[发明专利]激光雷达系统和用于获知激光雷达系统的系统状态的方法

说明书

本发明涉及一种激光雷达系统(1)和一种用于获知激光雷达系统(1)的系统状态的方法。激光雷达系统(1)包括光源(2)、镜(3)、部分透明元件(4)、探测器阵列(5)和分析处理单元(6)。激光雷达系统(1)的光学元件这样布置，使得光束(7)的分量(9)被部分透明元件(4)反射到探测器阵列(5)上。分析处理单元(6)设置用于接收探测器阵列(5)的探测器信号，该探测器信号描述光束(7)的在探测器阵列(5)上投影的第二分量(9)的尺寸、形状和/或位置并且由探测器信号获知激光雷达系统(1)的系统状态。

技术领域

本发明涉及一种激光雷达系统和一种用于获知激光雷达系统的系统状态的方法。

背景技术

当前的激光雷达系统包括位置传感装置，该位置传感装置适用于识别激光雷达系统的可运动的微镜的位态。这借助于压阻式传感器进行，该压阻式传感器布置在扭转弹簧上并且在测量电桥中用作为位置传感装置。然而这带来缺点。那么微镜的实际出现的振动模式(该振动模式由于机械干扰耦入、例如冲击或震动而被激励产生并且与有用振动叠加)、例如平面外模式(Out-of-plane-Moden)可以不通过压电式传感器测量。此外，通过位置传感装置部分地测量未实际出现的模式。缓慢的漂移、例如振动幅值的漂移不能通过位置传感装置确定。此外，由于激光束到微镜上的倾斜的入射方向而产生的光学畸变不能借助于这种传感装置感测。测量电桥的模拟信号以自身的节拍采样，由此采样时间点与激光的发射时间点不同步。这要求附加的计算耗费以精确地确定所发射的激光脉冲的发射方向。

重要的是，激光雷达系统满足基于眼睛安全性所需要的确定的要求。眼睛安全性要求快速和可靠地识别故障状态，例如镜断裂、机械撞击和可能在激光雷达系统中出现的类似故障。这种识别不能通过位置传感装置实现，该位置传感装置不能感测所有快速的故障影响、例如平面外模式。

对此DE102006031114A1公开了具有由现有技术已知的振荡的镜和探测器的激光扫描仪。

发明内容

根据本发明的激光雷达系统包括：光源，该光源设置用于发射光束；镜，该镜如此布置，使得该镜反射由光源发出的光束；部分透明元件，该部分透明元件这样相对于镜布置，使得在光束被镜反射后该光束照到部分透明元件上，其中，光束的第一分量穿过部分透明元件并且光束的第二分量被部分透明元件反射；探测器阵列，该探测器阵列具有多个单独的传感器并且该探测器阵列这样布置，使得光束的第二分量被部分透明元件反射到探测器阵列上；和分析处理单元，该分析处理单元设置成用于接收探测器阵列的探测器信号，该探测器信号描述光束的在探测器阵列上投影的第二分量的尺寸、形状和/或位置并且由探测器信号获知激光雷达系统的系统状态。

根据本发明的用于获知激光雷达系统的系统状态的方法包括借助于光源发射光束；借助于镜反射由光源发出的光束；借助于部分透明元件将反射的光束划分为光束的第一分量和第二分量，其中，光束的第一分量穿过部分透明元件并且光束的第二分量被部分透明元件反射；借助于探测器阵列接收光束的第二分量，该探测器阵列包括多个单独的传感器；并且基于光束的在探测器阵列上投影的第二分量的尺寸、形状和/或位置获知激光雷达系统的系统状态。