(57)【要約】  走査範囲を走査するためのライダーシステムであって、少なくとも１つの放射光源によって放射光を生成し、生成した放射光を走査範囲に沿って放射するための送信ユニットと、走査範囲において反射または後方散乱された放射光を受信し分析するための少なくとも１つの受信ユニットとを備えるライダーシステムが開示されている。当該生成した放射光が照射する走査範囲は少なくとも２つの区域に分割されており、走査範囲のうちの少なくとも１つの第１の区域が、少なくとも１つの第２の区域よりも高い放射パワー走査される。さらに制御ユニットが開示されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査範囲（Ａ）を走査するためのライダーシステム（１）であって、
少なくとも１つの放射光源（１２，１４）によって放射光（７，８）を生成し、当該生成された放射光（７，８）を走査範囲（Ａ）に沿って放射するための送信ユニット（２）と、
前記走査範囲（Ａ）において反射または後方散乱された放射光（６）を受信し分析するための少なくとも１つの受信ユニット（４）と
を備え、
当該生成された放射光（７，８）が照射する走査範囲（Ａ）は少なくとも２つの区域（Ｐ１，Ｐ２）に分割されており、前記走査範囲（Ａ）のうちの少なくとも第１の区域（Ｐ１）が、第２の区域（Ｐ２）よりも高い放射パワーで走査されることを特徴とするライダーシステム（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のライダーシステムであって、前記走査範囲（Ａ）のうちの前記少なくとも１つの第１の区域（Ｐ１）が、前記第２の区域（Ｐ２）によって取り囲まれている、ライダーシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のライダーシステムであって、物体（１６）が前記第２の走査範囲（Ｐ２）内に位置しているときに、前記走査範囲（Ａ）のうちの前記少なくとも１つの第１の区域（Ｐ１）における当該生成された放射光（７）の放射パワーは、前記第２の区域（Ｐ２）における放射パワーに調節可能である、ライダーシステム。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のライダーシステムであって、前記ライダーシステム（１）は、前記走査範囲（Ａ）のうちの前記少なくとも１つの第１の区域（Ｐ１）を照射するために、少なくとも１つの回転可能な放射光源、または、当該生成された放射光（７，８）を偏向させる回転可能なミラーを含む放射光源を有する前記送信ユニット（２）を備える、ライダーシステム。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載のライダーシステムであって、前記ライダーシステム（１）は、前記第２の区域（Ｐ２）を照射するために少なくとも１つのパルス放射光源を有する送信ユニット（２）を備える、ライダーシステム。
【請求項６】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のライダーシステムであって、前記走査範囲（Ａ）のうちの少なくとも１つの第１の区域（Ｐ１）にはパルス面照射型放射光源によって、前記走査範囲（Ａ）の第２の区域（Ｐ２）には走査型放射光源によって、当該生成された放射光（７，８）が照射可能である、ライダーシステム。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載のライダーシステムであって、前記少なくとも１つの第１の区域（Ｐ１）を照射するために生成された放射光（７）と、前記走査範囲（Ａ）の前記第２の区域（Ｐ２）を照射するために生成された放射光（８）とは互いに異なる波長を有する、ライダーシステム。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載のライダーシステムであって、前記少なくとも１つの第１の区域（Ｐ１）の位置および／または大きさは、状況に応じて適応可能であり、および／または、少なくとも１つの第１の区域（Ｐ１）は複数の第１の区域（Ｐ１）に分割可能である、ライダーシステム。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載のライダーシステムであって、前記走査範囲（Ａ）の前記第２の区域（Ｐ２）は、少なくとも２つの第２の区域（Ｐ２）に分割されており、前記少なくとも２つの第２の区域（Ｐ２）には、互いに異なる放射パワーの放射光を照射可能である、ライダーシステム。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載のライダーシステムであって、少なくとも１つのセンサの測定データに基づいて、前記少なくとも１つの第１の区域（Ｐ１）および／または少なくとも１つの前記第２の区域（Ｐ２）の位置および／または大きさの調節が行われる、ライダーシステム。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載のライダーシステムであって、物体（１６）がある距離範囲内で検出されたときに、前記走査範囲（Ａ）のうちの前記少なくとも１つの第１の区域（Ｐ１）おおよび／または少なくとも１つの前記第２の区域（Ｐ２）が適応可能である、ライダーシステム。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載のライダーシステム（１）を制御し評価するための制御ユニット（１０）であって、該制御ユニット（１０）は、前記走査範囲（Ａ）のうちの少なくとも２つの区域（Ｐ１，Ｐ２）が互いに異なる放射パワーの放射光（７、８）で走査されるように、前記ライダーシステム（１）を動作させるように設定されている制御ユニット（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査範囲を走査するためのライダー（ＬＩＤＡＲ）システムであって、このライダーシステムは、少なくとも１つの放射光源によって放射光を生成し、生成した放射光を走査範囲に沿って放射するための送信ユニットと、走査範囲において反射または後方散乱された放射光を受信し分析するための少なくとも１つの受信ユニットとを有するライダーシステムに関する。さらに本発明は制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のライダー（ＬＩＤＡＲ：Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）システムは、送信ユニットおよび受信ユニットからなる。送信ユニットは、電磁放射光を連続的に、またはパルス状に生成して放射する。これらの放射光が、移動しているまたは定置の物体に衝突すると、放射光は物体によって受信ユニットの方向に反射される。受信ユニットは、反射された電磁放射光を検出し、反射された放射光に受信時間を割り当てることができる。これは、例えば、「伝播時間（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）」分析において、物体とライダーシステムとの間の距離を決定するために使用することができる。
【０００３】
ライダーシステムでは、レンジ、解像度、および走査範囲もしくはいわゆる「視野（ＦｏＶ：Ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  Ｖｉｅｗ）」は、ライダーシステムの性能を特徴づける関連パラメータである。特に、ライダーシステムのレンジは、主に放射光源のパワーに依存する。レーザが、しばしば、放射光源として使用される。使用されるレーザを有する製品は、ＩＥＣ６０８２５−１規格にしたがって分類されなければならない。眼の安全性に関しては、赤外線波長領域のレーザではレーザクラス１の限界値のみが安全であるとみなされる。このことは、長いレンジを必要とするライダーシステムを使用する場合にまさに問題である。ライダーシステムの最大レンジは、放射光源のパワーに比例するとみなすことができる。
【０００４】
レーザ安全性基準を満たすためには、放射光源の放射パワーを制限する必要があり、これによってレンジも制限される。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の基礎をなす課題は、拡大されたレンジを有するアイセーフ（眼に安全な）ライダーシステムを提案することであるといえる。
【０００６】
この課題は、独立請求項のそれぞれの対象によって達成される。本発明の有利な構成がそれぞれ従属請求項の対象である。
【０００７】
本発明の一態様によれば、走査範囲を走査するためのライダーシステムが提供される。ライダーシステムは、少なくとも１つの放射光源によって放射光を生成し、生成した放射光を走査範囲に沿って放射するための送信ユニットを有する。さらに、ライダーシステムは、走査範囲において反射または後方散乱された放射光を受信し分析するための少なくとも１つの受信ユニットを有し、生成した放射光が照射する走査範囲は少なくとも２つの区域（セクション）に分割されており、少なくとも１つの第１の区域は、走査範囲のうちの少なくとも１つの第２の区域よりも高い放射パワーで走査される。
【０００８】
本発明のさらなる態様によれば、ライダーシステムを制御し評価するための制御ユニットが提供され、制御ユニットは、走査範囲のうちの少なくとも２つの区域が放射パワーの異なる放射光で走査されるようにライダーシステムを動作させるように設定されている。
【０００９】
ライダーシステムによって、ＦｏＶもしくは走査範囲を少なくとも２つの区域に分割することができる。それぞれの区域は、生成された異なる放射光によって照射されるかもしくは走査される。このようにして、例えば、大きいレンジを有するものの開口角が比較的小さい区域と、より小さいレンジを有するものの開口角がより大きい区域とを実現することができる。
【００１０】
走査範囲のうちの少なくとも１つの第１の区域は、少なくとも１つの第２の区域内に配置することができる。代替的に、これらの区域は互いに離れていてもよいし、部分的に重なり合っていてもよい。
【００１１】
走査範囲のこれらの区域は、ライン状、長方形、三角形、円形などに形成されていてもよい。
【００１２】
それぞれの区域では、好ましくは、形状の他に、生成された放射光で走査する放射パワーが異なっていてもよい。これにより、それぞれの区域は異なるレンジを有することができる。
【００１３】
例えば、走査範囲のうちの第１の区域は、レーザクラス３Ｒを満たすように構成されてもよい。第２の区域は、走査範囲の第２の区域における人々の眼の安全性が保証されるように、レーザクラス１にしたがって構成されてもよい。
【００１４】
生成される放射光は、レーザおよび／またはＬＥＤによって生成可能であってもよい。
【００１５】
少なくとも１つの送信ユニットおよび少なくとも１つの受信ユニットは、好ましくは、制御ユニットに結合されており、これにより、ライダーシステムのそれぞれの構成要素を制御し調節することが制御ユニットによって実行可能である。
【００１６】
一実施形態によれば、走査範囲のうちの少なくとも１つの第１の区域は第２の区域によって取り囲まれている。これにより、少なくとも１つの第１の区域を第２の区域内に配置することができる。好ましくは、このようにして、最大でレーザクラス１に人を曝す少なくとも１つの放射光源の放射パワーの調整を実現することができる。特に、より低いパワーが加えられる走査範囲の区域は、より高いパワーが加えられる走査範囲の区域を通過してはならない人および／または物体を検出するために使用することができる。
【００１７】
さらなる実施形態によれば、物体が第２の走査範囲内に位置するときには、走査範囲のうちの少なくとも１つの第１の区域における生成放射光の放射パワーは、第２の区域における放射パワーに調節可能である。したがって、第２の区域のパワーの調整は、最大でレーザクラス１に人を曝すように配慮される。このために、ライダーシステムの動作がオン状態とされると、少なくとも１つの第１の区域のパワーは、走査範囲の第２の区域の値に初期設定される。走査範囲において物体が検出されない場合には、この範囲に人は誰もいないので、パワーを元の値に高めることができる。第２の区域は、例えばフレーム状に特徴づけられていると、側方から少なくとも１つの第１の区域内に誰も移動しないことを保証できる。しかしながら、このようなことが生じた場合には、第１の区域のパワーはレーザクラス１のレベルまで低減される。
【００１８】
中央のＦｏＶもしくは中央の走査範囲内で遠距離からライダーシステムに接近する人々は、少なくとも１つの第１の区域での距離測定によって検出され得る。
【００１９】
さらなる例示的な実施形態によれば、ライダーシステムは、走査範囲のうちの少なくとも１つの第１の区域を照射するために、少なくとも１つの回転可能な放射光源、または、生成された放射光を偏向させる回転可能なミラーを有する放射光源を有する送信ユニットを備える。走査範囲の複数の区域の照射は、異なる技術に基づく２つの別個のシステムによって実施され得る。少なくとも１つの第１の区域には、例えば、走査型または回転型のライダーシステムによって放射光が照射され得る。
【００２０】
したがって、それぞれの区域には、それぞれの区域のみを走査して評価する独自の送信ユニットおよび／または受信ユニットを設けることができる。
【００２１】
さらなる実施形態によれば、ライダーシステムは、第２の区域を照射するために少なくとも１つのパルス放射光源を有する送信ユニットを有する。したがって、走査範囲の第２の区域にいわゆる「フラッシュ型ライダー」を使用することができる。このために、点滅型ライダー装置のＦｏＶの低い適応性を利用して、外側の範囲または少なくとも１つの第２の区域の不変の照射を提供することができる。これに対して、少なくとも１つの第１の区域は、ＦｏＶを動的に変更することができる適応可能なシステムによって実現され得る。
【００２２】
さらなる実施形態によれば、走査範囲のうちの少なくとも１つの第１の区域にはパルス面照射型放射光源によって、走査範囲のうちの第２の区域には走査型放射光源によって、生成された放射光を照射可能である。これにより、代替的な可能性を提供することができ、走査型または回転型のライダーシステムによって生成された放射光を第２の区域に照射し、少なくとも１つの第１の区域がフラッシュ型ライダーシステムにより実現される。これは、走査型ライダーシステムの適応性により、第２の区域を照射するライダーシステムによって第１の区域が同時に観察もしくはカバーされることがないという根拠に基づいている。これにより、第２の区域に対してより高速な走査とより低いエネルギー消費とを実現することができる。
【００２３】
さらなる実施形態によれば、少なくとも１つの第１の区域を照射するために生成された放射光と、走査範囲のうちの第２の区域を照射するために生成された放射光とは互いに異なる波長を有する。これにより、走査範囲のうちの異なる区域を異なる波長の放射光で照射することができる。この場合、例えば９０５ｎｍと１５５０ｎｍなどのような、規格（ＩＥＣ６０８２５−１）によれば付加的に考慮する必要のない２つの波長を使用することが特に有利である。
【００２４】
さらなる例示的な実施形態によれば、少なくとも１つの第１の区域の位置および／または大きさは、状況に応じて適応可能であり、および／または、少なくとも１つの第１の区域は、複数の第１の区域に分割可能である。したがって、人の可能性のある物体が接近した場合に、少なくとも１つの第１の区域の大きさを適応させることができる。特に、区域の形状を変更または縮小することができる。さらに、検出された物体がより高い放射パワーから保護されるように、区域を分割することができる。
【００２５】
さらなる実施形態によれば、走査範囲のうちの第２の区域は、少なくとも２つの第２の区域に分割されており、少なくとも２つの第２の区域には、異なる放射パワーの放射光を照射可能である。したがって、少なくとも１つの第２の区域は、第１の区域と並行して、状況に応じて適応させることもできる。例えば、下方領域もしくは区域に道路を配置することができる。この場合、道路の上方の区域は、大きいレンジを提供するためにより高いパワーの放射光の照射を受けるように定められるか、または特徴づけされることができる。道路は数メートル内で検出され、よって多くのパワーが後方散乱されるので、道路を検出する下方区域をより少ないパワーで供することができる。
【００２６】
さらなる実施形態によれば、少なくとも１つの第１の区域および／または少なくとも１つの第２の区域の位置および／または大きさの設定は、少なくとも１つのセンサの測定データに基づいて行う。この場合、少なくとも１つの第１の区域の位置および大きさを選択するために、例えば、運転支援カメラまたはレーダセンサの画像を利用して、走査範囲における複数の区域の最適な配列と調節を行うことができる。このために、データを伝送するように付加的なセンサを制御ユニットに接続することができる。
【００２７】
さらなる例示的な実施形態によれば、物体がある距離範囲内で検出された場合、走査範囲のうちの少なくとも１つの第１の区域および／または少なくとも１つの第２の区域が適合可能である。このようにして、ライダーシステムが応答するように、物体が第２の区域もしくは監視範囲に位置している必要のある距離範囲を決定することができる。特に、この手段によって、誤検出を防止することができる。
【００２８】
以下では、本発明の好ましい例示的な実施形態を、著しく簡略化した概略図に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ライダーシステムを示す概略図である。
【図２】複数の異なる区域を有する走査範囲を示す概略図である。
【図３】少なくとも１つの第１の区域の適応を説明するために走査範囲を示す概略図である。
【図４】適応された第２の区域を有する走査範囲を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、ライダー（ＬＩＤＡＲ）システム１の概略図を示す。ライダーシステム１は、送信ユニット２と受信ユニット４とを有する。簡単にするために受信ユニット４について詳細には説明しないが、受信ユニット４は、１つ以上の検出器、受信光学系、および少なくとも１つの検出器を読み出すための対応する電子機器を有することができる。受信ユニット４は、後方散乱または反射した光線６を検出する役割を果たす。
【００３１】
送信ユニット２によって、ビーム７，８を生成して走査範囲Ａを走査するために使用することができる。
【００３２】
受信ユニット４および送信ユニット２は制御ユニット１０に接続されている。特に、制御ユニット１０は、送信ユニット２の２つの放射光源１２，１４に接続されており、受信ユニット４の測定データに基づいて放射光源１２，１４を制御することができる。
【００３３】
第１の放射光源１２は、走査範囲Ａのうちの第１の区域に放射光７を照射するための役割を果たす。第２の放射光源１４は、走査範囲Ａのうちの第２の区域Ｐ２に放射光８を照射するための役割を果たす。
【００３４】
放射光源１２，１４は、不可視領域の波長を有する放射光７，８を生成する。例えば、放射光７，８の波長は、９０５ｎｍまたは１５５０ｎｍであってもよい。
【００３５】
放射光源は、好ましくは、互いに並行して動作することができる。
【００３６】
放射光源１２，１４によって放射されるパワーは、第１の区域Ｐ１の放射光７が第２の区域Ｐ２の放射光８よりも高いパワーを有するように構成されている。例えば、第２の区域Ｐ２の放射光８は、人に対して無害であるレーザクラス１を満たすことができ、第１の区域Ｐ１ではレーザクラス３Ｒが選択される。
【００３７】
図２は、異なる区域Ｐ１，Ｐ２を有する走査範囲Ａの概略図を示す。特に、走査範囲Ａは、図１に示したライダーシステム１によって放射光７，８が照射する走査範囲に対応する。
【００３８】
照射は、回転型ライダーまたはフラッシュ型ライダーなどの、異なる技術を使用し得る別個のシステムによって実施できる。両方の区域Ｐ１，Ｐ２は、互いに異なる波長で機能することができる。
【００３９】
図３は、少なくとも１つの第１の区域Ｐ１の適応を示すために走査範囲Ａの概略図を示す。
【００４０】
ライダーシステム１の始動時には、区域Ｐ１，Ｐ２からなる走査範囲Ａ全体が第２の区域Ｐ２のパワーによって照射され、人が認識されなかった場合には、第１の区域Ｐ１のパワーが増大される。中央フィールドもしくは第１の区域Ｐ１は、第２の区域Ｐ２からなるフレームによって取り囲まれるように構成されている。人の可能性のある物体１６がフレームＰ２内に移動するとすぐに、第１の区域Ｐ１のレベルは第２の区域Ｐ２のレベルまで弱められる。代替的に、フィールドを第１の区域Ｐ１で分割し、物体１６のみを常に第１の区域Ｐ１のパワーで照射することができる。中央のＦｏＶ内で接近する人々は、第１の区域Ｐ１によって検出される。走査範囲Ａにおける第１の区域Ｐ１と第２の区域Ｐ２との分割は、状況に応じて適応的になされる。この場合、走査範囲Ａの区域Ｐ１，Ｐ２の最適な調節を行うために、複数のカメラまたはレーダシステムの組合わせを使用することができる。
【００４１】
図３ａ〜図３ｄでは、第１の区域Ｐ１を、検出された物体１６に対応して複数の区域Ｐ１にどのように分割することができるか、および／または、大きさおよび位置をどのように適応させることができるかが複数の例により示されている。
【００４２】
図４は、適応された第２の区域Ｐ２を有する走査範囲Ａの概略図を示す。
【００４３】
第２の区域Ｐ２は、ここでは、垂直方向に互いに重ねて配置された２つの第２の区域Ｐ２に分割される。第１の区域Ｐ１も状況に応じて適応するので、中心から外れて配置されている。例えば、下側の第２の区域Ｐ２には道路１８があり、第１の区域Ｐ１は、ライダーシステム１の上方の走査範囲１内に設定される。上方の第２の区域Ｐ２は、監視を行うために使用することができ、すなわち、上方の第２の区域Ｐ２は、第１の区域Ｐ１に変化をもたらす物体１６を検出するための役割を果たす。
【００４４】
下方の第２の区域Ｐ２では、道路１８が数メートルで検出され、したがって、多くのパワーが後方散乱されるので、低減されたパワーでの照射がなされる。道路の範囲における物体１６の検出は、第１の区域Ｐ１における放射パワーの変化をもたらさない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2021535376.tif 000011
2021535376.tif 000012
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