用于增加激光雷达探测器的视场的设备和照明装置制造方法及图纸

本申请总体涉及在受监控的驾驶环境中的通信和危险规避。更具体地，本申请教导了一种用于车辆中的改进的目标物体探测的系统，该车辆配备有激光探测和测距激光雷达系统，使用双凸透镜或球形透镜，以便实现激光雷达探测器阵列的更大视场。

Equipments and lighting devices for increasing the field of view of lidar detectors

This application generally involves communication and risk aversion in a monitored driving environment. More specifically, this application teaches an improved target detection system for vehicles equipped with a laser detection and ranging lidar system using a double convex lens or a spherical lens to achieve a larger field of view of a lidar detector array.

【技术实现步骤摘要】
用于增加激光雷达探测器的视场的设备和照明装置
本专利技术总体涉及自主和半自主车辆。更具体地，本申请教导了一种用于在配备有激光探测和测距激光雷达系统的车辆中改进目标物体探测的设备。
技术介绍
现代车辆的操作日益自动化，即，能够提供驾驶控制，具有越来越少的驾驶员干涉。车辆自动化已经被分类成数值水平，范围为从零到五，零对应于无自动化而具有完全的人为控制，五对应于完全的自动化而无人为控制。各种自动的驾驶员辅助系统，例如巡航控制、自适应巡航控制和泊车辅助系统，对应于更低的自动化水平，而真正的“无驾驶员”车辆对应于更高的自动化水平。日益对车辆进行装备，以使用车载传感器来自主或半自主地确定它们周围的环境。一种用于该任务的有价值的传感器是激光雷达(LIDAR)，激光雷达(LIDAR)是一种勘测技术，其通过激光照亮目标来测量距离。然而，固定的激光雷达系统通常需要大量的激光发射器和激光探测器，以获得可接受的密度点云。希望获得更高的密度点云，同时限制激光发射器的数量。
技术实现思路
根据本公开的实施例提供了许多优点。例如，根据本公开的实施例使得自主车辆控制命令能够独立生效，以帮助诊断主控制系统中的软件条件或硬件条件。根据本公开的实施例因此可以更稳健，从而提高顾客的满意度。根据本专利技术的一个方面，一种设备包括凸透镜、第一探测器、第二探测器，以及处理器，凸透镜具有第一侧和第二侧，第一探测器安装于第二侧以用于接收第一光脉冲，第一光脉冲在第一侧上具有第一入射角；第一探测器能够操作以响应于第一光脉冲而生成第一控制信号，第二探测器安装于第二侧以用于接收第二光脉冲，第二光脉冲在第二侧上具有第二入射角，第二探测器能够操作以响应于第二光脉冲而生成第二控制信号，处理器用于响应于第一控制信号和第二控制信号而生成范围绘图。根据本专利技术的另一个方面，一种激光雷达系统包括探测器以及处理器，探测器包括凸透镜，凸透镜具有第一侧和第二侧，第一传感器安装于第二侧以用于接收第一光脉冲，第二传感器安装于第二侧以用于接收第二光脉冲，处理器用于响应于第一光脉冲和第二光脉冲而生成范围绘图。根据本专利技术的另一个方面，一种有源探测系统包括激光发射阵列、探测阵列，以及处理器，激光发射阵列具有用于发射第一光脉冲的第一发射器、用于发射第二光脉冲的第二发射器，以及用于引导第一光脉冲和第二光脉冲的第一透镜，探测阵列具有第二透镜，第二透镜具有第一凸侧和第二凸侧，第一传感器安装于第二凸侧以用于接收第一光脉冲，第二传感器安装于第二凸侧以用于接收第二光脉冲，处理器用于控制激光发射阵列并响应于第一光脉冲和第二光脉冲而生成范围绘图。当结合附图时，根据以下的针对优选实施例的详细描述，本专利技术的以上优点以及其他优点和特征将变得清晰明了。附图说明结合附图，参考对本专利技术的实施例的下述描述，本专利技术的上述和其他特征和优点以及实现它们的方式会更加清晰明了，也可以更好地理解本专利技术，其中：图1是根据实施例的包括自主控制车辆的通信系统的示意图。图2是根据实施例的用于车辆的自动驾驶系统(ADS)的示意性框图。图3是示出用于实现本公开的系统和方法的示例性环境的图。图4是示出用于车辆中的激光雷达的实施方式的设备的示例性实施方式的框图。图5示出了具有激光探测器的示例性透镜的图。图6示出了示例性的探测器阵列的图。本文所述的范例说明了本专利技术的优选实施方案，而这样的范例不应认为是对本专利技术范围的任何方式的限制。具体实施方式以下的详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本专利技术或其应用以及用途。此外，并不意图受前面的背景或以下详细描述中给出的任何理论的约束。例如，本专利技术的激光雷达传感器具有用于车辆上的特定应用。然而，如本领域技术人员所理解的，本专利技术的激光雷达传感器可以具有其他应用。现代车辆有时包括多种有源安全和控制系统，例如防撞系统、自适应巡航控制系统、车道保持系统、车道居中系统等，其中车辆技术正向半自主和全自主驾驶车辆发展。例如，防撞系统在本领域中是已知的，如果探测到与另一车辆或物体的潜在的或即将发生的碰撞，其提供自动车辆控制，例如制动，并且还可以提供警告，以允许驾驶员采取校正措施以防止碰撞。此外，如果主车辆正在接近另一车辆，已知的采用前向观察传感器的自适应巡航控制系统提供自动速度控制和/或制动。用于这些类型的系统的物体探测传感器可以使用多种技术中的任何一种，例如短程雷达、长程雷达、带有图像处理的相机、激光或激光雷达、超声波等。物体探测传感器探测主车辆的路径中的车辆和其他物体，应用软件使用物体探测信息来提供警告或采取适当措施。激光雷达传感器有时用于车辆上以探测车辆周围的物体，并且使用来自提供多个扫描点的物体的反射来提供这些物体的范围和取向，所述多个扫描点结合为点簇范围绘图，其中跨越每1/2°或更小的传感器视场(FOV)提供单独的扫描点。因此，如果在主车辆前方探测到目标车辆或其他物体，可以有多个被返回的扫描点来识别目标车辆与主车辆的距离。通过提供扫描返回点的群集，可以更容易地探测到具有多种任意形状的物体，如卡车、拖车、自行车、行人、护栏等，其中该物体越大和/或越靠近主车辆，提供的扫描点越多。大多数已知的激光雷达传感器采用单个激光器和快速旋转镜来生成环绕车辆的反射或返回的三维点云。当镜旋转时，激光器发射光脉冲，传感器测量其FOV中光脉冲从物体反射并返回所花费的时间，以确定物体的距离，这在本领域中已知为飞行时间计算。通过非常快速地脉冲激光，可以生成传感器的FOV中的物体的三维图像。可以提供多个传感器，并且可以将来自其的图像相关联，以生成围绕车辆的物体的三维图像。大多数已知的激光雷达传感器的一个缺点是有限的角栅分辨率。激光雷达可操作以在车辆周围以离散的角度脉冲激光。例如，如果激光以0.5度的角分辨率脉冲，在50米处，视场的横向范围间距约为0.5米。对于在自主车辆应用中使用的激光雷达，目标车辆可能仅反射所发射的激光脉冲中的一个或两个。在较大距离处的目标物体的少量命中可能无法提供物体边界的充足信息。希望能够估计每个命中点的表面长度和角度取向，并恢复另外的物体信息。图1示意性地示出了包括用于机动车辆12的移动车辆通信和控制系统10的操作环境。用于车辆12的通信和控制系统10通常包括一个或多个无线载波系统60、陆地通信网络62、计算机64、网络化无线装置57，以及远程访问中心78，网络化无线装置57包括但不限于智能电话、平板电脑，或诸如手表的可穿戴装置。在图1中示意性地示出的车辆12包括推进系统13，其可在多个实施例中包括内燃机、诸如牵引马达的电机，和/或燃料电池推进系统。车辆12在所示实施例中描绘为客车，但应理解，也可以使用任何其他车辆，包括摩托车、卡车、运动型多功能车(SUV)、休闲车(RV)、船舶、飞行器等。车辆12还包括变速器14，变速器14构造成根据可选择的速率比将动力从推进系统13传输到多个车轮15。根据多种实施例，变速器14可包括步进比自动变速器、无级变速器或其他合适的变速器。车辆12还包括车轮制动器17，车轮制动器17构造成向车轮15提供制动转矩。在多种实施例中，车轮制动器17可以包括摩擦制动器、诸如电机的再生制动系统和/或其他合适的制动系统。车辆12还包括转向系统16。尽管出于展示性目的，转向系统16被描绘为包括方向盘，在一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：‑凸透镜，所述凸透镜具有第一侧和第二侧；‑第一探测器，所述第一探测器安装于所述第二侧，以用于接收第一光脉冲，所述第一光脉冲在所述第一侧上具有第一入射角；所述第一探测器能够操作以响应于所述第一光脉冲而生成第一控制信号；‑第二探测器，所述第二探测器安装于所述第二侧，以用于接收第二光脉冲，所述第二光脉冲在所述第二侧上具有第二入射角，所述第二探测器能够操作以响应于所述第二光脉冲而生成第二控制信号；以及‑处理器，所述处理器用于响应于所述第一控制信号和所述第二控制信号而生成范围绘图。

【技术特征摘要】
2017.07.27 US 15/6610781.一种设备，包括：-凸透镜，所述凸透镜具有第一侧和第二侧；-第一探测器，所述第一探测器安装于所述第二侧，以用于接收第一光脉冲，所述第一光脉冲在所述第一侧上具有第一入射角；所述第一探测器能够操作以响应于所述第一光脉冲而生成第一控制信号；-第二探测器，所述第二探测器安装于所述第二侧，以用于接收第二光脉冲，所述第二光脉冲在所述第二侧上具有第二入射角，所述第二探测器能够操作以响应于所述第二光脉冲而生成第二控制信号；以及-处理器，所述处理器用于响应于所述第一控制信号和所述第二控制信号而生成范围绘图。2.根据权利要求1所述的设备，还包括用于发射所述第一光脉冲的第一发射器和用于发射所述第二光脉冲的第二发射器。3.根据权利要求2所述的设备，还包括用于引导所述第一光脉冲和所述第二光脉冲的第一传输透镜。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备是激光雷达系统的一部分。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述凸透镜是球形。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一发射器和所述第二发射器形成垂直腔面发射激光阵列的一部分。7.根据权利要求1所述的设备，还包括第二凸透镜，所述第二凸透镜具有第三侧和第四侧，还具有安装于所述第四侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·利普森，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US