相干激光雷达系统、用于操作相干激光雷达系统的方法、以及包括相干激光雷达系统的车辆涉及用于在视场内引导来自该系统的输出光的光束转向装置。光束转向装置的第一系列位置在视场内限定出第一扫描模式,并且光束转向装置的第二系列位置在视场内限定出第二扫描模式。相干激光雷达系统包括控制器,控制器用于给光束转向装置提供转变位置以便将光束转向装置从第一扫描模式转变至第二扫描模式。转变位置遵循基样条(B‑样条)函数。
Controlled scanning mode transformation in coherent lidar
【技术实现步骤摘要】
相干激光雷达中的受控扫描模式转变引言主题公开涉及相干激光雷达系统中的受控扫描模式转变。车辆(例如,汽车、卡车、施工设备、农场设备、自动化工厂设备)越来越多地包括传感器,传感器获得关于车辆操作和车辆周围的环境的信息。一些传感器(诸如,相机、无线电探测和测距(雷达)系统、以及光探测和测距(激光雷达)系统)可以检测和追踪车辆附近的物体。相干激光雷达系统传输调频连续波(FMCW)光并且处理反射光束以确定关于目标的信息。通过确定车辆周围的物体的相对地点和航向,可以使车辆操作增强或者自动化以便提高安全性和性能。例如,传感器信息可以用于向车辆的驾驶员发出警报或者操作车辆系统(例如,防撞系统、自适应巡航控制系统、自主驾驶系统)。比如雷达系统和激光雷达系统等传感器可以在给定视场上执行扫描。在激光雷达系统的情况下,光束转向装置可以用于按照表示在视场上的粗扫描的模式来引导光束,一次传输一束光。如果在粗扫描期间检测到目标,则激光雷达系统然后可以减小执行精细扫描的区域。相应地,令人期望的是提供相干激光雷达系统中的受控扫描模式转变。
技术实现思路
在一个示例性实施例中,一种相干激光雷达系统包括光束转向装置,该光束转向装置用于在视场内引导来自该系统的输出光。光束转向装置的第一系列位置在视场内限定出第一扫描模式,并且光束转向装置的第二系列位置在视场内限定出第二扫描模式。系统还包括控制器,控制器用于给光束转向装置提供转变位置以便将光束转向装置从第一扫描模式转变至第二扫描模式。转变位置遵循基样条(B-样条)函数。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器基于确定B-样条的节段N的数量来确定转变位置。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器通过在光束转向装置的速度不超过最大值的情况下基于该速度随着N的值减小而增加使N的值最小化来确定节段N的数量。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器基于确定结点的数量来计算B-样条函数。结点数量指示从第一扫描模式的最终位置到达第二扫描模式的初始位置所需要的方向变化的数量,第一扫描模式以位置矢量和速度矢量结束,并且第二扫描模式以位置矢量和速度矢量开始。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器基于速度矢量和速度矢量是否平行以及基于基于位置矢量速度矢量位置矢量和速度矢量所解答的标量参数u和u'来确定结点数量是一还是二。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器基于速度矢量和速度矢量平行且速度矢量和速度矢量的点积为负或者基于速度矢量和速度矢量不平行且u和u’的符号函数不相等来确定结点数量是一。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器基于速度矢量和速度矢量平行且速度矢量和速度矢量的点积为非负或者基于速度矢量和速度矢量不平行且u和u’的符号函数相等来确定结点数量是二。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器基于在第一扫描模式中对目标的检测来确定第二扫描模式。除了本文所描述的一个或多个特征之外,系统是单基地系统或双基地系统。除了本文所描述的一个或多个特征之外,系统被包括在车辆上或内并且检测物体相对于车辆的地点和速度。在另一示例性实施例中,一种用于操作相干激光雷达系统的方法包括:调节光束转向装置以便在视场内引导来自该系统的输出光。将光束转向装置调节至第一系列位置会在视场内限定出第一扫描模式,并且将光束转向装置调节至第二系列位置会在视场内限定出第二扫描模式。方法还包括:给光束转向装置提供转变位置以便将光束转向装置从第一扫描模式转变至第二扫描模式。转变位置遵循基样条(B-样条)函数。除了本文所描述的一个或多个特征之外,方法还包括:基于确定B-样条的节段N的数量来确定转变位置。除了本文所描述的一个或多个特征之外,确定节段的数量是基于在光束转向装置的速度不超过最大值的情况下基于该速度随着N的值减小而增加使N的值最小化。除了本文所描述的一个或多个特征之外,方法还包括:基于确定结点的数量来计算B-样条函数,结点数量指示从第一扫描模式的最终位置到达第二扫描模式的初始位置所需要的方向变化的数量,第一扫描模式以位置矢量和速度矢量结束,并且第二扫描模式以位置矢量和速度矢量开始。除了本文所描述的一个或多个特征之外,方法还包括:基于确定速度矢量和速度矢量是否平行以及基于确定基于位置矢量速度矢量位置矢量和速度矢量所解答的标量参数u和u'来确定结点数量是一还是二。在又另一示例性实施例中,一种车辆包括相干激光雷达系统,该相干激光雷达系统包括光束转向装置,光束转向装置用于在视场内引导来自该系统的输出光。光束转向装置的第一系列位置在视场内限定出第一扫描模式,并且光束转向装置的第二系列位置在视场内限定出第二扫描模式。相干激光雷达系统还包括控制器,控制器用于给光束转向装置提供转变位置以便将光束转向装置从第一扫描模式转变至第二扫描模式。转变位置遵循基样条(B-样条)函数。车辆还包括车辆控制器,该车辆控制器用于基于从相干激光雷达系统获得的信息来使车辆的操作增强或者自动化。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器基于确定B-样条的节段N的数量来确定转变位置。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器通过在光束转向装置的速度不超过最大值的情况下基于该速度随着N的值减小而增加使N的值最小化来确定节段N的数量。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器基于确定结点的数量来计算B-样条函数,结点数量指示从第一扫描模式的最终位置到达第二扫描模式的初始位置所需要的方向变化的数量,第一扫描模式以位置矢量和速度矢量结束,并且第二扫描模式以位置矢量和速度矢量开始。除了本文所描述的一个或多个特征之外,控制器基于速度矢量和速度矢量是否平行以及基于基于位置矢量速度矢量位置矢量和速度矢量所解答的标量参数u和u'来确定结点数量是一还是二。当结合附图来看如下详细描述时,本公开的上述特征和优点、以及其他特征和优点容易显而易见。附图说明其他特征、优点和细节仅仅通过示例的方式出现在如下详细描述中,详细描述参照附图,在附图中:图1是根据一个或多个实施例的涉及相干激光雷达系统的场景的框图;图2是根据一个或多个实施例的具有受控扫描模式转变的相干激光雷达系统的框图;图3是根据一个或多个替代实施例的具有受控扫描模式转变的相干激光雷达系统的框图;图4示出了根据一个或多个替代实施例的通过受控扫描模式转变来促进的示例性粗扫描和示例性精细扫描;图5A至图5F图示了根据实施例的针对初始位置矢量和最终位置矢量的不同场景以便描述确定转变的附加过程;图6示出了根据一个或多个实施例所确定出的示例性转变;以及图7是根据一个或多个实施例的用于利用相干激光雷达系统的光束转向装置来执行受控扫描模式转变的方法的过程流。具体实施方式如下描述在性质上仅仅是示例性的并且不意在限制本公开、其应用或者使用。应理解,在附图中,对应的附图标号表示相似的或者对应的部件和特征。如前所述,传感器可以用于增强车辆操作或者操作自主车辆。如同样提到的,一种传感器是用于传输FMCW信号的相干激光雷达系统。该系统利用所传输的FMCW信号与由目标对所传输的FMCW信号进行反射所产生的反射信号之间的相位相干性。反射信号与传输信号的副本之间的干扰用于确定诸如目标距离和速度等信息。相干激光雷达系统不同于现有的飞行时间激光雷达系统,现有的飞行时间激光雷达本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种相干激光雷达系统,所述相干激光雷达系统包括:光束转向装置,所述光束转向装置配置为在视场内引导来自所述系统的输出光,其中,所述光束转向装置的第一系列位置在所述视场内限定出第一扫描模式,并且所述光束转向装置的第二系列位置在所述视场内限定出第二扫描模式;以及控制器,所述控制器配置为给所述光束转向装置提供转变位置以便将所述光束转向装置从所述第一扫描模式转变至所述第二扫描模,其中,所述转变位置遵循基样条(B‑样条)函数。
【技术特征摘要】
2018.04.03 US 15/9442091.一种相干激光雷达系统,所述相干激光雷达系统包括:光束转向装置,所述光束转向装置配置为在视场内引导来自所述系统的输出光,其中,所述光束转向装置的第一系列位置在所述视场内限定出第一扫描模式,并且所述光束转向装置的第二系列位置在所述视场内限定出第二扫描模式;以及控制器,所述控制器配置为给所述光束转向装置提供转变位置以便将所述光束转向装置从所述第一扫描模式转变至所述第二扫描模,其中,所述转变位置遵循基样条(B-样条)函数。2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述控制器进一步配置为基于确定所述B-样条的节段N的数量来确定所述转变位置,并且进一步配置为通过在所述光束转向装置的速度不超过最大值的情况下基于所述速度随着N的值减小而增加使N的值最小化来确定节段N的所述数量。3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述控制器进一步配置为基于确定结点的数量来计算所述B-样条函数,所述结点的数量指示从所述第一扫描模式的最终位置到达所述第二扫描模式的初始位置所需要的方向变化的数量,所述第一扫描模式以位置矢量和速度矢量结束,并且所述第二扫描模式以位置矢量和速度矢量开始。4.根据权利要求3所述的系统,其中,所述控制器进一步配置为基于所述速度矢量和所述速度矢量是否平行以及基于根据所述位置矢量所述速度矢量所述位置矢量和所述速度矢量所解答的标量参数u和u'来确定所述结点数量是一还是二。5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述控制器进一步配置为基于所述速度矢量和所述速度矢量平行且所述速度矢量和所述速度矢量的点积为负或者基于所述速度矢量和所述速度矢量不平行且u和u’的符号函数不相等来确定所述结点数量是一。6.根据权利要求4所述的系统,其中,所述控制器进一步配置为基于所述速度矢量和所述速度矢量平行且所...
【专利技术属性】
技术研发人员:S·辛格,
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
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