用于修改LIDAR视场的系统和方法技术方案

本公开涉及促进光探测和测距(LIDAR或lidar)系统的可以利用“死角”的系统、方法和载具，在“死角”处lidar系统朝向支撑结构或另一个“不感兴趣”的特征。在这种场景下，光脉冲可以被重定向到环境中更感兴趣的特征。一种示例系统包括lidar系统，lidar系统被配置为向系统的环境中发射光脉冲，以便提供指示默认视场内的对象的信息。系统也包括光学耦合到lidar系统的反射表面。反射表面被配置为反射发射的光脉冲的至少一部分，以便提供扩展视场。lidar系统还被配置为提供指示扩展视场内的对象的信息。息。息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于修改LIDAR视场的系统和方法
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年9月13日提交的第16/569,872号美国专利申请的权益，其内容通过引用被合并于此。

技术介绍

[0003]传统的光探测和测距(LIDAR或lidar)系统可以利用发光发射器(例如激光二极管)向环境中发射光脉冲。与环境中的对象相互作用(例如，从环境中的对象反射)的发射光脉冲能够由LIDAR系统的接收器(例如，光电探测器)接收。能够基于发射光脉冲的初始时间和接收反射光脉冲的后续时间之间的时间差来确定关于环境中的对象的测距信息。

技术实现思路

[0004]本公开总体上涉及光探测和测距(LIDAR或lidar)系统，其可以被配置为获得关于环境的信息。这种lidar设备可以在载具中被实现，诸如自主和半自主汽车、卡车、摩托车以及能够在它们相应的环境中移动的其他类型的载具。
[0005]在第一方面，提供了一种系统。该系统包括lidar系统，该lidar系统被配置为向该系统的环境中发射光脉冲，以便提供指示默认视场内的对象的信息。该lidar系统包括被配置为围绕第一轴旋转的可旋转基座和耦合到该可旋转基座的可旋转镜。可旋转镜被配置为围绕第二轴旋转。该lidar系统也包括被配置为发射光脉冲的至少一个光源。所发射的光脉冲与环境相互作用以提供返回光脉冲。该lidar系统额外包括至少一个检测器，检测器被配置为检测返回光脉冲的至少一部分。该系统也包括光学耦合到该lidar系统的反射表面。反射表面被配置为反射所发射的光脉冲的至少一部分，以便提供扩展视场。该lidar系统还被配置为提供指示扩展视场内的对象的信息。
[0006]在第二方面，提供了一种方法。该方法包括使lidar系统的至少一个光源向默认视场和反射表面发射光脉冲，反射表面被配置为向扩展视场反射光脉冲的一部分。该lidar系统包括被配置为围绕第一轴旋转的可旋转基座和耦合到该可旋转基座的可旋转镜。可旋转镜被配置为围绕第二轴旋转。该lidar系统也包括被配置为发射光脉冲的至少一个光源。所发射的光脉冲与环境相互作用以提供返回光脉冲。该lidar系统额外包括至少一个检测器，检测器被配置为检测返回光脉冲的至少一部分。所发射的光脉冲与lidar系统的环境相互作用，以提供返回光脉冲。该方法也包括接收来自默认视场的返回光脉冲的至少第一部分作为第一检测光信号。该方法额外包括接收来自扩展视场的返回光脉冲的至少第二部分作为第二检测光信号。更进一步，该方法包括发送点云数据，其中，点云数据基于第一检测光信号和第二检测光信号，并且指示默认视场和扩展视场内的对象。
[0007]在第三方面，提供了一种载具。该载具包括lidar系统，lidar系统被配置为向载具的环境中发射光脉冲，以便提供指示默认视场内的对象的信息。该lidar系统包括被配置为围绕第一轴旋转的可旋转基座和耦合到该可旋转基座的可旋转镜。可旋转镜被配置为围绕第二轴旋转。该lidar系统也包括被配置为发射光脉冲的至少一个光源。所发射的光脉冲与
环境相互作用以提供返回光脉冲。该lidar系统额外包括至少一个检测器，检测器被配置为检测返回光脉冲的至少一部分。该载具额外包括光学耦合到lidar系统的反射表面。反射表面被配置为反射所发射的光脉冲的至少一部分，以便提供扩展视场。该lidar系统还被配置为提供指示扩展视场内的对象的信息。
[0008]对于本领域普通技术人员来说，通过阅读以下详细描述，并适当参考附图，其他方面、实施例和实现将变得显而易见。
附图说明
[0009]图1图示根据示例实施例的系统。
[0010]图2A图示根据示例实施例的lidar系统。
[0011]图2B图示根据示例实施例的lidar系统。
[0012]图2C图示根据示例实施例的图2A的lidar系统的一部分。
[0013]图2D图示根据示例实施例的lidar系统。
[0014]图3图示根据示例实施例的系统。
[0015]图4图示根据示例实施例的系统。
[0016]图5A图示根据示例实施例的载具。
[0017]图5B图示根据示例实施例的载具。
[0018]图5C图示根据示例实施例的载具。
[0019]图5D图示根据示例性实施例的载具。
[0020]图5E图示根据示例实施例的载具。
[0021]图6图示根据示例实施例的操作场景。
[0022]图7图示根据示例实施例的方法。
具体实施方式
[0023]本文描述了示例方法、设备和系统。将会理解，本文使用的词语“示例”和“示例性的”表示“意味着示例、实例或说明”。本文作为“示例”或“示例性”描述的任何实施例或特征不一定被解释为比其他实施例或特征更优选或更有利。在不脱离本文呈现的主题的范围的情况下，能够利用其他实施例，并且能够进行其他改变。
[0024]因此，本文描述的示例实施例不意味着是限制性的。如本文一般描述的和在附图中示出的，本公开的各方面能够以多种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都在本文中被考虑。
[0025]此外，除非上下文另有暗示，否则每个图中所图示的特征可以彼此结合使用。因此，附图通常应被视为一个或多个总体实施例的组成方面，应理解并非所有图示的特征对于每个实施例都是必要的。
[0026]I.概述
[0027]自主和半自主载具可以通过基于lidar点图绘制出载具的环境来利用三维(3D)lidar系统进行导航。然而，传统的lidar具有“盲点”，诸如它能够向下看到的有限范围的高度，可能会在lidar下方留下不会被扫描的圆锥体或其他区域。
[0028]示例lidar系统包括可旋转镜组件和光学腔。光学腔包括至少一个光发射器设备、
至少一个光电探测器和相应的光学元件(例如，透镜)。光发射器设备可以沿着光发射轴发射与可旋转镜组件相互作用的光脉冲，使得光脉冲被重定向到环境中。从环境反射回lidar的光脉冲能够由光电探测器沿着光接收轴接收，以便确定到目标的距离(测距),并用于形成表示距离确定的点云。在一些实施例中，光脉冲可以通过位于lidar系统壳体的相对侧的两个窗口发射。虽然一些实施例可能描述了利用光脉冲的感测设备，但将会理解，利用连续波光(例如，连续波飞行时间(TOF))系统的其他类型的三维感测技术是可能的和被考虑的。
[0029]在示例实施例中，光学腔可以耦合到可旋转基座，可旋转基座被配置为围绕基本垂直的第一旋转轴旋转。镜组件可以被配置为围绕第二旋转轴旋转，第二旋转轴与第一旋转轴相交(coincident)并且基本垂直。
[0030]在这样的lidar系统中，lidar点云的片段能够落在支撑结构(例如，将lidar系统支撑在载具上的结构)或lidar被应用到的应用不感兴趣的其他特征上。例如，在一些场景中，一些光脉冲可以被定向到lidar的环境的静态(例如，不变的)或先前表征的部分。如本文所述，可以通过用反射表面或镜将这些“不感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：lidar系统，被配置为向所述系统的环境发射光脉冲，以便提供指示默认视场内的对象的信息，其中，所述lidar系统包括：可旋转基座，被配置为围绕第一轴旋转；可旋转镜，耦合到可旋转基座，其中，可旋转镜被配置为围绕第二轴旋转；至少一个光源，被配置为发射光脉冲，其中，所发射的光脉冲与环境相互作用以提供返回光脉冲；和至少一个检测器，被配置为检测所述返回光脉冲的至少一部分；以及反射表面，光学耦合到所述lidar系统，其中，反射表面被配置为反射所发射的光脉冲的至少一部分，以便提供扩展视场，其中，所述lidar系统被进一步配置为提供指示扩展视场内的对象的信息。2.根据权利要求1所述的系统，其中，扩展视场和默认视场不完全重叠。3.根据权利要求1所述的系统，其中，默认视场限定至少一个盲区，并且其中，扩展视场与所述至少一个盲区的至少一部分重叠。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述反射表面包括平面镜、凸面镜、凹面镜或多面镜阵列中的至少一个。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光脉冲包括波长为λ的光，其中，所述反射表面包括平面镜，平面镜具有用光学干涉技术测量的、在λ和λ/100之间的平坦度。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述反射表面被设置在所述lidar系统的两英尺内。7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：控制器，包括至少一个处理器和至少一个存储器，其中，所述至少一个处理器执行存储在所述至少一个存储器中的指令，以便实施操作，所述操作包括：使所述至少一个光源发射光脉冲；接收来自默认视场的返回光脉冲的至少第一部分作为第一检测光信号；接收来自扩展视场的返回光脉冲的至少第二部分作为第二检测光信号；和基于第一检测光信号和第二检测光信号，确定指示默认视场和扩展视场内的对象的点云。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述操作进一步包括：接收反射图，其中，反射图包括关于反射表面如何将光脉冲反射到扩展视场中的反射信息，其中，确定点云进一步基于反射图。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述反射信息包括：反射表面的角度、反射表面的姿态或反射表面的表面曲率中的至少一个。10.一种方法，包括：使lidar系统的至少一个光源向默认视场和向反射表面发射光脉冲，反射表面被配置为向扩展视场反射光脉冲的一部分，其中，所发射的光脉冲与lidar系统的环境相互作用以提供返回光脉冲，其中，所述lidar系统包括：可旋转基座，被配置为围绕第一轴旋转；可旋转镜，耦合到可旋转基座，其中，可旋转镜被配置为围绕第二轴旋转；
至少一个光源，被配置为发射光脉冲，其中，所发射的光脉冲与环境相互作用以提供返回光脉冲；和至少一个检测器，被配置为检测返回光脉冲的至少一部分；接收来自默认视场的返回光脉冲的至少第一部分作为第一检测光信号；接收来自扩展视场的返回光脉冲的至少第二部分作为第二检测光信号；以及发送点云数据，其中，所述点云数据基于第一检测光信号和第二检测光信号，并且指示默认视场和扩展视场内的对象。11.根据权利要求10所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：B加森德，S苏拉克，J苏利尔，
申请(专利权)人：伟摩有限责任公司，
类型：发明
国别省市：