[发明专利]用于光学距离测量的方法和装置

说明书

公开了改进的光学距离测量方法，其中发射矩阵用于发射测量脉冲并且接收矩阵用于接收所述测量脉冲，仅发射矩阵的发射元件的子集被激活。

技术领域

本发明涉及用于光学距离测量的方法以及装置。

背景技术

光学距离测量，特别是用于车辆无人驾驶导航的光学距离测量是基于飞行时间原理。最常用的是扫描传感器，优选地是LIDAR(“光检测和测距”的简称)传感器，它周期性地发出脉冲。这些脉冲被对象反射，其中反射的脉冲被检测。通过确定从传感器到对象以及返回的脉冲持续时间，可以根据光速推断到这些对象的距离。特别地，使用3D LIDAR传感器，对于这些传感器，现有技术已知两种不同的距离测量方法：

一方面，存在扫描LIDAR传感器，其通常基于机械扫描，即，LIDAR传感器或其部件的旋转运动或振动。例如，EP 2 388 615A1描述了用于这种扫描LIDAR传感器的实施例，其中发射器和接收器的视场被机械地转向。

现有技术已知的扫描LIDAR传感器的缺点在于扫描总是与机械部件的运动相关联。这些可移动部件主要是传感器的相对较大的旋转镜或甚至传感器的更大的部件，例如扫描头，整体移动的质量非常大。由于这个原因，这种类型的LIDAR传感器中的扫描机构对传感器的尺寸和成本有显著的贡献，因为除了移动的部件之外，也必须有用于致动电子集件的对应的电子器件可用的空间。

另一种类型的3D LIDAR传感器涉及闪光LIDAR传感器，其中整个视场同时被照亮。但是，这要求非常高的脉冲功率，通常为几千瓦，因此在大视场中可以实现技术上合理的范围。由于在测量窗期间总是在接收器侧评估整个视场，因此从现有技术已知的闪光LIDAR传感器极易受到外部干扰。这适用于有针对性的攻击以及由迎面而来或正在观看相同场景的其他车辆中的相同类型的传感器引起的无意干扰。正是在自动驾驶领域，即车辆的无人驾驶导航领域，这种针对有针对性的或无意的干扰源的稳健性的缺乏是不可接受的，特别是从安全角度来看。

发明概述

本发明的目的是改进距离测量方法，以消除对可移动部件的需要。另外，该方法要尽可能地抵抗干扰脉冲。本发明的目的是进一步提供相应的距离测量装置，该距离测量装置不依赖于可移动来进行扫描，并且还被设计为具有抗干扰脉冲的较高的鲁棒性。

上述目的通过根据本发明的光学距离测量方法来实现，其中多个测量脉冲通过具有多个发射元件的至少一个发射矩阵来发射。至少一个发射的测量脉冲以反射的测量脉冲形式被测量对象反射，该反射的测量脉冲由具有多个接收元件的至少一个接收矩阵接收。测量对象反射的测量脉冲是先前发射的测量脉冲，唯一的区别是其传播方向已经通过其在测量对象上的反射而改变。反射的测量脉冲因此可以被理解为发射的测量脉冲的回波。确定到达测量对象以及返回的至少一个测量脉冲的持续时间，并且将其用于基于光速确定由测量脉冲覆盖的到测量对象的距离。测量脉冲也可能依次击中多个依次放置并仅被部分覆盖的测量对象，从而测量脉冲产生多个回波，即多个反射脉冲。

根据本发明，发射矩阵包括发射元件的第一子集和发射元件的第二子集，每个子集包括至少一个发射元件，其中发射矩阵的发射元件以这样的方式被激活和/或去激活，使得地发射元件的第一子集排他地在第一时间是活动的，使得分配给发射元件的第一子集的至少一个发射元件排他地发射测量脉冲，并且其中排他地发射元件的第二子集排他地在第二时间是活动的，使得分配给发射元件的第二子集的至少一个发射元件排他地发射测量脉冲。