自主导航系统的动态控制和配置技术方案

本公开总体上涉及用于生成、处理和关联来自自主导航系统中的多个传感器的数据的系统和方法，并且更特别地涉及在光检测和测距系统内对可配置和动态传感器模块的利用，其使能实现改进的传感器数据之间的关联以及系统对其周围环境的可配置性和响应性。周围环境的可配置性和响应性。周围环境的可配置性和响应性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自主导航系统的动态控制和配置
[0001]相关申请的交叉引用本申请要求2019年1月7日提交的U.S.S.N. 16/241,825的优先权，其通过引用以其整体并入本文。

技术介绍

[0002]A.
本公开总体上涉及用于生成、处理和关联来自自主导航系统中的多个传感器的数据的系统和方法，并且更特别地涉及在光检测和测距（下文中为“LIDAR”）系统内对可配置和动态传感器模块的利用，其使能实现改进的传感器数据之间的关联以及系统对其周围环境的可配置性和响应性。
[0003]B.
技术介绍
本领域技术人员将理解自主导航系统内传感器数据的准确度和及时分析的重要性。自主导航要求计算机化系统从传感器接收数据，形成其环境的足够准确的表示，并基于该数据实时做出决策。传感器数据解释中的任何误差或对该传感器数据及时发起响应动作的延迟可能具有不期望的后果。现代自主系统必须处理来自多个分立传感器系统的数据，并解释它们的组合输出。来自这些各种传感器的数据量可能是巨大的，并且简单地处理和关联来自不同传感器的输出可能要求大量的处理能力和时间。
[0004]LiDAR或混合传感器系统的实现可能具有不同的操作要求，诸如视场、量程、响应速率等。使这些系统适应不同类型的自主导航系统和车辆可能具有挑战性，因为该系统的环境和预期用途可能提出不同的性能要求。简单地在不同类型的车辆内定位和集成传感器可能给许多现有技术的基于传感器的导航系统带来问题。例如，传感器不能容易地并置在一起，因为数据受制于由从不同有利点取得的数据引起的视差。此外，这些传感器也可能具有不同的数据收集速率。该传感器数据的不当关联可能导致跨传感器数据的运动误差或冲突。因此，在可以做出任何自主导航决策之前，自主系统必须首先处理和解释来自相关传感器的数据、继之以将它们彼此关联。决策做出过程内的任何不必要的延迟都可能导致自主驾驶系统的故障。
[0005]因此，需要的是提供用于跨安装在自主导航系统内的多个传感器来接收和处理传感器数据的可配置、准确、及时且高效的解决方案的系统和方法。
附图说明
[0006]将参考本专利技术的实施例，其示例可以在附图中图示。这些图旨在是说明性的而非限制性的。尽管本专利技术总体地是在这些实施例的上下文中描述的，但是应当理解，并不旨在将本专利技术的范围限制于这些特定的实施例。各图中的项目不是按比例的。
[0007]图（“附图”）1描绘了根据本文档实施例的LiDAR系统的操作。
[0008]图2A图示了根据本文档实施例的LiDAR系统和多个返回光信号的操作。
[0009]图2B描绘了根据本文档实施例的具有振荡镜的LIDAR系统。
[0010]图3A描绘了根据本文档实施例的安装在汽车中的分布式传感器系统，该分布式传感器系统利用耦合到微控制器（下文中为“MCU”）的一套传感器。
[0011]图3B描绘了根据本公开实施例的传感器系统的框架。
[0012]图3C描绘了根据本公开实施例的利用传感器模块和传感器总线的自主驾驶系统中的MCU的操作。
[0013]图3D和图3E图示了根据本公开实施例的用于在自主导航系统内动态配置不同传感器和传感器类型的方法。
[0014]图3F图示了根据本公开实施例的用于更新校准引擎中的校准参数的方法。
[0015]图4A和图4B描绘了根据本公开实施例的可配置传感器架构。
[0016]图4C图示了根据本公开实施例的利萨如扫描模式和分辨率。图4D、图4E和图4F图示了根据本公开实施例的视场（FOV）的扫描分辨率。
[0017]图4G图示了根据本公开实施例的包括八个传感器的传感器模块的特定扫描模式。
[0018]图4H和图4I图示了根据本公开实施例的示例性传感器方形和饼楔形配置。
[0019]图4J图示了根据本公开实施例的传感器系统，该传感器系统支持用包括LIDAR、红外辐射（IR）、环境光模态的各种传感器类型检测对象，以分别检测距离、反射率、温度和颜色。
[0020]图5描绘了根据本文档实施例的用于汽车应用的计算设备/信息处置系统的简化框图。
具体实施方式
[0021]在以下描述中，出于解释的目的，阐述了具体细节以便提供对本专利技术的理解。然而，对于本领域技术人员而言将清楚的是，本专利技术可以在没有这些细节的情况下实践。此外，本领域技术人员将认识到，下面描述的本专利技术的实施例可以以多种方式实现，诸如过程、装置、系统、设备或有形计算机可读介质上的方法。
[0022]在图解中示出的组件或模块是本专利技术的示例性实施例的说明，并且意在避免模糊本专利技术。还应理解，贯穿该讨论，组件可以被描述为单独的功能单元，其可以包括子单元，但是本领域技术人员将认识到，各种组件或其部分可以被划分成单独的组件或者可以被集成在一起，包括集成在单个系统或组件内。应当注意，本文讨论的功能或操作可以实现为组件。组件可以用软件、硬件或其组合来实现。
[0023]此外，各图内组件或系统之间的连接不旨在限于直接连接。而是，这些组件之间的数据可以由中间组件修改、重新格式化或以其他方式改变。此外，可以使用附加或更少的连接。还应注意，术语“耦合”、“连接”或“可通信地耦合”应理解为包括直接连接、通过一个或多个中间设备的间接连接以及无线连接。
[0024]说明书中对“一个实施例”、“优选实施例”、“一实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构、特性或功能被包括在本专利技术的至少一个实施例中，并且可以在多于一个实施例中。此外，在说明书中各个地方中出现的以上指出的短语不一定都指代相同的一个或多个实施例。
[0025]在说明书中各个地方中使用某些术语是为了说明，并且不应当被解释为限制。服务、功能或资源不限于单个服务、功能或资源；这些术语的使用可以指代相关服务、功能或
资源的分组，它们可以是分布式的或聚合的。
[0026]术语“包括”、“包括着”、“包含”和“包含着”应理解为开放式术语，并且随后的任何列表都是示例，并且不意在限于所列出的项目。本文使用的任何标题仅用于组织目的，并且不应用于限制说明书或权利要求的范围。该专利文档中提到的每个参考文献通过引用以其整体并入本文。
[0027]此外，本领域技术人员应认识到：（1）某些步骤可以可选地执行；（2）步骤可以不限于本文阐述的特定次序；（3）某些步骤可以以不同的次序执行；以及（4）某些步骤可以同时进行。
[0028]诸如LIDAR系统的光检测和测距系统可以是测量系统周围环境的形状和轮廓的工具。LIDAR系统可以应用于包括自主导航和表面的航空测绘二者的许多应用。LIDAR系统发射光脉冲，该光脉冲随后从系统操作的环境内的对象反射。可以测量每个脉冲从被发射行进到被接收的时间（即飞行时间“TOF”），以确定对象和LIDAR系统之间的间距。科学以光和光学的物理特性为基础。
[0029]在LIDAR系统中，光可以从快速射击的激光器发射。激光通过介质行进，并从诸如建筑物、树枝和车辆的环境中的表面的点反射。反射的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在传感器系统内使用的控制器，所述控制器包括：总线接口，在其上从多个传感器模块接收传感器数据；耦合到总线接口的解复用器，所述解复用器对来自所述多个传感器模块的一系列传感器数据流进行解复用；耦合到解复用器的校准引擎，所述校准引擎向解复用器提供在所述多个传感器模块内的多个传感器之间的多个变换；和耦合到解复用器的数据处理器，所述数据处理器处理经解复用的传感器数据并生成响应。2.根据权利要求1所述的控制器，进一步包括耦合到所述多个传感器模块的驱动器，所述驱动器激活所述多个传感器内的至少一个传感器。3.根据权利要求1所述的控制器，进一步包括至少一个输入接口，在所述至少一个输入接口上，外部条件信息被提供给所述控制器，所述至少一个输入接口被耦合到所述校准引擎。4.根据权利要求3所述的控制器，其中所述外部条件信息包括里程表读数、照明条件、车速读数、外部测绘图和拥堵指示符中的至少一个。5.根据权利要求3所述的控制器，其中所述至少一个输入接口接收与所述多个传感器模块内的至少一个传感器模块相关的传感器配置信息。6.根据权利要求5所述的控制器，其中所述传感器配置信息包括与所述多个传感器模块中的至少一个传感器模块相关联的传感器类型、视场、帧速率和感兴趣区中的至少一个。7.根据权利要求6所述的控制器，其中所述校准引擎基于所述外部条件信息和所述传感器配置信息来更新校准信息。8.根据权利要求1所述的控制器，其中在所述总线接口上接收的所述传感器数据跨所述多个传感器内的传感器子集而关联。9.根据权利要求8所述的控制器，其中所述多个传感器内的传感器子集包括至少两种不同类型的传感器。10.根据权利要求1所述的控制器，其中所述多个传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：威力登激光雷达美国有限公司，
类型：发明
国别省市：