[发明专利]包括具有有源场景照明的光学检测器的驾驶员辅助系统

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及一种包括具有有源场景照明的光学检测器的驾驶员辅助系统。

背景技术

在先进驾驶员辅助系统(ADAS)中，优选红外波长的有源照明系统对于实现范围从夜视到如利用脉冲的或周期调制的有源照明的飞行时间技术或基于三角测量方法的不同技术(例如在夜间结构光成像或立体视觉)的不同三维光学感测方法的若干功能是有用的。

为了实现大照明角度，投射照明场的光学单元应该被安装在车辆前部除了更多凹入位置之外的前照灯或辐射器罩区域中，或可替代地在挡风玻璃的顶部中间区域或挡风玻璃角落。

然而，为了在汽车行人碰撞事件中减轻对行人的伤害，汽车的前部应该被设计成使得它通过露出组件的相对软的变形和后退吸收冲击能量。这导致关于驾驶员辅助系统的集成的问题。

发明内容

根据本发明的方面，一种驾驶员辅助系统包括具有有源场景照明的光学检测器。所述光学检测器包括：光源，用于将电能转换成光；投射光学器件，用于通过所述光源产生的光照亮场景；和一个或多个光学传感器，用于响应所述场景被照明来检测从所述场景返回的光。所述光源被热连接到散热器，以排出由所述光源产生的热量，所述投射光学器件通过一根或多根光纤光学连接到所述光源，以将由所述光源产生的光传输到所述投射光学器件。所述光学检测器在立体成像器、飞行时间成像器、结构光成像器、夜视系统或它们的任何组合之中选择。

如本领域技术人员可以理解的，在光源和投射光学器件之间设置一根或多根光纤减少了系统的设计约束。实际上，当装入汽车前部中时，包括光源、驱动器电子部件和散热器的完整照明单元在尺寸、质量和构造硬度方面太大，以致不能符合汽车前部的在涉及行人的汽车事故中最小化对于行人严重伤害的危险的设计。

将完整的照明单元定位在挡风玻璃的顶中部或上角部区域也有更多问题。首先，因为集成照明单元的可用空间很有限，因为该空间典型地已留着专用于一个或多个照相机和其它传感器。第二，因为，对于由光源和其驱动器电子部件产生的预期的几十瓦的废热的量而言，位于车顶下方的汽车内部的散热即便不是不可能的也是很困难的。

为了使用传统挤压型散热器去除废热，散热器对于必需消散的废能量水平需要相当大体积。散热器需求确定了照明单元的最小尺寸和重量且引起将照明单元设置作为整体式单元的严重问题。另外，当操作温度升高时，典型高功率半导体光源、LED或二极管激光器的电光能量转换的效率大大下降。而且这些装置的寿命由于长时期在升高的温度下操作而缩短。

应该理解的是本发明允许优化热管理，使得能够避免大的组件温度，这又将需要更大的散热器。

对于现代有源照明系统应考虑的另一问题区是电磁兼容性。根据需要满足的功能，光的发射在高频(HF)范围被调幅或以很短上升和下降时间被调制脉冲且改变重复率达到HF范围中的频率。由于光源，例如不同种类的高功率发光二极管(LED)或高功率二极管激光器，需要数量级为1A到几十A的大电流，所以包括光产生装置的电流驱动电路也是强电磁场和电磁干扰的来源，该强电磁场和电磁干扰通过电容性或电感耦合或通过电磁辐射可被转移到汽车的其它部件。因此，在照明模块中必需引入附加部件如RF扼流圈和HF屏蔽片，这增加了关于对单元的尺寸和重量限制需要的问题。如应该理解的，该问题也由于本发明而减少，因为包括任何屏蔽装置的光源可被布置成远离汽车前部中的投射光学器件，汽车前部由于上面提到的原因集成特别困难。

因而，在本发明的上下文中，代替将光源、用于光源的驱动器电子部件和将专门的光场分布投射到汽车前部的场景的光学器件集成到单一单元中，提出了一种照明系统，其中，投射光学器器件与包含光源和其驱动器电子部件的单元分离。利用光纤技术将光从光源单元传输到投射光学器件。独立于投射光学器件的位置，光源单元可被设置在车辆内很多可能的位置，关于可用空间可能施加较少的限制，且对于有效热管理可能比投射光学单元的位置更有利。分离的投射光学单元可以是小的且重量轻的结构，更容易在挡风玻璃边缘区域中或汽车前部中、前照灯区域或辐射器罩区域的不同位置找到空间。将投射光学器件分成分布在汽车的几个不同位置上的几个单元也是可以想到的。包括光源和其驱动器电子部件的单元也可以安置用于处理来自成像传感器的大数据流的计算单元，这减少了形成系统的分离单元和连接它们的数据线的数量，且也可减轻热管理问题。

根据本发明的优选实施例，所述光源包括光纤耦合的半导体激光器、光纤激光器、光纤耦合的半导体激光器的阵列、光纤耦合的LED和光纤耦合的LED阵列中的至少一个。