用于非接觸式確定車道特性的傳感器和其應用制造技術

用于為機動車進行車道表面探測的傳感器(102；202)。該傳感器包括：至少一個光源(112；212)；用于測量漫反射的第一探測器(122；222)；和第二探測器(132；232)，其中，第一偏光器(124；224)布置在第一探測器(122；222)之前。漫反射和鏡面反射的光線經由帶有光學軸線(A；B)的共同的聚焦裝置(160；162；260)聚焦且利用分光器(150；250)分開到第一探測器(122；222)和第二探測器(132；232)上，其中，至少一個光源(112；212)大致上布置在聚焦裝置(160；162；260)的光學軸線(A；B)上。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于非接觸式確定在機動車下方的車道特性的傳感器。尤其地，本說明書涉及光學表面傳感器，用于識別不同車道表面、如浙青或混凝土以及用于識別該車道表面的狀態、尤其地用于識別干的、濕的、冰凍的或為雪覆蓋的車道表面。
技術介紹
現代的機動車大多依據標準地具有帶相應的指示裝置的外部溫度傳感器，以便當外部溫度降低到例如+3°C之下時將報警提示給到駕駛員。因此，駕駛員應當在出現可能的冰面光滑或冬天的道路狀況之前被提醒。然而，這樣的報警提示僅是一般性質的且不依賴于實際的車道狀態，從而使得這些報警提示由駕駛員(如果有的話)僅作為邊界信息被察覺。在實踐中，這樣的溫度提示經常被忽略。為了獲得關于實際處在機動車下方的車道表面的信息,基于光線的光學表面傳感器或機械的或聲學的傳感器是公知的。在現有技術中公知的光學表面傳感器大致上基于兩個基本原理。一方面公知如下表面傳感器，該表面傳感器將光線發出到車道上且測量漫反射的以及在車道表面處鏡面反射的光線。這樣的傳感器基于如下效應，即，漫反射的光線的比例隨著車道表面的增加的亮度而增加。因此，明亮的、例如為雪覆蓋的車道與暗色的浙青區分開。水和冰可利用反射探測器來識別，因為入射的光線此處被鏡面反射。這樣的傳感器可利用可見的光線來運行，然而具有如下缺點，即，在車道表面上的冰和水的區分借助反射的光線不可可靠地實現。這樣的傳感器例如由DE 36 21 567A1公知。所謂的光譜的表面傳感器也是公知的，其充分利用如下效應，即，在紅外區域中的不同波長由水和冰不同地吸收。各種波長的反射光線強度的比較然后可推斷干的、濕的或冰的車道。這樣的光譜的紅外傳感器例如由US 4，274，091或DE 197 36 138公知。為了實現表面傳感器，在現有技術中建議了各種解決方案。然而，這些解決方案占用空間且要求安置多個光源和探測器，它們必須相對彼此進行取向且進行校正。
技術實現思路
因此本專利技術基于如下任務，S卩，提供用于獲知車道的類型和狀態的經改善的傳感器，其節省空間且提供很高的識別品質。該任務通過根據權利要求I的用于為機動車識別車道的特性、尤其是車道的表面的特性的傳感器來解決。車道的特性可包括車道表面的狀態，例如濕的、干的、冰凍的或為雪覆蓋的或由此的組合。車道的特性也可以包括車道的類型或關于車道表面的粗糙度的信息，例如浙青、混凝土、碎片或碎石或由此的組合。該傳感器包括至少一個光源單元、用于檢測漫反射的光線的第一探測器和用于檢測反射的光線的第二探測器。在第二探測器處檢測的反射的光線可包括鏡面反射的光線和漫反射的光線。設置有至少兩個偏光器，其中，帶有第一偏光方向的第一偏光器配屬于第一探測器。給光源單元配屬有光源偏光器和/或給第二探測器配屬有第二偏光器，光源偏光器的偏光方向和/或第二偏光器的偏光方向大致上垂直于第一偏光器的第一偏光方向取向。在車道表面處漫反射的和鏡面反射的光線經由帶光學軸線的共同的聚焦裝置聚焦且利用分光器分開到第一探測器上和到第 二探測器上。由至少一個光源單元所發出的光線或者說光束的光學軸線、發射軸線與聚焦裝置的光學軸線至少部分重疊。發射軸線與聚焦裝置的光學軸線至少部分重疊的布置使得如下成為可能，S卩，發射的光束和由車道表面反射的光線大致上重疊。為此，至少一個光源單元、發射光學裝置和/或光源偏光器可布置在聚焦裝置的光學軸線上或布置在聚焦裝置的光學軸線處。此外，鏡面反射的光線和漫反射的光線利用同一的聚焦裝置來會聚。由此，傳感器可被緊湊地且節省空間地實施。所有重要的構件可以在唯一的殼體中整合，這允許了在車輛中的簡單的、緊湊的進而成本低廉的裝入。光源單元的光學軸線可以是布置在光源單元之前的發射透鏡的光學軸線或由其來限定。如下不是必須的，即，光源單元的一個或多個光源布置在該光學軸線上。確切地說，多個光源可以為了發出各種波長的光線并排地靠近光源單元的光學軸線或在光源單元的光學軸線周圍布置在光源單元中。到達聚焦裝置的反射的光線、尤其鏡面反射的光線和漫反射的光線的方向相對于發出的光束的方向以大約180°、例如以在大約170°至190°的范圍中的角度傾斜，這也就是說它們大致上彼此相反地指向。聚焦裝置可包括會聚光學裝置。會聚光學裝置可具有如下的尺寸、尤其是直徑，該直徑大于光源單元的尺寸和/或發射透鏡的直徑尺寸。聚焦裝置可以包括會聚透鏡或者說集光透鏡和/或對于本領域技術人員而言是公知的另外的光學元件。光源單元可在光束中布置在聚焦裝置之前或之后，這也就是說，光源單元可關于聚焦系統布置在與分光器相同的側上或布置在與分光器相反的側上。光源單元也可以至少部分布置在聚焦裝置中。聚焦裝置可具有容納光源單元和/或配屬給光源單元的發射光學裝置的容納部或開口。在聚焦裝置中的開口也可以設計用于讓由光源單元發出的光線透過。該開口可大致上在聚焦裝置的光學軸線上實施。該開口可實施成鉆孔、尤其地實施成通孔。然而也可作如下設置，S卩，由光源單元發出的光線通過聚焦裝置的至少一部分來發送。在該情況中，光源單元處在聚焦裝置的與分光器相同的側上，且光源單元通過聚焦裝置受保護。發射光學裝置可相應地適配。聚焦裝置也可以包括拋物面反射鏡或另外的拋物面光學裝置，以便聚焦由車道表面反射的、尤其鏡面反射的光線和漫反射的光線。在光路中在拋物面反射鏡之后或在拋物面反射鏡的焦點之前可布置有分光器。在光源單兀之前可布置有光源偏光器，該光源偏光器在預先確定的方向上極化由至少一個光源發出的光線。然而，光源單元也可以設計用于發出極化的光線。根據本專利技術設置有至少兩個偏光器或者說偏光過濾器，其中第一偏光器如此地布置在第一探測器處，從而使得其僅讓在第一偏光方向上的光波透過至第一探測器。如果光源偏光器設置在光源單元處，那么該光源偏光器的偏光方向大致上垂直于第一探測器的第一偏光方向布置且由光源單元發出的光線在大致上垂直于第一探測器的第一偏光方向的方向上極化，從而使得在第一探測器處，極化的、鏡面反射的光線被濾出且僅探測漫反射的光線。在第二探測器處，不僅鏡面反射的而且漫反射的光線被檢測。當其偏光方向大致上垂直于第一偏光過濾器的第一偏光方向取向的第二偏光器配屬于第二探測器時，可實現類似的效應。第二偏光過濾器可備選于或額外于光源偏光器被使用。也可作如下設置，即，產生在光源單元中已極化的光線。至少兩個彼此不同波長的使用允許如下，S卩，以光譜方式運行該傳感器。通過使用例如特別良好地由冰或水吸收的波長，當該確定的波長的反射的光線與參考波長進行比較時，車道上的冰或者說水可被識別。因此如下是可能的，即，光譜分析的原理以及漫反射和 鏡面反射的原理在僅一個設備中或者說唯一的殼體中實施。為此，帶有所有光源的光源單元和所有為此必需的探測器、例如第一和第二探測器節省空間地安置在一個殼體中，這也使得裝配和維護簡化。可使用在紅外區域中的至少三個彼此不同的波長上的光線。光源單元為此可包括多個光源。例如，光源單元可設計用于發出1300nm、1460nm和1550nm波長的紅外光線。1460nm波長的光線特別良好地由水吸收，而1550nm波長的光線良好地由冰吸收。在大約1300nm的范圍中的光線于是可被用作參考波長。然而，也可以使用另外的波長。尤其地作為參考波長可使用任何另外的既不由冰又不由水大量吸收的波長。作為對水本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：卡斯藤·布羅伊爾，托馬斯·迪克曼，約恩·埃斯基爾森，比揚·格拉米馬內許，阿克塞爾·波伊澤，迪爾克·桑德屈勒，
申請(專利權)人：威伯科有限公司，
類型：
國別省市：