference symbols refer to the same features and are not explained again.
Die erste aus Gründen der Übersicht nicht gezeigte Lidar-Messeinheit ist in dem gezeigten Beispiel mittig bezüglich der Außeneinheit 20 angeordnet und in einem Gehäuse aufgenommen. In der Figur2 ist der erste Laserlichtstrahl gezeigt, der aus dem Gehäuse heraus auf das Umlenkelement 18 trifft. Außermittig und an dem Gehäuse vorbei verläuft der zweite Laserlichtstrahl 16', der über die zwei Lichtleitelemente 32 auf eine zweite Seite des Umlenkelements 18 geleitet wird. The first lidar measuring unit, not shown for reasons of clarity, is arranged centrally with respect to the external unit 20 in the example shown and is accommodated in a housing. Figure 2 shows the first laser light beam emerging from the housing onto the deflection element 18. The second laser light beam 16' extends off-center and past the housing and is guided via the two light-guiding elements 32 to a second side of the deflection element 18.
Es versteht sich, dass die Lichtleitelemente 32 ortsfest sein können, sofern die zweite Lidar-Messeinheit 12' ortsfest ausgebildet ist. Es versteht sich ferner, dass die Lichtleitelemente 32 mit der Außeneinheit 20 verbunden sein können und mitdrehen, falls die zweite Lidar-Messeinheit 12' ebenfalls mitgedreht wird. It is understood that the light-guiding elements 32 can be stationary if the second lidar measuring unit 12' is stationary. It is further understood that the light-guiding elements 32 can be connected to the external unit 20 and rotate if the second lidar measuring unit 12' is also rotated.
In Figur 3 ist schematisch eine Seitenansicht einer Lidar-Messvorrichtung 10 mit einem Ablenkelement 28 gezeigt. Figure 3 shows a schematic side view of a lidar measuring device 10 with a deflection element 28.
Im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist im Strahlengang des ersten Laserlichtstrahls 16 zwischen dem Umlenkelement 18 und der ersten Lidar-Messeinheit 12 ein Ablenkelement 28 angeordnet, dessen Position mittels eines Aktors 30 variierbar ist. In contrast to the embodiment shown in Figure 1, a deflection element 28 is arranged in the beam path of the first laser light beam 16 between the deflection element 18 and the first lidar measuring unit 12, the position of which can be varied by means of an actuator 30.
Das Ablenkelement 28 kann in den Strahlengang des ersten Laserlichtstrahls 16 eingebracht werden, sodass dieser bezüglich seines Winkels beim Durchdringen des Ablenkelements 28 verändert wird. Dies hat zur Folge, dass der Polarwinkel des ersten Laserlichtstrahls 16 nach Umlenken durch das Umlenkelement 18 verändert wird. Das Ablenkelement 28 kann beispielsweise eine transparente Platte, insbesondere ein Glasplättchen, sein. The deflection element 28 can be inserted into the beam path of the first laser light beam 16, so that the angle of the beam is changed upon passing through the deflection element 28. This results in the polar angle of the first laser light beam 16 being changed after being deflected by the deflection element 18. The deflection element 28 can be, for example, a transparent plate, in particular a glass plate.
Es versteht sich, dass das Ablenkelement 28 senkrecht zur Emissionsrichtung des ersten Laserlichtstrahls 16 beim Verlassen der ersten Lidar-Messeinheit 12 ausgerichtet sein kann. In diesem Zustand wird der erste Laserlichtstrahl 16 nicht bezüglich seines Polarwinkels manipuliert. Mit anderen Worten verläuft der erste Laserlichtstrahl 16 so, als wäre das Ablenkelement 28 nicht in den Strahlengang eingebracht. Es versteht sich, dass das Ablenkelement 28 auch mittels des Aktors 30 aus dem Strahlengang entfernt werden kann. Diese Positionen sind gestrichelt dargestellt. Mittels des Ablenkelements 28 kann der Polarwinkel des ersten Laserlichtstrahls 16 beim Messen beeinflusst werden. Die Winkeländerung hängt dabei von der Schrägstellung des Ablenkelements 28 ab. Die Schrägstellung des Ablenkelements 28 kann durch den Aktor 30 eingestellt werden. It is understood that the deflection element 28 can be oriented perpendicular to the emission direction of the first laser light beam 16 upon exiting the first lidar measurement unit 12. In this state, the first laser light beam 16 is not manipulated with respect to its polar angle. In other words, the first laser light beam 16 travels as if the deflection element 28 were not inserted into the beam path. It is understood that the deflection element 28 can also be removed from the beam path using the actuator 30. These positions are shown in dashed lines. The polar angle of the first laser light beam 16 can be influenced during measurement using the deflection element 28. The angle change depends on the inclination of the deflection element 28. The inclination of the deflection element 28 can be adjusted using the actuator 30.
In Figur 4 ist eine Lidar-Messvorrichtung 10 mit einem Ablenkelement 28 in einer ersten Stellung dargestellt. Figure 4 shows a lidar measuring device 10 with a deflection element 28 in a first position.
In der ersten Stellung ist das Ablenkelement 28 senkrecht zur Emissionsrichtung des ersten Laserlichtstrahls 16. Hierbei durchdringt der erste Laserlichtstrahl 16 das Ablenkelement 28 und wird bezüglich seiner Vertikalrichtung nicht manipuliert. In the first position, the deflection element 28 is perpendicular to the emission direction of the first laser light beam 16. In this case, the first laser light beam 16 penetrates the deflection element 28 and is not manipulated with respect to its vertical direction.
In Figur 5 ist eine schematische Seitenansicht der Lidar-Messvorrichtung 10 mit einem Ablenkelement 28 in einer zweiten Stellung dargestellt. Figure 5 shows a schematic side view of the lidar measuring device 10 with a deflection element 28 in a second position.
In der zweiten Stellung ist das Ablenkelement 28 verkippt. Es ist dabei schräg zur Emissionsrichtung des ersten Laserlichtstrahls 16 beim Verlassen der ersten Lidar-Messeinheit 12 ausgerichtet. In the second position, the deflection element 28 is tilted. It is aligned obliquely to the emission direction of the first laser light beam 16 as it leaves the first lidar measuring unit 12.
Hierdurch wird der erste Laserlichtstrahl beim Eindringen in das Ablenkelement 28 gebrochen und beim Austreten aus dem Ablenkelement 28 wieder gebrochen, sodass er nach dem Passieren des Ablenkelements in einem zum Emissionswinkel beim Austreten aus der ersten Lidar-Messeinheit 12 verschiedenen Winkel weiter propagiert. As a result, the first laser light beam is refracted when it enters the deflection element 28 and is refracted again when it exits the deflection element 28, so that after passing the deflection element it propagates further at an angle different from the emission angle when it exits the first lidar measuring unit 12.
Dabei wird der erste Laserlichtstrahl 16 nach Umlenken durch das Umlenkelement 18 in seiner Polarrichtung manipuliert. Er wird folglich nicht mehr exakt horizontal umgelenkt. Die Ablenkung des ersten Laserlichtstrahls 16 bezüglich seines Polarwinkels beim Messen hängt vom Winkel der Schrägstellung des Ablenkelements 28 und vom Material sowie der Dicke des Ablenkelements 28 ab und kann anhand von bekannten physikalischen Gesetzen exakt berechnet werden. The first laser light beam 16 is manipulated in its polar direction after being deflected by the deflection element 18. Consequently, it is no longer deflected exactly horizontally. The deflection of the first laser light beam 16 with respect to its polar angle during measurement depends on the angle of inclination of the deflection element 28 and on the material and thickness of the deflection element 28 and can be calculated exactly using known physical laws.
Folglich kann aus der Winkelposition, die der Aktor 30 für das Ablenkelement 28 einstellt, der daraus resultierende Polarwinkel des ersten Laserlichtstrahls 16 beim Messen berechnet werden. Consequently, from the angular position that the actuator 30 sets for the deflection element 28, the resulting polar angle of the first laser light beam 16 can be calculated during measurement.
In Figur 6 ist eine Lidar-Messvorrichtung 10 schematisch perspektivisch bei einer Messung dargestellt. Figure 6 shows a Lidar measuring device 10 schematically in perspective during a measurement.
Die erste Laserlichtquelle 13 emittiert den Laserlichtstrahl 16 auf ein Umlenkelement 18. Das Umlenkelement 18 ist dazu ausgebildet, den Laserlichtstrahl 16 in der gezeigten Ausführungsform von einer vertikalen Richtung in eine horizontale Richtung umzulenken. The first laser light source 13 emits the laser light beam 16 onto a deflection element 18. The deflection element 18 is designed to deflect the laser light beam 16 from a vertical direction into a horizontal direction in the embodiment shown.
Nach Umlenkung in horizontaler Richtung passiert der Laserlichtstrahl 16 eine Facette 34. Die Facette 34 kann beispielsweise als Prisma ausgebildet sein und den Laserlichtstrahl 16 beim Durchdringen der Facette 34 in vertikaler Richtung ablenken. After deflection in the horizontal direction, the laser light beam 16 passes a facet 34. The facet 34 can, for example, be designed as a prism and deflect the laser light beam 16 in the vertical direction when it passes through the facet 34.
Das Umlenkelement 18 ist auf einer Innenbasis angeordnet. Die Innenbasis ist drehbar, sodass auch das Umlenkelement mit der Innenbasis gedreht werden kann und so den Laserlichtstrahl 16 bezüglich seines Azimutwinkels, also in horizontaler Richtung, ablenken kann. The deflection element 18 is arranged on an inner base. The inner base is rotatable, so that the deflection element can also be rotated with the inner base and can thus deflect the laser light beam 16 with respect to its azimuth angle, i.e., in the horizontal direction.
Hierzu wird die Innenbasis mittels eines Elektromotors angetrieben, der beispielsweise über ein Ritzel mit der Innenbasis verbunden ist. For this purpose, the inner base is driven by an electric motor, which is connected to the inner base via a pinion, for example.
Es versteht sich, dass auch andere Verbindungen, wie beispielsweise ein Zugmittelgetriebe, eine magnetische Koppelung oder dergleichen denkbar sind. Die Facette 34 ist an einer Außenbasis 33 angeordnet, wobei die Außenbasis 33 mit der Innenbasis gekoppelt ist und in einem festen Drehverhältnis zur Rotations-bewegung der Innenbasis zwangsgeführt gedreht wird. It is understood that other connections, such as a traction mechanism, a magnetic coupling or the like, are also conceivable. The facet 34 is arranged on an outer base 33, wherein the outer base 33 is coupled to the inner base and is forcibly rotated in a fixed rotational relationship to the rotational movement of the inner base.
Bei der in Figur 6 dargestellten Messung trifft der Laserlichtstrahl auf das Umlenkelement 18 und passiert eine Facette 34, wodurch der Laserlichtstrahl nach unten abgelenkt wird. In the measurement shown in Figure 6, the laser light beam hits the deflection element 18 and passes a facet 34, whereby the laser light beam is deflected downwards.
Das feste Drehverhältnis ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass die Außeneinheit 20 nach einer kompletten Umdrehung der Inneneinheit um das Winkelmaß der Facette 34 versetzt ausgerichtet ist. The fixed rotation ratio is preferably arranged such that the outdoor unit 20 is aligned offset by the angular dimension of the facet 34 after a complete rotation of the indoor unit.
Es kann ein 360°-Scan in Azimutrichtung mittels der Facette 34 durchgeführt werden. Bevorzugt wird nach diesem 360°-Scan in Azimutrichtung durch das Drehverhältnis eine weitere Facette für den nächsten 360°-Scan in Azimutrichtung verwendet. A 360° scan in the azimuth direction can be performed using facet 34. Preferably, after this 360° scan in the azimuth direction, another facet is used for the next 360° scan in the azimuth direction due to the rotation ratio.
In Figur 7 ist eine Lidar-Messvorrichtung mit zwei Facetten 34 in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Dabei ist die in Figur ? gezeigte Ausführungsform im Wesentlichen gleich zu der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform. Figure 7 shows a schematic side view of a lidar measuring device with two facets 34. The embodiment shown in Figure ? is essentially the same as the embodiment shown in Figure 3.
Im Unterschied zu der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform umfasst die Ausführungsform gemäß der Figur 7 zwei Facetten 34, die jeweils an einer nicht gezeigten Außeneinheit angeordnet sind. In contrast to the embodiment shown in Figure 3, the embodiment according to Figure 7 comprises two facets 34, each of which is arranged on an external unit not shown.
Die Facetten 34 bilden eine äußere Fläche der Lidar-Messvorrichtung. Beim Passieren der Facetten 34 wird der erste Laserlichtstrahl 16 bzw. der zweite Laserlichtstrahl 16' bezüglich seines Polarwinkels geändert. Hierfür weisen die Facetten einen parallelogramm-förmigen Querschnitt auf. The facets 34 form an outer surface of the lidar measuring device. Upon passing through the facets 34, the first laser light beam 16 or the second laser light beam 16' changes its polar angle. For this purpose, the facets have a parallelogram-shaped cross-section.
Es versteht sich, dass jede Facette 34 dazu ausgebildet sein kann, einen von einer anderen Facette 34 verschiedenen Polarwinkel beim Passieren einzurichten. Insbesondere kann durch Kombination mit dem Ablenkelement 28 ein noch weiterer Polarwinkelbereich abgedeckt werden. It is understood that each facet 34 may be configured to have a different polar angle from another facet 34 when passing In particular, by combining it with the deflection element 28, an even wider polar angle range can be covered.
Zudem kann das Ablenkelement 28 auch dazu verwendet werden, die Manipulation des Polarwinkels einer Facette 34 zu kompensieren, sodass wenigstens mit einem Laserlichtstrahl in einer vordefinierten Richtung mit hoher Frequenz gemessen werden kann. In addition, the deflection element 28 can also be used to compensate for the manipulation of the polar angle of a facet 34, so that at least one laser light beam can be measured in a predefined direction at high frequency.
Es versteht sich, dass auch im Strahlengang des zweiten Laserlichtstrahls 16' ein weiteres Ablenkelement 28 vorgesehen sein kann. It is understood that a further deflection element 28 can also be provided in the beam path of the second laser light beam 16'.
In Figur 8 ist eine Lidar-Messvorrichtung 10 schematisch in Draufsicht dargestellt. Aus Gründen der Übersicht wurde auf eine Darstellung der zweiten Lidar- Messeinheit und der Lichtleitmittel verzichtet. Figure 8 shows a schematic plan view of a lidar measuring device 10. For clarity, the second lidar measuring unit and the light guides are not shown.
Die Lidar-Messvorrichtung 10 weist einen planetengetriebeartigen Aufbau auf, sodass die durch den Elektromotor 24 angetriebene Innenbasis mit einer ersten Winkelgeschwindigkeit dreht. Hierfür weist die Innenbasis eine Außenverzahnung auf, die mit einem Ritzel 26 des Elektromotors 24 kämmt. The lidar measuring device 10 has a planetary gear-like structure, so that the inner base, driven by the electric motor 24, rotates at a first angular velocity. For this purpose, the inner base has external gearing that meshes with a pinion 26 of the electric motor 24.
Ferner kämmt die Außenverzahnung mit einer Innenverzahnung einer Außenbasis. Die Außenbasis weist eine mechanisch-optische Einheit 35 auf. Furthermore, the external toothing meshes with an internal toothing of an external base. The external base has a mechanical-optical unit 35.
Die Lidar-Messvorrichtung 10 gemäß Figur 8 umfasst eine optische Einheit 36, die dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil des Laserlichtstrahls 16 direkt zurück zu einem Detektor zurückzuwerfen. Hierdurch kann die Lidar-Messvorrichtung 10 gemäß der Figur 8 kalibriert werden. Es versteht sich, dass die dargestellte Ausführungsform mit nur einer einzigen optischen Einheit 36 der besseren Übersicht dient und Ausführungsformen mit zwei oder mehr optischen Einheiten 36 denkbar sind. The lidar measuring device 10 according to Figure 8 comprises an optical unit 36 configured to reflect at least a portion of the laser light beam 16 directly back to a detector. This allows the lidar measuring device 10 to be calibrated according to Figure 8. It is understood that the illustrated embodiment with only a single optical unit 36 serves to provide a better overview, and embodiments with two or more optical units 36 are conceivable.
Der Abstand zwischen der optischen Einheit 36 und dem Detektor ist bekannt bzw. kann berechnet werden. Hieraus kann erwarteter Abstand bzw. eine erwartete Laufzeit des Laserlichtstrahls 16 ermittelt werden und mit dem Messergebnis verglichen werden. Insbesondere kann auch eine erwartete Intensität des Laserlichtstrahls 16 mit der aktuellen Messung verglichen werden. The distance between the optical unit 36 and the detector is known or can be calculated. From this, the expected distance or a The expected runtime of the laser light beam 16 can be determined and compared with the measurement result. In particular, the expected intensity of the laser light beam 16 can also be compared with the current measurement.
Es versteht sich, dass auf analoge Weise auch die zweite Lidar-Messeinheit vermessen werden kann. It goes without saying that the second lidar measuring unit can also be measured in an analogous manner.
Es können sowohl ein Verschleiß der Detektoren als auch der Laserlichtquellen als auch eine Verschmutzung oder eine Fehlfunktion der Lidar-Messvorrichtung 10 ermittelt werden. Wear of the detectors and the laser light sources as well as contamination or malfunction of the lidar measuring device 10 can be detected.
Es versteht sich, dass hierbei an verschiedenen Stellen kalibriert werden kann, wobei die Relativpositionen der Außeneinheit, der Inneneinheit sowie die Emissionsrichtung des Laserlichtstrahls 16 vorzugsweise mittels eines einschrittigen Codes, insbesondere mittels eines Reed-Solomon-Codes, bestimmbar sind. It is understood that calibration can be carried out at different locations, wherein the relative positions of the outdoor unit, the indoor unit and the emission direction of the laser light beam 16 can preferably be determined by means of a one-step code, in particular by means of a Reed-Solomon code.
Es versteht sich, dass Laserlichtstrahl breit zu verstehen ist. Der Begriff Laserlichtstrahl beschreibt vorzugsweise einen Weg, entlang dem das Laserlicht propagiert. Insbesondere können auch gepulste Laser Anwendung finden. It should be understood that the term "laser light beam" should be understood broadly. The term "laser light beam" preferably describes a path along which the laser light propagates. Pulsed lasers can also be used, in particular.
Insbesondere ist es denkbar, dass ein Laserlichtstrahl variierende Pulslängen oder einen variierenden Takt aufweist, sodass auf den Laserlichtstrahl beim Emittieren ein Signal aufgeprägt wird, das beim oder nach dem Empfang von der Diagnoseeinheit abgeglichen und verifiziert wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass der Detektor das von der Lidar-Messeinheit emittierte Laserlicht empfangen hat. Nach dem Passieren der Diagnoseeinheit können die Detektorsignale an ein Endverarbeitungssystem weitergeleitet werden. In particular, it is conceivable for a laser light beam to have varying pulse lengths or a varying clock rate, so that a signal is impressed on the laser light beam upon emission, which is then calibrated and verified upon or after reception by the diagnostic unit. This ensures that the detector has received the laser light emitted by the lidar measuring unit. After passing through the diagnostic unit, the detector signals can be forwarded to a final processing system.
Ferner kann basierend auf erwarteten Laserintensitätswerten eine potenziell fehlerhafte Reflexion des Laserlichtstrahls erkannt werden. Furthermore, a potentially faulty reflection of the laser light beam can be detected based on expected laser intensity values.
Winkelinformationen, die beispielsweise von Inkrementalsensoren stammen können, sowie einschrittig codierte Positionen der Lidar-Messeinheit und/oder des Umlenkelements sowie der Außeneinheit können gegeneinander abgeglichen werden. Hierdurch wird eine redundante und genaue Winkelposition der Komponenten zueinander bestimmbar und eine präzisere Gesamtentfernungsmessung sowie genauere Kalibrierung der Lidar-Messvorrichtung 10 möglich. Angle information, which can come from incremental sensors, for example, as well as single-step coded positions of the lidar measuring unit and/or The deflection element and the external unit can be aligned with each other. This allows for a redundant and precise angular position of the components relative to each other, enabling a more precise overall distance measurement and more accurate calibration of the lidar measuring device 10.
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche. The invention has been comprehensively described and explained with reference to the drawings and the description. The description and explanation are to be understood as exemplary and not restrictive. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will become apparent to those skilled in the art upon use of the present invention and upon careful analysis of the drawings, the disclosure, and the following claims.
In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen. Bezuqszeichen In the claims, the words "comprising" and "having" do not exclude the presence of further elements or steps. The undefined article "a" or "an" does not exclude the presence of a plurality. A single element or unit can perform the functions of several of the units recited in the claims. An element, unit, device, and system can be partially or completely implemented in hardware and/or software. The mere mention of some measures in several different dependent claims should not be understood to mean that a combination of these measures cannot also be used advantageously. A computer program can be stored/distributed on a non-volatile data carrier, for example on an optical memory or on a solid state drive (SSD). A computer program can be distributed together with hardware and/or as part of hardware, for example via the Internet or via wired or wireless communication systems. Reference signs in the claims are not to be understood as limiting. Reference symbol
10 Lidar-Messvorrichtung 10 Lidar measuring device
12 Lidar-Messeinheit 12 Lidar measuring unit
13 Laserlichtquelle 13 Laser light source
14 Detektor 14 Detector
16 Laserlichtstrahl 16 laser light beam
18 Umlenkelement 18 Deflection element
20 Außeneinheit 20 outdoor unit
22 Innenbasis 22 inner base
24 Elektromotor 24 electric motor
26 Ritzel 26 pinions
28 Ablenkelement 28 Deflection element
30 Aktor 30 Actuator
32 Lichtleitmittel 32 light guides
33 Außenbasis 33 External Base
34 Facette 34 facets
35 mechanisch-optische Einheit 35 mechanical-optical unit
36 optische Einheit 36 optical units
Claims
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE102023126521.0 | 2023-09-28 | ||
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Publications (1)
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| DE102004033928A1 (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Scanning device for measuring the contours of an object |
| JP2006235219A (en) | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Fuji Xerox Co Ltd | Laser optical scanner |
| US20180284237A1 (en) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | Luminar Technologies, Inc. | Non-Uniform Beam Power Distribution for a Laser Operating in a Vehicle |
| DE102017107903A1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-18 | Sick Ag | 3D light-time camera and method for acquiring three-dimensional image data |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2534695A1 (en) | 1974-10-26 | 1976-04-29 | Barr & Stroud Ltd | DEVICE FOR IMAGE DISASSEMBLY OR IMAGE SCANNER |
| US5198919A (en) | 1991-08-26 | 1993-03-30 | Hughes Aircraft Company | Narrow field or view scanner |
| DE102004033928A1 (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Scanning device for measuring the contours of an object |
| JP2006235219A (en) | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Fuji Xerox Co Ltd | Laser optical scanner |
| US20180284237A1 (en) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | Luminar Technologies, Inc. | Non-Uniform Beam Power Distribution for a Laser Operating in a Vehicle |
| DE102017107903A1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-18 | Sick Ag | 3D light-time camera and method for acquiring three-dimensional image data |
| DE102019134192A1 (en) | 2019-12-12 | 2021-06-17 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Optical detection device for monitoring at least one monitoring area and method for operating an optical detection device |
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