具有扩展视场的相干激光雷达系统技术方案

技术编号:22329227 阅读:45 留言:0更新日期:2019-10-19 12:06
相干激光雷达系统、装配该系统的方法以及包括该系统的车辆包括:光源,用于输出连续波;以及调制器,用于调制连续波的频率并提供调频连续波(FMCW)信号。该系统包括将FMCW信号分离为两个或多个路径的分路器,以及两个或多个孔径透镜。两个或多个孔径透镜中的至少一个与两个或多个路径中的每一个相关联,并且被配置为获得接收光束,该接收光束由从FMCW信号获得的输出信号的反射产生。

【技术实现步骤摘要】
具有扩展视场的相干激光雷达系统引言本公开涉及一种具有扩展视场的相干激光雷达系统。车辆(例如,汽车、卡车、建筑装备、农场装备、自动化工厂装备)越来越多地包含传感器,该传感器获得关于车辆操作和车辆周围环境的信息。一些传感器(例如照相机、无线电探测和测距(雷达)系统和激光雷达系统)可以探测和跟踪车辆附近的物体。通过确定车辆周围物体的相对位置和方向,车辆操作可以被增强或自动化以提高安全性和性能。例如,传感器信息可以用于向车辆驾驶员发出警报或操作车辆系统(例如,防撞系统、自适应巡航控制系统、自主驾驶系统)。相干激光雷达系统发送调频连续波(FMCW)光,并处理反射光束以确定关于目标的信息。通常,一个光源通过一个在此被称为光束操纵机构(例如驱动反射镜)的扫描机构和孔径透镜支持光的发送。因此,一个光源便于覆盖与扫描机构和孔径相关联的视场。因此,希望提供一种具有扩展视场的相干激光雷达系统。
技术实现思路
在一个示例性实施例中,相干激光雷达系统包括输出连续波的光源,以及调制连续波的频率并提供调频连续波(FMCW)信号的调制器。该系统还包括用于将FMCW信号分离到两个或多个路径的分路器,以及两个或多个孔径透镜。两个或多个孔径透镜中的至少一个与两个或多个路径中的每一个相关联,并且被配置为获得接收光束,该接收光束由从FMCW信号获得的输出信号的反射产生。除了这里描述的一个或多个特征之外,分路器以与两个或多个路径中的每一个相等的功率分离FMCW信号。除了这里描述的一个或多个特征之外,分路器将FMCW信号分离到两个或多个路径中的每一个,FMCW信号输出到两个或多个路径中的至少一个路径的功率不同于输出到两个或多个路径中的至少另一个路径的FMCW信号的功率。除了这里描述的一个或多个特征之外,该系统还包括与两个或多个孔径透镜中的至少一个相关联的光束操纵设备,所述两个或多个孔径透镜与两个或多个路径中的每一个相关联。每个光束操纵设备与一个视场相关联,并且系统的总视场大于与任何光束操纵设备相关联的视场。除了这里描述的一个或多个特征之外,该系统还包括与两个或多个路径中的每一个相关联的光放大器,以分别放大由分路器提供给两个或多个路径中的每一个的FMCW信号。除了这里描述的一个或多个特征之外,该系统还包括与两个或多个路径中的每一个相关联的分束器,该分束器被配置成将来自分路器的FMCW信号分成输出信号和本地振荡器(LO)信号,以及对准元件被配置成对准LO信号和接收光束以产生共线信号。除了这里描述的一个或多个特征之外,该系统还包括与两个或多个路径中的每一个相关联的一个或多个光电探测器,一个或多个光电探测器中的每一个基于LO信号和共线信号中的放大接收光束之间的干扰获得干扰结果。除了这里描述的一个或多个特征之外,两个或多个路径中的至少一个是单站的,并且使用两个或多个孔径中相同的一个来发送输出信号并获得接收光束。除了这里描述的一个或多个特征之外,该系统还包括环形器,以将输出信号引导到两个或多个孔径中的一个孔径,并将接收光束引导到接收路径。除了这里描述的一个或多个特征之外,该系统在车辆内或车辆上,并且被配置成探测相对于车辆物体的位置和速度。在另一示例性实施例中,装配相干激光雷达系统的方法包括:布置光源以输出连续波,以及处理元件以调制连续波并提供调频连续波(FMCW)信号。该方法还包括布置分路器以将FMCW信号分成两个或多个路径,以及布置两个或多个孔径透镜。两个或多个孔径透镜中的至少一个与两个或多个路径中的每一个相关联,并且与两个或多个路径中的每一个相关联的两个或多个孔径透镜中的至少一个中的一个被定位,以获得由从FMCW信号获得的输出信号的反射产生的接收光束。除了这里描述的一个或多个特征之外,布置分路器包括将分路器配置为以用与两个或多个路径中的每一个相等的功率分离FMCW信号。除了在此描述的一个或多个特征之外,布置分路器包括配置分路器以将FMCW信号分离到两个或多个路径中的每一个,所述FMCW信号输出到两个或多个路径中的至少一个路径的功率不同于FMCW信号输出到两个或多个路径中的至少另一个路径的功率。除了在此描述的一个或多个特征之外,该方法还包括将光束操纵设备布置在与两个或多个路径中的每一个相关联的两个或多个孔径透镜中的至少一个的每一个附近。除了这里描述的一个或多个特征之外,该方法还包括定位与两个或多个路径中的每一个相关联的光放大器,以分别地放大由分路器提供给两个或多个路径中的每一个的FMCW信号。在又一示例性实施例中,车辆包括相干激光雷达系统,其具有输出连续波的光源,以及用于调制连续波的频率并提供调频连续波(FMCW)信号的调制器。相干激光雷达系统还包括将FMCW信号分成两个或多个路径的分路器,以及两个或多个孔径透镜。两个或多个孔径透镜中的至少一个与两个或多个路径中的每一个相关联,并且被配置为获得接收光束,该接收光束由从FMCW信号获得的输出信号的反射产生。所述车辆还包括车辆控制器,用于基于来自相干激光雷达系统的信息来增强或自动化车辆的操作。除了这里描述的一个或多个特征之外,分路器以与两个或多个路径中的每一个相等的功率分离FMCW信号。除了这里描述的一个或多个特征之外,分路器将FMCW信号分离到两个或多个路径中的每一个,FMCW信号输出到两个或多个路径中的至少一个路径的功率不同于输出到两个或多个路径中的至少另一个路径的FMCW信号的功率。除了这里描述的一个或多个特征之外,相干激光雷达系统还包括与两个或多个孔径透镜中的至少一个的每一个相关联的光束控制设备,所述两个或多个孔径透镜与两个或多个路径中的每一个相关联。每个光束操纵设备与一个视场相关联,并且系统的总视场大于与任何光束操纵设备相关联的视场。除了这里描述的一个或多个特征之外,相干激光雷达系统还包括与两个或多个路径中的每一个相关联的光放大器,以分别地放大由分路器提供给两个或多个路径中的每一个的FMCW信号。通过以下结合附图的详细描述,本专利技术的以上特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。附图说明其他特征、优点和细节仅作为示例出现在以下详细描述中,详细描述参考附图,其中:图1是根据一个或多个实施例的涉及具有扩展视场的相干激光雷达系统的场景的框图;图2是详细示出根据一个或多个实施例的具有扩展视场的激光雷达系统的一部分的框图;图3是根据替代的一个或多个实施例的具有扩展视场的激光雷达系统的一部分的框图;图4描绘了根据一个或多个实施例的光放大器可以包括可选的整形光学器件;图5是根据一个或多个实施例的具有扩展视场的激光雷达系统的框图;和图6是根据一个或多个实施例的装配具有扩展视场的相干激光雷达系统的方法的处理流程。具体实施方式以下描述本质上仅仅是示例性的,并不旨在限制本公开、其应用或使用。应当理解,在所有附图中,相应的参考标记表示相同或相应的部分和特征。如前所述,传感器可用于增强或自动化车辆操作。还应当注意,一种类型的传感器是发送FMCW信号的相干激光雷达系统。该系统利用发送的FMCW信号和由目标反射发送的FMCW信号产生的反射信号之间的相位相干性。反射信号和发射信号的副本之间的干扰用于确定诸如目标距离和速度的信息。相干激光雷达系统不同于发送一系列脉冲的飞行时间激光雷达系统,而运用每个脉冲的发送和产生反射的接收的持本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相干激光雷达系统,包括:光源,被配置为输出连续波;调制器,被配置为调制所述连续波的频率并提供调频连续波(FMCW)信号;分路器,被配置为将FMCW信号分离到两个或多个路径;和两个或多个孔径透镜,其中两个或多个孔径透镜中的至少一个与所述两个或多个路径中的每一个相关联,并且被配置成获得由从所述FMCW信号获得的输出信号的反射产生的接收光束。

【技术特征摘要】
2018.04.03 US 15/9441971.一种相干激光雷达系统,包括:光源,被配置为输出连续波;调制器,被配置为调制所述连续波的频率并提供调频连续波(FMCW)信号;分路器,被配置为将FMCW信号分离到两个或多个路径;和两个或多个孔径透镜,其中两个或多个孔径透镜中的至少一个与所述两个或多个路径中的每一个相关联,并且被配置成获得由从所述FMCW信号获得的输出信号的反射产生的接收光束。2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述分路器还被配置成以与所述两个或多个路径中的每一个相等的功率分离所述FMCW信号,或者以与输出到所述两个或多个路径中的至少另一个的FMCW信号的功率不同的功率将所述FMCW信号分离到所述两个或多个路径中的每一个。3.根据权利要求1所述的系统,还包括与两个或多个路径中的每一个相关联的两个或多个孔径透镜中的至少一个相关联的光束操纵设备,其中每个光束操控设备与视场相关联,并且所述系统的总视场大于与任何光束操纵设备相关联的视场。4.根据权利要求1所述的系统,还包括与所述两个或多个路径中的每一个相关联的分束器,所述分束器被配置成将来自所述分路器的FMCW信号分成输出信号和本地振荡器(LO)信号,以及被配置成对准所述LO信号和接收光束以产生共性信号的对准元件,以及与所述两个或多个路径中的每一个相关联的一个或多个光电探测器,一个或多个光电探测器中的每一个被配置为基于所述LO信号和所述共线信号中放大的接收光束之间的干扰来获得干扰结果。5.根据权利要求1所述的系统,其中,所述两个或多个路径中的至少一个是单站的,并且使用所述两个或多个孔径中的相同一个来...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·辛格L·马利基
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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