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WO2001090777A1 - Optisches system zur entfernungs- und winkelmessung - Google Patents

Optisches system zur entfernungs- und winkelmessung Download PDF

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Publication number
WO2001090777A1
WO2001090777A1 PCT/EP2001/005234 EP0105234W WO0190777A1 WO 2001090777 A1 WO2001090777 A1 WO 2001090777A1 EP 0105234 W EP0105234 W EP 0105234W WO 0190777 A1 WO0190777 A1 WO 0190777A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical system
target
unit
distance
signal
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/005234
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilfried Mehr
Holger Schanz
Original Assignee
Automotive Distance Control Systems Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Automotive Distance Control Systems Gmbh filed Critical Automotive Distance Control Systems Gmbh
Priority to EP01956431A priority Critical patent/EP1290473A1/de
Priority to JP2001586490A priority patent/JP2003534555A/ja
Publication of WO2001090777A1 publication Critical patent/WO2001090777A1/de

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    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/487—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection

Definitions

  • Optical systems are used to determine the distance of a reference object to moving or stationary objects (target objects) and / or to determine the speed of moving or stationary objects (target objects) for different observation areas (distance areas). These optical systems are used in particular in observation areas with a short distance between the reference object and the target objects ("close range", for example depending on the application up to 20 m or 250 m distance), for example. to detect the traffic area surrounding a motor vehicle, ie to determine the distance (distance) of a motor vehicle as a reference object to preceding, following or oncoming vehicles or other reflection objects and / or the speed of preceding, following or oncoming vehicles or other reflection objects.
  • the optical transmission signal emitted by the transmitter unit of a measuring unit in the measuring phases (this is emitted in particular in the infrared (IR) spectral range or in the visible spectral range) is detected by the receiving unit of the measuring unit after reflection on the target objects located in the observation area and this is received as a received signal ( Reflection signal) evaluated by a control unit (evaluation unit) after the signal processing (further processing) with regard to the running time; the desired distance information and / or speed information can then be obtained from this.
  • IR infrared
  • the optical transmission signal is interrupted cyclically in the measurement phases, ie optical transmission pulses with a specific pulse duration are emitted as an optical transmission signal in the measurement phases; in the pulse pauses between two optical transmit pulses, the reflection signals of the preceding optical transmit pulses are detected as receive signals.
  • the optical transmission signal is emitted continuously ("continuous wave" cw), the transmission frequency of the optical transmission signal being varied, that is to say having a certain modulation curve due to frequency modulation (FM); at the same time, the received signal is detected.
  • the invention has for its object to provide an optical system with which a determination of the distance between a reference object and target objects and / or the speed of target objects is made possible in a simple manner and at low cost and which can be used flexibly for a large number of applications ,
  • a time-of-flight measurement of optical signals is carried out in parallel in a plurality of (reception) channels, the reflection signal originating from a specific observation area being measured and processed simultaneously by a reception unit having a plurality of reception elements; i.e.
  • target objects from different angular ranges are determined simultaneously with a large opening angle (in the horizontal plane and in the vertical plane) and the distances to these target objects and / or the speeds of these target objects are determined.
  • the optical transmission signal is emitted in a wide angular range in the horizontal and vertical directions, ie a large opening field in the near range, is "illuminated" with at least one transmission element of a transmission unit of the measuring unit (for example a transmission diode or in particular a semiconductor laser) operating in the visible or infrared spectral range.
  • the detected angular range (the opening field) is viewed in a spatially resolving manner with a receiving unit of the measuring unit having a plurality of receiving elements arranged in the manner of an array; for example, the receiving elements operating in the visible spectral range or infrared spectral range are designed as receiving diodes or as photo receivers or as photo transistors, for example.
  • 16 PIN diodes arranged in the manner of an array are provided as reception elements, and the optical reception signal is transmitted simultaneously with all reception elements of the reception unit assigned to different target sectors in the opening field detected, ie the reflection signals from all target sectors of the opening field are detected simultaneously (in parallel) in different reception channels, with a target object being assigned to each reception channel.
  • the amplified and digitally converted received signal is fed to the control unit and is initially processed there separately.
  • a separate evaluation stage is assigned to each reception channel, to which the amplified and digitized measurement values of the measurement unit from each measurement phase, ie the digital received signals of all reception channels, are supplied simultaneously, ie each evaluation stage is assigned a reception channel and thus a target sector.
  • the reflection signals from the distance ranges are detected, with the reflection signals from a specific distance range being detected in each measurement phase, ie the target objects located in a specific distance range of the assigned target sector are determined in each measurement phase; the distance resolution is therefore based on the distance range.
  • the digital received signals from the assigned cell sector from the measurement phases of a measurement process are stored.
  • the received signals from several successive measurement processes are stored and from this the temporal development of the target objects in each distance range is determined (for example the speed of the target objects by comparing the target sectors); the temporal resolution is thus based on the comparison of successive measurement processes.
  • the storage of the digital received signals of the measurement phases of a measurement process and from successive measurement processes can, for example. in a storage unit designed as a shift register array.
  • the digital reception signals of successive measurement processes stored in the memory unit are evaluated, e.g.
  • a threshold value level of the evaluation level by comparison with a digital threshold value, so that in this way evaluated received signals are generated; From each evaluation stage, the presence of target objects in the assigned target sector and their distance is determined with this evaluated reception signal, the speed of the differentiation of the digital reception signals from successive measuring processes of the distance, ie via the temporal change in the position (distance) of the individual target objects Target objects can be determined.
  • These evaluated received signals are fed to an (common) test unit as the output signal of each evaluation stage. With the output signals of all evaluation levels (ie with the evaluated received signals of all receive channels), a matrix of the target objects is formed in the test unit (object matrix).
  • the optical system can be flexibly adapted to the respective application, in particular by specifying the number and repetition frequency of the measurement phases, the number and arrangement of the reception elements, the number of measurement phases per measurement process and thus the distance ranges and by evaluating the reception signals in the individual reception channels.
  • a pulse method is preferably used to determine the distance between the reference object and the target objects, i.e. the determination of the transit time of optical pulses serves as the basis for measuring the distance between the reference object and the target objects.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the principle on which the distance determination is based
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of the optical system.
  • the distance and / or the speed of target objects located in the observation area i.e. the distance between your own motor vehicle and vehicles driving ahead, oncoming or following, people and other reflection objects and / or the speed of vehicles driving ahead, oncoming or following vehicles, people and other reflection objects are used as the basis for driver assistance systems.
  • the distance and / or speed must be determined clearly and with high resolution: e.g. the desired range uniqueness range is 10 m, the desired distance resolution is 0.5 m and the desired speed resolution is 1 m / s.
  • the optical system 10 consisting of measuring unit 3 (transmitting unit 4 and receiving unit 5) and control unit 7 (evaluation unit) with the dimensions of e.g. 65 mm x 30 mm x 25 mm implemented at a predetermined position in or on the motor vehicle 1 depending on the application.
  • IR infrared
  • a control unit 7 (which also functions as an evaluation unit) evaluates the received signal with regard to the transit time and uses different reflection signals to which measuring phases the distance information and • the speed information obtained from the reflection signals of successive measuring processes, ie the distance dz between the motor vehicle as reference object 1 and reflection objects as target object 2 and / or the speed of the reflection objects as target object 2.
  • the opening field 22 or the detected angular range is subdivided into a plurality of target sectors 21, each target sector 21 having a plurality of distance ranges ⁇ d, in each of which target objects 2 are detected, based on the information of which an object matrix of target objects 2 is created (for example, opening field 22 or the detected field Angle range divided into 16 target sectors 21 each with 16 distance ranges ⁇ d, so that with a horizontal opening angle ⁇ of 50 ° for example and a vertical opening angle ⁇ of 12 ° for example, each target sector 21 of the opening field 22 comprises approximately 3.1 ° ⁇ 0.75 ° a measuring phase of the meas a certain distance range ⁇ d is selected within the assigned target sector 21, all distance ranges ⁇ d of the target sector 21 being successively queried in the measuring phases of a measuring process.
  • FIG. 2 shows the measuring unit 3 and the control unit 7 of the optical system 10 with their respective components.
  • the transmitter unit 4 of the measuring unit 3 has, for example. a transmission element 6 designed as a pulsed IR semiconductor laser, the IR semiconductor laser having a pulse-shaped transmission signal 13 with a power of, for example. 10 w and a wavelength of e.g. 850 nm emitted (the average optical power of the IR semiconductor laser, on the other hand, is only about 1 mW, so that it is assigned to the harmless laser class 1).
  • the receiving unit 5 of the measuring unit 3 has, for parallel detection of the reflection signal 14 from different target sectors 21 of the opening field 22, a receiving array with a plurality of receiving elements 8, each of which is assigned a receiving element 8 to a target sector 21 defined by the opening angle and ⁇ and thus quasi a receiving channel forms 21 for a specific target sector; E.g. a reception array with 16 reception elements 8 is provided.
  • the receiving elements 8 are, for example. formed as IR receiving diodes, which for the wavelength of the transmission signal 13 of ex. 850 nm are sensitive.
  • the received signal is amplified analogously by the amplifier unit 9 and converted into a digital signal, where an amplifier element 11 and converter element 12 in the manner of a 1-bit A / D converter is provided in the amplifier unit 9 for each receiving element 8, which amplifies the received signal assigned to a target sector 21 and converts it into a digital received signal.
  • the results of the reflection measurements are evaluated by means of the control unit 7 (evaluation unit) connected downstream of the measuring unit 3; distances and / or speeds can be derived from their results and their results can be corrected using plausibility considerations.
  • the digital reception signal provided by the reception unit 5 is fed to evaluation stages 15, an evaluation stage 15 being provided for each reception element 8 of the reception array (and thus for each reception channel); With 16 receiving elements 8 (and thus 16 receiving channels), 16 evaluation stages 15 are accordingly provided, by means of which the object information of the different receiving channels is processed in parallel.
  • each evaluation stage 15 has a memory stage 16 designed as a rapidly clocked shift register array (clock frequency, for example, 100 MHz to 200 MHz) for buffering the measurement results from several successive measurement phases of a measurement process (distance information) and from several successive measurement processes (time information) (
  • clock frequency for example, 100 MHz to 200 MHz
  • I6x 6 shift register array is provided, i.e.
  • 16 distance ranges ⁇ d of the assigned target sector 21 can be recorded and stored per measurement process and the information from 16 successive measurement processes can be stored), a threshold value stage 17 for evaluating the buffered measurement results with regard to the in the frequency of target objects 2 occurring in the individual receiving processes in the corresponding receiving channel (for example, a target object 2 is rated as present if it is present in more than half of the successive measuring processes stored in the respective receiving channel, for example with a sixth x16- shift register array in more than 8 of the 16 stored successive measurement processes) and a computing stage 18 for determining the distance information based on the distance ranges ⁇ d and / or the speed information based on the variation in successive measurement processes based on the evaluated received signals.
  • a threshold value stage 17 for evaluating the buffered measurement results with regard to the in the frequency of target objects 2 occurring in the individual receiving processes in the corresponding receiving channel (for example, a target object 2 is rated as present if it is present in more than half of the successive measuring processes stored in the respective receiving channel, for example
  • the output signals (evaluated received signals) supplied by each evaluation stage 15 are fed to a test unit 19 which Signals of the evaluation stages 15 are subjected to a plausibility check, e.g. by comparing the output signals of adjacent evaluation stages 15 (and thus receiving channels), e.g. with regard to the speed or the size of the determined target objects 2. Furthermore, a control logic 20 is provided, by means of which a correlation between (the transmission element 6) of the transmission unit 4 and the test unit 19 and thus between the measurement process or the measurement phase of the measurement process and the ones to be tested Output signals of the evaluation stages 15 is made.
  • Measurements are taken cyclically during the period in which the optical system 20 is activated in the motor vehicle 1.
  • a certain number of measuring phases are assigned to a measuring process, whereby different distance ranges ⁇ d are generated;
  • a measurement process (duration, for example 1.6 ms) is divided into 16 measurement phases (duration, for example, 40 ⁇ s each), so that 16 distance ranges ⁇ d are generated, the measurement results of which are stored in the memory stages 16 of the control unit 7.
  • the measurement results from successive measurement processes are stored in the memory stages 16 of the control unit 7, for example. from 16 successive measurements.
  • the detection time of the optical system 10 for distance measurements (this corresponds to the time period until a storage stage 16 of the shift register array of the evaluation stage 15 is filled with data and thus an evaluation can take place) is, for example. 1.6 ms.
  • the speed information for target objects 2 determined from successive distance measurements can be, for example. in a range between 1 m / s and 468 m / s.
  • the distance resolution is e.g. 0.75 m.
  • Early impact warning for example in the event of a front impact, side impact or rear impact
  • the optical system 10 for example in the event of an impact warning with regard to a front impact in the region of the rear view mirror, with regard to a side impact in the region of the door spar and with regard to a rear impact in the stern disc is arranged.
  • the approach speed of the target objects 2 is measured by the optical system 10 and communicated to the vehicle 1 or the driver from the distance of the target objects 2, the speed of the target objects 2 and the angle of the vehicle 1 with respect to the target objects 2 with the aid of a plausibility algorithm.
  • the driver of the vehicle 1 can additionally be informed of the probable impact speed whether a “crash” is imminent.
  • Optical systems 10 arranged in the side mirror recognize the target objects 2 which are located in the “blind corner area” and cannot be seen by the driver of vehicle 1 and are communicated to the driver of vehicle 1.
  • Optical systems 10 arranged in the side mirror are detected as obstacles as target objects 2 located in the side area or rear area of the vehicle 1 and, for example. evaluated for their speed; Relevant target objects 2 (obstacles) are communicated to the driver of vehicle 1 when he or she intends to leave the lane or change lanes, and the driver is warned of fast (and therefore dangerous) obstacles.
  • the optical system 10 arranged in the headlamp, bumper or radiator grille transmits the object matrix in the imaginary driving line of the vehicle 1 (the “driving hose”) to a downstream computing unit; the offset in front of the center line (the storage) and the distance can measure the free space in front of the vehicle An initiation initiated by the driver (“go”) thus receives additional security.
  • optical system 10 supports emergency braking initiated by the driver, corresponding to a more severe stopping according to the stop and go function. • Parking space measurement
  • a distance profile is determined in the region of the door spar;
  • the distance profile is evaluated by a downstream computing unit with the aid of the vehicle data (e.g. airspeed) and communicated to the driver of vehicle 1, who is thus provided with an aid for estimating parking spaces and thus facilitating parking.
  • the vehicle data e.g. airspeed
  • Optical system 10 arranged in the headlight, bumper or radiator grille, the distance profile of the vehicle 1 to the road, i.e. measured the position of the vehicle 1 to the road.
  • the angle of inclination of the vehicle 1 is then determined by averaging (regression) the distance profile.
  • a digital reflection profile is created from all reception channels (within all detected distance ranges, for example up to 10 m in front of the vehicle 1).
  • the condition of the road can be divided into certain classes (e.g. icy road surface, potholes, etc.) and the driver of vehicle 1 can be informed of this.

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Abstract

Es soll auf einfache Weise und mit geringen Kosten eine Bestimmung der Entfernung und des Winkels zwischen einem Bezugsobjekt und mindestens einem sich im Beobachtungsbereich befindlichen Zielobjekt und/oder die Geschwindigkeit mindestens eines sich im Beobachtungsbereich befindlichen Zielobjekts mit hoher Genauigkeit ermöglicht werden. Hierzu wird beim optischen System der Beobachtungsbereich in mehrere, jeweils einen bestimmten Winkelbereich in horizontaler Richtung und vertikaler Richtung umfassende Zielsektoren unterteilt. Die die Messwerte erfassende Messeinheit weist eine Empfangseinheit mit einer der Anzahl der Zielsektoren entsprechenden Anzahl an parallel geschalteten Empfangselementen auf, wobei jedes Empfangselement als Empfangssignal das Reflexionssignal aus einem der Zielsektoren detektiert. Eine der Messeinheit nachgeschaltete Steuereinheit weist eine der Anzahl der Empfangselemente entsprechende Anzahl an Auswertestufen auf, wobei jede Auswertestufe das aus einem Zielsektor stammende Empfangssignal eines Empfangselements auswertet. Optisches System zur Implementierung in Fahrerassistenzsystemen für Kraftfahrzeuge.

Description

OPTISCHES SYSTEM ZUR ENTFERNUNGS- UND WINKELMESSUNG
Optische Systeme werden zur Bestimmung der Entfernung eines Bezugsobjekts zu bewegten oder ruhenden Objekten (Zielobjekten) und/oder zur Bestimmung der Geschwindigkeit von bewegten oder ruhenden Objekten (Zielobjekten) für unterschiedliche Beobachtungsbereiche (Entfernungsbereiche) eingesetzt. Anwendungen finden diese optischen Systeme insbesondere in Beobachtungsbereichen mit geringer Entfernung zwischen dem Bezugsobjekt und den Zielobjekten ("Nahbereich", bsp. je nach Anwendung bis 20 m oder 250 m Entfernung), bsp. zur Erfassung des ein Kraftfahrzeug umgebenden Verkehrsraums, d.h. zur Bestimmung der Entfernung (des Ab- stands) eines Kraftfahrzeugs als Bezugsobjekt zu vorausfahrenden, nachfolgenden oder entgegenkommenden Fahrzeugen oder sonstigen Reflexionsobjekten und/oder der Geschwindigkeit von vorausfahrenden, nachfolgenden oder entgegenkommenden Fahrzeugen oder sonstigen Reflexionsobjekten. Das von der Sendeeinheit einer Meßeinheit in den Meßphasen emittierte optische Sendesignal (dieses wird insbesondere im infraroten (IR) Spektralbereich oder im sichtbaren Spektralbereich emittiert) wird nach der Reflexion an den sich im Beobachtungsbereϊch befindlichen Zielobjekten von der Empfangseinheit der Meßeinheit detektiert und dieses als Empfangssignal (Reflexionssignal) von einer Steuereinheit (Auswerteeinheit) nach der Signalverarbeitung (Weiterverarbeitung) hinsichtlich der Laufzeit ausgewertet; hieraus kann dann insbesondere die gewünschte Entfernungs- information-und/oder Geschwindigkeϊtsinformation gewonnen werden. Bei gepulsten optischen Systemen wird das optische Sendesignal in den Meßphasen zyklisch unterbrochen, d.h. es werden in den Meßphasen als optisches Sendesignal optische Sendepulse mit bestimmter Pulsdauer emittiert; in den Pulspausen zwischen zwei optischen Sendepulsen werden die Reflexionssignale der vorausgehenden optischen Sendepulse als Empfangssignaie detektiert. Bei kontinuierlichen optischen Systemen wird das optische Sen- desϊgnal kontinuierlich emittiert ("continuous wave" cw), wobei die Sendefrequenz des optischen Sendesignals variiert wird, d.h. durch Frequenzmodulation (FM) einen bestimmten Modulationsverlauf aufweist; gleichzeitig wird das Empfangssignal detektiert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches System anzugeben, mit dem eine Bestimmung der Entfernung zwischen einem Bezugsobjekt und Zϊelobjekten und/oder die Geschwindigkeit von Zielobjekten auf einfache weise und mit geringen Kosten ermöglicht wird und das für eine Vielzahl von Anwendungen flexibel eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des optischen Systems sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.
Beim vorgeschlagenen optischen System wird eine Laufzeitmessung optischer Signale in mehreren (Empfangs-)Kanälen parallel durchgeführt, wobei durch eine Empfangseinheit mit mehreren Empfangselementen gleichzeitig (parallel) jeweils das aus einem bestimmten Beobachtungsbereich herrührende Reflexionssignal gemessen und weiterverarbeitet wird; d.h. in mehreren Empfangskanälen werden gleichzeitig mit einem großem Öffnungswinkel (in der Horizontalebene und in der vertikalebene) Zielobjekte aus unterschiedlichen Winkelbereichen bestimmt und die Entfernungen zu diesen Zielobjekten und/oder die Geschwindigkeiten dieser Zielobjekte ermittelt.
Hierzu wird mit mindestens einem im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich arbeitenden Sendeelement einer Sendeeinheit der Meßeinheit (bsp. einer Sendediode oder insbesondere einem Halbleiterlaser) das optische Sendesignal in einen großen Winkelbereich in horizontaler und vertikaler Richtung emittiert, d.h. ein großes Öffnungsfeld im Nahbereich „beleuchtet". Betrachtet wird der erfaßte Winkelbereich (das Öffnungsfeld) ortsauflösend mit einer mehrere, in der Art eines Arrays angeordnete Empfangselemente aufweisenden Empfangseinheit der Meßeinheit; bsp. sind die im sichtbaren Spektralbereich oder infraroten Spektralbereich arbeitenden Empfangselemente als Empfangsdioden oder als Fotoempfänger oder als Fototransistoren ausgebildet, bsp. sind 16 in der Art eines Arrays angeordnete PIN-Dioden als Empfangselemente vorgesehen. Das optische Empfangssignal wird gleichzeitig mit allen, unterschiedlichen Zielsektoren im Öffnungsfeld zugeordneten Empfangselementen der Empfangseinheit detektiert, d.h. die Reflexionssignale aus allen Zielsektoren des Öffnungsfelds werden gleichzeitig (parallel) in unterschiedlichen Empfangskanälen detektiert, wobei jedem Empfangskanal ein Zielobjekt zugeordnet wird. Nach eine in der Empfangseinheit vorgenommenen Signalverstärkung und Signalwandlung jedes Empfangskanals d-Bit-Wandlung) wird das verstärkte und digital gewandelte Empfangssignal der Steuereinheit zugeführt und dort zunächst separat weiterverarbeitet. In der Steuereinheit ist jedem Empfangskanal eine separate Auswertestufe zugeordnet, der die verstärkten und digitalisierten Meßwerte der Meßeinheit aus jeder Meßphase, d.h. die digitalen Empfangssignale aller Empfangskanäle, gleichzeitig zugeführt werden, d.h. jeder Auswertestufe ist ein Empfangskanal und damit ein Zielsektor zugeordnet. In aufeinanderfolgenden Meßphasen eines Meßvorgangs werden die Reflexionssignale aus den Entfernungsbereichen detektiert, wobei in jeder Meßphase die Reflexionssignale aus einem bestimmten Entfernungsbereich detektiert werden, d.h. in jeder Meßphase werden die sich in einem bestimmten Entfernungsbereich des zugeordneten Zielsektors befindlichen Zielobjekte ermittelt; die Entfernungsauflösung wird somit anhand des Entfernungsbereichs getroffen. In jeder Auswertestufe werden die vom zugeordneten Zϊelsektor stammenden digitalen Empfangssignale aus den Meßphasen eines Meßvorgangs gespeichert. Gleichzeitig werden die Empfangssignale aus mehreren aufeinanderfolgenden Meßvorgängen gespeichert und hieraus die zeitliche Entwicklung der Zielobjekte in jedem Entfernungsbereich bestimmt (bsp. die Geschwindigkeit der Zielobjekte durch Vergleich der Zielsektoren); die zeitliche Auflösung wird somit anhand des Vergleichs aufeinanderfolgender Meßvorgängen getroffen. Die speicherung der digitalen Empfangssignale der Meßphasen eines Meßvorgangs und aus aufeinanderfolgenden Meßvorgängen kann bsp. in einer als Schiebere- gister-Array ausgebildeten Speichereinheit erfolgen. Die in der Speichereinheit gespeicherten digitalen Empfangssignale aufeinanderfolgender Meßvorgänge werden bewertet, bsp. von einer Schwellwertstufe der Auswertestufe durch vergleich mit einem digitalen Schwellwert, so daß hierdurch bewertete Empfangssignale generiert werden; von jeder Auswertestufe wird mit diesem bewerteten Empfangssignal das Vorhandensein von Zielobjekten im zugeordneten Zielsektor und deren Entfernung bestimmt, wobei durch Differenzierung der digitalen Empfangssignale aus aufeinanderfolgenden Meßvorgängen der Entfernung, d.h. über die zeitliche Veränderung der Position (der Entfernung) der einzelnen Zielobjekte, die Geschwindigkeit der Zielobjekte ermittelt werden kann. Diese bewerteten Empfangssignale werden als Ausgangssignal jeder Auswertestufe einer (gemeinsamen) Prüfeinheit zugeführt. Mit den Ausgangssignalen aller Auswertestufen (d.h. mit den bewerteten Empfangssignalen aller Empfangskanäle) wird in der Prüfeinheit eine Matrix der Zielobjekte gebildet (Objektmatrix). Durch einen Vergleich der Daten benachbarter Auswertestufen (Gradientenbildung), d.h. durch eine Bewertung benachbarter Zielobjekte der Objektmatrix (insbesondere hinsichtlich Geschwindigkeit und Entfernung) kann in der Prüfeinheit eine zusätzliche Plausibilitätsprüfung der Objektmatrix bzw. der Informationen der Empfangskanäle durchgeführt werden.
Das optische System kann an den jeweiligen Anwendungsfall flexibel angepaßt werden, insbesondere durch Vorgabe von Anzahl und Wiederholfrequenz der Meßphasen, von Anzahl und Anordnung der Empfangselemente, von Anzahl der Meßphasen pro Meßvorgang und damit der Entfernungsbereiche und von der Bewertung der Empfangssignaie in den einzelnen Empfangskanälen.
Vorzugsweise wird zur Entfernungsbestimmung zwischen dem Bezugsobjekt und den Zielobjekten ein Pulsverfahren eingesetzt, d.h. die Ermittlung der Laufzeit von optischen Pulsen dient als Grundlage zur Entfernungsmessung zwischen dem Bezugsobjekt und den Zielobjekten.
Vorteilhafterweise besitzt das optische System
• einen einfachen Aufbau, da keine teuren Bauteile benötigt werden (insbesondere ist für die meisten Anwendungen aufgrund der einfachen Prozeßabfolge keine komplexe Programmstruktur und damit auch kein Mikroprozessor erforderlich), da durch die geringe Anzahl an Bauelementen eine kleine Bauweise des Sensors realisiert werden kann, und da als Sendeelement vorzugsweise ein (gefahrlos zu betreibender) einfacher Halbleiterlaser (Laserklasse l) verwendet werden kann.
• einen großen Anwendungsbereich, d.h. es ist für viele unterschiedliche Anwendungen im Nahbereich flexibel einsetzbar, wobei die Spezifikationen des optischen Sensors und deren Komponenten (Meßeinheit, d.h. Sendeeinheit und Empfangseinheit sowie Steuereinheit) an die jeweilige Anwendung auf einfache Weise angepaßt werden können (d.h. es ist in der Regel keine kundenspezifische Anpassung erforderlich). im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel, ein in einem Kraftfahrzeug implementiertes optisches System zur Bestimmung der Entfernung mittels optischer IR-Pulse, im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
Hierbei zeigt
Figur 1 eine schematische Darstellung des der Entfernungsbestimmung zugrundeliegenden Prinzips, Figur 2 ein schematisches Blockschaltbild des optischen Systems.
im Nahbereich eines Kraftfahrzeugs kann die Entfernung und/oder die Geschwindigkeit von im Beobachtungsbereich befindlichen Zielobjekten, d.h. der Abstand zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug und vorausfahrenden, entgegenkommenden oder nachfolgenden Fahrzeugen, Personen und sonstigen Reflexionsobjekten und/oder die Geschwindigkeit von vorausfahrenden, entgegenkommenden oder nachfolgenden Fahrzeugen, Personen und sonstigen Reflexionsobjekten, als Basis für Fahrerassistenzsysteme Verwendung finden. Die Entfernung und/oder Geschwindigkeit muß eindeutig und mit hoher Auflösung bestimmt werden: bsp. beträgt der gewünschte Ent- fernungseindeutigkeitsbereich 10 m, die gewünschte Entfernungsauflösung 0.5 m und die gewünschte Geschwindigkeitsauflösung 1 m/s.
Gemäß der Figur 1 wird das optische System 10 aus Meßeinheit 3 (Sendeeinheit 4 und Empfangseinheit 5) und Steuereinheit 7 (Auswerteeinheit) mit den Abmessungen von bsp. 65 mm x 30 mm x 25 mm an einer je nach Anwendungsfall vorgegebenen Position im oder am Kraftfahrzeug 1 implementiert.
In mehreren Meßphasen eines Meßvorgangs wird von der Sendeeinheit 4 der Meßeinheit 3 ein Sendesignal 13 als optisches Signal im infraroten (IR) Spektralbereich mit der Wellenlänge von bsp. 850 nm emittiert; das durch Reflexion an den sich im Öffnungsfeld 22, d.h. im durch das Sendesignal 13 erfaßten Entfernungsbereich und Winkelbereich (horizontaler Öffnungswinkel α, bsp. α = 50°; vertikaler Öffnungswinkel ß, bsp. ß = 12°) befindlichen Zielobjekten 2 (bsp. den vorausfahrenden Fahrzeugen oder Hindernissen) erhaltene Reflexionssignal 14 wird von der Empfangseinheit 5 der Meßeinheit 3 als analoges Empfangssignai detektiert. von einer Steuereinheit 7 (die gleichzeitig als Auswerteeinheit fungiert) wird das Empfangssignal hinsichtlich der Laufzeit ausgewertet und aus den Reflexionssignalen aus verschie- denen Meßphasen die Entfernungsinformation und • aus den Reflexionssignalen aufeinanderfolgender Meßvorgänge die Geschwindigkeitsinformation gewonnen, d.h. die Entfernung dz zwischen dem Kraftfahrzeug als Bezugsobjekt 1 und Reflexionsobjekten als Zielobjekt 2 und/oder die Geschwindigkeit der Reflexionsobjekte als Zielobjekt 2. Das Öffnungsfeld 22 bzw. der erfaßte Winkelbereich (Öffnungswinkel α, ß) wird in mehrere Zielsektoren 21 unterteilt, wobei jeder Zielsektor 21 mehrere Entfernungsbereiche Δd aufweist, in denen jeweils Zielobjekte 2 erfaßt werden, anhand deren Information eine Objektmatrix der Zielobjekte 2 erstellt wird (bsp. wird das Öffnungsfeld 22 bzw. der erfaßte Winkeibereich in 16 Zielsektoren 21 mit jeweils 16 Entfernungsbereichen Δd unterteilt, so daß bei einem horizontalen Öffnungswinkel α von bsp. 50° und einem vertikalen Öffnungswinkel ß von bsp. 12° jeder Zielsektor 21 des Öffnungsfelds 22 ca. 3.1 ° x 0.75° umfaßt. In einer Meßphase des Meßvorgangs wird hierbei ein bestimmter Entfernungsbereich Δd innerhalb des zugeordneten Zielsektors 21 selektiert, wobei in den Meßphasen eines Meßvorgangs alle Entfernungsbereiche Δd des Zielsektors 21 sukzessive abgefragt werden.
in der Figur 2 sind die Meßeinheit 3 und die Steuereinheit 7 des optischen Systems 10 mit ihren jeweiligen Komponenten dargestellt. Die Sendeeinheit 4 der Meßeinheit 3 weist bsp. ein als gepulsten IR- Halbleiterlaser ausgebildetes Sendeelement 6 auf, wobei der IR- Halbleiterlaser ein pulsförmiges Sendesignal 13 mit einer Leistung von bsp. 10 w und einer Wellenlänge von bsp. 850 nm emittiert (die durchschnittliche optische Leistung des IR-Halbleiterlasers beträgt dagegen nur ca. 1 mW, so daß dieser der unbedenklichen Laserklasse l zugeordnet wird). Die Empfangseϊnheit 5 der Meßeinheit 3 weist zur parallelen Detektion des Reflexionssignals 14 aus verschiedenen Zielsektoren 21 des Öffnungsfelds 22 ein Empfangsarray mit mehren Empfangselementen 8 auf, von denen jeweils ein Empfangselement 8 einem durch die Öffnungswinkel und ß definierten Zielsektor 21 zugeordnet wird und somit quasi einen Empfangskanal für einen bestimmten Zielsektor 21 bildet; bsp. ist ein Empfangsarray mit 16 Empfangselementen 8 vorgesehen. Die Empfangselemente 8 sind bsp. als IR- Empfangsdioden ausgebildet auf, die für die Wellenlänge des Sendesignals 13 von bsp. 850 nm empfindlich sind. Von der verstärkereϊnheit 9 wird das Empfangssignal analog verstärkt und in ein digitales Signal gewandelt, wo- bei in der Verstärkereϊnheit 9 für jedes Empfangselement 8 ein Verstärkerelement 11 und Wandlerelement 12 in der Art eines 1-Bit-A/D-wandlers vorgesehen ist, der das einem Zielsektor 21 zugeordnete Empfangssignal verstärkt und in ein digitales Empfangssignal wandelt. Mittels der der Meßeinheit 3 nachgeschalteten Steuereinheit 7 (Auswerteeinheit) werden die Ergebnisse der Reflexionsmessungen (die in das digitale Empfangssignal verarbeiteten Reflexionssignale 14) ausgewertet; aus deren Ergebnissen können Entfernungen und/oder Geschwindigkeiten abgeleitet werden und mittels Plausibiiitatsbetrachtungen deren Ergebnisse korrigiert werden. Das von der Empfangseinheit 5 bereitgestellte digitale Empfangssignal wird Auswertestufen 15 zugeführt, wobei für jedes Empfangselement 8 des Empfangsarrays (und damit für jeden Empfangskanal) eine Auswertestufe 15 vorgesehen ist; bei 16 Empfangselementen 8 (und damit 16 Empfangskanälen) sind demnach 16 Auswertestufen 15 vorgesehen, durch die die Objektinformatiσn der verschiedenen Empfangskanäle parallel verarbeitet wird.
Hierzu weist jede Auswertestufe 15 eine als schnell getaktetes Schieberegi- ster-Array (Taktfrequenz bsp. 100 MHz bis 200 MHz) ausgebildete Speicherstufe 16 zum Puffern der Meßergebnisse aus mehreren aufeinanderfolgenden Meßphasen eines Meßvorgangs (Entfernungsinformation) und aus mehreren aufeinanderfolgenden Meßvorgängen (Zeitinformation) auf (bsp. ist ein I6x 6-Schieberegister-Array vorgesehen, d.h. es können pro Meßvorgang 16 Entfernungsbereiche Δd des zugeordneten Zielsektors 21 erfaßt und gespeichert werden sowie die Informationen aus 16 aufeinanderfolgenden Meßvorgängen gespeichert werden), eine Schwellwertstufe 17 zur Bewertung der gepufferten Meßergebnisse hinsichtlich der in den einzelnen Meßvorgängen auftretenden Häufigkeit von Zielobjekten 2 im entsprechenden Empfangskanal (bsp. wird ein Zielobjekt 2 als vorhanden bewertet, wenn es in mehr als der Hälfte der gespeicherten aufeinanderfolgenden Meßvorgänge im jeweiligen Empfangskanal vorliegt, bsp. bei einem 6x16- Schϊeberegister-Array in mehr als 8 der 16 gespeicherten aufeinanderfolgenden Meßvorgänge) und eine Rechenstufe 18 zur Bestimmung der Entfernungsinformation anhand der Entfernungsbereiche Δd und/oder der Geschwindigkeitsinformation anhand der Variation bei aufeinanderfolgenden Meßvorgängen auf der Grundlage der bewerteten Empfangssignale. Die von jeder Auswertestufe 15 gelieferten Ausgangssignale (bewerteten Empfangssignale) werden einer Prüfeinheit 19 zugeführt, die die Ausgangs- Signale der Auswertestufen 15 einer Plausibilitätsbetrachtung unterzieht, bsp. durch Vergleich der Ausgangssignale benachbarter Auswertestufen 15 (und damit Empfangskanäle), bsp. hinsichtlich der Geschwindigkeit oder der Größe der ermittelten Zielobjekte 2. Weiterhin ist eine Steuerlogik 20 vorgesehen, durch die eine Korrelation zwischen (dem Sendeelement 6) der Sendeeinheit 4 und der Prüfeinheit 19 und damit zwischen dem Meßvorgang bzw. der Meßphase des Meßvorgangs und den zu prüfenden Ausgangssignalen der Auswertestufen 15 vorgenommen wird.
Während der Zeitdauer, in der das optische System 20 im Kraftfahrzeug 1 aktiviert ist, werden zyklisch Messungen vorgenommen. Einem Meßvorgang wird eine bestimmte Anzahl an Meßphasen zugeordnet, wodurch verschiedene Entfernungsbereiche Δd generiert werden; bsp. wird ein Meßvorgang (Zeitdauer bsp. 1.6 ms) in 16 Meßphasen (Zeitdauer bsp. jeweils 40 μs) unterteilt, so daß 16 Entfernungsbereiche Δd generiert werden, deren Meßergebnisse in den speicherstufen 16 der Steuereinheit 7 gespeichert werden. Weiterhin werden die Meßergebnisse aus aufeinanderfolgenden Meßvorgängen in den speicherstufen 16 der Steuereinheit 7 gespeichert, bsp. aus 16 aufeinanderfolgenden Meßvorgängen.
Als Zeitreferenz für die Messungen wird bsp. ein Quarzoszillator mit einer Taktfrequenz f von 100 MHz herangezogen (Takteinheit tq = 1/f = 10 ns). Die Detektionszeit des optischen Systems 10 für Entfernungsmessungen (diese entspricht der Zeitdauer, bis eine Speicherstufe 16 des Schieberegi- ster-Arrays der Auswertestufe 15 mit Daten gefüllt ist und somit eine Auswertung erfolgen kann) beträgt bsp. 1.6 ms. Die aus aufeinanderfolgenden Entfernungsmessungen ermittelte Geschwindigkeitsinformation für die Zielobjekte 2 kann bsp. in einem Bereich zwischen 1 m/s und 468 m/s erfaßt werden. Die Entfernungsauflösung beträgt bsp. 0.75 m.
Je nach Anordnung des optischen Systems 10 im Kraftfahrzeug 1 und der
Auswertung bzw. Verarbeitung der Meßergebnisse sind unterschiedliche
Anwendungen als Fahrerassistenzsystem denkbar:
. Frühzeitige Aufprallwarnung („precrash warning"), bsp. bei Frontaufprall, Seitenaufprall oder rückwärtigem Aufprall, wobei das optische System 10 bsp. bei einer Aufprallwarnung hinsichtlich eines Frontaufpralls im Bereich des Rückspiegels, hinsichtlich eines Seitenaufpralls im Bereich des Türholms und hinsichtlich eines rückwärtigem Aufpralls in der Heck- scheibe angeordnet ist.
Durch das optische System 10 wird die Annäherungsgeschwindigkeit der Zielobjekte 2 gemessen und aus der Entfernung der Zielobjekte 2, der Geschwindigkeit der Zielobjekte 2 und dem Winkel des Fahrzeugs 1 bezüglich der Zielobjekte 2 unter Zuhilfenahme einer Plausibiltätsalgorith- mik dem Fahrzeug 1 bzw. dem Fahrer mitgeteilt, ob ein „Crash" bevorsteht, zusätzlich kann dem Fahrer des Fahrzeugs 1 die voraussichtliche Aufprallgeschwindigkeit übermittelt werden.
• Detektion im toten Winkel („blind spot detection")
Durch das im Seitenbereich des Fahrzeugs 1, bsp. im Seitenspiegel angeordnete optische System 10 werden die sich im „toten Winkelbereϊch" befindlichen, für den Fahrer des Fahrzeugs 1 nicht einsehbaren Zielobjekte 2 erkannt und dem Fahrer des Fahrzeugs 1 mitgeteilt.
• seitliche Spurführung („lateral control support" bzw. „overtaking and lane merging")
Durch das im Seitenbereich des Fahrzeugs 1, bsp. im Seitenspiegel angeordnete optische System 10 werden Hindernisse als sich im Seitenbereich oder rückwärtigen Bereich des Fahrzeugs 1 befindliche Zielobjekte 2 erfaßt und bsp. hinsichtlich deren Geschwindigkeit ausgewertet; relevante Zielobjekte 2 (Hindernisse) werden dem den Fahrer des Fahrzeugs 1 beim beabsichtigten Ausscheren aus der Fahrspur oder Spurwechsel mitgeteilt und dieser vor schnellen (und damit gefährlichen) Hindernissen gewarnt.
• Unterstützung stop and go Funktion („stop and go assistance")
Durch das im Frontbereich des Fahrzeugs 1, bsp. im Scheinwerfer, Stoßfänger oder Kühlergrill angeordnete optische System 10 wird die Objektmatrix in der gedachten Fahrlinie des Fahrzeugs 1 (des „Fahrschlauches") einer nachgeschalteten Recheneinheit übermittelt; aus dem Versatz zur Mittellinie (der Ablage) und der Entfernung kann der Freiraum vor dem Fahrzeug ausgemessen werden. Ein vom Fahrer initiiertes Anfahren („go") erhält damit eine zusätzliche Sicherheit.
• Unterstützung Notbremsung („emergency braking")
Durch das im Frontbereich des Fahrzeugs 1, bsp. im Scheinwerfer, Stoßfänger oder Kühlergrill angeordnete optische System 10 wird eine durch den Fahrer eingeleitete Notbremsung unterstützt, entsprechend einem verschärften Anhalten gemäß der stop and go Funktion. • Parklückenvermessung
Durch das im Seitenbereich des Fahrzeugs 1, bsp. im Bereich des Türholms angeordnete optische System 10 wird ein Entfernungsprofil ermittelt; durch eine nachgeschaltete Recheneinheit wird das Entfernungsprofil unter Zuhilfenahme der Fahrzeugdaten (bsp. Eigengeschwindigkeit) ausgewertet und dem Fahrer des Fahrzeugs 1 mitgeteilt, dem somit eine Hilfe für das Abschätzen von Parklücken und damit eine Erleichterung für das Einparken zur Verfügung gestellt wird.
• Neigungswinkelmessung
Durch das im Frontbereich des Fahrzeugs 1, bsp. im Scheinwerfer, Stoßfänger oder Kühlergrill angeordnete optische System 10 wird das Entfernungsprofil des Fahrzeugs 1 zur Straße, d.h. die Lage des Fahrzeugs 1 zur Straße gemessen. Der Neigungswinkel des Fahrzeugs 1 wird anschließend durch eine Mittelung (Regression) des Entfernungsprofils bestimmt.
• Erkennung Straßenzustand bzw. Fahrbahnzustand
Durch das im Frontbereich des Fahrzeugs 1, bsp. im Scheinwerfer, Stoßfänger oder Kühlergrill angeordnete optische System 10 wird ein digitales Reflexionsprofil aus allen Empfangskanälen erstellt (innerhalb aller erfaßten Entfernungsbereiche, bsp. bis zu 10 m vor dem Fahrzeug 1). Durch Heranziehen von Vergleichsmustern kann der Zustand der Straße in bestimmte Klassen eingeteilt werden (bsp. vereiste Fahrbahn, Schlaglöcher etc.) und dies dem Fahrer des Fahrzeugs 1 mitgeteilt werden.

Claims

Patentansprüche
1. optisches System, mit einer Meßeinheit (3), die ein optisches Signal als Sendesignal (13) emittiert und als Reflexionssignal (14) detektiert, und mit einer Steuereinheit (7), die aufgrund einer Laufzeitmessung des optischen Signals (13, 14) die Entfernung (dz) zwischen einem Bezugsobjekt (1) und sich im Beobachtungsbereich befindlichen Zielobjekten (2) und/oder die Geschwindigkeit der sich im Beobachtungsbereich befindlichen Zielobjekte (2) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Beobachtungsbereich in mehrere, jeweils einen bestimmten Winkelbereich in horizontaler Richtung (α) und vertikaler Richtung (ß) umfassende Zielsektoren (21) unterteilt wird, daß die Meßeinheit (3) eine Empfangseinheit (4) mit einer der Anzahl der Zielsektoren entsprechenden Anzahl an parallel geschalteten Empfangselementen (8) aufweist, wobei jedes Empfangselement (8) als Empfangssignal das Reflexionssignal (14) aus einem der Zielsektoren (21) detektiert, und daß die Steuereinheit (7) eine der Anzahl der Empfangselemente (8) entsprechende Anzahl an Auswertestufen (15) aufweist, wobei jede Auswertestufe (15) das aus einem Zielsektor (21) stammende Empfangssignal eines Empfangselements (8) auswertet.
2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßeinheit (3) die Empfangssϊgnaie der Empfangselemente (8) jeweils durch eine zugeordnete Verstärkereinheit (9) verstärkt und digital gewandelt werden, und daß jeweils ein digitales Empfangssignal einer Auswertestufe (15) der Steuereinheit (7) zugeführt wird.
Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeitmessung in mehreren aufeinanderfolgenden Meßphasen eines Meßvorgangs durchgeführt wird, in denen durch die Empfangsele- mente (8) jeweils die Reflexionssignale aus einem bestimmten Entfernungsbereich {Δd) des zugeordneten Zielsektors (21) detektiert werden, und daß die digitalen Empfangssignale der Meßphasen in Speicherstufen (16) der Auswertestufen (15) der Steuereinheit (7) gespeichert werden.
4. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Empfangssignale aufeinanderfolgender Meßvorgänge in den Speicherstufen (16) der Auswertestufen (15) der Steuereinheit (7) gespeichert werden.
5. optisches System nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die speicherstufen (16) der Auswertestufen (15) der Steuereinheit (7) als NxN-Schieberegister-Array ausgebildet sind.
6. Optisches System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung (dz) der Zielobjekte (2) anhand der Entfernungsbereiche (Δd) bestimmt wird.
7. optisches System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (15) die Geschwindigkeit der Zielobjekte (2) anhand der in der speϊchereinheit (16) gespeicherten digitalen Empfangssignale aufeinanderfolgender Meßvorgänge bestimmt.
8. optisches System nach Anspruch einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch Schwellwertstufen (16) der Auswertestufen (15) der Steuereinheit (7) die in den Speichereinheiten (16) gespeicherten Empfangssignale hinsichtlich des Vorhandenseins von Zielobjekten (2) im zugeordneten Zielsektor (21) bewertet werden.
9. optisches System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten eines von den Schwellwertstufen (16) in Abhängigkeit der Anzahl der gespeicherten Meßvorgänge vorgegebenen, digitalen Schwellwerts das Vorhandensein eines Zielobjekts (2) im zugeordneten Zielsektor (21) angenommen wird.
10. optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Auswertestufen (15) eine gemeinsame Prüfeinheit (17) nachgeschaltet ist, die mittels der Ausgangssignale der Auswertestufen (15) eine Plausibilitätsprüfung durchführt.
11. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (3) eine Sendeeinheit (4) mit mindestens einem Sendeelement (6) aufweist.
12. Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (3) als Sendesignal (13) ein pulsförmiges Signal im infraroten Spektralbereich emittiert.
13. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur frühzeitigen Aufprallwarnung vor dem Frontaufprall und/oder Seitenaufprall und/oder rückwärtigem Aufprall von Zielobjekten (2).
14. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Erkennung von sich im toten Winkelbereich befindlichen Zielobjekten (2)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1518133B1 (de) * 2002-08-23 2010-10-06 Sick Ag Ueberwachung der umgebung eines gegenstandes

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10163925A1 (de) * 2001-12-22 2003-07-03 Conti Temic Microelectronic Verfahren zur Abstandsmessung
EP1450128A1 (de) * 2003-02-19 2004-08-25 Leica Geosystems AG Verfahren und Vorrichtung zur Ableitung geodätischer Entfernungsinformationen
DE102004064066B4 (de) * 2004-06-09 2011-06-09 Fendt, Günter Verfahren zur Auswertung eines Drehratensignals eines Multifunktionsdrehratensensors
EP1757956A1 (de) * 2005-08-24 2007-02-28 Leica Geosystems AG Mehrzielfähiges Distanzmessverfahren nach dem Phasenmessprinzip
DE102006034122A1 (de) * 2006-07-24 2008-01-31 Robert Bosch Gmbh Fahrerassistenzsystem
DE102007006757B4 (de) 2007-02-12 2013-01-17 Günter Fendt Kraftfahrzeug-Sicherheitssystem zur Unterstützung und/oder Schutzgewährung von Fahrzeugführern bei kritischen Fahrsituationen sowie Kraftfahrzeug
DE102007029299B4 (de) * 2007-06-22 2011-12-22 Fraba Ag Optischer Sensor für Positionieraufgaben
DE102010061382B4 (de) * 2010-12-21 2019-02-14 Sick Ag Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung und Abstandsbestimmung von Objekten
US8908159B2 (en) * 2011-05-11 2014-12-09 Leddartech Inc. Multiple-field-of-view scannerless optical rangefinder in high ambient background light
WO2018052057A1 (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 豊田合成 株式会社 近赤外線センサ用カバー
EP3936817A1 (de) * 2020-07-08 2022-01-12 Hexagon Technology Center GmbH Nahbereich entfernungsmesser

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5166681A (en) * 1990-07-30 1992-11-24 Bottesch H Werner Passive vehicle presence detection system
US5471215A (en) * 1993-06-28 1995-11-28 Nissan Motor Co., Ltd. Radar apparatus
US5629704A (en) * 1994-09-12 1997-05-13 Nissan Motor Co., Ltd. Target position detecting apparatus and method utilizing radar
US6057910A (en) * 1995-01-19 2000-05-02 Laser Technology, Inc. Self-calibrating precision timing circuit and method for a laser range finder

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3732347C1 (de) * 1987-09-25 1989-03-16 Messerschmitt Boelkow Blohm Entfernungsbild-Sensor
DE3840425A1 (de) * 1987-09-25 1990-06-07 Messerschmitt Boelkow Blohm Entfernungsbild-sensor
DE4222642A1 (de) * 1992-07-10 1994-01-13 Bodenseewerk Geraetetech Bilderfassende Sensoreinheit
DE4439298A1 (de) * 1994-11-07 1996-06-13 Rudolf Prof Dr Ing Schwarte 3D-Kamera nach Laufzeitverfahren

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5166681A (en) * 1990-07-30 1992-11-24 Bottesch H Werner Passive vehicle presence detection system
US5471215A (en) * 1993-06-28 1995-11-28 Nissan Motor Co., Ltd. Radar apparatus
US5629704A (en) * 1994-09-12 1997-05-13 Nissan Motor Co., Ltd. Target position detecting apparatus and method utilizing radar
US6057910A (en) * 1995-01-19 2000-05-02 Laser Technology, Inc. Self-calibrating precision timing circuit and method for a laser range finder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1518133B1 (de) * 2002-08-23 2010-10-06 Sick Ag Ueberwachung der umgebung eines gegenstandes

Also Published As

Publication number Publication date
EP1290473A1 (de) 2003-03-12
DE10025258A1 (de) 2001-12-06
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US20030164936A1 (en) 2003-09-04

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