[发明专利]在光检测和测距(LIDAR)系统中使用延长的检测周期进行范围混叠检测和减轻

说明书

计算系统可以操作LIDAR设备来根据时间序列发射和检测光脉冲，该时间序列包括建立LIDAR设备的标称检测范围的(多个)标准检测周期和持续时间比(多个)标准检测周期的持续时间长的(多个)延长检测周期。该系统然后可以确定LIDAR在与(多个)特定发射光脉冲相对应的(多个)延长检测周期期间检测到(多个)返回光脉冲。作为响应，计算系统可以确定(多个)检测到的返回光脉冲具有相对于指示一个或多个范围的(多个)特定发射光脉冲的对应的发射时间的检测时间。考虑到这一点，计算系统可以做出对一个或多个范围是否指示对象位于标称检测范围之外的进一步确定，然后可以根据该进一步确定进行对象检测。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月1日提交的题为“Use of Extended Detection Periodsfor Range Aliasing Detection and Mitigation ina Light Detection and Ranging(LIDAR)System(在光检测和测距(LIDAR)系统中使用延长的检测周期进行范围混叠检测和减轻)”的美国专利申请第15/665,591号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

通过引用的并入

在2017年6月30日提交的美国专利申请第15/638,607号通过引用并入本文，如同在本说明书中充分阐述一样。

背景技术

车辆可以被配置为在自主模式下进行操作，在该模式下，车辆通过在驾驶员很少或没有输入的环境中导航。这样的自主车辆可以包括一个或多个传感器，这些传感器被配置为检测关于车辆在其中操作的环境的信息。一种这样的传感器是光检测和测距(LIDAR)设备。

LIDAR设备可以在扫描场景以组集(assemble)指示环境中反射表面的“点云(point cloud)”时估计距环境特征的距离。点云中的各个点可以通过发送激光脉冲和检测从环境中的对象反射的返回脉冲(如果有的话)并根据发送脉冲和接收反射脉冲之间的时间延迟确定距对象的距离来确定。

因此，LIDAR设备可以包括激光器或激光器组，并且可以快速且重复地扫描场景，以提供关于距场景中的反射对象的距离的连续实时信息。在测量每个距离时，将测量的距离和(多个)激光器的朝向相结合使得能够将三维位置与每个返回脉冲相关联。这样，可以为整个扫描区域生成指示环境中反射特征位置的点的三维地图。

使用LIDAR的一个挑战可能是范围混叠(range aliasing)。范围混叠与虚假回波的出现有关，诸如当系统不能基于生成的数据来区分从一个特定范围散射的信号和从其他范围散射的信号时。例如，在LIDAR的背景下，范围混叠可以指来自LIDAR的最大明确范围之外的返回信号被解释为在LIDAR的最大明确范围内。

发明内容

示例实施方式可以涉及使用延长的检测周期来确定对象是否位于LIDAR设备的标称检测范围之外的方法和系统。

特别地，计算系统可以操作LIDAR设备来根据时间序列发射和检测光脉冲，该时间序列包括建立LIDAR设备的标称检测范围的(多个)标准检测周期，并且包括持续时间比(多个)标准检测周期的持续时间长的(多个)延长的检测周期。这样，计算系统可以在延长的检测周期期间扩展LIDAR设备的检测范围。

利用这种布置，基于由LIDAR设备在这些延长的检测周期期间对(多个)光脉冲的检测，计算系统可以确定LIDAR设备是否检测到从位于LIDAR设备的标称检测范围之外的对象反射的返回光脉冲。具体地，计算系统可以根据相对于最近发射的光脉冲的发射时间的时间延迟，分别针对每个这样的检测到的光脉冲来确定范围。如果计算系统然后确定标称检测范围包括这些确定的范围，则计算系统可以响应地做出对这些范围不指示对象位于标称检测范围之外的确定。然而，如果计算系统确定标称检测范围不包括这些确定的范围，则计算系统可以响应地做出对这些范围指示对象位于标称检测范围之外的确定。