[发明专利]旋转具有共同对准成像仪的LIDAR

说明书

对于共同对准的旋转传感器的布置提供了示例实施方式。一个示例设备包括根据设备的指向方向朝着场景发射光脉冲的光检测和测距(LIDAR)发送器。该设备还包括检测从场景反射的所发射的光脉冲的反射的LIDAR接收器。该设备还包括图像传感器，该图像传感器至少基于源自一个或多个外部光源的外部光来捕获场景的图像。该设备还包括支撑处于特定的相对布置的LIDAR发送器、LIDAR接收器和图像传感器的平台。该设备还包括使平台围绕轴旋转以调整设备的指向方向的致动器。

相关公开的交叉引用

本申请要求2017年8月8日提交的美国专利申请第15/671,845号的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

背景技术

有源(active)传感器，诸如光检测和测距(light detection and ranging，LIDAR)传感器、无线电检测和测距(radio detection and ranging，RADAR)传感器以及声音导航和测距(sound navigation and ranging，SONAR)传感器等，可以通过朝着环境发射信号并检测所发射的信号的反射来扫描环境。无源(positive)传感器，诸如图像传感器和麦克风等，可以检测源自环境中的源的信号。

示例LIDAR传感器可以在扫描场景的同时确定到环境特征(feature)的距离，以组装表示反射表面的“点云”。例如，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)，并且然后根据脉冲的发送和脉冲的反射的接收之间的时间延迟确定到对象的距离，来确定点云中的各个点。因此，可以生成指示环境中反射特征位置的点的三维地图。

示例性图像传感器可以捕获对图像传感器可见的场景的图像。例如，图像传感器可以包括电荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)阵列或其他类型的光传感器。每个CCD可以接收入射到阵列上的、来自场景的部分光。然后，当CCD暴露于来自场景的光时，每个CCD可以输出在曝光时间期间入射到CCD上的光量的测量。利用这种布置，可以生成场景的图像，其中图像中的每个像素基于CCD阵列的输出指示一个或多个值(例如，颜色等)。

发明内容

在一个示例中，一种设备包括光检测和测距(LIDAR)发送器，其根据设备的指向方向朝着场景发射光脉冲。该设备还包括LIDAR接收器，其检测从场景反射的所发射的光脉冲的反射。该设备还包括图像传感器，其根据设备的指向方向并基于源自一个或多个外部光源的外部光来捕获场景的图像。该设备还包括平台，其支撑处于特定的相对布置的LIDAR发送器、LIDAR接收器和图像传感器。该设备还包括致动器，其使平台围绕轴旋转以调整设备的指向方向。

在另一示例中，一种车辆包括光检测和测距(LIDAR)传感器，该传感器包括发送器和接收器。发送器根据LIDAR传感器的指向方向朝着场景发射光脉冲。接收器检测从场景传播的所发射的光脉冲的反射。该车辆还包括相机，该相机根据相机的指向方向并基于源自一个或多个外部光源的外部光来捕获场景的图像。该车辆还包括支撑处于特定的相对布置的LIDAR传感器和相机的平台。该车辆还包括致动器，该致动器使平台围绕轴旋转以根据特定的相对布置同时改变LIDAR传感器和相机的指向方向。

在又一示例中，一种方法涉及使用光检测和测距(LIDAR)传感器扫描场景。LIDAR传感器朝着场景发射光脉冲，并检测来自场景的所发射的光脉冲的反射。该方法还包括使用检测源自一个或多个外部光源的外部光的图像传感器生成场景的图像。该方法还包括旋转支撑处于特定的相对布置的LIDAR传感器和图像传感器的平台。旋转该平台包括围绕轴同时旋转LIDAR传感器和图像传感器。