[發明專利]用于光雷達發射的方法和系統

有效

• 申請號: 201580050574.2
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN107076838B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: L·C·杜珊
• 申請（專利權）人: 艾耶股份有限公司
• 主分類號: G01S7/484
• 分類號: G01S7/484
• 代理公司: 北京思益華倫專利代理事務所(普通合伙) 11418
• 代理人: 趙飛;郭紅麗

揭示用于改善光雷達發射的各種實施例，包含但不限于使用閉合回路反饋控制來精細地控制反射鏡掃描位置的實例實施例、使用范圍點向下選擇來改善掃描的實例實施例，以及其它實施例。

對相關專利申請案的交叉引用和優先權主張

本專利申請案主張2014年8月15日提交的第62/038,065號美國臨時專利申請案的優先權，其全部揭示內容以引用的方式并入本文中。

背景技術

據信，在此項技術中極為需要改善計算機視覺技術，尤其是在例如汽車計算機視覺等領域中。然而，這些需要不限于汽車計算機視覺市場，因為改善計算機視覺技術的需求廣泛地跨越多種領域，包含但不限于自主平臺視覺(例如，用于空氣、陸地(包含地下)、水(包含水下)和太空的自主車輛，例如基于陸地的自主車輛、自主飛行器，等)、監測(例如，邊界安全性、無人駕駛飛機監控，等)、繪圖(例如，亞表層隧道繪圖、經由無人駕駛飛機繪圖，等)、目標辨識應用、遠程感測、安全警告(例如，對于駕駛員)，等等)。

在本文中使用時，術語“光雷達”是指且涵蓋激光雷達、激光檢測和測距以及光檢測與測距(“光達”)中的任一者。光雷達為廣泛結合計算機視覺而使用的技術。在示范性光雷達系統中，包含激光源的發射器將例如光雷達脈沖等激光輸出發射到鄰近環境中。接著，光雷達接收器將從所述鄰近環境中的物體接收對此激光輸出的反射，且光雷達接收器將處理所接收反射以確定到此類物體的距離(范圍信息)。基于此范圍信息，可以通過希望計算例如障礙物避免情形中的路徑規劃、導航點確定等事情的主機處理器獲得對環境幾何布置的更清晰理解。然而，用于計算機視覺問題的常規光雷達解決方案具有高成本、大的大小、大重量和大功率要求，以及大的數據帶寬使用。此情形的最佳實例是車輛自主性。這些并發因素在很大程度上將其有效使用限制于僅需要短視覺范圍、窄視場和/或低重游比率的昂貴應用。

舉例來說，光雷達系統在此項技術中已知，其中光雷達發射器同時照亮大量的范圍點。閃爍式光雷達為此類系統的實例。然而，相信這些常規系統具有數個缺點。舉例來說，閃爍式光雷達系統每脈沖激光需要非常高的能量，這不僅昂貴而且也可能對眼睛有害。此外，用于閃爍式光雷達系統的讀出集成電路通常噪聲相當大。而且，用于閃爍式光雷達系統的寬視場信噪比(SNR)通常非常低，這導致短范圍，由此削弱其有用性。

發明內容

為致力于滿足此項技術中改善基于光雷達的計算機視覺技術的需要，本文揭示用于以新的創新方式應用掃描光雷達發射概念的方法和系統的數個實施例。掃描光雷達不同于閃爍式光雷達，不同之處在于掃描光雷達將光雷達脈沖依序發射到目標范圍點，而非使用很大程度上非目標性的閃爍照明。盡管常規掃描光雷達解決結合閃爍式光雷達所經歷的許多問題，但常規掃描光雷達系統通常經受龐大性和幀率限制。為致力于提供此項技術中的額外進步的過程中，本文揭示改善的掃描光雷達發射技術。

舉例來說，本文揭示一種方法，其包括：(1)處理拍攝列表，所述拍攝列表包括用于由掃描光雷達發射系統瞄準的多個范圍點；(2)通過基于所述經處理拍攝列表使用多個反射鏡掃描位置的閉合回路反饋控制而依據所述反射鏡掃描位置對反射鏡進行掃描來控制所述掃描光雷達發射系統的動態掃描圖形以瞄準所述經處理拍攝列表的所述范圍點，其中所述反射鏡掃描位置界定所述掃描光雷達發射系統瞄準之處；以及(3)通過所述受控掃描光雷達發射系統根據所述動態掃描圖形將多個光雷達脈沖朝向所述經處理拍攝列表的所述范圍點發射。

在一實例實施例中，所述掃描位置為可移動反射鏡的掃描角度，由此所述可移動反射鏡圍繞軸線旋轉以改變其掃描角度。然而，應理解，所述掃描位置無需限于掃描角度，且其它實施例可以在橫向和/或高度方向上掃描所述可移動反射鏡以界定所述系統瞄準之處。