多垂直层光检测和测距系统、自动泊车辅助以及计算机视觉车道检测与保持技术方案

一种用于车辆的光检测和测距(LiDAR)系统，包括被配置为产生激光的激光二极管以及被配置为在相对于车辆的垂直方向上对激光进行分束以产生多个子光束的分束器。所述LiDAR系统还包括被配置为接收多个子光束的反射的接收器以及被配置为基于所述多个子光束的反射来检测车辆的环境的处理器。

【技术实现步骤摘要】
多垂直层光检测和测距系统、自动泊车辅助以及计算机视觉车道检测与保持相关申请的交叉引用本专利申请要求于2019年3月5日申请的序列号为201941008470的印度临时专利申请的优先权，在此通过引用将其整体并入本文。
本文中的一个或多个实施例总体涉及一种用于车辆的光检测和测距(LiDAR)系统。除此之外，所述LiDAR系统可以用于车道检测、车道保持和泊车辅助。
技术介绍
传统上，光检测和测距(LiDAR)系统使用光来测量到目标的距离。在常规设置中，LiDAR系统可以被附接到车辆的车顶。这常常导致车辆重心的升高和车辆总高度的增加。另外，在常规设置中，车辆本身可能限制LiDAR系统的视场。在常规设置中，车辆的引擎罩、车顶或其他元件可能阻挡LiDAR系统的视场。一种替代方案是使视场成角度，使得车辆不再处于视场中。然而，对于LiDAR系统，这两种情况都导致车辆周围的盲点。因此，LiDAR系统将不能够检测处于盲点中的目标。此外，常规设置常常需要使用昂贵的传感器，这对于大规模使用而言成本过高。除了传统的LiDAR系统之外，还存在传统的相机系统和声纳系统。使用可见光的相机系统可能易受光照条件的影响。例如，传统的相机系统在低照明条件下可能变得无效。当相机系统在低照明条件下拍摄图像时，图像中的对象可能变得不可识别。由于低照明条件，图像可能显得黑。例如，这可能在行驶通过无灯光或光线不足的泊车结构时发生，或者在夜间、日落后和/或在无灯光或光线不足的道路上行驶时发生。另外，传统的相机系统和声纳系统常常具有有限的检测范围，这可能导致盲点。此外，传统的相机系统和声纳系统可能易受天气条件的影响，诸如雨或雪，这可能降低性能。此外，传统的相机系统和声纳系统可能遭受噪声干扰。
技术实现思路
一些实施例涉及一种系统，所述系统可以包括被配置为生成用于车辆的激光的激光二极管。所述系统还可以包括分束器(divider)，所述分束器被配置为在相对于车辆的垂直方向上对激光进行分束以产生多个子光束。所述系统还可以包括被配置为接收多个子光束的反射的接收器。所述系统可以另外地包括处理器，所述处理器被配置为基于多个子光束的反射来检测车辆的环境。所公开的实施例的一方面包括一种用于车辆的光检测和测距(LiDAR)系统。所述LiDAR系统包括被配置为生成激光的激光二极管以及被配置为在相对于车辆的垂直方向上对激光进行分束以产生多个子光束的分束器。所述LiDAR系统还包括被配置为接收多个子光束的反射的接收器以及被配置为基于多个子光束的反射来检测车辆的环境的处理器。所公开的实施例的另一方面包括一种用于车辆的装置。所述装置包括处理器和存储器。所述存储器包括指令，所述指令当由所述处理器运行时使所述处理器：从接收器接收多个子光束的反射，所述多个子光束对应于在相对于车辆的垂直方向上经分束的激光；基于所述多个子光束的反射来检测车辆的环境；基于所述多个子光束中的第一子光束的反射来检测第一泊车位；基于所述多个子光束中的第二子光束的反射来检测第二泊车位；以及基于组合第一泊车位检测和第二泊车位检测来提供泊车位确定。所公开的实施例的另一方面包括一种用于车辆的系统。所述系统包括第一二维光检测和测距传感器，其被配置为以第一角度投射第一激光束。所述系统还包括第二二维光检测和测距传感器，其被配置为以第二角度投射第二激光束，其中，所述第二角度从所述第一角度偏移一角间距。所述系统还包括一个或多个接收器，所述一个或多个接收器被配置为接收所述第一激光束和所述第二激光束的反射。所述系统还包括处理器，所述处理器被配置为基于所述第一激光束和所述第二激光束的反射来检测车辆的环境。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开内容。要强调的是，根据惯例，附图的各种特征并不是按比例绘制的。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意地扩大或缩小。图1一般性地图示了根据本公开的原理的具有两垂直层的光检测和测距系统的车辆。图2一般性地图示了根据本公开的原理的组合了两垂直层LiDAR和惯性测量单元的系统。图3一般性地图示了根据本公开的原理的光束分束器的实现方式。图4一般性地图示了根据本公开的原理的用于自动泊车辅助的架构。图5一般性地图示了根据本公开的原理的车道检测和保持系统。具体实施方式尽管针对车辆LiDAR的某些方案采用单个垂直层来进行对象检测，但是一些实施例通过使用第二垂直层来提供增强，所述第二垂直层能够被用于检测车道，宽泛地包括检测泊车标记。一些实施例可以采用红外激光二极管和圆柱形光栅作为1×2的衍射斑发生器或50:50的光束分裂器(beamsplitter)，以实现在垂直方向上的两层检测。在水平方向上的检测能够使用任何期望的技术，诸如一维(1D)闪烁、机械扫描、微机电系统(MEMS)等。在另一方面，一些实施例涉及用于空闲泊车位检测并且同时用于检测静态和移动对象的基于LiDAR的模块。在一些实施例中，无论存在或不存在泊车车道，自动泊车辅助系统都能够被用于平行泊车和垂直泊车。更具体地，一些实施例可以依赖于两个独立的流程来假设泊车位位置。一个流程可以考虑用于检测泊车车道标记的LiDAR车道点，而另一流程可以识别地面上方的静态和动态对象以找到两个静态对象之间的泊车位。这两种流程在性质上可以是互补的。通过组合其输出，可以产生对空闲泊车位的可靠检测。在另外的方面，一些实施例涉及基于一组传感器的车道检测和保持模块。所述一组传感器能够包括相机、二维(2D)LiDAR、IMU和汽车里程计单元。能够使用多核处理系统来植入用于车道检测和保持的计算机实施的过程。图1图示了根据一些实施例的具有两垂直层的光检测和测距系统的车辆110。如在图1中所示的，车辆110能够具有前向光检测和测距系统，有时也被称为LiDAR系统。所述LiDAR系统可以利用一个或多个固态LiDAR单元来进行激光投射和检测。所述LiDAR系统能够被安装在地平面120上方的车辆110上。例如，所述LiDAR系统可以被安装在车辆110的前部上，诸如被安装在前保险杠或格栅中。在这样做时，所述LiDAR系统可以具有对车辆110前方的地面以及车辆前方的地面上的对象的无阻挡视场。作为另一示例，所述LiDAR系统可以被安装在车辆110的后部上，诸如被安装在后保险杠或后行李箱盖上。类似地，这可以提供对车辆后方的地面以及车辆后方的地面上的对象的无阻挡视场。也可以设想到替代的安装布置。该LiDAR系统能够投射一对激光子光束，包括上光束130和下光束140。上光束130可以基本上水平地投射，而下光束140可以向下投射。上光束130可以被用于对象检测，诸如检测行人、骑自行车的人和其他车辆。下光束140可以被用于检测车道标记、减速带、坑洼等。上光束130可以提供第一视场，而下光束140可以提供第二视场。在一些实施例中，所述LiDAR系统可以确切地包括两个激光子光束。这些光束可以从单个光束分离，如将在下文描述的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的光检测和测距(LiDAR)系统，所述LiDAR系统包括：/n激光二极管，其被配置为产生激光；/n分束器，其被配置为在相对于所述车辆的垂直方向上对所述激光进行分束以产生多个子光束；/n接收器，其被配置为接收所述多个子光束的反射；以及/n处理器，其被配置为基于所述多个子光束的所述反射来检测所述车辆的环境。/n

【技术特征摘要】
20190305 IN 2019410084701.一种用于车辆的光检测和测距(LiDAR)系统，所述LiDAR系统包括：
激光二极管，其被配置为产生激光；
分束器，其被配置为在相对于所述车辆的垂直方向上对所述激光进行分束以产生多个子光束；
接收器，其被配置为接收所述多个子光束的反射；以及
处理器，其被配置为基于所述多个子光束的所述反射来检测所述车辆的环境。


2.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述分束器包括圆柱形光栅，所述圆柱形光栅被配置为提供1×2的衍射斑发生器。


3.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述分束器包括50:50的光束分裂器。


4.根据权利要求1所述的LiDAR系统，还包括：
水平闪烁光束产生或水平扫描机构，其被配置为在水平方向上扫描所述子光束。


5.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述多个子光束中的第一子光束被配置为检测所述车辆的车道位置。


6.根据权利要求5所述的LiDAR系统，其中，所述多个子光束中的第二子光束被配置为检测所述车辆的所述环境中的对象。


7.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述分束器被配置为在所述多个子光束中的一对子光束之间提供从1度到3度的角间距。


8.根据权利要求1所述的LiDAR系统，还包括：
相机，其被安装在所述车辆上，
其中，所述处理器被配置为将基于所述多个子光束的所述反射的第一车道检测与基于由所述相机检测到的图像的第二车道检测进行组合。


9.根据权利要求8所述的LiDAR系统，还包括：
惯性测量单元，其被安装在所述车辆中；以及
里程计单元，其被安装在所述车辆中，
其中，所述惯性测量单元和所述里程计单元被配置为向所述处理器提供输入以计算所述车辆的局部姿态。


10.根据权利要求1所述的LiDAR系统，其中，所述分束器被配置为在所述多个子光束中的一对子光束之间提供一角间距，其中，所述角间距取决于要发生车道检测的期望距离并且取决于所述激光二极管被安装在所述车辆上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：GN·阮，L·韦罗内塞，V·纳拉扬，G·A·阿姆巴达斯，B·R·科尔坡，S·舒古勒，V·戈文德阿帕，G·迪莫罗，A·伊斯梅尔，
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