自适应和上下文感知的微机电系统（MEMS）镜控制技术方案

本公开涉及自适应和上下文感知的微机电系统(MEMS)镜控制。一种系统可以包括微机电系统(MEMS)镜和MEMS驱动电路。MEMS驱动电路可以获取与MEMS镜相关联的多项监测信息。多项监测信息可以包括以下各项中的至少一项：从与MEMS镜相关联的一个或多个传感器接收的传感器信息，或者从与系统相关联的控制器接收的操作信息。MEMS驱动电路可以基于多项监测信息，确定MEMS镜的状态。MEMS驱动电路可以基于MEMS镜的状态，适配与控制MEMS镜相关联的镜控制参数。

Adaptive and context aware MEMS mirror control

【技术实现步骤摘要】
自适应和上下文感知的微机电系统(MEMS)镜控制
本公开涉及微机电领域。
技术介绍
微机电系统(MEMS)镜是一种可以用于在多种应用(诸如LiDAR应用、感测应用、光通信应用等)中引导光(例如，激光束)的设备。在操作中，MEMS镜可以移动(例如，围绕一个或多个轴线倾斜)以便改变光被MEMS镜引导的方向。MEMS镜的致动、控制和位置感测由MEMS驱动电路执行。
技术实现思路
根据一些可能实现，一种系统可以包括MEMS镜和MEMS驱动电路，MEMS驱动电路用于：获取与MEMS镜相关联的多项监测信息，其中多项监测信息包括以下各项中的至少一项：从与MEMS镜相关联的一个或多个传感器接收的传感器信息，或从与系统相关联的控制器接收的操作信息；基于多项监测信息，确定MEMS镜的状态；以及基于MEMS镜的状态，适配与控制MEMS镜相关联的镜控制参数。根据一些可能实现，一种方法可以包括：由MEMS驱动电路获取与MEMS镜相关联的多项监测信息，其中MEMS驱动电路用于控制MEMS镜的操作，并且其中多项监测信息包括：由与MEMS镜相关联的一个或多个传感器提供的传感器信息、或者由与系统相关联的控制器提供的操作信息；由MEMS驱动电路并且基于多项监测信息，确定MEMS镜的状态；以及由MEMS驱动电路并且基于MEMS镜的状态，适配镜控制参数，MEMS驱动电路要基于该镜控制参数来致动MEMS镜。根据一些可能实现，一种LiDAR系统可以包括MEMS镜和MEMS驱动电路，MEMS驱动电路用于：获取与MEMS镜相关联的多项监测信息，多项监测信息包括由与MEMS镜相关联的一个或多个传感器提供的传感器信息、或者由与LiDAR系统相关联的控制器提供的操作信息；基于多项监测信息，确定MEMS镜的状态；基于MEMS镜的状态，适配与MEMS镜相关联的镜控制参数；以及基于适配的镜控制参数，控制MEMS镜。在实施例中，多项监测信息包括不同类别的至少两个信息项(例如，来自测量不同参数的传感器或来自传感器，以及来自修改MEMS镜的操作的请求)。例如，多项监测信息可以包括从第一传感器类型(例如，温度传感器)的测量信号得到的第一项信息、和从第二传感器类型(例如，压力传感器)的测量信号得到的第二项信息。作为另一示例，例如，多项监测信息可以包括从传感器(例如，温度或压力传感器)的测量信号得到的第一项信息、和从修改MEMS镜的操作的外部请求(例如，来自控制器)(例如，修改精度要求或视场范围的请求)得到的第二项信息。附图说明图1是如本文中描述的基于MEMS镜的状态来适配与MEMS镜相关联的镜控制参数的示例实现的图；图2A和图2B是与其中可以实现本文中描述的技术和/或方法的示例LiDAR系统相关联的图；图3是示出与本文中描述的MEMS驱动电路相关联的示例组件的图；图4是示出如本文中描述的MEMS驱动电路的示例实现的图；以及图5是如本文中描述的用于基于MEMS镜的状态来适配与MEMS镜相关联的镜控制参数的示例过程的流程图。具体实施方式对示例实现的以下详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元素。MEMS镜可以能够与引导光相关联地围绕一个或多个轴线倾斜。例如，在LiDAR系统的情况下，光(例如，由一个或多个激光器发射的光)被引导到MEMS镜，并且MEMS镜将光引导向特定风景，有关该风景的信息(例如，距离测量、3D图像等)将由LiDAR系统确定。在此，可以控制MEMS镜的位置(例如，倾斜角)以使得MEMS镜围绕轴线(例如，从左到右到左等)振荡，同时将光导引向风景(例如，使得光可以在水平方向上跨风景来回扫描)。由风景反射的光由LiDAR系统中包括的光电二极管阵列接收(例如，经由接收光学器件)。由光电二极管阵列提供的输出信号(例如，与接收光相对应的一个或多个信号)可以由LiDAR系统的系统控制器使用，以便确定(例如，基于发出光的时间与接收光的时间之间的时间量)到风景的距离。这样的信息可以用于距离测量、3D成像等。在包括MEMS镜的系统的操作中，MEMS驱动电路(例如，MEMS驱动器专用集成电路(ASIC))致动MEMS镜，并且还感测MEMS镜的位置。在操作期间，在MEMS镜的振荡时，MEMS驱动电路确定并且向系统控制器提供标识MEMS镜在给定时间的位置的信息(例如，标识MEMS镜在给定时间的倾斜角的信息)。基于该位置信息，系统控制器触发一个或多个光源发出光。因此，系统精度(即，光学感测应用的精度)不仅取决于由MEMS驱动电路对MEMS镜的致动，而且还取决于由MEMS驱动电路提供的位置信息的精度。给定的一组环境条件(例如，高温、加速度、机械冲击、电磁干扰(EMI)等)和/或操作条件(例如，从第一最大角度改变为第二最大角度)会损害由MEMS驱动电路进行的MEMS镜致动和位置感测的性能和精度。传统上，MEMS驱动电路与控制MEMS镜相关联地使用静态镜控制参数。然而，由于静态镜控制参数不允许MEMS驱动电路适应不利和/或变化的条件，因此这种静态镜控制参数的使用并不十分适合于应对不利和/或变化的环境条件和/或操作条件。本文中描述的一些实现提供了自适应的和上下文感知的MEMS镜控制。本文中描述的实施例不是基于一个参数(例如，温度)来控制MEMS镜的操作，而是提供了一种基于上下文的控制，其中包括多个(不同类别的)参数以便确定MEMS镜的当前或未来的操作状态，以便找到针对所确定的和/或预期的上下文下的MEMS镜操作的最佳参数。在一些实施例中，参数的数目可以包括至少两个。在一些实施例中，可以针对基于上下文的控制包括多于两个(例如，五个或更多个)参数。基于上下文的控制不是基于第一参数并且然后基于第二参数来优化MEMS镜操作，而是并行地采取多个参数(例如，作为针对MEMS镜的功能模型的一组输入参数)。基于上下文的控制可以允许MEMS镜以至少一个(或甚至全部)参数进行操作，而这些参数由于要进行折衷而未个体进行优化以实现在上下文级别优化的MEMS镜的操作。在一些实现中，MEMS驱动电路可以基于MEMS镜的状态(例如，MEMS镜正在其中操作的一组条件)来适配与致动MEMS镜相关联的镜控制参数。在一些实现中，MEMS镜的状态可以基于与MEMS镜相关联的传感器信息和/或与MEMS镜相关联的操作信息来确定。这样，MEMS驱动电路可以与控制MEMS镜相关联地使用自适应的(即，动态的)镜控制参数，从而允许考虑不利的和/或变化的环境条件和操作条件。结果，提高了MEMS镜的致动和位置感测的精度，从而提高了整个系统精度和性能。下面提供关于上述方面的附加细节。图1是如本文中描述的基于MEMS镜的状态来适配与MEMS镜相关联的镜控制参数的示例实现的图。如图1所示，系统(例如，LiDAR系统)可以包括系统控制器、MEMS镜和MEMS驱动电路。如图所示，MEMS驱动电路可以包括一个或多个传感器(例如，用于感测和/或标识与MEMS镜相关联的一个或多个条件的一个或多个组件)、一个或多个镜控制参数组件(例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n微机电系统(MEMS)镜；以及/nMEMS驱动电路，用于：/n获取与所述MEMS镜相关联的多项监测信息，其中所述多项监测信息包括以下各项中的至少一项：/n从与所述MEMS镜相关联的一个或多个传感器接收的传感器信息，或者/n从与所述系统相关联的控制器接收的操作信息；/n基于所述多项监测信息，确定所述MEMS镜的状态；以及/n基于所述MEMS镜的所述状态，适配与控制所述MEMS镜相关联的镜控制参数。/n

【技术特征摘要】
20181120 US 16/196,7861.一种系统，包括：
微机电系统(MEMS)镜；以及
MEMS驱动电路，用于：
获取与所述MEMS镜相关联的多项监测信息，其中所述多项监测信息包括以下各项中的至少一项：
从与所述MEMS镜相关联的一个或多个传感器接收的传感器信息，或者
从与所述系统相关联的控制器接收的操作信息；
基于所述多项监测信息，确定所述MEMS镜的状态；以及
基于所述MEMS镜的所述状态，适配与控制所述MEMS镜相关联的镜控制参数。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述MEMS驱动电路还用于：
引起所述MEMS镜基于适配的所述镜控制参数进行操作。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统是LiDAR系统，在所述LiDAR系统中，所述MEMS驱动电路用于与引导光相关联地控制所述MEMS镜的倾斜，所述光与所述LiDAR系统相关联。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器信息包括与以下各项中的至少一项相关联的信息：
所述MEMS镜处或附近的温度；
所述MEMS镜处或附近的加速度量；
所述MEMS镜处或附近的电磁干扰(EMI)量；
所述MEMS镜处或附近的压力量；
由所述MEMS镜经历的振动或冲击；
与驱动所述MEMS镜或获取所述MEMS镜的位置条件相关联的电流；
由所述MEMS镜经历的老化效应；
所述MEMS镜中的放电；
与所述MEMS镜相关联的故障的检测；或者
所述MEMS镜中的谐波的存在。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述操作信息包括与以下各项中的至少一项相关联的信息：
修改所述MEMS镜的角度操作范围的请求；或者
修改与所述MEMS镜相关联的精度要求的请求。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述镜控制参数包括以下各项中的至少一项：
与所述MEMS镜相关联的锁相环(PLL)控制参数；
与所述MEMS镜相关联的幅度控制参数；或者
与所述MEMS镜相关联的致动电压电平控制参数。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述多项监测信息是第一多项监测信息，所述状态是第一状态，并且所述镜控制参数是第一镜控制参数，
其中所述MEMS驱动电路还用于：
获取与所述MEMS镜相关联的第二多项监测信息；
基于所述第二多项监测信息，确定所述MEMS镜的第二状态；以及
基于所述MEMS镜的所述第二状态，适配第二镜控制参数，
其中所述第二镜控制参数不同于所述第一镜控制参数。


8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第二多项监测信息在与所述第一多项监测信息不同的时间被获取。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述多项监测信息是第一多项监测信息，并且所述状态是第一状态，
其中所述MEMS驱动电路还用于：
获取与所述MEMS镜相关联的第二多项监测信息；
基于所述第二多项监测信息，确定所述MEMS镜的第二状态；以及
进一步基于所述MEMS镜的所述第二状态，适配所述镜控制参数。


10.根据权利要求1所述的系统，其中所述MEMS驱动电路还用于：
基于所述MEMS镜的所述状态，标识影响抵消要被执行；以及
基于所述MEMS镜的所述状态，确定影响条件；以及
其中当适配所述镜控制参数时，所述MEMS驱动电路用于：
基于所确定的所述影响条件，抵消对所述MEMS镜的影响。


11.根据权利要求10所述的系统，其中当抵消对所述MEMS镜的所述影响时，所述MEMS驱动电路用...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·德鲁梅尔，P·格雷纳，I·马克西默瓦，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE