EP3387463A1 - Verfahren zum erkennen einer funktionsbeeinträchtigung eines laserscanners, laserscanner und kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum erkennen einer funktionsbeeinträchtigung eines laserscanners, laserscanner und kraftfahrzeug

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EP3387463A1
EP3387463A1 EP16802100.4A EP16802100A EP3387463A1 EP 3387463 A1 EP3387463 A1 EP 3387463A1 EP 16802100 A EP16802100 A EP 16802100A EP 3387463 A1 EP3387463 A1 EP 3387463A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laser scanner
intensity value
laser beam
laser
motor vehicle
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16802100.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Schneider
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Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP3387463A1 publication Critical patent/EP3387463A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
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    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
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    • G01S2007/4975—Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting a functional impairment of a laser scanner of a motor vehicle.
  • a laser beam of the laser scanner is emitted through a protective screen of the laser scanner into a surrounding area of the motor vehicle.
  • the invention also relates to a laser scanner for a motor vehicle as well as a motor vehicle with a laser scanner.
  • EP 1 378 763 B1 shows a
  • Laser scanning device with a transmitting unit which has a pulse laser for emitting a light beam in a region to be monitored, with a
  • a light deflection unit for directing the light beam emitted by the pulsed laser into the area to be monitored, having a receiving unit for receiving light pulses which are reflected by an object located in the area to be monitored, and having a front panel permeable to the light beam, which transmits the transmission , Receiving and light deflection unit from the environment of
  • Laser scanning device separates.
  • an optical element is provided to branch off a partial beam from the light beam emerging from the laser scanning device.
  • a photodetector is used to measure the intensity of the diverted sub-beam.
  • a functional impairment of a laser scanner of a motor vehicle is detected. It is a laser beam of the laser scanner by one, in particular in the frequency range of the laser beam at least
  • An essential idea of the invention is to be seen in that an echo of the emitted and at the protective disc at least partially reflected
  • Laser beam is received by a receiving unit of the laser scanner with an intensity value, and the functional impairment of the laser scanner is detected if the intensity value is different to a reference intensity value.
  • the functional impairment of the laser scanner can be detected without a separate optical element arranged in the region of the windshield. So it will not be
  • the backscatter of the laser beam which partially arises on the protective pane is used in order to detect the functional impairment of the laser scanner or to confirm the functionality of the laser scanner.
  • the backscattering of the protective pane or the echo of the emitted and at least partially reflected on the protective glass laser beam usually occurs undesirable and is now used in the inventive method to detect the functional impairment.
  • the protective screen may be formed, for example, as a cover or as part of a housing of the laser scanner.
  • the protection disk prevents particles from entering the interior of the housing of the laser scanner from outside the housing of the laser scanner. As a result, components inside the laser scanner can be protected against soiling or damage, for example.
  • the laser scanner is preferably provided with a receiving unit with several
  • Surrounding area can be sent out and there may be multiple echoes of the emitted laser beam are received and processed.
  • One of these echoes is then, for example, the echo of the portion of the laser beam reflected on the protective pane. Based on the intensity of the echo of the laser beam at least reflected on the protective disk can then be detected whether the function of the laser scanner is impaired. For this purpose, the intensity value with the
  • the echo based on its transit time from a transmitting unit of the laser scanner, which emits the laser beam to the
  • Protective lens and back to a receiving unit of the laser scanner is assigned as the reflected by the protective screen echo.
  • the echo of further echoes of the emitted laser beam can be distinguished by the duration of the
  • Laser beam is used between the transmitting unit via the protective screen to the receiving unit. The distance traveled by the laser beam between the
  • Transmitting unit and the receiving unit via the protective screen is known in particular. It is therefore advantageous that the echo based on its running time can be assigned to the echo reflected by the protective pane more simply and effectively.
  • a deposition of particles on the protective pane is recognized as the functional impairment if the intensity value is greater than the reference intensity value.
  • the deposition of particles on the protective pane leads in particular to the fact that the laser beam emitted by the transmitting unit is reflected more strongly on the protective pane than would be the case with a deposit-free protective pane. For this reason, the intensity value increases in particular if the deposition of the particles is present on the protective screen.
  • the deposition of the particles is present in particular on an outer side, the surrounding area facing side, the protective disk.
  • the deposit can also be present on an inner side of the protective pane and be recognized there.
  • the protective screen is preferably as a separation between the surrounding area and the inner
  • the deposition of the particles is detected in a first region of the protective pane, if one
  • Deflection mirror of the laser scanner is aligned in a first position, and the deposition of the particles is detected in a second region of the protective screen, if the deflection mirror is aligned in a different position from the first position second position.
  • the laser beam of the laser scanner is in each case emitted to another location in the surrounding area.
  • the laser beam is also radiated through different regions of the protective pane.
  • Protective disc can be determined by which the laser beam is currently passing. For this area then the deposition of the particles can be detected. It is therefore advantageous that the deposition of the particles is not only detected, but can also be assigned locally on the protective screen.
  • the laser beam is reflected at least after the emission at a deflecting mirror of the laser scanner, and is recognized as the functional impairment of the deflecting mirrors as misting, in particular with moisture, if the intensity value is smaller than the reference intensity value. If, for example, the deflecting mirror is fogged with moisture, this leads to the fact that the laser beam diffuse or undirected on the
  • the laser beam after reflection on the deflection mirror has a lower intensity value than would be the case with a non-fogged deflection mirror. If, for example, the laser beam now reaches the protective screen after the deflecting mirror and is partially reflected there, the first echo also has a smaller intensity value due to the fact that a smaller intensity has already arrived from the deflecting mirror than if the deflecting mirror were fog-free. It is advantageous that by the intensity value, a conclusion on the type of
  • the receiving unit is therefore preferably characterized by at least two
  • the laser scanner can provide a distance to the object in the surrounding area by the at least further echo, while with the same laser beam used for measuring the distance of the object in the surrounding area, the intensity value can also be determined
  • Reference intensity value is compared and gives information about the functionality of the laser scanner.
  • the reference intensity value is initially specified.
  • the reference intensity value may already be present during production or delivery of the laser scanner.
  • the reference intensity value can be provided.
  • the reference intensity value can be preset easily and at any time.
  • Reference intensity value during operation of the laser scanner is adjusted at predetermined intervals.
  • the reference intensity value can be adapted to empirical values relating to the functional impairment.
  • the reference intensity value can also be adjusted, for example, according to whether the functional impairment of the laser scanner is output with a high or a low probability value for the correctness of the detection of the false impairment. By adjusting the reference intensity value during operation of the laser scanner, the functional impairment of the laser scanner can thus be detected in a variety of accuracy levels.
  • the adjustment of the reference intensity value is carried out on the basis of a plurality of intensity values obtained during operation of the laser scanner by echoes from the protective screen.
  • the intensity value can be adjusted on the basis of empirical values. That's the way it works
  • the protective disk is subjected to a certain aging process, by which the reference intensity value of an adjustment needs, otherwise the deposition of the particles would be detected, although they are not present is. It is advantageous that, by adjusting the reference intensity value as a function of the intensity values obtained, detection of the functional impairment is made possible effectively and precisely over the entire service life of the laser scanner.
  • a value difference of the intensity value to the reference intensity value is determined, and a probability of the
  • Functional impairment of the laser scanner is determined depending on the difference. For example, a small difference in value may indicate that the functional impairment of the laser scanner is detected incorrectly, or at least that the functional impairment of the laser scanner is not serious. A large difference in value, for example, can indicate a high level of security and thus with high probability the error-free detection of the functional impairment.
  • the invention also relates to a laser scanner for a motor vehicle, in particular a motor vehicle fastening element, a protective screen, a transmitting unit, a receiving unit and an evaluation unit.
  • the laser scanner is designed to carry out a method according to the invention.
  • the laser scanner is attached to the motor vehicle.
  • the protective pane is preferably part of a housing of the laser scanner and serves to delimit an interior space of the housing from an outside area of the housing or a surrounding area of the motor vehicle.
  • Receiving unit is received.
  • the laser scanner has a movable
  • Deflection mirror comprises, through which a means of the transmitting unit in a
  • Ambient region of the motor vehicle emitted laser beam is deflected.
  • the deflected laser beam then, for example, several objects in the
  • the deflecting mirror deflects the laser beam effectively and precisely, so that a distance to a respective object in the surrounding area can be accurately determined.
  • the laser scanner with at least two
  • Receive channels in particular the receiving unit, for receiving at least two echoes of a laser beam emitted into an environmental region of the motor vehicle are formed.
  • the receiving unit has, in particular, the at least two receiving channels, and it is thereby possible to determine a distance to an object in the surrounding area with the same laser beam, which also provides an echo from the protective pane.
  • the laser scanner can in turn be designed with fewer components than if several receiving units were provided in the laser scanner.
  • the invention also relates to a motor vehicle with an inventive
  • Embodiments and their advantages apply correspondingly to the laser scanner according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of an embodiment of a motor vehicle according to the invention with a laser scanner;
  • Fig. 2 is a schematic representation of the motor vehicle and a in a
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the laser scanner with a transmitting unit, a receiving unit, a deflecting mirror and a protective screen;
  • Fig. 4 is a schematic representation of a plurality of laser beams and the
  • Fig. 5 is a schematic representation analogous to FIG. 4 and a deposit of
  • Fig. 6 is a schematic representation analogous to FIG. 4 and a fogged
  • a motor vehicle 1 with a laser scanner 2 is shown schematically.
  • the laser scanner 2 is arranged on a front 3 of the motor vehicle 1.
  • the arrangement of the laser scanner 2 on the motor vehicle 1 is manifold possible, but preferably so that an environmental region 4 of the motor vehicle 1 can be detected at least partially.
  • the laser scanner 2 has a housing 5 and a protective pane 6.
  • a transmitting unit 8 In an interior 7 of the housing 5 are a transmitting unit 8, a receiving unit 9, a
  • a laser beam 12 is emitted through the deflecting mirror 1 1 and through the protective screen 6 into the surrounding area 4.
  • Deflection mirror 1 1 is movable to deflect the laser beam and to radiate to various locations in the surrounding area 4.
  • the evaluation unit 10 can, as shown in FIG. 1, be arranged in the housing 5 of the laser scanner 2 or else be present as a separate unit outside the housing 5.
  • the protective screen 6 may be part of the housing 5, for example. Through the protective plate 6, the penetration of unwanted particles in the interior 7 of the housing 5 is prevented.
  • the protective disk 6 is at least semitransparent in the frequency range of the laser beam 12. This means that the laser beam 12 can at least partially pass through the protective pane 6.
  • Fig. 2 shows the motor vehicle 1 with the laser scanner 2 on a roadway 13.
  • the object 14 is formed as shown in FIG. 2 as another motor vehicle.
  • the object 14 is located in the surrounding area 4 of the motor vehicle 1.
  • Raindrops 15 are present between the motor vehicle 1 and the object 14.
  • the laser scanner 2 sends by means of the transmitting unit 8, the laser beam 12 in the
  • the laser beam 12 Surrounding area 4 to the object 14 from.
  • the laser beam 12 is at least partially reflected by a first echo 16 on the protective pane 6. Furthermore, the laser beam 12 is at least partially reflected after passing through the protective screen with a second echo 17 to the raindrop 15 and then the laser beam 12 is reflected by a third echo 18 at the object 14.
  • the echoes 16, 17, 18 are received by the receiving unit 9.
  • the first echo 16 has a first intensity value 19
  • the second echo 17 has a second intensity value 20
  • the third echo 18 has a third intensity value 21.
  • the intensity values 19, 20, 21 are determined in particular at the respective time at which the echoes 16, 17, 18 are received by the receiving unit 9.
  • FIG. 3 shows the laser scanner 2.
  • the laser beam 12 is emitted to the object 14 in the surrounding area 4 by means of the transmitting unit 8.
  • the laser beam 12 is reflected at the object 14 and received as the third echo 18 from the receiving unit 9.
  • the laser beam 12 is irradiated both during the emission and during reception through the protective pane 6.
  • the laser beam 12 is deflected both during transmission and when receiving via the deflection mirror 1 1.
  • the sensor disc 6 has no separate reference target or optical element in order to deflect the laser beam 12 at least partially or to split off part of the laser beam 12.
  • Fig. 4 shows the laser scanner 2 without functional impairment. There is no deposition of particles on the protective pane 6. A plurality of laser beams 22 are emitted into the surrounding area 4. Each laser beam 12 of the plurality of
  • Laser beams 22 is emitted with a different position of the deflecting mirror 1 1 in the surrounding area 4. So is the deflection mirror 1 1 according to the
  • Embodiment at least in a first position 23 and in a second position 24 before. Due to the different positions 23, 24, the respective laser beam 12 of the plurality of laser beams 22 is irradiated in different areas of the protective pane 6. Thus, the laser beam 12 during the first position 23 of the
  • Deflection mirror 1 1 through a first region 25 of the protective pane 6 is irradiated through, while the laser beam 12 is irradiated with the deflecting mirror 1 1 in the second position 24 through a second region 26 of the protective pane 6 therethrough. It thus occurs both in the first region 25 to the first echo 16 and on renewed transmission of the laser beam 12 in the second region 26 of the protective screen 6 to the first echo 16.
  • the emission of the laser beam 12 leads to the third echo 18 at the object 14th and the retransmission of the laser beam 12 again to the third echo 18 at another location of the object 14.
  • the protective pane 6 in the at least two areas 25, 26.
  • the first echo 16 lies away from the protective pane 6 before.
  • the first intensity value 19 of the first echo 16 is also present for the first region 25, and after re-emitting the laser beam 12, the first intensity value 19 is at a different value or with the same value for the first echo 16 in the second region 26 of the protective pane 6 before.
  • FIG. 5 shows the laser scanner 2 with the dirt in the first area 25
  • the second region 26 has no deposit of particles 27.
  • the first intensity value 19 of the first echo 16 on the protective pane 6 within the first area 25 is correspondingly higher than the first one
  • Intensity value 19 of the first echo 16 within the second region 26 the laser beam 12 can pass through the protective plate 6 with more photons than is the case in the first region 25.
  • the first echo is 16 with respect to the first intensity value 19 in the first region 25 stronger than the first echo 16 in the second region 26.
  • the first intensity value 19 of the first echo 16 in the first region 25 is different from a reference intensity value. Based on the reference intensity value, the deposition of the particles 27 on the protective pane 6 can now be detected.
  • the first intensity values 19 thus enable a description of the laser scanner 2 with respect to its functional impairment or its
  • FIG. 6 shows the laser scanner 2 in which the first intensity value 19 in the first area 25 and in the second area 26 is smaller than the reference intensity value.
  • Receiving unit 9 received as this at a deflecting mirror 1 1 without the
  • Humidity 28 would be the case.
  • An indication of the deposition of moisture 28 on the deflecting mirror 1 1 gives on the one hand, the lower first intensity value 19 in
  • one embodiment of the method proceeds as follows. From the transmitting unit 8, the laser beam 12 is emitted to the deflection mirror 1 1. The deflecting mirror 1 1 reflects the laser beam 12 to the protective screen 6. At the
  • Shield 6 becomes a part of the laser beam 12 as the first echo 16 to the
  • Receiving unit 9 is reflected and the first intensity value 19 of the first echo 16 is determined.
  • the first intensity value 19 of the first echo 16 is then compared with the reference intensity value. If the first intensity value 19 is greater than the reference intensity value, the deposition of the particles 27 on the protective pane 6 is assumed. If the first intensity value 19 is smaller than that
  • Reference intensity value is from the fitting of the deflecting mirror 1 1 with the
  • Moisture 28 is assumed.
  • the deflection mirror 1 1 of the first position 23 is placed in the second position 24 and the laser beam 12 is emitted by means of the transmitting unit 8 again in the surrounding area 4.
  • the laser beam 12 is emitted again, it no longer passes through the protective screen 6 in the first area 25 but in the second area 26.
  • the first echo 16 is also generated in the second area 26 instead of in the first area 25.
  • the second region 26 can also be examined for the deposition of the particles 27.
  • the further echoes 17, 18 of the laser beam 12 from the surrounding area 4 are nevertheless received by the receiving unit 9 and
  • the first echo 16 is generated due to the reflection of the laser beam 12 at the interface between air from the interior 7 of the housing 5 and the inside of the protective screen 6.
  • the interface lies in particular between two non-absorbing media with different speeds of propagation of the laser beam 12.
  • the two non-absorbing media in the present case are the protective disk 6 and the air in the interior 7 of the housing 5.
  • the propagation speed of the laser beam 12 is different within the protective disk 6

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Funktionsbeeinträchtigung eines Laserscanners (2) eines Kraftfahrzeugs (1), bei welchem ein Laserstrahl (12) des Laserscanners (2) durch eine Schutzscheibe (6) des Laserscanners (2) in einen Umgebungsbereich (4) des Kraftfahrzeugs (1) ausgesendet wird, wobei ein Echo (16) des ausgesandten und an der Schutzscheibe (6) zumindest teilweise reflektierten Laserstrahls (12) von einer Empfangseinheit (9) des Laserscanners (2) mit einem Intensitätswert (19) empfangen wird, und die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners (2) erkannt wird, falls der Intensitätswert (19) zu einem Referenzintensitätswert unterschiedlich ist.

Description

Verfahren zum Erkennen einer Funktionsbeeinträchtigung eines Laserscanners,
Laserscanner und Kraftfahrzeug
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.
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.
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.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch einen Laserscanner sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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.
Durch Nutzung des an der Schutzscheibe entstehenden Echos kann die
Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners mit weniger Bauteilen und somit weniger Aufwand erkannt werden.
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.
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.
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.
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.
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.
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. 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.
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.
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 operationeilen Betriebs des Laserscanners empfangen werden kann. Dadurch wiederum kann die Funktionsbeeinträchtigung während des operationeilen 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen
Laserscanner.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten
Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Laserscanner sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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.
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem Laserscanner;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs und einem in einem
Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs anwesenden weiteren Kraftfahrzeug;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Laserscanners mit einer Sendeeinheit, einer Empfangseinheit, einem Umlenkspiegel und einer Schutzscheibe;
Fig. 4 eine schematische Darstellung von mehreren Laserstrahlen und den
dazugehörigen Echos mit den jeweiligen Intensitätswerten;
Fig. 5 eine schematische Darstellung analog zu Fig. 4 und einer Ablagerung von
Partikeln in einem ersten Bereich der Schutzscheibe; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung analog zu Fig. 4 und einem beschlagenen
Umlenkspiegel des Laserscanners.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
In Fig. 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.
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 1 1 angeordnet.
Durch die Sendeeinheit 8 wird ein Laserstrahl 12 über den Umlenkspiegel 1 1 und durch die Schutzscheibe 6 hindurch in den Umgebungsbereich 4 ausgesendet. Der
Umlenkspiegel 1 1 ist bewegbar, um den Laserstrahl abzulenken und an verschiedene Orte in den Umgebungsbereich 4 abzustrahlen. Die Auswerteeinheit 10 kann wie in Fig. 1 gezeigt in dem Gehäuse 5 des Laserscanners 2 angeordnet sein oder aber als separate Einheit außerhalb des Gehäuses 5 vorliegen.
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.
Fig. 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 Fig. 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.
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.
Fig. 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 1 1 abgelenkt. Durch das Ablenken mit dem Umlenkspiegel 1 1 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 1 1 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.
Fig. 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 1 1 in den Umgebungsbereich 4 ausgesandt. So liegt der Umlenkspiegel 1 1 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 1 1 durch einen ersten Bereich 25 der Schutzscheibe 6 hindurch gestrahlt, während der Laserstrahl 12 mit dem Umlenkspiegel 1 1 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.
Fig. 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.
Fig. 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 1 1 erkannt. Aufgrund der Feuchtigkeit 28 auf dem Umlenkspiegel 1 1 wird der Laserstrahl 12 nach dem Aussenden von der Sendeeinheit 8 nur mit einem geringeren Intensitätswert von dem Umlenkspiegel 1 1 weitergeleitet, da die Feuchtigkeit 28 dazu führt, dass der Laserstrahl 12 diffuser von dem Umlenkspiegel 1 1 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 1 1 ohne die
Feuchtigkeit 28 der Fall wäre. Ein Hinweis auf die Ablagerung der Feuchtigkeit 28 auf dem Umlenkspiegel 1 1 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 1 1 auftritt, hat der Beschlag mit der Feuchtigkeit 28 insbesondere eine Auswirkung auf sämtliche Bereiche 25, 26 der Schutzscheibe 6.
So läuft ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens beispielsweise wie folgt ab. Von der Sendeeinheit 8 wird der Laserstrahl 12 zu dem Umlenkspiegel 1 1 ausgesendet. Der Umlenkspiegel 1 1 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 1 1 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 1 1 mit der
Feuchtigkeit 28 ausgegangen. In einem weiteren Schritt wird der Umlenkspiegel 1 1 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.
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.
Das erste Echo 16 an der Schutzscheibe 6, also die Reflexion des Laserstrahls 12 an der dem Umlenkspiegel 1 1 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.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Erkennen einer Funktionsbeeinträchtigung eines Laserscanners (2) eines Kraftfahrzeugs (1 ), bei welchem ein Laserstrahl (12) des Laserscanners (2) durch eine Schutzscheibe (6) des Laserscanners (2) in einen Umgebungsbereich (4) des Kraftfahrzeugs (1 ) ausgesendet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Echo (16) des ausgesendeten und an der Schutzscheibe (6) zumindest teilweise reflektierten Laserstrahls (12) von einer Empfangseinheit (9) des Laserscanners (2) mit einem Intensitätswert (19) empfangen wird, und die Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners (2) erkannt wird, falls der Intensitätswert (19) zu einem
Referenzintensitätswert unterschiedlich ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Echo (16) anhand seiner Laufzeit von einer Sendeeinheit (8) des
Laserscanners (2), welche den Laserstrahl (12) aussendet, zu der Schutzscheibe (6) und zurück zu einer Empfangseinheit (9) des Laserscanners (2) als dem von der Schutzscheibe (6) reflektierten Echo (16) zugeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
als die Funktionsbeeinträchtigung eine Ablagerung von Partikeln (27) auf der Schutzscheibe (6) erkannt wird, falls der Intensitätswert (19) größer als der
Referenzintensitätswert ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ablagerung der Partikel (27) in einem ersten Bereich (25) der Schutzscheibe (6) erkannt wird, falls ein Umlenkspiegel (1 1 ) des Laserscanners (2) in einer ersten Position (23) ausgerichtet ist, und die Ablagerung der Partikel (27) in einem zweiten Bereich (26) der Schutzscheibe (6) erkannt wird, falls der Umlenkspiegel (1 1 ) in einer von der ersten Position (23) unterschiedlichen zweiten Position (24) ausgerichtet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Laserstrahl (12) zumindest nach dem Aussenden an einem Umlenkspiegel (1 1 ) des Laserscanners (2) reflektiert wird, und als die Funktionsbeeinträchtigung der Umlenkspiegel (1 1 ) als beschlagen erkannt wird, falls der Intensitätswert (19) kleiner als der Referenzintensitätswert ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein weiteres Echo (17, 18) des ausgesendeten und an einem Objekt (14, 15) in dem Umgebungsbereich (4) reflektierten Laserstrahls (12) von der
Empfangseinheit (9) mit einem weiteren Intensitätswert (20, 21 ) empfangen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Referenzintensitätswert initial vorgegeben wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Referenzintensitätswert während des Betriebs des Laserscanners (2) in vorbestimmten Intervallen angepasst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anpassen des Referenzintensitätswerts anhand von einer Mehrzahl von während des Betriebs des Laserscanners (2) durch Echos (16) von der
Schutzscheibe (6) erhaltenen Intensitätswerten (19) durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein wertmäßiger Unterschied des Intensitätswerts (19) zu dem
Referenzintensitätswert bestimmt wird, und eine Wahrscheinlichkeit der
Funktionsbeeinträchtigung des Laserscanners (2) abhängig von dem Unterschied bestimmt wird.
1 1 . Laserscanner (2) für ein Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Schutzscheibe (6), einer Sendeeinheit (8), einer Empfangseinheit (9) und einer Auswerteeinheit (10), welcher dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
12. Laserscanner (2) nach Anspruch 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Laserscanner (2) einen beweglichen Umlenkspiegel (1 1 ) umfasste, durch welchen ein mittels der Sendeeinheit (8) in einen Umgebungsbereich (4) des Kraftfahrzeugs (1 ) ausgesendeter Laserstrahl (12) ablenkbar ist.
13. Laserscanner (2) nach Anspruch 1 1 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Laserscanner (2) mit zumindest zwei Empfangskanälen, insbesondere der Empfangseinheit (9), zum Empfangen von zumindest zwei Echos (16, 17, 18) eines in einen Umgebungsbereich (4) des Kraftfahrzeugs (1 ) ausgesendeten Laserstrahls (12) ausgebildet ist.
14. Kraftfahrzeug (1 ) mit einem Laserscanner (2) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13.
EP16802100.4A 2015-12-09 2016-11-30 Verfahren zum erkennen einer funktionsbeeinträchtigung eines laserscanners, laserscanner und kraftfahrzeug Ceased EP3387463A1 (de)

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DE102015121415.6A DE102015121415A1 (de) 2015-12-09 2015-12-09 Verfahren zum Erkennen einer Funktionsbeeinträchtigung eines Laserscanners, Laserscanner und Kraftfahrzeug
PCT/EP2016/079241 WO2017097654A1 (de) 2015-12-09 2016-11-30 Verfahren zum erkennen einer funktionsbeeinträchtigung eines laserscanners, laserscanner und kraftfahrzeug

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