(57)【要約】光学的な受信信号を受信するための光学検出機器用の受信装置であって、その受信信号が特に物体で反射された当該光学検出機器の送信装置のものである受信装置と、検出機器と、運転支援システムとが記述される。受信装置は少なくとも１つの光学センサ（３６）を備え、その光学センサ（３６）は、少なくとも１つの列（４４）を有する少なくとも１つの検出面（３８）を備え、その列（４４）は、多数の光学検出区域（４０，４２）を伴って、少なくとも１つの検出面（３８）の第１延長方向（４６）に沿って延びている。検出区域（４０，４２）のうちの少なくとも２つは、受信信号の位置分解能のために互いに別個に解析することができる。少なくとも２つの検出区域（４０，４２）それぞれの大きさが、少なくとも前記第１延長方向（４６）に沿って見たときに異なっている。
2019536039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的な受信信号（３４）を少なくとも１つの光学センサ（３６）で受信するための光学検出機器（１２）用の受信装置（３０）であって、その受信信号（３４）は、特に物体（１８）で反射された前記光学検出機器（１２）の送信装置（２６）のものであり、その光学センサ（３６）は、少なくとも１つの列（４４）を有する少なくとも１つの検出面（３８）を備え、その列（４４）は、多数の光学検出区域（４０，４２）を伴って、前記少なくとも１つの検出面（３８）の第１延長方向（４６）に沿って延びており、前記検出区域（４０，４２）のうちの少なくとも２つは、受信信号（３４）の位置分解能のために互いに別個に解析することができる、受信装置（３０）において、少なくとも２つの検出区域（４０，４２）それぞれの大きさが、少なくとも前記第１延長方向（４６）に沿って見たときに異なっていることを特徴とする受信装置（３０）。
【請求項２】
前記検出面（３８）は、前記受信装置（３０）から異なる距離にある物体（１８）からの信号を検出することのできる少なくとも２つの部分（５０，５２）へと分割されており、より遠い距離の所の物体（１８）を検出するための前記部分（５０）における対応した検出区域（４０）の大きさが、より近い物体（１８）を検出するための部分（５２）における対応した検出区域（４２）の大きさよりも大きくなっていることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
少なくとも１つの中央検出区域（４０）の大きさが、第１延長方向（４６）に関して、前記少なくとも１つの中央検出区域（４０）に比べて前記検出面（３８）の縁部により近い少なくとも１つの縁部検出区域（４２）の大きさよりも、前記少なくとも１つの検出面の中央部付近において大きくなっていることを特徴とする、請求項１または２記載の受信装置。
【請求項４】
より大きい大きさの少なくとも１つの第１検出区域（４０）、特に中央検出区域における角分解能の、より小さい大きさの少なくとも１つの第２検出区域（４２）、特に縁部検出区域における角分解能に対する比率が、約１２対１から８対１の間、特に約１０対１であることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの検出区域（４０，４２）が撮像点を以て実施され、および／または、前記少なくとも１つの検出区域が複数の撮像点で構成されていることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの光学センサ（３６）が電気光学センサであることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか一項に記載の受信装置。
【請求項７】
光学的な送信信号（３２）を送るための少なくとも１つの送信装置（２６）と、物体（１８）によって反射された送信信号（３２）を受信信号（３４）として受信するための、特に前記請求項のうちいずれか一項に記載の、少なくとも１つの受信装置（３０）とを有した光学検出機器（１２）であって、前記少なくとも１つの受信装置（３０）が少なくとも１つの光学センサ（３６）を備え、その光学センサ（３６）は、少なくとも１つの列（４４）を有する少なくとも１つの検出面（３８）を備え、その列（４４）は、多数の光学検出区域（４０，４２）を伴って、前記少なくとも１つの検出面（３８）の第１延長方向（４６）に沿って延びており、前記検出区域（４０，４２）のうちの少なくとも２つは、受信信号（３４）の位置分解能のために互いに別個に解析することができる、光学検出機器（１２）において、少なくとも２つの検出区域（４０，４２）それぞれの大きさが、少なくとも前記第１延長方向（４６）に沿って見たときに異なっていることを特徴とする光学検出機器（１２）。
【請求項８】
車両（１０）用の運転支援システム（２０）であって、特に前記請求項のうちいずれか一項に記載の少なくとも１つの光学検出機器（１２）と、前記少なくとも１つの検出機器（１２）によってもたらされる情報に応じて前記車両（１０）の機能的装置（２２）を制御するための少なくとも１つの電子制御装置（２４）とを有し、前記少なくとも１つの検出機器（１２）が、光学的な送信信号（３２）を送るための少なくとも１つの送信装置（２６）と、物体（１８）によって反射された送信信号（３２）を受信信号（３４）として受信するための少なくとも１つの受信装置（３０）とを備え、前記少なくとも１つの受信装置（３０）が少なくとも１つの光学センサ（３６）を備え、その光学センサ（３６）は、少なくとも１つの列（４４）を有する少なくとも１つの検出面（３８）を備え、その列（４４）は、多数の光学検出区域（４０，４２）を伴って、前記少なくとも１つの検出面（３８）の第１延長方向（４６）に沿って延びており、前記検出区域（４０，４２）のうちの少なくとも２つは、受信信号（３４）の位置分解能のために互いに別個に解析することができる、運転支援システム（２０）において、少なくとも２つの検出区域（４０，４２）それぞれの大きさが、少なくとも前記第１延長方向（４６）に沿って見たときに異なっていることを特徴とする運転支援システム（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的な受信信号を少なくとも１つの光学センサで受信するための光学検出機器用の受信装置であって、その受信信号は、特に物体で反射された光学検出機器の送信装置のものであり、その光学センサは、少なくとも１つの列を有する少なくとも１つの検出面を備え、その列は、複数の光学検出区域を伴って、少なくとも１つの検出面の第１延長方向に沿って延びており、検出区域のうちの少なくとも２つは、受信信号の位置分解能のために互いに別個に解析することができる、受信装置に関する。
【０００２】
本発明は更に、光学的な送信信号を送るための少なくとも１つの送信装置と、物体によって反射された送信信号を受信信号として受信するための少なくとも１つの受信装置とを有した光学検出機器であって、少なくとも１つの受信装置が少なくとも１つの光学センサを備え、その光学センサは、少なくとも１つの列を有する少なくとも１つの検出面を備え、その列は、多数の光学検出区域を伴って、少なくとも１つの検出面の第１延長方向に沿って延びており、検出区域のうちの少なくとも２つは、受信信号の位置分解能のために互いに別個に解析することができる、光学検出機器に関する。
【０００３】
加えて、本発明は、車両用の運転支援システムであって、少なくとも１つの光学検出機器と、少なくとも１つの検出機器によってもたらされる情報に応じて車両の機能的装置を制御するための少なくとも１つの電子制御装置とを有し、少なくとも１つの検出機器が、光学的な送信信号を送るための少なくとも１つの送信装置と、物体によって反射された送信信号を受信信号として受信するための少なくとも１つの受信装置とを備え、少なくとも１つの受信装置が少なくとも１つの光学センサを備え、その光学センサは、少なくとも１つの列を有する少なくとも１つの検出面を備え、その列は、多数の光学検出区域を伴って、少なくとも１つの検出面の第１延長方向に沿って延びており、検出区域のうちの少なくとも２つは、受信信号の位置分解能のために互いに別個に解析することができる、運転支援システムに関する。
【背景技術】
【０００４】
市場で知られているＬｉＤＡＲシステムは、光の形態の光学的な送信信号を送信するための送信装置を備えている。監視区域内へと光が送信されるが、それは当該区域を物体について監視するためである。監視区域内に物体がある場合には、そこで送信信号が反射される。反射された送信信号は、検出機器の受信装置にて受信信号として受信される。受信装置はＣＣＤセンサを備えるが、そのセンサでは、各々が多数のピクセルを伴った複数の列が、検出面に沿って配置されている。ピクセルはそれぞれ、受信信号の位置分解能のために互いに別個に解析することのできる光学的検出区域を形成している。
【発明の概要】
【０００５】
上述した型式の受信装置、検出機器、および運転支援システムであって、近距離（特に数メートルの距離）と遠方界（特に１００ｍ以上にまで至る距離）の両方において物体をより良好に検出できるものを設計することが本発明の目的である。
【０００６】
この目的は本発明により、受信装置にて、少なくとも２つの検出区域それぞれの大きさが、少なくとも第１延長方向に沿って見たときに異なっていることの結果として達成される。
【０００７】
本発明によれば、少なくとも１つの検出区域の大きさ（特に、面積）が、少なくとも１つの更なる検出区域に比べて大きくされる。少なくとも１つの検出区域を大きくすることによって、当該少なくとも１つの検出区域への環境光の妨害作用を減少させることができる。かくして、全体的な信号対ノイズ比を改善することができるのである。本発明では、特に環境光系のノイズに関して信号対ノイズ比を改善することができる。このようにして受信装置を、特にＬｉＤＡＲシステムでの使用について改善することができる。全体的には、本発明による検出区域同士の不均質な分割によって、信号対ノイズ比の効果的な改善がもたらされる。その上、検出区域同士の異なる大きさによって、異なる分解能を達成することができる。小さい大きさの検出区域を用いて、相応により大きい大きさの検出区域を用いるよりも高い分解能を達成することができるのである。全体的には、少なくとも１つの検出面を空間内で適切な向きにすることによって、非常に遠い距離（特に、遠方界）における比較的大きな物体と、近くの周囲（特に、近傍界）における小さな物体との両方を、それぞれ最適な信号対ノイズ比で検出することができる。比較的近い距離の所の比較的小さな物体を検出するには、より遠い距離の所のもっと大きな物体に対してよりも相応に高い分解能が必要である。
【０００８】
特に数メートルの範囲内にある、より近い距離が、本発明の意義において近傍界と呼ばれる。遠方界は、特に１００ｍ以上にまで至る、より遠い距離を表す。本発明による検出機器を用いれば、遠方界のより大きな物体（特に、車両や人物）と、近傍界のより小さな物体（特に、岩石、陥没部、送水管など）との両方を検出することができる。
【０００９】
受信装置の通常作動時の向きで、第１延長方向が垂直方向であるのが有利である。このようにして、諸物体の垂直方向視野を受信装置で監視することができる。特に、車両での用途については、車両直前の近傍界の道路を、少なくとも１つの、より小さい大きさの検出区域で検出することができる。少なくとも１つの、より大きい大きさの検出区域では、より遠い距離の所の、より大きな物体を監視することができる。
【００１０】
車両での使用については、車両に対しての第１延長方向の向きが不変であり得る。かくして、道路の推移の如何によって、車両の向きに応じて第１延長方向と送信信号の伝播方向とが移動し得る。検出機器は、水平な道路プロファイルで第１延長方向が空間的に垂直に延びるように、車両上での向きが合わされることができるのが有利である。送信信号についての伝播方向はこの場合、空間的に水平に広がり得る。
【００１１】
検出機器は測距システムとすることができるのが有利である。このようにして、検出機器で物体の距離を検出することができる。
送信装置は、少なくとも１つの光源を備えることができるのが有利である。少なくとも１つの光源を用いて、特にパルス状の送信ビームを送信信号として送信することができる。少なくとも１つの光源を用いて、人間の目に見えたり見えなかったりする周波数範囲の送信信号を発することができる。従って、検出機器の少なくとも１つの受信装置は、発光周波数用に設計された少なくとも１つのセンサを備えることができる。
【００１２】
検出機器はレーザー系の検出機器とすることができるのが有利である。レーザー系の検出機器では、送信装置が光源として少なくとも１つのレーザー、特にダイオードレーザーを備えることができる。
【００１３】
検出機器は、走査システム、特にレーザースキャナとすることができるのが有利である。走査システムを用いて、視野内で監視区域を、特にパルス状の送信信号で走査することができる。或いは、検出機器は、光のフラッシュ（閃光）で作動するシステム、特に所謂フラッシュＬｉＤＡＲシステムとすることができる。この場合、視野を光のフラッシュで照らすことができ、物体で反射された受信信号を送信装置で検出することができる。
【００１４】
少なくとも１つの検出機器が光移動時間法によって作動することができるのが有利である。光パルス移動時間法によって作動する光学検出機器は、タイム・オブ・フライト（飛行時間：ＴＯＦ）システム、光検出・測距システム（ＬｉＤＡＲ）、レーザー検出・測距システム（ＬａＤＡＲ）などとして設計されて、そのように呼ばれることができる。光パルス移動時間法では、少なくとも１つの送信装置で送信信号（特に、光パルス）を送信してから、対応する反射された受信信号を少なくとも１つの受信装置で受信するまでの移動時間が計測され、その時間から、検出機器と検出された物体との間の距離が決定される。
【００１５】
本発明は、車両、特に自動車両で有利に用いることができる。本発明は、陸上輸送機関（特に、乗用車、トラック、バス、自動二輪車など）、水上輸送機関、航空機、或いは、複合型の陸上輸送機関、水上輸送機関、および／または航空機で用いることができる。本発明は、自動運転式の、或いは少なくとも部分的に自動運転式の車両で用いることもできる。
【００１６】
光学検出機器は、車両の運転支援システムの一部であるか、或いは運転支援システムに接続されることができるのが有利である。光学検出機器の情報は、車両の機能的構成要素を制御するために用いることができる。機能的構成要素では、特に車両の運転機能および／または合図装置を制御することができる（特に、操舵システム、制動システム、および／またはエンジンなど）。かくして、光学検出機器で物体を検出して、対応する機能的構成要素で車両を操舵し、および／または車両の速度を変化させ（特に、停止させ）、および／または少なくとも１つの合図を出力することができる。
【００１７】
それに代えて、或いはそれに加えて、光学検出機器は、車両のシャシ制御装置の一部であるか、或いはシャシ制御装置に接続されることができるのが有利である。シャシ制御装置を用いて、車両のシャシを走行面に順応させることができる。シャシ制御装置でアクティブ・サスペンションやアクティブ・シャシを制御することができるのである。かくして、視野にて監視される監視区域内において光学検出機器で物体（特に、走行面における凸形状や窪み）を検出した際に、シャシ（特に、サスペンション）を相応に適合させることができる。シャシ制御装置を用いて、発生状況（特に、走行面の凹凸）に対してシャシを能動的に調節することができるのである。
【００１８】
有利な一実施形態では、検出面は、受信装置から異なる距離にある物体からの信号を検出することのできる少なくとも２つの部分へと分割することができ、より遠い距離の所で検出するための部分における対応した検出区域の大きさが、より近い物体を検出するための部分における対応した検出区域の大きさよりも大きくなっていることができる。このようにして、より近い物体を検出するための部分の分解能を、より遠く離れた物体を検出するための区域の分解能よりも高くすることができる。かくして、より近い物体用の少なくとも１つの部分における少なくとも１つの区域で、かなり小さな物体（特に、岩石や送水管など）を検出することができる。少なくとも１つの局所的な検出区域での増大した分解能のおかげで、相応により少ない環境光を検出することができる。その結果、受信信号が不利な影響を受けること無く、信号対ノイズ比を改善することができる。より遠く離れた物体を検出するための少なくとも１つの検出区域でのより低い分解能のおかげで、相応により遠い距離について信号対ノイズ比を改善することができる。
【００１９】
更なる有利な実施形態では、第１延長方向に関して少なくとも１つの検出面の中央付近に配置することのできる少なくとも１つの中央検出区域の大きさが、少なくとも１つの中央検出区域に比べて検出面の縁部により近く配置することのできる少なくとも１つの縁部検出区域の大きさよりも大きくなっていることができる。このようにして、より遠い距離の所の物体を検出するための少なくとも１つの検出区域を、少なくとも１つの検出面の中央部に配置することができる。より近くの周囲における物体を検出するための少なくとも１つの検出区域は、少なくとも１つの検出区域の境界部付近に配置することができる。
【００２０】
第１延長方向が空間的に略垂直に延びているような少なくとも１つの検出区域の向きでは、少なくとも１つの縁部検出区域を、少なくとも１つの検出面上の、空間的に上か、空間的に下に配置することができる。特に、対応する受信用の光学部品類を用いることで、少なくとも１つの中央検出区域において、ずっと遠い距離にある物体からの受信光線を検出することができる。より近い物体（特に、地面、とりわけ路面上に配置されたもの）からの受信光線は、少なくとも１つの縁部検出区域において検出することができる。
【００２１】
更なる有利な実施形態では、より大きい大きさの少なくとも１つの第１検出区域、特に中央検出区域における角分解能の、より小さい大きさの少なくとも１つの第２検出区域、特に縁部検出区域における角分解能に対する比率を、約１２対１から８対１の間、特に約１０対１とすることができる。このようにして、少なくとも１つの第１検出区域を用いて、遠距離においても相応に大きな物体を検出することができる。その上、少なくとも１つの第２検出区域を用いて、より近い距離の所のより小さな物体も検出することができる。
【００２２】
より大きな角分解能によって、対応する検出区域の分解能を低下させることができる。従って、より小さな角分解能によって分解能を向上させることができる。
【００２３】
小さな物体でさえも改善された信号対ノイズ比で検出できるようにするために、それぞれが減少した角分解能を有する複数の第２検出区域を設けることが有利である。
【００２４】
少なくとも１つの第１検出区域、特に少なくとも１つの中央検出区域の角分解能は、約０．８°から１．２°の間、特に１°とすることができるのが有利である。このようにして、相応により遠い距離の所の（特に、遠方界における）相応により大きな物体について、十分な分解能を達成することができる。とりわけ、このようにして、約１ｍから２ｍの大きさのより大きな物体（特に、車両や人物）を、８０ｍから１２０ｍの間（特に１１０ｍに至るまで）の、より遠い距離の遠方界においてもなお受信装置で検出することができるのである。
【００２５】
少なくとも１つの第２検出区域、特に少なくとも１つの縁部検出区域の角分解能は、０．０８°から０．１２°の間、特に約０．１°とすることができるのが有利である。このようにして、より近い距離の所の（特に、近傍界における）小さな物体もなお検出することができる。かくして、近傍界において（特に、数メートルの距離の所で）、数センチメートル程度のもっと小さな物体（特に、岩石、陥没部、送水管など）をなおも受信装置で検出することができる。
【００２６】
更なる有利な実施形態では、少なくとも１つの検出区域が撮像点を以て実施されることができ、および／または、少なくとも１つの検出区域が複数の撮像点で構成されていることができる。
【００２７】
少なくとも１つの検出区域は、単一の撮像点を以て実施することができるのが有利である。このようにして、当該少なくとも１つの検出区域を別個に読み取って相応に解析することができる。異なる検出区域の撮像点同士は（それらが、少なくとも第１延長方向で異なる大きさを有することのできるように）異なる寸法を有することができる。
【００２８】
それに代えて、或いはそれに加えて、少なくとも１つの検出区域を複数の撮像点で構成することができる。この場合、撮像点同士を（特に、プロセッサ平面やソフトウエア平面上で）電気的／電子的に一緒に接続し、および／または適切な方法を用いて解析することができる。この場合、必要に応じて各撮像点を相応に大きな検出区域で構成することができる。
【００２９】
よく知られているように、撮像点は「ピクセル」と呼ぶことができる。
【００３０】
更なる有利な実施形態では、少なくとも１つの光学センサを電気光学センサとすることができる。電気光学センサでは、受信した光学的な信号を電気的な信号へと変換することができる。電気的な信号は、適切な電気／電子制御および／または解析装置で読取りおよび／または処理することができる。
【００３１】
少なくとも１つの光学センサは、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサ、フォトダイオード・アレイなどとして具体化することができる。
【００３２】
更に、検出機器についての本発明による技術的目的は、少なくとも２つの検出区域それぞれの大きさが、少なくとも第１延長方向に沿って見たときに異なっているという点において達成される。
【００３３】
検出機器は、周囲の情報（特に、検出された物体についての情報）を解析することのできる少なくとも１つの、特に電気／電子的な制御および／または解析装置を備えることができるが、それは検出機器によって制御され、および／または検出機器で検出されるものである。
【００３４】
少なくとも１つの制御および／または解析装置は、運転支援システムにおける少なくとも１つの特に電気／電子的な制御装置に接続されることができるのが有利である。このようにして、運転支援システムは、検出機器で検出された情報に基づいて、車両の対応する機能的装置類を制御することができる。
【００３５】
加えて、運転支援システムについての本発明による技術的目的は、少なくとも２つの検出区域それぞれの大きさが、少なくとも第１延長方向に沿って見たときに異なっているという点において達成される。
【００３６】
その他、本発明による受信装置、本発明による検出機器、および本発明による運転支援システム、並びに、それらの各自の有利な諸実施形態に関して示される特徴や利点同士は、必要な変更がなされているならば互いに対応しており、逆もまたしかりである。個々の特徴や利点同士は、もちろん互いに組み合わせることができ、その場合、個々の効果同士の総和を超えた更に有利な諸効果を利用することができる。
【００３７】
本発明の更なる利点、特徴、および詳細は、以下の説明から結果として得られるが、その説明においては、本発明の例示的な実施形態が図面を用いて詳細に記述される。当業者は、図面、当該説明、および特許請求の範囲の組み合わせにおいて個々に開示される諸特徴をも有利に考慮するであろうし、それらの特徴同士を更に有意義な組み合わせへと結合させるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ＬｉＤＡＲシステムを伴う運転支援システムを備えた自動車両を正面図にて模式的に示す図。
【図２】図１のＬｉＤＡＲシステムを伴う運転支援システムを有した自動車両における機能線図を模式的に示す図。
【図３】図１および図２のＬｉＤＡＲシステムにおける受信装置のセンサの正面図を模式的に示す図。
【図４】遠方界の物体を検出したときの、図１および図２のＬｉＤＡＲシステムにおける受信装置の側面図を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
各図において、同一の構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００４０】
図１には、乗用車の形態の自動車両１０が正面図にて示されている。自動車両１０は、例としてＬｉＤＡＲシステム１２の形態の、光学検出機器を備えている。ＬｉＤＡＲシステム１２は、例として自動車両１０のフロントバンパー内に配置されている。ＬｉＤＡＲシステム１２を用いて、自動車両１０の進行方向１６の前方における監視区域１４を物体１８について監視することができる。ＬｉＤＡＲシステム１２は、自動車両１０上の他の箇所に配置することもでき、また異なる向きとすることができる。物体１８は例えば、別の車両、人物、岩石、送水管、その他の障害物、例えば路面の凹凸、特に陥没部でもあり得る。図２および図４においては、いずれの場合も、物体１８が例として格子縞の矩形として示されている。図２は別様に、空間的な向きを与えない、自動車両１０における一部の構成要素の機能線図にすぎない。
【００４１】
ＬｉＤＡＲシステム１２は、光パルス移動時間法によって作動する。ＬｉＤＡＲシステム１２を用いて、自動車両１０に対する物体１８の距離を決定することができる。ＬｉＤＡＲシステム１２は例えば、走査システム、例えば所謂レーザースキャナや、所謂フラッシュＬｉＤＡＲシステムとして設計することができる。
【００４２】
ＬｉＤＡＲシステム１２は、運転支援システム２０の一部であるか、或いは、少なくとも運転支援システム２０に接続されることができる。運転支援システム２０で自動車両１０の運転者を支援することができる。例えば、運転支援システム２０を使用して、自動車両１０を少なくとも部分的に自律的に走行させることができる。運転支援システム２０を用いて、自動車両１０の運転機能、例えばエンジン制御機能や、制動機能や、操舵機能に影響を及ぼすことができたり、指示や警告の信号類を出力することができたりする。この目的のために、運転支援システム２０は、統制および／または制御のための機能的装置２２へ接続される。図２においては、例として２つの機能的装置２２が示されている。機能的装置２２は例えば、エンジン制御システム、制動システム、操舵システム、シャシ制御装置、または信号出力システムである。
【００４３】
運転支援システム２０は、電子制御装置２４を備えている。その制御装置２４を用いて、適切な電子制御・統制信号を、各機能的装置２２へ送信し、および／または、各機能的装置２２から受信して処理することができる。
【００４４】
ＬｉＤＡＲシステム１２は、送信装置２６、電子制御・解析装置２８、および受信装置３０を備えている。
【００４５】
制御・解析装置２８は、信号を送るために制御装置２４に接続されている。制御装置２４を用いて、ＬｉＤＡＲシステム１２の物体情報に応じて自動車両１０の運転機能を制御／統制することができる。電子制御および／または解析機器（例えば、制御装置２４など）、制御・解析装置２８、自動車両１０のエンジン制御ユニットや、それらに類するものが、１つないし複数の構成要素に統合されるか、少なくとも部分的に分散された構成要素として実施されるかどうかは、本発明にとって重要なことではない。
【００４６】
送信装置２６は、光源（例えばレーザー）を備えており、その光源を用いて、光信号の形態の送信信号を送信することができる。光源を用いて、パルス状の光学的な送信信号３２を監視区域１４内へと送信することができる。送信信号３２は、物体１８で反射され、相応にパルス状の光学的な受信信号３４として受信装置３０へ送り返される。制御・解析装置２８を用いて、光移動時間（即ち、送信信号３２の送信と、対応する受信信号３４の受信との間の時間）から、物体１８の距離が決定される。
【００４７】
図１、図３、および図４において、より良好な方向付けのために直交ｘ−ｙ−ｚ座標系の対応する各軸が示されている。自動車両１０およびＬｉＤＡＲシステム１２の通常作動時の向きでは、ｘ−ｙ平面が道路の平面と平行に広がっている。水平に広がる平面の道路の場合、ｘ−ｙ平面は空間的に水平に広がっている。ｚ軸は、道路の平面と直角をなして、即ち相応して空間的に垂直に延びている。以下で「水平」や「垂直」と述べる場合、これは車両１０やＬｉＤＡＲシステム１２や、それらの構成要素に関するものである。これは、必ずしも空間的に水平ないしは空間的に垂直な向きに相当するものではない。図１、図３、および図４の表現は、より明確にするため、別様に、直線方向や角方向に一定の縮小比とはなっていない。
【００４８】
受信装置３０は、例として２次元ＣＣＤアレイの形態の、電気光学センサ３６を備えている。これは監視区域１４から見た正面図にて、図３に示されている。
【００４９】
センサ３６は、多数の（「ピクセル」としてよく知られた）撮像点の形態の光学的検出区域４０，４２を伴った検出面３８を備えている。検出区域４０および４２は、個別に解析することができる。検出面３８は、ｙ−ｚ平面と略平行に広がっている。
【００５０】
検出面３８は例として、それぞれが１２個の検出区域４０および４２を伴った２３個の列４４へと分割されている。列４４のそれぞれが、ｚ軸と平行に延びる第１延長方向４６に沿って延びている。列４４同士は、ｙ軸と平行に延びる第２延長方向４８で見たときに互いに隣接して配置されている。
【００５１】
検出区域４０および４２は、例として２つの寸法で設計されており、以下で第１の、中央検出区域４０、および第２の、縁部検出区域４２と呼ばれる。第１延長方向４６においては、中央検出区域４０の大きさが、縁部検出区域４２の大きさよりも相当に大きくなっている。第２延長方向４８においては、例として中央検出区域４０と縁部検出区域４２との大きさが同一となっている。その結果、中央検出区域４０は各々、それぞれの縁部検出区域４２よりも大きい、光子を検出するための有効面積を備えている。
【００５２】
列４４のそれぞれが、検出面３８の垂直方向中央部に４つの中央検出区域４０を備えている。中央検出区域４０同士は、互いに直接的に隣接して配置されている。隣り合った各列４４の中央検出区域４０同士が、検出面３８の中央検出部分５０を形成している。中央検出部分５０は、検出面３８の２つの垂直な側縁部同士の間を水平に広がっている。
【００５３】
図３のセンサ３６における上方の水平縁部と下方の水平縁部に加えて、各列４４に４つの縁部検出区域４２が互いに直接的に隣接して配置されている。互いに隣り合った各列４４の縁部検出区域４２同士が、検出面３８の合計２つの縁部検出部分５２を形成している。縁部検出部分５２はそれぞれ、検出面３８の２つの垂直な側縁部同士の間を水平に広がっている。
【００５４】
中央検出区域４０それぞれの角分解能は同一である。更に、縁部検出区域４２それぞれの角分解能は同一である。中央検出区域４０それぞれの角分解能の、縁部検出区域４２それぞれの角分解能に対する比率は、例として約１０対１である。各中央検出区域４０の角分解能は、例として、いずれの場合も約１°である。各縁部検出区域４２の角分解能は、例として、いずれの場合も約０．１°である。
【００５５】
中央検出部分５０においては、遠方界の物体１８からの受信信号３４が十分な分解能で検出される。かくして、遠方界に存在する、例えば車両や人物などのより大きな物体１８を検出することができる。縁部検出部分５２においては、近傍界に存在する物体１８からの受信信号３４を、中央検出部分５０の分解能に比べて相応に高い分解能で検出することができる。かくして、近傍界に存在するもっと小さな物体、例えば岩石や陥没部や送水管などを検出することができる。本発明の意義においては、例えば数メートルの範囲内の距離が近傍界と呼ばれる。遠方界は、例えば１１０ｍまでに至る、より遠い距離を表す。
【００５６】
図４には例として、遠方界において受信装置３０で検出される物体１８の筋書きが示されている。表現はこの場合、より明確にするため、直線方向や角方向に一定の縮小比とはなっていない。受信装置３０は、例えば２０°の開口角βを有している。物体は、受信装置３０のセンサ３６から、例えば１１０ｍの距離Ｒの所にある。物体１８は、ｚ軸の方向（即ち、センサ３６の第１延長方向４６）に例えば２ｍの大きさＨと、ｙ軸の方向（即ち、センサ３６の第２延長方向４８）に１ｍの、図示しない大きさとを有している。例として、垂直方向の列４４毎にＮｒ＝５１７個の光子が、物体１８によってセンサ３６へと受信信号として反射される。センサ３６の両側でのｚ軸方向における物体１８の物標視野の物標角αに対する距離Ｒ＝１１０ｍでは、三角法の論拠より以下の数学的関係が当てはまる。
α=２tan-1(0.5xH/R)=２tan-1(0.5x2m/110m)≒1.042°
【００５７】
受信信号３４が０．１°の角分解能を有した縁部検出区域４２にて一方の縁部検出部分５２内へ入射したとすれば、物標角αは従って、１．０４２°／０．１°＝１０．４２個分の縁部検出区域４２の範囲に及ぶであろう。垂直方向の列４４毎に総数Ｎｒ＝５１７個の光子については、そういうわけで、照射される各縁部検出区域４２上へ５１７／０．４２≒４９個の信号光子が入射するのである。
【００５８】
それぞれが１°の角分解能を備えた中央検出区域４０を伴う中央検出部分５０においては、物標角αは、１．０４２°／１°＝１．０４２個分の縁部検出区域４２の範囲に及ぶであろう。垂直方向の列４４毎に総数Ｎｒ＝５１７個の光子では、照射される各中央検出区域４０上へ５１７／１．０４２≒４９６個の信号光子が入射するのである。
【００５９】
それ以上に重要なものではない統計上の理由で、ノイズNnoise（例えば、環境光ノイズ）から信号を識別できるようにするために要求される必要信号光子の最小数nmin, pixel, pulseは、
nmin, pixel, pulse=4√Nnoise
によって数学的に記述される。
【００６０】
計測により、環境光のせいで、列４４毎に約２４８２４７個のノイズ光子Nnoiseがセンサ３６上に作用することが示されている。
【００６１】
センサ３６のある１つの列４４が、例えば０．１°の角分解能をそれぞれ有した２００個の縁部検出区域４２のみからなっているとすれば、約２４８２４７／２００≒１２４１個のノイズ光子Nnoiseが各縁部検出区域４２上へ入射するであろう。上記の関係によれば、必要信号光子の最小数nmin, pixel, pulse=4√１２４１≒１４０という結果が得られるであろう。物体距離Ｒ＝１１０ｍでの図４に示す筋書きについては、しかしながら縁部検出区域４２のそれぞれに約４９個の信号光子しか入射しないであろう。従って、信号対ノイズ比が低すぎるために、何の信号も検出されないであろう。
【００６２】
代わりに、ｚ軸の方向に同じ寸法を有したセンサ３６のある１つの列４４が、例えば１°の角分解能をそれぞれ有した２０個のより大きな中央検出区域４０のみからなっているとすれば、約２４８２４７／２０≒１２４１２個のノイズ光子Nnoiseが各中央検出区域４０上へ入射するであろう。上記の関係によれば、必要信号光子の最小数nmin, pixel, pulse=4√１２４１２≒４４５という結果が得られるであろう。図４に示す筋書きでは、中央検出区域４０のそれぞれに約４９６個の信号光子が入射するであろう。中央検出区域４０の角分解能を縁部検出区域４２に比べて大きくすることによって、信号光子の数が信号を検出するのに十分であるよう、信号対ノイズ比が改善されるのである。かくして、１°の角分解能を有した中央検出区域４０によって、第１延長方向４６と平行に２ｍの大きさＨを有する上述した物体１８を、１１０ｍの距離で検出することが可能となるのである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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