LIDAR系统和方法技术方案

一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：光源，配置成生成独立光束；透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光束，并且将独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；光敏检测器，配置成感测准直传出光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成确定到从其中准直传出光的至少部分被反射向光敏检测器的一个或多个对象的距离。一个或多个处理器，配置成基于准直传出光的至少部分的反射来确定距离。

【技术实现步骤摘要】
LIDAR系统和方法
本文所述的主题涉及距离测量系统，例如LIDAR系统。
技术介绍
各种距离测量系统进行操作以确定对象离系统有多远，和/或确定对象何时存在于由距离测量系统检查下的视场或区域之内。这种距离测量系统的一个示例是光检测和测距（LiDAR）系统。LiDAR系统通过将光引导向在检查下的对象或区域而进行操作。光的至少部分可从对象反射。LiDAR系统检查发射光与接收光的反射之间的时间延迟（又称作反射光的飞行时间）。基于这个时间延迟，LiDAR系统能够确定对象离LiDAR系统有多远。一些已知LiDAR系统使用一个或多个光点或光束来确定到对象的距离或者对象的存在。为了覆盖更大区域，例如通过相对于正被LiDAR系统检查或监测的区域移动光源来移动一个或多个光点。这个移动能够涉及在相反方向上来回光栅化（rastering）一个或多个光点，并且在另一个方向（例如向下方向）上逐渐移动光的来回光栅化。虽然这种途径能够允许LiDAR系统覆盖更大区域，但是光的光栅化对LiDAR系统增加附加机械复杂度并且对LiDAR系统增加附加成本。另外，反射光的检测的信噪比（SNR）可由于单独光点在光的光栅化移动期间覆盖大得多的区域而受损。可通过增加大量光源来增加SNR，但是这也对LiDAR系统增加成本和复杂度。
技术实现思路
在一个实施例中，LiDAR系统包括：光源，配置成生成独立光束；透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光束，并且将独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；光敏检测器，配置成感测准直传出光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成确定到一个或多个对象（从其中，准直传出光的至少部分被反射向光敏检测器）的距离。一个或多个处理器配置成基于准直传出光的至少部分的反射来确定距离。在一个实施例中，另一个LiDAR系统包括：透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光点，并且准直独立光束；光敏检测器，配置成感测经准直的光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成基于反射的光的至少部分的反射来确定到一个或多个对象的距离。在一个实施例中，一种方法包括将光源耦合到散热衬底上，将衬底耦合到热电冷却器，并且将衬底耦合在具有沿封装的一个边缘所设置的接合整体透镜阵列的封装中。透镜阵列配置成接收来自光源的独立光束，并且在多个不同方向上准直独立光束。本专利技术还提供一组技术方案，如下：1.一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：光源，配置成生成独立光束；透镜阵列，配置成接收来自所述光源的所述独立光束，并且将所述独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；光敏检测器，配置成感测所述准直传出光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成确定到从其中将所述准直传出光的所述至少部分反射向所述光敏检测器的一个或多个对象的距离，所述一个或多个处理器配置成基于所述准直传出光的所述至少部分的所述反射来确定所述距离。2.如技术方案1所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列配置成在不同方向上准直所述独立光束的每个。3.如技术方案2所述的LiDAR系统，其中，由所述透镜阵列来准直所述独立光束的每个所在的所述不同方向包括水平方向和垂直方向。4.如技术方案1所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列包括多个透镜，其定位成各自接收来自所述独立光束的不同光束。5.如技术方案1所述的LiDAR系统，还包括设置在所述透镜阵列与反射镜组合件之间的偏振分束器，其在一个或多个方向上引导所述准直传出光。6.如技术方案5所述的LiDAR系统，其中，所述反射镜组合件包括至少一个可移动反射镜，所述至少一个可移动反射镜配置成沿能视场来回移动和反射所述准直传出光。7.如技术方案1所述的LiDAR系统，还包括与所述光源互连的热电冷却器。8.如技术方案1所述的LiDAR系统，还包括窗口，所述准直传出光在离开所述透镜阵列之后经过所述窗口，其中所述窗口包括抗反射层。9.如技术方案1所述的LiDAR系统，还包括所述透镜阵列上的抗反射层。10.一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光点，并且准直独立光束；光敏检测器，配置成感测经准直的所述光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成基于反射的所述光的所述至少部分的所述反射来确定到一个或多个对象的距离。11.如技术方案10所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列配置成在多个不同方向上准直所述独立光束。12.如技术方案10所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列包括多个透镜，所述多个透镜定位成各自接收来自所述独立光点的不同光点。13.如技术方案12所述的LiDAR系统，其中，所述透镜的每个配置成在第一方向和不同的第二方向两者上准直由所述透镜接收的所述光点。14.如技术方案10所述的LiDAR系统，还包括具有窗口的封装，其中所述透镜阵列设置在所述封装中，并且所述窗口或所述透镜阵列的一个或多个包括全向涂布层。15.如技术方案10所述的LiDAR系统，还包括设置在所述透镜阵列与反射镜组合件之间的偏振分束器，其在一个或多个方向上引导经准直的所述光。16.如技术方案10所述的LiDAR系统，还包括具有至少一个可移动反射镜的反射镜组合件，所述至少一个可移动反射镜配置成沿能视场来回移动和反射经准直的所述光。17.如技术方案16所述的LiDAR系统，其中，所述反射镜组合件配置成移动经准直的所述光，而无需移动所述光源。18.如技术方案16所述的LiDAR系统，其中，所述反射镜组合件配置成移动经准直的所述光，而无需移动所述透镜阵列。19.一种方法，包括：将光源耦合到散热衬底上；将所述衬底耦合到热电冷却器；以及将所述衬底耦合在具有沿所述封装的一个边缘所设置的接合整体透镜阵列的封装中，所述透镜阵列配置成接收来自所述光源的独立光束，并且在多个不同方向上准直所述独立光束。20.如技术方案19所述的方法，其中，所述光源使用拾取与放置接合来耦合到所述衬底。21.如技术方案19所述的方法，还包括将偏振分束器安装到所述封装。附图说明通过参照附图，阅读以下非限制性实施例的描述，将会更好地理解本专利技术主题，其中下面：图1示出LiDAR系统的一个实施例；图2示出LiDAR系统的另一个实施例；图3示出能够包含在本文所述LiDAR系统的一个或多个中的照明组合件的一个实施例；图4示出用于提供本文所述LiDAR系统的一个或多个实施例的方法的流程图；以及图5示出图3所示照明组合件的透镜阵列组合件和封装中的透镜的一个实施例。具体实施方式本文所述的专利技术主题提供LiDAR系统和方法，其使用光（例如光线）的延长形状来确定到对象的距离，和/或检测正由系统和方法所监测的区域（例如LiDAR系统的视场）中的对象的存在。所得到的测量然后能够由LiDAR系统或另一个系统用来确定落在LiDAR系统的能视场之内的对象的大小、形状、位置、取向、速度等。由透镜阵列所形成的光能够在一个或多个方向上扫掠（例如移动）。例如，LiDAR系统能够移动由电流计、MEMS致动器等所致动的扫描反射镜（mirror），以便沿水平方向移动光。这能够允许LiDAR系统覆盖组成LiDAR系统的能视场的角的范围。第二扫描反射镜能够用来在正交能视场的一小部分之上扫掠光束，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：光源，配置成生成独立光束；透镜阵列，配置成接收来自所述光源的所述独立光束，并且将所述独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；光敏检测器，配置成感测所述准直传出光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成确定到从其中将所述准直传出光的所述至少部分反射向所述光敏检测器的一个或多个对象的距离，所述一个或多个处理器配置成基于所述准直传出光的所述至少部分的所述反射来确定所述距离。

【技术特征摘要】
2017.04.07 US 15/4823391.一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：光源，配置成生成独立光束；透镜阵列，配置成接收来自所述光源的所述独立光束，并且将所述独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；光敏检测器，配置成感测所述准直传出光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成确定到从其中将所述准直传出光的所述至少部分反射向所述光敏检测器的一个或多个对象的距离，所述一个或多个处理器配置成基于所述准直传出光的所述至少部分的所述反射来确定所述距离。2.如权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列配置成在不同方向上准直所述独立光束的每个。3.如权利要求2所述的LiDAR系统，其中，由所述透镜阵列来准直所述独立光束的每个所在的所述不同方向包括水平方向和垂直方向。4.如权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列包括多个透镜，其定位成各自...

【专利技术属性】
技术研发人员：MM迈尔斯，M费尔德曼，L察卡拉科斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US