DE102022128424A1

DE102022128424A1 - Cover for a lidar sensor

Info

Publication number: DE102022128424A1
Application number: DE102022128424.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Rabl; Sebastian Kunkel; Jonathan Fischer; Bernd Veihelmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-10-27
Filing date: 2022-10-27
Publication date: 2024-05-02
Also published as: WO2024088686A1

Abstract

Es wird eine Abdeckung für einen Lidarsensor beschrieben, wobei die Rückseite der Abdeckung bei Nutzung dem Lidarsensor zugewandt ist, und wobei die gegenüberliegende Vorderseite der Abdeckung bei Nutzung der Umgebung des Lidarsensors zugewandt ist. Die Abdeckung umfasst eine Träger-Lage, die einen Träger-Brechungsindex aufweist. Des Weiteren umfasst die Abdeckung eine, zwischen der Träger-Lage und der Rückseite der Abdeckung angeordnete, erste Anti-Reflexions- (AR) Lage, die einen ersten AR-Brechungsindex aufweist, der zwischen dem Brechungsindex von Luft und dem Träger-Brechungsindex liegt. Die Abdeckung umfasst ferner eine, zwischen der Träger-Lage und der Vorderseite der Abdeckung angeordnete, zweite AR-Lage, die einen zweiten AR-Brechungsindex aufweist, der zwischen dem Brechungsindex von Luft und dem Träger-Brechungsindex liegt.A cover for a lidar sensor is described, wherein the rear side of the cover faces the lidar sensor during use, and wherein the opposite front side of the cover faces the environment of the lidar sensor during use. The cover comprises a carrier layer having a carrier refractive index. The cover further comprises a first anti-reflection (AR) layer arranged between the carrier layer and the rear side of the cover, which has a first AR refractive index that lies between the refractive index of air and the carrier refractive index. The cover further comprises a second AR layer arranged between the carrier layer and the front side of the cover, which has a second AR refractive index that lies between the refractive index of air and the carrier refractive index.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutz-Abdeckung für einen Lidarsensor.The invention relates to a protective cover for a lidar sensor.

Ein Fahrzeug kann zumindest einen Lidarsensor umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Sensors zu erfassen. Der Lidarsensor kann z.B. an der Front des Fahrzeugs angeordnet sein, und ist während des Betriebs des Fahrzeugs typischerweise unterschiedlichen Umwelteinflüssen, wie z.B. Steinschlag, Schnee, Regen, etc. ausgesetzt, was zu einer Beeinträchtigung des Lidarsensor führen kann.A vehicle may include at least one lidar sensor configured to capture sensor data relating to the environment of the sensor. The lidar sensor may be arranged, for example, at the front of the vehicle and is typically exposed to different environmental influences during operation of the vehicle, such as falling rocks, snow, rain, etc., which may impair the lidar sensor.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, einen zuverlässigen Schutz für einen Lidarsensor bereitzustellen, ohne dabei die Sensierungseigenschaften des Lidarsensors wesentlich zu beeinträchtigen.This document addresses the technical task of providing reliable protection for a lidar sensor without significantly affecting the sensing properties of the lidar sensor.

Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The problem is solved by the independent claim. Advantageous embodiments are described in the dependent claims, among others. It is pointed out that additional features of a patent claim dependent on an independent patent claim can form a separate invention without the features of the independent patent claim or only in combination with a subset of the features of the independent patent claim, which invention is independent of the combination of all features of the independent patent claim and can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to technical teachings described in the description, which can form an invention independent of the features of the independent patent claims.

Gemäß einem Aspekt wird eine (Schutz-) Abdeckung (bzw. eine AbdeckVorrichtung) für einen Lidarsensor beschrieben. Der Lidarsensor kann ausgebildet sein, entlang einer Senderichtung ein Lasersignal auszusenden. Ferner kann der Lidarsensor eingerichtet sein, ein (auf einer Reflektion des Lasersignals basierendes) Reflexionssignal entlang einer (zu der Senderichtung entgegengesetzten) Empfangsrichtung zu empfangen. Das Lasersignal und das Reflexionssignal können eine Frequenz im Infrarot-Frequenzbereich aufweisen. Die in diesem Dokument beschriebene Abdeckung weist einen relativ hohen Transmissionsgrad (z.B. von 90% oder mehr) in dem Frequenzbereich des Lidarsensors auf.According to one aspect, a (protective) cover (or a covering device) for a lidar sensor is described. The lidar sensor can be designed to emit a laser signal along a transmission direction. Furthermore, the lidar sensor can be set up to receive a reflection signal (based on a reflection of the laser signal) along a reception direction (opposite to the transmission direction). The laser signal and the reflection signal can have a frequency in the infrared frequency range. The cover described in this document has a relatively high transmittance (e.g. of 90% or more) in the frequency range of the lidar sensor.

Die Rückseite der Abdeckung kann bei Nutzung dem Lidarsensor zugewandt sein, und die gegenüberliegende Vorderseite der Abdeckung kann bei Nutzung der Umgebung des Lidarsensors zugewandt (und von dem Lidarsensor abgewandt) sein. Die Senderichtung kann von der Rückseite zu der Vorderseite der Abdeckung verlaufen. Die Empfangsrichtung kann von der Vorderseite zu der Rückseite der Abdeckung verlaufen.The back of the cover may face the lidar sensor during use, and the opposite front of the cover may face the area surrounding the lidar sensor (and away from the lidar sensor) during use. The transmit direction may be from the back to the front of the cover. The receive direction may be from the front to the back of the cover.

Die Abdeckung umfasst eine Träger-Lage (insbesondere eine Träger-Schicht), die einen Träger-Brechungsindex aufweist. Die Träger-Lage kann ein Polycarbonat (PC)-Material umfassen, insbesondere aus einem Polycarbonat-Material bestehen. The cover comprises a carrier layer (in particular a carrier layer) which has a carrier refractive index. The carrier layer can comprise a polycarbonate (PC) material, in particular consist of a polycarbonate material.

So kann ein relativ hoher Transmissionsgrad für den Frequenzbereich des Lidarsensors erreicht werden.In this way, a relatively high transmittance can be achieved for the frequency range of the lidar sensor.

Die Abdeckung umfasst ferner eine, zwischen der Träger-Lage und der Rückseite der Abdeckung angeordnete, erste Anti-Reflexions- (AR) Lage, die einen ersten AR-Brechungsindex aufweist, der zwischen dem Brechungsindex von Luft und dem Träger-Brechungsindex liegt. Durch die Bereitstellung der ersten AR-Lage (durch die der Brechungsindex auf dem Weg des Lasersignals stufenweise oder fließend erhöht wird) kann der Reflexionsgrad in Senderichtung reduziert werden.The cover further comprises a first anti-reflection (AR) layer arranged between the carrier layer and the back of the cover, which has a first AR refractive index that lies between the refractive index of air and the carrier refractive index. By providing the first AR layer (by which the refractive index is increased gradually or smoothly on the path of the laser signal), the degree of reflection in the transmission direction can be reduced.

Des Weiteren umfasst die Abdeckung eine, zwischen der Träger-Lage und der Vorderseite der Abdeckung angeordnete, zweite AR-Lage, die einen zweiten AR-Brechungsindex aufweist, der zwischen dem Brechungsindex von Luft und dem Träger-Brechungsindex liegt. Durch die Bereitstellung der zweiten AR-Lage (durch die der Brechungsindex auf dem Weg des Reflexionssignals stufenweise oder fließend erhöht wird) kann der Reflexionsgrad in Empfangsrichtung reduziert werden.Furthermore, the cover comprises a second AR layer arranged between the carrier layer and the front of the cover, which has a second AR refractive index that lies between the refractive index of air and the carrier refractive index. By providing the second AR layer (through which the refractive index is increased gradually or smoothly on the path of the reflection signal), the degree of reflection in the receiving direction can be reduced.

Durch einen derartigen mehrlagigen Aufbau der Abdeckung kann eine Schutz-Abdeckung bereitgestellt werden, die eine besonders niedrige Beeinträchtigung der sensorischen Eigenschaften des Lidarsensors bewirkt.Such a multi-layer structure of the cover can provide a protective cover that has a particularly low impairment of the sensory properties of the lidar sensor.

Der erste AR-Brechungsindex der ersten AR-Lage kann entlang der Senderichtung von der Rückseite der Abdeckung zu der Träger-Lage hin fließend oder stufenweise zunehmen. Alternativ oder ergänzend kann der zweite AR-Brechungsindex der zweiten AR-Lage entlang der Empfangsrichtung von der Vorderseite der Abdeckung zu der Träger-Lage hin fließend oder stufenweise zunehmen. So kann die Beeinträchtigung der sensorischen Eigenschaften des Lidarsensors durch die Schutz-Abdeckung weiter reduziert werden.The first AR refractive index of the first AR layer can increase smoothly or gradually along the transmission direction from the rear side of the cover to the carrier layer. Alternatively or additionally, the second AR refractive index of the second AR layer can increase smoothly or gradually along the reception direction from the front side of the cover to the carrier layer. In this way, the impairment of the sensory properties of the lidar sensor by the protective cover can be further reduced.

Die Abdeckung, insbesondere die Träger-Lage, kann derart ausgebildet sein, dass der Lidarsensor (z.B. mit einem Gewicht von 500g oder mehr) an der Rückseite der Abdeckung befestigt und von der Abdeckung getragen werden kann. So kann ein besonders zuverlässiger Schutz des Lidarsensors durch die Abdeckung bewirkt werden.The cover, in particular the carrier layer, can be designed such that the lidar sensor (e.g. with a weight of 500g or more) can be attached to the back of the cover and supported by the cover. This allows the lidar sensor to be protected particularly reliably by the cover.

Die Abdeckung kann eine Heiz-Lage umfassen, die ausgebildet ist, die Abdeckung, insbesondere die Oberfläche an der Vorderseite der Abdeckung, aufzuwärmen, z.B. um Flüssigkeit an der Oberfläche der Abdeckung zu verdunsten. So kann die Güte der sensorischen Erfassung durch den Lidarsensor weiter erhöht werden. Dabei kann die Heiz-Lage bevorzugt zwischen der zweiten AR-Lage und der Träger-Lage angeordnet sein, um eine besonders effiziente und zuverlässige Erwärmung der Oberfläche an der Vorderseite der Abdeckung zu ermöglichen.The cover can comprise a heating layer that is designed to heat the cover, in particular the surface on the front of the cover, e.g. to evaporate liquid on the surface of the cover. In this way, the quality of the sensor detection by the lidar sensor can be further increased. The heating layer can preferably be arranged between the second AR layer and the carrier layer in order to enable particularly efficient and reliable heating of the surface on the front of the cover.

Die Heiz-Lage kann zwischen einer Träger-Folie (aus PC-Material) und der Träger-Lage angeordnet, insbesondere eingebettet, sein. So kann eine besonders effiziente Herstellung der Abdeckung mit Heizfunktion ermöglicht werden. Ferner kann so die Heiz-Lage zuverlässig vor Umwelteinflüssen geschützt werden, sodass eine besonders robuste Abdeckung bereitgestellt wird.The heating layer can be arranged, in particular embedded, between a carrier film (made of PC material) and the carrier layer. This enables particularly efficient production of the cover with heating function. Furthermore, the heating layer can be reliably protected from environmental influences, so that a particularly robust cover is provided.

Die Heiz-Lage kann ein Gitter aus elektrisch leitenden Nanoröhren umfassen. Das Gitter kann bestromt werden, sodass sich die Nanoröhren aufgrund des Stromflusses erwärmen. So kann eine zuverlässige und flächendeckende Verdunstung von Flüssigkeit an der Oberfläche der Vorderseite der Abdeckung bewirkt werden.The heating layer can comprise a grid of electrically conductive nanotubes. The grid can be energized so that the nanotubes heat up due to the flow of current. This can cause reliable and comprehensive evaporation of liquid on the surface of the front of the cover.

Der Rand des Gitters aus Nanoröhren kann die beheizbare Fläche der Abdeckung umranden. Die beheizbare Fläche kann an den Azimuthwinkel- und/oder den Höhenwinkelbereich des Erfassungsbereichs des Lidarsensors angepasst sein, sodass die Oberfläche der Vorderseite der Abdeckung in dem gesamten Erfassungsbereich des Lidarsensors beheizt werden kann.The edge of the nanotube grid can surround the heated area of the cover. The heated area can be adapted to the azimuth angle and/or the elevation angle range of the detection range of the lidar sensor, so that the surface of the front of the cover can be heated in the entire detection range of the lidar sensor.

Das Gitter aus Nanoröhren kann derart grobmaschig sein und/oder die Nanoröhren können derart klein sein, dass die Nanoröhren des Gitters insgesamt nur 5% oder weniger der beheizbaren Fläche bedecken. So kann bewirkt werden, dass die sensorische Erfassung des Lidarsensors nur unwesentlich durch die Abdeckung, insbesondere durch die Heiz-Lage der Abdeckung, beeinträchtigt wird.The grid of nanotubes can be so coarse-meshed and/or the nanotubes can be so small that the nanotubes of the grid cover only 5% or less of the heatable area. This can ensure that the sensory detection of the lidar sensor is only insignificantly affected by the cover, in particular by the heating position of the cover.

Die Abdeckung kann eine Schutz-Lage (z.B. ein Hard Coating) umfassen, die zwischen der Vorderseite der Abdeckung und der zweiten AR-Lage angeordnet ist, und die eingerichtet ist, die Abdeckung vor mechanischen und/oder chemischen Umwelteinflüssen zu schützen. So kann eine besonders robuste Schutz-Abdeckung für einen Lidarsensor bereitgestellt werden.The cover can comprise a protective layer (e.g. a hard coating) which is arranged between the front side of the cover and the second AR layer and which is designed to protect the cover from mechanical and/or chemical environmental influences. In this way, a particularly robust protective cover for a lidar sensor can be provided.

Die Abdeckung kann an der Oberfläche an der Vorderseite der Abdeckung eine Komfort-Lage (insbesondere ein Easy-to-Clean Coating) umfassen, die dafür vorgesehen ist, eine Reinigung der Abdeckung zu erleichtern. So kann ein effizienter Verbau der Schutz-Abdeckung in einem Kraftfahrzeug ermöglicht werden.The cover can comprise a comfort layer (in particular an easy-to-clean coating) on the surface on the front of the cover, which is intended to facilitate cleaning of the cover. This can enable efficient installation of the protective cover in a motor vehicle.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Schutz-Abdeckung umfasst. Das Fahrzeug umfasst ferner einen an der Rückseite der Abdeckung angeordneten Lidarsensor.According to a further aspect, a (road) motor vehicle (in particular a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle) is described which comprises the protective cover described in this document. The vehicle further comprises a lidar sensor arranged on the rear side of the cover.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.It should be noted that the devices and systems described in this document can be used alone or in combination with other devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the devices and systems described in this document can be combined in many ways. In particular, the features of the claims can be combined in many ways. Furthermore, features listed in brackets are to be understood as optional features.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs; und
2 eine beispielhafte mehrlagige Schutz-Abdeckung für einen Lidarsensor.

The invention is described in more detail below using exemplary embodiments.

1 exemplary components of a vehicle; and
2 an exemplary multi-layer protective cover for a lidar sensor.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Bereitstellung eines zuverlässigen Schutzes für einen Lidarsensor. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100, das einen Lidarsensor 102 umfasst, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Der Lidarsensor 102 sendet dabei ein Lasersignal aus, das ggf. an einem Objekt im Umfeld des Fahrzeugs 100 reflektiert wird, sodass ein Reflexionssignal zurück zu dem Lidarsensor 102 reflektiert wird, welches von dem Lidarsensor 102 erfasst und ausgewertet werden kann. So können in zuverlässiger und präziser Weise Objekte im Umfeld des Fahrzeugs 100 erkannt und lokalisiert werden. Die Auswertung der Daten des Lidarsensors 102 kann durch eine Steuer-Vorrichtung 101 des Fahrzeugs 100 bewirkt werden. Die (ausgewerteten) Daten des Lidarsensors 102 können dazu verwendet werden, das Fahrzeug 100 automatisiert längs- und/oder querzuführen.As stated at the beginning, this document deals with the provision of reliable protection for a lidar sensor. In this context, 1 an exemplary vehicle 100 that includes a lidar sensor 102 that is set up to capture sensor data in relation to the surroundings of the vehicle 100. The lidar sensor 102 emits a laser signal that may be reflected by an object in the surroundings of the vehicle 100, so that a reflection signal is reflected back to the lidar sensor 102, which can be captured and evaluated by the lidar sensor 102. In this way, objects in the surroundings of the vehicle 100 can be detected and localized in a reliable and precise manner. The evaluation of the data of the lidar sensor 102 can be effected by a control device 101 of the vehicle 100. The (evaluated) data of the lidar sensor 102 can be used to automatically guide the vehicle 100 longitudinally and/or transversely.

Der Lidarsensor 102 kann hinter einer Abdeckung 110 im Fahrzeug 100 angeordnet sein, um den Lidarsensor 102 vor Umwelteinflüssen zu schützen. Dabei sollte die Abdeckung 110 derart ausgebildet sein, dass die Sensorfunktion des Lidarsensors 102 durch die Abdeckung 110 nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Insbesondere sollte die Abdeckung 110 innerhalb des gesamten Erfassungsbereichs des Lidarsensors 102 (insbesondere im gesamten Azimuthwinkel- und/oder Höhenwinkelbereich) im Wesentlichen transparent für das Lasersignal und für das Reflexionssignal, d.h. für die Wellenlänge des Lidarsensors (die z.B. im Infrarotbereich liegt), sein.The lidar sensor 102 can be arranged behind a cover 110 in the vehicle 100 in order to protect the lidar sensor 102 from environmental influences. The cover 110 should be designed such that the sensor function of the lidar sensor 102 is not significantly impaired by the cover 110. In particular, the cover 110 should be essentially transparent to the laser signal and to the reflection signal, i.e. to the wavelength of the lidar sensor (which is in the infrared range, for example), within the entire detection range of the lidar sensor 102 (in particular in the entire azimuth angle and/or elevation angle range).

2 zeigt eine beispielhafte Abdeckung 110 mit mehreren Lagen 201-207. Dabei können ein oder mehrere der in 2 dargestellten Lagen 201-207 optional sein. Die Abdeckung 110 umfasst insbesondere eine Träger-Lage 201, insbesondere eine Träger-Schicht, die ausgebildet ist, eine Tragstruktur für die Abdeckung 110 zu bilden. Ferner kann die Trägerlage 201 derart ausgebildet sein, dass der Lidarsensor (der z.B. bis zu 500g oder bis zu 1kg wiegen kann) an der Träger-Lage 201 befestigt und von der Träger-Lage 201 getragen werden kann. 2 shows an exemplary cover 110 with several layers 201-207. One or more of the layers shown in 2 illustrated layers 201-207 may be optional. The cover 110 comprises in particular a carrier layer 201, in particular a carrier layer, which is designed to form a support structure for the cover 110. Furthermore, the carrier layer 201 can be designed such that the lidar sensor (which can weigh up to 500g or up to 1kg, for example) can be attached to the carrier layer 201 and carried by the carrier layer 201.

Die Träger-Lage 201 kann ein Polycarbonat (PC) Material aufweisen, insbesondere aus einem PC-Material bestehen. Die Verwendung eines PC-Materials ist vorteilhaft, da diese eine relativ hohe Transparenz in Bezug auf die Lidar-Wellenlänge aufweisen können. Ferner kann es ermöglicht werden, das PC-Material (ggf. in unterschiedlichen Farben, etwa schwarz) einzufärben, z.B. um die Abdeckung 100 an die Farbe des Fahrzeugs 100 anzupassen.The carrier layer 201 can comprise a polycarbonate (PC) material, in particular consist of a PC material. The use of a PC material is advantageous because it can have a relatively high transparency with respect to the lidar wavelength. Furthermore, it can be possible to color the PC material (possibly in different colors, such as black), e.g. in order to adapt the cover 100 to the color of the vehicle 100.

In diesem Dokument wird wiederholt auf die Vorderseite bzw. auf die Rückseite einer Lage 201-207 der Abdeckung 110 Bezug genommen. Dabei ist als Vorderseite einer Lage 201-207 die Seite zu verstehen, die bei Verwendung der Abdeckung 110 der Umgebung des Lidarsensors 102 zugewandt ist. Ferner ist als Rückseite einer Lage 201-207 die (gegenüberliegende) Seite zu verstehen, die bei Verwendung der Abdeckung 110 dem Lidarsensor 102 zugewandt ist.In this document, reference is repeatedly made to the front or the back of a layer 201-207 of the cover 110. The front of a layer 201-207 is to be understood as the side that faces the surroundings of the lidar sensor 102 when the cover 110 is used. Furthermore, the back of a layer 201-207 is to be understood as the (opposite) side that faces the lidar sensor 102 when the cover 110 is used.

Die Träger-Lage 201 kann einen bestimmten Brechungsindex aufweisen, der in diesem Dokument als Träger-Brechungsindex bezeichnet wird. Zur Reduzierung der Reflektion des von dem Lidarsensor 102 ausgesendeten Lasersignals kann an der Rückseite der Träger-Schicht 201 eine (erste) Anti-Reflektions (AR) Lage 202, insbesondere eine AR-Schicht, angeordnet sein. Die erste AR-Lage 202 kann dabei einen AR-Brechungsindex aufweisen, der zwischen dem Brechungsindex von Luft und dem Träger-Brechungsindex liegt. Ggf. kann die erste AR-Lage 202 einen AR-Brechungsindex aufweisen, der sich entlang der Dicke der ersten AR-Lage 202 verändert. Der AR-Brechungsindex kann insbesondere ausgehend von der Rückseite in Richtung zu der Vorderseite der ersten AR-Lage 202 ansteigen. Durch die Bereitstellung einer AR-Lage 202 an der Rückseite der Träger-Lage 201 kann das Ausmaß an Reflektion des Lasersignals an der Rückseite der Abdeckung 110 reduziert werden, wodurch die Behinderung der Abdeckung 110 für das Lasersignal reduziert wird.The carrier layer 201 can have a specific refractive index, which is referred to in this document as the carrier refractive index. To reduce the reflection of the laser signal emitted by the lidar sensor 102, a (first) anti-reflection (AR) layer 202, in particular an AR layer, can be arranged on the back of the carrier layer 201. The first AR layer 202 can have an AR refractive index that lies between the refractive index of air and the carrier refractive index. If necessary, the first AR layer 202 can have an AR refractive index that changes along the thickness of the first AR layer 202. The AR refractive index can increase in particular starting from the back towards the front of the first AR layer 202. By providing an AR layer 202 on the back of the carrier layer 201, the amount of reflection of the laser signal at the back of the cover 110 can be reduced, thereby reducing the obstruction of the cover 110 to the laser signal.

In entsprechender Weise kann an der Vorderseite der Träger-Lage 201 eine zweite AR-Schicht 205 angeordnet sein, die einen AR-Brechungsindex aufweist, der zwischen dem Brechungsindex von Luft und dem Träger-Brechungsindex liegt. Der AR-Brechungsindex kann ggf. ausgehend von der Vorderseite zu der Rückseite hin ansteigen. Durch die Bereitstellung einer zweiten AR-Lage 205 an der Vorderseite der Träger-Lage 201 kann das Ausmaß an Reflektion des Reflexionssignals an der Vorderseite der Abdeckung 110 reduziert werden, wodurch die Behinderung der Abdeckung 110 für das Reflexionssignal reduziert wird.In a corresponding manner, a second AR layer 205 may be arranged on the front side of the carrier layer 201, which has an AR refractive index that lies between the refractive index of air and the carrier refractive index. The AR refractive index may increase from the front side to the back side, if necessary. By providing a second AR layer 205 on the front side of the carrier layer 201, the amount of reflection of the reflection signal on the front side of the cover 110 may be reduced, thereby reducing the obstruction of the cover 110 to the reflection signal.

Die Abdeckung 110 umfasst eine Heiz-Lage 203, wobei die Heiz-Lage 203 zum Schutz und/oder zur Fixierung zwischen einer weiteren Hilfs-Träger-Lage 204, insbesondere einer Folie, und der Träger-Lage 201 angeordnet, insbesondere eingebettet, sein kann. Die Heiz-Lage 203 kann ausgebildet sein, die gesamte Fläche der Abdeckung 110 (die für den Erfassungsbereich des Lidarsensors 102 relevant ist) zu beheizen, insbesondere um Feuchtigkeit von der Vorderseite der Abdeckung 110 zu beseitigen, insbesondere zu verdunsten. Die Heiz-Lage 203 kann ein Gitter von elektrische leitenden Nanoröhren aufweisen, die zur Beheizung bestromt werden können. Dabei wird durch das Gitter ein Flächenanteil der zu beheizenden Fläche der Abdeckung 110 abgedeckt, der bevorzugt kleiner als 10% oder kleiner als 5% ist. Dies kann durch die Verwendung eines relativ grobmaschigen Gitters und/oder von relativ kleinen Nanoröhren bewirkt werden. So kann die Beeinträchtigung der Sensoreigenschaften des Lidarsensors 102 durch die Heiz-Lage 203 auf ein Mindestmaß reduziert werden.The cover 110 comprises a heating layer 203, wherein the heating layer 203 can be arranged, in particular embedded, between a further auxiliary carrier layer 204, in particular a film, and the carrier layer 201 for protection and/or fixing. The heating layer 203 can be designed to heat the entire surface of the cover 110 (which is relevant for the detection range of the lidar sensor 102), in particular to remove moisture from the front of the cover 110, in particular to evaporate it. The heating layer 203 can have a grid of electrically conductive nanotubes that can be energized for heating. The grid covers a portion of the surface of the cover 110 to be heated, which is preferably less than 10% or less than 5%. This can be achieved by using a relatively coarse-meshed grid and/or relatively small nanotubes. In this way, the impairment of the sensor properties of the lidar sensor 102 by the heating layer 203 can be reduced to a minimum.

Die Abdeckung 110 kann ferner an der Vorderseite der Abdeckung 110, insbesondere direkt an der Vorderseite der zweiten AR-Lage 205, eine Schutz-Lage 206 aufweisen, die ausgebildet ist, die an der Rückseite der Schutz-Lage 206 angeordneten Lagen 205, 204, 203, 201, 202 der Abdeckung 110 vor mechanischen und/oder chemischen Umfeldeinflüssen zu schützen.The cover 110 can further comprise a protective layer 206 on the front side of the cover 110, in particular directly on the front side of the second AR layer 205, which is designed to protect the layers 205, 204, 203, 201, 202 of the cover 110 arranged on the back side of the protective layer 206 from mechanical and/or chemical environmental influences.

Die Abdeckung 110 kann ferner an der Vorderseite der Schutz-Lage 206 eine Komfort-Lage 207 aufweisen, die z.B. ausgebildet ist, das Entfernen von Schutz von der Abdeckung 110 zu erleichtern.The cover 110 may further comprise a comfort layer 207 on the front side of the protective layer 206, which is designed, for example, to facilitate the removal of protection from the cover 110.

Durch die Verwendung von unterschiedlichen Beschichtungen einer Träger-Lage 201 ist es somit möglich, eine Abdeckung 110 für einen Lidarsensor 102 bereitzustellen, durch die die Funktion des Lidarsensors 102 nur unwesentlich eingeschränkt wird. Die Abdeckung 110 kann dabei unterschiedliche Anforderungen in Bezug auf die Lidar-Funktion, in Bezug auf die Reinigung der Abdeckung 110, in Bezug auf die Heizbarkeit der Abdeckung 110 und/oder in Bezug auf die Dauerfestigkeit der Abdeckung 110 erfüllen.By using different coatings of a carrier layer 201, it is thus possible to provide a cover 110 for a lidar sensor 102, which only insignificantly restricts the function of the lidar sensor 102. The cover 110 can meet different requirements with regard to the lidar function, with regard to cleaning the cover 110, with regard to the heatability of the cover 110 and/or with regard to the fatigue strength of the cover 110.

Die Abdeckung 110 kann eine Polycarbonat Träger-Lage 201 mit integrierter Heizung 203 auf einer (PC-) Folie 204 aufweisen, die mit der Träger-Lage 201 verbunden ist (z.B. die eingespritzt ist). Darauf kann ein Anti Reflex Coating 202, 205 angeordnet werden, um die Leistungsfähigkeit des durch die Abdeckung 110 abgedeckten Lidarsensors 102 zu erhöhen. Mit einem Hardcoating 206 kann die Abdeckung 110 (d.h. das Cover) vor Umwelteinflüssen geschützt werden. Zusätzlich kann bzgl. einer Reinigungsanforderung eine „Easy-to-clean“ Beschichtung 207 aufgetragen werden.The cover 110 can have a polycarbonate carrier layer 201 with integrated heating 203 on a (PC) film 204 that is connected to the carrier layer 201 (e.g. that is injected). An anti-reflective coating 202, 205 can be arranged on top of this to increase the performance of the lidar sensor 102 covered by the cover 110. The cover 110 (i.e. the cover) can be protected from environmental influences with a hard coating 206. In addition, an "easy-to-clean" coating 207 can be applied for cleaning purposes.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are intended only to illustrate the principle of the proposed devices and systems by way of example.

Claims

Cover (110) for a lidar sensor (102); wherein a rear side of the cover (110) faces the lidar sensor (102) during use, and wherein an opposite front side of the cover (110) faces an environment of the lidar sensor (102) during use; wherein the cover (110) comprises, - a carrier layer (201) having a carrier refractive index; - a first anti-reflection, AR for short, layer (202) arranged between the carrier layer (201) and the rear side of the cover (110), which has a first AR refractive index that lies between a refractive index of air and the carrier refractive index; and - a second AR layer (205) arranged between the carrier layer (201) and the front side of the cover (110), which has a second AR refractive index that lies between the refractive index of air and the carrier refractive index.

Cover (110) according to Claim 1 , wherein - the first AR refractive index of the first AR layer (202) increases smoothly or stepwise along a transmission direction from the rear side of the cover (110) to the carrier layer (201); and/or - the second AR refractive index of the second AR layer (205) increases smoothly or stepwise along a reception direction from the front side of the cover (110) to the carrier layer (201).

Cover (110) according to one of the preceding claims, wherein the carrier layer (201) comprises a polycarbonate material, in particular consists of a polycarbonate material.

Cover (110) according to one of the preceding claims, wherein the cover (110) comprises a heating layer (203) which is designed to heat the cover (110), in particular a surface on the front side of the cover (110), in order to evaporate liquid on the surface of the cover (110).

Cover (110) according to Claim 4 , wherein the heating layer (203) comprises a grid of electrically conductive nanotubes.

Cover (110) according to Claim 5 , wherein - an edge of the grid of nanotubes surrounds a heatable area of the cover (110); and - the grid of nanotubes is so coarse-meshed and/or the nanotubes are so small that the nanotubes of the grid of nanotubes cover a total of only 5% or less of the heatable area.

Cover (110) according to one of the Claims 4 until 6 , wherein the heating layer (203) is arranged between the second AR layer (205) and the carrier layer (201).

Cover (110) according to one of the Claims 4 until 7 , wherein the heating layer (201) is arranged, in particular embedded, between a carrier film (204) and the carrier layer (201).

Cover (110) according to one of the preceding claims, wherein the cover (110) comprises a protective layer (206) which is arranged between the front side of the cover (110) and the second AR layer (205) and which is configured to protect the cover (110) from mechanical and/or chemical environmental influences.

Cover (110) according to one of the preceding claims, wherein the cover (110) comprises on a surface on the front of the cover (110) a comfort layer (207) which intended to facilitate cleaning of the cover (110).

Cover (110) according to one of the preceding claims, wherein the cover (110), in particular the carrier layer (201), is designed such that the lidar sensor (102) can be attached to the back of the cover (110) and carried by the cover (110).

Motor vehicle (100) comprising a cover (110) according to one of the preceding claims and a lidar sensor (102) arranged on the rear side of the cover (110).