光调制LIDAR装置制造方法及图纸

一种LIDAR装置包括生成激光的光束的激光源和生成叠加在一个或多个对象的图像上的点的图案的图像信号的成像设备。控制器包括对象检测模块，所述对象检测单元接收所述图像信号并确定所述对象是否是受保护对象，例如，容易因暴露于激光而造成视力受损的人。激光强度模块向所述激光源提供强度控制信号，并且使所述激光源改变指向所述受保护对象中的每个受保护对象的所述激光的强度。空间光调制器可以调制第一光束以投射点的图案。SLM控制模块通过向SLM提供强度控制信号来改变所述激光的所述强度，所述强度控制信号描述与所述受保护对象中的每个受保护对象相对应的一个或多个低强度区域。

【技术实现步骤摘要】
光调制LIDAR装置
技术介绍
LIDAR代表光检测和测距，是一种使用激光的遥感方法，其通过利用激光照射目标对象并利用传感器测量反射光来测量到目标对象的距离。LIDAR系统的总体工作原理与雷达的总体工作原理相同，但是使用激光来代替射频辐射。LIDAR系统通常使用脉冲激光来测量距离。然后能够使用激光返回时间和波长的差异来制作目标的数字3D表示。LIDAR系统具有各种应用，包括制图、勘察，并且在车辆应用中作为能够为增强或自动的驾驶系统提供有用数据的信息源。传统的LIDAR系统受到“眼睛安全”所要求的激光强度的限制，使得投射的激光不足以造成视力损害。
技术实现思路
提供了一种LIDAR装置，所述LIDAR装置包括生成激光的第一光束的激光源。所述LIDAR装置还包括具有视场并生成表示所述视场内的对象的图像信号的成像设备。对象检测模块与所述成像设备通信以接收所述图像信号并确定所述对象是受保护对象，所述受保护对象匹配容易因暴露于激光而造成视力受损的对象的特性。所述LIDAR装置被配置为降低指向所述受保护对象的所述激光的强度。还提供了一种用于操作LIDAR装置的方法。所述方法包括以下步骤：由激光源生成激光的第一光束；由成像设备生成视场内的对象的图像的图像信号；由对象检测模块将所述对象识别为容易因暴露于激光而造成视力受损的受保护对象；并且降低朝向所述受保护对象投射的所述激光的强度。附图说明根据以下参考相关联的附图描述的实施例示例能够得到本专利技术的设计的进一步细节、特征和优点。图1是示出LIDAR装置的实施例的框图；图2是示出LIDAR装置的另一实施例的框图；图3是LIDAR装置的点的图案的图；图4是用于LIDAR装置的控制器的框图；图5A是用于操作LIDAR装置的方法的流程图；图5B是图5A中示出的方法的额外步骤的流程图；图5C是图5A中示出的方法中的额外步骤的流程图；并且图5D是图5A中示出的方法中的额外步骤的流程图。具体实施例在附图中，用相同的附图标记标示重复的特征。公开了LIDAR装置20。例如，可以在车辆中使用主题LIDAR装置20为人和/或自动或增强的驾驶系统提供低光视力和/或对象识别能力。如图1中的框图所示，LIDAR装置20的示例性实施例包括生成激光的第一光束24的激光源22。激光源22可以使用固体、气体、液体或半导体激光介质，并且优选是半导体或二极管类型，其能够快速脉动。激光从LIDAR装置20被投射为相对较高强度的点26的图案，相对较高强度的点26由相对较低强度的区域彼此分开。可以使用点26的许多不同图案，并且可以在LIDAR装置20的操作期间改变点26的图案。图3示出了一个这样的点26的图案的示例。LIDAR装置20还包括具有视场30并生成叠加在视场30内的一个或多个对象36的图像34上的点26的图案的图像信号32的成像设备28。换句话说，图像信号32包括视场30内的对象36的数据表示。成像设备28可以是视频相机或静止相机，并且可以在可见光或红外光的波长下操作。成像设备28可以使用其他类型的设备，包括但不限于LIDAR或RADAR。LIDAR装置20还包括控制器38，控制器38包括对象检测模块40，对象检测模块40与成像设备28通信以接收和处理图像信号32并使用图像信号32来检测一个或多个对象36的位置和距离并确定对象36是否是受保护对象36’，受保护对象36’匹配容易因暴露于激光而造成视力受损的对象36的特性，这样的受保护对象36’的示例包括行人、骑自行车的人以及被一个或多个人占用或可能占用的车辆。对象检测模块40可以包括一个或多个机器视觉模块(例如，卷积神经网络)，以便辨识和识别对象36。如图1和图2所示，被识别为行人或车辆的对象36被分类为受保护对象36’，受保护对象36’应当受到保护而免受潜在有害的激光强度水平的影响。其他对象36(例如，树木或道路标志)不是受保护对象36’，因此能够承受更大的激光强度。控制器38降低指向受保护对象36’中的每个受保护对象的点26的图案的强度。换句话说，具有降低强度的激光指向受保护对象36’中的每个受保护对象。因此，能够将较高强度的激光投射到远离受保护对象36’的其他区，这能够允许LIDAR装置20具有比现有技术的系统增强的性能。这种增强的性能能够提供更大范围和更高分辨率。在图1中示出的第一实施例中，LIDAR装置20包括与激光源22和对象检测模块40两者通信的激光强度模块42。激光强度模块42向激光源22提供强度控制信号43，使得激光源22改变所产生的激光的强度，从而降低指向受保护对象36’中的每个受保护对象的点26的图案的强度。在图2中示出的第二实施例中，LIDAR装置20包括空间光调制器44(SLM)，所述SLM被配置为调制第一光束24以投射具有点26的图案的第二光束25。空间光调制器44可以是硅基液晶(LCOS)设备。不同类型的设备也可以用于空间光调制器44，这些不同类型的设备可以包括衍射光学元件和液晶显示器。第二实施例的LIDAR装置20还包括SLM控制模块46，SLM控制模块46与对象检测模块40和空间光调制器44通信。SLM控制模块46被配置为通过提供强度控制信号43来改变激光的强度，强度控制信号43描述与受保护对象36’中的每个受保护对象相对应的一个或多个低强度区域48。SLM控制模块46可以生成点26的图案。备选地，可以独立于SLM控制模块而生成点26的图案。例如，空间光调制器44可以被预先配置为生成点26的一个或多个不同的图案。根据另外的方面，对象检测模块40被配置为基于一个或多个风险因素来确定与受保护对象36’中的每个受保护对象相关联的视力损害风险。风险因素可以包括受保护对象36’的类型，例如，受保护对象36’是行人，骑自行车的人，还是车辆。风险因素还可以包括到受保护对象36’的距离和/或受保护对象36’的取向，例如，受保护对象36’是面向LIDAR装置20，朝向LIDAR装置20移动，还是远离LIDAR装置20移动。视力损害风险可以是例如组合这些风险因素中的每个风险因素的数字得分。LIDAR装置20可以被配置为将朝向受保护对象36’中的给定的一个受保护对象的点26的图案的强度降低与受保护对象36’中的给定的一个受保护对象的视力损害风险相对应的量。例如，附近的静止的行人可能比远离LIDAR装置20移动的远处车辆具有更高的视力损害风险，因此LIDAR装置可以被配置为向附近的行人投射比朝向更远处的车辆投射的激光的强度更低的激光。根据另外的方面，对象检测模块40在检测一个或多个对象36的位置和距离时可以使用点26的图案内的相对于图像信号32内的邻近区域具有相对较高强度的点中的一个或多个点的定位和幅度。如图5A-5D中的流程图所示，还提供了用于操作LIDAR装置20的方法100。方法100包括以下步骤：由激光源22生成激光的第一光束24的步骤102。方法100还包括由成像设备28生成视场30内的一个或多个对象36的图像34的图像信号32的步骤104。图像信号32可以包括一个或多个数字信号或模拟信号，并且可以采用数据流或数据包的形式。方法100还包括将图像信号32从成像设备28传输到对象检测模块40的步骤106。这种传输可以是有线的，无线的，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LIDAR装置，包括：激光源，其生成激光的第一光束；成像设备，其具有视场并生成表示所述视场内的对象的图像信号；对象检测模块，其与所述成像设备通信以从所述成像设备接收所述图像信号并确定所述对象是否是受保护对象，所述受保护对象匹配容易因暴露于激光而造成视力受损的对象的特性；并且其中，所述LIDAR装置被配置为降低指向所述受保护对象的所述激光的强度。

【技术特征摘要】
2018.04.09 US 15/948,0911.一种LIDAR装置，包括：激光源，其生成激光的第一光束；成像设备，其具有视场并生成表示所述视场内的对象的图像信号；对象检测模块，其与所述成像设备通信以从所述成像设备接收所述图像信号并确定所述对象是否是受保护对象，所述受保护对象匹配容易因暴露于激光而造成视力受损的对象的特性；并且其中，所述LIDAR装置被配置为降低指向所述受保护对象的所述激光的强度。2.如权利要求1所述的LIDAR装置，还包括：激光强度模块，其与所述激光源和所述对象检测模块通信，并且被配置为改变由所述激光源产生的所述激光的所述强度，以降低指向所述受保护对象的所述激光的所述强度。3.如权利要求1所述的LIDAR装置，还包括：空间光调制器(SLM)，其被配置为调制所述第一光束以投射具有点的图案的第二光束；SLM控制模块，其与所述对象检测模块通信，并且被配置为通过生成所述点的图案来改变所述激光的所述强度，其中，所述点的图案的一个或多个低强度区域指向所述受保护对象。4.如权利要求1所述的LIDAR装置，其中，所述对象检测模块被配置为基于以下中的一个或多个来确定与所述受保护对象相关联的视力损害风险：所述受保护对象的类型、到所述受保护对象的距离，或所述受保护对象的取向；并且其中，所述LIDAR装置被配置为将朝向所述受保护对象的所述激光的所述强度降低与所述受保护对象的所述视力损害风险相对应的量。5.如权利要求1所述的LIDAR装置，其中，所述激光从所述LIDAR装置被投射为相对较高强度的点的图案，所述相对较高强度的点由相对较低强度的区域彼此分开。6.如权利要求5所述的LIDAR装置，其中，所述对象检测模块在检测所述对象的位置和距离时使用相对于所述图像信号内的邻近区域具有相对较高强度的点中的一个或多个点的定位和幅度。7.一种LIDAR装置，包括；激光源，其生成激光的第一光束；成像设备，其生成表示对象的图像信号；所述激光被投射到所述对象上而形成点的图案；对象检测模块，其与所述成像设备通信以处理所述图像信号；被投射到所述对象上的所述点的图案响应于所述对象检测模块确定所述对象是受保护对象而具有降低的...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·威尔默，GN·阮，M·舒尔策，
申请(专利权)人：威斯通全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US