从动态位置提供接收光的动态视场制造技术

一种用于在扫描激光雷达系统中提供动态复合视场的系统和方法，例如用于改善检测到的光的信噪比。动态复合视场可以包括可用的检测器像素的子集，并且因此可以减少噪声源引入的噪声，噪声源可以用检测器区域缩放，例如暗电流和可能由光电检测器的电容引起的增益峰值。

Providing dynamic field of view for receiving light from dynamic position

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从动态位置提供接收光的动态视场要求优先权该专利要求2017年1月24日提交的临时专利申请序列号62/499,716的优先权，其全部内容通过引用结合到本文中。
本公开涉及用于提高从移动源接收光的系统的精度的系统和方法，例如在扫描激光测距系统或自由空间光通信系统中。
技术实现思路
某些系统，例如激光雷达系统，可以扫描目标区域的光束，并检测由目标区域反射或散射的扫描光束。除了别的以外，专利技术人已经认识到，当光束扫过目标区域时，可以提供动态视场，例如可以提供检测到的光的改善的信噪比。在所附权利要求中提供了本公开的其他特征，除非在本文件的其他地方另有明确说明，否则这些特征可任选地以任何排列或组合彼此组合。在一方面，本公开可表征为一种在具有光敏检测器的激光雷达系统中动态调整复合视场的方法。该方法可包括选择第一组检测器像素，例如用于检测朝向目标区域发射的光束的一部分。该方法还可包括调整向所述目标区域发射的光束的角度。该方法还可包括然后选择第二组检测器像素，例如用于检测具有调整角度的光束的一部分。该方法还可包括从所述第一组检测器像素中减去至少一个检测器像素，并将所述至少一个检测器像素添加到所述第一组检测器像素，例如以形成第二组检测器像素。检测的光束可包括对应于M个像素的区域，以及所述第一组检测器像素和所述第二组检测器像素可包括M+1个像素，并且所述光敏检测器可包括N个像素，其中N大于M+1。该方法还可包括以图案扫描所述目标区域上的光束并使用全部数量N个检测器像素来记录检测的光束的位置。该方法还可包括使用检测的光束的记录位置来选择所述第一和第二组检测器像素。该方法还可包括在处理之前将所述第一组检测器像素中的像素相加、以及在处理之前将所述第二组检测器像素中的像素相加。该方法还可包括在处理之后将所述第一组检测器像素中的像素相加、以及在处理之后将所述第二组检测器像素中的像素相加。该方法还可包括使用选择的第一组检测器像素来检测光束的位置，并且当检测的光束位置的中心位于所述第一组检测器像素中的两个像素之间的边界时，选择所述第二组检测器像素。该方法还可包括扫描所述目标区域上的光束并使用全部数量N个检测器像素来确定每次光束穿过两个检测器像素之间的边界的角度。该方法还可包括扫描所述目标区域上的光束，并且每次光束的角度对应于所确定的角度之一时，选择新组的M+1个检测器像素。在一方面，本公开可表征为一种用于动态调整激光雷达系统中的复合视场的系统。该系统可包括发射器，被配置为以第一角度然后以第二角度朝向目标区域发射光束。该系统还可包括光电检测器，包括多个像素。该系统还可包括控制电路，被配置为选择第一组检测器像素以接收来自所述目标区域的第一角度的光束的一部分，并且选择第二组检测器像素以接收来自所述目标区域的第二角度的光束的一部分。控制电路可被配置为从所述第一组检测器像素中减去至少一个检测器像素，并将所述至少一个检测器像素添加到所述第一组检测器像素，例如以形成第二组检测器像素。光束的接收部分可包括对应于M个检测器像素的区域，以及所述第一组检测器像素和所述第二组检测器像素可包括M+1个检测器像素，并且所述光敏检测器可包括N个检测器像素，其中N可大于M+1。发射器可被配置为以图案扫描所述目标区域上的光束并使用全部数量N个检测器像素，例如来记录检测的光束的位置。控制电路可被配置为使用检测的光束的记录位置来选择所述第一和第二组检测器像素。该系统还可包括求和电路，可在处理之前将所述第一组检测器像素中的像素相加、以及在处理之前将所述第二组检测器像素中的像素相加。该系统还可包括求和电路，以在处理之后将所述第一组检测器像素中的像素相加、以及在处理之后将所述第二组检测器像素中的像素相加。在一方面，本公开可表征为一种动态调整激光雷达系统中复合视场的方法。该方法可包括向目标区域发射光束。该方法还可包括从所述目标区域接收响应光束到对应于第一复合视场的第一组像素。该方法还可包括调整发射光束的角度，并基于所述发射光束的调整角度，从所述第一组像素中移除至少一个像素，并将所述至少一个像素添加到所述第一组像素以形成对应于第二复合视场的第二组像素。该方法还可包括然后以调整角度向所述目标区域发射光束，并从所述目标区域接收响应光束到与第二视场对应的第二组像素。该方法还可包括顺序扫描跨越所述目标区域的光束，和确定发射光束的接收部分与至少两个像素的边界对准的光束的至少一个角度。当所述发射光束的接收部分的中心与至少两个像素的边界对准时，可以确定光束的至少一个角度。附图说明现在将参考附图通过示例描述本公开，其中：图1示出了扫描激光雷达系统的示图。图2示出了用于动态调整复合FOV的方法的图。图3示出了用于动态调整复合FOV的方法的图。图4示出了用于动态调整复合FOV的电气系统的示图。图5示出了扫描激光雷达系统的操作方法。图6示出了扫描的激光雷达系统中的信号路径。具体实施方式图1示出了激光雷达系统100的一部分的示例。激光雷达系统100可包括控制电路104、照明器105、扫描元件106、光学系统116、光敏检测器120和检测电路124。控制电路104可以连接到照明器105、扫描元件106和检测电路124。光敏检测器120可以连接到检测电路124。在操作期间，控制电路104可以向照明器105和扫描元件106提供指令，例如使照明器105向扫描元件106发射光束并使扫描元件106将光束导向目标区域112。在一个示例中，发光器105可以包括激光器，并且扫描元件可以包括矢量扫描器，例如电光波导。电光波导可以基于从控制电路104接收的指令调整光束的角度。目标区域112可以对应于光学系统116的视场。电光波导可以在一系列扫描段114中扫描目标区域112上的光束。光学系统116可以从目标区域112接收至少一部分光束，并且可以将扫描的区段114成像到光敏检测器120上(例如，CCD)。检测电路124可以从光敏检测器120接收和处理扫描点的图像，以便形成帧。在示例中，控制电路104可以选择感兴趣的区域，该感兴趣的区域是光学系统的视场的子集，并指示电光波导扫描感兴趣的区域。在示例中，检测电路124可以包括用于数字化接收的图像的电路。在一个示例中，激光雷达系统100可以安装在汽车中，以便于自动驾驶自动驾驶汽车。光学系统116的视场可以与光敏检测器120相关联，例如光学系统116将光成像到光敏检测器120上。光敏检测器120可以包括并被分成检测器像素121的阵列，并且光学系统的视场(FOV)可以被划分为像素FOV123的阵列，其中光学系统的每个像素FOV对应于光敏检测器120的像素。在一个示例中，来自一组检测器像素121的一个或多个信号(例如，测量的电荷或电流)可以被加在一起，以便形成复合FOV(例如，检测器像素FOV的总和)。复合FOV可以是小于完整FOV的子集。通过改变哪些像素被加在一起，可以动态地调整复合FOV。求和可以以各种方式完成。例如，可以数字地执行求和，诸如在有源复合FOV中的每个像素的一些处理之后。也可以通过直接(例如，通过直接从光电二极管求和光电流，或通过将光电流转换为电压，例如用跨阻抗放大器，然后对电压求和)从入射在光检测器上的光产生的光电流中加入电流来进行求和。也可以在信号路径中稍后利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在具有光敏检测器的激光雷达系统中动态调整复合视场的方法，该方法包括：选择第一组检测器像素，用于检测朝向目标区域发射的光束的一部分；调整向所述目标区域发射的光束的角度；和然后选择第二组检测器像素，用于检测具有调整角度的光束的一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.24 US 62/449,7161.一种在具有光敏检测器的激光雷达系统中动态调整复合视场的方法，该方法包括：选择第一组检测器像素，用于检测朝向目标区域发射的光束的一部分；调整向所述目标区域发射的光束的角度；和然后选择第二组检测器像素，用于检测具有调整角度的光束的一部分。2.权利要求1所述的方法，包括从所述第一组检测器像素中减去至少一个检测器像素，并将所述至少一个检测器像素添加到所述第一组检测器像素，以形成第二组检测器像素。3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中检测的光束具有对应于M个像素的区域，以及所述第一组检测器像素和所述第二组检测器像素包括M+1个像素，并且所述光敏检测器包括N个像素，其中N大于M+1。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，包括以图案扫描所述目标区域上的光束并使用全部数量N个检测器像素来记录检测的光束的位置。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括使用检测的光束的记录位置来选择所述第一和第二组检测器像素。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，包括在处理之前将所述第一组检测器像素中的像素相加、以及在处理之前将所述第二组检测器像素中的像素相加。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，包括在处理之后将所述第一组检测器像素中的像素相加、以及在处理之后将所述第二组检测器像素中的像素相加。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，包括使用选择的第一组检测器像素来检测光束的位置，并且当检测的光束位置的中心位于所述第一组检测器像素中的两个像素之间的边界时，选择所述第二组检测器像素。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，包括扫描所述目标区域上的光束并使用全部数量N个检测器像素来确定每次光束穿过两个检测器像素之间的边界的角度。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，包括扫描所述目标区域上的光束，并且每次光束的角度对应于所确定的角度之一时，选择新组的M+1个检测器像素。11.一种用于动态调整激光雷达系统中的复合视场的系统，该系统包括：发射器，被配置为以第一角度然后以第二角度朝向目标区域发射光束；光电检测器，包括多个像素；...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·R·戴维斯，B·路易，M·H·安德森，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US