[發明專利]包括具有有源場景照明的光學檢測器的駕駛員輔助系統

在審

• 申請號: 201380044100.8
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN104583805A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: N·赫施巴赫
• 申請（專利權）人: IEE國際電子工程股份公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93;G01S7/481;G01S17/48;G01S17/89
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王麗軍

技術領域

本發明總的來說涉及一種包括具有有源場景照明的光學檢測器的駕駛員輔助系統。

背景技術

在先進駕駛員輔助系統(ADAS)中，優選紅外波長的有源照明系統對于實現范圍從夜視到如利用脈沖的或周期調制的有源照明的飛行時間技術或基于三角測量方法的不同技術(例如在夜間結構光成像或立體視覺)的不同三維光學感測方法的若干功能是有用的。

為了實現大照明角度，投射照明場的光學單元應該被安裝在車輛前部除了更多凹入位置之外的前照燈或輻射器罩區域中，或可替代地在擋風玻璃的頂部中間區域或擋風玻璃角落。

然而，為了在汽車行人碰撞事件中減輕對行人的傷害，汽車的前部應該被設計成使得它通過露出組件的相對軟的變形和后退吸收沖擊能量。這導致關于駕駛員輔助系統的集成的問題。

發明內容

根據本發明的方面，一種駕駛員輔助系統包括具有有源場景照明的光學檢測器。所述光學檢測器包括：光源，用于將電能轉換成光；投射光學器件，用于通過所述光源產生的光照亮場景；和一個或多個光學傳感器，用于響應所述場景被照明來檢測從所述場景返回的光。所述光源被熱連接到散熱器，以排出由所述光源產生的熱量，所述投射光學器件通過一根或多根光纖光學連接到所述光源，以將由所述光源產生的光傳輸到所述投射光學器件。所述光學檢測器在立體成像器、飛行時間成像器、結構光成像器、夜視系統或它們的任何組合之中選擇。

如本領域技術人員可以理解的，在光源和投射光學器件之間設置一根或多根光纖減少了系統的設計約束。實際上，當裝入汽車前部中時，包括光源、驅動器電子部件和散熱器的完整照明單元在尺寸、質量和構造硬度方面太大，以致不能符合汽車前部的在涉及行人的汽車事故中最小化對于行人嚴重傷害的危險的設計。

將完整的照明單元定位在擋風玻璃的頂中部或上角部區域也有更多問題。首先，因為集成照明單元的可用空間很有限，因為該空間典型地已留著專用于一個或多個照相機和其它傳感器。第二，因為，對于由光源和其驅動器電子部件產生的預期的幾十瓦的廢熱的量而言，位于車頂下方的汽車內部的散熱即便不是不可能的也是很困難的。

為了使用傳統擠壓型散熱器去除廢熱，散熱器對于必需消散的廢能量水平需要相當大體積。散熱器需求確定了照明單元的最小尺寸和重量且引起將照明單元設置作為整體式單元的嚴重問題。另外，當操作溫度升高時，典型高功率半導體光源、LED或二極管激光器的電光能量轉換的效率大大下降。而且這些裝置的壽命由于長時期在升高的溫度下操作而縮短。

應該理解的是本發明允許優化熱管理，使得能夠避免大的組件溫度，這又將需要更大的散熱器。

對于現代有源照明系統應考慮的另一問題區是電磁兼容性。根據需要滿足的功能，光的發射在高頻(HF)范圍被調幅或以很短上升和下降時間被調制脈沖且改變重復率達到HF范圍中的頻率。由于光源，例如不同種類的高功率發光二極管(LED)或高功率二極管激光器，需要數量級為1A到幾十A的大電流，所以包括光產生裝置的電流驅動電路也是強電磁場和電磁干擾的來源，該強電磁場和電磁干擾通過電容性或電感耦合或通過電磁輻射可被轉移到汽車的其它部件。因此，在照明模塊中必需引入附加部件如RF扼流圈和HF屏蔽片，這增加了關于對單元的尺寸和重量限制需要的問題。如應該理解的，該問題也由于本發明而減少，因為包括任何屏蔽裝置的光源可被布置成遠離汽車前部中的投射光學器件，汽車前部由于上面提到的原因集成特別困難。

因而，在本發明的上下文中，代替將光源、用于光源的驅動器電子部件和將專門的光場分布投射到汽車前部的場景的光學器件集成到單一單元中，提出了一種照明系統，其中，投射光學器器件與包含光源和其驅動器電子部件的單元分離。利用光纖技術將光從光源單元傳輸到投射光學器件。獨立于投射光學器件的位置，光源單元可被設置在車輛內很多可能的位置，關于可用空間可能施加較少的限制，且對于有效熱管理可能比投射光學單元的位置更有利。分離的投射光學單元可以是小的且重量輕的結構，更容易在擋風玻璃邊緣區域中或汽車前部中、前照燈區域或輻射器罩區域的不同位置找到空間。將投射光學器件分成分布在汽車的幾個不同位置上的幾個單元也是可以想到的。包括光源和其驅動器電子部件的單元也可以安置用于處理來自成像傳感器的大數據流的計算單元，這減少了形成系統的分離單元和連接它們的數據線的數量，且也可減輕熱管理問題。

根據本發明的優選實施例，所述光源包括光纖耦合的半導體激光器、光纖激光器、光纖耦合的半導體激光器的陣列、光纖耦合的LED和光纖耦合的LED陣列中的至少一個。