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DE102009021764A1 - Laser scanner i.e. three dimensional laser scanner, for use in three dimensional area to detect distance of object i.e. unpilot aerial vehicle, to another object, has mirror arranged such that laser rays are reflected in scanning areas - Google Patents

Laser scanner i.e. three dimensional laser scanner, for use in three dimensional area to detect distance of object i.e. unpilot aerial vehicle, to another object, has mirror arranged such that laser rays are reflected in scanning areas Download PDF

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DE102009021764A1
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laser
emission
laser beam
laser scanner
scan
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Withdrawn
Application number
DE102009021764A
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German (de)
Inventor
Stefan Krause
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Laserscanner mit einer Laserstrahl-Emissionsvorrichtung (1), die zum Emittieren mindestens eines Laserstrahls (2, 2a) mittels einer Laserstrahl-Emissionsquelle in ein Emissionsbereich (3, 11, 11a, 11b) ausgebildet ist, wobei der Emissionsbereich (3, 11, 11a, 11b) einen Scanbereich (5, 12, 12a, 12b) umfasst. Der Laserscanner weist dabei mindestens einen Spiegel (6) auf, der zumindest teilweise im Emissionsbereich (3, 11, 11a, 11b) und außerhalb des Scanbereiches (5, 12, 12a, 12b) derart angeordnet ist, dass die Laserstrahlen (2, 2a) in dem Scanbereich (5, 12, 12a, 12b) reflektiert werden.The invention relates to a laser scanner with a laser beam emission device (1), which is designed to emit at least one laser beam (2, 2a) by means of a laser beam emission source in an emission region (3, 11, 11a, 11b), wherein the emission region (3 , 11, 11a, 11b) comprises a scanning area (5, 12, 12a, 12b). In this case, the laser scanner has at least one mirror (6) which is arranged at least partially in the emission region (3, 11, 11a, 11b) and outside the scan region (5, 12, 12a, 12b) such that the laser beams (2, 2a ) are reflected in the scanning area (5, 12, 12a, 12b).

Description

Die Erfindung betrifft einen Laserscanner mit einer Laserstrahl-Emissionsvorrichtung, die zum emittieren mindestens eines Laserstrahls mittels einer Laserstrahl-Emissionsquelle in einen Emissionsbereich ausgebildet ist, wobei der Emissionsbereich einen Scanbereich umfasst.The The invention relates to a laser scanner with a laser beam emission device, for emitting at least one laser beam by means of a laser beam emission source is formed in an emission range, wherein the emission range includes a scan area.

Das Einsatzgebiet moderner Laserscannersysteme ist heutzutage vielfältig. Sie werden insbesondere dafür verwendet, Entfernungen zu anderen Objekten festzustellen, zur Hinderniserkennung, Objekterkennung und zur Erfassung einer dreidimensionalen Abbildung der räumlichen Umgebung. Insbesondere bei der dreidimensionalen Darstellung bieten Laserscannersysteme gegenüber den Stereokameras, die mittels zweier aufgenommener Halbbilder ein dreidimensionales Bild der Szene erzeugen, den großen Vorteil, dass die Tiefendaten sehr genau und präzise sind. Dies ist besonders bei sicherheitskritischen Anwendungen besonders relevant, wie z. B. bei der Steuerung von unbemannten Luftfahrzeugen (UAV – Unpilot Aerial Vehicle), bei denen eine visuell gestützte Umweltwahrnehmung gefordert wird.The The field of application of modern laser scanner systems is diverse today. They are especially used for distances detect other objects, for obstacle detection, object recognition and to capture a three-dimensional mapping of the spatial Surroundings. Especially in the three-dimensional presentation offer Laserscannerysteme compared to the stereo cameras using two captured fields a three-dimensional image of the scene generate the big advantage that the depth data very much accurate and precise. This is especially true for safety critical Applications particularly relevant, such. B. in the control of unmanned aerial vehicles (UAV - Unpilot Aerial Vehicle), where a visually based environmental perception is required becomes.

Laserscannersysteme, die sowohl im 2D- als auch im 3D-Bereich arbeiten, basieren meist auf einer von zwei Techniken. Bei der ersten Variante wird eine Lichtquelle bzw. ein Laser verwendet, deren Licht bzw. Laserstrahlen über mechanisch bewegte Spiegel und/oder Gelenke in dem umgebenden Raum verstreut werden. So wird z. B. bei einem zweidimensionalen Laserscanner, bei dem der Laserstrahl anhand einer einzigen Laserstrahl-Emissionsquelle erzeugt wird, der Laserstrahl zeilenförmig abgelenkt, so dass dieser von der einen Seite auf eine gegenüberliegende andere Seite schwenkt und so einen zweidimensionalen Emissionsbereich bzw. Scanbereich aufspannt. Objekte, die sich innerhalb der aufgespannten zweidimensionalen Scanflächen befinden, werden dabei von dem Laserscanner detektiert. Objekte, die sich außerhalb der zweidimensionalen Scanfläche, z. B. ober- oder unterhalb dieser Fläche, befinden, werden dabei nicht von dem Laserscannersystem erfasst, so dass zweidimensionale Laserscannersystem für sicherheitskritische Anwendungen meist nur bedingt eignen. Ihr Anwendungsbereich beschränkt sich somit meist auf die Ermittlung von Entfernungen sowie der Überwachung definierter Gefahrenbereich, die von Personen oder beispielsweise Autos nicht überschritten werden dürfen.Laser scanner systems, which work both in 2D and in 3D, are mostly based on one of two techniques. In the first variant is a Light source or a laser used, the light or laser beams via mechanically moving mirrors and / or joints in the surrounding space be scattered. So z. B. in a two-dimensional laser scanner, in which the laser beam using a single laser beam emission source is generated, the laser beam deflected in a line, so that this from one side to an opposite another Page pivots and so a two-dimensional emission range or Spans scan area. Objects that are within the spanned two-dimensional scan surfaces are thereby from detected by the laser scanner. Objects that are outside the two-dimensional scan area, z. B. above or below this area, are not being used by the laser scanner system captured, so that two-dimensional laser scanner system for safety-critical applications usually only partially suitable. Your scope is therefore limited to the determination of distances as well as the monitoring defined danger area, the of persons or cars, for example be allowed to.

Bei der zweiten Variante werden mehrere Lichtquellen bzw. Laser auf einer Achse montiert, so dass grundsätzlich bei einem zweidimensionalen Scan kein Verschwenken bzw. Verstreuen des Laserlichtes erforderlich wird. Dies hat zum einen den großen Vorteil, dass sich dadurch die Scangeschwindigkeit erhöht, jedoch den entscheidenden Nachteil, dass die Technik sehr aufwendig, teuer und zu groß ist, was sich insbesondere im Bereich der unbemannten Luftfahrzeuge negativ auswirkt. Um ein dreidimensionales Bild zu erhalten, ist es dabei noch möglich, die auf der Achse montierten Laserstrahlen-Emissionsquelle entlang des Lotes dieser Achse zu schwenken, was zu dem so genannten „Fan-Beam” führt.at The second variant, several light sources or lasers mounted on an axle, so basically with a two-dimensional Scan no pivoting or scattering of the laser light required becomes. On the one hand, this has the great advantage of being This increases the scanning speed, but the decisive one Disadvantage that the technique is very complicated, expensive and too big, which is particularly negative in the field of unmanned aerial vehicles effect. To get a three-dimensional picture, it is there still possible, the laser beam emission source mounted on the axle to pivot along the solder of this axis, resulting in the so-called "fan-beam".

Neben diesen dreidimensionalen Laserscannersystemen, die auf mehr als einer Licht- bzw. Laserquelle beruhen, besteht noch die Möglichkeit, die weit verbreiteten 2D-Zeilenlaserscanner, die nur auf einer einzigen Lichtquelle beruhen, durch zusätzliche Spiegel oder Gelenke so zu erweitern, dass die Erstellung von dreidimensionalen Scanbildern ermöglicht wird. Die Verwendung von 2D-Zeilenlaserscanner zur Erstellung eines 3D-Scanbildes hat dabei den entscheidenden Vorteil, dass aufgrund des geringen Gewichtes und der akzeptablen Größe sowie den relativ geringen Kosten gegenüber den reinen 3D-Laserscannern die Anwendungsbereiche wesentlich erweitert werden, so dass solche Systeme z. B. auch in einem unbemannten Luftfahrzeug (UAV) zwecks Umweltwahrnehmung Anwendung finden kann. So ist z. B. in ” Whalley, N.; et.al.: Design and flight test results for a hemispherical ladar developed to support unmanned rotorcraft urban operations research, Aeroflightdynamics Directorate (AMRDEC) US Army Research, Development & Engineering Command Ames Research Center, San Jose State Foundation Ames Research Center, Perot Systems Government Services Ames Research Center, Feb. 2008 ” ein unbemannter Hubschrauber beschrieben, der mittels eines rotierenden 2D-Zeilenlaserscanners einen dreidimensionalen Scan durchführen kann.In addition to these three-dimensional laser scanner systems, which are based on more than one light source or laser source, there is the possibility to extend the widespread 2D line laser scanners, which are based on a single light source, with additional mirrors or joints so that the creation of Three-dimensional scanned images is possible. The use of 2D line laser scanner for creating a 3D scan image has the decisive advantage that due to the low weight and the acceptable size and the relatively low cost compared to the pure 3D laser scanners, the applications are significantly expanded, so that such systems z. B. in an unmanned aerial vehicle (UAV) for the purpose of environmental perception can apply. So z. In " Whalley, N .; et al.: Aerospace Dynamics Directorate (AMRDEC) US Army Research, Development & Engineering Command Ames Research Center, San Jose State Foundation Ames Research Center, Perot Systems Government Services Ames Research Center, Feb. 2008 "Describes an unmanned helicopter, which can perform a three-dimensional scan by means of a rotating 2D line laser scanner.

Um aus einen 2D-Zeilenlaserscanner einen dreidimensionalen Scan zu erhalten, gibt es grundsätzlich zwei Varianten, um den zweidimensionalen Emissionsbereich in die dritte Dimension zu erweitern. Bei der ersten Variante, wie sie in „ Wulf, O.; Wagner, B.: Fast 3d scanning methods for laser measurement systems in International Conference on Control Systems and Computer Science, volume 14, July 2003 ”, beschrieben wird, wird der gesamte Laserkopf bzw. die Laserstrahlen-Emissionsvorrichtung derart bewegt, dass der Laserstrahl in einem dreidimensionalen Scanbereich emittiert wird. So besteht z. B. die Möglichkeit, den Laserkopf auf der x-Achse des Laserstrahls derart aufzuhängen, dass er eine Mitbewegung ausführt und somit den zweidimensionalen Zeilenscan in die dritte Dimension transformiert (Pitching Scan, Variante A). Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Laser bzw. die Laserstrahlen-Emissionsvorrichtung kontinuierlich zu rotieren, so dass sich ein halbkugelförmiger bzw. kugelförmiger 3D-Scanbereich ergibt (Roling Scan, Variante B). Beim so genannten Roling Scan ist der 3D-Scanbereich dabei davon abhängig, in welcher Achse der Laserkopf rotierend aufgehängt wird.In order to obtain a three-dimensional scan from a 2D line laser scanner, there are basically two variants for expanding the two-dimensional emission range into the third dimension. In the first variant, as in " Wulf, O .; Wagner, B .: Fast 3D scanning methods for laser measurement systems in International Conference on Control and Computer Science, volume 14, July 2003 Is described, the entire laser head or the laser beam emitting device is moved so that the laser beam is emitted in a three-dimensional scan area. So there is z. Example, the possibility to hang the laser head on the x-axis of the laser beam such that it carries out a Mitbewegung and thus transforms the two-dimensional line scan in the third dimension (Pitching Scan, Variant A). Another possibility is to continuously rotate the laser or laser beam emitting device, so that results in a hemispherical or spherical 3D scan area (Roling Scan, Variant B). In the so-called Roling Scan, the 3D scan area depends on which axis the laser head is suspended in rotation.

Die zweite Variante, um aus einem 2D-Zeilenlaserscanner einen 3D-Scan zu erhalten, besteht dabei darin, die emittierten Laserstrahlen an einem mehrseitig rotierenden Polygonspiegel reflektieren zu lassen, so dass der 2D-Zeilenscan in die dritte Dimension transformiert wird. Eine solche Kombination aus 2D-Zeilenlaserscanner und rotierendem Polygonspiegel wird in „ T. C. Ng. Development of a 3D Ladar system for autonomous vehicle guidance, Technical report SIMTech, 2005 ” entsprechend beschrieben. Der große Vorteil der zweiten Variante besteht dabei darin, dass nur der Polygonspiegel rotiert wird, der einen Bruchteil des Gewichtes des gesamten Laserscanners aufbringt und dadurch viel geringere Drehmomente erzeugt werden, was gerade beim Einsatz von kleinen UAVs entscheidend ist. Dies ist gerade der Hauptnachteil der ersten Variante, bei der komplette Zeilenscanner genickt bzw. rotiert wird, was aufgrund dieser Bewegung des Scanners zu entsprechenden Kraft- und Drehmomenten führt. Gerade bei kleinen UAVs kann dies zu problematischen Flugverhalten führen. Ein weiterer Nachteil bei der ersten Variante und dem so genannten Roling Scan besteht dabei darin, dass zwischen dem eigentlichen Zeilenscanner und der Auswerteeinheit keine Kabelverbindung verwendet wird, so dass die notwendigen Daten über Schleifringe übertragen werden müssen. Dies kann besonders bei höheren Rotationsgeschwindigkeiten zu Kontaktproblemen bei den Schleifringen und damit zu Datenausfall führen, was im Bereich von sicherheitskritischen Anwendung ein Ausschlusskriterium ist.The second variant, in order to obtain a 3D scan from a 2D line laser scanner, consists of having the emitted laser beams reflected on a multi-sided rotating polygon mirror so that the 2D line scan is transformed into the third dimension. Such a combination of 2D line laser scanner and rotating polygon mirror is described in TC Ng. Development of a 3D Ladar system for autonomous vehicle guidance, Technical report SIMTech, 2005 "Described accordingly. The great advantage of the second variant is that only the polygon mirror is rotated, which applies a fraction of the weight of the entire laser scanner and thereby much lower torques are generated, which is crucial especially when using small UAVs. This is precisely the main disadvantage of the first variant, in which complete line scanner is nodded or rotated, which leads to corresponding force and torque due to this movement of the scanner. Especially with small UAVs, this can lead to problematic flight behavior. Another disadvantage of the first variant and the so-called Roling scan consists in the fact that between the actual line scanner and the evaluation no cable connection is used, so that the necessary data must be transmitted via slip rings. This can lead to contact problems in the slip rings and thus to data loss, especially at higher rotational speeds, which is an exclusion criterion in the area of safety-critical application.

Ein weiterer Nachteil der zweiten Variante, bei der ein 2D-Zeilenlaserscanner mit einem rotierenden Polygonspiegel kombiniert wird, besteht darin, dass nur ein gewisser Teil der emittierten Laserstrahlen für den 3D-Scan verwendet werden kann, da aufgrund der starren Bauform des Polygonspiegels ein nicht unerheblicher Teil der emittierten Laserstrahlen an dem Polygonspiegel vorbei ausgesendet werden. Diese Laserstrahlen stehen dann dem Scanner nicht mehr zur Verfügung.One Another disadvantage of the second variant, in which a 2D line laser scanner combined with a rotating polygon mirror is to that only a certain part of the emitted laser beams for The 3D scan can be used because of the rigid design of the polygon mirror a not insignificant part of the emitted Laser beams are emitted past the polygon mirror. These Laser beams are then no longer available to the scanner.

Bei allen Varianten besteht jedoch der erhebliche Nachteil gegenüber einer Stereokamera darin, dass die Gesamtscanzeit pro 3D-Bild bzw. pro 3D-Scan relativ hoch ist. So benötigt eine Stereokamera rund 0,04 Sekunden pro Aufnahme, während ein rotierender 2D-Zeilenscanner rund 2,39 Sekunden pro 3D-Scan benötigt. Bei der so genannten Pitching Scan Konfiguration sind es immerhin noch 1,2 Sekunden, während bei der Variante mit dem Polygonspiegel noch rund 0,8 Sekunden pro 3D-Scan benötigt werden (bei einer gewählten Auflösung mit 1°). Wird die Auflösung auf ein Maximal von 0,25° angepasst, so versechzehnfacht sich dabei der Zeitbedarf pro Scan. Die nachfolgende Tabelle zeigt noch einmal in der Gesamtheit die Gegenüberstellung. Tabelle Auflösung 1° Auflösung 0,25° Auflösung 0,16° Laserscanner -rotierend- (Scanfeld 180° × 180°) 2,3 s 38,33 s - Laserscanner -nickend- (Scanfeld 180° × 90°) 1,2 s 19,2 s - Laserscanner -polygonspiegel- (Scanfeld 90° × 60°) 0,8 s 12,8 s - Stereokamera (Sichtfeld 50° × 40°) - - 0,04 s In all variants, however, the significant disadvantage over a stereo camera is that the total scan time per 3D image or per 3D scan is relatively high. For example, a stereo camera needs around 0.04 seconds per shot, while a rotating 2D line scanner needs around 2.39 seconds per 3D scan. In the so-called pitching scan configuration, there are still 1.2 seconds, while in the variant with the polygon mirror still about 0.8 seconds per 3D scan are required (at a selected resolution of 1 °). If the resolution is adjusted to a maximum of 0.25 °, the time required per scan will increase sixfold. The following table once again shows in the entirety the comparison. table Resolution 1 ° Resolution 0.25 ° Resolution 0.16 ° Laser scanner rotating (scan field 180 ° × 180 °) 2,3 s 38.33 s - Laser scanner -nickend- (scan field 180 ° × 90 °) 1.2 s 19.2 s - Laser scanner -polygon mirror- (scan field 90 ° × 60 °) 0.8 s 12.8 s - Stereo camera (field of view 50 ° × 40 °) - - 0.04 s

Die gemessenen Daten basieren auf dem SICK Laserscanner LMS 201 und einer digitalen Firewire Kamera, die mit einer Framrate von 25 fps und einer Auflösung von 320 × 240 Pixeln arbeitet.The measured data are based on the SICK laser scanner LMS 201 and a digital Firewire camera that operates at a frame rate of 25 fps and a resolution of 320 × 240 pixels works.

Gerade in sicherheitskritischen Bereichen, wie z. B. im UAV-Bereich, sind die benötigten Scanzeiten der Laserscanner zu lang, um einen entsprechend Echtzeitbetrieb zu gewährleisten. Dabei ist eine Annäherung der Scanzeiten an die Stereokamera nur auf Kosten der Winkelauflösung bzw. umgekehrt möglich.Just in safety-critical areas, such as B. in the UAV area, are the required scanning times of the laser scanner too long to to ensure a corresponding real-time operation. there is an approximation of the scanning times to the stereo camera only at the expense of angular resolution or vice versa possible.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Laserscanner anzugeben, der die Scanzeit bzw. Frame Raten deutlich erhöht.It is therefore an object of the present invention, an improved Specify a laser scanner that clearly displays the scan time or frame rates elevated.

Die Aufgabe wird mit dem Laserscanner der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Laserscanner mindestens einen Spiegel aufweist, der zumindest teilweise im Emissionsbereich und außerhalb des Scanbereiches derart angeordnet ist, dass die Laserstrahlen in dem Scanbereich reflektiert werden.The The object is achieved by the laser scanner of the type mentioned in the present invention solved that the laser scanner at least one mirror which is at least partially in the emission area and outside of the scanning area is arranged such that the laser beams be reflected in the scan area.

Demzufolge wird zumindest teilweise innerhalb des Emissionsbereiches, in dem Laserstrahlen ausgesendet werden können, aber außerhalb des Scanbereiches, der für das Ergebnis des Scanvorgangs ausschließlich relevant ist, mindestens ein Spiegel derart an dem Laserscanner angeordnet, dass die in dem Emissionsbereich aber außerhalb des Scanbereiches emittierten Laserstrahlen in den Scanbereich reflektiert werden. Somit wird es möglich, dass die Laserstrahlen, die den Scanbereich verfehlen, in den Scanbereich zurückreflektiert werden.As a result, is at least partially within the emission range in which Laser beams can be sent out, but outside of the scan area used for the result of the scan is exclusively relevant, at least one mirror such arranged on the laser scanner that in the emission area but laser beams emitted outside the scan area be reflected in the scan area. Thus, it becomes possible that the laser beams that miss the scan area are in the scan area be reflected back.

Mit Blick auf die herkömmlichen 2D-Zeilenlaserscanner, bei denen der 2D-Scan aufgrund einer kontinuierlichen Ablenkung eines Laserstrahls erfolgt, können nunmehr auch diejenigen Laserstrahlen zum eigentlichen Scanvorgang beitragen, die den Scanbereich verfehlen. Durch Nutzung derjenigen Laserstrahlen, die an dem eigentlichen Scanvorgang gar nicht beteiligt sind, da sie nicht innerhalb des Scanbereiches emittiert werden, kann die Abtastrate der zu scannenden Umgebung entsprechend erhöht werden. Somit lässt sich die entsprechende Gesamtscanzeit verringern, was Laserscanner für die Anwendung im sicherheitskritischen Bereich anwendbar macht.With Look at the conventional 2D line laser scanners, at which the 2D scan due to a continuous deflection of a Laser beam takes place, now also those laser beams contribute to the actual scanning process that misses the scan area. By using those laser beams that are at the actual Scanning process are not involved, since they are not within the Scanning area can be emitted, the sampling rate of the scanning Environment can be increased accordingly. Thus lets reduce the corresponding total scan time, which laser scanner applicable for use in the safety-critical area power.

Damit auch herkömmliche 2D-Scanner einen 3D-Scan durchführen können, weist der erfindungsgemäße Laserscanner eine entsprechende Umlenkvorrichtung auf, die derart eingerichtet ist, dass der von dem Laserscanner normalerweise ausgesendeten 2D-Emissionsbereich entsprechend in die dritte Dimension erweitert. Die Laserstrahlen, die von dem Laserscanner ausgesendet werden, werden dabei derart abgelenkt bzw. umgelenkt, dass ein dreidimensionaler Scan entsteht. Mit anderen Worten, der 2D-Scanbereich innerhalb des 2D-Emissionsbereiches wird mittels der Laserstrahlen- Umlenkvorrichtung auf einen 3D-Scanbereich erweitert.In order to even conventional 2D scanners perform a 3D scan can, points, the laser scanner according to the invention a corresponding deflection device which is set up in this way is that of the laser scanner normally emitted 2D emission range extended accordingly into the third dimension. The laser beams, which are emitted by the laser scanner are doing so deflected or deflected so that a three-dimensional scan is created. In other words, the 2D scan range within the 2D emission range is moved to a 3D scanning area by means of the laser beam deflection device extended.

Dabei kann die Laserstrahlen-Umlenkvorrichtung ein rotierender Polygonspiegel sein, der in der Ebene des 2D-Scanbereiches derart angeordnet ist, dass die Laserstrahlen, die innerhalb dieses 2D-Scanbereiches emitiert werden, aufgrund der Rotation des Polygonspiegels derart abgelenkt werden, dass sie in einen 3D-Scanbereich umgelenkt werden.there For example, the laser beam deflecting device may be a rotating polygon mirror which is arranged in the plane of the 2D scan area such that the laser beams emit within this 2D scan area are so deflected due to the rotation of the polygon mirror be redirected to a 3D scan area.

Aufgrund der fixen Form des Polygonspiegels, der in der Ebene des 2D-Scanbereiches angeordnet wird, ist der 2D-Emissionsbereich größer als der 2D-Scanbereich. Mit anderen Worten, einige der Laserstrahlen, die von der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung emittiert werden, werden außerhalb des Scanbereiches emittiert und verfehlen somit den Polygonspiegel, so dass sie für den 3D-Scan nicht zur Verfügung stehen. Erfindungsgemäß weißt der Laserscanner nun neben dem Polygonspiegel in der Ebene des 2D-Emissionsbereiches mindestens einen solchen Spiegel auf, der die Laserstrahlen, die den Polygonspiegel verfehlen, auf den Polygonspiegel reflektieren, so dass diese Laserstrahlen nunmehr für den 3D-Scan zur Verfügung stehen.by virtue of the fixed shape of the polygon mirror, which is in the plane of the 2D scan area is arranged, the 2D emission range is larger as the 2D scan area. In other words, some of the laser beams, which are emitted by the laser beam emitting device are emitted outside the scan area and thus miss the polygon mirror, so they do not for the 3D scan To be available. According to the invention the laser scanner next to the polygon mirror in the plane of the 2D emission range at least one such mirror on which the laser beams, the miss the polygon mirror, reflect on the polygon mirror, so that these laser beams are now used for the 3D scan To be available.

Eine solche Konstellation ergibt sich z. B. dadurch, dass der Originalöffnungswinkel des 2D-Zeilenlaserscanners, der einen 2D-Emissionsbereich aufspannt, 180° beträgt. Bei der Verwendung eines Polygonspiegels, um den 2D-Scanbereich in die dritte Dimension zu transformieren, wird aufgrund der festgelegten Bauform nur ein Bereich von ca. 90° aufgespannt, je nach Entfernung und Größe des Polygonspiegels. Sowohl 45° auf der einen Seite als auch 45° auf der anderen Seite des Polygonspiegels bleiben dabei ungenutzt und können für den Scanvorgang nicht verwendet werden.A such a constellation arises z. B. in that the original opening angle the 2D line laser scanner spanning a 2D emission area, 180 °. When using a polygon mirror, to transform the 2D scan area into the third dimension, due to the specified design only a range of about 90 ° is clamped, depending on the distance and size of the polygon mirror. Both 45 ° on one side and 45 ° on the other side of the polygon mirror remain unused and can not be used for scanning.

Die Laserstrahlen-Umlenkvorrichtung kann aber auch derart eingerichtet sein, dass die Laserstrahl-Emissionsvorrichtung rotiert bzw. eine Nickbewegung ausführen lässt, um den von der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung aufgespannten 2D-Emissionsbereich in den 3D-Scanbereich zu transformieren. So wird beispielsweise beim Rotieren der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung ein halbkugelförmiger 3D-Scanbereich aufgespannt bzw. ein kugelförmiger, je nachdem an welcher Achse die Rotation aufgehängt ist.The However, laser beam deflection device can also be set up in this way be that the laser beam emitting device rotates or a Pitching motion to that of the laser beam emission device transformed 2D emission range in the 3D scan area to transform. So For example, when rotating the laser beam emitting device a hemispherical 3D scan area spanned or a spherical, depending on which axis the rotation is suspended.

Vorteilhafterweise werden nun die Spiegel, die den Scanbereich verfehlenden Laserstrahlen in den Scanbereich reflektieren, mit auf der rotierenden bzw. nickenden Achse aufgehängt, so dass sich ebenfalls eine Erhöhung der Frame Rate bzw. Abtastrate ergibt. Mit anderen Worten, die Spiegel werden an der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung bzw. einem Laserscanner derart angeordnet, dass sie Rotationsbewegung bzw. die Nickbewegung entsprechend mitmachen. Gegenüber dem ursprünglichen Emissionsbereich ist der Scanbereich bei Verwendung der Spiegel natürlich kleiner als der ursprüngliche Emissionsbereich, was jedoch z. B. im UAV-Bereich unkritisch ist, da die Scanner meist eh in Flugrichtung ausgerichtet werden. Durch die Erhöhung der Frame Rate bzw. Abtastrate wieder dieser Nachteil entsprechend korrigiert.Advantageously, the mirrors which reflect the laser beam which misses the scanning region are then suspended on the rotating or nodding axis, so that there is likewise an increase in the frame rate or sampling rate. In other words, the mirrors are arranged on the laser beam emission device or on a laser scanner in such a way that they participate in rotational movement or the pitch movement, respectively. Compared to the original emission range of the scan area is of course smaller when using the mirror than the original emission range, but this z. B. in the UAV area is not critical, since the scanners are usually aligned anyway in the flight direction. By increasing the frame rate or sampling rate again this disadvantage is corrected accordingly.

Es ist aber auch denkbar, dass die Spiegel an dem Laserscanner derart angeordnet werden, dass sie fest mit dem Laserscanner verbunden sind und gegenüber der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung keine nickende bzw. rotierende Bewegung ausführen. So ist es beispielsweise besonders vorteilhaft, wenn bei einer rotierenden Bewegung der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung der Spiegel ringförmig um die rotierende Laserstrahl-Emissionsvorrichtung rotationsfest angeordnet ist, um in jeder Rotationslage die den Scanbereich verfehlenden Laserstrahlen in den Scanbereich zurückzureflektieren. Ein solcher Spiegel kann z. B. die Form eines konischen Rings besitzen, wobei die Anordnung im Emissionsbereich so erfolgt, das der Durchmesser des Rings zur Laserquelle hin abnimmt. Diese Vorrichtung hat dabei den Vorteil, dass keine zusätzlichen Gewichte an der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung angeordnet werden müssen, so dass entsprechend weniger Dreh- und Kraftmomente auftreten.It But it is also conceivable that the mirror on the laser scanner in such a way be arranged that they are firmly connected to the laser scanner are and opposite the laser beam emission device do not make a nodding or rotating movement. So is For example, it is particularly advantageous if in a rotating Movement of the laser beam emission device of the mirrors annular Rotationally fixed about the rotating laser beam emission device is arranged to miss the scan area in any rotational position Reflect laser beams back into the scan area. Such a mirror can, for. B. have the shape of a conical ring, wherein the arrangement takes place in the emission area, the diameter of the ring decreases towards the laser source. This device has it the advantage of no additional weights on the laser beam emission device must be arranged so that less accordingly Rotational and force moments occur.

Des Weiteren ist es aber auch denkbar, dass bei einer nickenden Aufhängung der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung die Spiegel ortsfest an den Laserscanner angeordnet sind, d. h. sie nicht in der Nickachse aufgehängt sind und somit die Bewegung der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung nicht mit vollführen. Die Spiegel können dabei ebenfalls an der Seite derart angeordnet sein, dass sie die entsprechenden Laserstrahlen, die den Scanbereich verfehlen, in diesen zurückreflektieren. Die Spiegel können ebenfalls ringförmig mit konischer Innenmantelfläche oder planar mit ausreichender Größe, um den Nickbereich des Scanners abzudecken, ausgestaltet sein.Of Furthermore, it is also conceivable that with a nodding suspension the laser beam emitting device, the mirror fixed to the Laser scanners are arranged, d. H. she did not hang in the pitch axis are and thus the movement of the laser beam emission device not with perform. The mirrors can do that also be arranged on the side so that they have the appropriate Laser beams that miss the scan area reflect back into them. The mirrors can also be ring-shaped with conical Inner circumferential surface or planar with sufficient size, to cover the pitch range of the scanner, be configured.

Denkbar ist aber auch, dass der Laserscanner von vorneherein ein 3D-Laserscannersystem ist, welches zum Aussenden eines dreidimensionalen Scanbereiches eingerichtet ist (so genannter „Fan-Beam”), wobei auch hier im Emissionsbereich die Spiegel derart angeordnet sind, dass sie in dem Scanbereich zurückreflektiert werden. Somit kann erreicht werden, dass die ausgestrahlten Laserstrahlen, welche den eigentlichen Scanbereich verfehlen, in den Scanbereich zurückreflektiert werden, so dass sich unter anderem die Auflösung erhöht.Conceivable But it is also that the laser scanner from the outset a 3D laser scanner system which is for sending a three-dimensional scan area is set up (so-called "fan-beam"), where Here too, in the emission area, the mirrors are arranged in such a way that that they are reflected back in the scan area. Consequently can be achieved that the emitted laser beams, which miss the actual scan area, reflected back into the scan area become, so that among other things the dissolution increases.

Dabei wurde erkannt, dass die Spiegel vorteilhafterweise in einem Winkel bezüglich der Laserquelle von einem Viertel bzw. einem Sechstel des ursprünglichen Öffnungswinkels angeordnet werden. So ergibt sich bei der Anordnung der Spiegel in einem Winkel von einem Viertel des ursprünglichen Öffnungswinkels eine Verdoppelung der Scanrate, während bei einem Winkel von einem Sechstel des ursprünglichen Öffnungswinkels eine Verdreifachung der Scanrate erreicht werden kann.there It has been recognized that the mirrors are advantageously at an angle with respect to the laser source of a quarter or a Sixth of the original opening angle arranged become. This results in the arrangement of the mirror at an angle from a quarter of the original opening angle a doubling of the scan rate, while at an angle from one sixth of the original opening angle a tripling of the scan rate can be achieved.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigen:Based The accompanying drawings illustrate the invention by way of example explained. Show it:

1a), 1b) schematische Darstellung des Prinzip eines 2D-Zeilenlaserscanners; 1a) . 1b) schematic representation of the principle of a 2D line laser scanner;

2a)2d) schematische Darstellung von 3D-Scans mittels 2D-Zeilenlaserscannern; 2a) - 2d) schematic representation of 3D scans using 2D line laser scanners;

3 schematische Darstellung der Spiegelanordnung; 3 schematic representation of the mirror assembly;

4a), 4b), 4c) schematische Darstellung des Emissions- und Scanbereiches. 4a) . 4b) . 4c) schematic representation of the emission and scan area.

1a) zeigt eine Draufsicht auf einen aus dem Stand der Technik bekannten 2D-Zeilenlaserscanners. Der Laserscanner weist dazu eine Laserstrahl-Emissionsvorrichtung 1 auf, die einen Laserstrahl 2 in den Emissionsbereich 3 aussendet. Der Laserstrahl 2 ist dabei auf der nicht dargestellten y-Achse aufgehängt und hat einen Öffnungswinkel von 180° bzw. 90° in beide Richtungen vom Lot (z-Achse). 1b) zeigt dieses Prinzip noch einmal in einer dreidimensionalen Darstellung. 1a) shows a plan view of a known from the prior art 2D line laser scanner. The laser scanner has a laser beam emitting device for this purpose 1 on that a laser beam 2 in the emission area 3 sending out. The laser beam 2 is suspended on the y-axis (not shown) and has an opening angle of 180 ° or 90 ° in both directions from the perpendicular (z-axis). 1b) shows this principle again in a three-dimensional representation.

Der schematisch dargestellte 2D-Zeilenlaserscanner in 1a) arbeitet dabei derart, dass der Laserstrahl 2 auf einer Kreisbahn von der einen Seite des Emissionsbereiches 3 auf die gegenüberliegende Seite des Emissionsbereiches 3 geschwenkt wird, so das in diesem Ausführungsbeispiel der Laserstrahl 2 einen Weg von 180° zurücklegt, wobei der Laserstrahl nach einem Drehwinkel von 180° im Gehäuse gebunden wird. Während eines solchen Scandurchganges werden in den anderen Bereichen des Emissionsbereiches keine Laserstrahlen ausgesendet.The schematically illustrated 2D line laser scanner in 1a) works in such a way that the laser beam 2 on a circular path from one side of the emission area 3 on the opposite side of the emission area 3 is pivoted, so in this embodiment, the laser beam 2 a path of 180 ° travels, wherein the laser beam is bound to a rotation angle of 180 ° in the housing. During such a scan, no laser beams are emitted in the other regions of the emission area.

Die nachfolgenden Ausführungen zeigen die Erweiterung eines 2D-Zeilenlaserscanners zu einem 3D-Scanner, bei dem die Laserstrahlen in dem 2D-Emissionsbereich mithilfe einer Umlenkvorrichtung in die dritte Dimension transformiert werden.The following explanations show the extension of a 2D line laser scanner to a 3D scanner, in which the laser beams in the 2D emission area by means of a deflection device in the third dimension to be transformed.

2a) zeigt die schematische Darstellung eines Zeilenlaserscanners, der mithilfe einer Servoeinrichtung (Motor mit Antriebssteuerung), die mit der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung 1 gekoppelt ist, die Laserstrahlen 2 in einem 3D-Emissionsbereich aussenden. Dazu vollführt der Laserkopf bzw. die Laserstrahl-Emissionsvorrichtung 1 eine entsprechende Nickbewegung, während der Laserstrahl 2, wie in 1 dargestellt, weiterhin zweidimensional abgelenkt wird, so dass der Laserstrahl 2 insgesamt eine dreidimensionale Ablenkung erfährt. 2a) shows the schematic representation of a line laser scanner, by means of a servo device (motor with drive control), with the laser beam emission device 1 coupled, the laser beams 2 send out in a 3D emission area. For this purpose, the laser head or the laser beam emission device performs 1 a corresponding pitching motion while the laser beam 2 , as in 1 shown, continues to be deflected two-dimensionally, so that the laser beam 2 Overall, a three-dimensional distraction learns.

2b) zeigt schematisch das Prinzip, dass der Laserkopf 1 um eine Achse, hier in diesem Beispiel die z-Achse, rotiert. In diesem Falle würde ein halbkugelförmiger bzw. ein kugelförmiger Emissionsbereich aufgespannt. 2 B) schematically shows the principle that the laser head 1 around an axis, here in this example the z-axis, rotates. In this case, a hemispherical or a spherical emission region would be clamped.

2c) zeigt die schematische Darstellung eines 2D-Zeilenscanners, der mithilfe eines Polygonspiegels 4 einen 3D-Scan durchführen kann. Der Polygonspiegel 4 befindet sich dabei in der Ebene des zweidimensionalen Scanbereiches 5 derart, dass die Laserstrahlen 2 in die dritte Dimension abgelenkt werden und somit einen dreidimensionalen Scanbereich 5a aufspannen. In dieser Anordnung hat insbesondere den Vorteil, dass sich ausschließlich der Polygonspiegel 4 bewegt und somit die entstehenden Kraft- und Drehmomente sehr gering sind, was den Einsatz solcher Laserscannersysteme im UAV-Bereich ermöglicht. 2c) shows the schematic representation of a 2D line scanner using a polygon mirror 4 can do a 3D scan. The polygon mirror 4 is located in the plane of the two-dimensional scan area 5 such that the laser beams 2 be deflected into the third dimension and thus a three-dimensional scan area 5a span. In this arrangement has the particular advantage that only the polygon mirror 4 moved and thus the resulting forces and torques are very low, which allows the use of such laser scanner systems in the UAV area.

2d) zeigt noch einmal eine Draufsicht auf den 2D-Zeilenlaserscanner mit einer Laserstrahl-Emissionsvorrichtung 1 und einem Polygonspiegel 4. Aufgrund der festen Form und festen Größe des Polygonspiegels 4 wird nur ein Scanbereich erfasst, der in etwa 90° des Öffnungswinkels entspricht. In den seitlichen Emissionsbereichen 3a und 3b verfehlen jedoch die Laserstrahlen 2 den Polygonspiegel 4, so dass sie für den 3D-Scan ungenutzt bleiben. Während dieser Zeit, in der die Laserstrahl-Emissionsvorrichtung den Laserstrahl 2 innerhalb des seitlichen Emissionsbereiches 3b aussendet, kann kein aktives 3D-Scanning erfolgen. 2d) shows again a plan view of the 2D line laser scanner with a laser beam emission device 1 and a polygon mirror 4 , Due to the solid shape and fixed size of the polygon mirror 4 Only one scan area is detected, which corresponds to approximately 90 ° of the opening angle. In the lateral emission areas 3a and 3b but miss the laser beams 2 the polygon mirror 4 so that they remain unused for the 3D scan. During this time, in which the laser beam emission device the laser beam 2 within the lateral emission range 3b sends, no active 3D scanning can be done.

3 zeigt schematisch die Darstellung einer möglichen Spiegelanordnung nach der erfindungsgemäßen Lehre der vorliegenden Erfindung. Dabei werden in den Emissionsbereich 3a, 3b jeweils ein Spiegel 6 angeordnet, der die Laserstrahlen 2a, die in den Emissionsbereich 3a, 3b außerhalb des Scanbereiches ausgesendet werden, in den Scanbereich 5, 5a reflektiert. Damit bleiben die Laserstrahlen 2, die in den seitlichen Emissionsbereichen 3a, 3b ausgesendet werden, nicht mehr ungenutzt, sondern werden ebenfalls für das Scanning verwendet, so dass sich eine entsprechende höhere Scanrate ergibt. 3 shows schematically the representation of a possible mirror arrangement according to the teaching of the present invention. It will be in the emission area 3a . 3b one mirror each 6 arranged, which the laser beams 2a that are in the emission area 3a . 3b outside the scan area, into the scan area 5 . 5a reflected. This leaves the laser beams 2 that in the lateral emission areas 3a . 3b are sent out, no longer idle, but are also used for scanning, resulting in a corresponding higher scan rate.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Spiegel 6 in einem Winkel von einem Viertel des ursprünglichen Öffnungswinkels im Emissionsbereich angeordnet werden, was in diesem Ausführungsbeispiel einen Winkel von 45° bezüglich der z-Achse ergibt. Dies führt zu einer Verdoppelung der Scanrate. Bei einer Winkelanordnung von einem Sechstel des ursprünglichen Öffnungswinkels, was in diesem Ausführungsbeispiel 30° sind, führt dies zu einer Verdreifachung der Scanrate, wobei sich ein maximaler Scanbereich von 60° ergibt.It is particularly advantageous if the mirror 6 be arranged at an angle of one quarter of the original opening angle in the emission region, which in this embodiment results in an angle of 45 ° with respect to the z-axis. This leads to a doubling of the scan rate. With an angular arrangement of one sixth of the original opening angle, which in this embodiment is 30 °, this leads to a tripling of the scan rate, resulting in a maximum scanning range of 60 °.

4a) zeigt schematisch die Darstellung des Emissionsbereiches 11 und des Scanbereiches 12, wie er von einem 2D-Zeilenlaserscanner erzeugt wird. Ausgehend von der z-Achse ergibt sich ein erster Scanbereich 12a mit einem Öffnungswinkel von 0° bis 45° sowie ein zweiter Scanbereich 12b mit einem Öffnungswinkel von 0° bis –45°. An den ersten Scanbereich 12a schließt sich des Weiteren der ungenutzte Emissionsbereich 11a an, der den Öffnungswinkel von 45° bis 90° hat. Auf der gegenüberliegenden Seite schließt sich an dem zweiten Scanbereich 12b ein weiterer ungenutzter Emissionsbereich 11b mit einem Öffnungswinkel von –45° bis –90° an. 4a) shows schematically the representation of the emission range 11 and the scan area 12 as generated by a 2D line laser scanner. Starting from the z-axis results in a first scan area 12a with an opening angle of 0 ° to 45 ° and a second scan area 12b with an opening angle of 0 ° to -45 °. To the first scan area 12a Furthermore, the unused emission area closes 11a on, which has the opening angle of 45 ° to 90 °. On the opposite side closes at the second scan area 12b another unused emission area 11b with an opening angle of -45 ° to -90 °.

Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung werden die ungenutzten Emissionsbereiche 11a und 11b aufgrund der Spiegelanordnung in den Scanbereich 12 zurückreflektiert, was schematisch in 4b) dargestellt ist. Der Scanbereich umfasst dabei nunmehr die originalen Scanbereiche 12a und 12b, sowie die in dem Scanbereich zurückreflektierten Bereiche 11a und 11b. Im Einzelnen bedeutet dies, dass die Laserstrahlen, die in dem ungenutzten Emissionsbereich 11a ausgesendet werden, in den Scanbereich 12a reflektiert werden, während die Laserstrahlen, die in dem Emissionsbereich 11b ausgesendet werden, in den Scanbereich 12b reflektiert werden, so dass bei jedem Scandurchlauf keiner der Laserstrahlen ungenutzt bleibt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Spiegel in einem Winkel von 45° bzw. einem Viertel des ursprünglichen Öffnungswinkels angeordnet, wobei diese Anordnung zu einer Verdoppelung des Scanrate führt.According to the teachings of the present invention, the unused emission regions become 11a and 11b due to the mirror arrangement in the scan area 12 reflected back, which is schematically in 4b) is shown. The scan area now includes the original scan areas 12a and 12b , as well as the areas reflected back in the scan area 11a and 11b , Specifically, this means that the laser beams in the unused emission area 11a be sent out, in the scan area 12a be reflected while the laser beams in the emission area 11b be sent out, in the scan area 12b be reflected so that each scan scan remains unused each of the laser beams. In this embodiment, the mirrors are arranged at an angle of 45 ° or a quarter of the original opening angle, this arrangement leading to a doubling of the scan rate.

4c) zeigt die schematische Darstellung des Emissions- und Scanbereiches bei einer Winkelanordnung der Spiegel von 30° bzw. einem Sechstel des ursprünglichen Öffnungswinkels. Dabei werden die ungenutzten Laserstrahlen, die in dem Emissionsbereich 11a ausgesendet werden, in dem kompletten Scanbereich 12 (12a und 12b) reflektiert, und die Laserstrahlen, die in dem ungenutzten Emissionsbereich 11b ausgesendet werden, ebenfalls in dem kompletten Scanbereich 12 (12a und 12b) zurückreflektiert. 4c) shows the schematic representation of the emission and scan area at an angle Order the mirror of 30 ° or one sixth of the original opening angle. In doing so, the unused laser beams that are in the emission area 11a be sent out in the complete scan area 12 ( 12a and 12b ) and the laser beams in the unused emission area 11b be sent out, also in the complete scan area 12 ( 12a and 12b ) reflected back.

Bei jedem Scandurchgang wird somit der Scanbereich 12 dreimal gescannt, d. h. jeweils zweimal von den reflektierten Laserstrahlen in den Emissionsbereichen 11a und 11b sowie die Laserstrahlen, die direkt in den Scanbereich 12 ausgesendet werden. Diese Anordnung führte demnach zu einer Verdreifachung der Scanrate bei einem Scanwinkel von 60°.Each scanning pass thus becomes the scan area 12 scanned three times, ie twice each of the reflected laser beams in the emission areas 11a and 11b as well as the laser beams going directly into the scan area 12 to be sent out. This arrangement resulted in a tripling of the scan rate at a scanning angle of 60 °.

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Claims (9)

Laserscanner mit einer Laserstrahl-Emissionsvorrichtung, die zum Emittieren mindestens eines Laserstrahls (2, 2a) mittels einer Laserstrahl-Emissionsquelle in einem Emissionsbereich (3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b) ausgebildet ist, wobei der Emissionsbereich (3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b) einen Scanbereich (5, 12, 12a, 12b) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserscanner mindestens einen Spiegel (6) aufweist, der zumindest teilweise im Emissionsbereich (3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b) und außerhalb des Scanbereichs (5, 12, 12a, 12b) derart angeordnet ist, dass die Laserstrahlen (2, 2a) in den Scanbereich (5, 12, 12a, 12b) reflektiert werden.Laser scanner with a laser beam emission device, which is capable of emitting at least one laser beam ( 2 . 2a ) by means of a laser beam emission source in an emission region ( 3 . 3a . 3b . 11 . 11a . 11b ), the emission range ( 3 . 3a . 3b . 11 . 11a . 11b ) a scan area ( 5 . 12 . 12a . 12b ), characterized in that the laser scanner comprises at least one mirror ( 6 ), which at least partially in the emission area ( 3 . 3a . 3b . 11 . 11a . 11b ) and outside the scan area ( 5 . 12 . 12a . 12b ) is arranged such that the laser beams ( 2 . 2a ) in the scan area ( 5 . 12 . 12a . 12b ) are reflected. Laserscanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahl-Emissionsvorrichtung (1) zum Emittieren des Laserstrahls (2, 2a) in einen 2D-Emissionsbereich (3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b) eingerichtet ist und der Laserscanner eine Laserstrahl-Umlenkvorrichtung (4) aufweist, die zum Umlenken des Laserstrahls (2, 2a) von dem 2D-Scanbereich (12, 12a, 12b) innerhalb des 2D-Emissionsbereiches (3) in einen 3D-Scanbereich eingerichtet ist.Laser scanner according to claim 1, characterized in that the laser beam emission device ( 1 ) for emitting the laser beam ( 2 . 2a ) into a 2D emission range ( 3 . 3a . 3b . 11 . 11a . 11b ) is set up and the laser scanner a laser beam deflection device ( 4 ), which for deflecting the laser beam ( 2 . 2a ) from the 2D scan area ( 12 . 12a . 12b ) within the 2D emission range ( 3 ) is set up in a 3D scan area. Laserscanner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahl-Umlenkvorrichtung ein rotierender Polygonspiegel (4) ist, der in der Ebene des 2D-Scanbereiches (5, 12, 12a, 12b) derart angeordnet ist, dass die Laserstrahlen (2, 2a) in den 3D-Scanbereich (5a) umgelenkt werden, wobei der mindestens eine Spiegel (6) in der Ebene des 2D-Emissionsbereiches (3, 11) derart angeordnet ist, dass die Laserstrahlen (2, 2a) auf den Polygonspiegel (4) reflektiert werden.Laser scanner according to claim 2, characterized in that the laser beam deflection device is a rotating polygon mirror ( 4 ), which is in the plane of the 2D scan area ( 5 . 12 . 12a . 12b ) is arranged such that the laser beams ( 2 . 2a ) into the 3D scan area ( 5a ), wherein the at least one mirror ( 6 ) in the plane of the 2D emission range ( 3 . 11 ) is arranged such that the laser beams ( 2 . 2a ) on the polygon mirror ( 4 ) are reflected. Laserscanner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahl-Umlenkvorrichtung zum Rotieren und/oder Nicken der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung (1) um eine Achse (x, y, z) derart ausgebildet ist, dass die Laserstrahlen (2, 2a) in den 3D-Scanbereich (5a) emittiert werden.Laser scanner according to claim 2, characterized in that the laser beam deflection device for rotating and / or nodding the laser beam emission device ( 1 ) is formed around an axis (x, y, z) such that the laser beams ( 2 . 2a ) into the 3D scan area ( 5a ) are emitted. Laserscanner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spiegel (6) mit der rotierenden und/oder nickenden Laserstrahl-Emissionsvorrichtung (1) verbunden und in der Ebene des 2D-Emissionsbereiches (3, 3a, 3b, 11, 11a, 11b) derart angeordnet ist, dass die Laserstrahlen in den 3D-Scanbereich (5a) reflektiert werden.Laser scanner according to claim 4, characterized in that the at least one mirror ( 6 ) with the rotating and / or nodding laser beam emission device ( 1 ) and in the plane of the 2D emission range ( 3 . 3a . 3b . 11 . 11a . 11b ) is arranged such that the laser beams in the 3D scan area ( 5a ) are reflected. Laserscanner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spiegel (6) ringförmig um die rotierende Laserstrahl-Emissionsvorrichtung (1) rotationsfest an dem Laserscanner derart angeordnet ist, dass die Laserstrahlen in den 3D-Scanbereich (5a) reflektiert werden.Laser scanner according to claim 4, characterized in that the at least one mirror ( 6 ) annularly around the rotating laser beam emitting device ( 1 Rotationally fixed to the laser scanner is arranged such that the laser beams in the 3D scan area ( 5a ) are reflected. Laserscanner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spiegel (6) nickfest gegenüber der Laserstrahl-Emissionsvorrichtung (1) an dem Laserscanner derart angeordnet ist, dass die Laserstrahlen (2, 2a) in den 3D-Scanbereich (5a) reflektiert werden.Laser scanner according to claim 4, characterized in that the at least one mirror ( 6 ) fixed against the laser beam emission device ( 1 ) is arranged on the laser scanner such that the laser beams ( 2 . 2a ) into the 3D scan area ( 5a ) are reflected. Laserscanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahl-Emissionsvorrichtung (1) zum Emittieren des Laserstrahls (2, 2a) in einen 3D-Emissionsbereich eingerichtet ist.Laser scanner according to claim 1, characterized in that the laser beam emission device ( 1 ) for emitting the laser beam ( 2 . 2a ) is set up in a 3D emission area. Laserscanner nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spiegel (6) in einem Winkel bezüglich der Laserquelle (z-Achse) von einem Viertel oder einem Sechstel des Öffnungswinkels des Emissionsbereiches (3, 11) angeordnet ist.Laser scanner according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mirror ( 6 ) at an angle with respect to the laser source (z-axis) of a quarter or a sixth of the opening angle of the emission region ( 3 . 11 ) is arranged.
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