[发明专利]具有LIDAR传感器的不利天气条件检测系统

说明书

一种检测不利天气条件的方法和装置。该方法提供了一种包括LIDAR传感器（13）的系统（10），LIDAR传感器（13）具有包括光源（20）和照射光学器件（Tx）的发射部分（18），以及具有接收光学器件（Rx）和用于接收反射光的光电检测器或光电检测器阵列（25）的接收部分（24）。接收光学器件（Rx）与照射光学器件（Tx）间隔开。照射光学器件（Tx）和接收光学器件（Rx）每个都限定视场，其中所述视场在距传感器（13）一定距离处重叠，从而限定固体对象感测区域。位于固体对象感测区域之外的区域限定了非重叠区域（R）。光电检测器确定固体对象感测区域中是否存在指示其中固体对象的信号。相同的光电检测器还确定非重叠区域（R）中是否存在指示影响车辆的不利天气条件的信号。

技术领域

本发明涉及LIDAR（光检测和测距）系统，并且特别地涉及高分辨率闪光LIDAR（HFL）传感器，其检测诸如影响车辆的天气条件之类的不利条件，以及检测视野中的固体对象。

背景技术

用于高级驾驶员辅助系统中的LIDAR传感器在恶劣天气条件下经历显著的性能劣化。这些条件包括降雨、降雪、冰雹、毛毛雨、雾霾、烟雾、雾、在潮湿道路（高速公路）上行驶的车辆轮胎扬起的水滴形成的喷雾等。传感器的性能劣化是由于三个主要原因。首先，激光的能量被散射，这显著减小最大可检测距离。第二，来自雪花、雨滴和雾的返回物与来自固体对象的返回物相混淆。第三，由于来自天气对象的干扰，LIDAR图像或点云的质量下降。该劣化增加了对于检测车辆正在其中行驶的当前天气条件的需要，以便能够进入天气模式，在该模式下，在通知驾驶员接管后，某种功能性将被禁用。

在EP 3091342 A1中公开了一种用于检测诸如雨的天气的常规驾驶员辅助系统。该系统使用附加的通道用于不利天气检测，这与本专利中使用的技术相反，在本专利中，普通的对象检测通道用于天气和对象检测两者。该现有技术也在如下意义上受限，即它探测车辆前方非常有限的空间，使得可靠性成问题。此外，这种常规的检测方式不能区分天气条件的类型（诸如雨、雪、雾、喷雾等），因为该通道具有非常有限的分辨率。然而，使用本文公开的HFL传感器的天气检测由于其高分辨率和对lidar信号的快速采样率，可以可靠地检测和分类天气条件。

美国专利第8,879,049号公开了一种光学感测系统，其使用仅在传感器前面的短距离内与照射场重叠的专用光电二极管或接收器通道。光电二极管不能用于任何其他目的。该方法再次遭受相同问题，即它探测非常小的区域（几立方厘米（cm³）），并且由于其非常低的分辨率而无法对天气条件进行分类。

因此，存在具有一种用于驾驶员辅助或自主车辆以使它们安全且可靠的鲁棒且有成本效益的天气检测和分类系统的需要。因此，该附加功能帮助车辆容易地监视其环境，并可靠地预测/通知性能劣化。

发明内容

本发明的目的是满足上面指出的需要。根据实施例的原理，该目的通过一种检测车辆的驾驶员辅助或自主车辆系统中不利天气条件的方法来实现。该方法提供了一种包括LIDAR传感器（特别是HFL传感器）的系统，该LIDAR传感器具有包括光源和照射光学器件的发射部分，以及具有接收光学器件和如HFL传感器中使用的用于接收反射光的光电检测器或光电检测器阵列的接收部分。接收光学器件与照射光学器件间隔开。照射光学器件和接收光学器件每个限定一个视场，其中视场在距传感器一定距离处重叠，从而限定固体对象感测区域。位于固体对象感测区域之外的区域限定了非重叠区域。光电检测器确定固体对象感测区域中是否存在指示其中固体对象的信号。相同的光电检测器还确定在非重叠区域中是否存在指示影响车辆的不利天气条件的信号。