一种具有可移动光纤的激光雷达系统技术方案

一种包括具有第一端(205)以及第二端的光纤状元件(201)的布置。所述布置(100)还包括将所述光纤状元件(201)固定在固定位置(206)的固定件(250)。致动器被设计为使所述光纤状元件(201)的所述第一端(205)相对于固定位置(206)移动。在一些示例中，LIDAR系统被设计为基于光(191、192)对布置周围的物体进行扫描距离测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种具有可移动光纤的激光雷达系统
不同实施例涉及一种布置，该布置包括光纤状元件和致动器，所述致动器被设置为使所述光纤状元件的第一端相对于所述光纤状元件的固定位置移动。在各种实施例中，该布置还包括激光雷达(LIDAR)系统，该激光雷达系统用于基于激光对该布置周围的物体进行扫描距离测量。
技术介绍
物体的距离测量在各种
里都有所期望。例如，期望与自动驾驶的应用相结合，以识别机动车周围的物体，特别是确定到物体的距离。用于物体的距离测量技术即所谓的LIDAR技术(英语：Lightdetectionandranging，有时也作激光雷达LADAR)。其中，脉冲激光从发射器发出。周围的物体反射激光。随后可以测量这些反射。可以通过确定激光的运行时间来确定到物体的距离。为了以空间分辨方式识别周围的物体，对激光进行扫描是可能的。这可以根据激光的辐射角度来识别周围不同的物体。然而，传统地，空间分辨LIDAR系统具有相对昂贵、笨重、维护频繁和/或较大等缺点。通常，在LIDAR系统中使用扫描镜，该扫描镜可以被置于不同的位置。扫描镜的可确定位置的精度通常限制了LIDAR测量的空间分辨的精度。此外，扫描镜通常很大，并且调节机构可能需要频繁维护和/或很昂贵。从Leach,JeffreyH.,StephenR.Chinn和LewGoldberg的“单向全光纤扫描LADAR系统”(《应用光学》54.33(2015):9752-9757)一文中已知，存在使用光纤的可调弯曲度执行扫描LIDAR测量的技术。从Mokhtar,M.H.H.和R.R.A.Syms的“用于精密双轴利萨如曲线扫面的特制光纤波导”(《光学速递》23.16(2015):20804-20811)一文中也已知存在相关技术。这些技术的缺点是光纤的弯曲度相对有限。此外，可能难以实现可避免从光纤端部射出的激光的光束发散的透镜。
技术实现思路
因此，需要用于测量布置周围物体距离的改进技术。具体来说，需要至少消除一些上述限制和缺点的技术。所述问题通过独立权利要求的特征得到解决。从属权利要求的特征限定实施例。一种装置包括具有第一端和第二端的柔性光纤状元件。所述装置还包括将所述光纤状元件固定到固定位置的固定件。所述装置还包括固定地连接到所述光纤状元件的所述第一端并被安置为用于偏转入射激光的偏转单元。所述装置还包括被设计为使所述光纤状元件在所述固定位置和所述第一端之间的区域中移动的至少一个致动器。所述装置还包括被设计为将主激光辐射到所述偏转单元上的激光光源。所述主激光至所述偏转单元的光路不通过所述光纤状元件。在所述光纤状元件处于休止位置时，在所述第一激光的光路和所述光纤状元件的中心轴之间的角度在120°-240°的范围内，可选地，在150°-210°范围内。一种装置包括具有第一端和第二端的柔性光纤状元件。所述装置还包括将所述光纤状元件固定在所述第一端和所述第二端之间的固定位置的固定件。所述装置还包括固定地连接至所述光纤状元件的所述第一端并被设计成偏转入射激光的偏转单元。所述装置还包括被设计为使所述光纤状元件在所述固定位置和所述第一端之间的区域移动的至少一个致动器。所述装置还包括被设计为将主激光辐射至所述偏转单元上的激光光源。所述装置还包括被设计成基于所述主激光对所述布置周围的物体进行扫描距离测量的LIDAR系统。所述主激光至所述偏转单元的光路不通过所述光纤。在一示例中，方法包括使光纤状元件在所述光纤状元件至固定件的固定位置和所述光纤状元件的第一端之间的区域中移动。将偏转单元固定地连接至所述光纤状元件的所述第一端。所述方法还包括用主激光照射所述偏转单元。所述激光的光路不通过所述光纤状元件。所述方法可选地包括执行对物体的扫描距离测量。在不脱离本专利技术的保护范围的情况下，上述描述的特征和以下描述的特征不仅可以在相应的、明确的解释组合中使用，也可以用于其他组合或单独使用。附图说明图1A根据不同实施例示意性地示出了被设计用于对布置周围的物体进行扫描距离测量的布置，其中该布置包括激光的发射器、激光的探测器以及LIDAR系统。图1B示意性地示出了图1A的布置的更详细的细节，其中该布置包括被设计为扫描激光的扫描装置。图2根据不同实施例示意性地示出了包括具有可移动端的光纤状元件的扫描装置。图3A根据不同实施例示意性地示出了包括具有可移动端的光纤状元件的扫描装置，其中图3A示出了光纤状元件的弯曲。图3B根据不同实施例示意性地示出了包括具有可移动端的光纤状元件的扫描装置，其中图3B示出了光纤状元件的扭转。图4A根据不同实施例示意性地示出了包括具有可移动端的光纤状元件的扫描装置。图4B根据不同实施例示意性地示出了包括具有可移动端的光纤状元件的扫描装置。图4C根据不同实施例示意性地示出了包括具有可移动端的光纤状元件的扫描装置。图5根据不同实施例示意性地示出了用于确定光纤状元件的可移动端的位置的定位装置，其中该定位装置包括光纤布拉格光栅。图6A根据不同实施例示意性地示出了用于确定光纤状元件的可移动端的位置的定位装置，其中该定位装置包括两个光纤布拉格光栅。图6B根据不同实施例示意性地示出了用于确定光纤状元件的可移动端的位置的定位装置，其中该定位装置包括两个光纤布拉格光栅。图6C根据不同实施例示意性地示出了用于确定光纤状元件的可移动端的位置的定位装置，其中该定位装置包括四个光纤布拉格光栅。图7根据不同实施例示意性地示出了用于确定光纤状元件的可移动端的位置的定位装置，其中该定位装置包括四个光纤布拉格光栅。图8A根据不同实施例示意性地示出了用于确定光纤状元件的可移动端的位置的定位装置，其中该定位装置包括四个光纤布拉格光栅。图8B根据不同实施例示意性地示出了用于确定光纤状元件的可移动端的位置的定位装置，其中该定位装置包括分束器和位置敏感探测器(PSD)。图8C根据不同实施例示意性地示出了用于确定光纤状元件的可移动端的位置的定位装置，其中该定位装置包括分束器和位置敏感探测器(PSD)。图8D根据不同实施例示意性地示出了用于确定光纤状元件的可移动端的位置的定位装置，其中该定位装置包括分束器和位置敏感探测器(PSD)。图9根据不同实施例示意性地示出了用于使光纤状元件的可移动端移动的致动器。图10A根据不同实施例示意性地示出了用于使光纤状元件的可移动端移动的致动器。图10B根据不同实施例示意性地示出了用于使光纤状元件的可移动端移动的致动器。图10C根据不同实施例示意性地示出了用于使光纤状元件的可移动端移动的致动器。图11根据不同实施例示意性地示出了用于使光纤状元件的可移动端移动的致动器。图12根据不同实施例示意性地示出了用于对布置周围的物体执行扫描距离测量的布置。图13是根据不同实施例的方法的流程图。图14根据不同实施例示意性地示出了一阶弯曲模式和二阶弯曲模式。图15根据不同实施例示意性地示出一种装置。图16根据不同实施例示意性地示出一种装置。图17示意性地示出了二维扫描范围。具体实施方式结合以下对结合附图详细说明的示例性实施例的描述，本专利技术的上述品质、特征和优点以及如何将其实现的类型和方式将变得更加清楚和易于理解。本专利技术使用参考附图的优选实施例在下面详细说明。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。附图是本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置包括：柔性光纤状元件(201)，具有第一端(205)和第二端；固定件(250)，其将所述光纤状元件固定至固定位置(206)；偏转单元(452)，其固定地连接至所述光纤状元件的所述第一端，并且被安置成用于偏转入射激光(191、192、191B、192B)；至少一个致动器(900)，其被设计为使所述光纤状元件在所述固定位置与所述第一端之间的区域移动；以及激光光源(599)，其被设计为向所述偏转单元辐射主激光(191、192)；其中，所述主激光至所述偏转单元的光路不通过所述光纤状元件(201)；其中，在所述光纤状元件(201)处于休止位置时，所述主激光(191、192)的所述光路与所述光纤状元件(201)的中心轴(202)之间的夹角(866)在120°‑240°的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.23 DE 102016010236.51.一种装置包括：柔性光纤状元件(201)，具有第一端(205)和第二端；固定件(250)，其将所述光纤状元件固定至固定位置(206)；偏转单元(452)，其固定地连接至所述光纤状元件的所述第一端，并且被安置成用于偏转入射激光(191、192、191B、192B)；至少一个致动器(900)，其被设计为使所述光纤状元件在所述固定位置与所述第一端之间的区域移动；以及激光光源(599)，其被设计为向所述偏转单元辐射主激光(191、192)；其中，所述主激光至所述偏转单元的光路不通过所述光纤状元件(201)；其中，在所述光纤状元件(201)处于休止位置时，所述主激光(191、192)的所述光路与所述光纤状元件(201)的中心轴(202)之间的夹角(866)在120°-240°的范围内。2.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述光纤状元件(201)处于休止位置时，所述主激光(191、192)的所述光路与所述光纤状元件(201)的所述中心轴(202)之间的所述夹角(866)为180°。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述偏转单元(452)被设计为通过在所述偏转单元(452)的前侧(452-1)反射来偏转所述主激光(191、192)；所述光纤状元件(201)的所述第一端(205)连接至所述偏转单元(452)的与所述前侧相对的后侧(452-2)。4.根据前述任一权利要求所述的装置，其中，所述至少一个致动器被设计为使所述光纤状元件(201)在所述固定位置和所述第一端之间的区域中，在第一扭转度(371、372)与第二扭转度(371、372)之间移动。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一扭转度(371、372)与所述第二扭转度(371、372)之间的移动对应于所述光纤状元件(201)沿所述中心轴(202)的扭转。6.根据前述任一权利要求所述的装置，其中，所述至少一个致动器被设计为使所述光纤状元件(201)在所述固定位置与所述第一端之间的区域中，在第一弯曲度(311、321)和第二弯曲度之间移动。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述至少一个致动器被设计为使所述光纤状元件(201)在所述第一弯曲度和所述第二弯曲度之间，以按二阶或更高阶的本征模式谐振移动。8.根据前述任一权利要求所述的装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·佩蒂特，
申请(专利权)人：视野有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE