具有多范围通道的LIDAR制造技术

一种光检测和测距LIDAR系统。该系统包括长范围通道的集合和短范围通道的集合。每个通道包括照明源。短范围通道的照明源各自被配置为照明由来自相应照明源的第一立体角限定的相应空间区域。长范围通道的照明源各自被配置为照明由来自相应照明源的第二立体角限定的相应空间区域。第一立体角大于第二立体角，长范围通道的每个照明源的强度大于短范围通道的每个照明源的强度。短范围通道的集合被配置为检测第一视场内的对象，长范围通道的集合被配置为检测第二视场内的对象。配置为检测第二视场内的对象。配置为检测第二视场内的对象。

Lidar with multi range channels

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多范围通道的LIDAR


[0001]本公开涉及LIDAR(光检测和测距)系统，具体地但不排他地，涉及具有长范围通道和短范围通道两者的LIDAR系统，以及操作这种LIDAR系统的方法。

技术介绍

[0002]本公开涉及LIDAR系统。
[0003]图1中示出了已知LIDAR系统100的示例。该系统包括多个通道，每个通道具有照明源101。每个照明源照明相应的空间体积102，并且反射光由一个或多个检测器(未示出)拾取。反射光的特性(例如，照明与反射之间的时间延迟、或波长、和/或亮度)用于确定每个空间区域内的对象的距离。
[0004]空间体积102的范围将取决于照明源投射光的立体角(即，照明的帧)，以及由照明源照射的对象可以被(多个)检测器检测到的最大范围。
[0005]可以存在单个检测器，其检测来自每个照明源的反射光(例如，照明源被顺序地激活)，或者可以存在用于每个照明源的检测器，其被配置为检测从相应空间体积中的每个对象反射的光。
[0006]与这种已知的LIDAR系统相关联的一些问题是在范围和眼睛安全性之间必要的折衷。为LIDAR系统获得更长的检测范围需要更高的照明强度。然而，在系统可以在人或动物周围(例如，在自主车辆上)使用的情况下，高强度可能对照明区域内的任何人的眼睛造成伤害。因此，为了安全目的，必须限制LIDAR系统的强度——但是这减小了它们的有效范围，并因此减小了它们的有用性。另外，更大的照明强度需要更大的功率输入，因此在能量使用和范围之间也存在折衷。
[0007]因此，本公开的目的是提供一种LIDAR系统和/或操作方法，使得解决上述问题中的一个或多个或至少提供有用的替代方案。

技术实现思路

[0008]根据第一方面，提供了一种光检测和测距LIDAR系统。LIDAR系统包括长范围通道的集合和短范围通道的集合。每个通道包括照明源。短范围通道的照明源各自被配置为照明由来自相应照明源的第一立体角限定的相应空间区域。长范围通道的照明源各自被配置为照明由来自相应照明源的第二立体角限定的相应空间区域。第一立体角大于第二立体角，并且长范围通道的每个照明源的强度大于短范围通道的每个照明源的强度。该短范围通道的集合被配置为检测第一视场内的对象，并且该长范围通道的集合被配置为检测第二视场内的对象。
[0009]每个照明源可以包括VSCEL和透镜。VSCEL可以被布置成阵列，透镜可以被布置成对应的多透镜阵列。VSCEL阵列可以在单个芯片上，多透镜阵列可以在单个基板上。
[0010]LIDAR系统可以包括一个或多个另外的通道的集合。每个另外的通道的集合中的照明源可以被配置为照明由相应立体角限定的空间区域中的对象，并且每个另外的通道的
集合中的每个照明源的强度可以被设置为使得具有较大立体角的通道的集合具有较低强度，反之亦然。
[0011]第一视场可以被第二视场包围。
[0012]LIDAR系统还可以包括光学检测器和处理器。光学检测器和处理器可以彼此耦合以及耦合到照明源，并且处理器可以被布置为根据从光学检测器接收的信号来操作照明源。
[0013]根据第二方面，提供了一种操作LIDAR系统的方法。LIDAR系统包括长范围通道的集合和短范围通道的集合，每个通道包括照明源。对于短范围通道的每个照明源，照明由来自照明源的第一立体角限定的相应空间区域。对于长范围通道的每个照明源，照明由来自相应照明源的第二立体角限定的相应空间区域。第一立体角大于第二立体角，长范围通道的每个照明源的强度大于短范围通道的每个照明源的强度。使用该短范围通道的集合在第一视场内检测对象，并且使用该长范围通道的集合在第二视场内检测对象。
[0014]第一视场可以被第二视场包围。
[0015]照明源可以响应于对象的所述检测来操作。
附图说明
[0016]图1示出了已知的LIDAR系统；
[0017]图2示出了示例性LIDAR系统；
[0018]图3是类似于图2的LIDAR系统的LIDAR系统的示意图；
[0019]图4是操作LIDAR系统的方法的流程图。
具体实施方式
[0020]一般而言，本公开提供了一种操作LIDAR系统的方法，其中提供了“长范围”和“短范围”通道两者，其中与短范围通道相比，长范围通道具有较小的发散度(即，每个覆盖较小的立体角)，但具有较长的范围，并且长范围通道的集合覆盖由短范围通道覆盖的视场所包围的视场。
[0021]在附图中给出了解决方案的一些示例。
[0022]图2示出了示例性LIDAR系统。该系统包括多个通道，每个通道包括照明源201。通道被分为长范围通道和短范围通道。短范围通道各自照射具有大角度范围(即，来自照明源的立体角)但短范围的空间体积202，并且长范围通道各自照射具有小角度范围但长范围的空间体积203。这通过使短范围通道以比长范围通道更低的强度(即，每单位立体角的功率)操作来实现。这可以在保持每个集合中的通道的相同总输出功率的同时来完成(即，由于其更宽的照明而具有更低强度的短范围通道)。
[0023]尽管照明源被示出为源的矩形网格，但是不需要具有用于长范围通道和短范围通道的照明源的任何特定物理布置，因为可以光学地限定空间体积。
[0024]短范围通道的集合覆盖宽视场204(由虚线示出)。长范围通道的集合覆盖较小的视场205，该较小的视场205位于由短范围的通道的集合覆盖的视场204内。以这种方式，LIDAR系统在狭窄的感兴趣区域(例如，在自主车辆的正前方)中具有长范围，但是在更宽的区域(例如，来自车辆的更宽的“前视图”)上具有更短的范围。
[0025]LIDAR系统可以被布置成使得所有通道在单个元件上——例如，通过提供VSCEL阵列和对应的多透镜阵列，其被配置成使得一些VSCEL/透镜对提供长范围通道，而其他VSCEL/透镜对提供短范围通道。VSCEL阵列可以在单个芯片上，并且多透镜阵列可以在单个基板上。可以通过调节多透镜阵列(例如，透镜的焦距)、VSCEL阵列(例如，输出功率)或两者的配置来提供不同的通道。通道的两个集合可以同时或顺序操作，但通常独立操作。该操作可以取决于从光学检测器接收的反馈，该光学检测器检测从由通道照射的对象反射回来的光。
[0026]虽然已经描述了仅具有通道的两个集合的上述系统，但是可以提供甚至更多集合，例如，短、中和长范围通道的集合(每个通道的集合具有每个通道不同的角度范围，并且具有较大角度范围的通道具有较低强度，反之亦然)。作为另一示例，可以存在长范围通道的多个集合，每个长范围通道照射短范围通道的帧内的不同子帧(例如，对于具有多个感兴趣区域的系统)。
[0027]为了进一步改善眼睛安全性，LIDAR系统可以被配置为使得当对象被短范围通道检测到时，长范围通道以降低的强度操作——即，如果人可能足够接近使得眼睛安全性成为问题，则以可能导致伤害的强度操作的通道替代地以降低的强度操作。可替代地，当短范围通道检测到对象时，可以关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光检测和测距LIDAR系统，包括长范围通道的集合和短范围通道的集合，每个通道包括照明源，其中：所述短范围通道的照明源各自被配置为照明由来自相应照明源的第一立体角限定的相应空间区域；所述长范围通道的照明源各自被配置为照明由来自相应照明源的第二立体角限定的相应空间区域；所述第一立体角大于所述第二立体角，并且所述长范围通道的每个照明源的强度大于所述短范围通道的每个照明源的强度；并且其中所述短范围通道的集合被配置为检测第一视场内的对象，并且所述长范围通道的集合被配置为检测第二视场内的对象。2.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中每个照明源包括VSCEL和透镜。3.根据权利要求2所述的LIDAR系统，其中所述VSCEL被布置成阵列，并且所述透镜被布置成对应的多透镜阵列。4.根据权利要求3所述的LIDAR系统，其中所述VSCEL阵列在单个芯片上，并且所述多透镜阵列在单个基板上。5.根据任一前述权利要求所述的LIDAR系统，并且包括一个或多个另外的通道的集合，其中：每个另外的通道的集合中的所述照明源被配置为照明由相应立体角限定的空间区域中的对象；设置每个所述另外的通道的集合中的每个照明源的强度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C鲁斯，B哈拉尔，
申请(专利权)人：ams传感器亚洲私人有限公司，
类型：发明
国别省市：