[發明專利]用于距離測量的方法和設備

在審

• 申請號: 202010920211.2
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112540378A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 云薩爾·卡布克
• 申請（專利權）人: 愛貝歐汽車系統有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S17/26;G01S17/89;G01S17/894;G01S7/4863;G01S7/4861;G01S7/481;G01S7/48
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華;何月華

本發明涉及用于距離測量的方法和設備。該方法包括創建至少一個幀，其中，確定測量區域的至少一個子區域的3D信息，作為幀的一部分。該方法包括在用于確定至少一個感興趣區域的第一階段與用于從至少一個感興趣區域測定3D信息的第二階段之間劃分用于創建幀的時間預算。該方法還包括執行第一階段，其中借助于發射單元發射多個測量脈沖，并由接收單元接收反射的測量脈沖，作為第一階段的一部分，其中在第一階段確定測量區域的2D信息，并從2D信息確定感興趣區域。該方法包括執行第二階段，其中，在第二階段借助于發射單元發射多個測量脈沖，并由接收單元接收反射的測量脈沖，并且在第二階段確定感興趣區域的3D信息。

技術領域

本發明涉及一種用于光學距離測量的方法和設備。

背景技術

從現有技術中已知光學距離測量、特別是用于車輛的無人駕駛導航的光學距離測量。光學距離測量基于飛行時間原理，其中周期性地發射測量脈沖(該測量脈沖在物體上反射)，并檢測反射的測量脈沖。通過確定測量脈沖從傳感器到物體再返回傳感器的飛行時間，可以借助光速得出到這些物體的距離的結論。

典型地，用于光學測量距離的相應設備被形成為LIDAR(“光檢測和測距(LightDetection and Ranging)”的縮寫)傳感器，LIDAR傳感器由發射和接收單元組成，該單元可以有效地感測測量區域，從而無需使用機械部件。因此，在發射側，可以使用電子掃描方法，例如激光二極管或光學相控陣的選擇性尋址。在接收側，接收元件的陣列同樣可以用于接收反射的測量脈沖。由于內存量有限、待處理的數據量、以及接收單元的功耗，因此無法同時評估大量的接收元件。在現有技術中，這限制了接收元件的數量，這些接收元件可以在時間間隔(幀速率)期間被讀取和處理。

在接收側，可以通過使用各種透鏡來更改分辨率和測量區域，但是接收元件的數量總是預定的。因此，由于接收元件的數量是預定的，所以只能以低分辨率來測量大的測量區域。此外，由于各個接收元件的差異性，因此范圍和信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)也較小，從而降低了方法和設備的性能。

發明內容

本發明的目的是改進用于光學距離測量的方法和相應的設備，使得可以以實現感興趣區域的盡可能大的范圍但同時盡可能高的分辨率的方式，成本高效且可靠地測量盡可能大的測量區域。

前述目的通過用于光學距離測量的方法來實現，其中，該方法包括創建至少一個幀、特別是多個幀。確定測量區域的至少一個子區域的3D信息，作為幀的一部分。幀應被理解為單個圖像。特別地，術語“3D信息”應被理解成關于測量區域的至少一個子區域的距離信息，換句話說深度信息。特別地，確定測量區域的至少一個子區域的3D深度圖。

創建多個幀，特別是按時間順序創建。特別地，該方法創建幀的速率被稱為幀速率。因此，幀可以被認為是3D信息，換句話說，是在分配給該幀的時間間隔內確定的測量區域的至少一個子區域的三維“圖像”。該子區域優選是感興趣區域。

該方法包括在用于確定至少一個感興趣區域的第一階段與用于從所述至少一個感興趣區域測定3D信息的第二階段之間劃分用于創建幀的時間預算。特別地，時間預算是分配給幀的時間間隔。該時間間隔特別是由幀速率引起的。

特別地，術語“感興趣區域”是“感興趣視場”。感興趣區域是測量區域的子區域。特別地，根據本發明，術語“測量區域”指的是三維空間，從該三維空間可以接收和/或待接收所發射的測量脈沖的反射。換句話說，該術語應當理解成待測量的區域。測量區域可以是但不必須是技術性的，但可以有意地選擇。因此，測量區域是要通過根據本發明的方法“測量”、換句話說感測的區域。

該方法包括執行第一階段，其中借助于發射單元發射多個測量脈沖，并且接收單元接收反射的測量脈沖，作為第一階段的一部分。