环境的空间分布的估计制造技术

本文公开了一种用于根据基于光检测和测距(LiDAR)的技术来促进对环境的空间分布的估计的系统和方法。通过将光能重新用于通信需求，本公开促进通过光学手段进行空间分布估计，同时促进自由空间光学通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环境的空间分布的估计领域本专利技术总体上涉及一种用于促进对环境的空间分布的估计的系统和方法。更具体地，本专利技术涉及促进通过光学手段进行对环境的空间分布的估计，同时促进自由空间光学通信。背景空间剖析(spatialprofiling)是指如从期望的视场观察到的环境的映射。视场中的每个点或像素都与距离相关联，以形成环境的表示。空间分布可用于识别环境中的物体和/或障碍物，从而促进任务的自动化。一种空间剖析技术涉及以特定方向将光发送到环境中并检测从该方向反射回来的任何光，例如，被环境中的反射表面反射回来的任何光。反射光携带用于确定到反射表面的距离的相关信息。特定方向和距离的组合形成了环境表示中的一个点或像素。针对多个不同的方向，可以重复上述步骤，以形成所述表示的其他点或像素，从而促进对期望的视场内环境空间分布的估计。说明书中对任何现有技术的提及不是、且不应该被认为是承认或以任何形式暗示该现有技术在任何管辖范围内形成公知常识的一部分，或者该现有技术可以合理地被预期为被本领域技术人员所理解、认为是相关的和/或与其他现有技术片段相结合。概述根据本公开的第一方面，提供了一种用于促进对环境的空间分布的估计的系统，该系统包括：光源，其被配置成提供出射光；光束定向器，其被配置成沿一个或更多个方向将出射光定向到环境中，被定向的光被赋予将由在所述一个或更多个方向中的至少一个方向上能够到达的第一通信接收机接收的出射通信信息；以及光检测器，其被配置成检测入射光，所述入射光对应于由环境反射的所述出射光的至少一部分，其中，与所检测到的光相关联的至少一个特性包括距离信息，以用于对与所述一个或更多个出射方向相关联的环境的空间分布的估计。在一些实施例中，所述出射光是在一个或更多个选定的波长信道上被提供的，并且一个或更多个方向对应于相应的一个或更多个选定的波长信道。在一些实施例中，出射光包括编码出射光的基于最大长度的序列(MLS)。光源可以包括用于以带内频率在MLS上对通信信息编码的编码器。替代地，光源可以包括用于以带外频率在MLS上对通信信息编码的编码器。在一些实施例中，出射光包括Barker码。在一些实施例中，所述出射光是在一个或更多个选定的波长信道上被提供的，并且该一个或更多个方向对应于相应的一个或更多个选定的波长信道。在一些实施例中，系统还包括处理器，以基于所估计的空间分布来确定一个或更多个方向中的至少一个方向。处理器可以被配置成基于所估计的空间分布中可识别的物体分布(objectprofile)来确定一个或更多个选定的方向，以促进定向通信。在一些实施例中，光束定向器包括耦合到扩展光学器件的色散元件自由空间。在一些实施例中，一个或更多个方向中的至少一个方向包括该一个或更多个方向中的所有方向，以促进广播通信。在一些实施例中，第一通信接收机耦合到通信发射机，并且光检测器包括第二通信接收机，以从通信发射机接收被赋予了入射通信信息的光。在一些实施例中，系统位于公路交通工具中，并且其中，第一通信接收机和/或通信发射机位于公路侧单元中。在一些实施例中，系统位于第一公路交通工具中，并且其中，第一通信接收机和/或通信发射机位于第二公路交通工具中。在一些实施例中，系统位于铁路交通工具中，并且其中，第一通信接收机和/或通信发射机位于轨道侧单元中。在一些实施例中，系统位于第一铁路交通工具中，并且其中，第一通信接收机和/或通信发射机位于第二铁路交通工具中。根据本公开的第二方面，提供了一种用于促进对环境的空间分布的估计的方法，该方法包括以下步骤：提供出射光；沿一个或更多个方向将所述出射光定向到环境中，被定向的光被赋予将由在所述一个或更多个方向中的至少一个方向上能够到达的第一通信接收机接收的出射通信信息；以及检测入射光，所述入射光对应于由环境反射的所述出射光的至少一部分，其中与检测到的光相关联的至少一个特性包括距离信息，以用于对与所述一个或更多个出射方向相关联的环境的空间分布的估计。在一些实施例中，所述出射光是在一个或更多个选定的波长信道上被提供的，并且一个或更多个方向对应于相应的一个或更多个选定的波长信道。在一些实施例中，该方法还包括：确定用于使被赋予了另外的出射通信信息的光被定向到第一通信接收机的一个或更多个选定的方向；以及沿一个或更多个选定的方向将另外的出射光定向至环境中，该另外的被定向的光被赋予了将由第一通信接收机接收的另外的出射通信信息。在一些实施例中，存在至少两个单元，每个单元执行前述段落中所描述方法的实施例，其中，该方法还包括基于该单元的检测从一个单元向另一个单元传送信息，并利用所传送的信息来有效地扩展另一个单元的空间分布范围。根据本公开的第三方面，提供了一种通信接收机，所述通信接收机用于接收从系统定向的光，以用于促进对通信接收机所处的环境的空间分布的估计，被定向的光被赋予了通信信息。在一些实施例中，通信接收机还包括可被系统识别的可识别物体分布。在一些实施例中，通信接收机具有大于阈值视场的视场。在一些实施例中，通信接收机具有可调节的视场。根据本公开的第四方面，提供了一种包括多个发射机和多个接收机的通信网络，其中，所述多个发射机均包括被配置成提供出射光的光源和被配置成沿一个或更多个方向将所述出射光定向至环境中的光束定向器，被定向的光被赋予了出射通信信息，并且其中，所述多个接收机用于从至少一个所述发射机接收所述被定向的，其中，所述网络包括位于不同物理位置的至少两个固定单元以及至少一个移动单元，该至少两个固定单元包括第一所述发射机和与第一发射机通信的第一所述接收机，该至少一个移动单元包括第二所述接收机和第二所述发射机，所述至少一个移动单元在所述通信网络内提供自组织通信节点。在一些实施例中，至少两个固定单元和至少一个移动单元中的至少一者被配置成收集关于该单元的环境的空间剖析信息，并将该空间剖析信息传送给另一个单元。每个单元可以具有用于促进对本文所公开的环境的空间分布的估计的系统的任何实施例的特性。本公开的另外的方面和前述段落中所描述方面的另外的实施例将从以下通过示例并参照附图的方式给出的描述中变得明显。附图简述图1示出了用于促进对环境的空间分布的估计的系统的布置。图2示出了在包括通信接收机和通信发射机的环境中的图1的系统。图3示出了用于促进对环境的空间分布的估计的方法概要。图4示出了本公开的用例场景。详细描述本文公开了一种用于根据基于光检测和测距(LiDAR)的技术来促进对环境的空间分布的估计。“光”在下文中包括具有光学频率的电磁辐射，包括远红外辐射、红外辐射、可见辐射和紫外辐射。一般来说，LiDAR涉及将光发射到环境中且随后检测被环境返回的反射光。通过确定光往返于视场内的反射表面所需的时间以及因此确定反射表面的距离，可以形成对环境的空间分布的估计。在一种布置中，本公开促进基于在一维上(如沿着本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于促进对环境的空间分布的估计的系统，所述系统包括：/n光源，所述光源被配置成提供出射光；/n光束定向器，所述光束定向器被配置成将所述出射光沿一个或更多个方向定向至所述环境中，被定向的光被赋予了将由在所述一个或更多个方向中的至少一个方向上能够到达的第一通信接收机接收的出射通信信息；以及/n光检测器，所述光检测器被配置成检测入射光，所述入射光对应于由所述环境反射的所述出射光的至少一部分，其中，与所检测到的光相关联的至少一个特性包括距离信息，以用于对与所述一个或更多个出射方向相关联的所述环境的空间分布的估计；/n其中，所述出射光是在一个或更多个选定的波长信道上被提供的，并且所述一个或更多个方向对应于相应的一个或更多个选定的波长信道。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170825 AU 20179034401.一种用于促进对环境的空间分布的估计的系统，所述系统包括：
光源，所述光源被配置成提供出射光；
光束定向器，所述光束定向器被配置成将所述出射光沿一个或更多个方向定向至所述环境中，被定向的光被赋予了将由在所述一个或更多个方向中的至少一个方向上能够到达的第一通信接收机接收的出射通信信息；以及
光检测器，所述光检测器被配置成检测入射光，所述入射光对应于由所述环境反射的所述出射光的至少一部分，其中，与所检测到的光相关联的至少一个特性包括距离信息，以用于对与所述一个或更多个出射方向相关联的所述环境的空间分布的估计；
其中，所述出射光是在一个或更多个选定的波长信道上被提供的，并且所述一个或更多个方向对应于相应的一个或更多个选定的波长信道。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述出射光包括编码所述出射光的基于最大长度的序列(MLS)。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述光源包括用于以带内频率在所述MLS上对所述通信信息编码的编码器。


4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述光源包括用于以带外频率在所述MLS上对所述通信信息编码的编码器。


5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述出射光包括Barker码。


6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述光束定向器包括耦合到扩展光学器件的色散元件自由空间。


7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括处理器，以基于所估计的空间分布来确定所述一个或更多个方向中的所述至少一个方向。


8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述处理器被配置成基于所估计的空间分布中可识别物体分布来确定一个或更多个选定的方向，以促进定向通信。


9.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中，所述一个或更多个方向中的所述至少一个方向包括所述一个或更多个方向中的所有方向，以促进广播通信。


10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第一通信接收机耦合到通信发射机，并且所述光检测器包括第二通信接收机，以从所述通信发射机接收被赋予入射通信信息的光。


11.根据前述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：西比·普利卡赛里尔，费德里科·科尔拉特·邦迪，
申请(专利权)人：博莱佳私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU