具有双射束导引的光检测和测距(LIDAR)系统技术方案

本发明专利技术提供一种光检测和测距LIDAR设备，其包含具有双射束导引的双射束扫描器。所述LIDAR设备中的第一射束扫描器在第一多个扫描模式中的一或多个中扫描较宽区域，且所述LIDAR设备中的第二射束扫描器在不同于所述第一多个扫描模式的第二多个扫描模式中的一或多个中扫描较窄区域。

Optical detection and ranging (LIDAR) system with dual beam guidance

The invention provides a light detection and ranging LIDAR device, which comprises a dual beam scanner with dual beam guidance. The first beam scanner in the LIDAR device scans a wider area in one or more of the first multiple scanning modes, and the second beam scanner in the LIDAR device is in a narrower area in one or more of the more than 2 scanning modes different from the first multiple scanning modes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有双射束导引的光检测和测距(LIDAR)系统
本文中所描述的各种实施例涉及光检测和测距(LIDAR)，且更确切地说，涉及LIDAR中的双射束导引。
技术介绍
LIDAR已用于检测静止和移动物体的各种应用中。举例来说，LIDAR越来越多地实施于车辆防撞系统，用以检测静止和移动车辆以避免交通碰撞。在常规的LIDAR系统中，物体的检测是通过在预定扫描模式中用激光束进行扫描来实现的。举例来说，常规LIDAR系统中的激光束可通过反射来自移动或旋转镜的激光束来而被重新引导。移动或旋转镜可例如由微机电系统(MEMS)机械地控制。此类机械或MEMS控制的镜能够在预定模式中用激光束进行扫描，但通常不能够形成小凹，也就是说，使射束指向随机方向，或并不基于预定扫描模式在不同时间使射束指向不同光点。基于衍射的硅基液晶(LCOS)射束导引可能够形成小凹，但典型LCOS系统的切换速率相对较低。在典型的高速公路交通中，沿相反方向行进的两个车辆可能以较高的相对速度彼此接近。如果车辆中的一个配备有具有相对低扫描速率的常规LIDAR系统，那么在两次连续扫描之间两个辆车可能已行进了一段相当长的距离。另一方面，如果激光束扫描限于狭窄区段，以试图提高扫描速率，那么可能无法检测到所述区段之外的车辆。为了提供有效的车辆检测和避免碰撞，需要车辆配备LIDAR系统，所述系统既能扫描在其中可发现关注物体的宽阔区域，又能提供对这些区域内关注物体的快速更新，例如，快速接近的车辆。
技术实现思路
本公开的示范性实施例涉及用于光检测和测距(LIDAR)系统中双射束或多射束导引的设备和方法。在实施例中，提供一种LIDAR设备，LIDAR设备包括：第一射束扫描器，其经配置以在第一多个扫描模式中的一或多个中扫描；以及第二射束扫描器，其经配置以在不同于第一多个扫描模式中的所述一或多个的第二多个扫描模式中的一或多个中扫描；以及控制器，其耦合到第一射束扫描器和第二射束扫描器，控制器经配置以基于一或多个目标可能位于其中的一或多个所关注区域而驱动第一射束扫描器且驱动第二射束扫描器以监控所述一或多个所关注区域中的一或多个经识别目标。在另一实施例中，提供一种LIDAR设备，LIDAR设备包括：用于在第一多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描的第一装置；以及用于在第二多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描的第二装置，所述第二多个扫描模式中的一或多个不同于第一多个扫描模式中的所述一或多个；以及用于控制用于扫描的第一装置和用于扫描的第二装置的装置，其包括：用于基于一或多个目标可能位于其中的一或多个所关注区域而驱动第一射束扫描器的装置，以及用于驱动第二射束扫描器以监控所述一或多个所关注区域中的一或多个经识别目标的装置。在另一实施例中，提供一种用一或多个激光束进行扫描的方法，方法包括：基于一或多个目标可能位于其中的一或多个所关注区域在第一多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描；以及在第二多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描以监控所述一或多个所关注区域中的一或多个经识别目标，所述第二多个扫描模式中的一或多个不同于第一多个扫描模式中的所述一或多个。在又一实施例中，提供一种用于用一或多个激光束进行扫描的设备，设备包括：经配置以基于一或多个目标可能位于其中的一或多个所关注区域在第一多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描的逻辑；以及经配置以在第二多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描以监控所述一或多个所关注区域中的一或多个经识别目标的逻辑，所述第二多个扫描模式中的一或多个不同于第一多个扫描模式中的所述一或多个。附图说明呈现附图以协助描述本公开的实施例，且提供所述图式仅用于说明本公开的实施例而非对其加以限制。图1是说明其中光检测和测距(LIDAR)设备可实施于车辆中以避免碰撞的交通环境的实例的图式。图2是说明具有双射束导引的LIDAR设备的实施例的框图。图3是说明利用LIDAR设备用一或多个激光束进行扫描的方法的实施例的流程图。图4是说明经配置以利用LIDAR设备用一或多个激光束进行扫描的逻辑的实施例的框图。具体实施方式在涉及特定实施例的以下描述和有关图式中描述本公开的方面。可在不脱离本公开的范围的情况下设计替代实施例。另外，熟知元件将不被详细地描述或将被省略以免混淆本公开的相关细节。词语“示范性”在本文中用于意指“充当实例、例子或说明”。在本文中被描述为“示范性”的任何实施例未必被理解为比其它实施例优选或有利。同样，术语“实施例”并不要求所有实施例均包含所论述特征、优势或操作模式。本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，且并不意图限制实施例。如本文中所使用，除非上下文另作明确指示，否则单数形式“一”和“所述”意图也包含复数形式。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”当在本文中使用时指定所叙述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。此外，应理解，除非另外明确陈述，否则词语“或”具有与布尔(Boolean)运算子“OR”相同的含义，也就是说，其涵盖“或”和“皆”的可能性，且不限于“异或”(“XOR”)。还应理解，除非另外明确陈述，否则两个邻接词之间的符号“/”具有与“或”相同的涵义。此外，除非另外明确陈述，否则例如“连接到”、“耦合到”或“与…连通”的短语不限于直接连接。另外，依据待由例如计算装置的元件执行的动作的序列来描述许多实施例。将认识到本文中所描述的各种动作可由例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)，或各种其它类型的通用或专用处理器或电路等特定电路、正由一或多个处理器执行的程序指令或两者的组合执行。另外，本文中所描述的这些动作序列可被视为全部在任何形式的计算机可读存储媒体内体现，在所述计算机可读存储媒体中存储有对应的计算机指令集，所述计算机指令在执行时将致使相关联的处理器执行本文中所描述的功能性。因此，本公开的各种方面可以多种不同形式来体现，所述形式全都已经考虑在所要求的主题的范围内。另外，对于本文中所描述的实施例中的每一个来说，任何此类实施例的对应形式可在本文中被描述为例如“经配置以执行所描述的动作的逻辑”。图1是说明其中一或多个车辆可以配备有光检测和测距(LIDAR)设备以避免碰撞的交通环境的实例的图式。在图1中说明的实例中，第一车辆102在与第二车辆104、第三车辆106和第四车辆108相同的道路上行进。第二车辆104和第三车辆106在与第一车辆102相反的方向上移动，而第四车辆108在与第一车辆102相同的方向上移动。第四车辆108可能不存在对第一车辆102的即时的安全问题，这是因为其在不同的车道中行进且以与第一车辆102相同的方向移动。尽管第三车辆106在面向第一车辆102的方向上移动，但其在不同车道中行进且可不存在对第一车辆102的即时的安全威胁。然而，第二车辆104可能存在对第一车辆102的更即时的安全威胁，这是因为其在与第一车辆102相同的车道中行进且在接近第一车辆102的方向上移动。在图1中说明的实例中，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光检测和测距LIDAR设备，其包括：第一射束扫描器，其经配置以在第一多个扫描模式中的一或多个中扫描；和第二射束扫描器，其经配置以在不同于所述第一多个扫描模式中的所述一或多个的第二多个扫描模式中的一或多个中扫描；以及控制器，其耦合到所述第一射束扫描器和所述第二射束扫描器，所述控制器经配置以基于一或多个目标可能位于其中的一或多个所关注区域而驱动所述第一射束扫描器，且驱动所述第二射束扫描器以监控所述一或多个所关注区域中的一或多个经识别目标。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.20 US 14/859,3411.一种光检测和测距LIDAR设备，其包括：第一射束扫描器，其经配置以在第一多个扫描模式中的一或多个中扫描；和第二射束扫描器，其经配置以在不同于所述第一多个扫描模式中的所述一或多个的第二多个扫描模式中的一或多个中扫描；以及控制器，其耦合到所述第一射束扫描器和所述第二射束扫描器，所述控制器经配置以基于一或多个目标可能位于其中的一或多个所关注区域而驱动所述第一射束扫描器，且驱动所述第二射束扫描器以监控所述一或多个所关注区域中的一或多个经识别目标。2.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中所述第一射束扫描器经配置以比所述第二射束扫描器扫描更宽区域。3.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中所述第一射束扫描器包括激光束反射器。4.根据权利要求3所述的LIDAR设备，其中所述激光束反射器包括机械控制的反射器。5.根据权利要求3所述的LIDAR设备，其中所述激光束反射器包括微机电系统MEMS控制的反射器。6.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中所述第二射束扫描器包括经配置用于形成小凹的射束扫描器。7.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中所述第二射束扫描器包括基于衍射的射束扫描器。8.根据权利要求7所述的LIDAR设备，其中所述基于衍射的射束扫描器包括基于硅基液晶LCOS的射束扫描器。9.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中所述第一射束扫描器经配置以用第一激光束进行扫描，其中所述第二射束扫描器经配置以用第二激光束进行扫描，且其中所述第一激光束和所述第二激光束具有相同波长。10.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中所述第一射束扫描器经配置以用第一激光束进行扫描，其中所述第二射束扫描器经配置以用第二激光束进行扫描，且其中所述第一激光束和所述第二激光束具有不同波长。11.根据权利要求10所述的LIDAR设备，其中所述控制器经进一步配置以基于在不同波长下所述第一激光束和所述第二激光束的反射来区分不同材料的目标。12.一种光检测和测距LIDAR设备，其包括：用于在第一多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描的第一装置；和用于在第二多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描的第二装置，所述第二多个扫描模式中的所述一或多个不同于所述第一多个扫描模式中的所述一或多个；以及用于控制用于扫描的所述第一装置和用于扫描的所述第二装置的装置，其包括：用于基于一或多个目标可能位于其中的一或多个所关注区域而驱动所述第一射束扫描器的装置；以及用于驱动所述第二射束扫描器以监控所述一或多个所关注区域中的一或多个经识别目标的装置。13.根据权利要求12所述的LIDAR设备，其中用于在所述第一多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描的所述第一装置经配置以按比用于在所述第二多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描的所述第二装置快的速率扫描，所述第二多个扫描模式中的所述一或多个不同于所述第一多个扫描模式中的所述一或多个。14.根据权利要求12所述的LIDAR设备，其中用于在所述第一多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描的所述第一装置包括激光束反射器。15.根据权利要求14所述的LIDAR设备，其中所述激光束反射器包括机械控制的反射器。16.根据权利要求14所述的LIDAR设备，其中所述激光束反射器包括微机电系统MEMS控制的反射器。17.根据权利要求12所述的LIDAR设备，其中用于在所述第二多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描的所述第二装置包括经配置用于形成小凹的射束扫描器，所述第二多个扫描模式中的所述一或多个不同于所述第一多个扫描模式中的所述一或多个。18.根据权利要求12所述的LIDAR设备，其中用于在所述第二多个扫描模式中的一或多个中用一或多个激光束进行扫描的所述第二装置包括基于衍射的射束扫描器，所述第二多个扫描模式中的所述一或多个不同于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃洛迪米尔·斯洛博佳纽克，艾弗杰尼·佩托维奇·高瑟夫，卡里姆·阿拉比，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US