DE102018101493A1

DE102018101493A1 - Selbstenteisender sensor

Info

Publication number: DE102018101493A1
Application number: DE102018101493.7A
Authority: DE
Inventors: Christopher Michael Seubert; Kenneth Edward Nietering; Mark Edward Nichols
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-01-26
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2018-07-26
Also published as: CN108363070B; US10560983B2; GB2559277A; MX2018000980A; GB201801117D0; US20180208028A1; RU2018102880A; CN108363070A

Abstract

Ein Computer ist programmiert, eine elektrische Eigenschaft zu modifizieren, um eine Trübung eines Sensorabdeckungsfensters einzustellen. Der Computer ist programmiert, eine Anregungsquelle zu betätigen, um elektromagnetische Strahlen in Richtung des Abdeckungsfensters abzustrahlen.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeug kann einen oder mehrere Objekterfassungssensoren, wie zum Beispiel LIDAR-(Light Detection and Ranging)-Sensoren beinhalten, um Objekte zu erfassen, z. B. in einem Bereich außerhalb des Fahrzeugs. Ein Sensor zum Erfassen von Objekten außerhalb eines Fahrzeugs kann auf einem Fahrzeugäußeren angebracht sein. Zum Beispiel kann ein Sensor auf einem Fahrzeugdach, einer Säule etc. angebracht sein. Ein Sensor, wie zum Beispiel ein LIDAR-Sensor, ist typischerweise Umweltbedingungen, z. B. Wärme, Kälte, Feuchtigkeit etc. ausgesetzt, die den Betrieb des Sensors beeinträchtigen können.
Figurenliste

1 ist eine Abbildung, die ein beispielhaftes Fahrzeug veranschaulicht.
2A ist eine Abbildung, die einen beispielhaften LIDAR-Sensor zeigt.
2B ist eine Abbildung, die einen weiteren beispielhaften LIDAR-Sensor mit Drehkomponenten zeigt.
3A ist eine Abbildung, die ein beispielhaftes Fenster eines LIDAR-Sensors zeigt, das ein Material mit änderbarer Trübung beinhaltet.
3B ist eine Abbildung, die ein Fenster aus 3A in einem abgedunkelten Zustand zeigt.
4A ist eine Abbildung, die ein weiteres beispielhaftes Fenster eines LIDAR-Sensors zeigt, das eine bewegliche Polarisationsfolie beinhaltet.
4B ist eine Abbildung, die ein Fenster aus 4A in einem abgedunkelten Zustand zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Betreiben eines LIDAR-Sensors.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
EINLEITUNG
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2A-2B ist ein Computer 110 eines Fahrzeugs 100 programmiert, eine elektrische Eigenschaft eines Fensters 220 einer Abdeckung 210 eines Sensors 130 zu modifizieren, um sich abzudunkeln. Zum Beispiel kann der Sensor 130 ein LIDAR-Sensor sein. Der Computer 110 ist programmiert, eine Anregungsquelle, wie zum Beispiel eine Anregungsquelle 230 eines LIDAR-Sensors 130 zu betätigen, um elektromagnetische Strahlen an das Fenster 220 der Abdeckung 210 abzustrahlen, z. B. um das Fenster 220 zu enteisen.
BEISPIELHAFTE SYSTEMELEMENTE
1 veranschaulicht ein Fahrzeug 100. Das Fahrzeug 100 kann auf eine Vielzahl von bekannten Arten angetrieben sein, z. B. durch einen Elektromotor und/oder Verbrennungsmotor. Das Fahrzeug 100 kann ein Landfahrzeug, wie zum Beispiel ein Auto, Truck etc. sein. Ein Fahrzeug 100 kann einen Computer 110, Aktor(en) 120, Sensor(en) 130 und eine Benutzerschnittstelle 140 beinhalten.
Der Computer 110 beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher, wie sie bekannt sind. Der Speicher beinhaltet eine oder mehrere Arten von computerlesbaren Medien und speichert Anweisungen, die durch den Computer 110 ausführbar sind, um unterschiedliche Vorgänge durchzuführen, welche die hierin offenbarten beinhalteten.
Der Computer 110 kann das Fahrzeug 100 in einem autonomen Modus, einem halbautonomen Modus oder einem nichtautonomen Modus betreiben. Für die Zwecke dieser Offenbarung wird ein autonomer Modus als einer definiert, in dem jedes von Antrieb, Bremsen und Lenkung des Fahrzeugs 100 durch den Computer 110 gesteuert werden; in einem halbautonomen Modus steuert der Computer 110 eines oder zwei von Antrieb, Bremsen und Lenkung des Fahrzeugs 100; in einem nicht autonomen Modus steuert ein Fahrzeugführer den Antrieb, die Bremsen und die Lenkung des Fahrzeugs 100.
Der Computer 110 kann Programmierung beinhalten, um eines oder mehrere von Bremsen, Antrieb (z. B. Steuerung der Beschleunigung in dem Fahrzeug durch Steuern von einem oder mehreren von einem Verbrennungsmotor, Elektromotor, Hybridmotor etc.), Lenkung, Klimasteuerung, Innen- und/oder Außenbeleuchtung etc. eines Landfahrzeugs zu betreiben, sowie um zu bestimmen, ob und wann der Computer 110 im Gegensatz zu einem menschlichen Fahrzeugführer derartige Vorgänge steuern soll. Zusätzlich kann der Computer 110 programmiert sein, zu bestimmen, ob und wann ein menschlicher Fahrzeugführer derartige Vorgänge steuern soll.
Der Computer 110 kann mehr als einen Prozessor, z. B. Steuerungen oder dergleichen, die im Fahrzeug zum Überwachen und/oder Steuern unterschiedlicher Fahrzeugsteuerungen, z. B. einer Antriebsstrangsteuerung, einer Bremssteuerung, einer Lenkungssteuerung etc. beinhaltet sind, beinhalten oder kommunikativ mit diesen verbunden sein, z. B. über einen Kommunikationsbus eines Fahrzeugs 100, wie ausführlich nachstehend beschrieben. Der Computer 110 ist im Allgemeinen zur Kommunikation in einem Fahrzeugkommunikationsnetzwerk, wie zum Beispiel einem Controller Area Network (CAN) oder dergleichen und/oder anderen drahtgebundenen und/oder drahtlosen Mechanismen, angeordnet, das einen Bus im Fahrzeug beinhalten kann.
Über das Netzwerk des Fahrzeugs 100, kann der Computer 110 Mitteilungen an unterschiedliche Vorrichtungen im Fahrzeug übertragen und/oder Mitteilungen von den unterschiedlichen Vorrichtungen, z. B. einem Aktor 120, einer Benutzerschnittstelle 140 etc. empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann in Fällen, bei denen der Computer 110 tatsächlich mehrere Vorrichtungen umfasst, das Kommunikationsnetzwerkwerk des Fahrzeugs 100 für Kommunikationen zwischen Vorrichtungen verwendet werden, die in dieser Offenbarung als der Computer 110 dargestellt sind. Wie nachfolgend ausführlicher erläutert, können unterschiedliche Steuerungen und/oder Sensoren 130 dem Computer 110 Daten über das Fahrzeugkommunikationsnetzwerk bereitstellen.
Die Aktoren 120 des Fahrzeugs 100 sind über Schaltungen, Chips oder andere elektronische und/oder mechanisch Komponenten umgesetzt, die unterschiedliche Fahrzeugteilsysteme gemäß geeigneten Steuersignalen, wie bekannt, betätigen können. Die Aktoren 120 können verwendet werden, um Systeme des Fahrzeugs 100, wie zum Beispiel Bremsen, Beschleunigung und/oder Lenkung der Fahrzeuge 100 zu steuern.
Die Sensoren 130 des Fahrzeugs 100 können eine Reihe von Vorrichtungen beinhalten, die bekannt sind, Daten über den Fahrzeugkommunikationsbus bereitzustellen. Zum Beispiel können die Sensoren 130 eine oder mehrere Kamera-, Radar- Infrarot- und/oder LIDAR-Sensoren 130 beinhalten, die im Fahrzeug 100 und/oder am Fahrzeug 100 angeordnet sind, die Daten bereitstellen, die mindestens einen Teil des Außenbereichs des Fahrzeugs 100 abdecken. Die Daten können vom Computer 110 durch eine geeignete Schnittstelle, wie bekannt, empfangen werden. Ein LIDAR-Sensor 130, der z. B. auf einer Oberseite des Fahrzeugs 100 angeordnet ist, kann Objektdaten bereitstellen, die relative Standorte, Größen und Formen von Objekten bereitstellen, wie zum Beispiel andere Fahrzeuge, die das Fahrzeug 100 umgeben. Ein Computer 110 eines Fahrzeugs 100 kann die Objektdaten empfangen und das Fahrzeug mindestens zum Teil auf Grundlage der empfangenen Objektdaten in einem autonomen und/oder halbautonomen Modus betreiben.
Die Benutzerschnittstelle(n) 140 können ausgelegt sein, Benutzereingabe zu empfangen, z. B. während des Betriebs des Fahrzeugs 100. Zum Beispiel kann ein Benutzer einen Betriebsmodus, z. B. einen autonomen Modus, durch Eingeben eines angeordneten Betriebsmodus über eine Benutzerschnittstellenvorrichtung 140 auswählen. Darüber hinaus kann eine Benutzerschnittstellenvorrichtung 140 ausgelegt sein, dem Benutzer Informationen zu zeigen. Somit kann sich eine Benutzerschnittstellenvorrichtung 140 in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 100 befinden. In einem Beispiel kann der Computer 110 Informationen ausgeben, die anzeigen, dass ein Betriebsmodus eines Fahrzeugs 100, wie zum Beispiel ein autonomer Modus, aufgrund eines Ereignisses, z. B. einer Blockierung eines LIDAR-Sensors 130, die dessen Objekterfassungsbetrieb beeinträchtigt, abgeschaltet ist.
Die 2A-2B zeigen beispielhafte Sensoren des LIDAR-Sensors 130, die jeweils einen Körper 240, eine Anregungsquelle 230 und eine Abdeckung 210, die ein Fenster 220 aufweist, beinhalten. Die Anregungsquelle 230 kann einen elektromagnetischen Strahl, wie zum Beispiel einen Laserstrahl, durch das Fenster 220 in einen Bereich übermitteln, der den LIDAR-Sensor 130 umgibt. Der LIDAR-Sensor 130 kann einen Empfänger beinhalten, der Reflexionen der übermittelten elektromagnetischen Strahlen empfängt. Die Abdeckung 210 kann aus Kunststoff, Metall etc. gebildet sein. Die Abdeckung 210 kann die Anregungsquelle und/oder andere elektronische Komponenten vor Umwelteinflüssen, wie zum Beispiel Regen, Wind etc. schützen. Das Fenster 220 kann eine flache, runde etc. Form aufweisen. Die Fenster 220 können aus Glas, Kunststoff etc. gebildet sein. Die Fenster 220 können eine Linse beinhalten, z. B. um elektromagnetische Strahlen zu bündeln.
Wie in 2A gezeigt, kann ein drehbarer LIDAR-Sensor 130a einen Aktor 250 beinhalten, z. B. einen Elektromotor, um die Anregungsquelle 230 relativ zum Körper 240 zu bewegen, z. B. zu drehen. In einem Beispiel kann der Aktor 250 die Anregungsquelle 230 um eine Achse A1 rechtwinklig zum Körper 240 drehen und kann ein horizontales 360-Grad-Sichtfeld eines Bereiches um den LIDAR-Sensor 130 bereitstellen. In einem Beispiel können die Anregungsquelle 230, die Abdeckung 210 und das Fenster 220 sich um die Achse A1 drehen. In einem weiteren Beispiel können die Abdeckung 210, die das Fenster 220 beinhaltet, am Körper 240 fest angebracht sein, z. B. dreht sich die Anregungsquelle 230 relativ zum Körper 240 und der Abdeckung 210. Wie in 2B gezeigt, kann ein beispielhafter nichtdrehbarer LIDAR-Sensor 130b keinen Aktor 250 aufweisen, d. h. die Abdeckung 210, das Fenster 220 und die Anregungsquelle 230 können relativ zum Körper 240 fest angebracht sein.
Um Daten bereitzustellen, kann ein Fenster 220 eines LIDAR-Sensors 130 den übermittelten elektromagnetischen Strahlen und empfangenen Reflexionen der übermittelten Strahlungen ermöglichen, das Fenster 220 zu durchqueren. Unterschiedliche Bedingungen können eine Blockierung eines Fensters 220 hervorrufen, z. B. Dämpfen (Abschwächen) der übermittelten Strahlungen und/oder Reflexionen davon, wenn sie das Fenster 220 durchqueren. Zum Beispiel kann ein Objekterfassungsbetrieb eines LIDAR-Sensors 130 durch eine Blockierung des Fensters 220 des LIDAR-Sensors 130 beeinträchtigt werden. In einem Beispiel kann Luftfeuchtigkeit eine Frostschicht auf einer Außenfläche des Fensters 220 des LIDAR-Sensors 130 aufbauen und eine Frostblockierung des LIDAR-Sensors 130 hervorrufen, z. B. wenn eine Luftaußentemperatur unter 5 Grad Celsius liegt. Zum Beispiel kann der Computer 110 programmiert sein, einen nichtautonomen Modus des Fahrzeugs 100 beim Bestimmen anzuschalten, dass ein LIDAR-Sensor 130 keine Daten bereitstellen kann, z. B. aufgrund einer Frostblockierung des LIDAR-Sensors 130.
Das Erwärmen des Fensters 220 des LIDAR-Sensors 130 kann das Fenster 220 enteisen und/oder eine Frostbildung verhindern. In einem Beispiel ist der Computer 110 des Fahrzeugs 100 programmiert, eine elektrische Eigenschaft eines Fensters 220 einer Abdeckung 210 eines Sensors 130 zu modifizieren, um sich abzudunkeln. Der Computer 110 kann dann eine Anregungsquelle 230 eines LIDAR-Sensors 130 betätigen, um elektromagnetische Strahlen an die Abdeckung 210 abzustrahlen, die das Fenster 220 beinhaltet. Das abgedunkelte Fenster 220 kann Energie aufnehmen, die von den elektromagnetischen Strahlen abgestrahlt wird. Somit kann die aufgenommene Energie Wärme im Fenster 220 erzeugen und das Fenster 220 enteisen und/oder kann Frostbildung verhindern. Zusätzlich kann der Computer 110 programmiert sein, die Anregungsquelle 230 zu betätigen, um eine Stärke der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlen zu erhöhen, um z. B. ein Enteisen des Fensters 220 zu beschleunigen. Eine Stärke der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlen im Kontext der vorliegenden Offenbarung bedeutet ein Maß von Leistung, die durch die elektromagnetischen Strahlen abgestrahlt wird.
Unterschiedliche Techniken können verwendet werden, um eine Fenster 220 mit einer elektrischen Eigenschaft zu fertigen, die eine Trübung bereitstellt, die über einen Computer 110 gesteuert werden kann. In einem Beispiel kann das Fenster 220, wie in den 3A-3B gezeigt, ein Material mit einer elektrischen Eigenschaft beinhalten, um eine Trübung des Fensters 220 zu beeinflussen. Trübung ist ein Maß eines Grades, zu dem elektromagnetische Strahlung, wie zum Beispiel vom Sensor 130 abgestrahlte Strahlung, das Fenster 220 durchdringt. Zum Beispiel dämpft ein undurchsichtiges Fenster 220 mit einer hohen Trübung die abgestrahlte Energie mehr als ein durchsichtiges Fenster 220 mit einer niedrigen Trübung. Zum Beispiel kann für ein bestimmtes Medium, z. B. das im Fenster 220 beinhaltete Material, und eine bestimmte Frequenz, z. B. eine Frequenz der durch die Anregungsquelle 230 übermittelten Strahlung, eine Trübung einen numerischen Wert zwischen 0 % (Null) und 100 % aufweisen. Null Prozent Trübung können einem durchsichtigen Material zugeordnet werden, wohingegen 100 % Trübung einem undurchsichtigen Material zugeordnet werden können, das eine Strahlung mit einer bestimmten Frequenz vollständig daran hindert, das bestimmte Medium zu durchqueren. Eine elektrische Eigenschaft im vorliegenden Kontext beinhaltet eine Trübungsänderung auf Grundlage einer elektrischen Eingabe, z. B. eines Betrags eines elektrischen Stroms, einer Spannung und/oder einer Frequenz etc. Mit anderen Worten kann sich eine Trübung eines Materials mit der elektrischen Eigenschaft gemäß einem Strom, einer Spannung etc. ändern, der/die auf das Material angewendet wird. In einem Beispiel kann ein Trübungszustand eines Fensters 220 zwischen einem undurchsichtigen Zustand und einem durchsichtigen Zustand geändert werden. Zusätzlich oder alternativ kann eine Trübung eines Fensters 220 zwischen mehreren Stufen auf Grundlage einer elektrischen Eingabe geändert werden.
Zum Beispiel kann das Fenster 220, wie in den 3A-3B gezeigt, einen Bereich 320 beinhalten, der ein elektrochromes Material, z. B. Wolframoxid, als ein Material enthält, das eine elektrische Eigenschaft wie vorstehend beschrieben aufweist, d. h. eine Abhängigkeit der Trübung von einer elektrischen Eingabe. Zum Beispiel kann der Bereich 320 eine polymerbasierte Folie beinhalten, die ein elektrochromes Material beinhalten, das am Fenster 220 angebracht, z. B. beschichtet, ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Bereich 320 Materialien beinhalten, die unter Verwendung der Technik der Vorrichtung für suspendierten Teilchen (Suspended Particle Device - SPD), wie bekannt, hergestellt wurden, die von klaren zu abgedunkelten Zuständen geschaltet werden können. Zusätzlich oder alternativ kann der Bereich 320 ein Material beinhalten, das auf Grundlage der bekannten Technik polymerdispergierter Flüssigkristalle (Polymer Dispersed Liquid Crystal - PDLC) hergestellt wurde. In Abwesenheit eines elektrischen Feldes richten sich Kristalle (Teilchen) des SPD- und/oder PDLC-Materials, das in einem Fenster 220 enthalten ist, zufällig aus und können die abgestrahlte elektromagnetische Strahlung aufnehmen, d. h. das Fenster 220 weist eine höhere Trübung auf. In Anwesenheit eines elektrischen Feldes, richten sich die Kristalle mit dem Feld aus und geben die elektromagnetische Strahlung weiter, d. h. das Fenster 220 weist eine relativ niedrigere Trübung auf.
Wie in den 3A-3B gezeigt, kann das Fenster 220 Elektroden 310a, 310b zum Betätigen des Bereichs 320 beinhalten, z. B. durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen den Elektroden 310a, 310b, z. B. über eine elektrische Schaltung. Wenn zum Beispiel der Bereich 320 des Fensters 220 SPD- und/oder PDLC-basiertes Material beinhaltet, kann der Computer 110 eine Spannung ausgeben, z. B. 0 (Null) Volt, zwischen den Elektroden 310a, 310b, um das Fenster 220 zu einer starken Trübung, z. B. 90 % (siehe 3B) abzudunkeln, d. h. die Trübung desselben zu erhöhen. Der Computer 110 kann programmiert sein, eine verschiedene Spannung, z. B. 100 Volt Wechselstrom (Alternating Current - AC) für SPD-basiertes Material, 50 Volt Wechselstrom für PDLC-basiertes Material etc. zwischen den Elektroden 310a, 310b auszugeben , um die Trübung des Fensters 220 (siehe 3A) zu verringern. In einem weiteren Beispiel kann der Computer 110 programmiert sein, eine erste Spannung, z. B. 3 Volt Gleichstrom (Direct Current - DC) auszugeben, wenn der Bereich 320 des Fensters 220 elektrochromes Material beinhaltet, um die Trübung des Fensters 220 zu verringern (siehe 3A). Ferner kann der Computer 110 programmiert sein, eine Spannung mit einer umgekehrten Polung im Hinblick auf die erste Spannung, z. B. -3 Volt DC auszugeben, um das Fenster 220 auf eine hohe Trübung, z. B. 90 % (siehe 3B) abzudunkeln, d. h. die Trübung desselben zu erhöhen.
Der Computer 110 kann programmiert sein, die Anregungsquelle 230 zu betätigen, um einen elektromagnetischen Strahl, z. B. einen Infrarotstrahl, an die Abdeckung 210 abzustrahlen. Ein derartiges Betreiben des LIDAR-Sensors 130, d. h. abgedunkeltes Fenster 220 und Abstrahlen elektromagnetischer Strahlen auf das Fenster 220, um Wärme zu erzeugen, kann als „Enteisungsmodus“ bezeichnet werden. Andererseits kann der Computer 110 in einem „Objekterfassungsmodus“ das Fenster 220 betätigen, um durchsichtig zu werden, d. h. eine geringe Trübung, z. B. 5 % aufzuweisen, und elektromagnetische Strahlungen abzustrahlen, um Objekte zu erfassen.
In einem weiteren Beispiel kann eine Trübung des Fensters 220, wie in den 4A-4B gezeigt, durch Bewegen von Polarisationsfolien in Bezug aufeinander modifiziert werden. Zum Beispiel kann das Fenster 220 des LIDAR-Sensors 130 eine erste Polarisationsfolie 410, z. B. angebracht am Fenster 220, und eine zweite Polarisationsfolie 420 beinhalten, die relativ zur ersten Polarisationsfolie 410 beweglich ist. In einem Beispiel kann der LIDAR-Sensor 130 einen elektromechanischen Aktor 430 beinhalten, z. B. eine Magnetspule, die mechanisch mit der zweiten Polarisationsfolie 420 verbunden ist. In einer ersten Stellung der zweiten Polarisationsfolie 420 relativ zur ersten Polarisationsfolie 410, kann das Fenster 220 eine niedrige Trübung (siehe 4A) aufweisen. In einem Enteisungsmodus kann der Computer 110 programmiert sein, die zweite Polarisationsfolie 420 (drehend und/oder geradlinig) relativ zur ersten Polarisationsfolie 410 in eine zweite Stellung zu bewegen, die verursacht, dass sich das Fenster 220 verdunkelt (siehe 4B). In einem Beispiel können die Polarisationsfolien 410, 420 Wellenplatten (oder Verzögerer) beinhalten, die z. B. aus doppelbrechendem Material, wie zum Beispiel Quarz etc., gebildet sind. Zum Beispiel können sich die Polarisationsfolien 410, 420 mit den Wellenplatten geradlinig relativ zueinander bewegen, um das Fenster 220 abzudunkeln, z. B. durch eine geradlinige Verschiebung der Polung der Strahlen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Trübung einer Polarisationsfolie 410 eines Fensters 220 auf Grundlage einer Polung der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlen änderbar sein. Somit kann der Computer 110 programmiert sein, eine Polung der elektromagnetischen Strahlen, die von der Anregungsquelle 230 abgestrahlt wurden, zu ändern, um eine Trübung des Fensters 220 zu ändern. Zum Beispiel kann der Computer 110 programmiert sein, ein Abstrahlen elektromagnetischer Strahlen mit einer ersten Polung zu verursachen, auf welche die Polarisationsfolie 410 des Fensters 220 mit einer niedrigen Trübung reagiert, wenn der Sensor 130 im Objekterfassungsmodus betrieben wird. Der Computer 110 kann programmiert sein, ein Abstrahlen elektromagnetischer Strahlen mit einer zweiten Polung zu verursachen, auf welche die Polarisationsfolie 410 des Fensters 220 mit einer höheren Trübung, z. B. 80 %, reagiert, wenn der Sensor 130 im Enteisungsmodus betrieben wird.
Unter Bezugnahme auf die 3A-3B und 4A-4B, kann der Computer 110 in einem Enteisungsmodus aufgrund des Abdunkelns des Fensters 220 keine Objekterfassungsdaten vom LIDAR-Sensor 130 empfangen. In einem Beispiel kann der Computer 110 programmiert sein, einen autonomen Modus des Fahrzeugs 100 abzuschalten, wenn sich das Fenster 220 des LIDAR-Sensors 130 im Enteisungsmodus befindet. In einem Beispiel kann das Fahrzeug 100 durch einen Benutzer nur im nichtautonomen Modus betrieben werden, wenn das Fenster 220 des LIDAR-Sensors 130 sich im Enteisungsmodus befindet. In einem weiteren Beispiel kann der Computer 110 programmiert sein, den Enteisungsmodus des LIDAR-Sensors 130 beim Bestimmen anzuschalten, dass das Fahrzeug 100 sich in einem nichtautonomen Zustand, z. B. geparkt, befindet und/oder eine Außentemperatur ist unter einem vorbestimmten Schwellenwert, z.B. 5 Grad Celsius. In einem weiteren Beispiel kann der Computer 110 programmiert sein, die Anregungsquelle zu betätigen, um elektromagnetische Strahlen im Enteisungsmodus abzustrahlen, die verschiedenes Wellenlängenspektrum im Vergleich zu den Strahlen aufweisen, die abgestrahlt werden, wenn sich der LIDAR-Sensor 130 im Objekterfassungsmodus befindet. Zum Beispiel kann der Computer 110 im Objekterfassungsmodus die Anregungsquelle 230 betätigen, um Strahlen mit einer Wellenlänge von 905 Nanometern (nm) abzustrahlen. Andererseits kann der Computer 110 im Enteisungsmodus die Anregungsquelle 230 betätigen, um Strahlen mit einer Wellenlänge von 700 nm abzustrahlen.
VERARBEITUNG
5 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses 500 zum Enteisen eines Fensters 220 eines LIDAR-Sensors 130. In einem Beispiel kann der Computer 110 des Fahrzeugs 100 programmiert sein, die Blöcke des Prozesses 500 auszuführen und/oder Aktoren anzuweisen, diese auszuführen.
Der Prozess 500 beginnt bei einem Entscheidungsblock 505, bei dem der Computer 110 bestimmt, ob das Fahrzeug 100 in einem von einem autonomen Modus und einem halbautonomen Modus betrieben wird oder in einem nichtautonomen Modus betrieben wird. Zusätzlich oder alternativ kann der Computer 110 einen Betrieb des Fahrzeugs 100 in einem autonomen Modus und/oder halbautonomen Modus beim Bestimmen verhindern, dass der LIDAR-Sensor 130 gebildeten Frost aufweist, z. B. auf Grundlage empfangener Reflexionen durch einen elektromagnetischen Empfänger eines LIDAR-Sensors 130. Zum Beispiel kann der Computer 110 einen nichtautonomen Modus eines Fahrzeugs 100 beim Bestimmen anschalten, dass ein Betrieb des LIDAR-Sensors 130 beeinträchtigt ist, z. B. wegen Frost. Wenn der Computer 110 bestimmt, dass sich das Fahrzeug 100 in einem von einem autonomen und halbautonomen Modus befindet, dann geht der Prozess 500 zu einem Block 530 über; ansonsten wird bestimmt, dass sich das Fahrzeug 100 in einem nichtautonomen Modus befindet, und der Prozess 500 geht zu einem Entscheidungsblock 510 über.
Im Entscheidungsblock 510 bestimmt der Computer 110, ob eine Außentemperatur unter einem vorbestimmten Schwellenwert, z. B. 5 Grad Celsius, liegt, und/oder bestimmt, dass Frost auf dem Fenster 220 des LIDAR-Sensors 130 erfasst wurde. In einem Beispiel kann der Computer 110 Temperaturdaten von einem Außentemperatursensor empfangen, das z. B. an einem Stoßfänger eines Fahrzeugs 100 angebracht wurde. Zusätzlich oder alternativ kann der Computer 110 programmiert sein, z. B. auf Grundlage von empfangenen Reflexionen zu bestimmen, ob sich Frost am Fenster 220 gebildet hat. Wenn der Computer 110 bestimmt, dass die Außentemperatur unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, und/oder bestimmt, dass Frost auf dem Fenster 220 des LIDAR-Sensors 130 erfasst wurde, dann geht der Prozess 500 zu einem Block 511 über; ansonsten endet der Prozess 500 oder kehrt alternativ zum Entscheidungsblock 505 zurück (obwohl diese Alternative nicht in 5 gezeigt wird).
Im Block 511 schaltet der Computer 110 den Enteisungsmodus des LIDAR-Sensors 130 an. In einem Beispiel verhindert der Computer 110 das Anschalten eines autonomen Modus eines Fahrzeugs 100 und/oder eines halbautonomen Modus eines Fahrzeugs 100 beim Bestimmen, dass der LIDAR-Sensor 130 im Enteisungsmodus betrieben wird.
Als nächstes modifiziert der Computer 110 in einem Block 515 eine elektrische Eigenschaft des Fensters 220 des LIDAR-Sensors 130 des Fahrzeugs 100, um das Fenster 220 abzudunkeln, d. h. es erhöht eine Trübung desselben. Zum Beispiel kann der Computer 110 ein Erhöhen der Trübung eines Bereichs 320 durch das Verursachen der Betätigung der Elektroden 310a, 310b (siehe 3A-3B), Betätigen eines Aktors 430, um eine zweite Polarisationsfolie 420 relativ zu einer ersten Polarisationsfolie 410 zu bewegen (siehe 4A-4B) etc. betätigen.
Als nächstes betätigt der Computer 110 in einem Block 520 die Anregungsquelle 230, um einen Enteisungsmodus zu betreiben, z. B. durch das Abstrahlen elektromagnetischer Strahlen, wie zum Beispiel Infrarotstrahlen, die auf das Fenster 220 der Abdeckung 210 gerichtet sind. Somit kann der LIDAR-Sensor 130 vorteilhafterweise enteist werden und/oder das Bilden von Frost auf dem LIDAR-Sensor 130 verhindert werden. Zusätzlich kann der Computer 110 programmiert sein, die Anregungsquelle zu betätigen, um eine Stärke der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlen zu erhöhen, die von der Anregungsquelle abgestrahlt werden, z. B. ein maximal verfügbarer Stärkepegel der Anregungsquelle 230. Beim Enteisen eines LIDAR-Sensors 130 kann der LIDAR-Sensor 130 in einen Objekterfassungsmodus versetzt werden und kann bedienbar werden, um Objekte zu erfassen, wo ansonsten Frost einen derartigen Betrieb verhindern würde, und das Fahrzeug 100 kann zum Beispiel ferner in einem autonomen Modus betrieben werden, der ansonsten aufgrund einer Frostblockierung auf dem Fenster 220 des LIDAR-Sensors 130 nicht verfügbar sein kann.
Als nächstes bestimmt der Computer 110 in einem Entscheidungsblock 525, ob das Fenster 220 enteist ist. Als ein Beispiel kann der Computer 110 programmiert sein, eine Trübung des Fensters 220 zeitweise zu verringern, z. B. durch Verringern der Trübung eines Bereichs 320 durch das Betätigen von Elektroden 310a, 310b. Der Computer 110 kann dann auf Grundlage von empfangenen Reflexionen von Strahlen, die von der Anregungsquelle 230 abgestrahlt wurden, bestimmen, ob das Fenster 220 enteist ist. Nach dem Bestimmen, ob das Fenster 220 enteist ist, kann der Computer 110 die Trübung des Bereichs 320 erhöhen, z. B. durch Verursachen des Betätigens der Elektroden 310a, 310b (d. h. Wiederherstellen einer Trübung, die während des Enteisungsmodus verwendet wurde). Wenn der Computer 110 bestimmt, dass das Fenster 220 enteist ist, dann geht der Prozess 500 zu einem Block 528 über; ansonsten kehrt der Prozess 500 zum Block 520 zurück.
Im Block 528 schaltet der Computer 110 den Objekterfassungsmodus des LIDAR-Sensors 130 an. Zum Beispiel kann der Computer 110 programmiert sein, das Fenster 220 zu betätigen, z. B. über die Elektroden 310a, 310b, um eine Trübung des Fensters 220 zu verringern.
Im Block 530 betätigt der Computer 110 die Anregungsquelle 230, um in einem Objekterfassungsmodus betrieben zu werden. Zum Beispiel betätigt der Computer 110 die Anregungsquelle, um Laserstrahlen abzustrahlen, die Reflexionen der abgestrahlten Laserstrahlen über einen elektromagnetischen Empfänger zu empfangen und Objekte mindestens zum Teil auf Grundlage der empfangenen Reflexionen zu erfassen.
Als nächstes kann der Computer 110 in einem Block 535, wenn das Fahrzeug 100 einen drehbaren LIDAR-Sensor 130 beinhaltet, einen Aktor 250 betätigen, um die Anregungsquelle 230 relativ zum Körper 240 zu drehen. Für nichtdrehbare Sensoren 130b wird der Block 535 ausgelassen.
Als nächstes kann der Computer 110 in einem Block 540 eines oder mehrere Objekte in einem Bereich innerhalb eines Sichtfelds des LIDAR-Sensors 130 erfassen. Zum Beispiel kann der Computer 110 Daten empfangen, die relative Standorte, Größen und Formen von Objekten beinhalten, wie zum Beispiel andere Fahrzeuge, die das Fahrzeug 100 umgeben.
Als nächstes verursacht der Computer 110 in einem Block 545 eine Handlung mindestens zum Teil auf Grundlage der erfassten Objekte. Zum Beispiel kann der Computer 110 einen Bremsaktor 120 eines Fahrzeugs 100 betätigen, um das Fahrzeug 100 auf Grundlage der empfangenen Objektdaten abzubremsen, z. B. wenn eine Entfernung zwischen dem Fahrzeug 100 und einem erfassten Objekt auf einer Strecke eines Fahrzeugs 100 geringer als ein vorbestimmter Entfernungsschwellenwert ist.
Entweder nach Block 528 oder 545 endet der Prozess 500 oder kehrt alternativ zum Entscheidungsblock 505 zurück.
Rechenvorrichtungen, wie sie in dieser Schrift erläutert wurden, beinhalten im Allgemeinen jeweils Anweisungen, die durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa die vorstehend identifizierten, und zum Ausführen von Blöcken oder Schritten von vorstehend beschriebenen Prozessen ausgeführt werden können. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt wurden, einschließlich unter anderem, entweder einzeln oder in Kombination, Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch er ein oder mehrere Prozesse durchführt, einschließlich einem oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse. Derartige Anweisungen und sonstige Daten können unter Verwendung einer Vielzahl computerlesbarer Medien gespeichert und gesendet werden. Eine Datei in der Rechenvorrichtung ist im Allgemeinen eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium, wie etwa einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher etc., gespeichert werden.
Ein computerlesbares Medium beinhaltet jedes Medium, das am Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die durch einen Computer gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien usw. Nichtflüchtige Medien beinhalten zum Beispiel optische oder magnetische Platten und andere Dauerspeicher. Zu flüchtigen Medien gehört ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (Dynamic Random Access Memory - DRAM), welcher in der Regel einen Hauptspeicher darstellt. Gängige Formen computerlesbarer Medien beinhalten zum Beispiel eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physikalisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH, einen EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, welches von einem Computer gelesen werden kann.
Hinsichtlich der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Medien, Vorgänge, Systeme, Verfahren etc. ist davon auszugehen, dass, obwohl die Schritte derartiger Vorgänge etc. als in einer entsprechenden Reihenfolge erfolgend beschrieben wurden, derartige Vorgänge durchgeführt werden können, wobei die beschriebenen Schritte in einer Reihenfolge durchgeführt werden, welche von der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Reihenfolge abweicht. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig ausgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte in der vorliegenden Schrift beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Mit anderen Worten sind die Beschreibungen von Systemen und/oder Vorgängen in der vorliegenden Schrift zum Zwecke der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen bereitgestellt und sollten keinesfalls so ausgelegt werden, dass sie den offenbarten Gegenstand einschränken.
Dementsprechend versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung, einschließlich der vorstehenden Beschreibung und der begleitenden Figuren und nachfolgenden Ansprüche, veranschaulichenden und nicht einschränkenden Charakters ist. Viele Ausführungsformen und Anwendungen, bei denen es sich nicht um die bereitgestellten Beispiele handelt, würden dem Fachmann beim Lesen der vorstehenden Beschreibung ersichtlich sein. Der Umfang der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung ermittelt werden, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf Ansprüche, die hier beigefügt sind und/oder in einer hierauf basierenden, nichtvorläufigen Patentanmeldung enthalten sind, gemeinsam mit dem vollständigen Umfang von Äquivalenten, zu welchen derartige Ansprüche berechtigt sind. Es wird erwartet und ist beabsichtigt, dass es hinsichtlich der in der vorliegenden Schrift erläuterten Techniken zukünftige Entwicklungen geben wird und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche zukünftige Ausführungsformen aufgenommen werden. Insgesamt versteht es sich, dass der offenbarte Gegenstand modifiziert und variiert werden kann.

Claims

Verfahren, umfassend: Modifizieren einer elektrischen Eigenschaft, um eine Trübung eines Sensorabdeckungsfensters einzustellen; und Betätigen einer Anregungsquelle, um elektromagnetische Strahlen in Richtung des Abdeckungsfensters abzustrahlen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Modifizieren der elektrischen Eigenschaft des Abdeckungsfensters beim Bestimmen, dass eine Fahrzeugaußentemperatur unter einem Temperaturschwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Modifizieren der elektrischen Eigenschaft des Abdeckungsfensters beim Bestimmen, dass ein Fahrzeug, das den Sensor beinhaltet, sich in mindestens einem von einem nichtautonomen Modus und einem nichtbewegenden Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Empfangen von Daten, die von Reflexionen der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlen empfangen wurden und das Erfassen von einem oder mehreren Objekten auf Grundlage der empfangenen Daten.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Modifizieren der elektrischen Eigenschaft des Abdeckungsfensters durch Ausgeben einer elektrischen Spannung an eine oder mehrere Elektroden, die am Abdeckungsfenster angebracht sind.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Modifizieren der elektrischen Eigenschaft des Abdeckungsfensters durch Ausgeben einer elektrischen Spannung an ein leitfähiges Material, das im Abdeckungsfenster enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Sensor einen LIDAR-Sensor beinhaltet, wobei der LIDAR-Sensor das Abdeckungsfenster beinhaltet.
Rechenvorrichtung, die programmiert ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 auszuführen.
Verfahrensprogrammprodukt, das ein verfahrenslesbares Medium umfasst, das Anweisungen speichert, die durch einen Verfahrensprozessor ausführbar sind, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 auszuführen.
Bodenfahrzeug, das eine Rechenvorrichtung umfasst, die programmiert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 auszuführen.
System, umfassend: einen LIDAR-Sensor, der eine Abdeckung beinhaltet, die ein Fenster aufweist, wobei das Fenster Einrichtungen zum Variieren einer Trübung des Fensters durch Anlegen einer Spannung an das Fenster beinhaltet.
System nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Computer, der programmiert ist, einen der Ansprüche 1-7 auszuführen.
System nach Anspruch 11, wobei das Fenster einen durchsichtigen Zustand und einen undurchsichtigen Zustand beinhaltet.
System nach Anspruch 11, wobei das Fenster aus mindestens einem von Glas und Kunststoff gebildet ist.
System Anspruch 11, wobei der LIDAR-Sensor auf einem Fahrzeug anbringbar ist.