[发明专利]使用多棱镜的LIDAR 3D设计

说明书

在一个实施方式中，自动驾驶车辆(ADV)的LIDAR装置包括发射多个光束的光发射器的阵列，以感测与目标有关的物理范围。LIDAR装置还包括棱柱形镜组件，所述棱柱形镜组件具有多个用作反射表面的联结面和底部基础面。可旋转平台配置成相对于与底部基础面垂直的竖直轴线旋转。光发射器配置成将光束投射到镜组件的反射表面上以朝向目标偏转。镜组件与可旋转平台一起旋转，同时光发射器的阵列保持稳定。LIDAR装置还包括一个或多个光检测器，以接收从目标反射的光束中的至少一部分。

技术领域

本公开的实施方式总体涉及操作自动驾驶车辆。更具体地，本公开的实施方式涉及在自动驾驶车辆中使用的光探测和测距(LIDAR)装置。

背景技术

以自动驾驶模式运行(例如，无人驾驶)的车辆可以将乘员、尤其是驾驶员从一些驾驶相关的职责中解放出来。当以自动驾驶模式运行时，车辆可以使用车载传感器导航到各个位置，从而允许车辆在最少人机交互的情况下或在没有任何乘客的一些情况下行驶。

激光雷达技术已广泛用于军事、地理学、海洋学中，并且近十年来已广泛用于自动驾驶车辆中。除了其他因素之外，LIDAR在自动驾驶车辆中的应用因高成本而受到阻碍。LIDAR装置可以在扫描场景时对与对象的距离进行估计，以聚集表示对象的反射表面的点云。点云中的各个点可以通过发射激光脉冲并检测从对象反射的返回脉冲(如果有的话)来确定，并根据所发射的脉冲和接收到的被反射的脉冲之间的时间延迟来确定与对象的距离。可以在场景中快速且重复地扫描一个或多个激光器，以提供与到场景中的反射对象的距离有关的连续的实时信息。

传统的LIDAR装置通常利用在两个方向上旋转或转动的镜，以涵盖整个360度环境。另外，传统的LIDAR装置需要光发射器和光检测器与所述镜一起旋转，这消耗更多电力来驱动电动机。

发明内容

本公开的一方面提供了一种在自动驾驶车辆中使用的光探测和测距(LIDAR)装置，该LIDAR装置包括：光发射器的阵列，用于发射多个光束以感测与目标相关的物理范围；棱柱形镜组件，具有用作反射表面的多个联结面和底部基础面；可旋转平台，支承棱柱形镜组件的底部基础面，可旋转平台能够相对于与底部基础面垂直的竖直轴线旋转，其中，光发射器将光束投射到反射表面上，光束朝向目标偏转，并且其中，棱柱形镜组件与可旋转平台一起旋转，同时光发射器的阵列保持稳定；以及一个或多个光检测器，用于接收从目标反射的光束中的至少一部分。

本公开的另一方面提供了一种自动驾驶车辆，其包括光探测和测距(LIDAR)装置和感知与规划系统，其中，LIDAR装置包括：光发射器的阵列，用于发射多个光束以感测与目标相关的物理范围；棱柱形镜组件，具有用作反射表面的多个联结面和底部基础面；可旋转平台，支承棱柱形镜组件的底部基础面，可旋转平台能够相对于与底部基础面垂直的竖直轴线旋转，其中，光发射器将光束投射到反射表面上，光束朝向目标偏转，并且其中，棱柱形镜组件与可旋转平台一起旋转，同时光发射器的阵列保持稳定；以及一个或多个光检测器，用于接收从目标反射的光束中的至少一部分；以及感知与规划系统联接至LIDAR装置，以基于由LIDAR装置提供的LIDAR传感器数据来感知自动驾驶车辆周围的驾驶环境，并控制自动驾驶车辆在驾驶环境中行驶。

本公开的又一方面提供了一种用于操作自动驾驶车辆的LIDAR装置的计算机实施方法，该方法包括：使用光发射器的阵列发射多个光束以感测与目标相关的物理范围；设置具有用作反射表面的多个联结面和底部基础面的棱柱形镜组件；使支承棱柱形镜组件的底部基础面的可旋转平台旋转，可旋转平台能够相对于与底部基础面垂直的竖直轴线旋转，其中，棱柱形镜组件与可旋转平台一起旋转，同时光发射器的阵列保持稳定；将光束投射到棱柱形镜组件的反射表面上，其中，光束通过反射表面朝向目标偏转；以及使用一个或多个光检测器来接收从目标反射的光束中的至少一部分。

附图说明

本公开的实施方式在附图的各图中以举例而非限制的方式示出，附图中的相同参考数字指示相似元件。