DE10216405A1 - Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Umgebungsbildes - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Umgebungsbildes sind eine Strahlungsquelle (1, 4, 22, 23), eine einen Drehspiegel (7) aufweisende Strahlablenkeinheit (6), eine Empfangsoptik (17), eine Detektoreinheit (18) und eine Referenzeinheit (20) vorgesehen, die bei zusammenfallenden beziehungsweise rechtwinklig aufeinander stehenden Achsen an einem mechanischen stabilen Träger (19) angebracht sind. Dadurch ist eine verhältnismäßig einfache Justage möglich und einer im Rahmen der Meßgenauigkeit unveränderlicher Referenzweg zur Korrektur von Entfernungsdaten gebildet. Zweckmäßig ist weiterhin das Vorsehen einer Abdeckung (11) sowie einer Strahlfalle (24) zur Absorption von störenden reflektorischen Strahlungsanteilen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Umgebungsbildes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Eine derartige gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 198 12 431 A1 bekannt. Bei der vorbekannten Vorrichtung erfolgt ein Abtasten der Umgebung unter Benutzung eines Stativs über ein Schwenken eines Abtaststrahls in horizontaler Richtung um 360 Grad und in einer hierzu im wesentlichen rechtwinkligen Richtung um 180 Grad. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist jedoch eine verhältnismäßig große Ungenauigkeit sowohl in der Bestimmung der Entfernung als auch bei der Justage.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, die sich durch eine verhältnismäßig einfache Justage und eine sehr hohe Genauigkeit bei der Entfernungsbestimmung auszeichnet.
• Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
• Dadurch, dass die Ausbreitungsrichtung des Abtaststrahls, die optische Achse der Empfangsoptik und die Drehachse der Spiegelwelle kollinear zueinander ausgerichtet sind, dass die die Laufzeit des Abtaststrahls sowie rückgeworfener Strahlung innerhalb der Vorrichtung bestimmenden Elemente über den Träger miteinander verbunden sind und durch das Vorsehen einer ebenfalls mit dem Träger verbundenen Referenzeinheit ist zum einen die Justage sehr vereinfacht und durch einen im Rahmen der Meßgenauigkeit der Vorrichtung unveränderlichen Referenzweg eine Korrekturmöglichkeit für beispielsweise aufgrund Temperaturdrifts verhältnismäßig ungenaue Entfernungsdaten geschaffen.
• Besonders zweckmäßig ist es, eine den Drehspiegel umgebende, für den Abtaststrahl und die rückgeworfene elektromagnetische Strahlung wenigstens im Bereich des Strahlenganges transparente Abdeckung sowie eine Strahlfalle vorzusehen, die so ausgebildet und angeordnet ist, dass bei Durchtritt des Abtaststrahls durch die Abdeckung hervorgerufene Reflexe absorbierbar sind. Dadurch wird vermieden, dass zu derartigen Reflexen gehörige Strahlungsanteile die Detektoreinheit beaufschlagen und die Genauigkeit der Entfernungsmessung beeinträchtigen.
• Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten Figuren.
• Es zeigen:
• Fig. 1 in einer schematischen Darstellung den Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• Fig. 2 in einer schematischen Darstellung den Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• Fig. 3 in einer detaillierten schematischen Darstellung den Aufbau einer Abdeckung und einer Strahlfalle in einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• Fig. 4 in einer detaillierten schematischen Darstellung den Aufbau einer Abdeckung und einer Strahlfalle in einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• Fig. 5 in einer detaillierten schematischen Darstellung den beispielhaften Aufbau einer Referenzeinheit in einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• Fig. 6 in einer Ansicht eine Ausführung einer Fläche der Referenzeinheit gemäß Fig. 5,
• Fig. 7 in einer Ansicht eine weitere Ausführung einer Fläche der Referenzeinheit gemäß Fig. 5 und
• Fig. 8 in einem Blockschaubild die Ausführung einer Zentraleinheit gemäß einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht den Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 verfügt als Strahlungsquelle über eine Lasereinheit 1, die einen Laser 2 und eine Kollimationsoptik 3 aufweist. Die Lasereinheit 1 ist an eine Lasersteuereinheit 4 angeschlossen, mit der ein von dem Laser 2 aussendbarer Abtaststrahl 5 vorzugsweise impulsartig oder hochfrequent sinusartig intensitätsmodulierbar ist.
• Weiterhin ist die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer Strahlablenkeinheit 6 ausgestattet, die über einen unter einem Winkel von 45 Grad zu dem Abtaststrahl 5 ausgerichteten Drehspiegel 7 verfügt. Der Drehspiegel 7 ist an einer Spiegelwelle 8angebracht, die über einen motorischen Spiegelantrieb 9 um 360 Grad drehbar ist. Somit ist der Abtaststrahl 5 mit dem Drehspiegel 7 um 90 Grad umlenkbar und um 360 Grad in einer zu der Zeichenebene der Fig. 1 rechtwinkligen Abtastebene schwenkbar. Zur Erfassung der Stellung der Spiegelwelle 8 ist an den Spiegelantrieb 9 ein Encoder 10 angeschlossen.
• Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist eine den Drehspiegel 7 umgebende, für den Abtaststrahl 5 durchlässige Abdeckung 11 vorhanden, die eine innere Konusfläche 12 und eine äußere Konusfläche 13 aufweist. Die zum Vermeiden von Interferenzen mit verschiedenen Anstellwinkeln gegen den Abtaststrahl 5 ausgerichteten Oberflächen der Konusflächen 12, 13 sind in Richtung der Lasereinheit 1 zulaufend geneigt, so dass an den Konusflächen 12, 13 bei Durchtritt des Abtaststrahls 5 hervorgerufene Reflexe in Richtung der Strahlablenkeinheit 6 rückgeworfen werden. Die Abmessungen der Abdeckung 11 und der Strahlablenkeinheit 6 sind so eingerichtet, dass die Reflexe an dem Drehspiegel 7 vorbei in eine mit der Spiegelwelle 8 verbundene zylindrische, mit einer Öffnung in Richtung des Auftreffbereichs des Abtaststrahls 5 auf den Konusflächen 12, 13 weisende Strahlfalle 14 fallen und in der Strahlfalle 14 absorbiert werden.
• Der aus der Abdeckung 11 austretende Abtaststrahl 5 beaufschlagt in der Darstellung gemäß Fig. 1 in einem Abtastbereich eine Oberfläche 15 eines Objektes. Von der Oberfläche 15 in Richtung des Drehspiegel 7 rückgeworfene Strahlung 16 ist mit dem Drehspiegel 7 auf eine Empfangsoptik 17 umlenkbar, mit der die rückgeworfene Strahlung 16 einer Detektoreinheit 18 einspeisbar ist.
• Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Lasereinheit 1 auf der optischen Achse der Empfangsoptik 17 angeordnet und an der in Richtung des Drehspiegels 7 weisenden Seite angebracht, so dass sich der Abtaststrahl 5 auf der optischen Achse der Empfangsoptik 17 ausbreitet. Weiterhin ist die Spiegelwelle 8 so angeordnet, dass ihre Drehachse mit der optischen Achse der Empfangsoptik 17 und der Einfallsrichtung des Abtaststrahls 5 auf den Drehspiegel 7 zusammenfällt.
• Der Spiegelantrieb 9 der Strahlablenkeinheit 6 und die Detektoreinheit 18 sind an einem mechanisch stabilen Träger 19 angebracht. Weiterhin ist an dem Träger 19 eine Referenzeinheit 20 vorhanden, die bei entsprechender Stellung des Drehspiegels 7 von dem Abtaststrahl 5 beaufschlagt wird.
• Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist weiterhin mit einer weiter unten näher erläuterten Zentraleinheit 21 ausgestattet, an der die Lasersteuereinheit 4, der Encoder 10, die Detektoreinheit 18 und die Referenzeinheit 20 angeschlossen sind.
• Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei sich in Fig. 1 und Fig. 2 entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und im weiteren nicht näher erläutert sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Lasereinheit 1 der Strahlungsquelle an eine Lichtleitfaser 22 angekoppelt. Eine an dem von der Lasereinheit 1 abgewandten Ende der Lichtleitfaser 22 angeordnete Auskoppeloptik 23 ist mittig an der Empfangsoptik 17 angebracht, so dass der Abtaststrahl 5 mit der optischen Achse der Empfangsoptik 17 zusammenfällt.
• Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die mit zwei gegeneinander geneigten Konusflächen 12, 13 ausgebildete Abdeckung 11 in Richtung der Empfangsoptik 17 beziehungsweise der Detektoreinheit 18 geöffnet, so dass von den Konusflächen 12, 13 rückgeworfene Reflexe in diese Richtung abgelenkt werden. Die Abmessungen der Abdeckung 11 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 so eingerichtet, dass die Reflexe in eine um die optische Achse der Empfangsoptik 17 angeordnete ringförmige Strahlfalle 24 fallen und in dieser zwischen zwei Ringscheiben sowie einem Außenring absorbiert werden.
• Weiterhin ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 mit einem Trägerantrieb 25 ausgebildet, der mechanisch über eine Trägerwelle 26 mit dem Träger 19 verbunden ist. Die Drehachse der Trägerwelle 26 ist dabei rechtwinklig zu der Drehachse der Spiegelwelle 8 ausgerichtet und läuft durch den Auftreffbereich des Abtaststrahls 5 auf dem Drehspiegel 7. Die Referenzeinheit 20 liegt ebenfalls auf der Drehachse der Trägerwelle 26. Der Trägerantrieb 25 ist ebenfalls an die Zentraleinheit 21 angeschlossen.
• Der Träger 19 der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist somit um die Drehachse der Trägerwelle 26 schwenkbar, wobei anzumerken ist, dass zum vollständigen Erfassen eines räumlichen Umgebungsbildes bei einer Drehung des Drehspiegels 7 um 360 Grad ein Schwenken um 180 Grad ausreichend ist.
• Fig. 3 zeigt in einer detaillierten schematischen Darstellung den Aufbau einer mit gegeneinander geneigten Konusflächen 12, 13 ausgebildeten Abdeckung 11 und einer zylindrischen Strahlfalle 14 in einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die zylindrische Strahlfalle 14 an dem Drehspiegel 7 so angebracht, dass sie den über eine seitliche Ausnehmung eintretenden Abtaststrahl 5 zwischen dem Drehspiegel 7 und der Abdeckung 11 umschließt und verhältnismäßig dicht bis an die innere Konusfläche 12 heranreicht. Somit werden von den gegen den Abtaststrahl 5 geneigten Konusflächen 12, 13 rückgeworfene Reflexe in der zylindrischen Strahlfalle 14 absorbiert.
• Fig. 4 zeigt in einer detaillierten schematischen Darstellung den Aufbau einer Abdeckung 11 und einer ringförmigen Strahlfalle 24 in einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Abdeckung 11 aus einem der in Fig. 4 nicht dargestellten Empfangsoptik 17 zugewandten zylindrischen ersten Zylindersegment 27, einem dem Spiegelantrieb 9 zugewandten zylindrischen, mit einem gegenüber dem Durchmesser des ersten Zylindersegmentes 27 größeren Durchmesser ausgebildeten zweiten Zylindersegment 28 und einem zwischen dem ersten Zylindersegment 27 und dem zweiten Zylindersegment 28 angeordneten Kegelsegment 29 ausgebildet. Die transparente Abdeckung 11 ist so angeordnet, dass der Abtaststrahl 5 durch das Kegelsegment 29 durchtritt. Die aus zwei Ringscheiben aufgebaute ringförmige Strahlfalle 24 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 so angeordnet, dass der Abtaststrahl 5 in einem an die Abdeckung 11 grenzenden Abschnitt innerhalb der ringförmigen Strahlfalle 24 verläuft. Dadurch werden an der gegen den Abtaststrahl 5 geneigten Oberfläche des Kegelsegmentes 29 erzeugte Reflexe an den Ringscheiben absorbiert.
• Fig. 5 zeigt in einer detaillierten schematischen Darstellung in einer Seitenansicht den beispielhaften Aufbau einer Referenzeinheit 20 in einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Referenzeinheit 20 gemäß Fig. 5 weist ein Strahlversatzmodul 30, eine reflektierende erste Fläche 31 und eine zweite Fläche 32 mit einer wenigstens teilweise streuenden Oberflächenstruktur auf, die der ersten Fläche 31 gegenüberliegt. Die erste Fläche 31 ist dabei bei entsprechender und in Fig. 5 dargestellter Stellung des Drehspiegels 7 in Richtung des umgelenkten Abtaststrahls 5 sowie zu diesem geneigt angeordnet und lenkt den Abtaststrahl 5 auf die zweite Fläche 32.
• Die von der zweiten Fläche 32 rückgeworfene Strahlung 16 fällt wieder auf den Drehspiegel 7 und beaufschlagt die in Fig. 5 nicht dargestellte Empfangsoptik 17. Somit ist durch den im Rahmen der Meßgenauigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung exakt bekannten und durch die Befestigung der Lasereinheit 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beziehungsweise der in Fig. 5 nicht dargestellten Auskoppeloptik 23 der Lichtleitfaser 22 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, der Strahlablenkeinheit 6 sowie der der in Fig. 5 nicht dargestellten Empfangsoptik 17 und Detektoreinheit 18 an dem Träger 19 unveränderlichen Referenzweg des Abtaststrahls 5 eine Entfernungskalibrierung durchführbar, um insbesondere temperaturbedingte Drifts in den Kennlinien der Lasereinheit 1 und der Detektoreinheit 18 zu kompensieren.
• Weiterhin ist die Referenzeinheit 20 mit wenigstens einer, vorzugsweise jedoch mit mehreren Differentialphotodioden 33 ausgestattet, die in auf der Rückseite der zweiten Fläche 32 in das Strahlversatzmodul 30 eingebrachten und auch durch die zweite Fläche 32 durchgehenden Ausnehmungen angeordnet sind.
• Fig. 6 zeigt in einer Stirnansicht eine Ausführung der zweiten Fläche 32 einer mit einer Differentialphotodiode 33 ausgebildeten Referenzeinheit 20 gemäß Fig. 5. Bei der Ausführung gemäß Fig. 6 ist die zweite Fläche 32 in einer zu der Einfallsrichtung des Abtaststrahls 5 quer ausgerichteten Abtastrichtung mit einer Anzahl von Absorptionssegmenten 34 bis 38 mit jeweils unterschiedlichem, vorzugsweise in einer Richtung zunehmenden oder abnehmenden Schwärzungsgrad ausgebildet. Die Differentialphotodiode 33 ist dabei im Bereich des mittleren Absorptionssegmentes 36 angeordnet.
• Fig. 7 zeigt in einer Stirnansicht eine weitere Ausführung der zweiten Fläche 32 einer mit drei Differentialphotodioden 33ausgebildeten Referenzeinheit 20 gemäß Fig. 5. Bei der Ausführung gemäß Fig. 7 ist die zweite Fläche 32 in einer zu der Einfallsrichtung des Abtaststrahls 5 quer ausgerichteten Abtastrichtung mit in einer Richtung kontinuierlich zunehmenden oder kontinuierlich abnehmenden Schwärzungsgrad ausgebildet. Zwei Differentialphotodioden 33 sind dabei in Randbereichen und die dritte Differentialphotodiode 33 im Mittenbereich der zweiten Fläche 32 angeordnet.
• Durch die sich somit ändernde Intensität der rückgeworfenen Strahlung 16 bei Durchlauf des Abtaststrahls 5 über die zweite Fläche 32 gemäß Fig. 6 beziehungsweise Fig. 7 ist eine Intensitätskalibrierung durchführbar.
• Jede der Differentialphotodioden 33 ist dabei mit zwei aneinandergrenzenden, jeweils im wesentlichen gleich große Flächen und gleiche Empfindlichkeiten aufweisenden Detektionsegmenten ausgebildet, die spannungsmäßig komplementär zueinander verschaltet sind. Bei Durchgang eines Abtaststrahls 5 über die zweite Fläche 32 ergibt sich daher aufgrund des sehr genau zu erfassenden Nulldurchganges der Spannungskurve jeder Differentialphotodiode 33 eine hohe Ortauflösung und bei Vorsehen von mehreren Differentialphotodioden 33 auch eine hohe Geschwindigkeitsauflösung für die Bewegung des Abtaststrahls 5.
• Fig. 8 zeigt in einem Blockschaubild die Ausführung einer Zentraleinheit 21 gemäß einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Zentraleinheit 21 verfügt über eine Abstandsmeßeinrichtung 39, die ein Sendemodul 40 und ein Empfangsmodul 41 aufweist. Das Sendemodul 40 ist mit einem Modulator 42 und mit einem mit dem Modulator 42 verbundenen Lasertreiber 43 ausgestattet, der die Lasersteuereinheit 4 mit Steuersignalen zur Intensitätsmodulation beaufschlagt. Das Empfangsmodul 41 umfasst einen an die Detektoreinheit 18 angeschlossenen Detektorsignalaufnehmer 44, einen dem Detektorsignalaufnehmer 44 nachgeordneten Detektorsignalverstärker 45, ein mit dem Modulator 42 und dem Detektorsignalverstärker 45 verbundenes Entfernungsbestimmungselement 46 sowie ein an den Detektorsignalverstärker 45 angeschlossenes Intensitätskalibrierelement 47. Mit dem Entfernungsbestimmungselement 46 ist auf der Grundlage einer an sich bekannten Laufzeitbestimmung aus der Laufzeit des Abtaststrahls 5 und der rückgeworfenen Strahlung 16 ein Entfernungssignal generierbar. Mit dem Intensitätskalibrierelement 47 sind unter Umständen zu fehlerhaften Entfernungsmessungen führenden nichtlinearen Dynamikkennlinien korrigierbar.
• Weiterhin weist die Zentraleinheit 21 ein Antriebsmodul 48 auf, welches über eine Motorsteuerung 49 für den Spiegelantrieb 9 und für den Trägerantrieb 25 verfügt. Das Antriebsmodul 48 ist weiterhin mit einem Winkelgeber 50, einem den mittels der Referenzeinheit 20 ermittelten Referenzweg und Abtastgeschwindigkeit erfassenden Referenzweggeber 51 und einem die Neigung des Trägers 19 bestimmenden Neigungsgeber 52 ausgestattet.
• Die Zentraleinheit 21 verfügt weiterhin über ein Steuermodul 53 mit einem zum Reduzieren der Intensität des Abtaststrahls 5 bei Unterschreiten einer vorbestimmten Geschwindigkeit mit dem Lasertreiber 43 verbundenen Geschwindigkeitsgeber 54 und einem Antriebssteuerelement 55.
• Eine Verarbeitungseinrichtung 56 der Zentraleinheit 21 weist einen Datenaufnahmemodul 57 und eine Rechenmodul 58 auf.
• Das Datenaufnahmemodul 57 verfügt über einen mit dem Entfernungsbestimmungselement 46 und dem Intensitätskalibrierelement 57 verbundenen, nach dem FIFO-(first-in-first-out-) Prinzip arbeitenden Datenpuffer 59, über einen mit dem Winkelgeber 50 verbundenen Winkeldatengenerator 60 und über einen mit dem Neigungsgeber 52 verbundenen Lagegeber 61.
• Das Rechenmodul 58 schließlich ist mit einem mit dem Referenzweggeber 51, dem Datenpuffer 59 und dem Winkeldatengenerator 60 verbundenen Referenzwertgenerator 62 ausgestattet, mit dem unter Berücksichtigung des Referenzwegs und der dabei aufgenommenen Winkeldaten Korrekturdaten generierbar sind, die einem ebenfalls mit dem Datenpuffer 59 verbundenen Bilddatenspeicher 63 zur Korrektur der Entfernungsdaten und Winkeldaten zuführbar sind.
• In einem dem Bilddatenspeicher 63 nachgeordneten und mit dem Winkeldatengenerator 60 verbundenen Bildsyntheseelement 64 sind aus den Winkeldaten und den Entfernungsdaten in Kugelkoordinaten Koordinatendaten bestimmbar. Die Koordinatendaten aus dem Bildsyntheseelement 64 sind einem Koordinatentransformator 65 einspeisbar, mit dem die Koordinatendaten vorzugsweise in ein kartesisches Koordinatensystem umrechenbar und in einem nachgeordneten Anzeigeelement 66 zusammen mit den Bilddaten bildenden Entfernungsdaten als Umgebungsbild anzeigbar oder in einem in Fig. 8 nicht dargestellten Umgebungsbildspeicher abspeicherbar sind.
• In einem mit dem Antriebssteuerelement 55 verbundenen Parameterspeicher 67 des Rechenmoduls 58 sind für verschiedene Betriebsmodi charakteristische Sätze von Betriebsparametern abspeicherbar und dem Antriebssteuerelement 55 einspeisbar.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines dreidimensionalen Umgebungsbildes mit einer elektromagnetischen Strahlungsquelle, mit der ein intensitätsmodulierter Abtaststrahl erzeugbar ist, mit einer von dem Abtaststrahl beaufschlagbaren Strahlablenkeinheit, mit einer Empfangsoptik, mit der von einer Oberfläche rückgeworfene elektromagnetische Strahlung auf eine Detektoreinheit lenkbar ist, und mit einer Zentraleinheit, mit der aus für die Richtung des Abtaststrahls signifikanten Winkeldaten und für Abstände zwischen der Vorrichtung und der Oberfläche signifikante, aus der Laufzeit des Abtaststrahls und der rückgeworfenen Strahlung generierbare Entfernungsdaten dreidimensionale Bilddaten zur räumlichen Darstellung der Umgebung der Vorrichtung generierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlablenkeinheit (6) einen Drehspiegel (7) aufweist, der an einer drehbaren Spiegelwelle (8) eines Spiegelantriebs (9) angebracht ist, dass die Drehachse des Drehspiegels (7), die Ausbreitungsrichtung des Abtaststrahls (5) und die optische Achse der Empfangsoptik (17) koaxial ausgerichtet sind, dass ein wenigstens eine den Abtaststrahl (5) formende Optik (3, 23) der Strahlungsquelle (1), die Strahlablenkeinheit (6), die Empfangsoptik (17) und die Detektoreinheit (18) verbindender Träger (19) vorhanden ist, und dass eine an dem Träger (19) angebrachte und mit dem Abtaststrahl (5) beaufschlagbare Referenzeinheit (20) vorgesehen ist, mit der bei Beaufschlagen mit dem Abtaststrahl (5) ein der Zentraleinheit (21) einspeisbares, für einen im Rahmen der Meßgenauigkeit unveränderlichen Referenzweg signifikantes Referenzsignal erzeugbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein über eine Trägerwelle (26) mit dem Träger (19) verbundener Trägerantrieb (25) vorhanden ist, mit dem der Träger (19) drehbar ist, wobei die Drehachse der Trägerwelle (26) rechtwinklig zu der Drehachse der Spiegelwelle (8) ausgerichtet ist und durch den Auftreifbereich des Abtaststrahls (5) auf den Drehspiegel (7) verläuft.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Drehspiegel (7) umgebende Abdeckung (11) mit einer im Auftreffbereich des Abtaststrahls (5) gegen den Abtaststrahl (5) geneigten Oberfläche (12, 13, 29) vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlfalle (14, 24) vorhanden ist, mit der von der Abdeckung (11) rückgeworfene Strahlung absorbierbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle eine auf der optischen Achse der Empfangsoptik (17) angeordnete Lasereinheit (1) mit einem Laser (2) und einer Kollimationsoptik (3) umfaßt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle eine Lichtleitfaser (22) umfaßt, die mit einem Ende an eine Lasereinheit (1) gekoppelt und mit dem anderen Ende zusammen mit einer Auskoppeloptik (23) mit der Empfangsoptik (17) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzeinheit (20) wenigstens eine Differentialphotodiode (33) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzeinheit (20) eine dem Abtaststrahl (5) zugewandte geneigte erste Fläche (31) und eine der ersten Fläche (31) gegenüberliegende zweite Fläche (32) aufweist, wobei die zweite Fläche (32) so ausgerichtet ist, dass Strahlung (16) auf den Drehspiegel (7) rückwerfbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fläche (31) reflektiv und die zweite Fläche (32) mit einer wenigstens teilweise streuenden Oberflächenstruktur ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fläche (31, 32) in einer quer zu der Einfallsrichtung des Abtaststrahls (5) ausgerichteten Abtastrichtung eine sich verändernde Absorption aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (21) einen Winkeldatengenerator (60) zum Erzeugen von für die Ausrichtung des Abtaststrahls (5) signifikanten Winkeldaten und ein Entfernungsbestimmungselement (46) zum Erzeugen von für die Laufzeit des Abtaststrahls (5) und rückgeworfener Strahlung (16) signifikante Entfernungsdaten und einen an die Referenzeinheit (20) angeschlossenen Referenzweggeber (51) aufweist, mit dem ein Entfernungskorrektursignal und ein Winkelkorrektursignal zum Korrigieren der Entfernungsdaten beziehungsweise der Winkeldaten erzeugbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dass die Zentraleinheit (21) ein Bildsyntheseelement (64) aufweist, mit dem bei einer der Hälfte des zu erfassenden Raumbereichs entsprechenden Teildrehung des Trägers (19) Entfernungsdaten und Winkeldaten aus den zwei Teilbereichen zu einem vollständigen Umgebungsbild zusammenfügbar sind.