特許 7348338 ＬｉＤＡＲセンサのための試験システムおよびＬｉＤＡＲセンサを試験するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-11

(45)【発行日】2023-09-20

(54)【発明の名称】ＬｉＤＡＲセンサのための試験システムおよびＬｉＤＡＲセンサを試験するための方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/497 20060101AFI20230912BHJP

【ＦＩ】

G01S7/497

【請求項の数】 14

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022039324

(22)【出願日】2022-03-14

(65)【公開番号】P2022141613

(43)【公開日】2022-09-29

【審査請求日】2022-03-25

(31)【優先権主張番号】10 2021 106 218.7

(32)【優先日】2021-03-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】506012213

【氏名又は名称】ディスペース ゲー・エム・ベー・ハー

【氏名又は名称原語表記】ｄＳＰＡＣＥ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｒａｔｈｅｎａｕｓｔｒ．２６，Ｄ－３３１０２ Ｐａｄｅｒｂｏｒｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】グレゴア ズィーファース

(72)【発明者】

【氏名】フランク シュッテ

(72)【発明者】

【氏名】イェンス ハーゲマイアー

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ラハマイアー

(72)【発明者】

【氏名】ディアク ユンゲヴェルター

【審査官】藤脇 昌也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／０５９５６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００１９１５４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８ － ７／５１

１７／００ － １７／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＬｉＤＡＲセンサ（１０）のための試験装置（１）であって、
前記試験装置（１）は、トリガ検出器（１２）と、前記トリガ検出器（１２）に接続されかつ信号生成ユニット（１６）を有する信号発生器（１４）と、を有し、
前記トリガ検出器（１２）により、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサ（１０）のトリガ信号（ＴＳ）を受信したことに応答して、所定の合成的に生成された光学信号（ＲＴＳ）が、前記信号生成ユニット（１６）によって出力されるように、前記信号発生器（１４）は制御され、
前記信号生成ユニット（１６）は、所定数のピクセル（１６ｂ）を備えた表示面（１６ａ）を有し、
前記信号発生器（１４）は、同じ強度（Ｉ）を有する複数のピクセル（１６ｂ）を１つのクラスタ（１８）に集約するように構成されており、
強度（Ｉ）に応じて複数のクラスタ（１８）が形成される、
試験装置（１）。

【請求項2】

前記信号発生器（１４）は、複数のプリント基板（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）を有し、前記複数のプリント基板（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）上に、それぞれ、複数のデジタル－アナログ変換器（２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎ）が配置されており、
前記複数のデジタル－アナログ変換器（２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎ）の各々は、複数のクロスポイントスイッチ（２８ａ～ｎ，３０ａ～ｎ，３２ａ～ｎ）の入力部に接続されている、
請求項１記載の試験装置。

【請求項3】

前記複数のクロスポイントスイッチ（２８ａ～ｎ，３０ａ～ｎ，３２ａ～ｎ）のそれぞれの出力部は、前記信号生成ユニット（１６）の発光素子（３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａ）を制御する発光素子ドライバ（３４ａ～ｚ，３５ａ，３９ａ）に接続されている、
請求項２記載の試験装置。

【請求項4】

前記複数のプリント基板（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）のうちのそれぞれのプリント基板（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）の前記信号生成ユニット（１６）のそれぞれの発光素子（３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａ）は、前記表示面（１６ａ）のうちの、前記それぞれの発光素子（３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａ）に対応付けられたピクセル（１６ｂ）に、光導波路（３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ）を介して接続されている、
請求項３記載の試験装置。

【請求項5】

それぞれのプリント基板（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）の発光素子（３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａ）の数は、前記デジタル－アナログ変換器（２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎ）の数よりも多く、
前記デジタル－アナログ変換器（２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎ）と、前記発光素子（３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａ）の前記発光素子ドライバ（３４ａ～ｚ，３５ａ，３９ａ）と、の間に配置された前記クロスポイントスイッチ（２８ａ～ｎ，３０ａ～ｎ，３２ａ～ｎ）は、前記デジタル－アナログ変換器（２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎ）と、前記発光素子（３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａ）と、の間の、座標毎の接続を提供するように構成されている、
請求項３または４記載の試験装置。

【請求項6】

それぞれのプリント基板（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）上に配置された前記複数のデジタル－アナログ変換器（２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎ）は、前記それぞれのプリント基板（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）の上または外側に配置された集積回路（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）によって制御可能である、
請求項２から５までのいずれか１項記載の試験装置。

【請求項7】

前記集積回路（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）は、前記複数のデジタル－アナログ変換器（２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎ）のうちのそれぞれのデジタル－アナログ変換器（２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎ）の入力部に接続されている、
請求項６記載の試験装置。

【請求項8】

同じ強度（Ｉ）を有する複数のピクセル（１６ｂ）からなる集約されたクラスタ（１８）は、前記試験されるべきＬｉＤＡＲセンサ（１０）の１回の測定サイクル内で前記表示面（１６ａ）上に表示されるオブジェクト（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）の形状および／または時間遅延から独立しており、
前記クラスタ（１８）に集約された前記ピクセル（１６ｂ）を、複数のプリント基板（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）の発光素子（３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａ）に対応付けることができる、
請求項２から４までのいずれか１項記載の試験装置。

【請求項9】

クロスポイントスイッチ（２８ａ～ｎ，３０ａ～ｎ，３２ａ～ｎ）のそれぞれの入力部は、前記クロスポイントスイッチ（２８ａ～ｎ，３０ａ～ｎ，３２ａ～ｎ）の複数の出力部に接続可能であり、
それぞれのデジタル－アナログ変換器（２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎ）は、それぞれの発光素子（３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａ）を制御するように構成されている、
請求項２から８までのいずれか１項記載の試験装置。

【請求項10】

前記信号生成ユニット（１６）の前記表示面（１６ａ）上で生成されるそれぞれのクラスタ（１８）を、前記試験されるべきＬｉＤＡＲセンサ（１０）の測定サイクル毎に、前記信号生成ユニット（１６）の前記表示面（１６ａ）上でのそれぞれのクラスタ（１８）のサイズおよび位置に関して適合させることができる、
請求項１から９までのいずれか１項記載の試験装置。

【請求項11】

前記信号生成ユニット（１６）の前記表示面（１６ａ）上に表示される１つのオブジェクト（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）は、複数のクラスタ（１８）に分割可能であり、
前記信号生成ユニット（１６）の前記表示面（１６ａ）は、所定の半径で湾曲された面を有する、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の試験装置。

【請求項12】

１回の測定サイクルにおいて前記信号生成ユニット（１６）の前記表示面（１６ａ）上に表示され、かつそれぞれ異なる強度（Ｉ）を有し、かつ相前後して位置する、オーバーラップしているオブジェクト（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）同士は、１つのクラスタ（１８）に集約可能であり、
前記オブジェクト（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）同士の間に存在する間隔は、前記ピクセル（１６ｂ）を所定の期間スイッチオフすることによって表現可能である、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の試験装置。

【請求項13】

前記信号生成ユニット（１６）の前記表示面（１６ａ）のピクセル解像度および／または表現可能な強度階調数は、少なくとも、前記ＬｉＤＡＲセンサ（１０）のピクセル解像度および／または検出可能な強度階調数に対応する、
請求項１から１２までのいずれか１項記載の試験装置。

【請求項14】

ＬｉＤＡＲセンサ（１０）を試験するための方法であって、前記方法は、
トリガ検出器（１２）と、前記トリガ検出器（１２）に接続されかつ信号生成ユニット（１６）を有する信号発生器（１４）と、を提供するステップ（Ｓ１）と、
所定数のピクセル（１６ｂ）を備えた、前記信号生成ユニット（１６）の表示面（１６ａ）を提供するステップ（Ｓ２）と、
前記トリガ検出器（１２）により、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサ（１０）の信号を受信したことに応答して、所定の合成的に生成された光学信号が、前記信号発生器（１４）の前記信号生成ユニット（１６）によって出力されるように、前記信号発生器（１４）を制御するステップ（Ｓ３）と、
前記信号発生器（１４）により、同じ強度（Ｉ）を有する複数のピクセル（１６ｂ）を１つのクラスタ（１８）に集約するステップ（Ｓ４）と、
を有し、
強度（Ｉ）に応じて複数のクラスタ（１８）が形成される、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬｉＤＡＲセンサのための試験システムに関する。

【0002】

本発明はさらに、ＬｉＤＡＲセンサを試験するための方法に関する。

【背景技術】

【0003】

ＬｉＤＡＲ（light detection and ranging［光による検知と測距］の略称）光測定システムは、さらなる用途に加えて、光学的に距離および速度を測定するために使用される。ＬｉＤＡＲ光測定システムは、光を放出し、その光がオブジェクトで反射された後、ＬｉＤＡＲ光測定システムに戻ってくるまでの所要時間を測定する。既知の光速から、ＬｉＤＡＲ光測定システムからオブジェクトまでの距離が算出される。

【0004】

ＬｉＤＡＲ光測定システムの用途分野の例は、光学的な距離測定のためのモバイル機器および自動車用途分野のための、すなわち運転者支援システムおよび自動運転のための、ならびに航空宇宙用途のためのＬｉＤＡＲ光測定システムである。

【0005】

独国特許出願公開第１０２００７０５７３７２号明細書は、トリガユニットを有するＬｉＤＡＲセンサのための試験システムを開示しており、同試験システムによれば、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサからの信号を受信したことに応答して、所定の合成的に生成または記録された光学信号が信号発生器の信号生成ユニットによって出力されるように、信号発生器が制御される。

【0006】

独国特許出願公開第１０２０１７１１０７９０号明細書は、ＬｉＤＡＲ光受信センサを有するＬｉＤＡＲ光測定システムのためのシミュレーション装置を開示しており、同シミュレーション装置では、ＬｉＤＡＲ光受信センサの平面に光送信機が設けられており、ＬｉＤＡＲ光受信センサの平面に、上記の光送信機に隣接してさらなる光送信機が配置されており、コンピュータが、ＬｉＤＡＲ光受信センサの作動と、光送信機および／またはさらなる光送信機を介して光信号を放出するための期間と、を監視し、光送信機またはさらなる光送信機からの光信号の信号入力を記録する。

【0007】

信号発生器を使用してＬｉＤＡＲセンサを試験する際の問題は、信号発生器の信号生成ユニットのピクセル解像度が従前から非常に低いことである。したがって、それぞれ異なる距離およびそれぞれ異なる強度を有する複数のオブジェクトを有する複雑なシーンを、細部に忠実にシミュレートすることは不可能である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、本発明の課題は、細部に忠実なシミュレーションを可能にすると同時に、ハードウェアリソースの効率的な利用を可能にするように、ＬｉＤＡＲセンサを試験するための既存の装置および方法を改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴を有するＬｉＤＡＲセンサのための試験システムによって解決される。

【0010】

上記の課題は、本発明によればさらに、請求項１４に記載の特徴を有するＬｉＤＡＲセンサを試験するための方法によって解決される。

【0011】

本発明は、ＬｉＤＡＲセンサのための試験システムに関する。当該試験システムは、トリガ検出器と、トリガ検出器に接続された信号発生器と、を含む。

【0012】

トリガ検出器により、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサのトリガ信号を受信したことに応答して、所定の合成的に生成された光学信号が、とりわけトリガ信号の合成的に生成された反射が、信号発生器の信号生成ユニットによって出力されるように、信号発生器が制御される。

【0013】

信号生成ユニットは、所定数のピクセルを備えた表示面を有する。信号発生器は、同じ強度の複数のピクセルを１つのクラスタに集約するようにさらに構成されている。

【0014】

本発明はさらに、ＬｉＤＡＲセンサを試験するための方法に関する。本方法は、トリガ検出器と、トリガ検出器に接続された信号発生器と、を提供するステップを含む。

【0015】

本方法は、所定数のピクセルを備えた、信号発生器の信号生成ユニットの表示面を提供するステップをさらに含む。

【0016】

本方法は、トリガ検出器により、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサの信号を受信したことに応答して、所定の合成的に生成された光学信号が、とりわけＬｉＤＡＲセンサ信号の合成的に生成された反射が、信号発生器の信号生成ユニットによって出力されるように、信号発生器を制御するステップをさらに含む。

【0017】

本方法は、信号発生器により、同じ強度の複数のピクセルを１つのクラスタに集約するステップをさらに含む。

【0018】

本発明の１つの着想は、表示面のＬｉＤＡＲ Ｏｖｅｒ－ｔｈｅ－Ａｉｒ（ＯＴＡ）ピクセル、すなわちＯＴＡ試験システムのエミッタまたは光送信ユニットに、複数の異なる強度を動的に対応付けること、すなわち、それらを複数の異なる強度のグループに集約することである。これにより、１つの制御チップにつき、存在している強度素子の数、すなわちデジタル－アナログ変換器の数よりも多数のピクセル数を接続することが可能となる。

【0019】

まさにこの強度素子の数、とりわけ強度素子の制御は、ＬｉＤＡＲ Ｏｖｅｒ－ｔｈｅ－Ａｉｒ試験システムを実装する際における制限要因となっている。ＬｉＤＡＲ ＯＴＡピクセルを、同じ強度を有するグループに動的に集約することにより、システム全体の集積密度を格段に向上させることが可能となると同時に、コストを節約することも可能となる。

【0020】

比較的高い解像度要件と、多数の表示されるべきオブジェクトと、を有する領域を、多数のピクセルによって個々に制御可能に表示することができる（例えば、自動車、木々、人々を伴っている道路の縁部）。したがって、利用可能な強度リソースをこのような領域に動的に割り当てることができる。

【0021】

その場合、比較的低い解像度要件を有する領域、例えば、トラックトレーラの構造体のような同一の反射挙動を有する比較的大きな領域、または到達する光量子が少ないことに起因してセンサがもはやその強度に関して互いに区別することができないほど遠く離れたオブジェクトからの反射は、低減された解像度で表示される。この解像度要件をシーン毎に十分な変化率で適合させることが可能であり、すなわち、試験システムのＬｉＤＡＲピクセルを動的に集約することが可能である。

【0022】

したがって、クラスタまたはピクセル集約クラスタ（ＰＡＣ）は、部分画像領域を統合するものである。この部分領域内では、同じ距離を有するピクセルに対して統一的な強度を生成することができ、１つのシーン内の他の距離に対するピクセルの強度を変更することができる（例えば、相前後して位置する部分的に覆われたオブジェクトに対して）。さらに、部分領域のピクセルの各々を、それぞれの距離毎に選択的にスイッチオフしたままにして、それぞれ異なる距離に対してそれぞれ異なるオブジェクト形状を保証することができる。

【0023】

本発明のさらなる実施形態は、さらなる従属請求項と図面を参照する以下の説明との対象である。

【0024】

本発明の好ましい発展形態によれば、信号発生器は、複数のプリント基板を有し、複数のプリント基板上に、それぞれ、複数のデジタル－アナログ変換器が配置されており、複数のデジタル－アナログ変換器の各々は、複数のクロスポイントスイッチの入力部に接続されている。

【0025】

デジタル－アナログ変換器をそれぞれのプリント基板のクロスポイントスイッチに接続することにより、有利には、１つの制御チップにつき、存在している強度要素の数、すなわちデジタル－アナログ変換器の数よりも多数のピクセルを接続させることが可能となる。

【0026】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、複数のクロスポイントスイッチのそれぞれの出力部は、信号生成ユニットの発光素子、とりわけ発光ダイオードまたはレーザダイオードを制御する発光素子ドライバに接続されている。

【0027】

これにより、それぞれのクロスポイントスイッチは、有利には、複数の発光素子ドライバを制御することが可能となる。

【0028】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、複数のプリント基板のうちのそれぞれのプリント基板の信号生成ユニットのそれぞれの発光素子は、表示面のうちの、当該それぞれの発光素子に対応付けられたピクセルに、光導波路を介して接続されている。

【0029】

これにより、プリント基板上の発光素子を、有利には、発光素子ドライバの可能な限り近くに配置することが可能となる。

【0030】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、それぞれのプリント基板の発光素子の数は、デジタル－アナログ変換器の数よりも多く、デジタル－アナログ変換器と発光素子の発光素子ドライバとの間に配置されたクロスポイントスイッチは、デジタル－アナログ変換器と発光素子との間の動的に調整可能な、座標毎の接続を提供するように構成されている。

【0031】

これにより、表示面上で複数のピクセルをクラスタに集約することが可能となる。

【0032】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、それぞれのプリント基板上に配置された複数のデジタル－アナログ変換器は、それぞれのプリント基板の上または外側に配置された集積回路、とりわけＦＰＧＡによって制御可能である。

【0033】

これにより、ＦＰＧＡは、有利には、信号生成ユニットの表示面上でピクセルをクラスタに集約することを制御する。

【0034】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、集積回路、とりわけＦＰＧＡは、複数のデジタル－アナログ変換器のうちのそれぞれのデジタル－アナログ変換器の入力部に接続されている。

【0035】

これにより、ＦＰＧＡによって有利には、それぞれのプリント基板の全てのデジタル－アナログ変換器を個々に制御することが可能となる。

【0036】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、同じ強度のピクセルからなる集約されたクラスタは、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサの１回の測定サイクル内で表示面上に表示されるオブジェクトの形状および／または時間遅延とは無関係であり、クラスタに集約されたピクセルを、複数のプリント基板の発光素子に対応付けることができる。

【0037】

これにより、集約されたクラスタを、表示面上に表示されるオブジェクトに柔軟に適合させることが可能となる。

【0038】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、クロスポイントスイッチのそれぞれの入力部は、当該クロスポイントスイッチの複数の出力部に接続可能であり、それぞれのデジタル－アナログ変換器は、それぞれの発光素子を制御するように構成されている。

【0039】

これによって有利には、複数の発光素子または対応するピクセルを、対応するデジタル－アナログ変換器によってクラスタに集約することが可能となる。

【0040】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、信号生成ユニットの表示面上で生成されるそれぞれのクラスタを、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサの測定サイクル毎に、信号生成ユニットの表示面上でのそれぞれのクラスタのサイズおよび位置に関して適合させることができる。

【0041】

これにより、表示面上に表示されるクラスタを、フレーム毎に、シミュレートされたシーンのその時々の変化に適合させることが可能となる。

【0042】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、信号生成ユニットの表示面上に表示される１つのオブジェクトを、複数のクラスタに分割することができ、信号生成ユニットの表示面は、所定の半径で湾曲された面を有する。

【0043】

ＰＡＣは、基本的に、オブジェクトの形状との関連性を有していない。むしろ、－解像度要件に応じて－同じ距離で同じ強度も有するピクセル同士が統合される。ＰＡＣは、例えば距離の違いによって区別される、これらのグループのいくつかを統合することもできる。これらのグループ同士は、ピクセルのオン／オフスイッチによって距離方向に関して区別される。

【0044】

表示面の湾曲は、有利には、改善されたオブジェクトシミュレーション、または現実のシーンに対応するオブジェクトシミュレーションを可能にする。

【0045】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、１回の測定サイクルにおいて信号生成ユニットの表示面上に表示され、かつそれぞれ異なる強度を有し、かつ相前後して位置する、オーバーラップしているオブジェクト同士を、１つのクラスタに集約することができ、オブジェクト同士の間に存在する間隔は、ピクセルを所定の期間スイッチオフすることによって表現可能である。

【0046】

これによって有利には、相前後して位置するオブジェクト同士を、二次元の表示面上に表示することが可能となる。

【0047】

本発明のさらなる好ましい発展形態によれば、信号生成ユニットの表示面のピクセル解像度および／または表現可能な強度階調数は、少なくとも、ＬｉＤＡＲセンサのピクセル解像度および／または検出可能な強度階調数に対応する。

【0048】

これにより、シミュレートされるべきシーンを、ＬｉＤＡＲセンサによってサポートされるフルピクセル解像度で、かつ／または表現可能な強度階調で、表示面上に表示することが可能となる。

【0049】

本明細書に記載されたＬｉＤＡＲセンサのための試験システムの特徴は、ＬｉＤＡＲセンサを試験するための方法にも適用可能であり、その逆もまた同様である。

【0050】

図面の簡単な説明
本発明およびその利点をより良好に理解するために、添付の図面に関連して以下の説明が参照される。

【0051】

以下では、本発明を、図面の概略図に示されている例示的な実施形態に基づいてより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0052】

【図1】本発明の好ましい実施形態によるＬｉＤＡＲセンサのための試験システムの概略図である。

【図2】本発明の好ましい実施形態によるＬｉＤＡＲセンサのための試験システムの一部の概略図である。

【図3】本発明の好ましい実施形態による信号生成ユニットの表示面の概略図である。

【図4】本発明の好ましい実施形態によるＬｉＤＡＲセンサを試験するための方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0053】

別段の指示がない限り、同じ参照符号は、各図の同じ要素を指している。

【0054】

図１に示されている試験システムは、トリガ検出器１２と、トリガ検出器１２に接続された信号発生器１４と、を含み、トリガ検出器１２により、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサ１０のトリガ信号ＴＳを受信したことに応答して、所定の合成的に生成された光学信号ＲＴＳが、とりわけトリガ信号ＴＳの合成的に生成された反射が、信号発生器１４の信号生成ユニット１６によって出力されるように、信号発生器１４が制御される。

【0055】

ＬｉＤＡＲセンサ１２は、フラッシュＬｉＤＡＲとして構成されている。代替的に、ＬｉＤＡＲセンサ１２は、例えば機械式に走査するＬｉＤＡＲによって構成されていてもよい。

【0056】

信号生成ユニット１６は、所定数のピクセル１６ｂを備えた表示面１６ａを有する。さらに、信号発生器１４は、同じ強度Ｉの複数のピクセル１６ｂを１つのクラスタ１８に集約するように構成されている。合成されたシーンは、コンピューティングデバイス、例えばＰＣによって信号発生器１４に供給される。

【0057】

信号発生器１４は、複数のプリント基板２０ａ，２０ｂ，２０ｃを有し、これらの複数のプリント基板２０ａ，２０ｂ，２０ｃ上に、それぞれ、複数のデジタル－アナログ変換器２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎが配置されている。複数のデジタル－アナログ変換器２２ａ～２２ｎ，２４ａ～ｎ，２６ａ～ｎの各々は、複数のクロスポイントスイッチ２８ａ～ｎ，３０ａ～ｎ，３２ａ～ｎの入力部に接続されている。

【0058】

複数のクロスポイントスイッチ２８ａ～ｎ，３０ａ～ｎ，３２ａ～ｎのそれぞれの出力部は、信号生成ユニット１６の発光素子３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａ、とりわけ発光ダイオードまたはレーザダイオードを制御する発光素子ドライバ３４ａ～ｚ，３５ａ，３９ａに接続されている。

【0059】

複数のプリント基板のうちのそれぞれのプリント基板２０ａ，２０ｂ，２０ｃの信号生成ユニット１６のそれぞれの発光素子３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａは、表示面１６ａのうちの、当該それぞれの発光素子３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａに対応付けられたピクセル１６ｂに、光導波路３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄを介して接続されている。

【0060】

図２は、本発明の好ましい実施形態によるＬｉＤＡＲセンサのための試験システムの一部の概略図を示す。

【0061】

プリント基板２０ａの発光素子３６ａ～ｚの数は、デジタル－アナログ変換器２２ａ～２２ｎの数よりも多い。デジタル－アナログ変換器２２ａ～２２ｎと発光素子３６ａ～ｚの発光素子ドライバ３４ａ～ｚとの間に配置されたクロスポイントスイッチ２８ａ～ｎは、デジタル－アナログ変換器２２ａ～２２ｎと発光素子３６ａ～ｚとの間の動的に調整可能な、座標毎の接続を提供するようにさらに構成されている。

【0062】

プリント基板２０ａ上に配置された複数のデジタル－アナログ変換器２２ａ～２２ｎは、プリント基板２０ａの外側に配置された集積回路４０ａ、とりわけフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）によって制御可能である。

【0063】

代替的に、プリント基板２０ａ上に配置された複数のデジタル－アナログ変換器２２ａ～２２ｎは、例えばプリント基板２０ａ上に配置された集積回路４０ａ、とりわけＦＰＧＡによって制御可能であってもよい。

【0064】

クロスポイントスイッチ２８ａ～ｎのそれぞれの入力部は、当該クロスポイントスイッチ２８ａ～ｎの複数の出力部に接続可能である。

【0065】

それぞれのデジタル－アナログ変換器２２ａ～２２ｎは、それぞれの発光素子３６ａ～ｚを制御するように構成されている。

【0066】

どのピクセルをどの時点にどの強度でアクティブにすべきかの制御は、集積回路、とりわけＦＰＧＡにおいて実施される。コンピューティングデバイスによって生成された環境シミュレーションの対応するデジタル信号は、まず始めに、アナログ信号に変換され、次いで、発光素子ドライバ３４ａ～ｚのための入力信号として使用される。

【0067】

本発明は、存在しているセンサピクセルの数と同数のそれぞれ異なる強度値を使用する必要は、全くないという見解に基づいている。ピクセル壁または表示面１６ａの目標は、ＬｉＤＡＲセンサ１０が実際の使用において観察する点群を模倣することである。

【0068】

点群を、達成されるべきシミュレーション結果であるとみなすと、限られた数のそれぞれ異なる強度値のみをマッピングするだけでよいという見解が得られる。

【0069】

クラスタ１８またはピクセル集約クラスタは、１つの強度クラスタに所属する複数の発光素子３６ａ～ｚによって定義される。

【0070】

したがって、大域的に見ると、それぞれのクラスタ１８毎の複数のデジタル－アナログ変換器２２ａ～２２ｎは、同一の強度値を供給することができる。その場合、このことは、理論的には表示面全体が１つの大きなクラスタ１８になる可能性があるという結果になる。

【0071】

しかしながら、クラスタ１８は、オブジェクトの形状とは何の関係もなくてよい。所属する発光素子は、どこに位置していてもよく、シーンが提供される際に同じ時点に同じ強度値を有しているだけでよい。

【0072】

信号生成ユニット１６は、集約されたピクセルの強度値を距離毎に変化させることができるように構成されている。距離に対してピクセルをサブセレクトするために、ピクセルイネーブル信号が設けられている。クラスタ１８は、環境シミュレーションのシーン毎またはフレーム毎に新しく定義される。

【0073】

ある時点では、すなわちセンサからある間隔のところでは、デジタル－アナログ変換器チャネルと同数の強度しか得られないが、その強度は、任意に選択可能である。全体としてわずかな強度しか利用できない場合でも、基本的にはこれで十分である。

【0074】

特定の領域をより高解像度で解像することができ、すなわち１つのピクセル領域当たりの強度をより大きくし、その際に他の領域をより低解像度で解像すると、有利である。この対応関係は、シーン毎に動的に変更可能である。

【0075】

図３は、本発明の好ましい実施形態による信号生成ユニットの表示面の概略図を示す。

【0076】

同じ強度Ｉのピクセル１６ｂからなる集約されたクラスタ１８は、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサ１０の１回の測定サイクル内で表示面１６ａ上に表示されるオブジェクト４２ａ，４２ｂ，４２ｃの形状および／または時間遅延とは無関係である。

【0077】

さらに、クラスタ１８に集約されたピクセル１６ｂを、複数のプリント基板２０ａ，２０ｂ，２０ｃの発光素子３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａに対応付けることができる。信号生成ユニット１６の表示面１６ａ上で生成されるそれぞれのクラスタ１８を、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサ１０の測定サイクル毎に、信号生成ユニット１６の表示面１６ａ上でのそれぞれのクラスタ１８のサイズおよび位置に関して適合させることができる。

【0078】

信号生成ユニット１６の表示面１６ａ上に表示される１つのオブジェクト４２ａ，４２ｂ，４２ｃを、複数のクラスタ１８に分割することができる。

【0079】

信号生成ユニット１６の表示面１６ａは、好ましくは平坦な表面を有する。代替的に、信号生成ユニット１６の表示面１６ａは、所定の半径で湾曲された面を有していてもよい。

【0080】

１回の測定サイクルにおいて信号生成ユニット１６の表示面１６ａ上に表示され、かつそれぞれ異なる強度Ｉを有し、かつ相前後して位置する、オーバーラップしているオブジェクト４２ａ，４２ｂ，４２ｃ同士を、１つのクラスタ１８に集約することができる。オブジェクト４２ａ，４２ｂ，４２ｃ同士の間に存在する間隔は、ピクセル１６ｂを所定の期間スイッチオフすることによって表現可能である。

【0081】

信号生成ユニット１６の表示面１６ａのピクセル解像度および／または表現可能な強度階調数は、少なくとも、ＬｉＤＡＲセンサ１０のピクセル解像度および／または検出可能な強度階調数に対応する。

【0082】

距離毎またはクラスタ１８毎に、それぞれ異なる強度を生成することができる。１つのプリント基板によって制御することができる表示面１６ａのピクセル領域は、黒色のフレームとして示されている。ターゲットとして右側手前の画像領域にいる歩行者と、複数のプリント基板にわたるターゲットのオーバーラップと、を例にして、機能方法を見て取ることができる。

【0083】

頭は、中高強度を有し、体は、高強度を有し、脚は、中強度を有し、手は、低強度を有する。これらの強度は、ターゲット表面の反射率とセンサまでの距離とに関連している。

【0084】

トラックも、上方のガラス張りの運転台を金属製の高反射率を有するトラックの残りの部分から区画可能にすることにより、画像領域内の位置に応じて良好に表示することができる。

【0085】

トラックの下方の部分は、同じ強度のクラスタ１８であり、２つのプリント基板にわたって延在している。

【0086】

オブジェクトのシミュレートされた距離の画像化は、ピクセルによって放射される信号の時間遅延によって実施される。すなわち、１つのシーン内に、それぞれ異なる間隔を有する複数のオブジェクトが生じることができ、これらの間隔は、ピクセル壁１６ａによってそれぞれ異なる時点に表示される。

【0087】

複数の異なる距離の間で強度値をさらに変化させることができるか、またはイネーブル信号によってピクセルをスイッチオフすることができる。クロスポイントスイッチ２８ａ～ｎ，３０ａ～ｎ，３２ａ～ｎの長いスイッチング時間に起因して、クラスタ１８の変更は、センサ１０のそれぞれの測定サイクルの後にのみ実施可能である。すなわち、この制約の枠内で、センサ１０までそれぞれ異なる距離を有する相前後して位置するオブジェクト同士も、同一のピクセル１６ｂによって表示することができる。

【0088】

図４は、本発明の好ましい実施形態によるＬｉＤＡＲセンサを試験するための方法のフローチャートを示す。

【0089】

本方法は、トリガ検出器１２と、トリガ検出器１２に接続された信号発生器１４と、を提供するステップＳ１を含む。

【0090】

本方法は、所定数のピクセル１６ｂを備えた、信号発生器１４の信号生成ユニット１６の表示面１６ａを提供するステップＳ２をさらに含む。

【0091】

本方法は、トリガ検出器１２により、試験されるべきＬｉＤＡＲセンサ１０の信号を受信したことに応答して、コンピューティングデバイスによって合成的に生成された所定の光学信号が、とりわけＬｉＤＡＲセンサ信号の合成的に生成された反射が、信号発生器１４の信号生成ユニット１６によって出力されるように、信号発生器１４を制御するステップＳ３をさらに含む。

【0092】

本方法は、信号発生器１４により、同じ強度Ｉの複数のピクセル１６ｂを１つのクラスタ１８に集約するステップＳ４をさらに含む。

【0093】

本明細書において特定の実施形態について例示および説明したが、当業者には、多数の代替および／または同等の実装形態が存在することが理解される。例示的な実施形態は、単なる例に過ぎず、範囲、適用可能性、または構成を何らかの方法で制限するために使用されるのではないことに留意すべきである。

【0094】

むしろ、前述した概要および詳細な説明は、少なくとも１つの例示的な実施形態を実施するための便利な手引きを当業者に提供するものであり、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的な均等物から逸脱することなく、機能の範囲および要素の配置における種々の変更を行ってもよいことを理解すべきである。

【0095】

一般に、本願は、本明細書に提示された実施形態の修正形態、適合形態、または変形形態を網羅することを意図している。

【0096】

ＬｉＤＡＲセンサは、例えば、機械式に回転して走査するＬｉＤＡＲによって構成可能である。この場合、信号生成ユニット１６の表示面１６ａは、ＬｉＤＡＲセンサ１０の周囲に３６０°の角度で配置されるであろう。

【符号の説明】

【0097】

１ 試験システム
１０ ＬｉＤＡＲセンサ
１２ トリガ検出器
１４ 信号発生器
１６ 信号生成ユニット
１８ クラスタ
１６ａ 表示面
１６ｂ ピクセル
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ プリント基板
２２ａ～ｎ デジタル－アナログ変換器
２４ａ～ｎ デジタル－アナログ変換器
２６ａ～ｎ デジタル－アナログ変換器
２８ａ～ｎ クロスポイントスイッチ
３０ａ～ｎ クロスポイントスイッチ
３２ａ～ｎ クロスポイントスイッチ
３４ａ～ｚ，３５ａ，３９ａ 発光素子ドライバ
３６ａ～ｚ，３７ａ，４１ａ 発光素子
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ 光導波路
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 集積回路
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ オブジェクト
Ｉ 強度
ＲＴＳ 光学信号
Ｓ１～Ｓ４ 方法ステップ
ＴＳ トリガ信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】