由VCSEL阵列进行并行照明的方法和装置制造方法及图纸

本申请总体涉及监测驾驶环境内的通信和避免危险。更具体地，本申请教导了一种用于在配备有激光检测和测距LIDAR系统的车辆中进行改进的目标物体检测的系统，其通过在阵列中同时传输多个激光并且使用角度敏感检测技术来解决角度模糊。

【技术实现步骤摘要】
由VCSEL阵列进行并行照明的方法和装置
本申请总体涉及自主和半自动车辆。更具体地，本申请教导了一种用于在配备有激光检测和测距LIDAR系统的车辆中进行改进的目标物体检测的装置。
技术介绍
现代车辆的操作变得更加自动化，即能够以越来越少的驾驶员干预来提供驾驶控制。车辆自动化已经被划分为从零(对应于完全人为控制的无自动化)到五(相当于无人控制的全自动化)的数字级别。诸如巡航控制、自适应巡航控制和停车辅助系统等各种自动驾驶辅助系统对应于较低的自动化水平，而真正的“无人驾驶”车辆对应于较高的自动化水平。对越来越多的车辆进行配备用以使用车载传感器自主地或半自主地确定它们周围的环境。对这项任务而言具有价值的一种传感器是LIDAR，其是一种通过用激光照射目标来测量距离的测量技术。然而，固定LiDAR系统通常对于视场中的每个点都需要激光器照射，因此需要大量的激光器以便在一定距离处实现密集点云。在限制激光发射器的数量的同时获得更大的密度点云是合乎期望的。
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可以实现自主车辆控制命令的独立验证，以帮助诊断主控制系统中的软件或硬件状况。根据本公开的实施例因此可以更稳健，增加客户满意度。根据本专利技术的一个方面，一种装置，包括：激光发射设备，用于在第一方向上传输激光；检测器，具有用于检测第一激光强度的第一检测部分和用于检测第二激光强度的第二检测部分；透镜，用于在所述第一检测部分和所述第二检测部分的接合处分布激光反射；以及处理器，用于响应于所述第一激光强度和所述第二激光强度的比率来确定所述激光反射的入射角。根据本专利技术的另一方面，一种LiDAR系统，包括：发射器，发射光脉冲；第一透镜，用于改变所述光脉冲的方向；检测器，具有用于检测所述光脉冲的反射的第一检测区域和第二检测区域；第二透镜，用于使所述光脉冲散焦，使得所述光脉冲分布在所述第一检测区域的一部分和所述第二检测区域的一部分上；处理器，用于响应于入射在所述第一检测区域上的光脉冲的反射的第一强度和入射在所述第二检测区域上的光脉冲的反射的第二强度来确定所述光脉冲的反射的入射角。根据本专利技术的另一方面，一种LiDAR系统，包括：第一激光发射设备，用于在第一方向上发射第一激光；第二激光发射设备，用于在第二方向上发射第二激光，其中同时传输所述第一激光和所述第二激光；检测器，具有用于检测第一激光强度的第一检测部分和用于检测第二激光强度的第二检测部分；以及处理器，用于响应于所述第一激光强度和所述第二激光强度的比率来确定所述激光反射的入射角，所述处理器还用于确定所述激光反射是否是所述第一激光的反射。从以下结合附图对优选实施例的详细描述中，本公开的上述优点和其他优点和特征将变得清晰。附图说明本专利技术的上述和其他特征和优点以及获得它们的方式将变得更加明显，并且通过参考下面结合附图对本专利技术的实施例的描述将更好地理解本专利技术。其中：图1是根据一个实施例的包括自主控制车辆的通信系统的示意图。图2是根据一个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LIDAR实现的装置的示例性实现的框图。图5是示出用于车辆中的LIDAR实现的方法的示例性实现的框图。图6示出了用于改进的LiDAR扫描的所提出的VCSEL阵列的示例性实施例。图7示出了入射光束检测的示例性图形表示。这里阐述的示例说明了本专利技术的优选实施例，并且这样的示例不被解释为以任何方式限制本专利技术的范围。具体实施方式以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本公开或其应用及其用途。此外，不意图受前面背景或以下详细描述中呈现的任何理论的限制。例如，本专利技术的LiDAR传感器具有用于车辆的特定应用。然而，如本领域技术人员将理解的那样，本专利技术的LiDAR传感器可以具有其他应用。现代车辆有时包括各种主动安全和控制系统，诸如防撞系统、自适应巡航控制系统、车道保持系统、车道对中系统等，其中车辆技术正朝向半自动和全自主驾驶车辆发展。例如，本领域已知的防撞系统如果检测到与另一车辆或物体发生潜在或即将发生的碰撞，则提供自动车辆控制(诸如制动)，并且还可提供警告以允许驾驶员采取纠正措施以防止碰撞。而且，已知自适应巡航控制系统采用前视传感器，如果本车辆正在接近另一车辆则提供自动速度控制和/或制动。这些类型的系统的物体检测传感器可以使用多种技术中的任何一种，诸如短程雷达、远程雷达、具有图像处理的相机、激光或LiDAR、超声波等。物体检测传感器检测本车辆的路径中的车辆和其他物体，并且应用软件使用物体检测信息来适当地提供警告或采取动作。有时在车辆上使用LiDAR传感器来检测车辆周围的物体并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，所述多个扫描点组合为点簇范围图，其中在传感器的视场(FOV)内每隔1/2°或更少提供一个单独的扫描点。因此，如果在本车辆前方检测到目标车辆或其他物体，则可能有多个扫描点返回，识别目标车辆距本车辆的距离。通过提供一簇扫描返回点，可以更容易地检测具有各种形状和任意形状的物体，诸如卡车、拖车、自行车、行人、护栏等，其中物体越大和/或越接近本车辆，则提供越多的扫描点。大多数已知的LiDAR传感器采用单个激光器和快速旋转镜来产生围绕车辆的三维点云反射或返回。当镜子旋转时，激光器发射光脉冲，并且传感器测量光脉冲从其FOV中的物体反射并返回所花费的时间，以确定该物体的距离，在本领域中被称为“飞行时间”计算。通过非常快速地脉冲激光，可以产生传感器的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关联起来以生成车辆周围物体的三维图像。大多数已知的LiDAR传感器的一个缺点是有限的角栅格分辨率。LiDAR可操作以在车辆周围以不连续的角度脉动激光。例如，如果激光器以0.5度的角度分辨率在50米处脉动，则视场的交叉范围间距约为0.5米。对于在自主车辆应用中使用的LiDAR，目标车辆可能仅反射一个或两个传输的激光脉冲。远距离的目标物体的少量命中可能不足以提供物体边界的信息。期望估计每个击中点的表面长度和角度取向并恢复额外的物体信息。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、联网无线设备57(包括但不限于智能手机、平板电脑或诸如手表的可穿戴设备)以及远程访问中心78。车辆12在图1中示意性地示出，包括推进系统13，其在各种实施例中可以包括内燃机，诸如牵引马达的马达和/或燃料电池推进系统。车辆12在所示实施例中被描绘为轿车，但是应该理解，也可以使用包括摩托车、卡车、运动型多用途车辆(SUV)、休闲车辆(RV)、船舶、飞机等的任何其他车辆。车辆12还包括变速器14，变速器14被配置为根据可选择的速比将动力从推进系统13传输到多个车轮15。根据各种实施例，变速器14可以包括步进速比自动变速器、无级变速器或其他适当的变速器。车辆12另外包括车轮制动器17，车轮制动器17被配置为向车轮15提供制动转矩。车轮制动器17在各种实施例中可以包括摩擦制动器，诸如电机的再生制动系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：—激光发射设备，用于在第一方向上发射激光；—检测器，具有用于检测第一激光强度的第一检测部分和用于检测第二激光强度的第二检测部分；—透镜，用于在所述第一检测部分和所述第二检测部分的接合处分布激光反射；以及—处理器，用于响应于所述第一激光强度和所述第二激光强度的比率来确定所述激光反射的入射角。

【技术特征摘要】
2017.06.27 US 15/6340331.一种装置，包括：—激光发射设备，用于在第一方向上发射激光；—检测器，具有用于检测第一激光强度的第一检测部分和用于检测第二激光强度的第二检测部分；—透镜，用于在所述第一检测部分和所述第二检测部分的接合处分布激光反射；以及—处理器，用于响应于所述第一激光强度和所述第二激光强度的比率来确定所述激光反射的入射角。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一激光发射装置是垂直腔表面发射激光器。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置是LIDAR系统的一部分。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述激光反射是来自视场内的目标的激光的反射。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测器具有用于检测第三激光强度的第三检测部分，并且其中所述处理器还能够通过确定所述第一激光强度与所述第三激光强度的比率来进一步确定入射的高度。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述透镜使所述激光反射散焦以便将所述激光反射分布在所述第一检测部分和所述第二检测部分的更大部分上。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·利普森，M·斯卢茨基，I·阿非克，
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