[发明专利]环境的空间分布的估计

说明书

本文公开了一种用于根据基于光检测和测距(LiDAR)的技术来促进对环境的空间分布的估计的系统和方法。通过将光能重新用于通信需求，本公开促进通过光学手段进行空间分布估计，同时促进自由空间光学通信。

领域

本发明总体上涉及一种用于促进对环境的空间分布的估计的系统和方法。更具体地，本发明涉及促进通过光学手段进行对环境的空间分布的估计，同时促进自由空间光学通信。

背景

空间剖析(spatial profiling)是指如从期望的视场观察到的环境的映射。视场中的每个点或像素都与距离相关联，以形成环境的表示。空间分布可用于识别环境中的物体和/或障碍物，从而促进任务的自动化。

一种空间剖析技术涉及以特定方向将光发送到环境中并检测从该方向反射回来的任何光，例如，被环境中的反射表面反射回来的任何光。反射光携带用于确定到反射表面的距离的相关信息。特定方向和距离的组合形成了环境表示中的一个点或像素。针对多个不同的方向，可以重复上述步骤，以形成所述表示的其他点或像素，从而促进对期望的视场内环境空间分布的估计。

说明书中对任何现有技术的提及不是、且不应该被认为是承认或以任何形式暗示该现有技术在任何管辖范围内形成公知常识的一部分，或者该现有技术可以合理地被预期为被本领域技术人员所理解、认为是相关的和/或与其他现有技术片段相结合。

概述

根据本公开的第一方面，提供了一种用于促进对环境的空间分布的估计的系统，该系统包括：

光源，其被配置成提供出射光；

光束定向器，其被配置成沿一个或更多个方向将出射光定向到环境中，被定向的光被赋予将由在所述一个或更多个方向中的至少一个方向上能够到达的第一通信接收机接收的出射通信信息；以及

光检测器，其被配置成检测入射光，所述入射光对应于由环境反射的所述出射光的至少一部分，其中，与所检测到的光相关联的至少一个特性包括距离信息，以用于对与所述一个或更多个出射方向相关联的环境的空间分布的估计。

在一些实施例中，所述出射光是在一个或更多个选定的波长信道上被提供的，并且一个或更多个方向对应于相应的一个或更多个选定的波长信道。

在一些实施例中，出射光包括编码出射光的基于最大长度的序列(MLS)。光源可以包括用于以带内频率在MLS上对通信信息编码的编码器。替代地，光源可以包括用于以带外频率在MLS上对通信信息编码的编码器。

在一些实施例中，出射光包括Barker码。

在一些实施例中，所述出射光是在一个或更多个选定的波长信道上被提供的，并且该一个或更多个方向对应于相应的一个或更多个选定的波长信道。

在一些实施例中，系统还包括处理器，以基于所估计的空间分布来确定一个或更多个方向中的至少一个方向。处理器可以被配置成基于所估计的空间分布中可识别的物体分布(object profile)来确定一个或更多个选定的方向，以促进定向通信。

在一些实施例中，光束定向器包括耦合到扩展光学器件的色散元件自由空间。

在一些实施例中，一个或更多个方向中的至少一个方向包括该一个或更多个方向中的所有方向，以促进广播通信。

在一些实施例中，第一通信接收机耦合到通信发射机，并且光检测器包括第二通信接收机，以从通信发射机接收被赋予了入射通信信息的光。

在一些实施例中，系统位于公路交通工具中，并且其中，第一通信接收机和/或通信发射机位于公路侧单元中。

在一些实施例中，系统位于第一公路交通工具中，并且其中，第一通信接收机和/或通信发射机位于第二公路交通工具中。