[发明专利]具有改进的表面品质的LIDAR传感器系统

说明书

传感器系统包括LiDAR单元和盖板，该LiDAR单元具有波长800 nm至1600 nm的激光的发射器和波长800 nm至1600 nm的光的接收器，所述盖板布置为使得由LiDAR单元发射并由其接收的红外光穿过盖板。所述盖板包括热塑性材料的层，其中所述热塑性材料含有透明热塑性聚合物和具有≥15个碳原子的单羧酸与甘油或具有≥15个碳原子的单醇的单酯。此外，所述热塑性材料不含硬脂酸与季戊四醇的单酯、二酯、三酯和四酯。

本发明涉及传感器系统，其包括LiDAR单元和盖板，所述LiDAR单元具有波长800nm至1600 nm的激光的发射器和波长800 nm至1600 nm的光的接收器，所述盖板布置为使得由LiDAR单元发射并由其接收的红外光穿过盖板。本发明还涉及这样的系统的制造方法、包括这样的传感器系统的运载工具、和热塑性材料用于制造LiDAR传感器和/或LiDAR接收器的盖板的用途。

驾驶员辅助系统，如紧急制动辅助系统、车道辅助系统、交通标志识别系统、自适应速度控制系统和距离控制器是已知的并在当今运载工具中使用。为了执行所提到的功能，使用通常基于雷达、LiDAR、超声和摄像机传感器的环境检测传感器。立体光学摄像系统和LiDAR传感器对高度自动化和自主驾驶特别重要，因为它们能够提供从近到远范围的运载工具环境的高分辨率三维图像。本发明中描述的基底材料特别适用于光学摄像系统，如单目和立体摄像系统和LiDAR传感器。该基底材料也适用于雷达传感器。

光学摄像系统如今已用于运载工具传感器领域，例如用于车道保持辅助系统。光学传感器的一大优点在于它们可重现环境的非常精确的图像，即不是逐点检测环境，而是大面积成像。如果还要测定例如距位于运载工具前方的物体或其它运载工具的距离，使用多个摄像机如立体摄像机代替单目摄像机。也可以使用两个或更多个LiDAR传感器代替旋转LiDAR系统。通过检测至少两个图像，可以计算三维图像，例如通过三角测量。通过这样的方法，因此也可以实现距离测量。尽管用于光学距离测量的系统非常精确，但精确度随着与各自物体的距离降低而降低。当用作唯一的传感器系统时，光学摄像系统依赖于存在的光条件。特定的光条件，如迎面光、强烈太阳辐射、曙暮光或黑暗可严重损害测量结果。没有显示出大的对比度或轮廓的物体的检测也成问题。这可导致对环境的误判。

因此使用多个传感器系统。例如，可将数字摄像机图像与来自其它传感器系统，如雷达，尤其是LiDAR传感器的信息比较。通过信息的概括，软件可以生成尽可能无误差的环境图像并校正来自个别传感器系统的可能的错误识别。生成如此精确的环境图像对自主驾驶系统必不可少。由热塑性材料制成的盖板因此必须同时适用于多个传感器类型；出于设计原因，尤其理想的是不必使用多种材料，而是能够由一种材料实现各自的盖板。

LiDAR（英文光探测和测距的简称）或LaDAR（激光探测和测距）是与雷达相关的光学距离和速度测量方法。使用红外激光束代替雷达中的无线电波或微波。有很多不同类型的LiDAR系统，其区别尤其在于水平检测范围（例如70°至360°）、激光类型（例如扫描连续波激光或静态脉冲激光）和传感器技术（例如机械旋转镜或半导体电子设备）。本发明也涵盖了在技术上与LiDAR相关的红外摄像机，其使用它们自己的红外光源。

基于热塑性材料的部件对于用于运载工具领域而言提供与常规材料，例如玻璃相比的许多优点。这些包括例如提高的防裂性和/或重量减轻，这在汽车的情况下能实现在道路交通事故中更高的乘客安全和更低的燃料消耗。最后，含热塑性聚合物的材料由于更容易的可成型性而允许明显更大的设计自由度。

由热塑性材料制成的盖板应当用于隐藏LiDAR传感器和可能存在的光学摄像系统并且也为敏感的传感器电子设备提供保护。

在US 2012/0287417 A1中描述了LiDAR传感器以及聚碳酸酯Makrolon 2405与着色制剂450601的一起使用。在WO 2018/197398 A1中描述了涉及Lidar传感器的其它聚碳酸酯应用或聚碳酸酯组合物。