用于光检测与测距光学对准的方法与系统技术方案

提供了一种方法，其涉及将发射块和接收块安装在LIDAR装置中，以提供发射块和接收块之间的相对位置。该方法还涉及将相机定位在给定位置处，在该给定位置处，相机可以对由发射块发射的光束成像，并且可以对接收块成像。该方法还涉及使用相机获得指示发射块中的一个或多个光源的光源位置的第一图像和指示接收块中的一个或多个检测器的检测器位置的第二图像。该方法还涉及基于第一图像和第二图像来确定至少一个偏移。该方法还涉及至少部分地基于所述至少一个偏移来调节发射块和接收块之间的相对位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光检测与测距光学对准的方法与系统
技术介绍
除非本文另有说明，本部分中描述的内容不是本申请中权利要求的现有技术，并且不被认为是通过包含在本部分中而是现有技术。LIDAR可以在扫描场景的同时估计与环境特征的距离，以汇集指示环境中的反射表面的“点云”。可以通过发射激光脉冲并检测从环境中的对象反射的返回脉冲(如果有的话)、并根据所发射的脉冲的发射与反射脉冲的接收之间的时间延迟确定到对象的距离来确定点云中的各个点。激光或激光组可以遍及场景而被快速且重复地扫描，以提供有关于到场景中反射对象的距离的连续实时信息。在测量每个距离的同时，结合测得的距离和一个或多个激光器的取向，允许将三维位置与每个返回脉冲相关联。以这种方式，可以为整个扫描区域生成指示环境中反射特征的位置的点的三维地图。
技术实现思路
在一个示例中，提供了一种方法，其涉及将发射块和接收块安装在光检测和测距(lightdetectionandranging，LIDAR)装置中以提供发射块和接收块之间的相对位置。发射块可以包括被配置为发射处于源波长的光的一个或多个光源。接收块可以包括被配置为检测处于源波长的光的一个或多个检测器。该方法还涉及将相机定位在给定位置处，在该给定位置处，当相机聚焦于无限远时可以对由所述一个或多个光源发射的光束成像并且可以对所述一个或多个检测器成像。该方法还涉及使用定位于给定位置处并聚焦于无限远的相机获得第一图像。第一图像可以指示所述一个或多个光源的光源位置。该方法还涉及使用定位于给定位置处并聚焦于无限远处的相机获得第二图像。第二图像可以指示接收块中的所述一个或多个检测器的检测器位置。该方法还涉及基于由第一图像指示的光源位置和由第二图像指示的检测器位置来确定至少一个偏移。该方法还涉及至少部分地基于所述至少一个偏移来调节发射块和接收块之间的相对位置。在另一示例中，提供了一种系统，其包括安装平台以安装光检测和测距(LIDAR)装置，该光检测和测距(LIDAR)装置提供LIDAR装置中的发射块和LIDAR装置中的接收块之间的相对位置。发射块可以包括被配置为发射处于源波长的光的一个或多个光源。接收块可以包括被配置为检测处于源波长的光的一个或多个检测器。该系统还包括定位于给定位置处的相机，在该给定位置处，当相机聚焦于无限远时可以对由所述一个或多个光源发射的光束成像并且可以对所述一个或多个检测器成像。该系统还包括被配置为调节发射块和接收块之间的相对位置的对准设备。该系统还包括控制器，该控制器被配置为从定位于给定位置处并聚焦于无限远的相机获得第一图像。第一图像可以指示所述一个或多个光源的光源位置。控制器还被配置为从定位于给定位置处并聚焦于无限远的相机获得第二图像。第二图像可以指示接收块中的所述一个或多个检测器的检测器位置。控制器还被配置为基于由第一图像指示的光源位置和由第二图像指示的检测器位置来确定至少一个偏移。控制器还被配置为使对准设备至少部分地基于所述至少一个偏移来调节发射块和接收块之间的相对位置。在又一示例中，提供了一种系统，其包括用于将发射块和接收块安装在光检测和测距(LIDAR)装置中以提供发射块和接收块之间的相对位置的器件。发射块可以包括被配置为发射处于源波长的光的一个或多个光源。接收块可以包括被配置为检测处于源波长的光的一个或多个检测器。该系统还包括用于将相机定位在给定位置处的器件，在该给定位置处，当相机聚焦于在无限远时可以对由所述一个或多个光源发射的光束成像，并且可以对一个或多个检测器成像。该系统还包括用于使用定位于给定位置处并且聚焦于无限远的相机获得第一图像的器件。第一图像可以指示所述一个或多个光源的光源位置。该系统还包括用于使用定位于给定位置并且聚焦于无限远的相机来获得第二图像的器件。第二图像可以指示接收块中的所述一个或多个检测器的检测器位置。该系统还包括用于基于由第一图像指示的光源位置和由第二图像指示的检测器位置来确定至少一个偏移的器件。该系统还包括用于至少部分地基于所述至少一个偏移来调节发射块和接收块之间的相对位置的器件。在适当的情况下参考附图，通过阅读以下详细描述，这些以及其他方面、优点和替代方式对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。附图说明图1是根据示例实施例的系统的框图；图2A示出了根据示例实施例的LIDAR装置；图2B是图2A所示的LIDAR装置的横截面视图；图2C是图2A所示的LIDAR装置的透视图，其中移除各种部件以图示LIDAR装置的内部。图3示出了根据示例实施例的发射块；图4A是根据示例实施例的光源的视图；图4B是根据示例性实施例的图4A的光源与柱面透镜的组合的视图；图4C是根据示例性实施例的图4B的光源与柱面透镜组合的另一视图；图5A示出了根据示例实施例的接收块；图5B示出了包括在图5A的接收块中的三个检测器的侧视图；图6A示出了根据示例实施例的另一LIDAR装置；图6B示出了图6A的LIDAR装置的局部横截面视图；图6C示出了图6A的LIDAR装置中的光学组件的局部横截面视图；图7A示出了根据示例实施例的系统；图7B示出了图7A所示的系统的布置，其中滤光器未插置在LIDAR装置和相机之间；图7C示出了图7A-7B所示的系统的局部视图；图8示出了根据示例实施例的另一系统；图9是根据示例实施例的方法的流程图；图10示出了根据示例实施例的指示光源位置的图像；图11示出了根据示例实施例的指示检测器位置的图像；图12示出了根据示例实施例、在光源和检测器对准的情境下的图像；图13示出了根据示例实施例、在光源和检测器具有上/下偏移的情境下的图像；图14示出了根据示例实施例、在光源和检测器具有左/右偏移的情境下的图像；图15示出了根据示例实施例、在光源和检测器具有前/后偏移的情境下的图像；图16示出了根据示例实施例、在光源和检测器具有滚动(roll)偏移的情境中的图像；图17示出了根据示例实施例、在光源和检测器具有偏摆(yaw)偏移的情境下的图像；图18示出了根据示例实施例、在光源和检测器具有俯仰(pitch)偏移的情境下的图像；图19示出了根据示例实施例的指示缺陷或像差的图像；图20是根据示例实施例的另一方法的流程图；图21示出了根据示例性实施例的另一系统的局部横截面视图；图22示出了根据示例实施例的相机的前视图。具体实施方式以下详细描述参考附图描述所公开的系统、装置和方法的各种特征和功能。在图中，相似的符号标识相似的部件，除非上下文另有说明。本文描述的说明性系统、装置和方法实施例不意味着是限制性的。本领域技术人员可以容易地理解，所公开的系统、装置和方法的特定方面可以以各种各样的不同配置来布置和组合，所有这些都在本文中被考虑。在示例中，LIDAR装置可以包括发射块和接收块。发射块可以包括一个或多个光源，其发射用于从LIDAR装置离开而朝向LIDAR装置的环境传播的光。转而，发射光可以自环境中的一个或多个对象反射，并且反射光可以朝向LIDAR装置往回传播。此外，接收块可以包括一个或多个检测器以检测反射光。通过该过程，计算系统可以处理来自LIDAR装置的与反射光有关的数据，以确定LIDAR装置的环境中的各种对象的位置和/或特性。为了便于LIDAR装置的操作，由对应的检测器接收由给定光源发射并朝向LIDAR装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将发射块和接收块安装在光检测和测距(LIDAR)装置中，以提供所述发射块和所述接收块之间的相对位置，其中，所述发射块包括被配置为发射处于源波长的光的一个或多个光源，并且其中，所述接收块包括被配置为检测处于所述源波长的光的一个或多个检测器；将相机定位在给定位置处，在所述给定位置处，相机在聚焦于无限远时能够对由所述一个或多个光源发射的光束成像、并且能够对所述一个或多个检测器成像；使用定位于所述给定位置处并聚焦于无限远的所述相机获得第一图像，其中，所述第一图像指示所述一个或多个光源的光源位置；使用定位于所述给定位置处并聚焦于无限远的所述相机获得第二图像，其中，所述第二图像指示所述接收块中的所述一个或多个检测器的检测器位置；基于由所述第一图像指示的所述光源位置和由所述第二图像指示的所述检测器位置确定至少一个偏移；以及至少部分地基于所述至少一个偏移调节所述发射块和所述接收块之间的相对位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.27 US 14/671,0851.一种方法，包括：将发射块和接收块安装在光检测和测距(LIDAR)装置中，以提供所述发射块和所述接收块之间的相对位置，其中，所述发射块包括被配置为发射处于源波长的光的一个或多个光源，并且其中，所述接收块包括被配置为检测处于所述源波长的光的一个或多个检测器；将相机定位在给定位置处，在所述给定位置处，相机在聚焦于无限远时能够对由所述一个或多个光源发射的光束成像、并且能够对所述一个或多个检测器成像；使用定位于所述给定位置处并聚焦于无限远的所述相机获得第一图像，其中，所述第一图像指示所述一个或多个光源的光源位置；使用定位于所述给定位置处并聚焦于无限远的所述相机获得第二图像，其中，所述第二图像指示所述接收块中的所述一个或多个检测器的检测器位置；基于由所述第一图像指示的所述光源位置和由所述第二图像指示的所述检测器位置确定至少一个偏移；以及至少部分地基于所述至少一个偏移调节所述发射块和所述接收块之间的相对位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述LIDAR装置还包括透镜，所述透镜被配置为(i)使从所述一个或多个光源发射的光准直，以及(ii)将光聚焦到所述一个或多个检测器上，并且其中，所述给定位置使得所述相机能够经由所述透镜对由所述一个或多个光源发射的光束成像、并且能够经由所述透镜对所述一个或多个检测器成像。3.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述发射块和所述接收块之间的相对位置包括：使所述接收块围绕轴线旋转。4.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述第一图像包括：在所述一个或多个光源发射处于所述源波长的光的同时获得所述第一图像。5.根据权利要求4所述的方法，其中，获得所述第一图像还包括：在滤光器被插置在所述相机和所述一个或多个光源之间的同时获得所述第一图像，其中，所述滤光器被配置为衰减包括所述源波长的波长范围内的光。6.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述第二图像包括：在所述一个或多个光源不发射处于所述源波长的光、并且所述一个或多个检测器被用来自辅助光源的处于所述源波长的光照明的同时获得所述第二图像。7.根据权利要求1所述的方法，还包括基于使所述第一图像和所述第二图像重叠生成合成图像，其中，所述至少一个偏移基于与光源相关联的合成图像中的一个或多个像素和与对应的检测器相关联的合成图像中的一个或多个像素之间的分离被确定。8.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述发射块和所述接收块之间的相对位置减小了所述至少一个偏移。9.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述发射块和所述接收块之间的相对位置使得所述至少一个偏移对应于特定偏移。10.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述第一图像检测光源中的缺陷。11.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述第一图像检测光学地联接到光源的光学元件中的像差。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收块联接到沿着所述接收块的接收路径定位的半反射镜，其中，所述相机联接到沿着所述相机的相机透镜的外围定位并被配置为朝向所述LIDAR装置发射光的至少两个光源，所述方法还包括：使所述至少两个光源发射光脉冲；从相机获得第三图像，所述第三图像指示被发射的光脉冲从联接到所述接收块的所述半反射镜的反射；以及将所述第三图像与存储的图像比较，其中，调节所述发射块和所述接收块之间的相对位置还基于所述比较。13.根据权利要求1所述的方法，还包括将邻近所述接收块定...

【专利技术属性】
技术研发人员：G彭内科特，PY德罗兹，
申请(专利权)人：伟摩有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US