[发明专利]旋转角传感器装置、激光雷达系统、工作装置和用于激光雷达系统的运行方法

说明书

本发明涉及一种旋转角传感器装置，其用于具有转子和定子的光学系统并且尤其用于激光雷达系统以确定所述转子与所述定子之间的旋转角和/或取向，所述旋转角传感器装置构造为具有：基于定子的并且抗扭地在所述定子上安装或可安装的线圈装置作为传感器元件用于接收交变磁场；基于转子的并且抗扭地在所述转子上安装或可安装的靶用于主动产生交变磁场；其中，所述线圈装置和所述靶如此在所述定子或所述转子上安装或可安装，使得根据在定子与转子之间的旋转角和/或取向而出现在所述线圈装置与所述靶之间的不同的覆盖和/或空间相邻性连同所述靶的交变磁场对所述线圈装置的相应不同的影响。

技术领域

本发明涉及一种旋转角传感器装置，其用于具有转子和定子的光学系统并且尤其用于激光雷达系统、一种像这样的激光雷达系统、工作装置和尤其机动车。

背景技术

在工作装置、车辆和其他机器和设施的应用中，越来越多地应用运行辅助系统或传感器装置用于检测运行环境。除了基于雷达的系统或基于超声波的系统之外，也应用基于光的检测系统，例如所谓的激光雷达系统(英语：LiDAR：light detection andranging)。

在采样或扫描的激光雷达系统中，初级光在产生之后导向通过要检测的视界。在此使用所谓的微扫描器，其具有转子和定子。转子容纳光学器件、传感机构和光源的至少一部分并且相对于定子借助驱动装置可控地可转动。转子的全部构件优选无线地——基于定子——供能。对于驱动装置的换向并且对于图像重构需要关于转子相对于定子的取向和关于其时间上的发展的信息作为必然要确定的运行参数，这些运行参数迄今必须通过多个传感器来检测。

发明内容

根据本发明的旋转角传感器装置与此相比具有如下优点，即借助相对简单的装置可随时可靠地求取转子相对于定子的取向，其在运行开始也作为初始条件。这根据本发明的旋转角传感器装置的特征通过以下方式来实现，即实现一种旋转角传感器装置，其用于具有转子和定子的光学系统并且尤其用于激光雷达系统以确定转子与定子之间的旋转角和/或取向，所述旋转角传感器装置构造为具有：(i)基于定子的并且抗扭地在定子上安装或可安装的线圈装置作为传感器元件用于接收交变磁场；以及(ii)基于转子的并且抗扭地在转子上安装或可安装的靶(Target)用于主动产生交变磁场。根据本发明，线圈装置和靶如此在定子或转子上安装或可安装，使得根据在定子与转子之间的旋转角和/或取向而出现在线圈装置与靶的之间的不同的覆盖和/或空间相邻性连同靶的交变磁场对线圈装置的相应不同的影响。基于靶的交变磁场在转子中或在转子上对传感器元件的线圈装置的不同影响，可以通过其测量推断在定子与转子之间的旋转角和/或取向。

以下构型示出本发明的优选扩展方案。

在本发明的一个有利的扩展方案中，旋转角传感器装置设置用于尤其主动给靶通电以便主动产生交变磁场。基于该措施例如省去在定子的区域中设置激励线圈或诸如此类的必要性。此外，通过主动通电可产生较高的磁场强度。由此开辟一种可能性：在靶与以线圈装置形式的传感器元件之间的较大的间距。

附加地或替代地，为了尤其主动给靶供能，尤其第一电压源例如具有尤其第一匹配网络或组件或者根据尤其第一匹配网络或组件的方式、优选具有并联连接的在约5MHz至约20MHz的频率范围中短接的、进一步优选具有在约1MHz处约1Ohm阻抗的、具有15nF电容的电容器或者根据其方式和/或用于匹配输入信号的频率、幅度和/或相位地构造。

此外，附加地或者替代地，靶可以构造为与这样的电压源连接或可连接，并且为此，根据本发明的旋转角传感器装置可以尤其具有相应的连接装置。

在根据本发明的旋转角传感器装置的另一构型方式中，用于传感器元件的或传感器元件的线圈装置具有至少一个线圈元件作为接收线圈。

在该情况下特别有利的是，单个地或任意相互组合地：

相应的线圈元件构造为平面线圈；