[发明专利]用于传感器应用的激光束可透性基材材料

说明书

本发明涉及将LiDAR传感器系统用于驾驶员辅助系统的车辆。在此，由基于聚碳酸酯、聚酯碳酸酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯的热塑性材料制成的组合物用于形成针对环境而覆盖所述传感器的盖板。

本发明涉及包含发射具有800 nm至2500 nm波长的激光脉冲的LiDAR传感器和由热塑性组合物制成的用于这种LiDAR传感器的盖板的车辆。本发明还涉及具有包含由热塑性组合物制成的区域的基材层的模制品用于部分或完全覆盖为了扫描环境而发射具有800nm至2500 nm波长的激光脉冲的LiDAR传感器的用途。

对于用于车辆领域而言，基于热塑性材料的部件与传统材料例如玻璃相比提供许多优点。这包括例如提高的防裂性和/或重量节省，这在汽车的情况下实现道路交通事故时更高的乘客安全和更低的燃料消耗。最后，含热塑性聚合物的材料由于可更容易成型而允许大得多的设计自由度。

驾驶员辅助系统，如紧急制动辅助系统、车道偏离警示系统、交通标志识别系统、自适应速度控制系统和距离控制是已知的并在当今车辆中使用。为了执行所提到的功能，使用通常依靠雷达传感器、LiDAR传感器和相机传感器的环境检测传感器。本发明中描述的基材材料特别适用于LiDAR传感器。

LiDAR（光探测和测距的英文简称）或LaDAR（激光探测和测距）是与雷达相关的光学距离和速度测量方法。使用激光束代替雷达中的无线电波。

在驾驶员辅助系统的领域中，雷达传感器尤其已确立用于例如自适应速度控制（ACC）。对于其它系统，如车道偏离辅助系统、交通堵塞辅助系统、盲点监测、十字路口辅助系统和碰撞前传感器系统，需要在大的水平检测区（最多180°）的同时也具有良好的角分辨率、覆盖 20 m的近距离、具有高数据重复率并可成本有利地生产的传感器。LiDAR传感器系统适合这些应用。

本发明的目的是提供用于车辆环境监测的包含在800至2500 nm的波长范围内工作的LiDAR传感器和由热塑性基材材料制成的合适盖板的组合的车辆或用于车辆的装置。

由于热塑性材料通常对红外辐射可透，它们原则上适用于这种传感器系统。但是，令人惊讶地，用于汽车外部区域的大多数常规热塑性塑料不适用于这种传感器。因此显示，小于1 mm的低壁厚度就已在许多热塑性塑料的情况下足以显著降低LiDAR传感器的信号强度，以致它们不适合这类系统。这包括例如聚烯烃、聚酰胺、ABS、PC/ABS共混物和常用于汽车外部区域的其它热塑性材料。这是令人惊讶的并且无法从目前的现有技术中推导出。但是，恰好由深色染色的材料制成的盖板令人感兴趣，因为LiDAR传感器能够隐藏在它们后面。

现有技术描述了原则上表现出电磁波可透性的各种热塑性体系。

CN 105400189 A描述了基于聚氨酯-聚酯体系的激光束可透性不透明基材材料。详述了适用于这些基于聚氨酯-聚酯的体系和激光束的特殊着色剂组合。这种组合物特别适用于激光焊接。没有描述基于聚碳酸酯的基材材料。同样没有描述适合传感器的基材材料。

WO 2016/037865 A1描述了具有玻璃样外观的汽车外部部件。在此没有描述适用于LiDAR系统的基材材料。

WO 2008/12775 A1描述了用于汽车应用的雷达传感器。但是，这些传感器在20 –25 GHz的范围内工作并且无法得出关于适用于在红外区的激光辅助系统的基材材料的结论。

WO 2008/149093 A1描述了尤其适用于LiDAR传感器的层压和含颜料的玻璃系统。可显示，在聚碳酸酯组合物中的颜料显著阻碍激光束可透性。因此无法从这一文献推导出基于聚碳酸酯的基材材料的解决方案。

WO 2007/131491 A2描述了包含布置为被遮盖的传感器的车辆部件。该申请描述了此类部件的构造，特别是传感器的支座。没有描述用于含聚碳酸酯的基材材料的特殊组合物。