一种LIDAR系统，包括第一多边形扫描器、第二多边形扫描器和光学部件。第一多边形扫描器包括围绕旋转轴线的多个第一面。第二多边形扫描器包括相对于旋转轴线从多个第一面向外的多个第二面。光学部件相对于旋转轴线从第一多边形扫描器向内。光学部件被配置成将第一光束输出到第一多边形扫描器。第一多边形扫描器被配置成折射第一光束，以向第二多边形扫描器输出第二光束。第二多边形扫描器被配置成折射第二光束以输出第三光束。二光束以输出第三光束。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】LIDAR系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年5月15日提交的美国专利申请第16/875,114号的权益和优先权，其公开内容在此通过引用以其整体并入。
技术介绍
[0003]使用激光进行距离的光学检测，通常以助记符LIDAR为参考，其用于光检测和测距，有时也称为激光RADAR，其用于各种应用——从测高到成像，再到防撞。LIDAR比传统的微波测距系统(诸如无线电波检测和测距(RADAR))提供更精细比例的距离分辨率和更小的光束大小。
技术实现思路
[0004]至少一个方面涉及LIDAR系统。LIDAR系统包括第一多边形扫描器(scanner)、第二多边形扫描器和光学部件(optic)。第一多边形扫描器包括围绕旋转轴线的多个第一面(facet)。第二多边形扫描器包括相对于旋转轴线从多个第一面向外的多个第二面。光学部件相对于旋转轴线从第一多边形扫描器向内。光学部件被配置成将第一光束输出到第一多边形扫描器。第一多边形扫描器被配置成折射第一光束，以向第二多边形扫描器输出第二光束。第二多边形扫描器被配置成折射第二光束以输出第三光束。
[0005]至少一个方面涉及一种自主车辆控制系统。自主车辆控制系统包括第一多边形扫描器、第二多边形扫描器、检测器阵列以及一个或多个处理器。第一多边形扫描器包括围绕旋转轴线的多个第一面。第二多边形扫描器包括相对于旋转轴线从多个第一面向外的多个第二面。一个或多个处理器被配置成：使第一多边形扫描器以第一旋转频率旋转；使第二多边形扫描器以第二旋转频率旋转；使激光源将第一光束在第一多边形扫描器的内部发射到多个第一面中的特定第一面，使得特定第一面折射第一光束以输出入射在多个第二面中的特定第二面上的第二光束，并且特定第二面折射第二光束以输出第三光束；基于响应于第三光束而在检测器阵列处接收的来自的物体的第四光束来从检测器阵列接收信号；以及使用从检测器阵列接收的信号确定到物体的距离。
[0006]至少一个方面涉及一种自主车辆。自主车辆包括LIDAR装置和一个或多个处理器。LIDAR装置包括第一多边形扫描器，第一多边形扫描器包括围绕旋转轴线的多个第一面。多个第一面中的特定第一面被配置成折射第一光束以输出第二光束。LIDAR装置包括第二多边形扫描器，第二多边形扫描器包括相对于旋转轴线从多个第一面向外的多个第二面。多个第二面中的特定第二面被配置成折射第二光束以输出第三光束。一个或多个处理器被配置成响应于第三光束使用从物体接收的第四光束确定到物体的距离，并使用到物体的距离来控制自主车辆的操作。
[0007]本领域技术人员应明白，
技术实现思路
仅是说明性的，无意以任何方式进行限制。本文中所述的任何特征可以与任何其它特征一起使用，并且此类特征的任何子集可以根据各种实施例组合使用。本文所述的设备和/或过程的其它方面、专利技术特征和优点，如仅由权利要
求限定的，将在本文所阐述的并结合附图采取的详细描述中变得显而易见。
附图说明
[0008]在附图的图中以示例的方式而非限制的方式示出了实施例，其中，相似的附图标记涉及类似的元件，并且其中：
[0009]图1A是示出根据实施方式的一系列二进制数字的示例发射信号以及用于测量距离的返回光学信号的示意性曲线图；
[0010]图1B是示出根据实施方式的参考信号的示例频谱和经多普勒频移的返回信号的示例频谱的示意性曲线图；
[0011]图1C是示出根据实施方式的经多普勒频移的返回信号的相位分量的示例交叉频谱的示意性曲线图；
[0012]图1D是示出根据实施方式的距离的示例光学啁啾(chirp)测量的一组曲线图；
[0013]图1E是根据实施方式的使用对称LO信号的曲线图，并示出了当不存在多普勒频移时作为虚线的该频率时间图中的返回信号；
[0014]图1F是根据实施方式的类似于图1E的使用对称LO信号的曲线图，并示出了当存在非零多普勒频移时作为虚线的该频率时间图中的返回信号；
[0015]图2A是示出根据实施方式的高分辨率(hi res)LIDAR系统的示例组件的方框图；
[0016]图2B是示出在一些实施方式中使用的用于高分辨率多普勒系统的锯齿形扫描模式的方框图；
[0017]图2C是示出根据实施方式的由高分辨率多普勒LIDAR系统产生的示例速度点云的图像；
[0018]图2D是示出根据实施方式的图2A的系统的扫描光学部件的示例组件的方框图；
[0019]图2E是示出根据实施方式的包括安装在车辆上的至少一个高分辨率LIDAR系统的示例系统的方框图；
[0020]图3是示出包括由马达旋转以在视场上反射入射光束的多边形反射器的常规组合件的示例的方框图；
[0021]图4是示出根据实施方式的包括由马达旋转以从偏转器内部折射入射光束的多边形偏转器的组合件的示例的方框图；
[0022]图5A是示出根据实施方式的包括由马达旋转以从偏转器内部折射入射光束的多边形偏转器的组合件的横截面侧视图的示例的示意图；
[0023]图5B是示出根据实施方式的图5A的多边形偏转器的横截面顶视图的示例的示意图；
[0024]图5C是示出根据实施方式的图5A的组合件的平面光纤阵列的侧视图的示例的示意图；
[0025]图5D是示出根据实施方式的图5A的组合件的透镜组合件的侧视图的示例的示意图；
[0026]图5E是示出根据实施方式的处于两个旋转位置的图5B的多边形偏转器的示例的示意图；
[0027]图5F是示出根据实施方式的图5A的多边形偏转器的局部横截面侧视图的示例的
示意图；
[0028]图5G是示出根据实施方式的图5A的组合件中使用的复曲面透镜的剖视横截面图的示例的示意图；
[0029]图6是示出根据实施方式的用于在第一角度与第二角度之间的第一平面中优化光束的扫描模式的示例方法的流程图；
[0030]图7是示出根据实施方式的包括两个多边形扫描器的LIDAR系统的示例的示意图；
[0031]图8是示出根据实施方式的两个多边形扫描器的示例的顶视图的示意图；
[0032]图9是示出根据实施方式的两个多边形扫描器的示例的截面图的示意图；
[0033]图10是示出根据实施方式的使用LIDAR系统采样的仰角和方位角示例的图表；
[0034]图11是示出根据实施方式的操作LIDAR系统的方法的示例的流程图；
[0035]图12是示出根据实施方式的计算机系统的方框图；以及
[0036]图13示出了根据实施方式的芯片组。
具体实施方式
[0037]描述了一种用于LIDAR系统的扫描的方法和装置以及系统和计算机可读介质。下面在高分辨率LIDAR系统的场境下描述一些实施方式。在优化通过LIDAR系统(包括多普勒和非多普勒LIDAR系统)的单向扫描元件对光束进行扫描的场境下描述了一种实施方式。在优化通过多边形偏转器扫描光束的场境下描述了一种实施方式，该多边形偏转器本文档来自技高网...
【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：第一多边形扫描器，所述第一多边形扫描器包括围绕第一旋转轴线布置的多个第一面；第二多边形扫描器，所述第二多边形扫描器包括围绕第二旋转轴线布置的多个第二面，所述多个第二面相对于所述第二旋转轴线从所述多个第一面向外定位；以及光学部件，所述光学部件相对于所述第一旋转轴线从所述第一多边形扫描器向内定位，其中，所述光学部件被配置成向所述第一多边形扫描器提供第一光束，所述第一多边形扫描器被配置成折射所述第一光束以向所述第二多边形扫描器输出第二光束，并且所述第二多边形扫描器被配置成折射所述第二光束以输出第三光束。2.根据权利要求1所述的LIDAR系统，进一步包括至少一个马达，所述至少一个马达被配置成围绕所述第一旋转轴线在第一方向上旋转所述第一多边形扫描器并且围绕所述第二旋转轴线在第二方向上旋转所述第二多边形扫描器，所述第二方向与所述第一方向不同。3.根据权利要求1所述的LIDAR系统，进一步包括激光源，所述激光源被配置成向所述光学部件提供所述第一光束。4.根据权利要求1所述的LIDAR系统，所述第一方向与所述第二方向相反。5.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中，所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线相同或平行。6.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中，所述光学部件被配置成准直要入射在所述多个第一面中的特定第一面上的所述第一光束，所述特定第一面被配置成折射所述第一光束以输出要入射在所述多个第二面中的特定第二面上的所述第二光束，所述多个第二面中的所述特定第二面被配置成响应于所述第二多边形扫描器的旋转来扫描所述第三光束。7.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中，所述多个第一面中的至少两个第一面限定相对于所述第一旋转轴线的不同角度。8.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中，所述多个第一面中的特定第一面限定相对于所述第一旋转轴线的第一角度，所述多个第二面中的特定第二面限定相对于所述第二旋转轴线的第二角度，并且所述第一角度与所述第二角度不同。9.根据权利要求8所述的LIDAR系统，其中，基于所述第一角度和所述第二角度来确定所述第三光束的第三角度。10.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中，所述光...
【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华，
申请(专利权)人：布莱克莫尔传感器和分析有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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