[发明专利]具有低延时运动规划更新的智能激光雷达系统

说明书

公开了用于车辆运动规划的系统和方法，其中使用诸如激光雷达系统等传感器来检测所述传感器的视野内的威胁或异常状况，使得可以以低延时将关于这类状况的优先级警告数据插入车辆的运动规划计算机系统的运动规划循环中。本文还公开了一种激光雷达系统，其包括激光雷达发射器、激光雷达接收器和相机，其中所述相机与所述激光雷达接收器同孔定位，所述相机被配置成生成对应于所述激光雷达接收器的视野的图像数据。还公开了这样的技术，其中激光雷达系统可以使用紧密的激光雷达脉冲簇来估计所述激光雷达系统的视野内的对象的帧内运动。更进一步，公开了一种激光雷达发射器，其可以基于多个限定的发射列表帧中的任一个被控制为瞄准范围点。处理器可以处理关于所述视野的数据，诸如距离数据和/或相机数据，以做出关于针对给定的激光雷达数据帧应该选择哪些限定的发射列表帧的选择。

相关专利申请的交叉引用和优先权要求

本专利申请要求于2018年7月2日提交的且题为“具有低延时运动规划更 新的智能激光雷达系统(Intelligent Ladar System with Low Latency Motion PlanningUpdates)”的美国临时专利申请62/693,078的优先权，该临时专利申请的全部公 开内容以引用方式并入本文中。

本专利申请还要求于2017年9月15日提交的且题为“具有低延时运动规 划更新的智能激光雷达系统(Intelligent Ladar System with Low Latency MotionPlanningUpdates)”的美国临时专利申请62/558,937的优先权，该临时专利申请 的全部公开内容以引用方式并入本文中。

背景技术

无论是在空中、在地面还是在海上，车辆的安全自主都依赖于对动态障碍物 的快速精确的表征以及对动态障碍物的快速响应。图1示出了用于进行移动车 辆的自主障碍物检测和运动规划的常规方法。与车辆一起使用的系统100包括 与传感器106的套件104结合的运动规划系统102。套件104中的传感器106向 运动规划系统102提供传感器数据120，以用于障碍物检测和运动规划过程。运 动规划系统102内的传感器数据摄取接口108从传感器106接收传感器数据120， 并且将传感器数据120存储在传感器数据存储库130中，传感器数据120将在传 感器数据存储库130中等待处理。运动规划系统102内的运动规划智能装置110 向传感器数据存储库130发出读取或查询命令124，并接收所请求的传感器数据 作为对查询124的响应126。所述智能装置110然后分析该检索到的传感器数据， 以做出关于车辆运动的决策128，所述决策128被传达给一个或多个其他车辆子 系统。运动规划智能装置110还可以向传感器106发出任务分配命令122，以对 传感器数据采集进行控制。

图1的系统100以主从分层关系有效地组织运动规划系统102和传感器套 件104，这给运动规划系统102带来了很大的负担。这些处理负担导致运动决策 延迟，这是由于运动规划系统102摄取、存储、检索和分析传感器数据所需的时 间量引起。

发明内容

作为本领域的技术改进，发明人公开了一种在一个或多个传感器106和运 动规划系统102之间的更协作的决策模型，由此，关于对象和异常检测的一些智 能装置被移动到一个或多个传感器106中。在智能传感器根据传感器数据检测 到关注对象的情况下，智能传感器可以经由优先级消息传递或某种其他“快速 路径”通知来通知运动规划系统102。该优先级消息传递可以用作中断运动规划 系统102的向量中断，以允许运动规划系统102快速关注智能传感器发现的新检 测到的威胁。因此，与图1所示的主从关系不同，用于基于传感器进行运动规划 的新的更快速方法的示例性实施方案可以更多地采用对等模型来进行异常检测， 所述检测结合一个或多个智能传感器向运动规划系统发出优先级消息/中断的能力。使用此模型，可以将由智能传感器检测到的威胁推送到运动规划系统102 正在考虑的数据堆栈的顶部。