检测系统和执行时间测量的方法技术方案

根据各个方面，检测系统

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检测系统和执行时间测量的方法
[0001]各个方面涉及检测系统和执行时间测量的方法，并且各个方面涉及包括检测系统的
LIDAR(“光检测和测距”)
系统
。
[0002]光检测和测距是一种例如在自动驾驶领域中用于提供关于自动或部分自动车辆的周围环境的详细信息的感测技术
。
光用于扫描场景并确定在其中存在的对象的属性
(
例如，位置
、
速度
、
运动方向等
)。LIDAR
系统可以使用发射光的飞行时间
(ToF)
来测量到对象的距离
。LIDAR
系统可以包括高速模数转换器
(ADC)
或时间数字转换器
(TDC)
之一，以用于处理从场景接收的光
。
基于
ADC
的解决方案可以提供关于接收到的脉冲的信号水平的信息，包括其峰值或者关于接收到的脉冲的形状的信息，这对于对象检测和对象融合可以是有用的
(
相应的算法可以利用峰信息
)。
然而，高速
ADC
在功耗
、
热量
、
成本
、
复杂性等方面可能是昂贵的
。
此外，以高采样率进行连续全波形采样会生成大量需要被传送和处理的数据
。
另外，不是所有的检测器都提供关于接收到的脉冲的信号水平的信息
(
例如，单光子雪崩二极管
(SPAD)
检测器不提供这种信息
)。
相对于
ADC
方法，采用
TDC
方法的
LIDAR
架构可以具有各种优点：
(1)
简单的系统设置，其减少了昂贵部件的数目，同时适合于高速实现；
(2)
与波形采样解决方案相比，不需要高速
ADC
，这在功耗和成本方面可以是有益的；以及
(3)
鉴于
TDC
检测方案的基于事件的性质，所生成的数据量可能相对小，因此减少了处理的数据量
(
说明性地，生成了较少的
CPU
负荷
)
并且减少了所需的
CPU
功率，这也导致了系统的功耗和成本的降低
。
然而，通常基于
TDC
的系统的局限性在于，它不提供关于光信号的特性的详细信息，例如脉冲的峰值和
/
或脉冲形状信息
。
在
US10802120 B1
中描述了一种包括多个比较器的方法，每个比较器将其输出提供给相应的时间数字转换器
。
此外，基于
TDC
的系统易于产生定时误差
(
例如，漂移误差或黑白误差
(black
‑
white
‑
error))
，因为检测信号的时间与信号的形状和信号的峰值相关联，这两者可能都是未知的
。
因此，可能期望提供如下一种基于
TDC
的系统，该系统能够补偿由信号形状和信号峰值引起的定时误差
。
此外，可能期望提供如下一种基于
TDC
的系统，除了定时误差之外，该系统还能够提供关于信号特性的其他信息，例如信号的能量
、
信号的峰值和
/
或信号的形状
。
[0003]各个方面可以涉及一种检测系统，该检测系统根据
TDC
转换方法配置并且适于确定与所检测的信号相关联的附加信息
(
例如，时间偏移
、
信号能量
、
峰值和
/
或形状信息
)
，这些信息在传统的基于
TDC
的检测系统中是不确定的
。
各个方面涉及一种检测系统，该检测系统被配置成以与传统
TDC
方法相比
(
例如，除了飞行时间信息之外还
)
能够提取时间偏移
、
峰值
、
能量和
/
或形状信息的方式来处理接收到的信号
。
本文中描述的
TDC
方法在下文中也可以被称为经调整的
TDC
方法
。
各个方面涉及检测系统和执行时间测量的方法，该检测系统和该方法能够确定所检测的信号的特性
。
此外，检测系统和方法能够确定与所检测的信号相关联的时间偏移，并且因此补偿由信号形状和峰值引起的所检测的信号的定时误差
。
[0004]由本文中描述的经调整的
TDC
策略提供的附加信息例如对于确定对象的反射率或其他表面属性可以是有利的
。
作为另一个示例，本文中描述的策略对于其他后续处理步骤例如对象检测
、
对象跟踪和传感器融合阶段可以是有利的
。
[0005]在本说明书的上下文中，可能提到“信号”的检测和处理
。“信号”可以是或可以包
括任何类型的模拟信号，本文中描述的经调整的
TDC
方法可以应用于上述模拟信号
。
作为示例，本文中描述的检测系统和处理方法可以用于不同类型的模拟信号，例如电信号
、
光信号
、
超声信号
、
雷达信号
、
射频信号
。
例如，在
LIDAR
应用的背景下，可能特别提到“光信号”的检测和处理
。
然而，应当理解，光信号仅仅是用于说明本文中描述的经调整的
TDC
方法的可行的应用的示例
。
[0006]在本说明书的上下文中，可能提到峰值和
/
或形状信息来描述经调整的
TDC
方法可以提供的“附加信息”。
然而，应当理解，作为其他示例，本文中描述的处理还可以提供：可以从确定的数字化信号中提取其他类型的信号相关信息，例如信号中包括的脉冲数目，或者多脉冲信号中的脉冲的数目和相对峰值
(
例如，幅度
)。
[0007]在本说明书的上下文中，可能提到
LIDAR
系统，该
LIDAR
系统可以包括本文中描述的检测系统
。
如在本领域中众所周知的，
LIDAR
系统可以包括用于监测场景
(
例如，车辆周围的环境
)
的传感器和各种部件
。
作为示例，
LIDAR
系统可以包括亮度传感器
、
存在传感器
、
光学摄像装置
、
雷达感测系统
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种检测系统
(100)
，包括：检测器电路
(102)
，其被配置成检测信号并且提供检测的信号
(104)
；积分器电路
(106)
，其被配置成响应于积分开始信号
(112)
对所述检测的信号
(104)
进行积分并且生成表示所述检测的信号
(104)
随时间推移的积分结果的积分值
(114)
；以及处理电路
(108)
，其被配置成：检测所述检测的信号
(104)
从低于预定义触发阈值到在所述预定义触发阈值以上的变化，并且在检测到所述检测的信号
(104)
从低于所述预定义触发阈值到在所述预定义触发阈值以上的变化的情况下，将所述积分开始信号
(112)
传输到所述积分器电路
(106)
；将提供的时间测量开始信号
(126)
与所述检测的信号
(104)
的变化的检测之间的时间确定为与所述检测的信号
(104)
相关联的时间测量
(128)
；以及使用所生成的积分值
(114)
确定所述检测的信号
(104)
的一个或更多个特性
(116)。2.
根据权利要求1所述的检测系统
(100)
，其中，所述检测的信号
(104)
的一个或更多个特性
(116)
包括以下中的一者或更多者：所述检测的信号
(104)
的能量
(118)、
所述检测的信号
(104)
的峰值
(122)
以及
/
或者与所述检测的信号
(104)
的检测到的变化对应的时间和与所述检测的信号
(104)
的参考特征对应的时间之间的时间差
(120)。3.
根据权利要求2所述的检测系统
(100)
，其中，所述检测的信号
(104)
的一个或更多个特性
(116)
包括所述时间差
(120)
；并且其中，所述处理电路
(108)
还被配置成使用所确定的时间差
(120)
通过调整所确定的时间测量
(128)
来确定与所述检测的信号
(104)
相关联的经误差补偿的时间测量
(130)。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的检测系统
(100)
，其中，所述处理电路
(108)
包括触发比较器
(132)
，其被配置成在所述检测的信号
(104)
的值大于所述预定义触发阈值的情况下输出第一触发信号，并且在所述检测的信号
(104)
的值小于所述预定义触发阈值的情况下输出第二触发信号；并且其中，所述检测的信号
(104)
的变化对应于所述触发比较器
(132)
的输出的变化
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的检测系统
(100)
，其中，所述处理电路
(108)
被配置成使用所生成的积分值
(114)
和至少一个查找表来确定所述检测的信号
(104)
的一个或更多个特性
(116)
中的至少一个特性，所述至少一个查找表包括针对多个积分值中的每个积分值的所述至少一个特性的相应值
。6.
根据权利要求1至5中任一项所述的检测系统
(100)
，还包括：延迟电路
(131)
，其被配置成将所述检测的信号延迟达预定义时间延迟；其中，所述积分器电路被配置成响应于所述积分开始信号对所延迟的信号进行积分
。7.
根据权利要求1至6中任一项所述的检测系统
(100)
，其中，所述积分器电路
(106
，
300)
包括：具有第一状态和第二状态的输入开关
(302)
，其中，所述输入开关
(302)
被配置成响应于所述积分开始信号
(112)
切换到所述第一状态，并且响应于积分停止信号切换到所述第二状态；以及积分器
(142)
，其被配置成在所述输入开关
(302)
处于所述第一状态的情况下，响应于所述积分开始信号
(112)
对所述检测的信号
(104)
进行积分
。
8.
根据权利要求1至6中任一项所述的检测系统
(100)
，其中，所述积分器电路
(106
，
400)
包括：积分器
(142)
，其被配置成从所述处理电路
(108)

【专利技术属性】
技术研发人员：格哈德，
申请(专利权)人：欧司朗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：