DE102017108240A1 - Fahrsituationsabhängige Abstandsbestimmung für eine Kraftfahrzeug-Lidar-Sensorvorrichtung - Google Patents

Fahrsituationsabhängige Abstandsbestimmung für eine Kraftfahrzeug-Lidar-Sensorvorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Recheneinrichtung (9) für eine Lidar-Sensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei die Recheneinrichtung (9) eine Messdatenschnittstelle zum Empfangen von Messdaten von der Lidar-Sensoreinrichtung aufweist und ausgebildet ist, einen Abstand (d) des Objekts (7) von der Lidar-Sensorvorrichtung (2) mittels einer Laufzeitmessung für den detektierten reflektierten Lichtanteil (8) oder mittels einer Phasendifferenzmessung zwischen dem Abtast-Licht (5) und dem detektierten reflektierten Lichtanteil (8) zu ermitteln, wobei die Recheneinrichtung (9) eine Datenschnittstelle (10) aufweist und ausgebildet ist, in Abhängigkeit zumindest eines über die Datenschnittstelle (10) bereitgestellten Fahrsituationsparameters für das Ermitteln des Abstands (d) automatisch die Laufzeitmessung oder die Phasendifferenzmessung zu nutzen, um eine Abstandsmessung, die durch die Lidar-Sensorvorrichtung (2) vorgenommen werden soll, zu verbessern.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Recheneinrichtung für eine Lidar-Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Recheneinrichtung weist eine Messdatenschnittstelle zum Empfangen von Messdaten von der Lidar-Sensoreinrichtung auf. Die Recheneinrichtung ist dabei ausgebildet, einen Abstand des Objekts von der Lidar-Sensorvorrichtung mittels einer Laufzeitmessung für den detektierten reflektierten Lichtanteil oder mittels einer Phasendifferenzmessung zwischen dem Abtast-Licht und dem detektierten reflektierten Lichtanteil zu ermitteln. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Lidar-Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem Abtasten der Umgebung des Kraftfahrzeugs mit dem Abtast-Licht durch die Abtasteinrichtung, einem Detektieren des in der Umgebung von dem Objekt reflektierten Lichtanteils des Abtast-Lichtes durch die Detektionseinrichtung und mit einem Ermitteln eines Abstands des Objekts von der Lidar-Sensorvorrichtung mittels der Laufzeitmessung für den detektierten reflektierten Lichtanteil oder mittels der Phasendifferenzmessung zwischen dem Abtast-Licht und dem detektierten reflektierten Lichtanteil durch die Recheneinrichtung.
  • Lidar-Sensorvorrichtungen oder Lidar-Systeme, also Light-Detection-and-Ranging-Systeme, werden in modernen Kraftfahrzeugen oft für optische Abstands- und/oder Geschwindigkeitsmessungen genutzt. Dabei wird ein Abstand zu dem Objekt in der Umgebung der Lidar-Sensorvorrichtung aus der Lichtlaufzeit von Signalen berechnet, welche von der Lidar-Sensorvorrichtung abgegeben werden und von dem Objekt zurück zur Lidar-Sensorvorrichtung reflektiert werden. Die Signale können beispielsweise als Abtast-Licht vorliegen, von welchem ein Lichtanteil zurück zu der Lidar-Sensorvorrichtung reflektiert wird.
  • Bei der Laufzeitmessung wird somit ein (zeitlicher) Lichtpuls ausgesandt. Die Laufzeit dieses Lichtpulses, des Abtast-Lichtes, ist die Zeit, die das Abtast-Licht braucht, um zur Quelle zurückreflektiert zu werden. Durch das Messen der Laufzeit Δt kann man über die Lichtgeschwindigkeit der Abstand I zwischen Quelle und Objekt ermitteln. Dabei wird die Lichtgeschwindigkeit durch das umgebende Medium, typischerweise Luft, mit dem Brechungsindex n reduziert, sodass sich der Zusammenhang I = c * Δt * 0,5 * n ergibt.
  • Vorteil dieses Verfahren ist die geringe Reaktionszeit sowie der große Messbereich, da sich so Abstände von einem Meter bis hin zu mehreren 10 Kilometern ermitteln lassen. Nachteilig ist hier die erforderliche Messung sehr kurzer Zeiten, nämlich von Nano- bis hin Pikosekunden, sodass es schwierig ist, den Abstand mit einer höheren Auflösung als einigen Zentimetern zu ermitteln. Um die Anforderungen an die Zeitmessung zu verringern, werden Verfahren eingesetzt, bei denen das Abtast-Licht, also beispielsweise ein Laserstrahl, selbst frequenzmoduliert oder mit einem hochfrequenten Signal moduliert wird.
  • Ein Abstand kann nun grundsätzlich jedoch auch über eine Phasendifferenzmessung zwischen dem Abtast-Licht und einem detektierten reflektierten Lichtanteil ermittelt werden. So ist die Phasenverschiebung des reflektierten Lichtanteils des Abtast-Lichts oder dessen Modulation gegenüber dem ausgesandten Abtast-Licht, beispielsweise gegenüber dem ausgesandten Laserstrahl, entfernungsabhängig. Wird so beispielsweise ein Laser als Abtast-Licht genutzt und der Laserstrahl selbst zur Überlagerung verwendet, so arbeitet das entsprechende Gerät wie es von einem Laserinterferrometer bekannt ist. Diese messen keine absoluten Weglängen, sondern nur eine relative Änderung bei einer Verschiebung des Zieles beziehungsweise eines Referenzspiegels. Bei einem Verschieben eines Spiegels oder eines Objektes, an welchem das Abtast-Licht reflektiert wird, wird die Summe aus ausgesandtem und reflektiertem Abtast-Licht als Folge einer Interferenz periodisch moduliert. Bei einer Verschiebung des Objekts um eine halbe Lichtwellenlänge durchläuft die Überlagerung genau eine Periode. Zählt man nun die Durchgänge und multipliziert sie mit der Wellenlänge des Abtast-Lichtes, erhält man die gesuchte Wegstrecke. Mit einem derartigen Auswerten erreicht man Genauigkeiten von etwa einem Hundertstel der Wellenlänge, sodass bei sichtbarem Licht eine Genauigkeit von wenigen Nanometern erreicht werden kann.
  • Bei größeren Entfernungen kann man nun mit einer Hochfrequenzmodulation der Laseramplitude arbeiten und entsprechend nicht die Wellenlänge des Abtast-Lichts, beispielsweise des Laser-Abtast-Lichts auswerten, sondern die Phasenlage der auf das Abtast-Licht aufmodulierten Hochfrequenzsignale. Wird das ausgesandte Abtast-Licht mit einer Frequenz von f = 1 T
    Figure DE102017108240A1_0001
    moduliert, so erhält man die Phasendifferenz zu φ = Δ t T 2 π ,
    Figure DE102017108240A1_0002
    wobei Δt der kürzeste zeitliche Abstand zwischen der identischen Phase in dem abgestrahlten Abtast-Licht und dem detektierten reflektierten Lichtanteil ist. Die Entfernung zum Objekt kann somit zu l = c T 4 π × ( φ + 2 π m ) = c 2 ( n T + Δ t )
    Figure DE102017108240A1_0003
    errechnet werden. Diese Methoden der Phasendifferenzmessung haben gegenüber der Laufzeitmessung den Vorteil einer höheren Auflösung, welche mit einem geringeren messtechnischen Aufwand realisierbar ist. Die Messentfernung ist jedoch aufgrund des notwendigerweise kontinuierlich bei einer kleineren Leistung arbeitenden Lasers geringer. Überdies fehlt die Eindeutigkeit der Signale bei Entfernungen bei Vielfachen der halben Wellenlänge des Abtast-Lichtes.
  • In der DE 10 2011 001 387 A1 wird beispielsweise ein Lidar-System beschrieben, mit welchem ein Abstand zwischen einem Objekt mit einer Laufzeitmessung und mit einer Phasendifferenzmessung zwischen gesendetem und empfangenem Signal bestimmt werden kann.
  • Es stellt sich nun die Aufgabe, eine Abstandsmessung, die durch eine Lidar-Sensorvorrichtung in einem Kraftfahrzeug vorgenommen werden soll, zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich durch die abhängigen Patentansprüche, die Beschreibung und die Figur.
  • Die Erfindung betrifft eine Recheneinrichtung für eine Lidar-Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Lidar-Sensorvorrichtung, für welche die Recheneinrichtung bestimmt ist, kann dabei eine Abtasteinrichtung zum Abtasten einer Umgebung des Kraftfahrzeugs mit einem Abtast-Licht, beispielsweise einem Laser-Abtast-Licht in Form eines Laserstrahls auf sowie eine Detektionseinrichtung zum Detektieren eines in der Umgebung von einem Objekt reflektierten Lichtanteils des Abtast-Lichtes aufweisen. Die Recheneinrichtung weist eine Messdatenschnittstelle zum Empfangen von Messdaten von der Lidar-Sensoreinrichtung auf. Die Messdaten können dabei die für die Abstandsermittlung relevanten Informationen umfassen. Die Recheneinrichtung ist dabei ausgebildet, einen Abstand des Objekts in der Umgebung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Lidar-Sensorvorrichtung von der Lidar-Sensorvorrichtung mittels einer Laufzeitmessung für den detektierten reflektierten Lichtanteil oder mittels einer Phasendifferenzmessung zwischen dem Abtast-Licht und dem detektierten reflektierten Lichtanteil zu ermitteln. Das Ermitteln kann hier im Sinne eines Bestimmens und/oder Berechnens verstanden werden.
  • Wichtig ist hier, dass die Recheneinrichtung eine Datenschnittstelle aufweist und ausgebildet ist, in Abhängigkeit zumindest eines, also eines oder mehrerer, über die Datenschnittstelle bereitgestellten Fahrsituationsparameters für das Ermitteln des Abstands automatisch die Laufzeitmessung oder die Phasendifferenzmessung zu nutzen oder zu aktivieren. Der durch die Recheneinrichtung ermittelte Abstand wird somit in Abhängigkeit von in Abhängigkeit des Fahrsituationsparameters automatisch entweder mittels der Laufzeitmessung für den detektierten reflektierten Lichtanteil oder mittels der Phasendifferenzmessung zwischen dem Abtast-Licht und dem detektierten reflektierten Lichtanteil ermittelt. In Abhängigkeit des Fahrsituationsparameters kann also ein automatisches Umschalten oder Hin- und Herschalten zwischen der Laufzeitmessung oder der Phasendifferenzmessung erfolgen.
  • Der Fahrsituationsparameter kann dabei von dem Kraftfahrzeug oder von der Lidar-Sensorvorrichtung über die Datenschnittstelle bereitgestellt werden. Bei einem Ermitteln des Abstands mittels der Phasendifferenzmessung kann gegebenenfalls auch eine Luftdichte-Korrektur vorgesehen sein. Diese Luftdichte-Korrektur kann in Abhängigkeit von Temperatur und/oder Druck und/oder Feuchtigkeit der Luft in der Umgebung vorgesehen sein. Dies ist dadurch bedingt, dass die Lichtwellenlänge abhängig vom Brechungsindex der Luft ist und sich somit mit Temperatur, Druck und Feuchtigkeit verändert. Somit kann dann eine besonders genaue Ermittlung des Abstandes erfolgen. Mit der beschriebenen Recheneinrichtung kann somit eine Lidar-Sensorvorrichtung realisiert werden, welche beide Messmethoden, also die Laufzeitmessung und die Phasendifferenzmessung durchführen kann. Situationsabhängig wird hier automatisch ausgewählt, welche der beiden Messmethoden in der jeweiligen Situation am sinnvollsten ist.
  • Das hat den Vorteil, dass der Abstand jeweils genau mit den genannten Vorteilen, also entweder mit hoher Reichweite und geringer Reaktionszeit oder aber mit geringerem messtechnischem Aufwand und höherer Auflösung ermittelt wird. Ein- und dasselbe Messsystem, nämlich die Lidar-Sensorvorrichtung kann somit in der jeweiligen Fahrsituation entsprechend beziehungsweise an die jeweilige Fahrsituation angepasst mit der jeweils vorteilhafteren Messmethode den Abstand ermitteln.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der oder einer der Fahrsituationsparameter eine Information über eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs umfasst oder ist. Dabei kann die Recheneinrichtung ausgebildet sein, bei einer Fahrgeschwindigkeit, welche kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist, beispielsweise kleiner als 20 km/h, für das Ermitteln des Abstands die Phasendifferenzmessung zu nutzen oder zu aktivieren, und bei einer Fahrgeschwindigkeit, welche größer als der vorgegebene Grenzwert ist, die Laufzeitmessung.
  • Das hat den Vorteil, dass die Fahrsituation besonders effektiv durch den Fahrsituationsparameter repräsentiert ist und bei geringen Fahrgeschwindigkeiten, bei welchen es typischerweise auch auf kleinere Abstände ankommt als bei größeren Fahrgeschwindigkeiten, durch die Recheneinrichtung der Abstand automatisch in einer größeren Genauigkeit bereitgestellt oder ermittelt werden kann.
  • In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist auch vorgesehen, dass der oder einer der Fahrsituationsparameter eine Information über einen Standort, also über einen Aufenthaltsort, des Kraftfahrzeugs umfasst oder ist. Der Fahrsituationsparameter kann somit als ortsabhängiger oder standortabhängiger Fahrsituationsparameter bezeichnet werden. Die Recheneinrichtung oder die Lidar-Sensorvorrichtung kann in diesem Fall ein Navigationssystem und/oder ein Positionserfassungssystem mit beispielsweise einem Global Positioning Sensor (GPS-Sensor) aufweisen oder mit einem solchen gekoppelt sein. Mit dem jeweiligen Standort kann hier eine Information bezüglich eines Verwendens der Phasendifferenzmessung oder der Laufzeitmessung für das Ermitteln des Abstandes gekoppelt sein. Die Recheneinrichtung kann dabei ausgebildet sein, für das Ermitteln des Abstands die Phasendifferenzmessung zu nutzen oder zu aktivieren, falls der Standort einer vorgegebenen ersten Kategorie zugehörig ist, und/oder für das Ermitteln des Abstandes die Laufzeitmessung zu nutzen oder zu aktivieren, falls der Standort einer vorgegebenen zweiten Kategorie zugehörig ist. Insbesondere kann die erste Kategorie hier Parkplätze und/oder Parkhäuser und/oder Fußgängerzonen umfassen, das heißt Parkplätze, Parkhäuser und/oder Fußgängerzonen der ersten Kategorie zugehörig sein und/oder die zweite Kategorie Autobahnen und/oder Stellstraßen umfassen.
  • Das hat den Vorteil, dass sich die Fahrsituationen nochmals effektiver charakterisieren lassen, sodass der ermittelte Abstand in seiner Genauigkeit und der Schnelligkeit seiner Verfügbarkeit beziehungsweise seiner Reichweite nochmals besser an die jeweilige Situation angepasst werden kann. Gerade in engen Umgebungen wie Parkplätzen, Parkhäusern oder Fußgängerzonen ist hier eine möglichst genaue Abstandsmessung vorteilhaft. In weiten Umgebungen wie Autobahnen und/oder Schnellstraßen ist hingegen die vergrößerte Reichweite der Abstandsermittlung vorteilhaft.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der oder einer der Fahrsituationsparameter eine Information über eine aktivierte Fahrerassistenzfunktion des Kraftfahrzeugs umfasst oder ist. Die Recheneinrichtung kann hier beispielsweise ausgebildet sein, für das Ermitteln des Abstands die Phasendifferenzmessung zu nutzen oder zu aktivieren, falls eine Fahrerassistenzfunktion zum teilautomatischen und/oder vollautomatischen Einparken aktiviert ist. Alternativ oder ergänzend kann die Recheneinrichtung beispielsweise ausgebildet sein, für das Ermitteln des Abstands die Laufzeitmessung zu nutzen, falls eine Fahrerassistenzfunktion zum automatischen und/oder vollautomatischen Fahren auf einer Autobahn oder Schnellstraße aktiviert ist.
  • Das hat den Vorteil, dass die jeweils für die Fahrerassistenzfunktion relevantere Eigenschaft des ermittelten Abstands, nämlich dessen Genauigkeit oder dessen Reichweite an die jeweilige Fahrsituation angepasst ist, sodass auch die Fahrerassistenzfunktion mit einer erhöhten Zuverlässigkeit ausgeführt werden kann und entsprechend auch die Sicherheit bei dem Betreiben des Systems erhöht wird.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Recheneinrichtung ausgebildet ist, nach dem Ermitteln des Abstands den Abstands mittels der Phasendifferenzmessung erneut zu ermitteln, falls die Größe des ermittelten Abstands unter einem Grenzwert liegt und mittels der Laufzeitmessung ermittelt wurde. Alternativ oder ergänzend kann die Recheneinrichtung auch ausgebildet sein, nach dem Ermitteln des Abstandes den Abstand mittels der Laufzeitmessung erneut zu ermitteln, falls die Größe des ermittelten Abstands über einem weiteren Grenzwert liegt und mittels der Phasendifferenzmessung ermittelt wurde. Der weitere Grenzwert kann dabei insbesondere der eine Grenzwert sein oder zu diesem identisch sein. Beispielsweise kann der eine und/oder der weitere Grenzwert 20 und/oder 15 und/oder 10 Meter betragen. Sind die Grenzwerte verschieden, so ist in bevorzugter Weise der weitere Grenzwert größer als der eine Grenzwert.
  • Das hat den Vorteil, dass automatisch stets die zuverlässigere Methode zum Ermitteln des Abstands gewählt wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass unabhängig von dem bereitgestellten Fahrsituationsparameter und damit unabhängig von der aktivierten Methode für das Messen des Abstands, insbesondere also stets, bei dem Detektieren eine Intensität des einmal detektierten reflektierten Lichtanteils über einen Detektionszeitraum von zumindest einer Mikrosekunde, insbesondere 2 Mikrosekunden oder von mehr als 2 Mikrosekunden abgespeichert wird. Insbesondere kann das Abspeichern mit einer zeitlichen Auflösung von zumindest 250 Intensitätswerten pro Mikrosekunde erfolgen.
  • Das hat den Vorteil, dass das Abtasten und Detektieren unabhängig von der gewählten Messmethode erfolgen kann, also die jeweilige Messmethode nach dem Detektieren aktiviert werden kann, das heißt also erst nach dem Detektieren entschieden werden muss, welche Messmethode angewendet wird. Dies ist der Fall, da mit den abgespeicherten Intensitäten sowohl die Laufzeitmessung als auch die Phasendifferenzmessung möglich ist. Üblicherweise wird hier bei derartigen Systemen gerade bei dem Ermitteln eines Abstandes mittels der Laufzeitmessung eine jeweils ermittelte Intensität früher vergessen oder verworfen (also nicht abgespeichert), sodass im Stand der Technik bei einem Wechsel der Messmethode von der Laufzeitmessung zur Phasendifferenzmessung zunächst ein neuer Detektionsvorgang gestartet werden muss.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Lidar-Sensorvorrichtung mit einer Abtasteinrichtung zum Abtasten einer Umgebung des Kraftfahrzeugs mit dem Abtast-Licht und der Detektionseinrichtung zum Detektieren des in der Umgebung von dem Objekt reflektierten Lichtanteils es Abtast-Lichtes sowie mit einer Recheneinrichtung nach einer oder mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Lidar-Sensorvorrichtung ist dabei vorgesehen, dass die Abtasteinrichtung zwei unterschiedliche Lichtquellen für das Abtast-Licht aufweist und ausgebildet ist, für die Laufzeitmessung (insbesondere nur) die eine Lichtquelle zu aktivieren und für die Phasendifferenzmessung (insbesondere nur) die andere Lichtquelle. Jede der beiden Lichtquellen kann dabei auch mehrere jeweilige Einzellichtquellen umfassen, es kann sich somit bei den beiden Lichtquellen um jeweilige Gruppen von Lichtquellen handeln.
  • Das hat den Vorteil, dass die Ergebnisse der jeweiligen Messung durch die geeignete Hardware optimiert werden können, sodass sowohl eine Auswertung mit Laufzeitmessung als auch eine Auswertung der Phasenverschiebung durch die dann zwei Sendezweige aufweisende Sensorvorrichtung auf einfache Weise realisiert werden kann.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer Lidar-Sensorvorrichtung nach einer der beschriebenen Ausführungsformen.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Lidar-Sensorvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einer Reihe von Verfahrensschritten. Ein Verfahrensschritt ist dabei ein Abtasten einer Umgebung des Kraftfahrzeugs mit einem Abtast-Licht durch eine Abtasteinrichtung der Lidar-Sensorvorrichtung. Ein weiterer Verfahrensschritt ist ein Detektieren eines in der Umgebung des Kraftfahrzeugs von einem Objekt reflektierten Lichtanteils des Abtast-Lichtes durch eine Detektionseinrichtung der Lidar-Sensorvorrichtung. Ein darauffolgender Verfahrensschritt ist ein Ermitteln eines Abstands des Objekts von der Lidar-Sensorvorrichtung mittels einer Laufzeitmessung für den detektierten reflektierten Lichtanteil oder mittels einer Phasendifferenzmessung zwischen dem Abtast-Licht und dem detektierten reflektierten Lichtanteil durch eine Recheneinrichtung der Lidar-Sensorvorrichtung. Ein wichtiger Verfahrensschritt ist dabei ein automatisches Aktivieren der Laufzeitmessung oder der Phasendifferenzmessung für das Messen des Abstands in Abhängigkeit zumindest eines von dem Kraftfahrzeug über eine Datenschnittstelle der Lidar-Sensorvorrichtung oder der Messrecheneinrichtung bereitgestellten Fahrsituationsparameters.
  • Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens entsprechen hier Vorteilen und vorteilhaften Ausführungsformen der Recheneinrichtung sowie der Lidar-Sensorvorrichtung.
  • 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 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.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein Kraftfahrzeug mit einer beispielhaften Ausführungsform einer Lidar-Sensorvorrichtung.
  • Das Kraftfahrzeug 1 weist hier die Sensorvorrichtung 2 mit einer Abtasteinrichtung 3 zum Abtasten einer Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 mit einem Abtast-Licht 5 sowie eine Detektionseinrichtung 6 zum Detektieren eines in der Umgebung 4 von einem Objekt 7 reflektierten Lichtanteils 8 des Abtast-Lichtes 5 auf. Die Lidar-Sensorvorrichtung 2 weist überdies eine Rechenvorrichtung 9 auf, welche ausgebildet ist, einen Abstand d des Objekts 7 von der Lidar-Sensorvorrichtung 2 und damit dem Kraftfahrzeug 1 zu ermitteln. Dieses Ermitteln erfolgt vorliegend mittels einer Laufzeitmessung für den detektierten reflektierten Lichtanteil oder mittels einer Phasendifferenzmessung zwischen dem Abtast-Licht 5 und dem detektierten reflektierten Lichtanteil. Wichtig ist hier, dass die Recheneinrichtung 9 eine Datenschnittstelle 10 aufweist und ausgebildet ist, in Abhängigkeit zumindest eines über die Datenschnittstelle 10 bereitgestellten Fahrsituationsparameter für das Ermitteln des Abstands d automatisch die Laufzeitmessung oder die Phasendifferenzmessung zu nutzen oder zu aktivieren. Vorliegend ist die Recheneinrichtung und damit die Lidar-Sensorvorrichtung 2 über die Datenschnittstelle 10 mit einem Bus 11, beispielsweise einem CAN-Bus des Kraftfahrzeugs 1 gekoppelt.
  • Über den Bus 11 kann so vorliegend eine Information über eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 als Fahrsituationsparameter an die Lidar-Sensoreinrichtung bereitgestellt werden. Damit kann beispielsweise bei einer geringen Geschwindigkeit unter einem vorgegebenen Grenzwert von zum Beispiel 20 km/h für das Ermitteln des Abstandes d die Phasendifferenzmessung genutzt werden und bei einer erhöhten Fahrgeschwindigkeit, welche größer als der vorgegebene Grenzwert ist, die Laufzeitmessung.
  • Umfasst der erfasste Fahrsituationsparameter eine Information über einen Standort des Kraftfahrzeugs 1, so kann beispielsweise auch automatisch bei und nach einer Einfahrt in ein Parkhaus der genauere Messmodus, also die Phasendifferenzmessung genutzt oder aktiviert werden. Damit wird in engen Umgebungen, gerade für automatische Parkvorgänge die Genauigkeit der Abstandsermittlung erhöht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011001387 A1 [0007]

Claims (13)

  1. Recheneinrichtung (9) für eine Lidar-Sensorvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), welche eine Messdatenschnittstelle zum Empfangen von Messdaten von der Lidar-Sensoreinrichtung aufweist, und welche ausgebildet ist, einen Abstand (d) des Objekts (7) von der Lidar-Sensorvorrichtung (2) mittels einer Laufzeitmessung für den detektierten reflektierten Lichtanteil (8) oder mittels einer Phasendifferenzmessung zwischen dem Abtast-Licht (5) und dem detektierten reflektierten Lichtanteil (8) zu ermitteln; dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (9) eine Datenschnittstelle (10) aufweist und ausgebildet ist, in Abhängigkeit zumindest eines über die Datenschnittstelle (10) bereitgestellten Fahrsituationsparameters für das Ermitteln des Abstands (d) automatisch die Laufzeitmessung oder die Phasendifferenzmessung zu nutzen.
  2. Recheneinrichtung (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrsituationsparameter eine Information über eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) umfasst.
  3. Recheneinrichtung (9) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (9) ausgebildet ist, bei einer Fahrgeschwindigkeit, welche kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist, insbesondere kleiner als 20 km/h, für das Ermitteln des Abstands (d) die Phasendifferenzmessung zu nutzen und bei einer Fahrgeschwindigkeit, welche größer als der vorgegebene Grenzwert ist die Laufzeitmessung.
  4. Recheneinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrsituationsparameter eine Information über einen Standort des Kraftfahrzeugs (1) umfasst.
  5. Recheneinrichtung (9) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (9) ausgebildet ist, für das Ermitteln des Abstands (d) die Phasendifferenzmessung zu nutzen, falls der Standort einer vorgegebenen ersten Kategorie, welche insbesondere Parkplätze und/oder Parkhäuser und/oder Fußgängerzonen umfasst, zugehörig ist, und/oder für das Ermitteln des Abstands (d) die Laufzeitmessung zu nutzen, falls der Standort einer vorgegebenen zweiten Kategorie, welche insbesondere Autobahnen und/oder Schnellstraßen umfasst, zugehörig ist.
  6. Recheneinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrsituationsparameter eine Information über eine aktivierte Fahrerassistenzfunktion des Kraftfahrzeug (1)s umfasst.
  7. Recheneinrichtung (9) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (9) ausgebildet ist, für das Ermitteln des Abstands (d) die Phasendifferenzmessung zu nutzen, falls eine Fahrerassistenzfunktion zum teilautomatischen oder vollautomatischen Einparken aktiviert ist.
  8. Recheneinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (9) ausgebildet ist, nach dem Ermitteln des Abstandes (d) den Abstand (d) mittels der Phasendifferenzmessung erneut zu Ermitteln, falls die Größe des ermittelten Abstandes (d) unter einem Grenzwert liegt und mittels der Laufzeitmessung ermittelt wurde, und/oder nach dem Ermitteln des Abstandes (d) den Abstand (d) mittels der Laufzeitmessung erneut zu Ermitteln, falls die Größe des ermittelten Abstandes (d) über einem weiteren Grenzwert, welcher insbesondere der eine Grenzwert ist, liegt und mittels der Phasendifferenzmessung ermittelt wurde.
  9. Recheneinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig von dem bereitgestellten Fahrsituationsparameter eine Intensität des detektierten reflektierten Lichtanteils (8) über einen Detektionszeitraum von zumindest 1µs, insbesondere 2µs oder mehr als 2µs, abgespeichert wird, insbesondere mit einer zeitlichen Auflösung von zumindest 250 Intensitätswerten pro Mikrosekunde.
  10. Lidar-Sensorvorrichtung (2) mit - einer Abtasteinrichtung (3) zum Abtasten der Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) mit dem Abtast-Licht (5); und - einer Detektionseinrichtung (9) zum Detektieren des in der Umgebung (4) von dem Objekt (7) reflektierten Lichtanteils (8) des Abtast-Lichtes (5); sowie - einer Recheneinrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  11. Lidar-Sensorvorrichtung (2) Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (3) zwei Lichtquellen für das Abtast-Licht (5) aufweist und ausgebildet ist, für die Laufzeitmessung die eine Lichtquelle zu aktivieren und für die Phasendifferenzmessung die andere Lichtquelle.
  12. Kraftfahrzeug (1) mit einer Lidar-Sensorvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  13. Verfahren zum Betreiben einer Lidar-Sensorvorrichtung (2) eines Kraftfahrzeugs (1), mit den Verfahrensschritten: - Abtasten einer Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) mit einem Abtast-Licht (5) durch eine Abtasteinrichtung (3) der Lidar-Sensorvorrichtung (2); - Detektieren eines in der Umgebung (4) von einem Objekt (7) reflektierten Lichtanteils (8) des Abtast-Lichtes (5) durch eine Detektionseinrichtung (9) der Lidar-Sensorvorrichtung (2); - Ermitteln eines Abstands (d) des Objekts (7) von der Lidar-Sensorvorrichtung (2) mittels einer Laufzeitmessung für den detektierten reflektierten Lichtanteil (8) oder mittels einer Phasendifferenzmessung zwischen dem Abtast-Licht (5) und dem detektierten reflektierten Lichtanteil (8) durch eine Recheneinrichtung (9) der Lidar-Sensorvorrichtung (2); gekennzeichnet durch ein - automatisches Aktivieren der Laufzeitmessung oder der Phasendifferenzmessung für das Messen des Abstands (d) in Abhängigkeit zumindest eines von dem Kraftfahrzeug (1) über eine Datenschnittstelle (10) bereitgestellten Fahrsituationsparameters.
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