[发明专利]相干激光雷达中的受控扫描模式转变

说明书

相干激光雷达系统、用于操作相干激光雷达系统的方法、以及包括相干激光雷达系统的车辆涉及用于在视场内引导来自该系统的输出光的光束转向装置。光束转向装置的第一系列位置在视场内限定出第一扫描模式，并且光束转向装置的第二系列位置在视场内限定出第二扫描模式。相干激光雷达系统包括控制器，控制器用于给光束转向装置提供转变位置以便将光束转向装置从第一扫描模式转变至第二扫描模式。转变位置遵循基样条(B‑样条)函数。

引言

主题公开涉及相干激光雷达系统中的受控扫描模式转变。

车辆(例如，汽车、卡车、施工设备、农场设备、自动化工厂设备)越来越多地包括传感器，传感器获得关于车辆操作和车辆周围的环境的信息。一些传感器(诸如，相机、无线电探测和测距(雷达)系统、以及光探测和测距(激光雷达)系统)可以检测和追踪车辆附近的物体。相干激光雷达系统传输调频连续波(FMCW)光并且处理反射光束以确定关于目标的信息。通过确定车辆周围的物体的相对地点和航向，可以使车辆操作增强或者自动化以便提高安全性和性能。例如，传感器信息可以用于向车辆的驾驶员发出警报或者操作车辆系统(例如，防撞系统、自适应巡航控制系统、自主驾驶系统)。比如雷达系统和激光雷达系统等传感器可以在给定视场上执行扫描。在激光雷达系统的情况下，光束转向装置可以用于按照表示在视场上的粗扫描的模式来引导光束，一次传输一束光。如果在粗扫描期间检测到目标，则激光雷达系统然后可以减小执行精细扫描的区域。相应地，令人期望的是提供相干激光雷达系统中的受控扫描模式转变。

发明内容

在一个示例性实施例中，一种相干激光雷达系统包括光束转向装置，该光束转向装置用于在视场内引导来自该系统的输出光。光束转向装置的第一系列位置在视场内限定出第一扫描模式，并且光束转向装置的第二系列位置在视场内限定出第二扫描模式。系统还包括控制器，控制器用于给光束转向装置提供转变位置以便将光束转向装置从第一扫描模式转变至第二扫描模式。转变位置遵循基样条(B-样条)函数。

除了本文所描述的一个或多个特征之外，控制器基于确定B-样条的节段N的数量来确定转变位置。

除了本文所描述的一个或多个特征之外，控制器通过在光束转向装置的速度不超过最大值的情况下基于该速度随着N的值减小而增加使N的值最小化来确定节段N的数量。

除了本文所描述的一个或多个特征之外，控制器基于确定结点的数量来计算B-样条函数。结点数量指示从第一扫描模式的最终位置到达第二扫描模式的初始位置所需要的方向变化的数量，第一扫描模式以位置矢量和速度矢量结束，并且第二扫描模式以位置矢量和速度矢量开始。

除了本文所描述的一个或多个特征之外，控制器基于速度矢量和速度矢量是否平行以及基于基于位置矢量速度矢量位置矢量和速度矢量所解答的标量参数u和u'来确定结点数量是一还是二。

除了本文所描述的一个或多个特征之外，控制器基于速度矢量和速度矢量平行且速度矢量和速度矢量的点积为负或者基于速度矢量和速度矢量不平行且u和u’的符号函数不相等来确定结点数量是一。

除了本文所描述的一个或多个特征之外，控制器基于速度矢量和速度矢量平行且速度矢量和速度矢量的点积为非负或者基于速度矢量和速度矢量不平行且u和u’的符号函数相等来确定结点数量是二。

除了本文所描述的一个或多个特征之外，控制器基于在第一扫描模式中对目标的检测来确定第二扫描模式。

除了本文所描述的一个或多个特征之外，系统是单基地系统或双基地系统。

除了本文所描述的一个或多个特征之外，系统被包括在车辆上或内并且检测物体相对于车辆的地点和速度。