CN111684303A - Lidar测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有LIDAR发射单元(14)和LIDAR接收单元(12)的LIDAR测量系统(10)，其被配置成焦平面阵列布置，其中LIDAR接收单元(12)具有多个传感器元件(26)，并且其中LIDAR发射单元(14)具有多个发射器元件(22)，其中多个传感器元件(26)形成宏单元(1、2、3、4)，其中宏单元(1、2、3、4)与单个发射器元件(22)相关联，其中两个相邻发射器元件(22)之间的距离(D)不等于两个相邻传感器元件(26)之间的距离(d)的整数倍。此外，描述了另一个LIDAR测量系统(10)，以及用于这种LIDAR测量系统(10)的LIDAR接收单元(12)。

Description

LIDAR测量系统

技术领域

本发明涉及一种具有LIDAR接收单元的LIDAR测量系统。

背景技术

从WO 2017 081 294中已知一种LIDAR测量系统。该LIDAR测量系统尤其具有发射单元、发射光学器件、接收光学器件和接收单元。激光由发射单元的一个或多个发射器元件发射，并通过发射光学器件在不同的空间方向上散射。激光然后在物体上反射，并通过接收光学器件被引导到接收单元。入射的反射激光由传感器元件检测。该系统的优点在于，它可以以紧凑的方式构造，并且是静态的，即不需要用于发射器元件和传感器元件的任何可移动的调节元件。

发明内容

本文目的是改进这种LIDAR测量系统，尤其是其LIDAR接收单元，以便尽可能最佳地检测入射激光。

该目的通过根据权利要求1所述的LIDAR测量系统来实现。随后的从属权利要求构成了有利的实施例。

LIDAR测量系统的基本结构是根据关于现有技术的陈述来配置的。LIDAR测量系统包括LIDAR发射单元和LIDAR接收单元。此外，LIDAR测量系统及其组件优选地被设计成静态地，即以固定的方式布置在机动车辆上。这意味着LIDAR测量系统及其组件在测量过程中没有任何主动移动/调节机构，例如电动机。

LIDAR接收单元和/或LIDAR发射单元有利地形成为焦平面阵列配置。各个单元的元件基本上布置在一个平面内，有利地布置在芯片上。各个单元优选地布置在LIDAR测量系统上相应光学器件、发射光学器件或接收光学器件的焦点处。尤其是，传感器元件和发射器元件被布置在接收光学器件的焦点处。这种光学器件可以例如由光学透镜系统形成。

LIDAR接收单元具有多个传感器元件，这些传感器元件优选地被配置为SPAD，单光子雪崩二极管。LIDAR发射单元具有多个发射器元件，用于发射激光，有利地是激光脉冲。发射器元件被有利地配置为VCSEL，垂直腔面发射激光器。

LIDAR接收单元和LIDAR发射单元有利地在LIDAR测量系统上彼此相邻布置。这里彼此相邻意味着LIDAR接收单元和LIDAR发射单元的相邻布置，即一个在另一个之上或者对角相邻。传感器元件和发射器元件有利地布置在公共平面上。因此，它们各自的芯片有利地以传感器元件和发射器元件位于同一平面上的方式相对于彼此布置。在法线方向上具有相应偏移的平行布置也是可能的。

LIDAR发射单元具有多个发射器元件，其被照射的激光通过发射光学器件被照射到不同的立体角。这意味着给定的立体角与每个发射器元件相关联。LIDAR接收单元及其接收光学器件的传感器元件的布置是可比较的，使得接收光学器件将给定立体角映射到LIDAR接收单元的给定表面区域上。

换句话说，通过发射光学器件发射到远场中物体的发射器元件的激光总是通过接收光学器件映射到LIDAR接收单元上的相同区域。一起形成宏单元的多个传感器元件优选地布置在预期有激光的这个区域中。发射器元件和这样的宏单元被分配给彼此。

由于VCSEL通常比SPAD大，并且其激光因此能够照射多个传感器元件，因此在宏单元中配置多个传感器元件也是有利的。这种宏单元可以例如通过特定的表面区域来定义，发射器元件在物体上反射后可以理论上或者也实际上映射到该表面区域上。该表面区域在下文中被称为映射区域，而实际上被激光照射的小于映射区域的区域被称为照射区域。由于不同的效应，例如发射和接收光学器件的光学映射误差、失调或前面板，入射激光可能会发生偏转。因此，激光表面区域映射到映射区域内的区域上。映射区域通常比照射区域大许多倍。

因此，传感器元件有利地至少覆盖映射区域，尽管在操作过程中，仅有一部分传感器元件实际上被激光照射。传感器元件可以优选地单独或成组地被激活和去激活。未被照射的传感器元件优选被去激活，以便减少对环境辐射的检测。

电子系统通常配置在LIDAR测量系统上，用于评估检测到的激光。然而，这里不再进一步描述该电子系统。例如，可以通过电子评估系统的读出元件读出多个传感器元件，尤其是宏单元的所有传感器元件，从而在硬件侧可以获得宏单元的定义。例如，为一行宏单元提供读出元件。

光学或光学透镜系统的效果是，入射光在相邻区域受到基本相同的映射，包括潜在的映射误差。这意味着入射的激光在相邻的宏单元处以及在静态映射误差的情况下，在映射区域内经历基本相同的偏转。因此，激光在相邻宏单元上的偏转是相关的。

因此，为传感器元件提出了一种配置，该配置总是允许相邻宏单元的传感器元件在统计平均值上的均匀照射，而不管潜在的映射误差。传感器元件和发射器元件具有去相关布置。

例如，使用由四个发射器元件和十六个相关联的传感器元件行组成的配置，其中发射器元件之间的距离对应于传感器元件行之间距离的倍数。因为传感器元件的行数对应于发射器元件的行数的整数倍，所以每个发射器元件映射到宏单元的映射区域内的相同点上。因此，所有四个宏单元的传感器元件以相同的方式被照射，即被最佳或不良地照射。

两个相邻发射器元件之间的距离不等于两个相邻传感器元件之间距离的整数倍。因此，提供了一种去相关LIDAR测量系统。通过这种方式确保，在发射器元件映射到宏单元的较差区域的情况下，相邻的发射器元件在其宏单元中映射到其他更有利的区域中。结果，即使单个宏单元被不良地照射，但是相邻的宏单元被照射地明显更好，从而在统计平均值上实现良好的照射。因此，通过LIDAR测量系统保证了良好的检测。例如，可以在一个或多于一个的维度上实现这样的比率。例如，在列方向或列方向和行方向上。

相邻的传感器元件同样具有彼此之间的距离，该距离根据发射器元件和传感器元件之间的布置或去相关布置而变化。相邻传感器元件之间的距离在列方向和行方向上可以不同。有利的是，相邻传感器元件之间的距离在所有方向上都是相同的。在另一个优选实施例中，行方向上相邻传感器元件之间的距离小于列方向上的距离。行方向有利地从LIDAR发射单元指向LIDAR接收单元。

在一个有利的实施例中，建议将发射器元件和宏单元分别以行-列布置分开布置，并且其中传感器元件同样以一种行-列布置来布置。

这基本上对应于上面概述的宏单元和发射器元件的划分，发射器元件通过它们各自的光学器件照射或观察相应的立体角。换句话说，宏单元和发射器元件在其各自单元上的布置是相同的。传感器元件以相同或相似类型的行-列布置来布置是特别有利的。行-列布置的可能类型将在下面更详细地描述。

两个相邻发射器元件之间的距离，尤其是在行方向上相邻的发射器元件之间的距离，有利地不等于传感器元件的两个相邻行之间的距离的整数倍。

进一步提出了根据权利要求3所述的LIDAR测量系统，其同样实现了在引言中阐述的目的。从属权利要求构成有利的实施例。

前面关于权利要求1和2的陈述以相同的方式适用于该LIDAR测量系统。

此处，多个相邻宏单元的传感器元件的公共行数不等于相关联发射器元件的整数倍。这意味着考虑至少两个发射器元件及其相关联的宏单元。宏单元具有布置成多行的多个传感器元件。除了成行布置之外，传感器元件还有利地成列布置，其中每行布置两个、三个、四个或更多个传感器元件。

这里，这些宏元件的所有行数不等于宏元件行数的整数倍。通过这种布置，可以避免相应的相同重复，即，如上所述，将两个相邻的发射器元件映射到相关联的宏单元上，并且将它们的传感器元件映射到相同的不良位置上。例如，使用四个具有宏单元的发射器元件，而宏单元的传感器元件的行数具有值18。这样，在假设理论上完美的映射或者光学器件映射到具有相同光学误差的空间相邻宏单元中的前提下，从第四个宏单元开始，以相同的方式重复将发射器元件映射到宏单元上。如果一个发射器元件映射到宏单元的一个差点上，则至少其他三个发射器元件映射到另一个更好的点上。

进一步提出了根据权利要求4所述的另一种LIDAR测量系统。从属权利要求代表LIDAR测量系统的有利实施例。

前面关于权利要求1、2和3的陈述以相同的方式适用于该LIDAR测量系统。不同的LIDAR测量系统相应地表现出大量的技术和特征相关的重叠。

如果有若干行的N个发射器元件和相关联的N个宏单元，则该N个宏单元的传感器元件的行数由(m·N)+k确定，其中m是整数，k是介于1和N–1之间的整数。数m和数k可以自由选择。

下面解释LIDAR测量系统的有利实施例。

尤其有利的是，可以在两个宏单元之间形成距离，例如以一个或多个传感器元件空行的形式。在成行布置的情况下或根据上述变化，这些可以被计数或不被计数。相应的空行可以比具有传感器元件的行更宽或更窄。这意味着空行的宽度可以被配置为大于或小于两个相邻传感器元件之间的距离。

还提出奇数阶的相邻传感器元件具有偏移，偶数阶的相邻传感器元件没有偏移。

一个元件，即传感器元件或发射器元件，有一个直接的相邻元件，它是一阶的相邻元件。在该相邻元件之后的元件对应于二阶相邻元件，后续的元件对应于三阶相邻元件，等等。这里的邻域有利地涉及按行相邻或按列相邻。换句话说，这意味着传感器元件相对于其相邻元件具有偏移，该偏移相对于后续传感器元件被抵消。行方向上的相邻元件有利地在列方向上偏移，而列方向上的相邻元件有利地在行方向上相对于彼此偏移。

在另一个变型中，偏移量是逐行或逐列增加的。此外，偏移量的值可以在行之间或列之间变化。因此，行和列的形式不仅允许矩形图案，还允许其他图案形状，诸如例如菱形或六边形。

在列方向上相邻的传感器元件有利地具有指向行方向的偏移。

在行方向上相邻的传感器元件特别有利地在列方向上具有偏移。

通过相邻传感器元件在正交方向上的这种偏移，在芯片上实现了改进的覆盖。尤其是，利用六边形传感器元件实现了每芯片表面积的特别大的检测器表面积。

偏移的理想值例如是传感器元件之间距离的1/3或1/2。

在有利的实施例中，传感器元件被配置成圆形、正方形或六边形。

从制造的角度来看，尤其是对于SPAD，传感器元件的圆形和方形设计是有利的。相比之下，通过使用六边形传感器元件实现了相对较大的检测器表面积。有利的是，传感器元件，尤其是SPAD，在拐角处是圆角的。

LIDAR发射单元的发射器元件的列和LIDAR接收单元的传感器元件的列特别有利地具有相对于彼此的角度α，或者被配置成彼此平行。

在平行布置的情况下，已经有可能通过传感器元件之间的距离将发射器元件和传感器元件彼此去相关。列或行围绕角度α的旋转允许引入进一步的去相关分量。替代地，角度也可以基于传感器元件和发射器元件的行来设置。

角度α在这里围绕垂直于单元的焦平面阵列的表面转动。结果，LIDAR发射单元和LIDAR接收单元的焦平面阵列的平面有利地不朝向彼此倾斜。因此，发射器元件和传感器元件继续位于同一平面上或者位于彼此平行的两个平面上。

角度α有利地位于0度和45度之间，优选地在2度和10度之间。

在这些范围内，为了提供传感器元件的最佳照射，可以实现特别有利的去相关。

还提出了根据权利要求10所述的LIDAR接收单元，所述接收单元适用于根据至少一个前述实施例所述的LIDAR测量系统或者根据权利要求1至9所述的LIDAR测量系统。

关于LIDAR接收单元的前面和后面的陈述相应地适用于LIDAR接收单元。

附图说明

为了说明的目的，将在下面借助几幅图进一步解释LIDAR测量系统和LIDAR接收单元。附图中：

图1示出了LIDAR测量系统的示意图；

图2示出了LIDAR接收单元和LIDAR发射单元的剖视图；

图3示出了相关LIDAR测量系统的不同映射可能性；

图4示出了去相关LIDAR测量系统的第一变型；

图5示出了去相关LIDAR测量系统的第二变型；

图6示出了根据图5的去相关LIDAR测量系统的映射可能性；

图7示出了去相关LIDAR测量系统的第三变型；

图8示出了去相关LIDAR测量系统的第四变型。

具体实施方式

在图1中，示出了具有LIDAR接收单元12和LIDAR发射单元14的LIDAR测量系统10。LIDAR测量系统10还包括接收光学器件16和发射光学器件18。该LIDAR测量系统10被设计成静态安装在机动车辆上，以便监控环境，并且在该过程中，确定物体20相对于机动车辆的距离和运动。这种测量系统可以用于例如自动驾驶。操作原理如下。

LIDAR发射单元14具有发射器元件22，这些发射器元件22以光脉冲的形式发射激光。这些发射器元件22可以由例如一个或多个垂直腔表面发射激光器(简称VCSEL)形成。由发射器元件22发射的脉冲24穿过发射光学器件18，在物体20上反射，并通过接收光学器件16被引导到多个传感器元件26中的一个。这种传感器元件可以由例如单光子雪崩二极管(也称为SPAD)形成。

为了简单图示起见，图1中仅示出了一个光束25，用于说明脉冲24的行程。借助于光学器件16和18以及多个发射器元件22和传感器元件26，测量系统10可以扫描空间以寻找物体。给定的立体角最终由相应的光学器件16和18分配给每个发射器元件22和每个传感器元件26。传感器元件26检测到的光脉冲24由读出元件28读出，并被中继到评估单元30，评估单元30尤其具有存储器元件。飞行时间原理，也称为TOF，在这里用于确定物体20与机动车辆的距离。发射的脉冲与到达接收单元12之前经过的时间相关，由此可以确定光脉冲24的路径。运行过程的相应协调由控制单元32实现。该实施例中的读取元件由时间-数字转换器TDC形成，该转换器填充对直方图建模的存储器元件。然而，这些解释是非常基本的，只是为了说明一般原理。该实施例绝不是对测量系统的电子结构的限制。为了避免过度扩展本文件的框架，未描述和解释各个电子组件及其精确结构之间的所有交互。LIDAR测量系统通过连接34连接到机动车辆的其他组件，通过连接34可以传输相应的数据。

图2示出了LIDAR接收单元12和LIDAR发射单元14的相关部分的剖面俯视图。所示出的发射器元件22相应地映射到接收单元12的所示出的部分上。

该图中的接收单元具有四个宏单元1、2、3、4，它们与四个发射器元件22相关联。各个发射器元件22到接收单元12的实际映射由圆36示出。圆36在图2中表示发射器元件22在接收单元12上的理论映射位置，为此目的，假设激光36在无限远或最大检测范围的物体上反射，并照射(impinge)到接收单元12上。圆36在图中加了阴影。

多个传感器元件26与每个发射器元件22相关联，这里传感器元件26只有一部分用元件符号示出，以确保清楚的图示。发射器元件22大于传感器元件26，由此激光36照射或能够照射多个传感器元件26。

例如由于光学效应或诸如老化效应的其他效应，入射激光的可能偏差由圆38表示，入射激光36可以在圆38内移动。传感器元件26可以被单独激活，并且因此也可以被单独去激活，使得未被照射的传感器元件26被去激活，以便减少对环境辐射的检测。

传感器元件被组合成宏单元1、2、3、4，其中宏单元1、2、3、4和发射器元件22彼此相关联。这种关联在图2中通过为每个传感器元件26指定多个相应的宏单元1、2、3、4来说明。因此，发射器元件22仅映射到相应宏单元1、2、3、4的传感器元件22上。组成宏单元1的编号为1的传感器元件26与最上面的发射器元件22相关联；宏单元2的传感器元件与下面的发射器元件22相关联，等等。

传感器元件具有六角形形状。它们的拐角有利地被倒圆。宏单元、发射器元件和传感器元件的布置被配置成行-列形式。发射器元件和宏单元的列由大写罗马数字表示，而行相应地由大写拉丁字母表示。传感器元件的列用小写罗马数字表示，传感器元件的行用拉丁字母表示，同样用小写。

在列方向上相邻的传感器元件具有在行方向上取向的偏移，由此实现六边形形状。这里，第一阶和其他奇数阶的相邻传感器元件在行方向上具有偏移，而第二阶和其他偶数阶的相邻传感器元件在行方向上彼此没有偏移。

图3示出了相关LIDAR测量系统的多个映射变型。该LIDAR测量系统例如包括每个发射器元件或宏单元的四行传感器元件26。发射器元件22的入射激光在这里也由圆36示出。传感器元件26可以被单独激活和去激活，而只有活动的传感器元件26将测量值传输到电子评估系统。

相对于由发射器元件22主动发出的可测量激光，仅一小部分检测表面区域被照射的传感器元件26，会导致检测到的环境辐射不成比例地大幅度增加。在图示中，活动的传感器元件26加上了阴影，而不活动的传感器元件26被示出为六边形轮廓。

LIDAR测量系统10的相关性在图3中清晰可见。对宏单元1和宏单元2的入射激光36的比较表明，所述光以相同的方式映射到宏单元上的传感器元件26上。这对于图3a是有效的，图3a表示LIDAR发射单元14在LIDAR接收单元12上映射的理论位置；对于图3b，其示出了入射激光24的最差可能偏转；以及图3c，其示出了入射激光的最佳可能偏转。

在图3a中，两个传感器元件26几乎被完全照射。当传感器元件的照射表面积超过50％时，通常值得激活传感器元件。传感器元件26(在图3a中仅一小部分被照射)因此被去激活。在图3b中，在最坏的情况下，尽管激光24击中了六个传感器元件，但是只有一个传感器元件26被充分照射。与图1的照射相比，测量信号与背景噪声的比率因此被不利地降低。此外，另外五个传感器元件26的激活(其中只有一小部分被照射)将导致测量信号相对于噪声背景的退化。

图3c中示出了激光24的最佳可能移位，其中三个传感器元件26被充分照射，即超过50％的表面积。图3a至图3c示出了激光36的相应偏转，其例如由光学映射误差引起。

在所描述的相关LIDAR测量系统中，相应的偏转导致检测能力的显著提高或显著降低。考虑到制造过程中的分散性和经济原因，也要避免这个问题。

这种均匀移位的原因尤其在于，对于光学器件，即接收光学器件16和发射光学器件18，会出现典型的生产误差，这将导致出射或入射激光的轻微偏转。这种映射误差对于光学器件的某些区域基本上是相同的，或者至少对于某些区域是相关的。由于传感器元件彼此之间的距离很小，这些紧密放置的传感器元件的光学映射误差彼此相关。这意味着，对于相邻的宏单元，由光学映射误差引起的移位使激光36基本上以相同的方式移位。如果一个宏单元的差区域现在在相关LIDAR测量系统中被击中，那么这对于该区域中的所有宏单元都是差的。通过去相关LIDAR测量系统的以下实现方式，可以避免这种效应。

在图4中，描绘了去相关LIDAR测量系统10。具有与四个发射器元件22相关联的四个宏单元1、2、3、4的LIDAR接收单元12在这里也仅在LIDAR测量系统10的部分中表示。图中示出了代表发射器元件22的入射激光36，以及代表激光36的可能边界区域的圆38。

图4a还示出了激光36在无限远或最大检测范围内的物体上反射后LIDAR接收单元上的理论映射。图4b示出了激光36在LIDAR接收单元上的最佳可能映射，而图4c示出了最差可能的变型。还有一个表格与各个附图相关联，该表格示出了各个宏单元1、2、3、4及其传感器元件26的相应照射。

传感器元件26的照射分别在图4a、图4b和图4c的表格中以数值表示。这些数值对应于被激光照射的传感器元件26的表面积的比例。值1对应于整个表面积的照射，0.5对应于50％的照射表面积，0对应于0％的照射表面积。如上所述，只有表面积超过50％被激光照射的传感器元件26才被激活。

在该图示中，活动传感器元件26也加了阴影，对于每个宏单元1、2、3、4，活动传感器元件26的照射表面积被加在一起。在图4中，相邻宏单元1、2、3、4在圆38内的传感器元件26的布置是变化的。激光36的偏转对于不同的宏单元1、2、3、4具有不同的效应。这在图4a中也可以看出来，其中激光36击中相邻宏单元1、2、3、4中传感器元件26的两个不同的布置变型。传感器元件26的布置每隔一个宏单元1、2、3、4重复一次。奇数宏单元1、3和偶数宏单元2、4分别具有相同的照射图案。

尤其是，在根据图4a的标准位置中，每个宏单元1、2、3、4分别完全照射两个传感器元件26，这使得总照度为8.0。在描绘激光36的最佳可能移位的图4b中，每个宏单元分别有三个传感器元件是活动的，这使得总照度为11.4。在图4c中，描绘了发射器元件22照射的最差可能位置。在宏单元1和宏单元3中分别有三个传感器元件26几乎完全被照射，而在宏单元2和4中只有一个传感器元件26是活动的并被照射。然而，总照度仍为7.9，仅比理论映射低0.1。通过去相关，即使在激光36发生偏转的情况下，也能始终保证足够的照射。

图4所示示例的去相关是通过使用19行传感器元件实现的，这些传感器元件被分配了4个宏单元和4个发射器元件。数字19不是数字4的倍数。传感器元件26的行数不等于发射器元件相关行数的倍数。同样，相邻发射器元件22之间的距离D不是两行传感器元件26之间的距离d的整数倍。距离d和D在图4a中示出。在一般描述中，根据上述陈述的公式的变量是N＝4、M＝4和K＝3。

在根据图5和图6的另一变型中，17行传感器元件26被布置成与四行发射器元件22相关联。图5示出了LIDAR发射单元14的一部分和LIDAR接收单元12的相应部分的并置。宏单元1、2、3、4对发射器元件22的分配也在这里被清楚地描述。

作为根据图4的实施例的进一步发展，这里每个发射器元件映射到传感器元件的不同布置上。例如，每四个宏单元重复这些布置。

在图6a、图6b和图6c中，再次示出了三种映射变型。关于每个宏单元1、2、3、4及其活动传感器元件26的照射的不同数值再次说明了不同的照射图案。

每个宏单元1、2、3、4经历其自己的照射强度。在理论上、最差可能和最佳可能的入射激光的情况下，总照射强度的变化在8.9和9.2之间。不考虑由于光学映射误差导致的激光偏转，一组4个宏单元的照射导致基本不变的照射强度。

通过去相关，LIDAR测量系统10相应地独立于所用光学器件的潜在映射误差。通过在保持相同功能的同时使用更便宜的光学器件，可以降低制造成本。

因此，立体角在任何时候都被充分照射，从而实现对物体的可靠检测。根据图6，有51个传感器元件26可用于实现最佳照射和检测。位于发射器元件的理论映射区域之外的传感器元件26例如可以在生产过程中省略。然而，作为制造过程的结果，简单地同时制造它们是有利的。替代地，这些SPAD也可以用作孔径SPAD，其在可能发生背反射效应的近范围内是活动的。这种背反射可以例如通过部分反射发射的激光的前面板来触发。相应地，例如通过涂层来调整孔径SPAD，以避免被这种反射触发或使这种触发的可能性始终很低。

图7示出了另一个实施例，该实施例使用基本上方形的传感器元件代替六边形的传感器元件。这些方形传感器元件有圆角。

在这个示例中，跨越4行发射器元件22形成三列i、ii、iii和13行。该比率也不等于行数或发射器元件22的数量的整数倍。发射器元件之间的距离D也不是传感器元件之间的距离d的整数倍。

该距离通常通过从一个元件的一点到相邻元件的相同点的距离来定义。例如，该点可以是所讨论元件的中心或边缘。

在LIDAR接收单元12的传感器元件26的行a中，针对在行方向上相邻的传感器元件22示出了相应的列偏移。列ii向下移位大约50％，即在列方向上或横向于行方向移动。随后列iii的相邻的传感器元件26不相对于列i移位。

偶数阶的按行方向相邻的传感器元件不相对于彼此移位；非偶数阶的按行方向相邻的传感器元件在列方向上相对于彼此移位。照射结构在去相关LIDAR测量系统10中对于每个宏单元也是不同的。

在图8中，示出了六边形图案的另一变型。这基本上对应于上述根据图4或图5和图6的六边形变型。15行传感器元件26被分配给传感器单元段上的四个发射器元件22。传感器元件以其六边形布置围绕角度α转动。旋转围绕焦平面阵列表面的法线发生。例如，该角度α被选择为6.9度。然而，在0度和45度之间的角度也是可能的，角度α优选在2度和10度之间。尤其是，宏单元1、2、3、4或传感器元件26的列方向sr相对于发射器元件22的列方向SR具有角度α。

以上陈述是基于测量系统做出的，该测量系统示例性地具有发射单元和布置在发射单元右侧的接收单元。一个在另一个之上或者也是彼此对角的布置作为结果隐含地包含在这里，并且不需要单独的描述。前面的描述还包括一个或两个单元的旋转。后者也可以是一个单元的芯片的旋转。

元件符号

1、2、3、4 宏单元

10 LIDAR测量系统

12 LIDAR接收单元

14 LIDAR发射单元

16 接收光学器件

18 发射光学器件

20 物体

22 发射器元件，VCSEL

24 激光，脉冲

25 光束

26 传感器元件

28 读出单元

30 评估单元

32 控制单元

34 连接

36 圆，激光

38 圆，入射激光的边界

I、II、III 宏单元、发射器元件列

i、ii、iii 传感器元件列

A、B、C 宏单元、发射器元件行

a、b、c 传感器元件行

d 距离

D 距离

α 角度

sr 宏单元、传感器元件列方向

SR 发射器元件列方向

Claims (10)

1.一种具有LIDAR发射单元(14)和LIDAR接收单元(12)的LIDAR测量系统(10)，其被配置成焦平面阵列布置，其中

所述LIDAR接收单元(12)具有多个传感器元件(26)，并且其中

所述LIDAR发射单元(14)具有多个发射器元件(22)，其中

多个传感器元件(26)形成宏单元(1、2、3、4)，其中所述宏单元(1、2、3、4)与单个发射器元件(22)相关联，

其特征在于，两个相邻发射器元件(22)之间的距离(D)不等于两个相邻传感器元件(26)之间的距离(d)的整数倍。

2.根据权利要求1所述的LIDAR测量系统(10)，其特征在于

所述发射器元件(22)和所述宏单元(1、2、3、4)分别以一种行-列布置分开布置，并且其中

所述传感器元件(26)同样以一种行-列布置来布置。

3.根据权利要求1前序部分所述的LIDAR测量系统(10)，其特征在于

所述发射器元件(22)和所述宏单元(1、2、3、4)分别以一种行-列布置分开布置，并且其中

所述传感器元件(26)同样以一种行-列布置来布置，

其特征在于，多个相邻宏单元(1、2、3、4)的传感器元件(26)的公共行数不等于相关联的发射器元件(22)的整数倍。

4.根据权利要求3的前序部分所述的LIDAR测量系统(10)，其特征在于，如果存在多行N个发射器元件(22)和相关联的N个宏单元(1、2、3、4)，则所述N个宏单元(1、2、3、4)的传感器元件(26)的行数由(m·N)+k确定，其中m是整数，k是介于1和N–1之间的整数。

5.根据权利要求1至4之一所述的LIDAR测量系统(10)，其特征在于，奇数阶的相邻传感器元件(26)具有偏移，偶数阶的相邻传感器元件(26)没有偏移。

6.根据权利要求1至5之一所述的LIDAR测量系统(10)，其特征在于，按列方向相邻的传感器元件(26)具有按行方向的偏移。

7.根据权利要求1至6之一所述的LIDAR测量系统(10)，其特征在于，在行方向上相邻的传感器元件(26)具有在列方向上取向的偏移。

8.根据权利要求1至7之一所述的LIDAR测量系统(10)，其特征在于，所述LIDAR发射单元(14)的发射器元件(22)的列和所述LIDAR测量单元(12)的传感器元件(26)的列被配置成彼此平行或者相对于彼此具有角度α。

9.根据权利要求8所述的LIDAR测量系统(10)，其特征在于，所述角度α在0°和45°之间，优选在2°和10°之间。

10.一种适用于根据权利要求1至9之一所述的LIDAR测量系统(10)的LIDAR接收单元(12)。

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