用于减轻距离混叠的多检测器激光雷达系统和方法技术方案

公开了用于多检测器激光雷达和方法的系统、方法和计算机可读介质。示例方法可以包括由激光雷达系统的光发射器发射第一光脉冲。示例方法还可以包括在第一时间激活激光雷达系统的第一光检测器，第一时间对应于与第一光脉冲对应的回光将位于第一光检测器的第一视场内的时间。示例方法还可以包括在第二时间激活激光雷达系统的第二光检测器，第二时间对应于与第一光脉冲对应的回光将位于第二光检测器的第二视场内的时间，其中第一光检测器被配置为包括第一视场，该第一视场与距光发射器的第一范围相关联，并且其中第二光检测器被配置为包括第二视场，该第二视场与距光发射器的第二范围相关联。范围相关联。范围相关联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减轻距离混叠的多检测器激光雷达系统和方法

技术介绍

[0001]在一些激光雷达(LIDAR)系统(例如，使用单个接收器来检测由单个发射器发射的光的双基地激光雷达系统)中，用于将光发射到环境中的发射器和用于检测从环境中的物体反射的回光的接收器在物理上相对于彼此移位。这种激光雷达配置可能固有地与视差问题相关联，因为由发射器发射并由检测器接收的光可能不沿着平行路径行进。例如，对于被设计为在非常短的距离(例如，0.1米的距离)下操作的激光雷达系统，发射器和接收器可能需要在物理上朝向彼此倾斜(而不是在无穷远处将其对准)。然而，这种物理倾斜可能导致在距激光雷达系统长距离处的检测能力的损失。为了解决这一问题，以及为了具有处理短距离检测和长距离检测的能力，一些激光雷达系统可以使用宽视场和上述倾斜组件的组合。然而，这种宽视场可能导致另一些问题，包括在不增加发射器发射的光的量的情况下增加接收器检测到的背景光的量，这可能显著增加接收器的信噪比。
[0002]此外，使用针对发射器的单个接收器(或甚至指向共同方向的接收器阵列)也可能导致其他问题，例如难以解决距离混叠(range aliasing)和串扰问题。当发射器发射多个光脉冲并且这些光脉冲同时穿过环境时，可能会出现距离混叠。在这种情况下，激光雷达系统可能难以确定检测到的回光源自哪个发射的光脉冲。为了提供示例，发射器在第一时间发射第一光脉冲，然后在接收器检测到来自第一光脉冲的回光之前，该发射器在第二时间发射第二光脉冲。因此，第一光脉冲和第二光脉冲同时穿过环境。随后，接收器可以在第二光脉冲发射之后的短时间内检测到回光脉冲。然而，激光雷达系统可能难以确定回光是指示基于第二光脉冲的短距离反射还是指示基于第一光脉冲的长距离反射。基于类似的场景可能会出现串扰问题，但不是检测到来自相同发射器发射的第一光脉冲的回光，而是来自激光雷达系统的接收器可能检测到源自另一激光雷达系统发射器的第二光脉冲。在这种场景下，激光雷达系统可能会将检测到的来自另一个激光雷达系统的第二光脉冲误认为是源自第一光脉冲的回光。与距离混叠类似，这可能会导致激光雷达系统错误地认为短距离内的物体正在将光反射回激光雷达系统。
附图说明
[0003]参照附图来阐述详细的描述。提供附图仅是出于说明的目的，并且附图仅描绘了本公开的示例实施例。提供附图是为了便于理解本公开，不应被视为限制本公开的广度、范围或适用性。在附图中，附图标记的最左边的数字可以标识附图标记首次出现的附图。使用相同的附图标记表示相似但不一定相同的或同一组件。然而，不同的附图标记也可以用于标识类似的组件。各种实施例可以利用除了附图中所示的元件或组件之外的元件或组件，并且一些元件和/或组件可以不存在于各种实施例中。根据上下文，使用单数术语来描述组件或元件可以包括多个这一类组件或元件，反之亦然。
[0004]图1描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的示例系统。
[0005]图2A至图2B描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的示例使用实例。
[0006]图3描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的示例使用实例。
[0007]图4A至图4B描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的示例电路配置。
[0008]图5A至图5B描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的示例方法。
[0009]图6描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的示例系统架构的示意图。
具体实施方式
概述
[0010]本公开尤其涉及多检测器激光雷达系统和方法(本文中的激光雷达检测器可称为“接收器”、“光电检测器”、“光电二极管”等。此外，本文中可提及单个“光电检测器”或“光电二极管”，但本文中描述的激光雷达系统也可类似地包括任何数量的此类检测器)。在一些情况下，检测器可以是光电二极管，其可以是能够将入射光光子转换为电信号(例如，电流)的二极管。检测器可以在激光雷达系统中实现，该激光雷达系统可以将光发射到环境中，随后可以使用检测器检测返回到激光雷达系统的任何光(例如，通过从环境中的物体反射的发射光)。作为一个示例实现方式，激光雷达系统可以在车辆(例如，自主驾驶车辆、半自主驾驶车辆或任何其他类型的车辆)中实现，然而，激光雷达系统也可以在其他背景下实现。检测器也可以更具体地是雪崩光电二极管(APD)，其可以以与普通光电二极管相同的方式工作，但也可以以内部增益进行操作。因此，接收与普通光电二极管相同数量入射光子的APD将通过电子的“雪崩”产生更大的所得到的电信号，相比于普通光电二极管，这使得APD对数量更少的入射光子更敏感。APD也可以在盖革模式(Geiger Mode)下操作，这可以显著增加APD的内部增益。
[0011]如上所述，双基地激光雷达系统可以包括相对于彼此物理移位的发射器和接收器。这种激光雷达配置可能固有地与视差问题相关联，因为由发射器发射并由检测器接收的光可能不沿着平行路径行进。例如，对于检测短距离处的物体的激光雷达系统，发射器和接收器可能需要在物理上相对于彼此倾斜(而不是平行对齐)。然而，这种物理倾斜可能导致在距激光雷达系统长距离处的检测能力的损失。为了解决这一问题，以及为了具有处理短距离检测和长距离检测的能力，一些系统可以使用宽视场和上述倾斜组件的组合。然而，这种宽视场可能导致另一些问题，包括在不增加发射器发射的光的量的情况下增加接收器检测到的背景光的量，这可能显著增加接收器的信噪比。此外，还如上所述，双基地激光雷达系统(或甚至通常的激光雷达系统，包括例如单基地激光雷达系统)可能难以确定基于距离混叠和/或串扰问题的某些回光的来源。
[0012]为了消除或减轻关于双基地激光雷达配置的上述视差问题，可以使用如下的激光雷达系统，该系统可以包括多个光电检测器以检测基于来自激光雷达系统的发射器器件(例如，激光二极管)的发射光的回光。光电检测器可以被物理定向(例如，指向不同的角度)，使得它们的各个视场包括距离激光雷达系统不同的距离(例如，如图1所示)。在这样的配置中，第一光电检测器可以被物理地定向，使得其检测视场包括在距离激光雷达系统较短范围内的物理空间(例如，包括距离激光雷达系统0.1m到距离激光雷达系统0.195m的范围，包括2.85度的视场)。第二光电检测器可以被物理地定向，使得其检测视场覆盖刚好超出第一光电检测器覆盖的物理空间的物理空间(例如，包括距离激光雷达系统0.19m到距离激光雷达系统4.1m的范围，也具有2.85度的视场)。类似地，第三光电检测器可以被物理定向，使得其检测视场覆盖刚好超出第二光电检测器覆盖的物理空间的物理空间(例如，包括
距离激光雷达系统4m到距离激光雷达无限远的范围，具有2.85度的视场。这些示例距离和视场作为任意示例提供，并且任何其他范围和/或视场可以类似地适用)。包括在激光雷达系统内的光电检测器的总数可以基于许多因素。作为第一示例，该数目可以基于期望被光电检测器覆盖的最大检测范围。如果最大检测范围是距离激光雷达系统较小的距离，则可以使用较少数量的光电检测器，如果最大检测范围是距离激光雷达系统较大的距离，则可以使用较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：由光发射器在第一时间发射第一光脉冲；激活第一光检测器和第二光检测器，其中，所述第一光检测器的视场包括比所述第二光检测器的视场更靠近所述光发射器的范围；由所述光发射器在第二时间发射第二光脉冲；由所述第二光检测器在第三时间接收回光；以及基于所述第二光检测器检测到所述回光来确定所述回光是基于所述第一光脉冲。2.根据权利要求1所述的方法，其中，激活所述第一光检测器还包括向所述第一光检测器提供第一偏置电压，并且其中，激活所述第二光检测器还包括向所述第二光检测器提供第二偏置电压。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一偏置电压在第二时间提供给所述第一光检测器，并且所述第二偏置电压在第三时间提供给所述第二光检测器，所述第二时间对应于基于所述第一光脉冲的回光将位于所述第一光检测器的视场内的时间，所述第三时间对应于基于所述第一光脉冲的回光将位于所述第二光检测器的视场内的时间。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一光脉冲和所述第二光脉冲同时在环境中穿行一段时间。5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述回光是基于所述第一光脉冲还基于所述第一光检测器在所述第三时间是激活的。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定所述第一光检测器在所述第三时间检测到第二回光；以及基于所述第二光检测器在所述第三时间检测到回光来确定由所述第一光检测器检测到的第二回光是基于所述第二光脉冲。7.根据权利要求1所述的方法，其中，在对基于所述第二光脉冲的回光的检测之前，所述第二光检测器检测到所述回光。8.一种非暂时性计算机可读介质，包括存储在其上的计算机可执行指令，所述指令在由无线接入点的一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器执行以下操作：使光发射器在第一时间发射第一光脉冲；使激活第一光检测器和第二光检测器，其中，所述第一光检测器的视场包括比所述第二光检测器的视场更靠近所述光发射器的范围；使所述光发射器在第二时间发射第二光脉冲；确定所述第二光检测器在第三时间检测到回光；以及基于所述第二光检测器检测到回光来确定所述回光是基于所述第一光脉冲。9.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，使激活所述第一光检测器还包括使向所述第一光检测器提供第一偏置电压，并且其中，使激活所述第二光检测器还包括使向所述第二光检测器提供第二偏置电压。10.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述第一偏置电压在第二时间提供给所述第一光检测器，并且所述第二偏置电压在第三时间提供给所述第二光检测器，所述第二时间对应于基于所述第一光脉冲的回光将位于所述第一光检测器的视场内的时间，所述第三时间对应于基于所述第一光脉冲的回光将位于所述第二光检测器的视场内
的时间。11.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述第一光脉冲和所述第二光脉冲同时在环境中穿行一段时间。12.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，确定所述回光是基于所述第一光脉冲还基于确定所述第一光检测器在所述第三时间是激活的。13.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述计算机可执行指令还使所述一个或多个处理器执行以下操作：确定所述第一光检测器在所述第三时间检测到第二回光；以及基于所述第二光检测器在所述第三时间检测到回光来确定由所述第一光检测器检测到的第二回光是基于所述第二光脉冲。14.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，在对基于所述第二光脉冲的回光的检测之前，所述第二光检测器检测到所述回光。15.一种系统，包括：光发射器，其被配置为发射第一光脉冲；第一光检测器，其被配置为指向第一方向并具有第一视场，所述第一视场与距所述光发射器的第一范围相关联；第二光检测器，其被配置为指向第二方向并具有第二视场，所述第一视场与距所述光发射器的第二范围相关联；处理器；以及存储器，其存储计算机可执行指令，所述指令在由所述处理器执行时，使所述处理器：使光发射器在第一时间发射第一光脉冲；使激活第一光检测器和第二光检测器，其中，所述第一光检测器的视场包括比所述第二光检测器的视场更靠近所述光发射器的范围；使所述光发射器在第二时间发射第二光脉冲；确定所述第二光检测器在第三时间检测到回光；以及基于所述第二光检测器检测到回光来确定所述回光是基于所述第一光脉冲。16.根据权利要求15所述的系统，其中，使激活所述第一光检测器还包括使向所述第一光检测器提供第一偏置电压，并且其中，使激活所述第二光检测器还包括使向所述第二光检测器提供第二偏置电压。17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述第一偏置电压在第二时间提供给所述第一光检测器，并且所述第二偏置电压在第三时间提供给所述第二光检测器，所述第二时间对应于基于所述第一光脉冲的回光将位于所述第一光检测器的视场内的时间，所述第三时间对应于基于所述第一光脉冲的回光将位于所述第二光检测器的视场内的时间。18.根据权利要求15所述的系统，其中，确定所述回光是基于所述第一光脉冲还基于确定所述第一光检测器在所述第三时间是激活的。19.根据权利要求15所述的系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：