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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Funktionsbeeinträchtigung eines Laserscanners eines Kraftfahrzeugs. Es wird ein Laserstrahl des Laserscanners durch eine Schutzscheibe des Laserscanners in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs ausgesendet. Die Erfindung betrifft auch einen Laserscanner für ein Kraftfahrzeug wie auch ein Kraftfahrzeug mit einem Laserscanner.
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Verfahren zum Erkennen einer Funktionsbeeinträchtigung eines Laserscanners sind aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt die
EP 1 378 763 B1 eine Laserabtastvorrichtung mit einer Sendeeinheit, die einen Impulslaser zum Aussenden eines Lichtstrahls in einen zu überwachenden Bereich aufweist, mit einer Lichtablenkeinheit, um den von dem Impulslaser ausgesandten Lichtstrahl in den zu überwachenden Bereich zu lenken, mit einer Empfangseinheit zum Empfangen von Lichtpulsen, die von einem im zu überwachenden Bereich befindlichen Gegenstand reflektiert werden, und mit einer für den Lichtstrahl durchlässigen Frontscheibe, welche die Sende-, Empfang- und Lichtablenkeinheit von der Umgebung der Laserabtastvorrichtung trennt. Im Bereich der Frontscheibe, in dem der Lichtstrahl durch die Frontscheibe hindurchtritt, ist ein optisches Element vorgesehen, um einen Teilstrahl von dem aus der Laserabtastvorrichtung austretenden Lichtstrahl abzuzweigen. Mithilfe eines Fotodetektors wird die Intensität des abgezweigten Teilstrahls gemessen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren, einen Laserscanner sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, mit welchem beziehungsweise bei welchem eine Funktionsbeeinträchtigung eines Laserscanners mit weniger Aufwand erkannt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch einen Laserscanner sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Funktionsbeeinträchtigung eines Laserscanners eines Kraftfahrzeugs erkannt. Es wird ein Laserstrahl des Laserscanners durch eine, insbesondere im Frequenzbereich des Laserstrahls zumindest semitransparente, Schutzscheibe des Laserscanners in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere mittels einer Sendeeinheit des Laserscanners, ausgesendet. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass ein Echo des ausgesendeten und an der Schutzscheibe zumindest teilweise reflektierten Laserstrahls von einer Empfangseinheit des Laserscanners mit einem Intensitätswert empfangen wird, und die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners erkannt wird, falls der Intensitätswert zu einem Referenzintensitätswert unterschiedlich ist.
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Durch Nutzung des an der Schutzscheibe entstehenden Echos kann die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners mit weniger Bauteilen und somit weniger Aufwand erkannt werden.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners ohne ein im Bereich der Frontscheibe angeordnetes separates optisches Element erkannt werden. Es wird also kein gesondertes Referenzziel benötigt und insbesondere keine gesonderte Empfangseinheit zum Empfangen eines Teilstrahls, welcher durch das optische Element von einem austretenden Lichtstrahl abgezweigt wird. Weiterhin ist es nicht nötig, weitere optische Elemente im Laserscanner vorzusehen, die einen speziellen Referenzstrahl erzeugen, um die Funktionsbeeinträchtigung zu erkennen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die an der Schutzscheibe teilweise entstehende Rückstreuung des Laserstrahls genutzt, um die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners zu erkennen oder um eine Funktionstüchtigkeit des Laserscanners zu bestätigen. Die Rückstreuung von der Schutzscheibe beziehungsweise das Echo des ausgesendeten und an der Schutzscheibe zumindest teilweise reflektierten Laserstrahls tritt dabei üblicherweise unerwünscht auf und wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nun genutzt, um die Funktionsbeeinträchtigung zu erkennen.
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Die Schutzscheibe kann beispielsweise als Abdeckung oder als Teil eines Gehäuses des Laserscanners ausgebildet sein. Durch die Schutzscheibe wird insbesondere verhindert, dass Partikel von außerhalb des Gehäuses des Laserscanners in ein Inneres des Gehäuses des Laserscanners gelangen. Dadurch können Bauteile im Inneren des Laserscanners beispielsweise vor Verschmutzung oder Beschädigung geschützt werden.
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Der Laserscanner ist vorzugsweise mit einer Empfangseinheit mit mehreren Empfangskanälen ausgebildet. Dementsprechend kann der Laserstrahl in den Umgebungsbereich ausgesandt werden und es können mehrere Echos des ausgesandten Laserstrahls empfangen und verarbeitet werden. Eines dieser Echos ist dann beispielsweise das Echo von dem an der Schutzscheibe reflektierten Anteil des Laserstrahls. Anhand der Intensität des Echos des an der Schutzscheibe zumindest reflektierten Laserstrahls kann dann erkannt werden, ob die Funktion des Laserscanners beeinträchtigt ist. Zu diesem Zweck wird der Intensitätswert mit dem Referenzintensitätswert verglichen. Falls der Intensitätswert unterschiedlich zu dem Referenzintensitätswert ist, wird von der Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners ausgegangen.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Echo anhand seiner Laufzeit von einer Sendeeinheit des Laserscanners, welche den Laserstrahl aussendet, zu der Schutzscheibe und zurück zu einer Empfangseinheit des Laserscanners als dem von der Schutzscheibe reflektierten Echo zugeordnet wird. So kann das Echo von weiteren Echos des ausgesendeten Laserstrahls unterschieden werden, indem die Laufzeit des Laserstrahls zwischen der Sendeeinheit über die Schutzscheibe zu der Empfangseinheit genutzt wird. Die von dem Laserstrahl durchlaufene Wegstrecke zwischen der Sendeeinheit und der Empfangseinheit über die Schutzscheibe ist insbesondere bekannt. Vorteilhaft ist also, dass das Echo anhand seiner Laufzeit einfacher und effektiver dem von der Schutzscheibe reflektierten Echo zugeordnet werden kann.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass als die Funktionsbeeinträchtigung eine Ablagerung von Partikeln auf der Schutzscheibe erkannt wird, falls der Intensitätswert größer als der Referenzintensitätswert ist. Die Ablagerung von Partikeln auf der Schutzscheibe führt insbesondere dazu, dass der von der Sendeeinheit ausgesandte Laserstrahl stärker an der Schutzscheibe reflektiert wird, als dies bei einer ablagerungsfreien Schutzscheibe der Fall wäre. Aus diesem Grund erhöht sich der Intensitätswert insbesondere, falls die Ablagerung der Partikel auf der Schutzscheibe vorhanden ist. Die Ablagerung der Partikel ist insbesondere auf einer Außenseite, dem Umgebungsbereich zugewandten Seite, der Schutzscheibe vorhanden. Die Ablagerung kann aber auch an einer Innenseite der Schutzscheibe vorhanden sein und dort erkannt werden. Die Schutzscheibe ist vorzugsweise als Trennung zwischen dem Umgebungsbereich und dem inneren Gehäuse des Laserscanners vorgesehen. Dadurch ist die Schutzscheibe dann insbesondere nicht mehr vor Verschmutzung beziehungsweise Ablagerung der Partikel aus dem Umgebungsbereich geschützt. Vorteilhaft ist also, dass anhand des Intensitätswerts auf die Ursache der Funktionsbeeinträchtigung rückgeschlossen werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Ablagerung der Partikel in einem ersten Bereich der Schutzscheibe erkannt wird, falls ein Umlenkspiegel des Laserscanners in einer ersten Position ausgerichtet ist, und die Ablagerung der Partikel in einem zweiten Bereich der Schutzscheibe erkannt wird, falls der Umlenkspiegel in einer von der ersten Position unterschiedlichen zweiten Position ausgerichtet ist. Durch den Umlenkspiegel wird der Laserstrahl des Laserscanners jeweils an eine andere Stelle in dem Umgebungsbereich abgestrahlt. Durch das Ausrichten des Umlenkspiegels von der ersten Position zu der zweiten Position wird der Laserstrahl aber auch durch unterschiedliche Bereiche der Schutzscheibe hindurch gestrahlt. So kann anhand der jeweiligen Position des Umlenkspiegels, der jeweilige Bereich der Schutzscheibe bestimmt werden, durch welchen der Laserstrahl aktuell hindurchtritt. Für diesen Bereich kann dann die Ablagerung der Partikel erkannt werden. Vorteilhaft ist also, dass die Ablagerung der Partikel nicht nur erkannt wird, sondern auch örtlich auf der Schutzscheibe zugeordnet werden kann.
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Weiterhin vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Laserstrahl zumindest nach dem Aussenden an einem Umlenkspiegel des Laserscanners reflektiert wird, und als die Funktionsbeeinträchtigung der Umlenkspiegel als, insbesondere mit Feuchtigkeit, beschlagen erkannt wird, falls der Intensitätswert kleiner als der Referenzintensitätswert ist. Ist der Umlenkspiegel nun beispielsweise mit Feuchtigkeit beschlagen, so führt dies dazu, dass der Laserstrahl diffuser beziehungsweise ungerichteter an dem Umlenkspiegel reflektiert wird, als dies bei einem beschlagfreien Umlenkspiegel der Fall wäre. Dadurch weist der Laserstrahl nach der Reflexion an dem Umlenkspiegel einen niedrigeren Intensitätswert auf, als dies bei einem nicht beschlagenen Umlenkspiegel der Fall wäre. Gelangt der Laserstrahl nun beispielsweise nach dem Umlenkspiegel an die Schutzscheibe und wird dort teilweise reflektiert, so weist das erste Echo dadurch, dass von dem Umlenkspiegel schon eine geringere Intensität angekommen ist, auch einen kleineren Intensitätswert auf, als wenn der Umlenkspiegel beschlagfrei wäre. Vorteilhaft ist, dass durch den Intensitätswert ein Rückschluss auf die Art der Funktionsbeeinträchtigung, vorliegend dem beschlagenen Umlenkspiegel, ermöglicht wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zumindest ein weiteres Echo des ausgesendeten und an einem Objekt in dem Umgebungsbereich reflektierten Laserstrahls von der Empfangseinheit mit einem weiteren Intensitätswert empfangen wird. Die Empfangseinheit ist also vorzugsweise dadurch mit zumindest zwei Empfangskanälen ausgebildet. Es kann also das Echo und das weitere Echo durch die Empfangseinheit empfangen und verarbeitet werden. Dadurch ist insbesondere keine weitere Empfangseinheit zur Verarbeitung des weiteren Echos notwendig. Vorteilhaft ist auch, dass dadurch das Echo während des operationellen Betriebs des Laserscanners empfangen werden kann. Dadurch wiederum kann die Funktionsbeeinträchtigung während des operationellen Betriebs des Laserscanners und somit des Kraftfahrzeugs erkannt werden. So kann der Laserscanner durch das zumindest weitere Echo einen Abstand zu dem Objekt in dem Umgebungsbereich bereitstellen, während mit demselben Laserstrahl der zur Abstandsmessung des Objekts in dem Umgebungsbereich genutzt wird auch der Intensitätswert bestimmt werden kann, welcher mit dem Referenzintensitätswert verglichen wird und Aufschluss über die Funktionstüchtigkeit des Laserscanners gibt.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der Referenzintensitätswert initial vorgegeben wird. So kann der Referenzintensitätswert beispielsweise schon bei Herstellung oder Auslieferung des Laserscanners vorliegen. Der Referenzintensitätswert kann beispielsweise in dem Laserscanner oder einer an den Laserscanner angebundenen Auswerteeinheit abgelegt sein. Dadurch kann der Referenzintensitätswert einfach und jederzeit verfügbar vorgegeben werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Referenzintensitätswert während des Betriebs des Laserscanners in vorbestimmten Intervallen angepasst wird. So kann der Referenzintensitätswert beispielsweise an Erfahrungswerte, welche die Funktionsbeeinträchtigung betreffen, angepasst werden. Der Referenzintensitätswert kann aber auch beispielsweise daran angepasst werden, ob die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners mit einem hohen oder einem niedrigen Wahrscheinlichkeitswert für die Richtigkeit des Erkennens der Fahlerbeinträchtigung ausgegeben wird. Durch das Anpassen des Referenzintensitätswerts während des Betriebs des Laserscanners kann die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners also in vielfältigen Genauigkeitsstufen erkannt werden.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das Anpassen des Referenzintensitätswerts anhand von einer Mehrzahl von während des Betriebs des Laserscanners durch Echos von der Schutzscheibe erhaltenen Intensitätswerten durchgeführt wird. Dadurch kann der Intensitätswert anhand von Erfahrungswerten angepasst werden. So kann es beispielsweise sein, dass die Schutzscheibe einem gewissen Alterungsprozess unterworfen ist, durch welchen der Referenzintensitätswert einer Anpassung bedarf, da sonst die Ablagerung der Partikel erkannt werden würde, obwohl diese nicht vorhanden ist. Vorteilhaft ist, dass durch das Anpassen des Referenzintensitätswerts abhängig von den erhaltenen Intensitätswerten eine Erkennung der Funktionsbeeinträchtigung effektiv und präzise über die gesamte Lebensdauer des Laserscanners ermöglicht wird.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass ein wertmäßiger Unterschied des Intensitätswerts zu dem Referenzintensitätswert bestimmt wird, und eine Wahrscheinlichkeit der Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners abhängig von dem Unterschied bestimmt wird. So kann beispielsweise ein kleiner wertmäßiger Unterschied darauf hindeuten, dass die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners fehlerhaft erkannt wird oder zumindest dass die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners nicht gravierend ist. Ein großer wertmäßiger Unterschied kann beispielsweise auf eine hohe Sicherheit und somit mit hoher Wahrscheinlichkeit auf die fehlerfreie Erkennung der Funktionsbeeinträchtigung hinweisen. Durch die Berücksichtigung des wertmäßigen Unterschieds des Intensitätswerts zu dem Referenzintensitätswert wird die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners zuverlässiger erkannt.
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Die Erfindung betrifft auch einen Laserscanner für ein Kraftfahrzeug mit, insbesondere einem Kraftfahrzeugbefestigungselement, einer Schutzscheibe, einer Sendeeinheit, einer Empfangseinheit und einer Auswerteeinheit. Der Laserscanner ist dazu ausgebildet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Über das Kraftfahrzeugbefestigungselement wird der Laserscanner an dem Kraftfahrzeug befestigt. Die Schutzscheibe ist vorzugsweise Teil eines Gehäuses des Laserscanners und dient der Abgrenzung von einem Innenraum des Gehäuses gegenüber einem Außenbereich des Gehäuses beziehungsweise einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs. Durch die Sendeeinheit wird ein Laserstrahl ausgesendet, welcher dann von der Empfangseinheit empfangen wird.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Laserscanner einen beweglichen Umlenkspiegel umfasst, durch welchen ein mittels der Sendeeinheit in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs ausgesendeter Laserstrahl ablenkbar ist. Durch den abgelenkten Laserstrahl können dann beispielsweise mehrere Objekte in dem Umgebungsbereich nacheinander abgetastet werden. Der Umlenkspiegel lenkt den Laserstrahl effektiv und präzise ab, so dass ein Abstand zu einem jeweiligen Objekt in dem Umgebungsbereich genau bestimmt werden kann.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Laserscanner mit zumindest zwei Empfangskanälen, insbesondere der Empfangseinheit, zum Empfangen von zumindest zwei Echos eines in einen Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs ausgesendeten Laserstrahls ausgebildet ist. Dadurch weist die Empfangseinheit insbesondere die zumindest zwei Empfangskanäle auf und es kann dadurch ein Abstand zu einem Objekt in dem Umgebungsbereich mit demselben Laserstrahl bestimmt werden, welcher auch ein Echo von der Schutzscheibe bereitstellt. Durch die vorzugsweise Ausbildung der Empfangseinheit mit den zumindest zwei Empfangskanälen kann der Laserscanner wiederum bauteilärmer ausgebildet werden, als wenn mehrere Empfangseinheiten in dem Laserscanner vorgesehen wären.
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Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Laserscanner.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Laserscanner sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
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Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem Laserscanner;
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2 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs und einem in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs anwesenden weiteren Kraftfahrzeug;
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3 eine schematische Darstellung des Laserscanners mit einer Sendeeinheit, einer Empfangseinheit, einem Umlenkspiegel und einer Schutzscheibe;
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4 eine schematische Darstellung von mehreren Laserstrahlen und den dazugehörigen Echos mit den jeweiligen Intensitätswerten;
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5 eine schematische Darstellung analog zu 4 und einer Ablagerung von Partikeln in einem ersten Bereich der Schutzscheibe; und
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6 eine schematische Darstellung analog zu 4 und einem beschlagenen Umlenkspiegel des Laserscanners.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Laserscanner 2 dargestellt. Der Laserscanner 2 ist an einer Front 3 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Anordnung des Laserscanners 2 an dem Kraftfahrzeug 1 ist jedoch vielfältig möglich, vorzugsweise allerdings so, dass ein Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1 zumindest teilweise erfasst werden kann.
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Der Laserscanner 2 weist ein Gehäuse 5 und eine Schutzscheibe 6 auf. In einem Inneren 7 des Gehäuses 5 sind eine Sendeeinheit 8, eine Empfangseinheit 9, eine Auswerteeinheit 10 und ein Umlenkspiegel 11 angeordnet.
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Durch die Sendeeinheit 8 wird ein Laserstrahl 12 über den Umlenkspiegel 11 und durch die Schutzscheibe 6 hindurch in den Umgebungsbereich 4 ausgesendet. Der Umlenkspiegel 11 ist bewegbar, um den Laserstrahl abzulenken und an verschiedene Orte in den Umgebungsbereich 4 abzustrahlen.
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Die Auswerteeinheit 10 kann wie in 1 gezeigt in dem Gehäuse 5 des Laserscanners 2 angeordnet sein oder aber als separate Einheit außerhalb des Gehäuses 5 vorliegen.
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Die Schutzscheibe 6 kann beispielsweise Bestandteil des Gehäuses 5 sein. Durch die Schutzscheibe 6 wird das Eindringen von unerwünschten Partikeln in das Innere 7 des Gehäuses 5 verhindert. Die Schutzscheibe 6 ist im Frequenzbereich des Laserstrahls 12 zumindest semitransparent ausgebildet. Das bedeutet, der Laserstrahl 12 kann durch die Schutzscheibe 6 zumindest teilweise hindurchstrahlen.
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2 zeigt das Kraftfahrzeug 1 mit dem Laserscanner 2 auf einer Fahrbahn 13. Vor dem Kraftfahrzeug 1 auf der Fahrbahn 13 befindet sich ein Objekt 14. Das Objekt 14 ist gemäß 2 als weiteres Kraftfahrzeug ausgebildet. Das Objekt 14 befindet sich im Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1. Zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 14 sind Regentropfen 15 vorhanden.
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Der Laserscanner 2 sendet mittels der Sendeeinheit 8 den Laserstrahl 12 in den Umgebungsbereich 4 zu dem Objekt 14 aus. Der Laserstrahl 12 wird mit einem ersten Echo 16 an der Schutzscheibe 6 zumindest anteilig reflektiert. Weiterhin wird der Laserstrahl 12 nach dem Hindurchtreten durch die Schutzscheibe mit einem zweiten Echo 17 an den Regentropfen 15 zumindest anteilig reflektiert und danach wird der Laserstrahl 12 mit einem dritten Echo 18 an dem Objekt 14 reflektiert. Die Echos 16, 17, 18 werden von der Empfangseinheit 9 empfangen. Das erste Echo 16 weist einen ersten Intensitätswert 19 auf, das zweite Echo 17 weist einen zweiten Intensitätswert 20 auf und das dritte Echo 18 weist einen dritten Intensitätswert 21 auf. Die Intensitätswerte 19, 20, 21 werden insbesondere zu dem jeweiligen Zeitpunkt, zu welchem die Echos 16, 17, 18 von der Empfangseinheit 9 empfangen werden, bestimmt.
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3 zeigt den Laserscanner 2. Es wird mittels der Sendeeinheit 8 der Laserstrahl 12 zu dem Objekt 14 in den Umgebungsbereich 4 ausgesendet. Der Laserstrahl 12 wird an dem Objekt 14 reflektiert und als das dritte Echo 18 von der Empfangseinheit 9 empfangen. Der Laserstrahl 12 wird sowohl beim Aussenden als auch beim Empfangen durch die Schutzscheibe 6 hindurch gestrahlt. Ebenso wird der Laserstrahl 12 sowohl beim Aussenden als auch beim Empfangen über den Umlenkspiegel 11 abgelenkt. Durch das Ablenken mit dem Umlenkspiegel 11 wird der Laserstrahl 12 von der Sendeeinheit 8 zu dem Objekt 14 gelenkt und die Reflexion des Laserstrahls 8 wird von dem Objekt 14 über den Umlenkspiegel 11 zurück zu der Empfangseinheit 9 gelenkt. Die Sensorscheibe 6 weist dabei kein gesondertes Referenzziel beziehungsweise optisches Element auf, um den Laserstrahl 12 zumindest teilweise abzulenken beziehungsweise einen Teil des Laserstrahls 12 abzuspalten.
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4 zeigt den Laserscanner 2 ohne Funktionsbeeinträchtigung. An der Schutzscheibe 6 liegt keine Ablagerung von Partikeln vor. Es wird eine Mehrzahl von Laserstrahlen 22 in den Umgebungsbereich 4 ausgesendet. Jeder Laserstrahl 12 der Mehrzahl der Laserstrahlen 22 wird mit einer unterschiedlichen Stellung des Umlenkspiegels 11 in den Umgebungsbereich 4 ausgesandt. So liegt der Umlenkspiegel 11 gemäß dem Ausführungsbeispiel zumindest in einer ersten Position 23 und in einer zweiten Position 24 vor. Durch die unterschiedlichen Positionen 23, 24 wird der jeweilige Laserstrahl 12 der Mehrzahl der Laserstrahlen 22 in unterschiedlichen Bereichen der Schutzscheibe 6 durchgestrahlt. So wird der Laserstrahl 12 während der ersten Position 23 des Umlenkspiegels 11 durch einen ersten Bereich 25 der Schutzscheibe 6 hindurch gestrahlt, während der Laserstrahl 12 mit dem Umlenkspiegel 11 in der zweiten Position 24 durch einen zweiten Bereich 26 der Schutzscheibe 6 hindurch gestrahlt wird. Es kommt also dadurch sowohl im ersten Bereich 25 zum ersten Echo 16 und bei erneutem Aussenden des Laserstrahls 12 auch in dem zweiten Bereich 26 der Schutzscheibe 6 zu dem ersten Echo 16. Zudem führt das Aussenden des Laserstrahls 12 zu dem dritten Echo 18 am Objekt 14 und das erneute Aussenden des Laserstrahls 12 nochmal zu dem dritten Echo 18 an einer anderen Stelle des Objekts 14. Durch das wiederholte Aussenden des Laserstrahls 12 wird also nicht nur das Objekt 14 abgetastet, sondern auch die Schutzscheibe 6 in den zumindest zwei Bereichen 25, 26. Es liegt dadurch sowohl für den ersten Bereich 25 als auch für den zweiten Bereich 26 das erste Echo 16 von der Schutzscheibe 6 vor. Somit liegt auch der erste Intensitätswert 19 des ersten Echos 16 für den ersten Bereich 25 vor und nach erneutem Aussenden des Laserstrahls 12 liegt der erste Intensitätswert 19 mit einem anderen Wert oder mit dem gleichen Wert für das erste Echo 16 in dem zweiten Bereich 26 der Schutzscheibe 6 vor.
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5 zeigt den Laserscanner 2 mit der im ersten Bereich 25 verschmutzten Schutzscheibe 6. In dem ersten Bereich 25 der Schutzscheibe 6 liegt also eine Ablagerung von Partikeln 27 vor. Der zweite Bereich 26 weist keine Ablagerung von Partikeln 27 auf. Der erste Intensitätswert 19 des ersten Echos 16 an der Schutzscheibe 6 innerhalb des ersten Bereichs 25 ist dementsprechend höher als der erste Intensitätswert 19 des ersten Echos 16 innerhalb des zweiten Bereichs 26. In dem zweiten Bereich 26 kann der Laserstrahl 12 mit mehr Photonen durch die Schutzscheibe 6 hindurchtreten, als dies im ersten Bereich 25 der Fall ist. Somit ist das erste Echo 16 bezüglich des ersten Intensitätswerts 19 im ersten Bereich 25 stärker als das erste Echo 16 im zweiten Bereich 26. Der erste Intensitätswert 19 des ersten Echos 16 im ersten Bereich 25 ist unterschiedlich zu einem Referenzintensitätswert. Anhand von dem Referenzintensitätswert kann nun die Ablagerung der Partikel 27 auf der Schutzscheibe 6 erkannt werden. Die ersten Intensitätswerte 19 ermöglichen also eine Beschreibung des Laserscanners 2 bezüglich seiner Funktionsbeeinträchtigung oder seiner Funktionstüchtigkeit.
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6 zeigt den Laserscanner 2, bei welchem der ersten Intensitätswert 19 in dem ersten Bereich 25 und in dem zweiten Bereich 26 kleiner als der Referenzintensitätswert ist. Dadurch wird ein Beschlag von Feuchtigkeit 28 auf dem Umlenkspiegel 11 erkannt. Aufgrund der Feuchtigkeit 28 auf dem Umlenkspiegel 11 wird der Laserstrahl 12 nach dem Aussenden von der Sendeeinheit 8 nur mit einem geringeren Intensitätswert von dem Umlenkspiegel 11 weitergeleitet, da die Feuchtigkeit 28 dazu führt, dass der Laserstrahl 12 diffuser von dem Umlenkspiegel 11 reflektiert wird. Somit wird auch das jeweilige erste Echo 16 mit einem geringeren ersten Intensitätswert 19 durch die Empfangseinheit 9 empfangen als dies bei einem Umlenkspiegel 11 ohne die Feuchtigkeit 28 der Fall wäre. Ein Hinweis auf die Ablagerung der Feuchtigkeit 28 auf dem Umlenkspiegel 11 gibt zum einen der niedrigere erste Intensitätswert 19 im Vergleich zu dem Referenzintensitätswert und zum anderen auch der niedrigere erste Intensitätswert 19 innerhalb des ersten Bereichs 25 und des zweiten Bereichs 26 gleichzeitig. Während die Ablagerung der Partikel 27 häufig nur lokal auf der Schutzscheibe 11 auftritt, hat der Beschlag mit der Feuchtigkeit 28 insbesondere eine Auswirkung auf sämtliche Bereiche 25, 26 der Schutzscheibe 6.
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So läuft ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens beispielsweise wie folgt ab. Von der Sendeeinheit 8 wird der Laserstrahl 12 zu dem Umlenkspiegel 11 ausgesendet. Der Umlenkspiegel 11 reflektiert den Laserstrahl 12 zu der Schutzscheibe 6. An der Schutzscheibe 6 wird ein Teil des Laserstrahls 12 als das erste Echo 16 zu dem Umlenkspiegel 11 zurückreflektiert. Von dort aus wird das erste Echo 16 zu der Empfangseinheit 9 reflektiert und es wird der erste Intensitätswert 19 des ersten Echos 16 bestimmt. Der erste Intensitätswert 19 des ersten Echos 16 wird dann verglichen mit dem Referenzintensitätswert. Falls der erste Intensitätswert 19 größer ist als der Referenzintensitätswert, wird von der Ablagerung der Partikel 27 auf der Schutzscheibe 6 ausgegangen. Falls der erste Intensitätswert 19 kleiner ist als der Referenzintensitätswert, wird von dem Beschlag des Umlenkspiegels 11 mit der Feuchtigkeit 28 ausgegangen. In einem weiteren Schritt wird der Umlenkspiegel 11 von der ersten Position 23 in die zweite Position 24 gestellt und der Laserstrahl 12 wird mittels der Sendeeinheit 8 erneut in den Umgebungsbereich 4 ausgesendet. Bei dem erneuten Aussenden des Laserstrahls 12 durchtritt dieser die Schutzscheibe 6 nun nicht mehr in dem ersten Bereich 25, sondern in dem zweiten Bereich 26. Dadurch wird auch das erste Echo 16 in dem zweiten Bereich 26 statt in dem ersten Bereich 25 erzeugt. Es kann somit der zweite Bereich 26 auch auf die Ablagerung der Partikel 27 hin untersucht werden.
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Während das erste Echo 16 bezüglich der Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners 2 ausgewertet wird, werden die weiteren Echos 17, 18 des Laserstrahls 12 aus dem Umgebungsbereich 4 trotzdem durch die Empfangseinheit 9 empfangen und ausgewertet. Somit kann während des Betriebs des Laserscanners 2, also der Abstandsbestimmung zu dem Objekt 14, auch zusätzlich die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners 2 abhängig von dem ersten Echo 16 erkannt werden.
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Das erste Echo 16 an der Schutzscheibe 6, also die Reflexion des Laserstrahls 12 an der dem Umlenkspiegel 11 zugewandten Seite der Schutzscheibe 6, tritt auf ohne, dass an der Schutzscheibe 6 oder beabstandet zu der Schutzscheibe 6 ein separates optisches Element vorgesehen ist, welches den Laserstrahl 12 ablenken beziehungsweise anteilig aufteilen soll. Das erste Echo 16 wird aufgrund der Reflexion des Laserstrahls 12 an der Grenzfläche zwischen Luft aus dem Inneren 7 des Gehäuses 5 und der Innenseite der Schutzscheibe 6 erzeugt. Die Grenzfläche liegt insbesondere zwischen zwei nicht absorbierenden Medien mit verschieden großer Ausbreitungsgeschwindigkeit des Laserstrahls 12. Die zwei nicht absorbierenden Medien sind vorliegend die Schutzscheibe 6 und die Luft im Inneren 7 des Gehäuses 5. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Laserstrahls 12 ist innerhalb der Schutzscheibe 6 unterschiedlich zur Ausbreitungsgeschwindigkeit innerhalb der Luft im Inneren 7 des Gehäuses 5.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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