一种激光雷达系统技术方案

公开了一种激光雷达系统，包括被配置为发射包括第一光信号的第一组光信号的光源。激光雷达系统还包括扫描器，该扫描器包括多面镜，该多面镜被配置为：以旋转速率围绕旋转轴旋转，并且采用以第一旋转速率旋转的多面镜将第一组发射的光信号引导到激光雷达系统的能视域中。激光雷达系统进一步包括接收器，该接收器被配置为检测第一接收的光信号，该第一接收的光信号包括由位于距激光雷达系统一定距离的目标散射的第一光信号的一部分。激光雷达系统还包括控制器，该控制器被配置为针对由光源发射的第二组光信号调节多面镜的旋转速率。发射的第二组光信号调节多面镜的旋转速率。发射的第二组光信号调节多面镜的旋转速率。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年12月3日提交的美国临时专利申请No.63/285653的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及激光雷达系统。

技术介绍

[0004]光检测和测距(激光雷达)是一种可用于测量到远程目标的距离的技术。通常，激光雷达系统包括光源和光接收器。光源可以包括例如发射具有特定工作波长的光的激光器。激光雷达系统的工作波长可位于例如电磁波谱的红外线、可见光或紫外线部分。光源朝向散射光的目标发射光，并且一些散射光在接收器处被接收回。该系统基于与接收的光相关联的一个或多个特性来确定到目标的距离。例如，激光雷达系统可以基于由光源发射的光脉冲行进到目标并返回激光雷达系统的飞行时间来确定到目标的距离。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一个方面，提供一种激光雷达系统，包括光源、扫描器、接收器以及控制器，其中光源被配置为发射包括第一光信号的第一组光信号；扫描器包括多面镜，所述多面镜被配置为：以旋转速率围绕旋转轴旋转；以及采用以第一旋转速率旋转的所述多面镜将第一组发射的光信号引导到所述激光雷达系统的能视域中；接收器被配置为检测第一接收的光信号，所述第一接收的光信号包括由位于距所述激光雷达系统一定距离的目标散射的所述第一光信号的一部分；控制器被配置为针对由所述光源在所述第一组光信号之后发射的第二组光信号调节所述多面镜的所述旋转速率。
[0006]优选的，所述多面镜包括沿所述多面镜外围彼此成角度偏移的多个反射表面。
[0007]优选的，所述控制器被配置为至少部分地调节旋转速率以校准所述接收器。
[0008]优选的，所述接收器包括检测器，所述检测器被配置为检测所述第一接收的光信号并产生与所述第一接收的光信号相对应的电信号；所述目标是位于距所述激光雷达系统固定距离的校准目标；所述控制器被配置为针对所述第二组光信号将所述多面镜的所述旋转速率调节为与所述第一旋转速率不同的第二旋转速率；在所述控制器将所述多面镜的所述旋转速率调节为所述第二旋转速率之后，由所述光源发射所述第二组光信号；所述第二组光信号包括第二光信号；以及所述接收器进一步被配置为检测第二接收的光信号，所述第二接收的光信号包括由所述校准目标散射的所述第二光信号的一部分。
[0009]优选的，所述第二接收的光信号在与所述第一接收的光信号不同的位置处入射在所述检测器上。
[0010]优选的，所述第二旋转速率大于所述第一旋转速率；以及所述第二接收的光信号沿斑点运动的方向更远地入射在所述检测器上，从而模拟比位于距所述激光雷达系统所述
固定距离的所述校准目标更远离所述激光雷达系统的虚拟目标。
[0011]优选的，所述接收器包括检测器，所述检测器被配置为检测所述第一接收的光信号并产生与所述第一接收的光信号相对应的电信号；所述光源进一步被配置为发射具有一定功率量的所述第一组光信号；所述目标是具有已知反射率值的校准目标；所述接收器进一步被配置为至少部分地基于由所述检测器产生的所述电信号来确定所述第一接收的光信号的实际幅度；以及所述控制器进一步被配置为：至少部分地基于所述功率量、所述已知反射率值以及到所述目标的所述距离来确定所述第一接收的光信号的预期幅度；以及至少部分地基于所述预期幅度和所述实际幅度之间的差来确定用于所述检测器的校正因子。
[0012]优选的，所述控制器进一步被配置为调节所述多面镜的所述旋转速率以获得用于所述检测器的多个校正因子。
[0013]优选的，所述检测器是第一检测器；所述接收器进一步包括一个或多个附加检测器；以及所述控制器进一步被配置为调节所述多面镜的所述旋转速率以获得用于所述第一检测器和附加检测器中的一个或多个检测器的校正因子。
[0014]优选的，所述控制器被配置为调节所述多面镜的所述旋转速率以改变所述激光雷达系统的工作范围，其中：增加所述旋转速率降低所述激光雷达系统的所述工作范围；以及降低所述旋转速率增加所述激光雷达系统的所述工作范围。
[0015]优选的，所述多面镜针对所述第二组光信号的所述旋转速率是大于所述第一旋转速率的第二旋转速率；以及所述激光雷达系统针对所述第一组光信号的工作范围大于所述激光雷达系统针对所述第二组光信号的工作范围。
[0016]优选的，所述控制器进一步被配置为至少部分地基于所述多面镜的所述旋转速率来调节由所述光源发射的所述光信号的脉冲重复频率，其中，所述第二组光信号的脉冲重复频率大于所述第一组光信号的脉冲重复频率。
[0017]优选的，所述接收器包括检测器，所述检测器被配置为检测所述第一接收的光信号并产生与所述第一接收的光信号相对应的电信号；少于20％的所述第一接收的光信号入射在所述检测器上；以及到所述目标的所述距离大于或等于所述激光雷达系统针对所述第一组光信号的工作范围。
[0018]优选的，所述激光雷达系统是脉冲激光雷达系统；所述光信号包括光脉冲，其中，所述光脉冲以特定的脉冲重复频率发射；所述控制器进一步被配置为至少部分地基于所述多面镜的降低旋转速率来降低所述光源的所述脉冲重复频率。
[0019]优选的，所述接收器包括第一检测器和第二检测器，每个检测器被配置为检测所述第一接收的光信号并产生与所述第一接收的光信号相对应的电信号。
[0020]优选的，所述控制器进一步被配置为向所述多面镜提供控制信号以调节所述旋转速率，以至少部分地识别响应于随后接收的光信号的来自所述第一检测器和所述第二检测器的电信号大致相等的旋转速率。
[0021]优选的，所述目标是位于距所述激光雷达系统固定距离的校准目标；以及所述控制器进一步被配置为提供控制信号以增加所述多面镜的所述旋转速率以模拟距所述激光雷达系统比所述校准目标的所述固定距离更远距离处的虚拟目标，以便校准所述第二检测器的一部分。
[0022]优选的，所述多面镜被配置为沿第一方向扫描所述第一组发射的光信号；以及所
述扫描器进一步包括第二反射镜，所述第二反射镜被配置为沿与第一方向不同的第二方向扫描所述第一组光信号。
[0023]优选的，所述光源包括：种子激光二极管，其被配置为产生种子光信号；以及半导体光放大器(SOA)，其被配置为放大所述种子光信号以产生所述发射的第一光信号。
[0024]根据本公开的另一个方面，提供一种方法，包括：由激光雷达系统的光源发射包括第一光信号的第一组光信号；以旋转速率围绕旋转轴旋转多面镜；由所述多面镜采用以第一旋转速率旋转的所述多面镜将所述第一组发射的光信号引导到所述激光雷达系统的能视域中；由接收器检测第一接收的光信号，所述第一接收的光信号包括由位于距所述激光雷达系统一定距离的目标散射的所述第一光信号的一部分；以及由控制器针对由所述光源在所述第一组光信号之后发射的第二组光信号调节所述多面镜的所述旋转速率。
附图说明
[0025]图1示出示例光检测和测距(激光雷达)系统。
[0026]图2示出由激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：光源，其被配置为发射包括第一光信号的第一组光信号；扫描器，其包括多面镜，所述多面镜被配置为：以旋转速率围绕旋转轴旋转；以及采用以第一旋转速率旋转的所述多面镜将第一组发射的光信号引导到所述激光雷达系统的能视域中；接收器，其被配置为检测第一接收的光信号，所述第一接收的光信号包括由位于距所述激光雷达系统一定距离的目标散射的所述第一光信号的一部分；以及控制器，其被配置为针对由所述光源在所述第一组光信号之后发射的第二组光信号调节所述多面镜的所述旋转速率。2.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述多面镜包括沿所述多面镜外围彼此成角度偏移的多个反射表面。3.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述控制器被配置为至少部分地调节旋转速率以校准所述接收器。4.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于：所述接收器包括检测器，所述检测器被配置为检测所述第一接收的光信号并产生与所述第一接收的光信号相对应的电信号；所述目标是位于距所述激光雷达系统固定距离的校准目标；所述控制器被配置为针对所述第二组光信号将所述多面镜的所述旋转速率调节为与所述第一旋转速率不同的第二旋转速率；在所述控制器将所述多面镜的所述旋转速率调节为所述第二旋转速率之后，由所述光源发射所述第二组光信号；所述第二组光信号包括第二光信号；以及所述接收器进一步被配置为检测第二接收的光信号，所述第二接收的光信号包括由所述校准目标散射的所述第二光信号的一部分。5.根据权利要求4所述的激光雷达系统，其特征在于，所述第二接收的光信号在与所述第一接收的光信号不同的位置处入射在所述检测器上。6.根据权利要求5所述的激光雷达系统，其特征在于：所述第二旋转速率大于所述第一旋转速率；以及所述第二接收的光信号沿斑点运动的方向更远地入射在所述检测器上，从而模拟比位于距所述激光雷达系统所述固定距离的所述校准目标更远离所述激光雷达系统的虚拟目标。7.根据权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于：所述接收器包括检测器，所述检测器被配置为检测所述第一接收的光信号并产生与所述第一接收的光信号相对应的电信号；所述光源进一步被配置为发射具有一定功率量的所述第一组光信号；所述目标是具有已知反射率值的校准目标；所述接收器进一步被配置为至少部分地基于由所述检测器产生的所述电信号来确定所述第一接收的光信号的实际幅度；以及
所述控制器进一步被配置为：至少部分地基于所述功率量、所述已知反射率值以及到所述目标的所述距离来确定所述第一接收的光信号的预期幅度；以及至少部分地基于所述预期幅度和所述实际幅度之间的差来确定用于所述检测器的校正因子。8.根据权利要求7所述的激光雷达系统，其特征在于，所述控制器进一步被配置为调节所述多面镜的所述旋转速率以获得用于所述检测器的多个校正因子。9.根据权利要求7所述的激光雷达系统，其特征在于：所述检测器是第一检测器；所述接收器进一步包括一个或多个附加检测器；以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：卢米诺有限责任公司，
类型：新型
国别省市：