[发明专利]长距离可转向LIDAR系统

说明书

本发明描述了与光检测和测距(LIDAR)装置相关的系统和方法。LIDAR装置包括配置为发射在一波长范围内的光的光纤激光器、配置为围绕第一轴线以往复方式引导所发射的光的扫描部、以及配置为感测在所述波长范围内的光的多个检测器。所述装置还包括配置为接收可以指示对象、位置、定位或角度范围的目标信息的控制器。响应于接收到目标信息，控制器可以使旋转安装件旋转以调节LIDAR的指向方向。控制器进一步配置为使LIDAR扫描环境的视场(FOV)。该控制器可以基于来自扫描所述FOV的数据确定环境的三维(3D)表示。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月6日提交的美国专利申请14/679,683的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

除非另有说明，本节描述的材料不是本申请的权利要求的现有技术，并且，这些材料不因包括在本节中而被认为是现有技术。

车辆可以被配置为以自主模式操作，其中，车辆在具有很少或没有驾驶员输入的情况下导航通过环境。这种自主车辆可以包括配置为检测关于车辆在其中运行的环境的信息的一个或多个传感器。

一种这样的传感器是光检测和测距(light detection and ranging,LIDAR)装置。LIDAR可以在扫描通过一场景的同时估计到环境特征的距离，以组成指示该环境中的反射表面的“点云”。可以通过发送激光脉冲并检测从环境中的对象反射的返回脉冲(如果有的话)确定点云中的各个点，并且，根据发送脉冲和接收反射脉冲之间的时间延迟确定到对象的距离。激光器或一组激光器可以快速且重复地扫描通过场景，以提供关于到场景中的反射对象的距离的连续实时信息。在测量每个距离的同时，结合测量到的距离和激光取向，可以将三维位置与每个返回脉冲相关联。以这种方式，可以为整个扫描区域生成指示环境中的反射特征的位置的点的三维图。

发明内容

在第一方面，提供了一种装置。该装置包括光检测和测距(LIDAR)装置。LIDAR装置包括配置为发射一波长范围内的光的光源。光源包括光纤激光器。LIDAR装置还包括配置为围绕第一轴线以往复的方式引导所发射的光的扫描部，和配置为感测所述波长范围内的光的多个检测器。该装置还包括壳体和配置为围绕第二轴线旋转的旋转安装件。至少所述扫描部设置在壳体内，并且壳体的壁包括滤光器，滤光器配置为允许在所述波长范围内的光传播通过滤光器。该装置还包括配置为接收目标信息的控制器。目标信息指示以下中的至少一个：对象的类型、对象的尺寸、对象的形状、位置、定位或角度范围。控制器还配置为响应于接收到目标信息，使旋转安装件旋转以调节LIDAR的指向方向。控制器进一步配置为使LIDAR扫描环境的一视场(FOV)。该视场沿着所述指向方向远离LIDAR延伸。控制器还配置为基于来自扫描所述FOV的数据确定环境的三维(3D)表示。

在第二方面，提供了一种系统。该系统包括车辆和感测装置，感测装置配置为提供指示车辆周围的环境的环境数据。感测装置联接到车辆。该系统还包括光检测和测距(LIDAR)装置。LIDAR装置联接到车辆。该系统还包括配置为接收环境数据并根据环境数据确定目标信息的控制器。目标信息指示以下中的至少一个：对象的类型、对象的尺寸、对象的形状、位置、定位或角度范围。控制器还配置为至少基于目标信息使旋转安装件旋转以调节LIDAR的指向方向，并使LIDAR扫描环境的视场(FOV)。该FOV沿着所述指向方向远离LIDAR延伸。控制器进一步配置为基于来自扫描所述FOV的数据确定环境的三维(3D)表示。