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Title:
LIGHT-GUIDE-BASED LIDAR SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/025222
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a lidar system (1), comprising a beam source (2) configured to produce a scanning beam, a detector (3) configured to receive a reflection of the scanning beam, said reflection having been cast back to the lidar system (1) after the scanning beam was reflected in surroundings of the lidar system (1), a light guide bundle (4) which comprises at least one first light guide (5) and one second light guide (6), wherein the first light guide (5) is coupled to the beam source (2) at a first end of the first light guide (5) and the second light guide (6) is coupled to the detector (3) at a first end of the second light guide (6), and a sensor head (7), in which a second end of the first light guide (5) and a second end of the second light guide (6) are merged, wherein the sensor head (7) further has a deflection apparatus in order to steer the scanning beam guided by the first light guide (5) to the sensor head (7) in a changing direction during a scanning process.

Inventors:
PETERSEIM, Tobias (Altvaterstrasse 23/1, Boeblingen, 71032, DE)
Application Number:
EP2018/069928
Publication Date:
February 07, 2019
Filing Date:
July 23, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
International Classes:
G01S7/48; G01S7/481; G01S17/42; G01S17/46; G01S17/93
Domestic Patent References:
WO2012112683A22012-08-23
Foreign References:
US20060132752A12006-06-22
EP2309293A12011-04-13
US20140231647A12014-08-21
US5317148A1994-05-31
DE102012025464A12014-07-03
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Claims:
Ansprüche

1. LiDAR-System (1), umfassend:

- eine Strahlquelle (2), welche dazu eingerichtet ist, einen Scanstrahl (20) zu erzeugen,

- einen Detektor (3), welcher dazu eingerichtet ist, eine Reflektion des Scanstahls (20) zu detektieren, welche zu dem LiDAR-System (1) zurückgeworfen wird, wenn der Scanstrahl (20) in einer Umgebung des LiDAR-Systems (1) reflektiert wurde,

- ein Lichtleiterbündel (4), welches zumindest einen ersten Lichtleiter (5) und einen zweiten Lichtleiter (6) umfasst, wobei der erste Lichtleiter (5) an einem ersten Ende des ersten Lichtleiters (5) mit der Strahlquelle (2) gekoppelt ist und der zweite Lichtleiter (6) an einem ersten Ende des zweiten Lichtleiters (6) mit dem Detektor (3) gekoppelt ist, und

- einen Sensorkopf (7), in dem ein zweites Ende des ersten Lichtleiters (5) und ein zweites Ende des zweiten Lichtleiters (6) zusammengeführt werden, wobei der Sensorkopf (7) ferner eine Ablenkvorrichtung (10) aufweist, um den über den ersten Lichtleiter (5) zu dem Sensorkopf (7) geführten Scanstrahl (20) während eines Scanvorgangs in eine wechselnde Richtung zu lenken.

2. LiDAR-System (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (5) und der zweite Lichtleiter (6) an deren zweiten Ende koaxial zueinander angeordnet sind.

3. LiDAR-System (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das LiDAR-System (1) mehrere zweite Lichtleiter (6) umfasst, die an ihrem ersten Ende mit dem Detektor (3) gekoppelt sind und die an ihrem zweiten Ende an dem Sensorkopf (7) mit dem zweiten Ende des ersten Lichtleiters (5) zusammengeführt sind.

4. LiDAR-System (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Enden der zweiten Lichtleiter (6) derart angeordnet sind, dass diese um das zweite Ende des ersten Lichtleiters (5) herum angeordnet sind.

LiDAR-System (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Ende des ersten Lichtleiters (5) eine Strahlformungslinse (12) angeordnet ist.

LiDAR-System (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Ende des zweiten Lichtleiters (6) ein Bandpassfilter (9) angeordnet ist und/oder der zweite Lichtleiter (6) einen Faserkern mit integriertem Bragg-Gitter aufweist.

LiDAR-System (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkvorrichtung (10) einen beweglich angeordneten Mikrospiegel (11) und/oder eine beweglich angeordnete erste Linsenanordnung (13) umfasst.

LiDAR-System (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkvorrichtung (10) eine erste

Linsenanordnung (13) und eine zweite Linsenanordnung (14) umfasst, welche im Bezug zueinander beweglich angeordnet sind, wobei zwischen der ersten Linsenanordnung (13) und der zweiten Linsenanordnung (14) bevorzugt eine dritte Linsenanordnung (15) angeordnet ist.

LiDAR-System (1 ) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lichtleiter (5) und der zweite Lichtleiter (6) photonische Kristallfasern sind, wobei die Hohlräume zwischen den Lichtleitern (5, 6) mit einem Gas befüllt sind, welches lediglich Licht mit einer Wellenlänge der Strahlquelle (2) transmittiert.

LiDAR-System (1) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkvorrichtung (10) eine nicht-mechanische Strahllenkvorrichtung ist.

Description:
Beschreibung

Titel

Lichtleiter-basiertes LiDAR-system Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein LiDAR-System.

Um Objekte im dreidimensionalen Raum zu erfassen und zu erkennen, werden heutzutage Laserscanner eingesetzt. Solche Laserscanner werden auch als

LiDAR-System bezeichnet. Dabei werden heutzutage hauptsächlich sog. Macroscanner eingesetzt, welche jedoch aufgrund eines hohen Verschleißes ihrer Achslager eine hohe Ausfallrate aufweisen. Diese Problematik ergibt sich sowohl bei motorisierten Drehspiegelscannern als auch bei Systemen mit Rotoren, welche eine Messtechnik mit Laserdetektor und Optik enthalten. Bei aktuellen LiDAR-Systemen ist es notwendig, dass rotierende Bauelemente rotationssymmetrisch aufgebaut sind, um mechanische Instabilitäten zu vermeiden, welche sich aus einer Unwucht von drehenden Komponenten ergeben können. Des Weiteren lassen sich diese Systeme nicht modular aufbauen und bedingen eine gewisse Bauform und Konstruktionsart.

Bei einigen LiDAR-Systemen ist ein Sendepfad und ein Empfangspfad des LiDAR-Systems biaxial aufgebaut, wobei durch den getrennten Empfangs- und Sendepfad ein hohes Bauvolumen des Laserscanning-Systems bedingt ist.

Des Weiteren sind in aktuellen LiDAR-Systemen eine Detektoreinheit, eine Lasereinheit und ein optisches Sende- und Empfangselement in einem Modul vereinigt, was dazu führt, dass ein Gesamtvolumen eines solchen LiDAR- Systems eine untere Grenze aufweist und die Möglichkeiten zur Auswahl eines Verbauortes durch das Gesamtvolumen eingeschränkt sind. Ein großer Kostenfaktor bei all diesen LiDAR-Systemen ist der eingesetzte Bandpassfilter, welcher dafür sorgt, dass das störende Umgebungslicht unterdrückt wird. Die Kosten skalieren hierbei direkt mit der Fläche des Filters.

Die WO2012112683A2 offenbart ein LiDAR-System, in welchem Lichtleiter eingesetzt werden. Dabei kommt ein Zirkulator zum Einsatz, um entweder einen auszusendenden Scanstrahl in einen Lichtleiter einzukoppeln oder eine empfangene Reflektion des Scanstrahls an einen Detektor zu vermitteln. Ein solcher Zirkulator macht die Bereitstellung eines LiDAR-Systems jedoch sehr kostenintensiv und aufwendig und ist daher gerade für einen Einsatz im automobilen Umfeld wenig geeignet.

Die DE102012025464A1 offenbart ferner einen optischen Sensor, welcher für einen Einsatz im automobilen Umfeld geeignet ist. Dieser optische Sensor ist jedoch nicht für ein Scannen des Umfeldes geeignet.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße LiDAR-System umfasst eine Strahlquelle, einen

Detektor, ein Lichtleiterbündel und einen Sensorkopf. Die Strahlquelle ist dazu eingerichtet, einen Scanstrahl zu erzeugen. Der Detektor ist dazu eingerichtet, eine Reflexion des Scanstrahls zu detektieren, welche zu dem LiDAR-System zurückgeworfen wird, wenn der Scanstrahl in eine Umgebung des LiDAR- Systems reflektiert wurde. Das Lichtleiterbündel umfasst zumindest einen ersten Lichtleiter und einen zweiten Lichtleiter, wobei der erste Lichtleiter an einem ersten Ende des ersten Lichtleiters mit der Strahlquelle gekoppelt ist und der zweite Lichtleiter an einem ersten Ende des zweiten Lichtleiters mit dem Detektor gekoppelt ist. In dem Sensorkopf sind ein zweites Ende des ersten Lichtleiters und ein zweites Ende des zweiten Lichtleiters zusammengeführt, wobei der Sensorkopf ferner eine Ablenkvorrichtung aufweist, um den über den ersten Lichtleiter zu dem Sensorkopf geführten Scanstrahl während eines

Scanvorgangs in eine wechselnde Richtung zu lenken.

Somit sind der Sensorkopf und der Detektor über einen anderen Lichtleiter miteinander gekoppelt als der Sensorkopf und die Stahlquelle. Das bedeutet, dass zu jeder Zeit ein optischer Pfad zwischen dem Sensorkopf und dem

Detektor sowie zwischen dem Sensorkopf und der Stahlquelle besteht. Die Strahlquelle ist eine Lichtquelle, durch welche Licht im sichtbaren oder nicht sichtbaren Bereich bereitgestellt wird. Das von der Strahlquelle bereitgestellte Licht wird in den ersten Lichtleiter eingekoppelt. Insbesondere ist die Strahlquelle ein Laser. Der Detektor ist eine Vorrichtung, durch welche von dem LiDAR- System empfangenes Licht detektiert wird.

Der Detektor umfasst bevorzugt eine oder mehrere Fotodioden. Der Detektor ist somit ein Sensor oder ein Sensor-Array. Das Lichtleiterbündel ist ein Strang aus mehreren einzelnen Lichtleitern, wobei das Lichtleiterbündel zumindest zwei einzelne Lichtleiter umfasst. Dabei ist es nicht zwingend notwendig, dass die einzelnen Lichtleitern über eine gesamte Länge des Lichtleiterbündels zu einem Strang zusammengefasst sind. Ein Lichtleiter ist insbesondere eine optische Faser. So ist ein Lichtleiter beispielsweise eine Glasfaser oder eine

Kunststofffaser. Ein Lichtleiter ist ein optisches Bauelement, durch welches Licht entlang einer Struktur des Lichtleiters gelenkt wird. Der Lichtleiter ist

insbesondere ein flexibles Element oder ein starr geformtes Element, welches beispielsweise aus einem Glas oder Acrylglas gefertigt ist.

Der Sensorkopf ist eine bauliche Einheit, welche eine Schnittstelle des LiDAR- Systems zu der Umgebung des LiDAR-Systems bildet. In dem Sensorkopf wird das zweite Ende des ersten Lichtleiters und das zweite Ende des zweiten Lichtleiters zusammengeführt. So weist das Lichtleiterbündel insbesondere eine Y-Form auf, wobei der von der Strahlquelle kommende erste Lichtleiter mit dem von dem Detektor kommenden zweiten Lichtleiter zusammengeführt werden. Der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter sind dabei getrennte Lichtleiter, welche jedoch gebündelt werden, um in den Sensorkopf kompakt nebeneinander angeordnet zu sein.

Die Ablenkvorrichtung ist eine optische Vorrichtung, welche dazu geeignet ist, den aus dem ersten Lichtleiter austretenden Scanstrahl in unterschiedliche

Richtungen zu lenken, um ein Scannen der Umgebung des LiDAR-Systems mittels des Scanstrahls zu ermöglichen. Dabei kann der Scanstrahl entweder bereits als ein gebündelter Strahl in den ersten Lichtleiter eingekoppelt werden, oder erst bei einem Austreten aus dem ersten Lichtleiter zu einem Strahl fokussiert werden. Die Ablenkvorrichtung ist dabei insbesondere auch dazu eingerichtet, einen aus der Umgebung des LiDAR-Systems reflektierten

Scanstrahl in den zweiten Lichtleiter einzukoppeln. Dadurch, dass der Sensorkopf durch das Lichtleiterbündel von dem Detektor und der Strahlquelle getrennt ist, wird eine Modularität des LiDAR-Systems erhöht. So wird es insbesondere ermöglicht, dass der Detektor und die Strahlquelle an unterschiedlichen Positionen verbaut werden und lediglich der Sensorkopf an einer Position zu platzieren ist, welche für einen Scannen der Umgebung des LiDAR-Systems vorteilhaft ist. Der Sensorkopf kann dabei als eine äußerst kompakte Baueinheit gestaltet sein, was eine flexible Positionierung des

Sensorkopfs ermöglicht. Die Strahlquelle und der Detektor können somit im Gegensatz zu einem Komplettsensor, welcher aus Laserdetektor, Ablenkeinheit und Optik besteht, zu einem einzelnen unabhängig von dem Sensorkopf positionierbaren Modul zusammengefasst werden. Strahlquelle, Detektor und Sensorkopf können räumlich voneinander getrennt sein. Die Größe eines notwendigen Bandpassfilters kann auf die Größe des zweiten Lichtleiters beschränkt sein und somit sehr klein gestaltet werden. So weist der erste

Lichtleiter und der zweite Lichtleiter beispielsweise einen vorteilhaften

Durchmesser von jeweils weniger als 1 mm auf. Es wird somit eine

Kostenreduktion beim Bau von LiDAR-Systemen ermöglicht. In dem Sensorkopf werden somit ein Sender und ein Empfangspfad des LiDAR-

Systems zusammengeführt. Gegenüber anderen koaxialen Empfangs- und Sendepfadkonzepten wird kein Strahlteiler zur Trennung des ausgesendeten Lichts, also des Scanstrahls, vom in der Umgebung des LiDAR-Systems reflektieren zu empfangenden Lichtes benötigt. Mit dem erfindungsgemäßen LiDAR-System wird gewährleistet, dass zum einen mehr Licht am Detektor zur

Verfügung steht und zum anderen die volle Leistung des Scanstrahls zur Verfügung steht. Verluste, die durch einen Strahlteiler entstehen, werden vermieden. Durch die Trennung vom Sensorkopf, Strahlquelle und Detektor können die

Strahlquelle, der Detektor und der Sensorkopf getrennt voneinander angeordnet werden. So können die einzelnen Elemente des LiDAR-Systems insbesondere in einem Fahrzeug platziert werden. So benötigt der Sensorkopf lediglich ein sehr kleines Einbauvolumen und kann somit beispielsweise hinter einer Stoßstange oder in einem Außenspiegel platziert werden. Es wird daher eine hohe Flexibilität hinsichtlich des Einbauorts der Strahlquelle und des Detektors erreicht. Auch kann der Einbauort der einzelnen Komponenten vorteilhaft gewählt werden, so ist es beispielsweise möglich, die Strahlquelle oder den Detektor derart zu platzieren, dass eine Kühlung dieser Bauelemente gewährleistet wird. Dadurch, dass ein Empfangspfad des LiDAR-Systems auf den zweiten Lichtleiter konzentriert ist, kann der Detektor kostengünstig als ein kompakter

Singlepixeldetektor ausgeführt sein. Es werden somit geringe Herstellkosten des

Detektors aufgrund der kleinen Pixelfläche ermöglicht. Zudem kann bei einem solchen Singlepixeldetektor auch aufwändige Elektronik zur Auslesung des Detektors verzichtet werden. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Bevorzugt sind der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter an deren zweiten Ende koaxial zueinander angeordnet. Das bedeutet, dass der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter an Seiten des Sensorkopfes zumindest für einen abschließenden Abschnitt des Lichtleiterbündels zueinander parallele Achsen aufweisen. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass eine gemeinsame Optik für einen Sendepfad und einen Empfangspfad des LiDAR-Systems genutzt wird. Der Sensorkopf kann somit besonders kompakt ausgeführt werden. Auch ist es vorteilhaft, wenn das LiDAR-System mehrere zweite Lichtleiter umfasst, die an ihrem ersten Ende mit dem Detektor gekoppelt sind und die an ihrem zweite Ende an dem Sensorkopf mit dem zweiten Ende des ersten

Lichtleiters zusammengeführt werden. Es wird somit eine größere Fläche an dem zweiten Ende des zweiten Lichtleiters bereitgestellt, um empfangenes Licht in den zweiten Lichtleiter einzukoppeln. Es wird daher eine Fokussierung empfangenen Lichtes auf die zweiten Lichtleiter vereinfacht und eine

Empfangsoptik kann kompakt ausgeführt werden.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die zweiten Enden der zweiten Lichtleiter derart angeordnet sind, dass diese um das zweite Ende des ersten Lichtleiters herum angeordnet sind. Das bedeutet mit anderen Worten, dass der erste Lichtleiter an dem Sensorkopf ein zentraler Lichtleiter des Lichtleiterbündels ist. Die zweiten Lichtleiter sind insbesondere ringförmig um den ersten Lichtleiter herum angeordnet. Dabei ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn das LiDAR-System mehrere erste Lichtleiter umfasst, welche an ihrem ersten Ende mit der Strahlquelle gekoppelt sind und deren zweites Ende an dem Sensorkopf mit den zweiten Enden der zweiten Lichtleiter zusammengeführt werden. Dabei sind bevorzugt alle der ersten Lichtleiter in einem Zentrum des Lichtleiterbündels angeordnet und werden von den zweiten Lichtleitern eingesäumt. Auf diese Weise wird ein symmetrischer Aufbau geschaffen, wodurch eine Optik der Ablenkvorrichtung besonders kompakt und einfach ausgeführt werden kann.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn an dem zweiten Ende des ersten Lichtleiters eine Strahlformungslinse angeordnet ist. Eine solche Strahlformungslinse ist bevorzugt direkt auf das zweite Ende des ersten Lichtleiters aufgebracht. Eine Strahlformungslinse ist eine optische Linse. Es kann somit eine Fokussierung von Licht erfolgen, welches von der Strahlquelle in den ersten Lichtleiter eingekoppelt wurde. Der Scanstrahl kann somit vor seiner Abgabe in die

Umgebung des LiDAR-Systems fokussiert werden und das LiDAR-System kann auf eine bevorzugte Scanreichweite optimiert werden. Auch ist es vorteilhaft, an dem zweiten Ende des zweiten Lichtleiters ein

Bandpassfilter angeordnet ist, und oder der zweite Lichtleiter einen Faserkern mit integrierten Bragg-Gitter aufweist. Umfasst das LiDAR-System mehrere zweite Lichtleiter, so ist es vorteilhaft, wenn an dem zweiten Ende aller zweiten

Lichtleiter ein Bandpassfilter angeordnet ist. Der Bandpassfilter ist dabei bevorzugt auf das oder die zweiten Enden direkt aufgebracht. Dadurch, dass lediglich solches Licht zu dem Detektor gelangt, welches durch den oder die zweiten Lichtleiter geleitet wird, kann eine Dimension des Bandpassfilters somit besonders klein gestaltet werden. Wird der Bandpassfilter direkt auf den oder die zweiten Lichtleiter aufgebracht, so kann der Bandpassfilter sehr schmal ausgeführt sein, was durch einen begrenzten Einfallswinkel zur Einkoppelung von Licht in den zweiten Lichtleiter begründet ist. Bevorzugt weist der

Bandpassfilter eine Dicke von weniger als 4 nm auf. Ein solcher Bandpassfilter bringt Vorteile beim Einsatz von SPAD-Detektoren, welche auch als Single- Photon-Avalange-Dioden bezeichnet werden. Für SPAD-Detektoren sind

Bandpassfilter mit einem schmalen Transmissionsband von Vorteil, da ein

Hintergrundlicht erheblich unterdrückt wird. Weist der zweite Lichtleiter einen Faserkern mit integriertem Bragg-Gitter auf, so kann auf einen zusätzlichen und separaten Filter verzichtet werden, da der zweite Lichtleiter selbst

Bandpasseigenschaften aufweist. Der Bandpassfilter muss jedoch nicht zwangsweise dünner als 4 nm sein, da dielektrische Filter typischerweise aus mehreren Schichten bestehen und somit abhängig von der Anzahl der Schichten auch eine Dicke von einem oder mehr Mikrometern aufweisen können. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Ablenkvorrichtung einen beweglich

angeordneten Mikrospiegel und/oder eine beweglich angeordnete erste

Linsenanordnung umfasst. Durch solche optischen Elemente ist eine besonders einfache Realisierung der Ablenkvorrichtung möglich.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Ablenkvorrichtung eine erste Linsenanordnung und eine zweite Linsenanordnung umfasst, welche in Bezug zueinander beweglich angeordnet sind. Dabei ist es vorteilhaft wenn eine optische Achse einer Linse der ersten Linsenanordnung und einer Linse der zweiten

Linsenanordnung parallel zueinander ausgerichtet sind und die

Linsenanordnungen entlang der optischen Achse oder in eine senkrecht auf der optischen Achse stehenden Richtung gegeneinander beweglich sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass es vorteilhaft ist, wenn die erste

Linsenanordnung und die zweite Linsenanordnung nicht gegeneinander verkippt werden. Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Ablenkvorrichtung mit geringer tiefe geschaffen werden. Dies führt zu einem kompakten Sensorkopf. Bei der ersten Linsenanordnung und/oder der zweiten Linsenanordnung kann es sich ferner auch um ein Mikrolinsenarray handeln, welches den Vorteil birgt, dass die Auslenkung gegenüber normalen Linsen sich auf der Mikrometerskala abspielt.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn zwischen der ersten Linsenanordnung und der zweiten Linsenanordnung eine dritte Linsenanordnung angeordnet ist. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die ersten Linsenanordnung und die zweite

Linsenanordnung jeweils zumindest eine konkave Linse umfassen und die dritte Linsenanordnung zumindest eine konvexe Linse umfasst. Alternativ umfasst die dritte Linsenanordnung bevorzugt zumindest eine konkave Linse. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass Licht des Scanstrahls auf Randbereiche von Linsen der ersten Linsenanordnung oder der zweiten Linsenanordnung trifft, da dieses durch die dritte Linsenanordnung entsprechend fokussiert werden kann. Es werden somit Verluste in dem Sendepfad und/oder Empfangspfad des LiDAR-Systems gering gehalten.

Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn der erste Lichtleiter und der zweite Lichtleiter photonische Kristallfasern sind, wobei die Hohlräume zwischen den Lichtleitern mit einem Gas befüllt sind, welches lediglich Licht mit einer Wellenlänge der Strahlquelle transmittiert. Das Gas fungiert dabei als ein Bandpassfilter und blockt störende Wellenlängen.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Ablenkvorrichtung eine nicht-mechanische Strahllenkvorrichtung ist. Eine solche nicht-mechanische Strahllenkvorrichtung ist basiert insbesondere auf einer Strahllenkung durch Flüssigkristalle, durch Prismen, insbesondere doppelt brechende Prismen, oder durch Hologramme. Dadurch, dass auf eine Mechanik in dem Sensorkopf verzichtet wird, wird ein besonders robuster Sensorkopf geschaffen, welcher insbesondere im

Automobilbereich eine vorteilhafte Platzierung des Sensorkopfs an einem

Fahrzeug zulässt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine Darstellung eines Fahrzeugs, an welchen zwei

erfindungsgemäße LiDAR-Systeme angeordnet sind,

Figur 2 eine Darstellung eines ersten Lichtleiterbündels, wobei eine

Stirnseite des Lichtleiterbündels auf Seiten eines Sensorkopfes dargestellt ist, Figur 3 eine Darstellung eines zweiten Lichtleiterbündels, wobei eine

Stirnseite des Lichtleiterbündels auf Seiten des Sensorkopfes dargestellt ist,

Figur 4 eine Darstellung eines ersten vorteilhaften Sensorkopfes mit einer ersten Ablenkvorrichtung,

Figur 5 eine Darstellung eines zweiten vorteilhaften Sensorkopfes mit einer zweiten Ablenkvorrichtung,

Figur 6 eine vergrößerte Darstellung der zweiten Ablenkvorrichtung,

Figur 7 eine Darstellung einer dritten Ablenkvorrichtung, Figur 8 eine Darstellung einer vierten Ablenkvorrichtung,

Figur 9 eine Darstellung einer fünften Ablenkvorrichtung, und

Figur 10 eine Darstellung eines Fahrzeugs, an welchem mehrere

miteinander kombinierte LiDAR-Systeme angeordnet sind.

Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeuges 100, in welchem ein

beispielhaftes erfindungsgemäßes LiDAR-System 1 angeordnet ist. Das LiDAR- System 1 umfasst eine Strahlquelle 2, einen Detektor 3, ein Lichtleiterbündel 4 und einen Sensorkopf 7.

Die Strahlquelle 2 ist dazu eingerichtet, einen Scanstrahl 20 zu erzeugen. Die Strahlquelle 2 ist ein Lasersystem. So umfasst die Strahlquelle 2 insbesondere eine Laserdiode zum erzeugen des Scanstrahls 20

Der Detektor 3 ist dazu eingerichtet, eine Reflektion des Scanstrahls 20 zu detektieren, welche zu dem LiDAR-System 1 zurückgeworfen wird, wenn der Scanstrahl 20 in einer Umgebung des LiDAR-Systems 1 reflektiert wurde. Der Detektor 3 umfasst dazu ein fotoaktives Bauelement, insbesondere eine

Fotodiode. Alternativ ist der Detektor 3 ein Detektorarray, welcher mehrere fotoaktive Bauelemente umfasst.

Das Lichtleiterbündel 4 ist ein Glasfaserbündel 4, welches eine Y-Form aufweist. Das bedeutet, dass die Lichtleiter 5, 6 an einem Ende des Glasfaserbündels 4 gebündelt sind und an einem anderen Ende des Glasfaserbündels 4 voneinander getrennt sind. Das Glasfaserbündel 4 umfasst zumindest einen ersten Lichtleiter 5 und einen zweiten Lichtleiter 6. Das Lichtleiterbündel 4 umfasst somit zumindest zwei einzelne Lichtleiter 5, 6. Diese einzelnen Lichtleiter sind gebündelt, wobei die Bündelung lediglich auf einer dem Sensorkopf 7

zugehörigen Seite des ersten Lichtleiters 5 und des zweiten Lichtleiters 6 vorliegt. Der erste Lichtleiter 5 und der zweite Lichtleiter 6 sind somit im Bereich des Fußes des Y-förmigen Lichtleiterbündels 4 gebündelt. Der erste Lichtleiter 5 ist an einem ersten Ende des ersten Lichtleiters 5 mit der Strahlquelle 2 gekoppelt. Der zweite Lichtleiter 6 ist an einem ersten Ende des zweiten Lichtleiters 6 mit dem Detektor 3 gekoppelt. Ein zweites Ende des ersten Lichtleiters 5 und ein zweites Ende des zweiten Lichtleiters 6 sind auf Seiten des Sensorkopfes 7 gebündelt. Der erste Lichtleiter 5 und der zweite Lichtleiter 6 sind

Glasfasern. Es sei jedoch darauf verwiesen, dass die Lichtleiter ebenfalls als Kunststoffelemente gefertigt sein können. Auch andere lichtleitende Materialien können zur Ausführung der Lichtleiter 5, 6 vorteilhaft sein. In dem Sensorkopf 7 werden das zweite Ende des ersten Lichtleiters 5 und das zweite Ende des Lichtleiters 6 zusammengeführt. Dies ist beispielhaft in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Dabei umfassen die in Figur 2 und Figur 3 dargestellten Lichtleiterbündel 4 mehrere zweite Lichtleiter 6, die an ihrem ersten Ende mit dem Detektor 3 gekoppelt sind und die an ihrem zweiten Ende an dem Sensorkopf 7 mit dem zweiten Ende des ersten Lichtleiters 5 zusammengeführt sind. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Strahlquelle 2 mit einem Lichtleiter, nämlich dem ersten Lichtleiter 5 mit dem Sensorkopf 7 gekoppelt ist. Der Detektor 3 ist über eine Vielzahl von Lichtleitern, hier den zweiten Lichtleitern 6, mit dem Sensorkopf 7 gekoppelt. So kann jeder der Lichtleiter, welcher den Detektor 3 mit dem Sensorkopf 7 verbindet, als der zweite Lichtleiter 6 angesehen werden. In Figur 2 und Figur 3 ist eine Draufsicht auf ein Ende des Lichtleiterbündels 4 dargestellt. Im Zentrum des Lichtleiterbündels 4 ist der erste Lichtleiter 5 angeordnet. Die zweiten Lichtleiter 6 sind um das gezeigte zweite Ende des ersten Lichtleiters 5 herum angeordnet. Dabei sind in Figur 2 und Figur 3 unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten der Lichtleiter 5, 6 dargestellt.

So ist in Figur 2 eine Anordnung des ersten Lichtleiters 5 und der zweiten Lichtleiter 6 gewählt, in der jeweilige Querschnittsmittelpunkte der einzelnen Lichtleiter 5, 6 auf einer quadratischen Rasterung angeordnet sind. Bei der in Figur 3 gezeigten vorteilhaften Anordnung der Lichtleiter 5, 6 sind die zweiten

Lichtleiter 6 mit ihren Querschnittsmittelpunkten auf einer Kreisbahn um den ersten Lichtleiter 5 herum angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Anordnung der einzelnen Lichtleiter 5, 6. In Figur 2 und Figur 3 ist das jeweils zweite Ende des ersten Lichtleiters 5 und der zweiten Lichtleiter 6 dargestellt. Dabei ist eine Stirnseite des Lichtleiterbündels 4 abgebildet. Die Achsen aller

Lichtleiter 5, 6 stehen in diesen Bereich des Lichtleiterbündels 4 senkrecht auf der dargestellten Ebene. Somit sind die Achsen des ersten Lichtleiters 5 und der zweiten Lichtleiter 6 koaxial zueinander angeordnet.

Auch ist es vorteilhaft, eine Double-Clad Fiber zu verwenden. Der innere Kern der Double-Clad Fiber ist für einen Single-Mode Strahl aus einer Lichtquelle geeignet, in den das Licht eingekoppelt wird. So dient der Kern der Double-Clad Fiber bevorzugt als erster Lichtleiter 5. Der äußere Mantel der Double-Clad Fiber (gegebenenfalls inkl. Bandpassfilter oder Bragg-Gitter) kann das reflektierte Licht einsammeln und auf den Detektor leiten. So dient der äußere Mantel der Double- Clad Fiber bevorzugt als zweiter Lichtleiter 6. Diese Anordnung ist ähnlich zu

Figur 2 und Figur 3.

Andere Faserauslegungen weichen von Figur 2 und Figur 3 ab. Bei solchen anderen Faserauslegungen gibt es nur einen Wellenleiter und dieser ist geeignet für langsame Auslenkungen der mechanischen Einheit. Des Weiteren können

Fasersplitter mit oder ohne integriertem Strahlteiler (eventuell

polarisationserhaltend) und/oder einem beliebigen Aufspaltungsverhältnis zwischen den einzelnen Fasern, also zwischen den ersten Lichtleiter 5 und dem zweiten Lichtleiter 6 eingesetzt werden.

Ferner ist ein optischer Faserzirkulator von Vorteil. Bei einem ersten Port wird das Licht von der Lichtquelle eingekoppelt und über einen zweiten Port ausgekoppelt. So wird über den zweiten Port 2 das Licht von der Umgebung, welches über die Ablenkeinheit wieder eingekoppelt wird, über den zweiten Port und/oder einen dritten Port 3 an den Detektor geschickt.

Das Lichtleiterbündel 4 ist eine Glasfaser, die aus mehreren Faserkernen besteht. Dies kann auch eine photonische Kristallfaser sein. Hierbei wird der zentrale Glasfaserkern, also der erste Lichtleiter 5, dazu benutzt, das emittierte Licht eines Lasers oder LED zu transportieren, welche als Strahlquelle 2 dient.

Die äußeren beliebig angeordneten Faserkerne, also die zweiten Lichtleiter 6, sammeln das im Umfeld des LiDAR-Systems 1 reflektierte Licht ein. Hinsichtlich der zweiten Lichtleiter ist eine rechteckige oder kreisförmige Anordnung und zudem eine Anordnung in mehreren Schichten möglich. Um den austretenden Laserstrahl, also den Scanstrahl 20, zu formen, kann auf den mittleren

Glasfaserkern und somit auf den ersten Lichtleiter ein optisches Element (Linse) aufgebracht werden. Zur Unterdrückung des Hintergrundlichts kann auf die äußeren Glasfaserkerne eine Beschichtung zur Wellenlängenselektionen) aufgebracht werden, welche im Folgenden als Bandpassfilter oder Bandpass bezeichnet wird. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn anstatt des Bandpassfilters Faserkerne mit integrierten Bragg-Gittern verwendet werden.

Beim Einsatz photonischer Kristallfasern als Lichtleiter 5, 6 können die

Hohlräume zwischen den einzelnen Lichtleitern 5, 6 oder zwischen den

Lichtleitern und der Strahlquelle, dem Detektor und/oder der Ablenkvorrichtung mit einem Gas gefüllt werden, welches das breitbandige Hintergrundlicht absorbiert und nur die Wellenlänge der Strahlquelle 2 transmittiert.

Die zentrale Faser von der Strahlquelle 2 und die äußeren Faserbündel, also die zweiten Lichtleiter 6, welche zum Detektor 3 führen, können durch die Y- Auslegung der gesamten Glasfaser räumlich voneinander getrennt werden.

Die Figuren 4 und 5 zeigen zwei mögliche Ausführungsformen des Sensorkopfes 7. In Figur 4 ist das auf Seiten des Sensorkopfes 7 gelegene Ende des

Lichtleiterbündels 4 dargestellt. Das Lichtleiterbündel 4 entspricht dabei dem in Figur 2 oder 3 dargestellten Lichtleiterbündel 4. Das Lichtleiterbündel 4 ist dabei in einer Schnittebene entlang einer Längsachse des Lichtleiterbündels 4 dargestellt. Im Zentrum des Lichtleiterbündels 4 ist der erste Lichtleiter 5 angeordnet. Koaxial zu dem ersten Lichtleiter 5 ist in dem Querschnitt oberhalb und unterhalb des ersten Lichtleiters 5 jeweils ein zweiter Lichtleiter 6

angeordnet. Die Lichtleiter 5,6 des Lichtleiterbündels 4 sind ferner mit einer Schutzschicht 8 ummantelt. Auf dem dargestellten zweiten Ende des ersten

Lichtleiters 5 ist eine Strahlformungslinse 12 angeordnet. Diese ist direkt auf dem ersten Lichtleiter 5 angebracht. Durch die Strahlformungsliste 12 wird es ermöglicht, dass der in dem ersten Lichtleiter 5 eingekoppelte Scanstrahl 20 fokussiert wird. Um die Strahlformungslinse 12 herum ist auf den Enden der zweiten Lichtleiters 6 ein Bandpassfilter 9 angeordnet. Der Bandpassfilter 9 ist auf die Enden der zweiten Lichtleiter 6 angebracht. Dazu ist eine Frontfläche der zweiten Lichtleiter 6 mit dem Bandpassfilter beschichtet, um unerwünschtes Störlicht (z. B. von der Sonne) zu blocken. Die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform des Sensorkopfes 7 zeigt ferner die

Ablenkvorrichtung 10, welche bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform einen beweglich angeordneter Mikrospiegel umfasst. So ist ersichtlich, dass ein an dem ersten Ende des ersten Lichtleiters 5 eingekoppelter Scanstrahl 20 durch die Strahlformungslinse 12 fokussiert wird und auf den Mikrospiegel 1 1 abgestrahlt wird. Da der Mikrospiegel 1 1 beweglich angeordnet ist, wird der Scanstrahl 20 bei einer Bewegung des Mikrospiegels 1 1 in unterschiedliche Richtungen abgestrahlt. Dies ermöglicht es, dass durch das LiDAR-System 1 die

Umgebung des LiDAR-Systems 1 gescannt wird. Der Mikrospiegel 1 1 führt dabei bevorzugt eine oszillierende Bewegung aus oder ist als ein rotierender Spiegel ausgeführt. In Figur 4 ist somit eine Kombination einer Multifaser mit einem Ablenkspiegel, z. B. einem Mikrospiegel oder einem Polygonspiegel dargestellt. Im Fall des Mikrospiegels trifft Licht aus der zentralen Faser, also aus dem ersten Lichtleiter 5, auf den Mikrospiegel 1 1 , der das Licht unter einem gewissen Winkel in das Sichtfeld des LiDAR-Systems 1 ablenkt. Das rückreflektierte Licht wird durch den Mikrospiegel 1 1 , welcher sich in der Zwischenzeit weiterbewegt hat, zurück in Richtung Lichtleiterbündel 4 gelenkt und trifft dort in Abhängigkeit der Position des Bildpunktes im Sichtfeld auf einen der äußeren zweiten Lichtleiter 6. Dort wird das Licht im Faserkern zum Detektor 3 geleitet und trifft dort auf die empfindliche Sensorfläche.

Die in Figur 5 dargestellte Ausführungsform des Sensorkopfes 7 entspricht im Wesentlichen der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform des Sensorkopfes 7, wobei die Ablenkvorrichtung 10 in der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform anstelle des Mikrospiegels 1 1 eine erste Linsenanordnung 13 und eine zweite Linsenanordnung 14 umfasst, welche in Bezug zueinander beweglich angeordnet sind. Dabei ist eine der ersten Linsenanordnung 13 und der zweiten

Linsenanordnung 14 gegenüber dem Lichtleiterbündel 4 in einer festen Position angeordnet und die jeweils andere der ersten und zweiten Linsenanordnung 13 und 14 ist beweglich gegenüber dem Lichtleiterbündel 4 angeordnet. Die erste Linsenanordnung 13 und die zweite Linsenanordnung 14 sind dabei Mikrolinsen-

Arrays.

Im Fall der Mikrolinsenarrays wird der Scanstrahl 20 durch das sich bewegende erste oder zweite Mikrolinsenarray 13, 14 in das Sichtfeld abgelenkt. Nach der Reflektion im Umfeld des LiDAR-Systems 1 fällt das Licht aufgrund einer oszillierenden Bewegung des jeweiligen Mikrolinsenarrays 13, 14 auf einen der äußeren zweiten Lichtleiter 6, wo das Licht zum Detektor 3 geleitet wird.

Die in Figur 5 dargestellte Ablenkvorrichtung 10 ist in Figur 6 in einer

vergrößerten Ansicht dargestellt, wobei einzelne Strahlengänge des Scanstrahls

20 beim Durchlaufen der Ablenkvorrichtung 10 abgebildet sind. Es ist ersichtlich, dass eine Ablenkung des Scanstrahls 20 davon abhängig ist, wie die zweite Linsenanordnung 14 gegenüber der ersten Linsenanordnung 13 positioniert ist. So kann zur Steuerung des Scanstrahls 20, um einen Scanvorgang des LiDAR- Systems 1 zu ermöglichen, die zweite Linsenanordnung 14 lateral gegenüber der ersten Linsenanordnung 13 versetzt oder verschoben werden. Die Distanz zwischen den Linsenanordnung en 13, 14 bleibt dabei gleich. Das bedeutet, dass die zweite Linsenanordnung 14 gegenüber der ersten Linsenanordnung 13 parallel verschoben wird. Wie ebenfalls aus Figur 6 ersichtlich, kann es dabei jedoch zu einer Defokussierung des Scanstrahls 20 kommen, was insbesondere dann auftritt, wenn ein Anteil des Scanstrahls 20 auf solche Bereiche der zweiten Linsenanordnung 13 trifft, in dem einzelne Mikrolinsen 13', 13" des Mikrolinsen- Arrays aufeinander treffen. Dieser Effekt lässt sich jedoch bei Bedarf minimieren. So wird eine Defokussierung des Scanstrahls 20 durch die Ablenkvorrichtung 10 minimiert, wenn zwischen der ersten Linsenanordnung 13 und der zweiten

Linsenanordnung 14 zusätzlich eine dritte Linsenanordnung 15 angeordnet ist. Dies ist beispielhaft in Figur 7 dargestellt.

Figur 7 zeigt, dass die erste Linsenanordnung 13 und die zweite

Linsenanordnung 14 jeweils ein Linsen-Array aus konvexen Mikrolinsen sind. Die dritte Linsenanordnung 15 ist ein Linsen-Array aus konkav geformten

Mikrolinsen. Die dritte Linsenanordnung 15 wird zusammen mit der zweiten Linsenanordnung 14 gegenüber der ersten Linsenanordnung 13 bewegt. Dabei ist es jedoch nicht erforderlich, dass die zweiten Linsenanordnung 14 und die dritte Linsenanordnung 15 in gleichem Maße gegenüber der ersten

Linsenanordnung 13 bewegt werden. Vielmehr ist es vorteilhaft, wenn die zweite Linsenanordnung 14 und die dritte Linsenanordnung 15 derart bewegt werden, dass der Scanstrahl 20 von der dritten Linsenanordnung 15 auf die einzelnen Mikrolinsen der zweiten Linsenanordnung 14 fokussiert wird.

In allen Ausführungsformen der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die

Ablenkvorrichtung 10 eine nicht-mechanische Strahllenkvorrichtung ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass der Mikrospiegel 1 1 oder die Linsenanordnungen 13, 14 und 15 keine mechanischen Komponenten umfassen, welche tatsächlich bewegt werden. So sind die Linsen der ersten, zweiten und/oder dritten

Linsenanordnung 13, 14, 15 beispielsweise durch eine entsprechende

Bestromung eines Flüssigkristalls ausgebildet. Wird der Flüssigkristall in einer veränderten Art und Weise bestromt, so bilden sich die erste bis dritte

Linsenanordnung 10, 13, 14 an einer veränderten Position in dem Flüssigkristall aus. Dabei wurde das Flüssigkristall an sich jedoch in keiner Weise mechanisch bewegt. Als alternative Techniken zur Ausführung einer nicht-mechanischen Strahllenkung in der Ablenkvorrichtung 10 ist eine Strahllenkung durch

Hologramme, doppelbrechende Prismen, variabel polarisierbare Elemente und Flüssigkristalle im allgemeinen vorteilhaft. Solche Vorrichtungen zur nichtmechanischen Strahllenkung sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden der Kürze halber nicht näher ausgeführt. Der Einsatz nicht-mechanischer Strahllenkvorrichtungen in einem erfindungsgemäßen Sensorkopf 7 ist in jeder

Weise vorteilhaft, da dies eine Robustheit des Sensorkopfes 7 gegenüber mechanischen Einflüssen erhöht und somit eine flexiblere Anordnung des Sensorkopfes 7 ermöglicht. In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist die erste Linsenanordnung

13, die zweite Linsenanordnung 14 und die dritte Linsenanordnung 15 als ein Mikrolinsen-Array ausgeführt. Es sei darauf verwiesen, dass die erste

Linsenanordnung 13, die zweite Linsenanordnung 15 und/oder die dritte

Linsenanordnung 15 jedoch auch als jeweils alleinstehende Linse ausgeführt sein kann. So zeigt Figur 8 eine Linsenanordnung in der Ablenkvorrichtung 10, wobei die erste Linsenanordnung 13 eine einzelne konvexe Linse umfasst und die zweite Linsenanordnung 14 eine einzelne konvexe Linse umfasst. Wird die zweite Linsenanordnung 14 gegenüber der ersten Linsenanordnung 13 bewegt, so verändert sich eine Richtung des Scanstrahls 20. Dabei ist es ebenfalls bei einer Ausführung der Linsenanordnungen 13, 14 als alleinstehende Linsen vorteilhaft, wenn zwischen der ersten Linsenanordnung 13 und der zweiten Linsenanordnung 14 eine Fokussierung mittels einer dritten Linsenanordnung 15 erfolgt, wobei auch die dritte Linsenanordnung 15 als einzelne Linse ausgeführt sein kann. Dies ist beispielhaft in Figur 9 gezeigt. Dabei umfasst die dritten Linsenanordnung 15 ebenfalls eine einzelne konvexe Linse. Wie auch bei der in

Figur 7 abgebildeten Ausführungsform der Ablenkvorrichtung 10 sind dabei die zweite Linsenanordnung 14 und die dritte Linsenanordnung 15 beweglich gegenüber der ersten Linsenanordnung 13 ausgeführt.

Es wird darauf hingewiesen, dass bei den in den Figuren 6, 7, 8 und 9 dargestellten Ablenkvorrichtungen 10 jeweils die durch einen Rahmen 21 markierten Linsenanordnungen 13, 14, 15 beweglich angeordnet sind.

An dem in Figur 1 dargestellten Fahrzeug 100 sind zwei baugleiche LiDAR- Systeme 1 , 1 ' angeordnet. Figur 10 zeigt eine alternative Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer LiDAR-Systeme 1 an einem Fahrzeug 100. Dabei sind mehrere Sensorköpfe 40, 41 , 42, 43 an dem Fahrzeug angeordnet, welche dem zuvor beschriebenen Sensorkopf 7 entsprechen angeordnet. Die Detektoren 3 der einzelnen LiDAR-Systeme sind in einer Detektorbaugruppe 44 gruppiert. Die Strahlquellen 2 der einzelnen LiDAR-Systeme sind in einer

Strahlquellenbaugruppe 35 gruppiert. Dabei ist die Strahlquellenbaugruppe 45 insbesondere so gestaltet, dass der Scanstrahl 20 von einem einzelnen Laser in unterschiedliche erste Lichtleiter 5 eingekoppelt wird, welche unterschiedlichen LiDAR-Systemen zugehörig sind. Die Sensorköpfe 40, 41 , 42, 43 der einzelnen LiDAR-Systeme sind an beliebigen Positionen des Fahrzeuges 100 angeordnet. Es kann somit das gesamte Umfeld des Fahrzeuges 100 durch die LiDAR- Systeme gescannt werden, wobei die dafür notwendigen Detektoren 3 und Strahlquellen 2 sicher im Inneren des Fahrzeuges 100 angeordnet sind.

Der Sensorkopf 7, welcher die Ablenkeinheit beinhaltet, kann getrennt von der Strahlquelle 2 sowie Detektor 3 im Fahrzeug 100 eingebaute werden. Dadurch kann der Sensorkopf 7 an Orten installiert werden, wo nur eingeschränkt Platz vorhanden ist, zum Beispiel, in der Fahrzeugtür. Die Strahlquelle 2 und der Detektor 3 inkl. Elektronik können an leicht zugänglichen Orten montiert werden, wo ausreichend Platz für die Module verfügbar ist. Beim Einsatz mehrerer Sensoren können die Strahlquellen 2 und Detektoren 3 zu einer einzigen Einheit miteinander verbunden werden.

Der Einsatzbereich eines erfindungsgemäßen LiDAR-Systems umfasst insbesondere 2D- und 3D-Laserscanner zur Umwelterfassung in

Fahrerassistenzsystemen, insbesondere im Umfeld des hochautomatisierten Fahrens. Darüber hinaus ist ein Einsatz in anderen Bereichen, beispielsweise im Bereich der Service-Robotik, der Gestikerkennung, beispielsweise für Mobilfunkgeräte oder im Kfz-Innenraum, und der Arbeitsraumüberwachung vorteilhaft.

Nebst offenstehender Offenbarung wird explizit auf die Offenbarung der Figuren 1 bis 10 verwiesen.