激光雷达接收单元以及激光雷达传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种激光雷达接收单元(1)，所述激光雷达接收单元用于检测所述激光雷达接收单元(1)的周围环境(12)中的激光(20)，所述激光雷达接收单元(1)具有探测器面(2)和相对于所述探测器面(2)不可移动地布置的测试光照射单元(4)，其中，所述测试光照射单元(4)构造为照射所述探测器面(2)以模拟背景光。本发明专利技术还涉及一种具有这种激光雷达接收单元的激光雷达传感器。雷达传感器。雷达传感器。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达接收单元以及激光雷达传感器


[0001]本专利技术涉及一种激光雷达接收单元。本专利技术还涉及一种具有这种激光雷达接收单元的激光雷达传感器。该激光雷达接收单元有利地能够执行优化的自我测试。

技术介绍

[0002]由现有技术已知，尤其自动化驾驶的车辆具有激光雷达传感器，以便扫描周围环境。这种激光雷达传感器基于多个功能测试进行检查，其中，所有这些测试都取决于环境影响，例如尤其是背景光。为了能够执行最佳的测试，在实验室测试中，如下背景光强度是必要的：这种背景光强度与现实世界中存在的那些背景光强度是可比较的。激光雷达传感器的实际使用中的背景光通常是由太阳光生成的。
[0003]此外，尤其在自主驾驶的车辆中，激光雷达传感器定期执行自我测试是有利的。如此，尤其已知，定期检查激光雷达传感器的激光光源的输出功率，以便确保在激光雷达传感器的使用寿命期间的稳定输出功率。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术的激光雷达接收单元能够以简单且成本有利的方式和方法执行自我测试。为此，一方面能够最佳地模拟背景照射，另一方面也能够以简单且低开销的方式执行接收器自身的功能测试。为此，设置附加的测试光照射单元，其固定地安装在激光雷达接收单元中，并且其以有利的方式允许模拟背景光。
[0005]激光雷达接收单元用于检测激光雷达接收单元的周围环境中的激光。激光雷达接收单元尤其是激光雷达传感器的一部分，该激光雷达传感器将激光发射到周围环境中，从而激光雷达接收单元能够检测由周围环境反射的激光。激光雷达接收单元具有探测器面，其中，探测器面有利地是多个像素的二维布置。因此，基于像素能够确定所检测的光量。
[0006]此外，设置测试光照射单元，该测试光照射单元相对于探测器面不可移动地布置。测试照射单元构造为用于照射探测器面以模拟背景光。不需要附加的措施来模拟背景照射。相反，激光雷达接收单元本身已经具有能够模拟背景光强度的相应光源。因此优选地设置，在测试光照射单元与探测器面之间存在小的空间距离，从而在来自测试光照射单元的低光强度的情况下已经能够进行真实背景光条件的最佳模拟。测试光照射单元尤其构造为照射整个探测器面。同样，优选地设置，测试光照射单元指向探测器面地发射光，从而优选地阻止对探测器面之外的区域的照射。因此可以实现探测器面的有针对性的照射，由此，由测试照射单元仅须发射低的光强度。
[0007]如果对具有如前所述的激光雷达接收单元的激光雷达传感器执行功能测试，则仅需激活测试光照射单元以模拟背景光。因此，能够以简单且低开销的方式执行功能测试。因此，这种功能测试的重复执行也可以简单且低开销地实现。在激光雷达传感器的正常测量运行中，有利地停用测试光照射单元。
[0008]以下包含本专利技术的优选扩展方案。
[0009]优选地设置，激光雷达接收单元具有至少一个光学元件。该光学元件优选地是整个物镜的一部分。至少一个光学元件构造为将周围环境成像到探测器面上。以这种方式，使得探测器面能够有利地检测来自周围环境的激光。基于前述有利地存在的像素，可以实现所检测的激光的空间关联。测试光照射单元有利地关于(bez
ü
glich或bzgl.)从光学元件延伸到探测器面的光轴布置在探测器面和光学元件的相应位置之间。在此，特别有利地设置，测试光照射单元关于光轴在光学元件与探测器面之间错开地布置，从而不影响或屏蔽从光学元件延伸到探测器面的激光。因此，通过将测试光照射单元布置在探测器面与光学元件之间，有利地实现探测器面与测试照射单元之间的前述紧密空间布置。因此非常有利地放置测试光照射单元。
[0010]特别有利地设置，测试光照射单元构造为照射至少一个光学元件。因此，基于由测试光照射单元发射的测试光的反射实现探测器面的间接照射，因为所述测试光由光学元件反射。因此，光学元件构造为通过反射测试光照射单元的光来照射探测器面。以这种方式，可以借助测试光来实现探测器面上非常均匀的光分布。由此实现对背景光的有利模拟。
[0011]此外特别有利地设置，至少一个光学元件至少在面向探测器面的一侧上具有抗反射涂层。抗反射涂层对其有效的波长在此优选地不同于由测试光照射单元发射的光的波长。因此，抗反射涂层有利地仅对从周围环境中检测到的激光有效。因此，抗反射涂层有利地仅抑制反射的激光，而不抑制由测试光照射单元发射的光的反射。
[0012]在一种替代的构型中，测试光照射单元优选地构造为直接照射探测器面。因此，测试光照射单元有利地如此取向，使得发射的光可以直接到达探测器面而没有附加的反射。以这种方式使损耗最小化，从而可以以由测试光照射单元输出的非常低的光功率实现背景光的最佳模拟。
[0013]此外优选地设置，激光雷达接收单元具有壳体。一方面，探测器面布置在壳体中，另一方面，测试光照射单元固定在壳体中。因此实现测试光照射单元相对于探测器面的先前描述的、有利的、不可移动的布置。壳体附加地具有开口，通过该开口，能够由探测器面检测来自周围环境的激光。在所述开口中优选地存在先前所述的有利的光学元件。因此，此外，测试光照射单元在探测器面与开口之间的先前描述的、有利的布置以简单且低开销的方式实现。通过将测试光照射单元固定在壳体上还能够实现：测试光照射单元不干扰开口或光学元件与探测器面之间的激光光路，并且因此对激光雷达传感器的正常测量运行不具有影响。
[0014]测试光照射单元优选地具有多个单光源(Einzellichtquellen)。多个单光源布置在围绕探测器面的不同位置处，并且用于从不同方向照射探测器面。以这种方式，可以实现探测器面上的均匀光分布，从而可以执行高质量的背景光模拟。
[0015]在另一优选的构型中，测试光照射单元构型为可调光的。因此可以调整所模拟的背景光的光强度。特别有利地，调光无级地(stufenlos)进行，从而能够模拟可变的背景光条件。
[0016]测试光照射单元优选地具有至少一个发光二极管。发光二极管具有高的效率，并且因此可以在消耗少量电能的情况下生成高的光功率。
[0017]优选地，激光雷达接收单元还具有控制单元。控制单元优选地设置为借助测试光照射单元在预定义的时间段内照射探测器面。附加地，控制单元优选地设置为在预定义的
时间段期间检测探测器面的每个像素的计数率最后，控制单元设置为，当计数率低于预定义的值时识别像素的缺陷。因此，基于测试照射单元还可以执行探测器面的自我测试。因此，尤其可以求取探测器面的老化状况，以便因此估计整个激光雷达传感器的性能。因此，具有相应激光雷达接收单元的激光雷达传感器也可以在其整个使用寿命期间不间断地关于其性能能力进行测试。该测试能够通过所描述的激光雷达接收单元以简单且低开销的方式执行。
[0018]在一种优选的构型中，激光雷达接收单元涉及旋转的接收单元，其中，探测器面布置在转子上。因此，探测面能够围绕转子轴旋转。在此，预定义的旋转角度范围表示死区(Totbereich)。在死区中，通过探测器面检测周围环境受阻，例如因为在死区中探测器面指向壳体部分，该壳体部分因此阻止对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达接收单元(1)，其用于检测所述激光雷达接收单元(1)的周围环境(12)中的激光(20)，所述激光雷达接收单元(1)具有：探测器面(2)，相对于所述探测器面(2)不可移动地布置的测试光照射单元(4)，其中，所述测试光照射单元(4)构造为，照射所述探测器面(2)以模拟背景光。2.根据权利要求1所述的激光雷达接收单元(1)，其特征在于至少一个光学元件(3)，其中，所述光学元件(3)将所述周围环境(12)成像到所述探测器面(2)上，其中，所述测试光照射单元(4)的位置关于从所述光学元件(3)延伸到所述探测器面(2)的光轴(200)布置在所述探测器面(2)和所述光学元件(3)的相应位置之间。3.根据权利要求2所述的激光雷达接收单元(1)，其特征在于，所述测试光照射单元(4)构造为照射所述至少一个光学元件(3)，其中，所述光学元件(3)构造为，反射所述测试光照射单元(4)的光，并且因此借助所述测试光照射单元(4)的光来照射所述探测器面(2)。4.根据权利要求3所述的激光雷达接收单元(1)，其特征在于，所述至少一个光学元件(3)至少在面向所述探测器面(2)的一侧上具有抗反射涂层(5)，其中，所述抗反射涂层(5)对其有效的波长不同于由所述测试光照射单元(4)发射的光的波长。5.根据权利要求1或2所述的激光雷达接收单元(1)，其特征在于，所述测试光照射单元(4)构造为，直接照射所述探测器面(2)。6.根据以上权利要求中任一项所述的激光雷达接收单元(1)，其特征在于壳体(6)，所述探测器面(2)布置在所述壳体中并且所述测试光照射单元(4)固定在所述壳体上，其中，所述壳体(6)具有开口(7)，通过所述开口，来自所述周围环境(12)的激光能够由所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：