[發明專利]具有可調節的掃描區域的眼睛安全的激光雷達系統

在審

• 申請號: 201980055232.8
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN112601971A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: N·霍伊斯納;R·雷皮希;A·弗雷澤里克森
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

公開一種用于對掃描區域進行掃描的激光雷達系統，該激光雷達系統具有發送單元，該發送單元用于借助至少一個輻射源來產生射束并沿著掃描區域發射所產生的射束，并且該激光雷達系統具有至少一個接收單元，該至少一個接收單元用于接收和分析處理在掃描區域中反射或反向散射的射束，其中，加載有所產生的射束的掃描區域細分為至少兩個區段，其中，與該掃描區域的第二區段相比，以更高的輻射功率對至少一個第一區段進行掃描。此外，公開一種控制單元。

技術領域

本發明涉及一種用于對掃描區域進行掃描的激光雷達系統，該激光雷達系統具有發送單元，該發送單元用于借助至少一個輻射源產生射束并沿著掃描區域發射所產生的射束，并且該激光雷達系統具有至少一個接收單元，該接收單元用于接收和分析處理在掃描區域中反射或反向散射的射束。本發明還涉及一種控制單元。

背景技術

通常的激光雷達(Light detection and ranging，光探測和測距)系統由發送單元和接收單元組成。發送單元連續地或以脈沖方式產生并發射電磁射束。如果這些射束射到可運動的或靜止的對象上，則這些射束由該對象在接收單元的方向上反射。接收單元可以探測到所反射的電磁輻射并將接收時間分配給反射射束。這例如可以在“飛行時間”分析的范疇內用于求取對象至激光雷達系統的距離。

對于激光雷達系統，作用距離、分辨率和掃描區域或所謂的視場(Field of View，FoV)是表征激光雷達系統的性能能力的重要相關的參數。特別地，激光雷達系統的作用距離主要取決于射束源的功率。經常將激光器用作射束源。具有所使用的激光的產品必須相應于IEC 60825-1標準進行分類。在眼睛安全方面，在紅外波長范圍內的激光中，僅將激光等級1的極限值視為安全。在激光雷達系統的需要高的作用距離的應用中，這恰好是成問題的。可以將激光雷達系統的最大作用距離視為與射束源的功率成比例。

為了滿足激光安全標準，必須限制射束源的發射功率，由此也限制作用距離。

發明內容

本發明所基于的任務可以視為，提出一種具有擴大的作用距離的眼睛安全的激光雷達系統。

該任務借助獨立權利要求的相應主題解決。本發明的有利構型是各個從屬權利要求的主題。

根據本發明的一個方面，提供一種用于對掃描區域進行掃描的激光雷達系統。該激光雷達系統具有發送單元，該發送單元用于借助至少一個輻射源產生射束并沿著掃描區域發射所產生的射束。此外，該激光雷達系統具有至少一個接收單元，該至少一個接收單元用于接收和分析處理在掃描區域中反射或反向散射的射束，其中，加載有所產生的射束的掃描區域細分為至少兩個區段，其中，與掃描區域的至少一個第二區段相比，以更高的輻射功率對至少一個第一區段進行掃描。

根據本發明的另一方面，提供一種用于控制和分析處理激光雷達系統的控制單元，其中，該控制單元設置為用于如此運行激光雷達系統，使得具有至少兩個區段的掃描區域由不同輻射功率的射束所掃描。

通過激光雷達系統可以將FoV或掃描區域細分為至少兩個區段。以所產生的不同射束加載或掃描相應的區段。由此例如可以實現具有高的作用距離但相對較小的打開角度的區段和具有較低的作用距離但更大的打開角度的區段。

掃描區域的至少一個第一區段可以布置在至少一個第二區段內。替代地，這些區段可以彼此間隔開或者局部重疊。

掃描區域的區段可以線狀地、矩形地、三角形地、圓形地等成形。

除了形狀之外，相應的區段優選地可以在輻射功率方面不同，通過該輻射功率以所產生的射束掃描這些區段。由此，相應的區段可以具有不同的作用距離。

例如，掃描區域的第一區段可以如此構型，使得該第一區段滿足激光等級3R。在此，第二區段可以根據激光等級1構型，從而在掃描區域的第二區段中保證人員的眼睛安全。

所產生的射束可以通過激光和/或通過LED產生。