[发明专利]传感器装置

说明书

本发明涉及一种传感器装置(100，200，210，220，230，240)，该传感器装置包括：雷达模块(101)，被配置成发射第一信号并且接收对第一信号的反射，其中，第一信号是雷达信号；传感器模块(300)，被配置成发射和/或接收第二信号，该第二信号不同于雷达信号；以及偏转器(400)，所述偏转器(400)对于雷达信号是透射的并且对于第二信号是偏转的，其中，偏转器(400)以预定角度布置在第一信号的第一光束路径(201)中；并且偏转器(400)被配置成将第二信号的第二光束路径(202)偏转至第一信号的第一光束路径(201)中。

技术领域

本发明涉及一种传感器装置。

背景技术

雷达传感器，特别是简称为FM-CW雷达的调频连续波雷达、或直接飞行时间传感器、或相控阵雷达、或MIMO雷达，可以与其他不同的传感器组合用于获得组合测量或者用于验证所使用的传感器彼此之间的测量。可以与雷达传感器组合的传感器类型是光学传感器，特别是用于光检测和测距的传感器，简称为激光雷达或摄像装置。

雷达传感器和激光雷达传感器具有不同的特性。角度分辨率可以通过雷达传感器的衍射来限制，即在122GHz下为若干度，并且通常+/-4°，其中，激光雷达传感器显示出约＜0.02°的角度分辨率。

雷达传感器由于带宽大而可以具有很高的深度分辨率(可能75mm的深度分辨率)，而激光雷达传感器由于在100MHz左右的范围中的实际带宽因此会限制深度分辨率(若干米的深度分辨率)。

两种传感器类型都可以使用不同的技术，即短距离(50m)，并且通常但不限于FMCW雷达传感器，或者通常是针对激光雷达传感器的直接飞行时间测量。

环境条件也可以不同。例如，雷达传感器可以对雾和灰尘不敏感，但对大雨滴敏感，其中激光雷达传感器可以对雾和灰尘敏感，但对大雨滴相对不敏感。

飞行时间摄像装置可以在带宽(1MHz)、总打开角度(30°…40°)或环境光灵敏度方面受到严格限制。机械扫描可以提供较大的打开角度(90°)。

诸如雷达传感器、激光雷达传感器和摄像装置的不同技术之间的传感器融合可以提供来自雷达传感器/扫描仪、激光雷达扫描仪和摄像装置的信息。

摄像装置、雷达、激光雷达传感器和/或扫描仪之间的传感器融合需要数学转换操作以覆盖来自传感器的数据。这是因为设备需要安装在不同的位置。这会引入视差错误并且需要对每个安装进行复杂的校准。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于传感器的组合的改进构思。

用于扫描机构的机械部件尤其增加了激光雷达传感器的成本。采用相控阵的雷达扫描仪需要昂贵的信号处理，并且在方向范围和特异性方面受到限制。

本发明的一个构思是通过提供一种包括雷达模块和传感器模块的同轴系统来克服具有单独的雷达和其他传感器模块(如激光雷达扫描仪、摄像装置以及其他)的缺点，其中雷达模块包括包含相控阵雷达和MIMO(多输入多输出)雷达的雷达传感器，并且传感器模块可以包括包含飞行时间摄像装置、摄像装置、光谱仪或超声传感器的激光雷达感测技术。特别是对于农业应用，将雷达传感器的距离测量或者相控阵雷达或MIMO雷达(对诸如灰尘和雾等环境条件不敏感，然而角度分辨率较低)的空间分辨的距离测量与更高的角度分辨率的光学系统诸如激光雷达飞行时间距离传感器、激光雷达飞行时间摄像装置、摄像装置或甚至是光谱仪相结合以获得有关水分、营养状况或植被指数(例如NDVI)的附加信息可以是有利的。