[发明专利]LIDAR系统和方法

说明书

一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：光源，配置成生成独立光束；透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光束，并且将独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；光敏检测器，配置成感测准直传出光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成确定到从其中准直传出光的至少部分被反射向光敏检测器的一个或多个对象的距离。一个或多个处理器，配置成基于准直传出光的至少部分的反射来确定距离。

技术领域

本文所述的主题涉及距离测量系统，例如LIDAR系统。

背景技术

各种距离测量系统进行操作以确定对象离系统有多远，和/或确定对象何时存在于由距离测量系统检查下的视场或区域之内。这种距离测量系统的一个示例是光检测和测距（LiDAR）系统。LiDAR系统通过将光引导向在检查下的对象或区域而进行操作。光的至少部分可从对象反射。LiDAR系统检查发射光与接收光的反射之间的时间延迟（又称作反射光的飞行时间）。基于这个时间延迟，LiDAR系统能够确定对象离LiDAR系统有多远。

一些已知LiDAR系统使用一个或多个光点或光束来确定到对象的距离或者对象的存在。为了覆盖更大区域，例如通过相对于正被LiDAR系统检查或监测的区域移动光源来移动一个或多个光点。这个移动能够涉及在相反方向上来回光栅化（rastering）一个或多个光点，并且在另一个方向（例如向下方向）上逐渐移动光的来回光栅化。虽然这种途径能够允许LiDAR系统覆盖更大区域，但是光的光栅化对LiDAR系统增加附加机械复杂度并且对LiDAR系统增加附加成本。

另外，反射光的检测的信噪比（SNR）可由于单独光点在光的光栅化移动期间覆盖大得多的区域而受损。可通过增加大量光源来增加SNR，但是这也对LiDAR系统增加成本和复杂度。

发明内容

在一个实施例中，LiDAR系统包括：光源，配置成生成独立光束；透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光束，并且将独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；光敏检测器，配置成感测准直传出光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成确定到一个或多个对象（从其中，准直传出光的至少部分被反射向光敏检测器）的距离。一个或多个处理器配置成基于准直传出光的至少部分的反射来确定距离。

在一个实施例中，另一个LiDAR系统包括：透镜阵列，配置成接收来自光源的独立光点，并且准直独立光束；光敏检测器，配置成感测经准直的光的至少部分的反射；以及一个或多个处理器，配置成基于反射的光的至少部分的反射来确定到一个或多个对象的距离。

在一个实施例中，一种方法包括将光源耦合到散热衬底上，将衬底耦合到热电冷却器，并且将衬底耦合在具有沿封装的一个边缘所设置的接合整体透镜阵列的封装中。透镜阵列配置成接收来自光源的独立光束，并且在多个不同方向上准直独立光束。

本发明还提供一组技术方案，如下：

1. 一种光检测和测距（LiDAR）系统，包括：

光源，配置成生成独立光束；

透镜阵列，配置成接收来自所述光源的所述独立光束，并且将所述独立光束准直为准直传出光，所述准直传出光被引导向被检查的感兴趣区域；

光敏检测器，配置成感测所述准直传出光的至少部分的反射；以及

一个或多个处理器，配置成确定到从其中将所述准直传出光的所述至少部分反射向所述光敏检测器的一个或多个对象的距离，所述一个或多个处理器配置成基于所述准直传出光的所述至少部分的所述反射来确定所述距离。

2. 如技术方案1所述的LiDAR系统，其中，所述透镜阵列配置成在不同方向上准直所述独立光束的每个。

3. 如技术方案2所述的LiDAR系统，其中，由所述透镜阵列来准直所述独立光束的每个所在的所述不同方向包括水平方向和垂直方向。