用于LIDAR系统的干扰检测与缓解技术方案

技术编号:24329704 阅读:45 留言:0更新日期:2020-05-29 19:12
本公开涉及用于LIDAR系统的干扰检测与缓解,例如,一种LIDAR传感器(500),包括:检测器(510),被配置为在发射第一光脉冲之后的第一延迟时间处生成第一检测器信号(240‑1),并且在发射至少一个第二光脉冲之后的第一延迟时间处生成至少一个第二检测器信号(240‑2);以及处理器(520),被配置为基于第一和至少一个第二检测器信号的组合来生成第一延迟时间的组合信号(522)。根据组合的类型,组合信号(522)可用于干扰检测或缓解。

Interference detection and mitigation for lidar system

【技术实现步骤摘要】
用于LIDAR系统的干扰检测与缓解
本公开总体上涉及LIDAR(光检测和测距)系统,并且更具体地,涉及用于脉冲LIDAR系统的干扰检测和/或缓解。
技术介绍
LIDAR是指通过用脉冲激光照射目标并且利用光敏传感器测量反射脉冲来测量与目标的距离的测量概念。然后,激光返回时间的差和波长可用于进行目标的数字3D表示。换句话说,可基于光束从光源到传感器的飞行时间(ToF)来确定从光源到目标的距离。为了测量与LIDAR系统的视场中的多个目标的距离,可以一维或二维地扫描激光束。LIDAR传感器被认为在未来先进的驾驶辅助系统(ADAS)中、甚至在自动驾驶(AD)中扮演重要的角色。这是因为它们在径向和横向上都具有很大的分辨率。例如,后者比同类雷达传感器要好得多。未来几年,由于这些传感器的小型化和生产成本的降低,越来越多的LIDAR传感器可能部署在街头的车辆上。这样做的缺点是增加了多个LIDAR传感器之间相互干扰的可能性。因此,对LIDAR系统的干扰检测和/或缓解概念提出了要求。
技术实现思路
通过根据独立权利要求的装置和方法来解决这种需求。在特定情况下可能有利的实施例通过从属权利要求来解决。根据第一方面,提供了一种LIDAR传感器,其包括检测器电路,该检测器电路被配置为在发射第一光脉冲之后的第一延迟时间处生成第一检测器信号,并且在发射至少一个第二光脉冲发射之后的相同第一延迟时间处生成至少一个第二检测器信号。LIDAR传感器还包括处理器电路,该处理器电路被配置为基于第一和至少一个第二检测器信号的组合生成针对第一延迟时间的组合信号。换句话说,根据各种实施例,组合在发射多个光脉冲之后具有相同延迟时间的多个检测器信号。可以多种方式来进行这种组合。然后,组合信号可用于与干扰检测和/或缓解相关的进一步信号处理。在本公开中,检测器信号可理解为由一个或多个光敏检测器(诸如固态光电检测器(例如,雪崩光电二极管)或光电倍增管)生成的电信号。检测器信号可表示噪声、从一个或多个目标反射的光脉冲、干扰或它们的组合。在一些示例实施方式中,检测器电路被配置为生成第一和至少一个第二检测器信号作为相应的模数转换采样。在一些示例实施方式中,处理器电路被配置为基于组合信号来验证第一和至少一个第二检测器信号是否对应于来自目标的第一和至少一个第二光脉冲的相应反射。换句话说,处理器可被配置为验证检测器信号是否表示目标反射。在这些实施例中,信号组合可用于干扰的检测和/或缓解。在一些示例实施方式中,处理器电路被配置为对第一和至少一个第二检测器信号进行低通滤波以生成组合信号。在一个示例中,低通滤波操作可对应于平均操作,并且处理器电路可被配置为计算第一和至少一个第二检测器信号的平均值作为组合信号。由于平均是一种低通操作,因此其可以缓解对应的干扰脉冲。在一些示例实施方式中,处理器电路被配置为计算第一和至少一个第二检测器信号的最小值作为组合信号。这里,多个检测器信号的组合对应于它们最小值的确定。这是非线性操作,如此能够完全消除干扰。作为积极的副作用,其也可以抑制噪声,因为对于每个采样仅选择最小的噪声贡献。在一些示例实施方式中,处理器电路被配置为计算第一和至少一个第二检测器信号的中值作为组合信号。确定中值也是非线性操作,并且在一些场景中可能比最小值更安全。受益于本公开的技术人员应理解,除了所提到的操作/组合之外或者作为所提到的操作/组合的替代,脉冲重复域中的检测器信号的其他类型的组合也是可行的以缓解干扰。受益于本公开的技术人员还应理解,可以评估与发射相应光脉冲之后的多于一个的延迟时间相对应的检测器信号。因此,检测器电路可进一步被配置为在发射第一光脉冲之后的第二延迟时间处生成第三检测器信号并且在发射第二光脉冲之后的第二延迟时间处生成至少第四检测器信号。处理器电路进一步被配置为基于第三和至少一个第四检测器信号的组合生成第二延迟时间的组合信号。因此,与第一延迟时间相同的操作可以针对不同于第一延迟时间的至少第二延迟时间来进行。以这种方式,可以针对多个延迟时间执行信号组合,并由此执行干扰检测和/或缓解。处理器电路可被配置为基于针对第二延迟时间的组合信号来验证第三和至少一个第四检测器信号是否对应于来自目标的第一和至少一个第二光脉冲的相应反射。换句话说,处理器电路可以被配置为验证与第二延迟时间相对应的检测器信号是否表示目标反射。在一些示例实施方式中,第一和/或第二延迟时间的上限对应于光脉冲的连续发射之间的时间。光脉冲可以发射到相同方向和/或从相同方向接收。因此,采样窗口的最大值不大于两个连续光脉冲发射之间的时间(例如,在相同方向上)。在一些示例实施方式中,多个光脉冲(在相同方向上发射)可以是光脉冲的帧。检测器电路可以被配置为在发射帧的第一光脉冲之后的多个不同延迟时间中的每一个处生成相应的检测器信号,并且在发射帧的第二光脉冲之后的多个不同延迟时间中的每一个处生成相应的检测器信号。不同延迟时间的数量可以至少为100。处理器被配置为基于相应检测器信号的组合为多个不同的延迟时间中的每一个生成相应的组合信号。因此,可以在至少100个不同的延迟时间间隔中进行组合,即,采样窗口可以被划分为至少100个不同的时间间隔,并且可以对每个时间间隔进行组合。在一些示例实施方式中,处理器被配置为组合多个第一检测器信号。多个第一检测器信号包括第一检测器信号和第二检测器信号。多个第一检测器信号中的每一个在多个第一发射光脉冲的相应光脉冲的发射之后的第一预定时间延迟处生成。多个第一发射光脉冲包括第一光脉冲和第二光脉冲。例如,用于生成组合信号的多个第一发射光脉冲的数量可以在2和64之间的范围内。在一些示例实施方式中,多个第一发射光脉冲中的每一个是在第一光脉冲发射方向上发射的光脉冲。因此,仅在该方向上传输多个第一检测器信号所基于的发射光脉冲。在一些示例实施方式中,多个第一检测器信号中的每一个基于从相同接收方向接收的光信号。在一些示例实施方式中,多个第一检测器信号中的每一个基于从第一光接收方向和与第一方向相邻的光接收方向接收的光信号。以这种方式,可以一起处理由相邻像素检测的具有定向扩散的入射光。在这种情况下,多个第一信号中的每一个都基于来自多个光检测器像素的信号、与从第一光接收方向以及与第一光接收方向相邻的光接收方向接收的光相对应的多个光检测器像素的信号的组合。在一些示例实施方式中,多个第一发射光脉冲中的每一个是在第一光脉冲发射方向以及与所述第一光脉冲发射方向相邻的光脉冲发射方向上发射的光脉冲。以这种方式,具有特定方向扩散的出射光可以一起处理。在一些示例实施方式中,在光脉冲的单个帧中传输多个发射光脉冲,单个帧的帧时间间隔在20ms和60ms之间。在一些示例实施方式中,处理器电路被配置为在满足一个或多个预定标准集合时检测目标的存在。例如,处理器电路可被配置为在组合信号的幅度或功率超过预定阈值时检测目标的存在。在一些示例实施方式中,处理器电路可被配置为基于组合信号检测干扰源的存在。例如,处理器电路可被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LIDAR传感器(500),包括:/n检测器(510),被配置为在发射第一光脉冲之后的第一延迟时间处生成第一检测器信号(240-1),并且在发射至少一个第二光脉冲之后的所述第一延迟时间处生成至少一个第二检测器信号(240-2);以及/n处理器(520),被配置为基于所述第一检测器信号和所述至少一个第二检测器信号的组合,生成针对所述第一延迟时间的组合信号(522)。/n

【技术特征摘要】
20181121 DE 102018129246.51.一种LIDAR传感器(500),包括:
检测器(510),被配置为在发射第一光脉冲之后的第一延迟时间处生成第一检测器信号(240-1),并且在发射至少一个第二光脉冲之后的所述第一延迟时间处生成至少一个第二检测器信号(240-2);以及
处理器(520),被配置为基于所述第一检测器信号和所述至少一个第二检测器信号的组合,生成针对所述第一延迟时间的组合信号(522)。


2.根据权利要求1所述的LIDAR传感器(500),其中所述处理器(500)被配置为基于针对所述第一延迟时间的组合信号(522),验证所述第一检测器信号和所述至少一个第二检测器信号是否对应于来自目标的所述第一光脉冲和所述至少一个第二光脉冲的相应反射。


3.根据前述权利要求中任一项所述的LIDAR传感器(500),其中所述检测器(500)被配置为在发射所述第一光脉冲之后的第二延迟时间处生成第三检测器信号(540-1),以及在发射所述第二光脉冲之后的所述第二延迟时间处生成至少一个第四检测器信号(540-2),并且其中所述处理器(520)被配置为基于所述第三检测器信号和所述至少一个第四检测器信号的组合,生成针对所述第二延迟时间的组合信号。


4.根据权利要求3所述的LIDAR传感器(500),其中所述处理器(520)被配置为基于针对所述第二延迟时间的组合信号,验证所述第三检测器信号和所述至少一个第四检测器信号(540-1;540-2)是否对应于来自目标的所述第一光脉冲和所述至少一个第二光脉冲的相应反射。


5.根据前述权利要求中任一项所述的LIDAR传感器(500),其中所述第一延迟时间和/或所述第二延迟时间的上限对应于光脉冲的连续发射之间的时间。


6.根据前述权利要求中任一项所述的LIDAR传感器(500),其中所述处理器(520)被配置为对所述第一检测器信号和所述至少一个第二检测器信号进行低通滤波,以生成所述组合信号(522)。


7.根据前述权利要求中任一项所述的LIDAR传感器(500),其中所述处理器(520)被配置为计算所述第一检测器信号和所述至少一个第二检测器信号的平均值作为所述组合信号。


8.根据前述权利要求中任一项所述的LIDAR传感器(500),其中所述处理器(520)被配置为计算所述第一检测器信号和所述至少一个第二检测器信号的最小值作为所述组合信号(522)。


9.根据前述权利要求中任一项所述的LIDAR传感器(500),其中所述处理器(520)被配置为计算所述第一检测器信号和所述至少一个第二检测器信号的中值作为所述组合信号。


10.根据前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:P·梅斯纳M·赫尔斯卢特A·梅尔泽V·彼得罗维克C·斯坦纳H·范利罗普
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

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