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WO2008107374A1 - Vorrichtung und verfahren zur entfernungsbestimmung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur entfernungsbestimmung Download PDF

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Publication number
WO2008107374A1
WO2008107374A1 PCT/EP2008/052462 EP2008052462W WO2008107374A1 WO 2008107374 A1 WO2008107374 A1 WO 2008107374A1 EP 2008052462 W EP2008052462 W EP 2008052462W WO 2008107374 A1 WO2008107374 A1 WO 2008107374A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radiation
receiver
reference object
distance
radiation pulses
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/052462
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Mengel
Lutz Lohmann
Ludwig Listl
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.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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 Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2008107374A1 publication Critical patent/WO2008107374A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/894—3D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar

Definitions

  • the invention relates to a device for determining the distance with a transmitter emitting radiation pulses and a receiver, with which radiation pulses reflected by an object can be received, and with an evaluation unit connected to the receiver and the transmitter, which serves to determine the propagation time of the radiation pulses.
  • the invention further relates to a method for determining distance.
  • Such a device and such a method are known from DE 198 33 207 Al.
  • light pulses are transmitted to an object to be scanned by means of laser diodes.
  • the reflected light pulses from the object are detected by a CMOS sensor having a plurality of the incident light flux integrating sensor elements.
  • the individual object points are imaged by an optics arranged in front of the CMOS sensor onto the sensor elements.
  • the CMOS sensor allows random access to the individual sensor elements and allows integration times below one microsecond.
  • the integration time windows can be of different lengths. To determine the distance of an object point, the light pulse reflected by the object is integrated in an associated sensor element with different integration time windows.
  • the integration time windows have different lengths.
  • the transit time of the radiation pulses can then be determined from the values for the amount of light incident in the integration time windows. Since the speed of light is known, the distance of the object point results directly from the transit time.
  • the known device and the known method are also suitable, inter alia, for security surveillance or for access control. For safety reasons, it must be ensured that the individual pixels of the CMOS sensor are functional and provide the correct distance values. Otherwise, for example, there is a risk that a person who gets into the danger zone of a machine, is not detected and as a result, no safety shutdown of the machine.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a device and a method for determining distance, each of which provide the opportunity for functional self-monitoring.
  • a reference object is arranged in the radiation path of the radiation pulses, by which the radiation pulses are at least partially reflected back to the receiver. Since the spatial position of the reference object is known, the function of the receiver and of the transmitter can be checked on the basis of the radiation pulses reflected by the reference object. In particular, it can be determined whether a complete failure exists and whether appropriate distance values are determined. In this respect, a calibration of the device and the method is possible.
  • the reference object can be arranged outside the beam path which the radiation pulses travel to the object to be detected.
  • a deflection device is located in the beam path to the detecting object, by means of which the radiation pulses can be directed at least partially to the reference object.
  • the receiver is preferably an optical sensor having a plurality of detector elements with short-term integration. Using the detector elements, the
  • Radiation power of incident radiation within a variable integration time window are integrated into measured values for the incident during the integration time window radiant energy.
  • Such sensors allow the taking of distance images of objects.
  • the deflection device comprises a partially transmissive mirror, by means of which a part of the radiation power of the radiation pulses emitted by the transmitter to the reference object can be steered.
  • the reference object is preferably arranged at a distance which lies outside the range of the distance values in the monitoring area.
  • the function of the receiver can be monitored by taking pictures with different integration times.
  • the integration time windows can each be set so that the radiation pulses reflected back from the reference object and from the object to be detected fall into different integration time windows.
  • the integration time windows can be set such that the radiation pulses reflected by the reference object fall within integration time windows, the beginning of which coincides with the emission time of the radiation pulses, while integration time windows are provided for the radiation pulses reflected by the object whose beginning is a predetermined delay with respect to the emission time having the radiation pulses. In this case, no correction is required with respect to those components which are due to the laser pulses reflected by the reference object.
  • the integration time windows it is possible to always start the integration time windows at the same time interval as the emission time but to select the length of the integration time windows such that the radiation pulses reflected by the object fall only into the long integration time windows, whereas the radiation pulses reflected by the reference object both during the short as well as the long integration time window arrive.
  • the fraction of the reference object contained in the integration in the long integration time windows can be determined dynamically on the basis of the measurements with a short integration time window and corrected in the measurements with long integration time windows.
  • the radiation pulses reflected back from the object to be detected and from the reference object fall into the same integration time window.
  • the integration time windows are chosen to be so long or so placed that both the radiation pulses reflected back from the reference object and from the object to be detected are detected.
  • the components which are based on the radiation pulses reflected by the reference object must be detected and the measured values generated by the receiver must be adjusted by these components.
  • a delay unit can be provided by which the emission of the radiation pulses can be delayed by an adjustable period of time.
  • the delay of the emission timing of the radiation pulses has the same effect as changing the distance of an object to be detected.
  • the evaluation unit upon delaying the emission time, supplies a magnification of the distance of the object to be detected corresponding to the transit time. In this case, not only the function of the individual detector elements, but also the function of the downstream evaluation unit can be checked.
  • Figure 1 shows the structure of a distance sensor having a CMOS sensor with short-term integration
  • Figure 2 is a block diagram of the distance sensor of Figure 1;
  • Figure 3 is a timing diagram in which the timing of a measurement without time delay and a further measurement with time delay is entered;
  • Figure 4 shows the structure of a modified distance sensor
  • Figure 5 shows the structure of a further modified distance sensor.
  • Figure 1 shows a distance sensor 1, a transmitting and
  • Receiving unit 2 has.
  • the transmitting and receiving unit 2 transmits fan-shaped light pulses 3, which are reflected from an object 4 to be detected to the transmitting and receiving unit 2.
  • the light therefore follows an object beam path 6 between an object point 5 and the transmitting and receiving unit 2.
  • the object beam path 6 contains a beam splitter 7 which directs part of the emitted light along a reference beam path 8 to a reference object 9.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the distance sensor 1 from FIG.
  • the transmitting and receiving unit 2 has a transmitter 10 which transmits the light pulses 3 to the object 4.
  • the transmitter 10 is preferably a laser that is capable of emitting laser pulses.
  • the transmitter 10 is a laser diode.
  • From the object 4 reflected light pulses 3 are received by a receiver 11.
  • the receiver 11 may comprise a field of detector elements 12 or, for example, comprise a single row of detector elements 12 arranged next to one another.
  • the detector elements 12 are each followed by a window unit 13, are set by the integration time window.
  • the window units 13 in each case act on an integrator 14.
  • the window unit 13 and the integrator 14 represent functional units that are accomplished on a CMOS sensor, for example, during an integration time window a charge storage device associated with a detector element 12 is discharged via a photodiode.
  • the integrator 14 is finally followed by an evaluation unit 15, which determines distance values from the measured values provided by the integrator 14 for the integrated-in quantity of light, and in this way creates a distance image of the object 4.
  • the distance image is created by a control unit
  • the transmitter 10 causes the transmitter 10 to emit a short light pulse.
  • an integration time window is opened in the receiver 11 via the window unit 13 and the luminous flux arriving during the integration time window is integrated.
  • the amount of light integrated during the integration time window can then, for example, be proportional to a voltage U output by the integrator 14.
  • Different integration times Ti and T 2 are used for the two measurements. From the voltage values Ui and U2 supplied by the integrator 14, the distance d of an object point 5 detected by a detector element 12 can be calculated according to the following equation:
  • c is the speed of light.
  • Typical values for the short integration times Ti are in the range of 10 to 60 nanoseconds.
  • the values for the long integration times T 2 are typically in the range between 60 and 120 nanoseconds.
  • the reference object 9 is arranged outside the object beam path 6.
  • the reference object 9 therefore does not affect the detection of the object 4, which is located in the monitoring area of the distance sensor 1.
  • the emitted by the transmitter 10 Light pulses 3 also reflected from the reference object 9 to the receiver 11.
  • the characteristic of the amount of light received voltage signal U ⁇ thus contains a portion U R, which is calledlutter- by the light returned from the reference object 9 light, and a further portion U M, which can be attributed to the light returned from the object 4 light.
  • the values U R can be determined for different integration times in a calibration process and stored as a reference value. The values U R can then be subtracted from the values U ⁇ and the actual object values U M determined in this way can be inserted into equation (1).
  • a mechanical closing device can be provided in the object beam path 6 after the jet 7, by which it is prevented that light is reflected by an object 4.
  • a mechanical closing device can be provided in the object beam path 6 after the jet 7, by which it is prevented that light is reflected by an object 4.
  • the separation between the signals originating from the reference object 9 and the object 4 to be detected can be achieved by selecting integration times which only lead to the detection of the light pulses 3 reflected by the reference object 9. This is possible if the difference in length between the object beam path 6 and the reference beam path 8 is so great that the light pulses 3 reflected by the reference object 9 arrive in front of the light pulses reflected back to the object 4 to be detected.
  • the reflectivity of the beam splitter 7 and the reflectivity of the reference object 9 are preferably selected such that the reference values U R are smaller than the lowest object values U M to be detected. This measure ensures that for all objects 4 to be detected, the light flux of the light reflected by the reference object 9 is smaller than the luminous flux that is reflected by the object 4 to be detected. Consequently, there is no danger that the signal that goes back to the object 4 to be detected in the Noise of the signal caused by the reflection at the reference object 9 is lost and therefore can no longer be detected.
  • the function of the detector elements 12 can be monitored. For even in the absence of the object 4 detect the detector elements 12, a light signal, which gives the reference value U R , which has been determined during the calibration for the respective integration time T. If, in the absence of the object 4 to be examined, the receiver 11 outputs a reference value for a specific detector element 12 which deviates from the reference value U R , it can be assumed that a malfunction of the respective detector element 12 is present.
  • the reference values U R must also be determined as a function of further operating parameters, such as the ambient temperature, in order to be able to monitor the function of the detector elements 12.
  • the monitoring can be carried out, for example, by constantly checking whether the values U ⁇ supplied by the integrator 14 are above the reference value U R determined during the calibration, which is to be used under the given operating parameters and the integration time used for the measurement. A failure of a detector element 12, in which the integrator 14 always delivers the value zero regardless of the amount of light incident, can be determined in this way.
  • Detector elements 12 which always deliver the value zero regardless of the incident luminous flux, can under certain circumstances also be detected by forming the difference of the measured values obtained in successive measurements with different integration times and checking whether the difference lies above a limit value which is determined by the difference of the reference values predetermined at the respective integration times. A failure of a detector element 12, which provides a constant output signal independently of the respective incidence of light, which is then integrated by the integrator 14, can not be detected in this way.
  • the reference values U R should be equal in this case to determine the reference distance d R of the reference object. 9 If the detector elements 12 function correctly, the reference distance d R should result from the measured values U T in this case.
  • FIG. 3 shows timing diagrams which show the course of a measurement 18 without delay and a subsequent measurement 19 with a delay.
  • a light pulse 20 is emitted with the duration T PW .
  • the light pulse 20 is reflected at the object 4, so that a reflected light pulse 21 arrives at the detector element 12 after a light propagation time T T0 F, which likewise has the duration T PW .
  • integration time windows are also opened.
  • an integration time window 22 with an integration time Ti is opened, so that the reflected light pulse 21 is integrated during the integration time Ti.
  • Ui i.
  • an integration time window 23 is opened with an integration time T2.
  • the reflected light pulse 21 is integrated into a measurement signal U 2 , i. From this a distance di is calculated, for which applies:
  • a light pulse 24 is emitted with the time delay T DELAY , which leads to a reflected light pulse 25, which is delayed by a period corresponding to the sum of T DELAY and T TOF .
  • T DELAY time delay
  • a measurement signal Ui, 2 and by integration during the integration time window 23 results in a measurement signal U2,2. From this a distance value d2 can be calculated, for which the following applies:
  • d 2 and di must therefore be equal to the distance traveled by the light during the time T DELAY . If something else results, this indicates that the detector element 12 is faulty or the downstream functional units, in particular the window unit 13, the integrator 14 or also the evaluation unit 15, operate incorrectly.
  • Object beam path 6 and the reference beam path 8 so large and the duration of the light pulses 3 can be chosen so short that the respective reflected back and received by the receiver 11 light pulses in time not exceeded
  • the reference distance d R can be determined in a first measurement with integration times, which merely lead to the integration of the light reflected at the reference object 9, and thus the function of the detector elements 12 can be checked.
  • the object distance d M can be determined, wherein the measured values obtained in the first measurement for the correction of the measured values can be used in the second measurement, if in the measured values of the second Measuring the
  • 35 amount of light that has been reflected from the reference object 9, and the obtained in the first measurement Measured value contains the amount of light contained in a light pulse reflected at the reference object 9.
  • FIG. 4 shows a further distance sensor 26 which has a reference object 27 which is located behind the object 4 to be detected in the beam direction.
  • the reference object 27 can be, for example, a wall, a floor or the ceiling of a room or any other area that limits access to a monitoring area.
  • the distance sensor 26 has the advantage that in the
  • FIG. 5 shows a further distance sensor 28 in which a partially transmissive mirror 29 is located in the object beam path 6. Since the light pulses 3 are partially reflected on the upper surface of the partially reflecting mirror 29, the partially transparent mirror 29 constitutes a reference object with which the function of the transmitting and receiving unit 2 can be monitored.
  • An advantage of the distance sensor 28 is that no further optical components are required.

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Abstract

Ein Abstandssensor (1) weist eine Sende- und Empfangseinheit (2) auf, durch die Lichtpulse (3) zu einem Objekt (4) aussendbar und durch die vom Objekt (4) zurückgeworfenen Lichtpulse (3) empfangbar sind. Die Sende- und Empfangseinheit (2) bietet die Möglichkeit zur Kurzzeitintegration, wodurch sich die Laufzeit der Lichtpulse (3) überwachen lässt. Für die Selbstdiagnose der Sende- und Empfangseinheit (2) ist im Objektstrahlengang (6) eine Ablenkeinheit (7) vorgesehen, durch die die Lichtpulse (3) wenigstens teilweise zu einem Referenzobjekt (9) lenkbar sind. Außerdem verfügt die Sende- und Empfangseinheit (2) über eine Verzögerungsvorrichtung, durch die der Aussendevorgang um eine vorbestimmte Zeit verzögerbar ist, so dass von der Sende- und Empfangseinheit (2) ein Entfernungszuwachs detektiert werden kann, der mit vorbestimmten Referenzwerten verglichen werden kann.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zur Entfernungsbestimmung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernungsbestimmung mit einem Strahlungspulse aussendenden Sender und einem Empfänger, mit dem von einem Objekt zurückgeworfene Strahlungspulse empfangbar sind, und mit einer mit dem Empfänger und dem Sender verbundenen Auswerteeinheit, die der Bestimmung der Laufzeit der Strahlungspulse dient.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung.
Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus der DE 198 33 207 Al bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren werden mithilfe von Laserdioden Lichtpulse zu einem abzutastenden Objekt gesendet. Die vom Objekt zurückgeworfenen Lichtimpulse werden von einem CMOS-Sensor erfasst, der eine Vielzahl von den einfallenden Lichtstrom integrierenden Sensorelementen aufweist. Die einzelnen Objektpunkte werden dabei von einer vor dem CMOS- Sensor angeordneten Optik auf die Sensorelemente abgebildet. Der CMOS-Sensor gestattet einen wahlfreien Zugriff auf die einzelnen Sensorelemente und ermöglicht Integrationszeiten unterhalb von einer Mikrosekunde . Die Integrationszeitfenster können dabei unterschiedlich lang sein. Zur Bestimmung der Entfernung eines Objektpunktes wird der vom Objekt zurückgeworfene Lichtpuls in einem zugeordneten Sensorelement mit un- terschiedlichen Integrationszeitfenstern integriert. Die Integrationszeitfenster weisen dabei unterschiedliche Längen auf. Aus den Werten für die in den Integrationszeitfenstern eingefallene Lichtmenge kann dann die Laufzeit der Strahlungspulse ermittelt werden. Da die Lichtgeschwindigkeit be- kannt ist, ergibt sich der Abstand des Objektpunktes unmittelbar aus der Laufzeit. Grundsätzlich eignen sich die bekannte Vorrichtung und das bekannte Verfahren unter anderem auch zur Sicherheitsüberwachung oder zur Zutrittskontrolle. Aus Sicherheitsgründen muss dabei gewährleistet sein, dass die einzelnen Bildpunkte des CMOS-Sensors funktionsfähig sind und die richtigen Entfernungswerte liefern. Anderenfalls besteht beispielsweise die Gefahr, dass eine Person, die in den Gefahrenbereich einer Maschine gerät, nicht erfasst wird und dass infolgedessen keine Sicherheitsabschaltung der Maschine erfolgt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entfernungsbestimmung zu schaffen, die jeweils die Möglichkeit zur funktionalen Selbstüberwachung bieten.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.
Bei der Vorrichtung und dem Verfahren ist im Strahlungsgang der Strahlungspulse ein Referenzobjekt angeordnet, durch das die Strahlungspulse wenigstens teilweise zu dem Empfänger zurückgeworfen werden. Da die räumliche Lage des Referenzob- jekts bekannt ist, kann anhand der von dem Referenzobjekt zurückgeworfenen Strahlungspulse die Funktion des Empfängers und des Senders überprüft werden. Insbesondere kann festgestellt werden, ob ein vollständiger Ausfall vorliegt und ob zutreffende Entfernungswerte ermittelt werden. Insofern ist auch eine Eichung der Vorrichtung und des Verfahrens möglich.
Das Referenzobjekt kann außerhalb des Strahlengangs angeordnet sein, den die Strahlungspulse zu dem zu erfassenden Objekt zurücklegen. In diesem Fall befindet sich im Strahlen- gang zum erfassenden Objekt eine Ablenkvorrichtung, durch die die Strahlungspulse wenigstens teilweise zu dem Referenzobjekt lenkbar sind. Daneben ist es auch möglich, das Referenzobjekt im Objektstrahlengang hinter dem zu erfassenden Objekt anzuordnen oder als Referenzobjekt ein im Objektstrahlengang angeordnetes Teil reflektierendes Referenzobjekt vorzusehen, das die Strahlung zu einem Teil zum Objekt transmittiert und zu einem anderen Teil zum Empfänger zurückwirft.
Bei dem Empfänger handelt es sich vorzugsweise um einen optischen Sensor mit einer Vielzahl von Detektorelementen mit Kurzzeitintegration. Mithilfe der Detektorelemente kann die
Strahlungsleistung von einfallender Strahlung innerhalb eines variierbaren Integrationszeitfensters zu Messwerten für die während des Integrationszeitfensters eingefallene Strahlungsenergie integriert werden. Derartige Sensoren gestatten die Aufnahme von Entfernungsbildern von Objekten. Insbesondere lassen sich mit derartigen Sensoren Lichtvorhänge erstellen, die zur Überwachung von Raumbereichen eingesetzt werden können. Für diesen Anwendungszweck ist es von besonderem Vorteil, wenn die Funktion der einzelnen Detektorelemente mit- hilfe eines Referenzobjekts überwacht werden kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Ablenkvorrichtung einen teildurchlässigen Spiegel, durch den ein Teil der Strahlungsleistung der vom Sender ausgesandten Strahlungspulse zum Referenzobjekt lenkbar ist. Dadurch kann auf den Einsatz von beweglichen Teilen, die in der Regel wartungsintensiv sind, verzichtet werden.
Vorzugsweise ist das Referenzobjekt in einem Abstand angeord- net, der außerhalb des Bereichs der Entfernungswerte im Überwachungsbereich liegt. In diesem Fall kann auch bei Anwesenheit eines Objekts im Überwachungsbereich die Funktion des Empfängers durch Aufnahmen mit unterschiedlichen Integrationszeiten überwacht werden. Denn bei ausreichend kurzen Strahlungspulsen können die Integrationszeitfenster jeweils so gelegt werden, dass die vom Referenzobjekt und vom zu erfassenden Objekt zurückgeworfenen Strahlungspulse in unterschiedliche Integrationszeitfenster fallen. Beispielsweise können die Integrationszeitfenster so gelegt werden, dass die vom Referenzobjekt zurückgeworfenen Strahlungspulse in Integrationszeitfenster fallen, deren Beginn mit dem Aussende-Zeitpunkt der Strahlungspulse übereinstimmt, während für die vom Objekt zurückgeworfenen Strahlungspulse Integrationszeitfenster vorgesehen sind, deren Beginn eine vorbestimmte Verzögerung gegenüber dem Aussende-Zeitpunkt der Strahlungspulse aufweist. In diesem Fall ist keine Korrektur hinsichtlich derjenigen Anteile erforderlich, die auf die vom Referenzobjekt zurückgeworfenen Laserpulse zurückgehen.
Daneben ist es möglich, die Integrationszeitfenster stets mit gleichem Zeitabstand zum Aussende-Zeitpunkt beginnen zu las- sen aber die Länge der Integrationszeitfenster so zu wählen, dass die vom Objekt zurückgeworfenen Strahlungspulse nur in die langen Integrationszeitfenster fallen, wohingegen die vom Referenzobjekt zurückgeworfenen Strahlungspulse sowohl während der kurzen als auch der langen Integrationszeitfenster eintreffen. In diesem Fall kann der bei der Integration in den langen Integrationszeitfenstern enthaltene Anteil des Referenzobjekts anhand der Messungen mit kurzem Integrationszeitfenster dynamisch bestimmt und in den Messungen mit langen Integrationszeitfenstern korrigiert werden.
Wenn sich das Referenzobjekt in einer Entfernung befindet, die den Entfernungen von Objekten im Überwachungsbereich entspricht, fallen die vom zu erfassenden Objekt und vom Referenzobjekt zurückgeworfenen Strahlungspulse in gleiche Integ- rationszeitfenster . Gleiches gilt, falls die Integrationszeitfenster so lang gewählt sind oder so gelegt werden, dass sowohl die vom Referenzobjekt als auch vom zu erfassenden Objekt zurückgeworfenen Strahlungspulse erfasst werden. Zur Bestimmung der Entfernung des zu erfassenden Objekts müssen da- her die Anteile, die auf die vom Referenzobjekt zurückgeworfenen Strahlungspulse zurückgehen, erfasst und die vom Empfänger erzeugten Messwerte um diese Anteile bereinigt werden. Im Falle eines Empfängers mit einer Vielzahl von Detektorele- menten mit Kurzzeitintegration werden vorbestimmte Werte für die Strahlungsenergie, die auf vom Referenzobjekt zurückgeworfene Strahlungspulse zurückgehen, von den Werten für die Strahlungsenergie, die auf vom zu erfassenden Objekt zurück- geworfenen Strahlungspulsen beruhen, abgezogen. Dadurch ist es möglich, die vom Referenzobjekt zurückgeworfene Strahlung zu eliminieren und eine Entfernungsbestimmung des zu erfassenden Objekts auch in den Fällen vorzunehmen, in den die vom Referenzobjekt und vom zu erfassenden Objekt zurückgeworfenen Strahlungspulse stets in die gleichen Integrationszeitfenster fallen .
Um ferner auch die korrekte Funktion des Empfängers und der Auswerteeinheit zu überwachen, kann eine Verzögerungseinheit vorgesehen sein, durch die das Aussenden der Strahlungspulse um eine einstellbare Zeitdauer verzögerbar ist. Die Verzögerung des Aussende-Zeitpunkts der Strahlungspulse hat die gleiche Wirkung wie eine Änderung der Entfernung eines zu erfassenden Objekts. Mithilfe der Verzögerungsvorrichtung kann daher überprüft werden, ob die Auswerteeinheit bei Verzögerung des Aussende-Zeitpunkts eine der Laufzeit entsprechende Vergrößerung des Abstands des zu erfassenden Objekts liefert. In diesem Fall lässt sich somit nicht nur die Funktion der einzelnen Detektorelemente, sondern auch die Funktion der nachgeschalteten Auswerteeinheit überprüfen.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung im Ein- zelnen erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 den Aufbau eines Abstandssensors, der einen CMOS- Sensor mit Kurzzeitintegration aufweist;
Figur 2 ein Blockschaltbild des Abstandssensors aus Figur 1; Figur 3 ein Zeitdiagramm, in das der Zeitablauf einer Messung ohne Zeitverzögerung und einer weiteren Messung mit Zeitverzögerung eingetragen ist;
Figur 4 den Aufbau eines abgewandelten Abstandssensors; und
Figur 5 den Aufbau eines weiteren abgewandelten Abstandssensors .
Figur 1 zeigt einen Abstandssensor 1, der eine Sende- und
Empfangseinheit 2 aufweist. Die Sende- und Empfangseinheit 2 sendet fächerförmige Lichtpulse 3 aus, die von einem zu erfassenden Objekt 4 zur Sende- und Empfangseinheit 2 zurückgeworfen werden. Zwischen einem Objektpunkt 5 und der Sende- und Empfangseinheit 2 folgt das Licht daher einem Objektstrahlengang 6. Im Objektstrahlengang 6 befindet sich ein Strahlteiler 7, der einen Teil des ausgesandten Lichts entlang einem Referenzstrahlengang 8 zu einem Referenzobjekt 9 lenkt .
In Figur 2 ist ein Blockschaltbild des Abstandssensors 1 aus Figur 1 dargestellt. Gemäß Figur 2 weist die Sende- und Empfangseinheit 2 einen Sender 10 auf, der die Lichtpulse 3 zum Objekt 4 sendet. Bei dem Sender 10 handelt es sich vorzugs- weise um einen Laser, der in der Lage ist, Laserpulse auszusenden. In der Regel handelt es sich bei dem Sender 10 um eine Laserdiode. Vom Objekt 4 zurückgeworfene Lichtpulse 3 werden von einem Empfänger 11 empfangen. Der Empfänger 11 kann ein Feld von Detektorelementen 12 aufweisen oder beispiels- weise eine einzelne Zeile von nebeneinander angeordneten Detektorelementen 12 umfassen. Den Detektorelementen 12 ist jeweils eine Fenstereinheit 13 nachgeschaltet, durch die Integrationszeitfenster festgelegt werden. Die Fenstereinheiten 13 beaufschlagen jeweils einen Integrator 14. Die Fenstereinheit 13 und der Integrator 14 stellen funktionelle Einheiten dar, die auf einem CMOS-Sensor beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass während eines Integrationszeitfensters ein einem Detektorelement 12 zugeordneter Ladungsspeicher über eine Photodiode entladen wird.
Dem Integrator 14 folgt schließlich eine Auswerteeinheit 15, die aus den vom Integrator 14 zur Verfügung gestellten Messwerten für die aufintegrierte Lichtmenge Entfernungswerte bestimmt und auf diese Weise ein Entfernungsbild des Objekts 4 erstellt .
Das Entfernungsbild wird erstellt, indem eine Steuereinheit
16 den Sender 10 veranlasst, einen kurzen Lichtpuls auszusenden. Mit dem Aussenden des Lichtpulses 3 wird im Empfänger 11 über die Fenstereinheit 13 ein Integrationszeitfenster geöffnet und der während des Integrationszeitfensters eintreffende Lichtstrom integriert. Die während des Integrationszeitfensters integrierte Lichtmenge kann dann beispielsweise proportional einer vom Integrator 14 ausgegebenen Spannung U sein. Die Messung wird daraufhin wiederholt. Für die beiden Messungen werden dabei unterschiedliche Integrationszeiten Ti und T2 verwendet. Aus den vom Integrator 14 gelieferten Spannungswerten Ui und U2 lässt sich der Abstand d eines von einem Detektorelement 12 erfassten Objektpunkts 5 gemäß der folgenden Gleichung berechnen:
d = /y2 u-^U2--uU^, (1)
wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist. Typische Werte für die kurze Integrationszeiten Ti liegen im Bereich von 10 bis 60 Nanosekunden . Die Werte für die langen Integrationszeiten T2 liegen typischerweise im Bereich zwischen 60 und 120 Nanosekunden .
Bei dem Abstandssensor 1 gemäß Figur 1 ist das Referenzobjekt 9 außerhalb des Objektstrahlengangs 6 angeordnet. Das Refe- renzobjekt 9 beeinträchtigt daher nicht die Erfassung des Objekts 4, das sich im Überwachungsbereich des Abstandssensors 1 befindet. Allerdings werden die vom Sender 10 ausgesandten Lichtpulse 3 auch vom Referenzobjekt 9 zum Empfänger 11 zurückgeworfen. Das für die empfangene Lichtmenge charakteristische Spannungssignal Uτ enthält somit einen Anteil UR, der durch das vom Referenzobjekt 9 zurückgeworfene Licht hervor- gerufen wird, und einen weiteren Anteil UM, der auf das vom Objekt 4 zurückgeworfene Licht zurückgeführt werden kann.
Die Werte UR können für verschiedene Integrationszeiten in einem Kalibriervorgang bestimmt und als Referenzwert abge- speichert werden. Die Werte UR können dann von den Werten Uτ subtrahiert und die so ermittelten eigentlichen Objektwerte UM in die Gleichung (1) eingesetzt werden.
Gegebenenfalls kann im Objektstrahlengang 6 nach dem Strahl- teuer 7 auch eine mechanische Schließvorrichtung vorgesehen sein, durch die verhindert wird, dass Licht von einem Objekt 4 zurückgeworfen wird. Dadurch gelangt nur Licht zum Empfänger 11, das am Referenzobjekt 9 reflektiert worden ist.
Weiterhin kann die Trennung zwischen den auf das Referenzobjekt 9 und das zu erfassende Objekt 4 zurückgehenden Signalen dadurch bewerkstelligt werden, dass Integrationszeiten gewählt werden, die nur zur Erfassung der vom Referenzobjekt 9 zurückgeworfenen Lichtpulse 3 führen. Dies ist dann möglich, wenn der Längenunterschied zwischen dem Objektstrahlengang 6 und dem Referenzstrahlengang 8 so groß ist, dass die vom Referenzobjekt 9 zurückgeworfenen Lichtpulse 3 vor den am zu erfassenden Objekt 4 zurückgeworfenen Lichtpulsen eintreffen.
Die Reflektivität des Strahlteilers 7 sowie die Reflektivität des Referenzobjekts 9 werden vorzugsweise so gewählt, dass die Referenzwerte UR kleiner den geringsten zu erfassenden Objektwerten UM sind. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass bei allen zu erfassenden Objekten 4 der Licht- ström des am Referenzobjekt 9 zurückgeworfenen Lichts kleiner als der Lichtstrom ist, der vom zu erfassenden Objekt 4 zurückgeworfen wird. Folglich besteht nicht die Gefahr, dass das Signal, das auf das zu erfassende Objekt 4 zurückgeht, im Rauschen des durch die Reflexion am Referenzobjekt 9 hervorgerufenen Signals untergeht und daher nicht mehr detektiert werden kann.
Durch das Referenzobjekt 9 kann die Funktion der Detektorelemente 12 überwacht werden. Denn auch bei Abwesenheit des Objekts 4 erfassen die Detektorelemente 12 ein Lichtsignal, das den Referenzwert UR ergibt, der bei der Kalibration für die jeweilige Integrationszeit T ermittelt worden ist. Falls der Empfänger 11 bei Abwesenheit des zu untersuchenden Objekts 4 für ein bestimmtes Detektorelement 12 einen Referenzwert ausgibt, der vom Referenzwert UR abweicht, kann davon ausgegangen werden, dass eine Fehlfunktion des jeweiligen Detektorelements 12 vorliegt.
In diesem Fall müssen die Referenzwerte UR allerdings auch in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern, wie beispielsweise der Umgebungstemperatur, bestimmt werden, um die Funktion der Detektorelemente 12 überwachen zu können.
Die Überwachung lässt sich beispielsweise durchführen, indem ständig überprüft wird, ob die vom Integrator 14 gelieferten Werte Uτ oberhalb des bei der Kalibration ermittelten Referenzwerts UR liegt, der unter den gegebenen Betriebsparame- tern und der für die Messung verwendeten Integrationszeit anzuwenden ist. Ein Ausfall eines Detektorelements 12, bei dem der Integrator 14 unabhängig von der eingefallenen Lichtmenge stets den Wert Null liefert, kann auf diese Weise festgestellt werden.
Detektorelemente 12, die unabhängig vom einfallenden Lichtstrom stets den Wert Null liefern, lassen sich unter Umständen auch dadurch detektieren, dass die Differenz der bei aufeinander folgenden Messungen mit unterschiedlichen Integrati- onszeiten erhaltenen Messwerte gebildet wird und überprüft wird, ob die Differenz oberhalb eines Grenzwerts liegt, der durch die Differenz der bei den jeweiligen Integrationszeiten vorbestimmten Referenzwerten bestimmt ist. Ein Ausfall eines Detektorelements 12, das unabhängig vom jeweiligen Lichteinfall ein konstantes Ausgangssignal liefert, das dann vom Integrator 14 aufintegriert wird, lässt sich auf diese Weise nicht erfassen. Um derartige defekte Detektorelemente 12 erfassen zu können, besteht die Möglichkeit, bei Abwesenheit des Objekts 4 aus den Messwerten Uτ, die in diesem Fall gleich den Referenzwerten UR sein sollten, den Referenzabstand dR des Referenzobjekts 9 zu bestimmen. Bei korrekter Funktion der Detektorelemente 12 sollte sich aus den gemessenen Werten Uτ in diesem Fall der Referenzabstand dR ergeben.
Ferner besteht die Möglichkeit, eine Verzögerungseinheit 17 vorzusehen, durch die das Aussenden des Lichtpulses 3 verzö- gert werden kann. In Figur 3 sind Zeitdiagramme dargestellt, die den Ablauf einer Messung 18 ohne Verzögerung und einer nachfolgenden Messung 19 mit Verzögerung zeigen.
Bei der Messung 18 ohne Verzögerung wird ein Lichtpuls 20 mit der Dauer TPW ausgesandt. Der Lichtpuls 20 wird am Objekt 4 reflektiert, so dass am Detektorelement 12 nach einer Lichtlaufzeit TT0F ein reflektierter Lichtpuls 21 eintrifft, der ebenfalls die Dauer TPW aufweist. Mit dem Aussenden des Lichtpulses 20 werden auch Integrationszeitfenster geöffnet. In einer ersten Messung ist ein Integrationszeitfenster 22 mit einer Integrationszeit Ti geöffnet, so dass der reflektierte Lichtpuls 21 während der Integrationszeit Ti aufintegriert wird. Dabei ergibt sich ein Messsignal Ui, i. Während einer zweiten Messung ist ein Integrationszeitfenster 23 mit einer Integrationszeit T2 geöffnet. Während der Integrationszeit T2 wird der reflektierte Lichtpuls 21 zu einem Messsignal U2,i integriert. Daraus errechnet sich ein Abstand di, für den gilt:
Figure imgf000012_0001
Bei der Messung 19 mit Verzögerung wird ein Lichtpuls 24 mit der Zeitverzögerung TDELAY ausgesandt, der zu einem reflektierten Lichtpuls 25 führt, der um eine Zeitspanne verzögert ist, die der Summe von TDELAY und TTOF entspricht. Durch Integ- 5 ration während des Integrationsfensters 22 ergibt sich ein Messsignal Ui, 2 und durch Integration während des Integrationszeitfensters 23 ein Messsignal U2,2- Daraus kann ein Abstandswert d2 berechnet werden, für den gilt:
w U22T -U2T2 w i n /7 — 1/ r ' ' — // + 1/ Γ Y T CW
I U 2 ~ /2 TT - TT ~ ü\ + /2 DELAY ^ )
2 2 1 2
Die Differenz von d2 und di muss daher gleich der Wegstrecke sein, die das Licht während der Zeit TDELAY zurücklegt. Falls sich etwas anderes ergibt, deutet dies darauf hin, dass das 15 Detektorelement 12 fehlerbehaftet ist oder die nachgeordneten Funktionseinheiten, insbesondere die Fenstereinheit 13, der Integrator 14 oder auch die Auswerteeinheit 15 fehlerhaft arbeiten .
20 Es sei angemerkt, dass die Differenz zwischen der Länge des
Objektstrahlengangs 6 und des Referenzstrahlengangs 8 auch so groß und die Dauer der Lichtpulse 3 so kurz gewählt werden kann, dass die jeweils zurückreflektierten und vom Empfänger 11 empfangenen Lichtpulse in zeitlicher Hinsicht nicht über-
25 läppen. In diesem Fall kann in einer ersten Messung mit Integrationszeiten, die lediglich zur Integration des am Referenzobjekt 9 reflektierten Lichts führen, der Referenzabstand dR bestimmt und damit die Funktion der Detektorelemente 12 überprüft werden. In einer zweiten Messung mit Integrations-
30 zeiten, die zur Integration des vom Objekt 4 reflektierten Lichts führen, kann dann der Objektabstand dM bestimmt werden, wobei der in der ersten Messung erhaltenen Messwerte für die Korrektur der Messwerte in der zweiten Messung verwendet werden können, wenn in den Messwerten der zweiten Messung die
35 Lichtmenge enthalten ist, die vom Referenzobjekt 9 zurückgeworfen worden ist, und der in der ersten Messung erhaltene Messwert die Lichtmenge enthält, die in einem am Referenzobjekt 9 reflektierten Lichtpuls enthalten ist.
In Figur 4 ist ein weiterer Abstandssensor 26 dargestellt, der ein Referenzobjekt 27 aufweist, das sich in Strahlrichtung hinter dem zu erfassenden Objekt 4 befindet. Das Referenzobjekt 27 kann beispielsweise eine Wand, ein Fußboden o- der die Decke eines Raumes oder eine beliebige andere Fläche sein, die einen Zutritt zu einem Überwachungsbereich be- grenzt. Der Abstandssensor 26 hat den Vorteil, dass in der
Regel keine Trennung der vom Referenzobjekt 27 und der vom zu erfassenden Objekt 4 zurückgeworfenen Lichtpulse 3 erforderlich ist, da die Lichtpulse 3 entweder vom Referenzobjekt 27 oder vom zu erfassenden Objekt 4 zurückgeworfen werden.
In Figur 5 ist schließlich ein weiterer Abstandssensor 28 dargestellt, bei dem sich ein teildurchlässiger Spiegel 29 im Objektstrahlengang 6 befindet. Da die Lichtpulse 3 an der O- berfläche des teildurchlässigen Spiegels 29 teilweise reflek- tiert werden, stellt der teildurchlässige Spiegel 29 ein Referenzobjekt dar, mit dem sich die Funktion der Sende- und Empfangseinheit 2 überwachen lässt. Ein Vorteil des Abstandssensors 28 ist, dass keine weiteren optischen Komponenten erforderlich sind.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass Merkmale und Eigenschaften, die im Zusammenhang mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind, auch mit einem anderen Ausführungsbeispiel kombiniert werden können, außer wenn dies aus Gründen der Kompatibilität ausgeschlossen ist.
Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung der Singular den Plural einschließt, außer wenn sich aus dem Zusammenhang etwas anderes ergibt. Insbesondere wenn der unbestimmte Artikel verwendet wird, ist sowohl der Singular als auch der Plural gemeint.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Entfernungsbestimmung mit einem Strahlungspulse (3, 20) aussendenden Sender (10) und einem Empfän- ger (11), mit dem von einem Objekt (4) zurückgeworfene Strahlungspulse (3, 21) empfangbar sind, und mit einer mit dem Empfänger (11) und dem Sender (10) verbundenen Auswerteeinheit (15), die der Bestimmung der Laufzeit der Strahlungspulse (3, 20, 21) dient, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Strahlungsgang (6) der Strahlungspulse (3, 20, 21) ein Referenzobjekt (9, 27, 29) befindet, das die Strahlungspulse (3, 20, 21) wenigstens teilweise zum Empfänger (11) zurückwirft, und dass die Funktion der Vorrichtung anhand eines am Referenzobjekt (9, 27, 29) zurückgeworfenen Strahlungspulses (3, 21) überprüfbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang (6) der Strahlungspulse (3, 20, 21) eine Ablenkvorrichtung (7) angeordnet ist, durch die die Strahlungspulse (3, 20) wenigstens teilweise zu dem Referenzobjekt (9) lenkbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkvorrichtung (7) einen teildurchlässigen Spiegel um- fasst .
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzobjekt (27) in Strahlungsrichtung hinter dem zu erfassenden Objekt (4) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzobjekt ein im Strahlengang (6) vor dem Objekt (4) angeordneter teildurchlässiger Spiegel (29) ist, der einen Teil der einfallenden Strahlung zum Empfänger (11) zurückwirft und einen anderen Teil zum Objekt (4) transmittiert .
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (11) eine Vielzahl von Detektorelementen (12) aufweist .
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Empfänger (11) die Strahlungsleistung eines zurückgeworfenen Strahlungspulses (3, 21) innerhalb eines variierbaren Integrationszeitfensters (22, 23) zu einem Messwert für die während des Integrationszeitfensters (22, 23) eingefallene Strahlungsenergie integrierbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (15) die vom Empfänger (11) gelieferten Messwerte um vorbestimmte Referenzwerte für die am Referenzobjekt (9, 27, 29) zurückgeworfenen Strahlungspulse (3, 21) korrigiert .
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (15) die von dem Empfänger (11) gelieferten Messwerte bei Abwesenheit eines zu erfassenden Objekts (4) mit vorbestimmten Referenzwerten vergleicht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (15) aus vom Empfänger (11) gelieferten Messwerten, die auf der Reflexion der Strahlungspulse am Referenzobjekt (9, 27, 29) beruhen, die Entfernung des Refe- renzobjekts (9, 27, 29) berechnet und mit einem vorbestimmten Referenzwert vergleicht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sendevorgang mithilfe einer Verzögerungseinheit (17) verzögerbar ist und die Auswerteeinheit (15) den aufgrund der Verzögerung sich ergebenden Entfernungszuwachs mit einem vorbestimmten Wert vergleicht.
12. Überwachungsvorrichtung für Raumbereiche mit einem Abstandssensor, mit der sich in einem Überwachungsbereich be- findende Objekte (4) detektierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsvorrichtung eine Vorrichtung zur Entfernungsbestimmung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 enthält.
13. Verfahren zur Entfernungsbestimmung, bei dem Strahlungspulse (3, 20) von einem Sender (10) ausgesandt und die von einem Objekt (4) zurückgeworfenen Strahlungspulse (3, 21) von einem Empfänger (11) empfangen werden und bei dem von einer dem Empfänger (11) nachgeschalteten Auswerteeinheit (15) die Laufzeit der Strahlungspulse (3, 20, 21) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungspulse (3, 20, 21) von einem sich im Strahlungsgang befindenden Referenzobjekt (9, 27, 29) wenigstens teilweise zum Empfänger (11) zurückgeworfen werden und dass die Funktion der Vorrichtung anhand eines am Referenzobjekt (9, 27, 29) zurückgeworfenen Strahlungspulses (3, 21) überprüft wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine im Strahlengang (6) angeordnete Ablenkvorrichtung (7) Strahlungspulse (3, 20) wenigstens teilweise zu dem Referenzobjekt (9) gelenkt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungspulse (3) von einem teildurchlässigen Spiegel zu dem Referenzobjekt (9) gelenkt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Strahlungsrichtung hinter dem zu erfassenden Objekt (4) angeordnetes Referenzobjekt (27) verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Strahlengang vor dem zu erfassenden Objekt (4) ange- ordneter teildurchlässiger Spiegel (29) als Referenzobjekt verwendet wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsleistung von auf den Empfänger (11) auftreffenden Strahlungspulsen innerhalb variierbarer Integrationszeitfenster (22, 23) aufintegriert und ein für die im Integrationszeitfenster (22, 23) eingefallene Strahlungsenergie kennzeichnender Messwert erzeugt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entfernungsbestimmung des zu erfassenden Objekts (4) ein vom Empfänger (11) erzeugter Messwert von der Auswerteeinheit (15) um einen vorbestimmten Anteil, der auf die Reflexion am Referenzobjekt (9) zurückgeht, korrigiert wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass Messwerte, die auf den vom Referenzobjekt (9, 27, 29) zurückgeworfenen Strahlungspulsen (3, 21) beruhen, von der Auswerteeinheit (15) mit vorbestimmten Referenzwerten verglichen werden .
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass von der Auswerteeinheit (15) aus den Messwerten, die auf den Strahlungspulsen (3, 21) beruhen, die am Referenzobjekt (9, 27, 29) zurückgeworfen werden, ein Entfernungswert zum Referenzobjekt (9, 27, 29) berechnet wird und der berechnete Entfernungswert mit einem vorbestimmten Referenzwert verglichen wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe einer Verzögerungseinheit (17) ein Sendevorgang des Senders (10) verzögert wird und von der Auswerteeinheit (15) ein der Verzögerung entsprechender Entfernungszuwachs berechnet wird, der mit einem vorbestimmten Referenzwert verglichen wird.
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