一种用于测量室外环境中目标物体的逆向反射率的装置，包括:调制器，用于基于指定的调制值调制第一光信号；光学发射器，耦合到调制器，用于沿着朝向目标物体的光路发射第一光信号；和光学检测器，相对于光学发射器共线定位。光学检测器检测从目标物体逆向反射的第二光信号。该装置包括耦合到调制器和光学检测器的锁定放大器。锁定放大器接收来自调制器的第一电信号和来自光学检测器的第二电信号，并基于第一电信号和第二电信号生成指示目标物体的逆向反射率的第三电信号。逆向反射率的第三电信号。逆向反射率的第三电信号。
【技术实现步骤摘要】
用于测量室外环境中的物体的逆向反射率的逆向反射计
[0001]本公开的方面总体上涉及反射计，并且更具体地，涉及用于测量室外环境中的物理物体的逆向反射(retro
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reflection)的逆向反射计。
技术介绍
[0002]反射计使用波在表面和界面的反射来检测和表征物体。可以按几种方式对反射计的形式进行分类，诸如使用的辐射类型、波传播的几何形状、长度标度、测量方法、和应用领域。不同波长的电磁辐射通常用于反射计。这些应用包括光探测和测距(LiDAR)系统，该LiDAR系统利用电磁脉冲的反射来检测物体的存在并测量物体的位置和速度。
附图说明
[0003]从下面给出的详细描述以及从本公开的各种实施方式的附图中，将更全面地理解本公开。然而，附图不应被视为将本公开限制于特定实施方式，而是仅用于解释和理解。
[0004]图1是示出根据本公开的一些实施方式的系统的单基地(monostatic)配置和双基地(bistatic)配置的图。
[0005]图2是根据本公开的一些实施方式的逆向反射计的示意图。
[0006]图3是根据本公开的一些实施方式的逆向反射计的示意图。
[0007]图4示出了根据本公开的一些实施方式的用于测量目标物体的逆向反射率的流程图。
[0008]图5是示出根据本公开的一些实施方式的使用电磁感应的示例性自主车辆和使用逆向反射数据训练的自主驾驶系统的组件的图。
具体实施方式
[0009]本文使用的反射计可以指测量物体表面反射率的计量设备。反射率可以指对从物体表面反射的电磁辐射量的测量值。
[0010]如本文所使用的逆向反射计测量在逆向方向上物体表面的反射率(例如，逆向反射率)。逆向反射计可以包括光学发射器(例如，光源)，其发射指向物体的光信号(例如，光束)。逆向反射计可以接收和测量从物体(例如，建筑物、车辆、人、动物、景观元素等)表面反射的逆向反射的光信号(例如，逆向反射光束)。逆向方向可以指反射的光信号朝向光学发射器的传播方向，其中传播方向与发射或入射光束的传播方向相反(例如，逆向反射光束的光路和发射光束的光路之间的角度是不超过特定阈值的锐角)。逆向反射率可以指在逆向方向上物体表面的反射率。贯穿本公开使用的“光信号”、“光”或“光束”可以指具有包括一个或多个电磁辐射波长的任何波长范围的任何电磁辐射。
[0011]反射率或逆向反射率可以作为从表面反射的电磁辐射量与参考值之比而被测量。例如，逆向反射率可以作为以下比率而被测量：在诸如相同的距离范围(distance range)、相同的收集孔尺寸、相同的波长范围和相同的发射光束的光功率的等效条件下，从目标物
体的光反射表面逆向反射的电磁辐射量(例如，功率)与从具有100％反射率的朗伯(Lambertian)目标(即，100％朗伯目标)的光反射表面反射的电磁辐射量的比率。在一些实施方式中，这种类型的逆向反射率表征可以被称为逆向反射因子。
[0012]标识物体反射率的反射率数据可用于许多应用中，诸如用于自主车辆或用于模拟自主车辆的LiDAR系统。例如，反射率数据可用于校准LiDAR系统，以便LiDAR系统检测到的物体的反射率可用于准确地对物体进行分类。作为另一示例，车辆的自动驾驶系统可以使用关于地理围栏区域、车辆操作的操作设计域(ODD)、或车辆遇到的环境条件中的物体的反射率数据来选择在该区域、该ODD、或该环境条件中使用的特定LiDAR、LiDAR类型和/或LiDAR配置(例如，LiDAR发射功率水平、LiDAR拍摄时间表、或LiDAR拍摄分布)。一些反射率数据可用于各种材料参数数据库中的一些物理物体，诸如标识反射光的全散射半球的积分(例如，总积分散射(TIS))的测量值的反射率数据。此外，一些计量实验室提供反射率数据，该反射率数据包括物体在与逆向方向实质上不同的方向上的反射率的测量值。
[0013]然而，LiDAR系统在自动驾驶技术中遇到的挑战是独特的。具体而言，在其他应用中，光入射到物体上的方向通常不同于感测的方向，而在自主车辆中使用的许多LiDAR系统中，感测的方向非常接近(并且在许多情况下实际上无法区分)发射信号的方向。因此，对自主车辆中使用的诸如LiDAR的应用具有巨大效用的反射率数据的类型是标识室外环境中物体的逆向反射率的逆向反射率数据，这在现有数据库中或在用于典型驾驶环境中遇到的物体的计量实验室中是不可用的。
[0014]本公开的各方面通过提供用于测量位于室外环境中的目标物体的逆向反射率的逆向反射计来解决这些和其他挑战。在一些实施方式中，逆向反射计是一种便携式设备，其可以在现场用于测量位于室外环境中的目标物体的逆向反射率。逆向反射计可以在短范围和长范围(例如，0
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200米)测量目标物体的逆向反射率。在一些实施方式中，逆向反射计可以以与LiDAR系统类似的方式配置，以更好地近似由LiDAR系统感测的逆向反射率。例如，对于单基地LiDAR系统，逆向反射计也可以配置为单基地配置。
[0015]在一些实施方式中，逆向反射计可以包括调制器，以基于指定的调制值来调制第一光信号。逆向反射计可以包括光学发射器，该光学发射器沿着朝向目标物体的光路发射第一光信号。逆向反射计可以包括光学检测器，该光学检测器相对于光学发射器共线定位，并且可以检测从目标逆向反射的第二光信号。逆向反射计可以包括耦合到调制器和检测器的锁定放大器。锁定放大器可以接收来自调制器的第一电信号和来自检测器的第二电信号，并基于第一和第二电信号生成指示目标物体的逆向反射率的第三电信号。第一电信号表示第一光信号，并且第二电信号表示第二光信号。
[0016]在一些实施方式中，逆向反射计可以配置为单基地配置，其中光学发射器和光学检测器共线定位，使得发射的光信号的光路和逆向反射的光信号行进到检测器的光路彼此成小角度(例如，小于阈值角度)。在其他实施方式中，两条光路可以至少部分地共享相同光路。例如，可以使用分束器来确保发射的光信号的光路(例如，从分束器到目标)的一部分与逆向反射的光信号的光路(例如，从目标到分束器)的一部分重合，同时能够在光检测单元内部使两个光信号分离。
[0017]在一些实施方式中，来自锁定放大器的电信号可用于生成逆向反射率数据，该逆向反射率数据标识目标物体在逆向反射计的测量范围内的逆向反射率的测量值。在一些实
施方式中，表征逆向反射率数据的一个或多个信号可以被提供给LiDAR系统，以校准LiDAR系统，用于基于反射率对物体进行分类。
[0018]图1是示出根据本公开的一些实施方式的系统的单基地配置和双基地配置的图。
[0019]诸如雷达系统、LiDAR系统和计量系统等的系统可以配置为单基地配置102或双基地配置104中的一个或多个。出于说明而非限制的目的，反射计和LiDAR系统作为具有单基地配置102和/或双基地配置104的系统的示例而被讨论。
[0020]具有单基地配置102的系统(例如，单基地系统)具有以下特征中的一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于测量室外环境中目标物体的逆向反射率的装置，所述装置包括:调制器，基于指定的调制值调制第一光信号；光学发射器，耦合到所述调制器，用于沿着朝向所述目标物体的光路发射所述第一光信号；光学检测器，相对于所述光学发射器共线定位，所述光学检测器检测从所述目标物体逆向反射的第二光信号；和锁定放大器，耦合到所述调制器和所述光学检测器，所述锁定放大器接收来自所述调制器的第一电信号和来自所述光学检测器的第二电信号，其中所述第一电信号表示所述第一光信号，所述第二电信号表示所述第二光信号，并且其中所述锁定放大器还基于所述第一电信号和所述第二电信号生成指示所述目标物体的逆向反射率的第三电信号。2.根据权利要求1所述的装置，其中，来自所述调制器的所述第一电信号指示所述第一光信号的所指定的调制值，并且其中所述第三电信号指示所述第二光信号的光强。3.根据权利要求1所述的装置，其中，逆向反射率数据标识在距所述装置的预定距离范围内的所述目标物体的逆向反射率的测量值，其中所述逆向反射率数据基于所述第二光信号的光强、所述第一光信号的光强、以及所述装置和所述目标物体的光反射表面之间的距离来确定。4.根据权利要求3所述的装置，还包括输出接口，用于向光探测和测距(LiDAR)系统提供表示与所述目标物体相关联的逆向反射率的信号，作为校准信号。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光学发射器的输出和所述光学检测器以单基地配置来定位，其中所述第一光信号的光路和所述第二光信号在其上行进到所述光学检测器的光路至少部分地共享相同光路。6.根据权利要求5所述的装置，还包括:会聚透镜，沿着所述光路定位，其中所述会聚透镜、所述光学检测器、和所述光学检测器的输出共线定位。7.根据权利要求6所述的装置，还包括:入口孔，沿着所述光路定位并且位于所述会聚透镜和所述光学发射器的输出之间；和检测器孔，沿着所述光学检测器和所述会聚透镜之间的光路定位。8.根据权利要求5所述的装置，还包括:收集器主镜，沿着所述光路定位；和副镜，沿着所述光路定位，并被定位为接收从所述收集器主镜反射的所述第二光信号，并将所述第二光信号引导至所述光学检测器，其中所述收集器主镜、所述副镜、和所述光学发射器的输出共线定位。9.根据权利要求8所述的装置，还包括:入口孔，沿着所述光路定位，并且与所述收集器主镜、所述副镜、和所述光学发射器的输出共线定位，其中所述副镜被定位在所述收集器主镜和所述光学发射器的输出之间；和检测器孔，沿着所述光路定位，并且与所述收集器主镜、所述副镜、和所述光学发射器的输出非共线定位。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学发射器和所述光学检测器以双基地配置来定位，其中所述第一光信号的光路和所述第二光信号在其上行进到...
【专利技术属性】
技术研发人员：HS森，
申请(专利权)人：伟摩有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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