[发明专利]具有加速的传播时间分析的激光雷达设备

说明书

公开一种用于对扫描区域进行扫描的激光雷达设备，该激光雷达设备具有发送单元和接收单元，该发送单元用于产生射束并用于将射束沿扫描区域偏转，该接收单元具有用于接收经反射的射束的至少一个探测器，其中，探测器的各个区段能够以定义的时间间隔相继激活以用于探测经反射的射束，或者，经反射的射束能够通过偏转装置以变化的偏转角转向到探测器的各个区段上。此外，公开一种控制单元和一种接收单元。

技术领域

本发明涉及一种用于对扫描区域进行扫描的激光雷达设备，该激光雷达设备具有发送单元和接收单元，所述发送单元用于产生射束并用于将射束沿扫描区域偏转，所述接收单元具有用于接收经反射的射束的至少一个探测器。本发明还涉及一种控制单元和一种接收单元。

背景技术

激光雷达(light detection and ranging，光探测和测距)设备具有用于发射射束的发送单元和用于探测先前在扫描区域中经反射的射束的接收单元。为了探测经反射的射束而使用探测器。这些经反射的射束通常设置为用于求取探测器的相应图像点的到达射束的传播时间。例如，可以将光电二极管或CCD传感器用作探测器。

为了达到探测器的高的深度分辨率或作用距离分辨率，在此必要的是，相应地快速且频繁地读取探测器。在此，理想地可以并行地读取相应的图像点或二极管。

到目前为止，CCD传感器仅能视条件而定地用作探测器，因为与探测器阵列相比，读取速度慢，由此导致有限的深度分辨率。

发明内容

本发明所基于的任务可以视为，尤其是提出一种激光雷达设备，该激光雷达设备使得能够在不受限制地使用传统CCD传感器的情况下实现传播时间分析。

该任务借助独立权利要求的相应主题解决。本发明的有利构型是从属权利要求的主题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于对扫描区域进行扫描的激光雷达设备。该激光雷达设备具有发送单元，该发送单元用于产生射束并用于将射束沿扫描区域偏转。此外，该激光雷达设备具有接收单元，该接收单元具有用于接收经反射的射束的至少一个探测器，其中，探测器的各个区段能够以定义的时间间隔相继激活以探测经反射的射束，或者，经反射的射束能够通过偏转装置以变化的偏转角偏转到探测器的各个区段上。

根据本发明的另一方面，提供一种用于运行激光雷达设备的控制单元，其中，该控制单元设置为用于操控激光雷达设备的偏转装置或激光雷达设备的探测器。附加地，控制单元可以构型为分析处理单元。优选地，控制单元可以将由探测器获得的信号用于进行进一步处理。特别地，进一步处理可以高度并行地进行，并且可以具有并行工作的处理器(例如GPU或FPGA)。

根据本发明的另一方面，提供一种接收单元、尤其是用于激光雷达设备的接收单元。该接收单元具有探测器，其中，探测器的各个区段能够以均匀的速度依次激活以探测经反射的射束，或者探测器的各个区段能够通过偏转装置以均匀变化的偏转度以经反射的射束照射。

通过该激光雷达设备和所使用的接收单元，可以借助偏转装置在不同时间将射束转向到芯片或探测器上的不同位置上。由此可以省去芯片本身中的传播时间分析，从而不需要快速行动的探测器。尤其可以通过激光雷达设备降低对读出速度的要求。

由此可以将传播时间编码为探测器内的位置，从而将传播时间分析转换为图像分析。替代地或附加地，替换于在探测器或传感器上以接收射束进行扫描，可以相继地将探测器的各个行切换到激活。

优选地，将射束以恒定地变化的偏转度偏转越过探测器。由此可以将来自最小距离的经反射的射束例如在探测器的边缘区段中成像，并且可以将从最大距离反射回来的射束转向到相对置的边缘区段上。因此，探测器的整个面可以用作用于经反射的射束的不同的可能传播时间的指示器。基于探测到经反射的射束的位置或区段，可以推导出相应射束的传播时间。