特許 7376149 調整装置およびライダー測定装置

(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】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】調整装置およびライダー測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/487 20060101AFI20231031BHJP

   G01S 7/484 20060101ALI20231031BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

G01S7/487

G01S7/484

G01S17/931

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021576717

(86)(22)【出願日】2020-06-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-01

(86)【国際出願番号】 EP2020067142

(87)【国際公開番号】W WO2021001178

(87)【国際公開日】2021-01-07

【審査請求日】2021-12-23

(31)【優先権主張番号】102019209691.3

(32)【優先日】2019-07-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】505472816

【氏名又は名称】マイクロビジョン，インク．

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ラルフ ボイシェル

(72)【発明者】

【氏名】ファルコ ディーベル

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル ケーラー

【審査官】藤脇 昌也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１７３２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５０７２６１（ＪＰ，Ａ）

(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】

車両（１４）の焦点面アレイ機構でのライダー測定装置（１０）の検出プロセスを調節する調整装置（２０）であって、前記ライダー測定装置（１０）は、複数の送信素子（３２）が複数の行（Ｚ _１ ～Ｚ _６ ）に配列されたアレイを有するライダー送信ユニット（１８）と、前記ライダー送信ユニット（１８）のアレイに対応するように、複数のセンサ素子が複数の行に配列されたアレイを有するライダー受信ユニット（１６）とを備え、前記ライダー測定装置（１０）は、時間相関単一光子計数（ＴＣＳＰＣ）測定プロセスを実行するように構成され、
前記調整装置（２０）は、
前記ライダー測定装置（１０）の垂直視野（３０）が垂直方向に２つ以上に分割されて定められた少なくとも２つの捕捉ゾーン（Ｅ _１ ～Ｅ _４ ）についての情報を含む設定を受領する入力インターフェース（２２）と、
前記受領された設定に基づいて、前記少なくとも２つの捕捉ゾーン（Ｅ_１～Ｅ_４）のそれぞれの検出プロセスで使用されるＴＣＳＰＣ集積の数を決定する設定部（２４）と、
前記受領された設定に基づいて、前記少なくとも２つの捕捉ゾーン（Ｅ _１ ～Ｅ _４ ）のそれぞれに対して割り付けられる、前記送信素子（３２）の行および／または前記センサ素子の行を決定する選択部（２６）であり、前記行が前記車両の長手方向面に平行に延在する、選択部（２６）と、
前記ライダー測定装置（１０）を制御する制御部（２８）であり、前記決定されたＴＣＳＰＣ集積の数に基づいて、各捕捉ゾーンに関して割り付けられた前記送信素子（３２）の行および／または前記センサ素子の行を作動させ、それによって前記少なくとも２つの捕捉ゾーン内の物体（１２）を検出する、制御部（２８）と
を備える調整装置（２０）。

【請求項2】

前記入力インターフェース（２２）が、前記車両（１４）上の前記ライダー測定装置（１０）のアラインメントおよび位置に対する水平線（Ｈ）の高さを受領するように構成され、
前記選択部（２６）が、前記水平線より上の領域に割り付ける第１の行、および前記水平線より下の領域に割り付ける第２の行を決定するように構成される、
請求項１に記載の調整装置（２０）。

【請求項3】

前記入力インターフェース（２２）が、測定プロセスの全体時間を受領するように構成され、
前記設定部（２４）が、前記全体時間に基づいて各捕捉ゾーン（Ｅ_１～Ｅ_４）に対する前記ＴＣＳＰＣ集積の数を決定するように構成される、
請求項１または２に記載の調整装置（２０）。

【請求項4】

前記入力インターフェース（２２）が、測定プロセスの全体電力量を受領するように構成され、
前記設定部（２４）が、前記全体電力量に基づいて各捕捉ゾーン（Ｅ_１～Ｅ_４）に対する前記ＴＣＳＰＣ集積の数を決定するように構成される、
請求項１から３のいずれか一項に記載の調整装置（２０）。

【請求項5】

前記調整装置が、前記ライダー測定装置（１０）の作動中の前記検出プロセスを調節するように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の調整装置（２０）。

【請求項6】

前記入力インターフェース（２２）が、垂直方向に４つの捕捉ゾーン（Ｅ_１～Ｅ_４）の垂直方向拡張についての情報を含む設定を受領するように構成され、
第１の捕捉ゾーンが空の領域に対応し、前記第１の捕捉ゾーンの下の第２の捕捉ゾーンが遠方視界に対応し、前記第２の捕捉ゾーンの下の第３の捕捉ゾーンが中間車道領域に対応し、前記第３の捕捉ゾーンの下の第４の捕捉ゾーンが近傍の車道領域に対応する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の調整装置（２０）。

【請求項7】

車両（１４）の周囲状況内の物体（１２）を検出する焦点面アレイ機構でのライダー測定装置（１０）であって、
光パルスを送信する複数の送信素子（３２）を有するライダー送信ユニット（１８）および前記光パルスを受信する複数のセンサ素子を有するライダー受信ユニット（１６）であり、前記送信素子および前記センサ素子が、前記車両の長手方向面に平行に延在する行に配置される、ライダー送信ユニット（１８）およびライダー受信ユニット（１６）と、
請求項１から６のいずれか一項に記載の調整装置（２０）と
を備えるライダー測定装置（１０）。

【請求項8】

車両（１４）のバンパの領域で前記車両に装着されるように構成される、請求項７に記載のライダー測定装置（１０）。

【請求項9】

前記ライダー送信ユニット（１８）および前記ライダー受信ユニット（１６）が、１２°～２０°、好ましくは１６°の垂直視野（３０）を有し、
前記垂直視野の視野中心が、好ましくは、前記車両（１４）の前記長手方向面に平行に延在する、
請求項７または８に記載のライダー測定装置（１０）。

【請求項10】

車両（１４）の焦点面アレイ機構でのライダー測定装置（１０）の検出プロセスを調節する方法であって、前記ライダー測定装置（１０）は、複数の送信素子（３２）が複数の行（Ｚ _１ ～Ｚ _６ ）に配列されたアレイを有するライダー送信ユニット（１８）と、前記ライダー送信ユニット（１８）のアレイに対応するように、複数のセンサ素子が複数の行に配列されたアレイを有するライダー受信ユニット（１６）とを備え、前記ライダー測定装置（１０）は、時間相関単一光子計数（ＴＣＳＰＣ）測定プロセスを実行するように構成され、前記方法は、
前記ライダー測定装置（１０）の垂直視野（３０）が垂直方向に２つ以上に分割されて定められた少なくとも２つの捕捉ゾーン（Ｅ_１～Ｅ_４）についての情報を含む設定を受領するステップ（Ｓ１０）と、
前記受領された設定に基づいて、前記少なくとも２つの捕捉ゾーン（Ｅ _１ ～Ｅ _４ ）のそれぞれの検出プロセスで使用されるＴＣＳＰＣ集積の数を決定するステップ（Ｓ１２）と、
前記受領された設定に基づいて、前記少なくとも２つの捕捉ゾーン（Ｅ _１ ～Ｅ _４ ）のそれぞれに対して割り付けられる、前記送信素子（３２）の行および／または前記センサ素子の行を決定するステップ（Ｓ１４）であり、前記行が前記車両の長手方向面に平行に延在する、ステップ（Ｓ１４）と、
前記ライダー測定装置（１０）を制御するステップ（Ｓ１６）であり、前記決定されたＴＣＳＰＣ集積の数に基づいて、各捕捉ゾーンに関して割り付けられた前記送信素子（３２）の行および／または前記センサ素子の行を作動させ、それによって前記少なくとも２つの捕捉ゾーン内の物体（１２）を検出する、ステップ（Ｓ１６）と
を含む方法。

【請求項11】

コンピュータ上で作動させれば、請求項１０に記載の方法の前記ステップを実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の焦点面アレイ機構でのライダー測定装置の検出プロセスを調節する調整装置に関する。本発明は、さらに、車両の周囲の物体を検出する焦点面アレイ機構でのライダー測定装置、ならびにライダー測定装置の検出プロセスを調節する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現代の車両（自動車、運搬装置、トラック、オートバイ、無人交通システム等）は、運転手または操作者に情報を提供しかつ／または車両の個々の機能を部分的または全体的に制御する複数のシステムを備える。センサが、存在し得る他の道路使用者を併せて、車両の周囲状況を捕捉する。捕捉したデータに基づき、次いで、車両の周囲状況のモデルを生成することができ、この車両の周囲状況の変化に対処することができる。自律および部分的自律運転車両の分野の絶え間ない発展は、運転支援システム（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ：ＡＤＡＳ）および自律作動輸送システムに関する活動の影響および範囲を絶えず増し続けさせている。ますます精密になるセンサの発展は、周囲状況を捕捉し、運転手によるいかなる介入もなしに車両の個々の機能を完全または部分的に制御することを可能にしている。

【0003】

この場合、ライダー（ＬＩＤＡＲ：ｌｉｇｈｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｒａｎｇｉｎｇ、光検出と測距）技術が、周囲状況を捕捉するための１つの重要なセンサ方式を構成する。ライダーセンサは、光パルスを送信し、反射光を検出することに基づく。反射位置までの距離は、伝搬時間の測定によって計算することができる。対象物は、受けた反射光を評価することによって検出することができる。対応するセンサの技術的実現に関しては、殆どの場合マイクロミラーに基づいて機能する走査システムと、複数の送信および受信素子が、並べて静止配置された（具体的にはいわゆる焦点面アレイ機構）非走査システムとに区別される。

【0004】

これに関して、特許文献１に光学的距離測定の方法および装置が記述されている。測定パルスを送信するための送信マトリックスおよび測定パルスを受信するための受信マトリックスの使用が記述されている。測定パルスを送信するとき、送信マトリックスの送信素子の各サブセットが作動させられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１７／０８１２９４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ライダーを用いて物体を検出するときの一課題は、検出すべき物体が多様であること、およびレーザパルスの反射に関するそれら物体の特性が様々なことにある。たとえばタイヤなどの暗い物体は、たとえば橋脚や車道の縁などのより明るい物体よりも検出が難しい。車両利用の領域には全てを検出すべき複数の様々な物体が存在するので、適合するライダー測定装置を適切な態様で設計しなければならない。一方で、十分な信頼度での検出を確保するには電力が増加し得る。他方で、単位時間当たりの検出をより多くすることを可能にするために、場合によっては更新レートが減少され得る。

【0007】

上記に由来して、本発明の目的は、ライダー測定装置の視野内の物体をより良く検出する手法を提供することである。具体的には、様々な特性を有する物体を可能な限り最も信頼性高く検出することが達成されるべきである。この場合、エネルギー消費量は、可能な限り低く保たれるべきである。さらに、費用効果の高いライダー測定装置の実現を可能にすべきである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この目的を達成するために、本発明は、第１の態様において、車両の焦点面アレイ機構でのライダー測定装置の検出プロセスを調節する調整装置であって、
垂直方向に少なくとも２つの捕捉ゾーンについての情報を含む設定を受領する入力インターフェースと、
受領された設定に基づいて、少なくとも２つの捕捉ゾーンのそれぞれの検出プロセスの制御パラメータを決定する設定部と、
受領された設定に基づいて、少なくとも２つの捕捉ゾーンのそれぞれに対するライダー測定装置のライダー送信ユニットの送信素子および／またはライダー測定装置のライダー受信ユニットのセンサ素子の行の部分数量を決定する選択部であり、その行が車両の長手方向面に平行に延在する、選択部と、
ライダー測定装置を制御する制御部であり、決定された制御パラメータに基づいて、各捕捉ゾーンに関して決定された部分数量の行を制御し、それによって少なくとも２つの捕捉ゾーン内の物体を検出する、制御部と
を備える調整装置に関する。

【0009】

別の態様では、本発明は、車両の周囲状況内の物体を検出する焦点面アレイ機構でのライダー測定装置であって、
光パルスを送信する複数の送信素子を有するライダー送信ユニットおよび光パルスを受信する複数のセンサ素子を有するライダー受信ユニットであり、送信素子およびセンサ素子が、車両の長手方向面に平行に延在する行に配置される、ライダー送信ユニットおよびライダー受信ユニットと、上記に定義された調整装置と
を備えるライダー測定装置に関する。

【0010】

本発明のさらに別の態様は、調整装置により構成される方法、および、コンピュータ上で作動させれば、本方法のステップを実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品、ならびに、コンピュータ上で作動させれば本明細書に記載された方法を実行させるコンピュータプログラムを格納する記憶媒体に関する。

【0011】

本発明は、垂直方向に少なくとも２つの捕捉ゾーンを区別することを行う。垂直方向捕捉ゾーンは、この場合、視野の垂直方向区分または領域と理解されたい。ライダー測定装置の視野は、複数の捕捉ゾーンに分割される。次いで、本発明による調整装置において、制御パラメータがこれら捕捉ゾーンのそれぞれに対して決定される。さらに、車両の水平面に平行に延在する送信素子および／またはセンサ素子の行の部分数量が、これら捕捉ゾーンのそれぞれに対して決定される。次に、それぞれの部分数量の行が、制御部を介して別々に制御される。言い換えれば、様々なパラメータが、視野の様々な部分に対して設定される。行ごとに制御可能なライダー送信ユニットまたは行ごとに読み取り可能なライダー受信ユニットが、様々な受信ゾーンの行が異なる態様で取り扱われるように制御される。

【0012】

この結果、物体の検出が向上する。車両において、送信またはセンサ素子の上側の行は、空も、それに加えて橋や天井などの車道より上の物体を少なくとも部分的に捕捉する。送信および／またはセンサ素子の下側の行は、車道を捕捉する。様々な物体が、これら異なる領域または捕捉ゾーンに予想される。さらに、様々な距離が特に重要性を持つ。たとえば、黒いタイヤが車道上に存在し得るが、空にあるとは予想されない。垂直方向に少なくとも２つの捕捉ゾーンに対して本発明により差異化され個々に設定された制御パラメータによって、このタイプのモデル知識が、物体検出に関して考慮され有効にされ得る。ライダー測定装置は、様々な垂直方向捕捉ゾーンに関するライダー送信ユニットまたはライダー受信ユニットの特性を、それら捕捉ゾーンに予想される物体に対して調節するように作動させられる。それによって、物体検出の際の信頼性を向上させることができる。それに加えてまたはその代わりに、同じ信頼性を有する費用効果の高いセンサを使用することが可能になる。同様に、必要な電力および必要な設置空間に関して利点が生じる。

【0013】

好ましい実施形態では、入力インターフェースが、車両上のライダー測定装置のアラインメントおよび位置に対する水平線の高さを受領するように構成される。選択部が、水平線より上の領域に割り付ける行の第１の部分数量、および水平線より下の領域に割り付ける行の第２の部分数量を決定するように構成される。具体的には、２つの捕捉ゾーンを水平線によって区別することが好都合である。主として、車道ならびに車道の領域の物体は、水平線より下に予想される。主として、車道を塞ぐ物体は、水平線より上に予想される。車道を塞ぐ物体は、通常、比較的明るい。車道上に横たわる物体は、暗いこともある。様々なカバー範囲がやはり重要性を持つ。したがって、諸特性は、検出に際し調節することができる。その結果信頼性が向上する。

【0014】

好ましい実施形態では、入力インターフェースが、測定プロセスの全体時間バジェットを受領するように構成される。設定部が、各捕捉ゾーンに対する全体時間バジェットの割り当てを有する制御パラメータを決定するように構成される。具体的には、個々の測定プロセスを実行するために利用可能な特定の全体時間バジェットを、ライダー測定装置に対して指定することができる。たとえば、そのような全体時間バジェットは、望ましいまたは必要な測定頻度（更新レート）から、またはさらにハードウェアの実動から生じる。指定された全体時間バジェットは、適切な態様で、様々な調節ゾーンに配分される。

【0015】

別の好ましい実施形態では、入力インターフェースが、測定プロセスの全体電力バジェットを受領するように構成される。設定部が、各捕捉ゾーンに対する全体電力バジェットの割り当てを有する制御パラメータを決定するように構成される。上記の規定された全体時間バジェットと同様に、全体電力もまた指定することができる。この電力は、可能な限り信頼度高く各捕捉ゾーンに予想される物体を検出することができるように、様々な捕捉ゾーン間で分割される。

【0016】

好ましい実施形態では、調整装置が、ライダー測定装置の作動中の検出プロセスを調節するように構成される。本発明による調整装置は、ライダー測定装置の検出プロセスを調節するために使用される。この点では、入力インターフェースならびに設定部および選択部は、それらの機能をライダー測定装置の作動中に１回発揮し、それに対して、制御部は、測定プロセスの間中、すなわち作動中ずっと個々の機能を発揮する。

【0017】

別の好ましい実施形態では、入力インターフェースが、垂直方向に４つの捕捉ゾーンの垂直方向拡張についての情報を有する設定を受領するように構成される。第１の捕捉ゾーンは空の領域に対応する。第１の捕捉ゾーンの下の第２の捕捉ゾーンは遠方視界に対応する。第２の捕捉ゾーンの下の第３の捕捉ゾーンは中間車道領域に対応する。第３の捕捉ゾーンの下の第４の捕捉ゾーンは近傍の車道領域に対応する。合計４つの捕捉ゾーンを使用することによって、複数の領域の検出プロセスの働きを、その領域に予想されるそれぞれの物体に適合させる。これによって、信頼性を向上させることが可能になる。

【0018】

別の好ましい実施形態では、ライダー測定装置が、時間相関単一光子計数（ＴＣＳＰＣ）測定プロセスを実行するように構成される。設定部が、ＴＣＳＰＣ集積の数を決定するように構成される。ＴＣＳＰＣ集積の数は、好ましくは、制御パラメータとして設定部で決定される。ある捕捉ゾーンでより多数のＴＣＳＰＣ集積が使用されると、その捕捉ゾーン内では物体検出の向上を達成することができる。具体的には、暗くかつ／またはより遠くの物体も検出することができる。

【0019】

ライダー測定装置の好ましい実施形態では、ライダー測定装置は、車両のバンパの領域で車両に固定されるように構成される。たとえば、ライダー測定装置は、車両のバンパに組み込むことができる。これによって、車両の前方または後方の物体が明瞭に見えるようになる。様々な捕捉ゾーン間の差異化が、ライダー測定装置のために明瞭な視像を生じるので、特に有利である。

【0020】

ライダー測定装置の好ましい実施形態では、ライダー送信ユニットおよびライダー受信ユニットは、１２度～２０度、好ましくは１６度の垂直視野を有する。垂直視野の視野中心が、好ましくは、車両の長手方向面に平行に延在する。より大きい視野は、様々な捕捉ゾーンに分割される。

【0021】

具体的なパラメータおよび具体的な割り付け、具体的にはＴＣＳＰＣ集積の数ならびに様々な捕捉ゾーンに関する行の指示（捕捉ゾーンに対する行の割り付け）を、入力インターフェースを介して直接受領することもできることを理解されたい。その場合、設定部および選択部は、いわば、対応する情報を制御部に実質的に転送するように働く。したがって、たとえば、設定部は、それぞれの捕捉ゾーンに関するＴＣＳＰＣ集積の数を制御パラメータとして転送する。選択部は、受領された行の割り付けから得られる捕捉ゾーンに対する部分数量を転送する。

【0022】

検出プロセスは、ライダー送信ユニットの送信プロセス、およびそれに対応する、ライダー受信ユニットの指定された継続時間に亘る読み取りに相当する。垂直方向捕捉ゾーンは、ライダー測定装置の視野の一部に対応する。焦点面アレイ機構は、実質的に一平面内に配列されたセンサ素子（または送信素子）として理解されたい。具体的には、ライダー受信ユニットは、対応するセンサ素子を有するマイクロチップである。具体的には、ライダー送信ユニットは、同様に、対応する送信素子を有するマイクロチップである。受信ユニットと送信ユニットとは、マイクロチップ上に一緒に配置することができる。たとえば、送信素子およびセンサ素子は、それぞれチップ上にマトリックス形式で配置され、チップの表面全体に分布させられる。１つまたは複数のセンサ素子が、１つの送信素子に割り付けられる。具体的には、ライダー送信ユニットの光パルスは、レーザ光のパルスとして理解されたい。具体的には、車両の周囲状況は、車両から見える車両の周囲状況における領域から成る。車両の長手方向面は、車両の長手方向軸および横方向軸と平行に置かれる。

【0023】

本発明の好ましい実施形態が、独立請求項に記載される。上記で言及され、以下にさらに説明される特徴は、それぞれ示された組合せでのみ利用することができるのではなく、本発明の枠組みから逸脱することなく、別の組合せでもまたは個々にでも取り入れることができることを理解されたい。具体的には、調整装置、ライダー測定装置、ならびに方法およびコンピュータプログラム製品は、調整装置またはライダー測定装置に関する独立請求項に記載された実施形態に従って構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一態様によるライダー測定装置の概略図である。

【図2】本発明による調整装置の概略図である。

【図3】４つの垂直方向捕捉ゾーンを有する調整装置の概略図である。

【図4】ライダー送信ユニットの概略図である。

【図5】本発明による方法の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明が、選ばれたいくつかの例示的実施形態に基づき、添付図面と関連させて、より詳細に以下に記述され説明される。

【0026】

図１に概略的に示されるのは、車両１４の周囲状況内の物体１２を検出するための本発明によるライダー測定装置１０である。示された例示的実施形態では、ライダー測定装置１０は、車両１４に組み込まれている。たとえば、車両１４の周囲状況内の物体１２は、別の車両またはさらに静止物体（交通信号、家屋、樹木など）あるいは別の道路使用者（歩行者、自転車走行者など）であり得る。ライダー測定装置１０は、好ましくは、車両１４のバンパの領域に搭載され、特に車両１４の前方の車両の周囲状況を評価することができる。たとえば、ライダー測定装置１０は、フロントバンパに組み込むことができる。

【0027】

本発明によるライダー測定装置１０は、ライダー受信ユニット１６およびライダー送信ユニット１８を備える。ライダー測定装置１０は、ライダー測定装置１０の視野を調節する調整装置２０をさらに備える。

【0028】

ライダー受信ユニット１６およびライダー送信ユニット１８は共に、好ましくは、焦点面アレイ構成に構成される。それぞれの装置の素子は、実質的に、対応するチップの面内に配置される。ライダー受信ユニットまたはライダー送信ユニットのチップは、対応する光学システム（送信光学系または受信光学系）の焦点に配置される。具体的には、ライダー受信ユニット１６のセンサ素子またはライダー送信ユニット１８の送信素子は、受信光学系または送信光学系それぞれの焦点に配置される。たとえば、これら光学系は、光学レンズシステムから構成することができる。

【0029】

ライダー受信ユニット１６のセンサ素子は、好ましくは、ＳＰＡＤ（単一光子アバランシェダイオード）として構成される。ライダー送信ユニット１８は、レーザ光またはレーザパルスを送信する複数の送信素子を備える。送信素子は、好ましくは、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器型面発光レーザ）として構成される。ライダー送信ユニット１８の送信素子は、送信チップの面上に分布させられる。ライダー受信ユニット１６のセンサ素子は、受信チップの面上に分布させられる。

【0030】

送信チップには送信光学系が割り当てられ、受信チップには受信光学系が割り当てられている。光学系は、空間領域から来る光をそれぞれのチップに投映する。空間領域は、ライダー測定装置１０の視野に対応し、その視野が、物体１２に関して検査または感知される。ライダー受信ユニット１６とライダー送信ユニット１８との空間領域は実質的に同一である。送信光学系は、空間領域の部分領域を表す空間角度に送信素子を投映する。すなわち、送信素子は、レーザ光をこの空間角度に送り込む。送信素子全体で、空間領域全体をカバーする。受信光学系は、空間領域の部分領域を表す空間角度にセンサ素子を投映する。センサ素子全体の数が、空間領域全体をカバーする。同じ空間角度を検査する送信素子とセンサ素子とが、互いに投映し合い、したがって互いに割り当て割り付けられる。通常の場合、送信素子のレーザ光は、連係するセンサ素子に常に投映される。複数のセンサ素子が、一送信素子の空間角度の内部に配置されることが好ましい。

【0031】

空間領域の内側の物体１２を判定または検出するために、ライダー測定装置１０は、測定プロセスを実行する。そのような測定プロセスは、測定システムの構造設計および測定システムの電子回路に応じて、１つまたは複数の測定サイクルを含む。ＴＣＳＰＣ（時間相関単一光子計数）法が、この場合、制御部２０において好んで使用される。この場合、個々に入って来る光子が具体的にはＳＰＡＤを介して検出され、センサ素子が励起された時間（検出時間）が記憶素子に格納される。検出時間が、レーザ光が送信された基準時間と比較される。その差を使用してレーザ光の伝搬時間を突き止めることができ、それによって、物体１２の距離を求めることができる。

【0032】

ライダー受信ユニット１６のセンサ素子は、一方でレーザ光によって、他方で背景放射によって励起され得る。物体１２の特定の距離では、レーザ光は、常に同じ時間で到着し、他方、背景放射は、あらゆる時間に同じ確率でセンサ素子を励起する。多数回、具体的には複数の測定サイクルで測定を行うと、センサ素子の励起は、物体の距離に関係するレーザ光の伝搬時間に対応する検出時間に積み上がる。対照的に、背景放射によって生じる励起は、測定サイクルの測定継続時間全体に亘って一様に分布する。１つの測定が、レーザ光の送信およびそれに続く検出に対応する。記憶素子に格納された測定プロセスの個々の測定サイクルからのデータが、複数回求められた検出時間を評価し、それによって物体１２の距離を推定することを可能にする。

【0033】

センサ素子は、好ましくはＴＤＣ（時間／デジタル変換器）に接続される。ＴＤＣは、センサ素子が励起された時間を記憶素子に格納する。たとえば、そのような記憶素子は、短期メモリまたは長期メモリとして構成することができる。ＴＤＣは、測定プロセスの間、センサ素子が入射光子を検出する回数で記憶素子を充填する。これは、ヒストグラムによって図表表示することができ、それは記憶素子のデータに基づく。ヒストグラムにおいて、測定サイクルの継続時間は、極めて短時間のセグメント（いわゆるビン）に分割される。センサ素子が励起されると、ＴＤＣがビンの値を１だけ増やす。レーザパルスの伝搬時間に対応するビンが充填され、それは検出時間と基準時間との差を意味する。

【0034】

図２は、車両の焦点面アレイ機構でのライダー測定装置の検出プロセスを調節するための、本発明による調整装置を概略的に示す。調整装置２０は、入力インターフェース２２、設定部２４、選択部２６、および制御部２８を備える。各部およびインターフェースは、ソフトウェアおよび／またはハードウェアで、それら個々にでもまたは組み合わせても、構成または実現することができる。具体的には、各部は、ライダー測定装置のプロセッサ上で作動するソフトウェアによって実現することができる。

【0035】

設定は、入力インターフェース２２を介して受領する。設定は、垂直方向に少なくとも２つの捕捉ゾーンについての情報を含む。具体的には、設定は、送信素子および／またはセンサ素子の行同士間の各捕捉ゾーンへの割り付け、ならびに各捕捉ゾーンに関する電力および／または集積プロセスの数のそれぞれの指示をすでに含み得る。ただし、設定は、それぞれの捕捉ゾーンに関する制御パラメータおよび行の部分数量をそれに基づいて決定することができる他の情報を含むことも可能である。たとえば、設定は、車両の現在の周囲状況の指示であり得る。ライダー測定装置は、本発明によれば、現在の交通状況に基づいて作動させることもできる。高速道路では、田舎道または都市交通とは異なる設定が使用される。車両が存在する交通状況（すなわち設定）は、周囲状況センサ、地図資料、使用者入力、または他の情報源に基づいて決定することができる。具体的には、全体電力バジェットおよび／または全体時間バジェットは、設定として受領することができる。この全体バジェットは、次いで、設定部２４および選択部２６において、様々な捕捉ゾーンに分割することができる。

【0036】

検出プロセスの制御パラメータは、各捕捉ゾーンに関して設定部２４で決定される。具体的には、制御パラメータは、ＴＣＳＰＣ集積プロセスの数を含み得る。たとえば、そのような数は、可能なＴＣＳＰＣ集積プロセスの所定の全体数（全体時間バジェット）に基づいて決定することができる。制御パラメータは、ライダー測定装置の制御を可能にし、測定プロセスの特性を規定する。具体的には、それぞれの捕捉ゾーンに関して別々の制御パラメータが決定される。この点で、各捕捉ゾーンは、異なる特性で処理される。

【0037】

送信素子および／またはセンサ素子の行の部分数量が、選択部２６で決定される。このために、受領した設定が評価される。行状態に配置されたライダーチップのどの行がそれぞれの捕捉ゾーンに割り付けられているか、または割り付けられるべきか判断される。所定の行が設定としてすでに受領されている場合、その設定を選択部２６に直接転送することができる。絶対または相対尺度でのゾーンの大きさの指標を含む設定に基づいて行の部分数量を決定することが同様に可能である。

【0038】

ライダー測定装置は、制御部２８を介して制御される。具体的には、割り付けられた部分数量の行は、対応する制御パラメータに基づいて各捕捉ゾーンに対して別々に制御される。その結果、ライダー測定装置は、各捕捉ゾーン内の物体を異なるパラメータによって検出するように作動させられる。具体的には、様々なゾーンの物体をそれらゾーンに適合させたそれぞれの特性によって検出することが可能になる。

【0039】

図３に概略的に示されているのは、車両１４の側面図であり、その車両には、調整装置２０、ライダー受信ユニット１６、およびライダー送信ユニット１８を有するライダー測定装置１０が、バンパの領域に配置されている。示された例示的実施形態では、ライダー測定装置の垂直視野３０が、合計４つの異なる捕捉ゾーンＥ_１～Ｅ_４に分割される。これら捕捉ゾーンＥ_１～Ｅ_４のそれぞれに、別々の制御パラメータが設定され、または使用される。たとえば、垂直視野は、１６度の開口角度を有し得る。ライダー送信ユニットが全体で８０行の送信素子を備えると想定すると、たとえば、ライン０～１４は第１の捕捉ゾーンＥ_１に、ライン１５～６４は第２の捕捉ゾーンＥ_２に、ライン６５～７４は第３の捕捉ゾーンＥ_３に、ライン７５～７９は第４の捕捉ゾーンＥ_４に割り付けることができる。図示された例示的実施形態に示されるように、第１の捕捉ゾーンＥ_１と第２の捕捉ゾーンＥ_２との境界線は、水平面Ｈ上を通り、その水平面は、図示された例示的実施形態では、車両１４の長手方向面に対応する。その場合、第１の捕捉ゾーンＥ_１は、水平線から上方の空の領域に対応する。この第１の捕捉ゾーンでは大きな範囲が必要とされる一方で、暗い物体が生じることはありそうもない。

【0040】

図示された例示的実施形態では、たとえば、この領域に２３５のＴＣＳＰＣ集積のバジェットを用いることができる。第２の捕捉ゾーンＥ_２では、遠方領域が捕捉される。この領域では、暗い物体も検出できることが極めて重要であり、たとえばその結果、路上に存在するタイヤを捕捉することができる。このために、この領域ではより多数、たとえば３５５のＴＣＳＰＣ集積が使用される。中間車道領域、すなわち中間距離の車道領域が、第３の捕捉ゾーンＥ_３では捕捉される。たとえば、中間領域は、最大２９メートルまでの距離に対応する。たとえば、この領域には制御パラメータを介して２６２の数のＴＣＳＰＣ集積を設定することができる。近傍車道領域、すなわちたとえば最大１０メートルの距離までの車両の直接前方の領域が、第４の捕捉ゾーンＥ_４で評価される。この領域は近接しており、起こり得る障害物に対して反応することはもはや不可能であり得るので、より少数のＴＣＳＰＣ集積で十分である。たとえば、２２２のＴＣＳＰＣ集積が使用され得る。すなわち、全体として、ＴＣＳＰＣ集積は、対応する捕捉ゾーンの予想される物体の特性に対してそれぞれ割り付けられる。

【0041】

図４に概略的に示されるのは、本発明によるライダー送信ユニット１８である。ライダー送信ユニット１８は、複数の送信素子３２を備え、それら送信素子は、複数の行Ｚ_１～Ｚ_６に配置される。明瞭化のために、図面は、ほんの数ラインまたは選択された送信素子３２しか示さない。たとえば、ライダー送信ユニット１８は、８０×１２８の送信素子３２を有するアレイを備え得る。ライダー受信ユニットの対応するセンサ素子が、各送信素子３２に割り付けられる。センサ素子は、この場合、複数の個々のＳＰＡＤセルを有するマイクロセルを言い表すこともできる。送信素子３２は、行ごとに作動させることができる。これは、同じ行Ｚ_１～Ｚ_６に配置された全ての送信素子３２を、同時に作動させることができることを意味する。

【0042】

ライダー送信ユニット１８は、焦点面アレイ機構で構成され、車両と固定的に連結され、または車両に組み込まれているので、車両に対するライダー送信ユニット１８のアレイのアラインメントは、作動中に変化することはない。したがって、送信および／またはセンサ素子の様々な行への捕捉ゾーンの割り付けも、センサの作動に際し、前以て指定することができる。伝搬時間に対する調節も同様に考慮できる。本発明によれば、特定の捕捉ゾーンに割り付けられた行は、様々な制御パラメータによって作動させられる。その結果、捕捉ゾーン内の物体を、最適な態様で捕捉することができる。

【0043】

センサ素子を有するライダー受信ユニットがライダー送信ユニット１８に対応して構成されることを理解されたい。ライダー送信ユニット１８とライダー受信ユニット１６とは、通常、車両が動くとき、相互に固定されるように連結され、好ましくは、隣り合って配置される。ライダー送信ユニット１８の送信素子３２の作動と同様に、ライダー受信ユニット１６のセンサ素子も行ごとに読み取ることができる。

【0044】

図５は、車両の焦点面アレイ機構でのライダー測定装置の検出プロセスを調節するための、本発明による方法を概略的に示す。本方法は、設定を受領するステップＳ１０、制御パラメータを決定するステップＳ１２、送信素子および／またはセンサ素子の並行に作動する行の部分数量を決定するステップＳ１４、およびライダー測定装置を作動させるステップＳ１６を含む。たとえば、本方法は、ライダー測定装置のプロセッサ上で作動するソフトウェアによって実現することができる。

【0045】

本発明が、図面および明細書に基づいて包括的に記述および説明された。本明細書および説明は、例として解釈すべきであり、限定するものと解釈すべきでない。本発明は、開示された実施形態に限定されない。本発明の使用に際し、ならびに図面、本開示、および添付特許請求の範囲を的確に解析するに際し、当業者には他の実施形態または変形形態が思い浮かぶ。

【0046】

特許請求の範囲において、用語「備える／含む」および「有する」は、別の要素またはステップの存在を除外しない。不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数の存在を排除しない。単一の要素または単一のユニット／部が、特許請求の範囲で言及される複数のユニット／部の機能を果たすことができる。要素、ユニット／部、インターフェース、装置、およびシステムは、部分的にまたは全面的にハードウェアおよび／またはソフトウェアに変換することができる。複数の異なる独立請求項における複数の方策の単なる言及は、これら方策を組み合わせて同様に有利に利用することができないことを意味すると取るべきではない。特許請求の範囲の参照番号は、限定的と理解すべきではない。

【符号の説明】

【0047】

１０ ライダー測定装置
１２ 物体
１４ 車両
１６ ライダー受信ユニット
１８ ライダー送信ユニット
２０ 調整装置
２２ 入力インターフェース
２４ 設定部
２６ 選択部
２８ 制御部
３０ 視野
３２ 送信素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】