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DE102022211841A1 - Procedure for operating a lidar system - Google Patents

Procedure for operating a lidar system Download PDF

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DE102022211841A1
DE102022211841A1 DE102022211841.3A DE102022211841A DE102022211841A1 DE 102022211841 A1 DE102022211841 A1 DE 102022211841A1 DE 102022211841 A DE102022211841 A DE 102022211841A DE 102022211841 A1 DE102022211841 A1 DE 102022211841A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser light
lidar system
laser
lasers
detectors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022211841.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Johannes Richter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102022211841.3A priority Critical patent/DE102022211841A1/en
Publication of DE102022211841A1 publication Critical patent/DE102022211841A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Lidar-Systems beschrieben, wobei das Lidar-System mehrere Laser, die individuell steuerbar sind und Laserlicht in unterschiedliche Raumwinkel emittieren können, und mehrere Detektoren zur Detektion von Laser-lichtaufweist. Das Verfahren umfasst die Schritte:a) Aktivieren aller Detektoren;b) erstes Emittieren von Laserlicht durch mindestens zwei Laser mit jeweils einer vordefinierten Leistung in jeweils unterschiedliche Raumwinkel;c) Detektieren von reflektiertem Laserlicht durch mindestens zwei Detektoren;d) Vergleichen der detektierten Laserlichtintensität mit einem vordefinierten Intensitätsschwellenwert;e) zweites Emittieren von Laserlicht durch mindestens einen Laser, wobei zuvor mindestens derjenige Laser deaktiviert wird, dessen zugeordneter Detektor ein über dem Intensitätsschwellenwert liegendes Intensitätsniveau aufweist.Weiterhin wird ein entsprechendes Lidar-System, Computerprogramm und maschinenlesbares Speichermedium beschrieben.A method for operating a lidar system is described, wherein the lidar system has a plurality of lasers that can be individually controlled and emit laser light at different solid angles, and a plurality of detectors for detecting laser light. The method comprises the steps: a) activating all detectors; b) first emitting laser light by at least two lasers, each with a predefined power, at different solid angles; c) detecting reflected laser light by at least two detectors; d) comparing the detected laser light intensity with a predefined intensity threshold; e) second emitting laser light by at least one laser, wherein at least the laser whose associated detector has an intensity level above the intensity threshold is deactivated beforehand. Furthermore, a corresponding lidar system, computer program and machine-readable storage medium are described.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb eines Lidar-Systems.The present invention is based on a method for operating a lidar system.

Stand der TechnikState of the art

Hoch- und vollautomatisierte Fahrzeuge (Level 3-5) werden in den nächsten Jahren immer mehr auf unseren Straßen vorzufinden sein. Insbesondere LiDAR-Systeme spielen eine immer wichtigere Rolle für autonom fahrende Systeme.Highly and fully automated vehicles (levels 3-5) will be increasingly found on our roads in the coming years. LiDAR systems in particular are playing an increasingly important role for autonomous driving systems.

Die benötigten hohen Punktraten von LiDAR-Systemen machen eine Messung von mehreren Messpunkten gleichzeitig notwendig - man spricht hierbei von Parallelisierung der Messungen. Dabei kann zum Beispiel die zu messende Szene mit einem vertikalen Laser-Streifen beleuchtet werden und im Empfangspfad auf ein vertikales Detektorarray abgebildet werden, sodass jedes Detektorpixel einen Messpunkt im Raum abdeckt. Durch eine solche Parallelisierung wird die Messzeit stark verkürzt, da eine komplette Spalte an Punkten gleichzeitig vermessen wird. Jedoch ist das LiDAR-System auch stärker anfällig für ein Übersprechen des optischen Signals innerhalb einer Spalte (auch Blooming genannt). Dieses Übersprechen ist besonders stark für hochreflektive Ziele, wie zum Beispiel retroreflektierende Targets (z.B. Verkehrsschilder), welche unter Umständen auch andere Messpunkte der Spalte auslösen können. In einem solchen Fall erscheint das zu messende Objekt stark vergrößert in der Punktewolke und kann unter Umständen sogar das gesamte vertikale Field-of-View verdecken. In diesem Fall wäre das LiDAR-System in gewissen Bereichen blind (z.B. unter einer retroreflektierenden Schilderbrücke). Daher ist es notwendig, LiDAR-Architekturen zu entwickeln, welche einen hohen Grad an Parallelisierung ermöglichen, jedoch gleichzeitig Blooming verhindern.The high point rates required by LiDAR systems make it necessary to measure several measuring points at the same time - this is called parallelization of the measurements. For example, the scene to be measured can be illuminated with a vertical laser strip and mapped onto a vertical detector array in the reception path, so that each detector pixel covers a measuring point in space. Such parallelization greatly shortens the measurement time, since a complete column of points is measured simultaneously. However, the LiDAR system is also more susceptible to crosstalk of the optical signal within a column (also known as blooming). This crosstalk is particularly strong for highly reflective targets, such as retroreflective targets (e.g. traffic signs), which can also trigger other measuring points in the column. In such a case, the object to be measured appears greatly enlarged in the point cloud and can even cover the entire vertical field of view. In this case, the LiDAR system would be blind in certain areas (e.g. under a retroreflective sign bridge). Therefore, it is necessary to develop LiDAR architectures that enable a high degree of parallelization while preventing blooming.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Offenbart wird ein Verfahren zum Betrieb eines Lidar-Systems mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.A method for operating a lidar system with the features of the independent patent claim is disclosed.

Das Lidar-System umfasst mehrere Laser, die individuell steuerbar sind und Laserlicht in unterschiedliche Raumwinkel emittieren können, sowie mehrere Detektoren zur Detektion von Laserlicht.The lidar system comprises several lasers that can be individually controlled and emit laser light at different solid angles, as well as several detectors for detecting laser light.

Das Verfahren umfasst das Aktivieren aller Detektoren, um Laserlicht detektieren zu können.The procedure involves activating all detectors to detect laser light.

Es erfolgt ein erstes Emittieren von Laserlicht durch mindestens zwei Laser mit jeweils einer vordefinierten Leistung in jeweils unterschiedliche Raumwinkel.Laser light is first emitted by at least two lasers, each with a predefined power, in different solid angles.

Anschließend wird das reflektierte Laserlicht durch mindestens zwei Detektoren detektiert. Die Reflektion des Laserlichts kann dabei an Objekten erfolgen, die im Bereich des Lidar-Systems vorhanden sind und das Laserlicht reflektieren.The reflected laser light is then detected by at least two detectors. The laser light can be reflected by objects that are present in the area of the lidar system and reflect the laser light.

Die detektierte Laserlichtintensität wird mit einem vordefinierten Intensitätsschwellenwert verglichen, um insbesondere hochreflektive Objekte zu identifizieren.The detected laser light intensity is compared with a predefined intensity threshold to identify particularly highly reflective objects.

Anschließend erfolgt ein zweites Emittieren von Laserlicht durch mindestens einen Laser, wobei nun mindestens derjenige Laser deaktiviert ist, dessen zugeordneter Detektor ein über dem Intensitätsschwellenwert liegendes Intensitätsniveau aufweist. Das kann auch bedeuten, dass in diesem Schritt alle Laser emittieren werden, falls keine hochreflektiven Objekte detektiert wurden.Then a second emission of laser light is carried out by at least one laser, whereby at least the laser whose associated detector has an intensity level above the intensity threshold is now deactivated. This can also mean that all lasers will emit in this step if no highly reflective objects were detected.

Das ist vorteilhaft, da somit der sogenannte „Blooming-Effekt“, ein Übersprechen des optischen Signals zwischen den Detektoren beziehungsweise Detektorpixeln, reduziert wird. Gleichzeitig behält der Sensor vorteilhafterweise die volle Reichweite in allen anderen Detektorpixeln. Weiterhin wird der Dynamikumfang des Detektors durch diese Methode erhöht, da die Helligkeit des Retroreflektors genau bestimmen werden kann. Weiterhin wird die horizontale Auflösung nur in den Bereichen des Lidar-Systems verringert, die dies aufgrund eines hochreflektiven Objektes erforderlich machen.This is advantageous because it reduces the so-called "blooming effect", a crosstalk of the optical signal between the detectors or detector pixels. At the same time, the sensor advantageously retains the full range in all other detector pixels. Furthermore, the dynamic range of the detector is increased by this method because the brightness of the retroreflector can be determined precisely. Furthermore, the horizontal resolution is only reduced in the areas of the lidar system that make this necessary due to a highly reflective object.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the subclaims.

Zweckmäßigerweise wird aus Intensitätswerten von Detektoren, deren zugeordnete Laser aktiviert sind, eine Datenpunktwolke erzeugt. Dies ist vorteilhaft, da somit Blooming-Effekte in der Datenpunktwolke ebenso nur abgeschwächt berücksichtigt werden und nachgeordnete Funktionen somit wenig bis gar nicht davon beeinflusst werden.It is advisable to generate a data point cloud from intensity values of detectors whose assigned lasers are activated. This is advantageous because blooming effects in the data point cloud are also only taken into account to a lesser extent and downstream functions are therefore little or not at all influenced by them.

Zweckmäßigerweise werden erste Intensitätswerte, die den vordefinierten Intensitätsschwellenwert überschreiten, als zu einem hoch reflektiven Objekt gehörig klassifiziert. Zu den klassifizierten Intensitätswerten wird eine jeweils zugehörige erste Distanz zum Lidar-System ermittelt. Weiterhin wird eine zu zweiten Intensitätswerten jeweils zugehörige zweite Distanz zum Lidar-System ermittelt. Dabei bleiben in der Erzeugung der Datenpunktwolke zweite Intensitätswerte unberücksichtigt, deren zugehörige Distanz sich bis auf einen vordefinierten Distanzabstand im Bereich der ersten Distanz befindet und deren über den Detektor zugeordneter Laser zugeordneter Laser sich von dem entsprechenden Laser der ersten Intensitätswerte unterscheidet. Dies ist vorteilhaft, da dies den Crosstalk bzw. das Blooming entfernt und gleichzeitig das hochreflektive Objekt in der Datenpunktwolke erhält.First intensity values that exceed the predefined intensity threshold are expediently classified as belonging to a highly reflective object. A first distance to the lidar system is determined for each of the classified intensity values. Furthermore, a second distance to the lidar system is determined for each of the second intensity values. In this case, second intensity values whose associated distance is in the range of the first distance up to a predefined distance are not taken into account when generating the data point cloud. det and whose laser assigned via the detector is different from the corresponding laser of the first intensity values. This is advantageous because it removes the crosstalk or blooming while preserving the highly reflective object in the data point cloud.

Zweckmäßigerweise wird nach dem zweiten Emittieren der mindestens eine deaktivierte Laser wieder aktiviert. Dies ist vorteilhaft, da somit die horizontale Auflösung bestmöglich erhalten bleibt.It is advisable to reactivate at least one deactivated laser after the second emission. This is advantageous because the horizontal resolution is retained as best as possible.

Zweckmäßigerweise sind die Laser als zweispaltiges Laser-Array und die Detektoren als zweispaltiges Detektoren-Array ausgebildet, wobei, falls Laser deaktiviert waren, die zweite Spalte des Laser-Arrays zum Emittieren von Laserlicht und die zweite Spalte des Detektoren-Arrays zum Detektieren von Laserlicht aktiviert werden. Dies ist vorteilhaft, da dadurch Lücken im abgetasten Sichtbereich geschlossen werden und somit eine lückenlose Abtastung des Sichtbereichs möglich ist.The lasers are expediently designed as a two-column laser array and the detectors as a two-column detector array, whereby, if the lasers were deactivated, the second column of the laser array is activated to emit laser light and the second column of the detector array is activated to detect laser light. This is advantageous because it closes gaps in the scanned field of view and thus enables gapless scanning of the field of view.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Lidar-System, welches mehrere Laser, die individuell steuerbar sind und Laserlicht in unterschiedliche Raumwinkel emittieren können, umfasst. Weiterhin weist das System mehrere Detektoren zur Detektion von Laserlicht auf sowie eine elektronische Steuereinheit, die eingerichtet ist, alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Dies ist vorteilhaft, da somit die Vorteile des oben beschriebenen Verfahrens erzielt werden.The invention further relates to a lidar system which comprises several lasers which can be individually controlled and can emit laser light at different solid angles. The system also has several detectors for detecting laser light and an electronic control unit which is set up to carry out all steps of the method according to the invention. This is advantageous because it achieves the advantages of the method described above.

Zweckmäßigerweise weisen die Laser mindestens eine Regelungseinheit und die Detektoren mindestens eine Ausleseeinheit auf. Die Regelungseinheit und die Ausleseeinheit sind eingerichtet, dass das Vergleichen der Laserlichtintensität auf der Ausleseeinheit erfolgt und die Ausleseinheit die Regelungseinheit zum Deaktivieren von Lasern und Emittieren von Laserlicht direkt ansteuert. Dies ist vorteilhaft, da somit eine schnelle Regelung der Laser durch direkte Auswertung der Laserlichtintensität und direktes Ansteuern der Laser ermöglicht wird.The lasers expediently have at least one control unit and the detectors have at least one readout unit. The control unit and the readout unit are set up so that the comparison of the laser light intensity takes place on the readout unit and the readout unit directly controls the control unit to deactivate lasers and emit laser light. This is advantageous because it enables rapid control of the lasers by directly evaluating the laser light intensity and directly controlling the lasers.

Zweckmäßigerweise ist auf der Ausleseeinheit direkt die räumliche Laser-Detektor-Kalibrierung hinterlegt. Dies ist vorteilhaft, da somit die räumliche Laser-Detektor-Zuordnung direkt auf der Ausleseeinheit hinterlegt ist und somit eine schnelle Regelung der entsprechenden Laser möglich ist.The spatial laser detector calibration is conveniently stored directly on the readout unit. This is advantageous because the spatial laser detector assignment is stored directly on the readout unit and thus rapid control of the corresponding lasers is possible.

Zweckmäßigerweise sind die Laser als einspaltiges Laser-Array und die Detektoren als einspaltiges Detektoren-Array ausgebildet. Das ist vorteilhaft, da somit eine kostengünstige Realisierung möglich ist.The lasers are expediently designed as a single-column laser array and the detectors as a single-column detector array. This is advantageous because it enables cost-effective implementation.

Zweckmäßigerweise sind das Laser-Array zweispaltig und das Detektoren-Array zweispaltig ausgebildet. Das ist vorteilhaft, da dadurch Lücken im abgetasten Sichtbereich geschlossen werden und somit eine lückenlose Abtastung des Sichtbereichs möglich ist.It is practical for the laser array to have two columns and the detector array to have two columns. This is advantageous because it closes gaps in the scanned field of view and thus enables the field of view to be scanned without gaps.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher ausgeführt.Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the figures and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:

  • 1 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer Ausführungsform;
  • 2 eine erste schematische Darstellung der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 3 eine zweite schematische Darstellung der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 4 eine dritte schematische Darstellung der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen LiDAR-Systems gemäß einer Ausführungsform.
Show it:
  • 1 a flow chart of the method according to the invention according to one embodiment;
  • 2 a first schematic representation of the execution of the method according to the invention according to a first embodiment;
  • 3 a second schematic representation of the execution of the method according to the invention according to the first embodiment;
  • 4 a third schematic representation of the execution of the method according to the invention according to a second embodiment;
  • 5 a schematic representation of the LiDAR system according to the invention according to an embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten oder gleiche Verfahrensschritte.The same reference numerals designate the same device components or the same method steps in all figures.

1 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines LiDAR-Systems gemäß einer Ausführungsform. Dabei umfasst das Lidar-System mehrere Laser, die individuell steuerbar sind und Laserlicht in unterschiedliche Raumwinkel emittieren können. Weiterhin umfasst das Lidar-System mehrere Detektoren zur Detektion von Laserlicht. 1 shows a flow chart of the method according to the invention for operating a LiDAR system according to an embodiment. The LiDAR system comprises several lasers that can be individually controlled and emit laser light at different solid angles. The LiDAR system also comprises several detectors for detecting laser light.

In einem ersten Schritt S11 werden alle Detektoren aktiviert. In einem zweiten S12 erfolgt ein erstes Emittieren von Laserlicht durch mindestens zwei Laser mit jeweils einer vordefinierten Laserleistung in jeweils unterschiedliche Raumwinkel.In a first step S11, all detectors are activated. In a second step S12, laser light is first emitted by at least two lasers, each with a predefined laser power, in different solid angles.

In einem dritten Schritt S13 wird reflektiertes Laserlicht durch mindestens zwei Detektoren detektiert.In a third step S13, reflected laser light is detected by at least two detectors.

Anschließend wird in einem vierten Schritt S14 die detektierte Laserlichtintensität mit einem vordefinierten Intensitätsschwellenwert verglichen.Subsequently, in a fourth step S14, the detected laser light intensity is compared with a predefined intensity threshold value.

In einem fünften Schritt S15 wird dann Laserlicht zum zweiten Mal emittiert durch mindestens einen Laser, wobei zuvor mindestens derjenige Laser deaktiviert wird, dessen zugeordneter Detektor ein über dem Intensitätsschwellenwert liegendes Intensitätsniveau aufweist. Anschließend kann wieder mit dem ersten Schritt S11 fortgesetzt werden.In a fifth step S15, laser light is then emitted for the second time by at least one laser, with at least the laser whose associated detector has an intensity level above the intensity threshold being deactivated beforehand. The process can then continue with the first step S11.

Falls kein Detektor ein über dem Intensitätsschwellenwert liegendes Intensitätsniveau aufweist, wird mit dem zweiten Schrittt S12 fortgefahren.If no detector has an intensity level above the intensity threshold, the process continues with the second step S12.

2 zeigt eine erste schematische Darstellung der Ausführung des Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 shows a first schematic representation of the execution of the method according to a first embodiment.

Dabei emittiert ein LiDAR-System 20 mittels eines Laser-Arrays 21 einen Laserstreifen 24 mit voller Leistung. Das Laser-Array 21 kann dabei die Leistung jedes einzelnen emittierten Laserstrahls einzeln regeln. Wie aus der 2 ersichtlich ist, wird das Laserlicht jeweils in unterschiedliche Raumrichtungen ausgesandt. Dies wird durch das Objektiv 22 sichergestellt.A LiDAR system 20 emits a laser strip 24 with full power using a laser array 21. The laser array 21 can regulate the power of each emitted laser beam individually. As can be seen from the 2 As can be seen, the laser light is emitted in different spatial directions. This is ensured by the lens 22.

Im Fernfeld weitet sich der Laserstreifen 24 entsprechend auf. Sobald das Laserlicht auf einen Retroreflektor 23 trifft, wird ein Teil des Laserlichts von dem Retroreflektor 23 reflektiert und durch Detektoren des LIDAR-Systems 20, welche hier nicht dargestellt sind, empfangen beziehungsweise detektiert.In the far field, the laser strip 24 expands accordingly. As soon as the laser light hits a retroreflector 23, a portion of the laser light is reflected by the retroreflector 23 and received or detected by detectors of the LIDAR system 20, which are not shown here.

3 zeigt eine zweite schematische Darstelllung der Ausführung des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform. Dabei wurde festgestellt, dass einige von den Detektoren detektierte Laserlichtintensitäten einen vordefinierten Intensitätsschwellenwert überschreiteten. Die diesen Detektoren entsprechend zugeordneten Laser 31, wobei die Zuordnung beispielweise mittels eines Kennfelds zwischen Lasern und Detektoren stattfinden kann, werden deaktiviert und das Laser-Array 21 emittiert ein zweites Mal Laserlicht, wobei die entsprechend zugeorndeten Laser 31 jeweils deaktiviert sind. 3 shows a second schematic representation of the execution of the method according to the first embodiment. It was determined that some laser light intensities detected by the detectors exceeded a predefined intensity threshold value. The lasers 31 correspondingly assigned to these detectors, whereby the assignment can take place, for example, by means of a characteristic map between lasers and detectors, are deactivated and the laser array 21 emits laser light a second time, whereby the correspondingly assigned lasers 31 are each deactivated.

Somit trifft auf den Retroreflektor 23 kein Laserlicht, was bei erneutem Empfangen des wiederum reflektierten Laserlichts 32 eine Sättigung der entsprechenden Detektoren und somit ein Übersprechen verhindert.Thus, no laser light hits the retroreflector 23, which prevents saturation of the corresponding detectors and thus crosstalk when the reflected laser light 32 is received again.

4 zeigt eine dritte schematische Darstellung der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform. Auf der linken Seite der Figur ist eine Beleuchtungssituation einer Straßenszene dargestellt, wie sie sich in der zeitlichen Entwicklung bei Beleuchtung mit einem Spaltenlaser, d. h. einer Anordnung mehrerer Laser in einer Spalte, ergibt. Weiterhin ist der durch ein hochreflektives Objekt in dem Lidar-System entstehende Crosstalk 402 dargestellt. Beispielsweise erfolgt die Beleuchtung der Szene von links nach rechts. Zuerst sendet der Spaltenlaser eine ensprechende Laserspalte 405 aus und dann in der der Folge jeweils um einen bestimmten Winkel versetzt eine weitere Laserspalte und so weiter. In der zeitlichen Zusammenschau ergibt sich dann das dargestellte Bild, wobei hier zusätzlich der entstehende Crosstalk 402 dargestellt ist. 4 shows a third schematic representation of the implementation of the method according to the invention in accordance with a second embodiment. On the left side of the figure, an illumination situation of a street scene is shown, as it develops over time when illuminated with a column laser, i.e. an arrangement of several lasers in a column. Furthermore, the crosstalk 402 created by a highly reflective object in the lidar system is shown. For example, the scene is illuminated from left to right. First, the column laser emits a corresponding laser column 405 and then, in sequence, another laser column offset by a certain angle, and so on. The temporal synopsis then produces the image shown, with the resulting crosstalk 402 also shown here.

Wenn ein Laserstrahl auf ein hochreflektives Objekt 400 trifft, wird er von diesem reflektiert und fällt über einen entsprechenden Empfangspfad des Lidar-Systems auf eine oder mehrere Detektoren des Lidar-Systems. Dabei kann im Lidar-System Crosstalk 402 entstehen. Somit wird von den Detektoren Licht registriert, obwohl eigentlich kein Objekt dieses entsprechend reflektiert hat. Durch den Crosstalk können wirklich vorhandene Objekte, beispielsweise das Objekt 401, teilweise verdeckt werden, sodass diese nicht vollständig detektiert werden von dem Lidar-System. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden jedoch die Auswirkungen des Crosstalk zumindest abgeschwächt. Beispielsweise ist das Objekt 401 teilweise sichtbar trotz des Vorhandenseins des stark reflektierend, Crosstalk erzeugenden Objektes 400. Dies rührt daher, dass entsprechende Laser deaktiviert wurden, um Crosstalk zu verhindern. Die Linie 403 stellt die entsprechend deaktiviert Laser dar und die Linie 404 die entsprechend aktiven Laser. In der Folge werden die Laser wieder aktivert und in der Konsequenz entsteht wieder Crosstalk.When a laser beam hits a highly reflective object 400, it is reflected by it and falls via a corresponding reception path of the lidar system onto one or more detectors of the lidar system. Crosstalk 402 can arise in the lidar system. The detectors thus register light even though no object has actually reflected it. The crosstalk can partially obscure objects that are actually present, for example object 401, so that they are not fully detected by the lidar system. However, the method according to the invention at least reduces the effects of the crosstalk. For example, object 401 is partially visible despite the presence of the highly reflective, crosstalk-generating object 400. This is because the corresponding lasers have been deactivated to prevent crosstalk. Line 403 represents the correspondingly deactivated lasers and line 404 represents the correspondingly active lasers. The lasers are then reactivated and crosstalk occurs again as a result.

Auf der rechten Seite der 4 ist schematisch dargestellt, wie die daraus resultierende Datenpunktwolke des Lidar-Systems aussieht. Das hochreflektive Objekt 400 wird durch verschiedene Datenpunkte 410 wiedergegeben. Dabei fällt auf, dass zwischen den Datenpunkten 410 größere Abstände bestehen. Dies rührt daher, dass die entsprechenden Laser gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren deaktiviert wurden. Diese Lücken können vermieden werden, wenn das Laser-Array und das Detektoren-Array zweispaltig ausgebildet sind und die entsprechende Laser- und Detektorenspalte nach einem Emittieren mit deaktivierten Lasern der anderen Spalte entsprechend zugeschaltet werden. Die Datenpunkte 411 stellen dabei das teilweise durch Crosstalk verdeckte Objekt 401 dar.On the right side of the 4 is a schematic representation of what the resulting data point cloud of the lidar system looks like. The highly reflective object 400 is represented by various data points 410. It is noticeable that there are larger distances between the data points 410. This is because the corresponding lasers were deactivated according to the method according to the invention. These gaps can be avoided if the laser array and the detector array are designed with two columns and the corresponding laser and detector column are switched on accordingly after emitting with deactivated lasers in the other column. The data points 411 represent the object 401 partially obscured by crosstalk.

Die Datenpunkte 412 repräsentieren den Crosstalk, der durch das hochreflektive Objekt 400 im Lidar-System erzeugt wird. Die Datenpunkte 413 stellen die Umgebung der Straße dar. Die Datenpunkte 414 repräsentieren die Straße.The data points 412 represent the crosstalk generated by the highly reflective object 400 in the lidar system. The data points 413 represent the environment of the road. The data points 414 represent the road.

5 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen LiDAR-Systems 50 gemäß einer Ausführungsform. Dabei umfasst das LiDAR-System 50 ein Laser-Array 51 mit mehreren Lasern 54 und ein Detektorarray 52 mit mehreren Detektorpixeln 55. Weiterhin umfasst das System 50 eine elektronische Steuereinheit 53, die beispielsweise eine entsprechende Feststellung der Sättigung eines Detektorpixels 55 durchführt und beispielsweise den Verfahrensablauf steuert. Die elektronische Steuereinheit 53 kann beispielsweise mittels Kommunikationsleitungen mit dem Laser-Array 51 und dem Detektor-Array 52 verbunden sein. 5 shows a schematic representation of the LiDAR system 50 according to the invention according to an embodiment. The LiDAR system 50 comprises a laser array 51 with several lasers 54 and a detector array 52 with several detector pixels 55. The system 50 also comprises an electronic control unit 53, which, for example, carries out a corresponding determination of the saturation of a detector pixel 55 and, for example, controls the process sequence. The electronic control unit 53 can be connected to the laser array 51 and the detector array 52, for example, by means of communication lines.

Claims (12)

Verfahren zum Betrieb eines Lidar-Systems (20, 50), wobei das Lidar-System (20, 50) mehrere Laser (31, 54), die individuell steuerbar sind und Laserlicht in unterschiedliche Raumwinkel emittieren können, und mehrere Detektoren (55) zur Detektion von Laserlicht aufweist, umfassend die Schritte: a) Aktivieren aller Detektoren (55); b) erstes Emittieren von Laserlicht durch mindestens zwei Laser (31, 54) mit jeweils einer vordefinierten Leistung in jeweils unterschiedliche Raumwinkel; c) Detektieren von reflektiertem Laserlicht durch mindestens zwei Detektoren (55); d) Vergleichen der detektierten Laserlichtintensität mit einem vordefinierten Intensitätsschwellenwert; e) zweites Emittieren von Laserlicht durch mindestens einen Laser (31, 54), wobei zuvor mindestens derjenige Laser (31, 54) deaktiviert wird, dessen zugeordneter Detektor (55) ein über dem Intensitätsschwellenwert liegendes Intensitätsniveau aufweist.Method for operating a lidar system (20, 50), wherein the lidar system (20, 50) has a plurality of lasers (31, 54) that can be individually controlled and emit laser light at different solid angles, and a plurality of detectors (55) for detecting laser light, comprising the steps: a) activating all detectors (55); b) first emitting laser light by at least two lasers (31, 54), each with a predefined power, at different solid angles; c) detecting reflected laser light by at least two detectors (55); d) comparing the detected laser light intensity with a predefined intensity threshold; e) second emitting laser light by at least one laser (31, 54), wherein at least the laser (31, 54) whose associated detector (55) has an intensity level above the intensity threshold is deactivated beforehand. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, weiterhin umfassend: f) Erzeugen einer Datenpunktwolke aus Intensitätswerten von Detektoren (55), deren zugeordnete Laser (31, 54) aktiviert sind.Method according to the preceding claim, further comprising: f) generating a data point cloud from intensity values of detectors (55) whose associated lasers (31, 54) are activated. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei Schritt f) umfasst: g) Klassifizieren erster Intensitätswerte, die den vordefinierten Intensitätsschwellenwert überschreiten, als zu einem hoch reflektiven Objekt gehörig; h) Ermitteln einer zu den klassifizierten Intensitätswerten jeweils zugehörigen ersten Distanz zum Lidar-System (20, 50); i) Ermitteln einer zu zweiten Intensitätswerten jeweils zugehörigen zweiten Distanz zum Lidar-System (20, 50); wobei in der Erzeugung der Datenpunktwolke zweite Intensitätswerte unberücksichtigt bleiben, deren zugehörige Distanz sich bis auf einen vordefinierten Distanzabstand im Bereich der ersten Distanz befindet und deren über den Detektor (55) zugeordneter Laser (31, 54) sich von dem entsprechenden Laser (31, 54) der ersten Intensitätswerte unterscheidet.Method according to the preceding claim, wherein step f) comprises: g) classifying first intensity values that exceed the predefined intensity threshold as belonging to a highly reflective object; h) determining a first distance to the lidar system (20, 50) associated with each of the classified intensity values; i) determining a second distance to the lidar system (20, 50) associated with each of the second intensity values; wherein, in the generation of the data point cloud, second intensity values are not taken into account, the associated distance of which is in the range of the first distance up to a predefined distance interval and the laser (31, 54) of which is assigned via the detector (55) differs from the corresponding laser (31, 54) of the first intensity values. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem zweiten Emittieren der mindestens eine deaktivierte Laser (31, 54) wieder aktiviert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein after the second emission the at least one deactivated laser (31, 54) is reactivated. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Laser (31, 54) als zweispaltiges Laser-Array (21, 51) und die Detektoren (55) als zweispaltiges Detektoren-Array (52) ausgebildet sind, weiterhin umfassend: j) Falls Laser (31, 54) deaktiviert waren, Aktivieren der zweiten Spalte des Laser-Arrays (21, 51) zum Emittieren von Laserlicht und der zweiten Spalte des Detektoren-Arrays (52) zum Detektieren von Laserlicht.Method according to one of the preceding claims, wherein the lasers (31, 54) are designed as a two-column laser array (21, 51) and the detectors (55) are designed as a two-column detector array (52), further comprising: j) If lasers (31, 54) were deactivated, activating the second column of the laser array (21, 51) to emit laser light and the second column of the detector array (52) to detect laser light. Lidar-System (20, 50), umfassend: - mehrere Laser (31, 54), die individuell steuerbar sind und Laserlicht in unterschiedliche Raumwinkel emittieren können, - mehrere Detektoren (55) zur Detektion von Laserlicht, - eine elektronische Steuereinheit (53), die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.Lidar system (20, 50), comprising: - a plurality of lasers (31, 54) which are individually controllable and can emit laser light in different solid angles, - a plurality of detectors (55) for detecting laser light, - an electronic control unit (53) which is set up to carry out all steps of the method according to one of the Claims 1 until 5 to execute. Lidar-System (20, 50) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Laser (31, 54) mindestens eine Regelungseinheit und die Detektoren (55) mindestens eine Ausleseeinheit aufweisen, wobei die Regelungseinheit und die Ausleseeinheit eingerichtet sind, dass das Vergleichen der Laserlichtintensität auf der Ausleseeinheit erfolgt und die Ausleseeinheit die Regelungseinheit zum Deaktivieren von Lasern (31, 54) und Emittieren von Laserlicht direkt ansteuert.Lidar system (20, 50) according to the preceding claim, wherein the lasers (31, 54) have at least one control unit and the detectors (55) have at least one readout unit, wherein the control unit and the readout unit are configured such that the comparison of the laser light intensity takes place on the readout unit and the readout unit directly controls the control unit for deactivating lasers (31, 54) and emitting laser light. Lidar-System (20, 50) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei auf der Ausleseeinheit direkt die räumliche Laser-Detektor-Kalibrierung hinterlegt ist.Lidar system (20, 50) according to one of the Claims 6 or 7 , whereby the spatial laser detector calibration is stored directly on the readout unit. Lidar-System (20, 50) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Laser (31, 54) als einspaltiges Laser-Array (21, 51) und die Detektoren (55) als einspaltiges Detektoren-Array (52) ausgebildet sind.Lidar system (20, 50) according to one of the Claims 6 until 8th , wherein the lasers (31, 54) are designed as a single-column laser array (21, 51) and the detectors (55) are designed as a single-column detector array (52). Lidar-System (20, 50) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Laser-Array (21, 51) zweispaltig und das Detektoren-Array (52) zweispaltig ausgebildet sind.Lidar system (20, 50) according to the preceding claim, wherein the laser array (21, 51) is designed with two columns and the detector array (52) is designed with two columns. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass das Lidar-System (20, 50) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausführt.Computer program comprising instructions that cause the lidar system (20, 50) to operate according to one of the Claims 6 until 10 all steps of the procedure according to one of the Claims 1 until 5 executes. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which the computer program is Claim 11 is stored.
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