[发明专利]用于对视场进行光学检测的激光雷达传感器和方法

说明书

一种用于对视场(106)进行光学检测的激光雷达传感器(100)，该传感器具有至少一个发送单元(101)，该发送单元用于向视场(106)内发射初级光(104)；至少一个接收单元(110)，该接收单元用于接收视场(106)内已由对象(107)反射的次级光(109)；其中，接收单元(110)具有探测器单元(113)和探测器光学器件(112)，该探测器单元具有至少一个探测器元件(114)，该探测器光学器件具有非线性光学元件(201)。在此，非线性光学元件(201)构造用于使所接收的次级光(109)的频率翻倍，并且将经频率翻倍的次级光(111)定向到探测器单元(113)。

技术领域

本发明涉及根据独立撰写的权利要求的前序部分的、用于对视场进行光学检测的一种激光雷达传感器和一种方法。

背景技术

US2007/0159683A1公开一种用于借助具有脉冲发射的激光源在光路中产生频移的方法。在每n第个激光束发射脉冲期间，包含光传播载体的至少一个频移模块的光路长度根据期望频移发生周期性变化，其中n≥1，其通过如下方式实现：向所述(一个或多个)模块施加控制电压或者机械负载，所述电压和负载在该第n个脉冲期间根据时间线性演变。

发明内容

本发明基于一种用于对视场进行光学检测的激光雷达传感器。该传感器具有用于将初级光发射到视场内的至少一个发送单元；和用于接收在视场内已由对象反射的次级光的至少一个接收单元。在此，接收单元具有探测器单元和探测器光学器件，该探测器单元具有至少一个探测器元件，该探测器光学器件具有非线性光学元件。

根据本发明，非线性光学元件构造用于使所接收的次级光的频率翻倍(verdoppeln)，并且将经频率翻倍的次级光定向到探测器单元。

借助激光雷达传感器，能够基于信号传播时间(Time of Flight，TOF，飞行时间)确定激光雷达传感器与该激光雷达传感器的视场内的对象之间的间距。借助激光雷达传感器，能够基于调频持续波信号(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)确定激光雷达传感器与该激光雷达传感器的视场内的对象之间的距离。能够借助所发射的初级光对激光雷达传感器的视场进行扫描。发送单元可以构造为至少一个激光器。接收单元的探测器单元可以构造用于探测所接收的次级光。激光雷达传感器可选地具有至少一个分析处理单元。借助该分析处理单元能够对所探测的次级光进行分析处理。该分析处理的结果例如可以用于车辆的驾驶辅助功能。该分析处理的结果例如可以用于控制自主行驶的车辆。激光雷达传感器尤其可以构造用于在至少部分地自主行驶的车辆中的使用。借助激光雷达传感器能够实现车辆在高速公路上和在城市交通中的部分自主行驶或者自主行驶。

本发明的优点在于，能够将用于发射较高的波长的初级光的发送单元与低成本的接收单元进行结合。与例如发射波长为905nm的初级光的已知激光雷达传感器相反，在此处所述的激光雷达传感器中能够使用用于发射具有大于905nm的波长的初级光的发送单元。所发射的初级光的波长越高，在考虑激光雷达传感器的人眼安全性的情况下，允许的所发射的初级光的功率越高。这由如下原因引起：较高波长的初级光不能穿透人眼的视网膜，而因此不能通过晶状体聚焦。激光雷达传感器的人眼安全可通过如IEC60825-1的标准预先规定。若以更高功率发射激光雷达传感器的初级光，则又为检测视场带来优势。如此例如能够使得激光雷达传感器的视距增加。这在将这种激光雷达传感器用于至少部分地自主行驶的车辆中的情况下尤其有利。

通过所接收的次级光的频率翻倍(Frequenzverdopplung)，以及次级光的波长的减半，又能够实现使用构造用于探测较短波长的次级光的至少一个探测器元件。这类探测器元件可以较低成本地获得。然而，这种探测器元件大多仅能够很差地甚至完全不能够探测较高的波长。借助所描述的激光雷达传感器能够避免使用构造用于探测更高波长的次级光的高成本探测器元件。在运行中对这类探测器元件的冷却能够避免。