[发明专利]噪声自适应固态LIDAR系统

说明书

LIDAR系统包括光发射器，该光发射器包括多个激光器，每个激光器照射照射区域中的FOV。发射器控制器具有连接到相应的激光输入端的输出端。发射器控制器在输出端处生成电脉冲，使得激光器在照射区域中以期望的图案产生光。光接收器在照射区域中具有输入端FOV，并且包括多个检测器，每个检测器具有FOV并且被定位为检测照射区域上的光；以及TOF测量电路，其测量从激光器到检测器的TOF。接收器计算范围信息。定位在光发射器和光接收器之间的自适应光学快门具有透明或反射区域FOV，其中光学快门将光接收器的输入端处的照射限制为小于光接收器FOV的区域。

本文使用的章节标题仅用于组织目的，不应当被解释为以任何方式限制本申请中描述的主题。

相关申请的交叉引用

本申请是于2018年4月1日提交的题为“Noise Adaptive Solid-State LIDARSystem”的共同待决的美国临时专利申请序列号62/651,209的非临时申请。美国专利申请序列号62/651,209的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

自主、自我驾驶和半自主汽车使用诸如雷达、图像识别相机和声纳之类的不同传感器和技术的组合来检测和定位周围物体。这些传感器使得能够在驾驶员安全方面进行大量改进，包括碰撞警告、自动紧急制动、车道偏离警告、车道保持辅助、自适应巡航控制和自动驾驶。在这些传感器技术当中，光检测和测距(LIDAR)系统起着至关重要的作用，它使得能够对周围环境进行实时、高分辨率的3D映射。为了解决日益复杂的一系列汽车应用需求，要求LIDAR系统具有足够快的响应时间来响应快速移动的物体。LIDAR系统还必须具有足够的信噪比，以使接收到的信号检测远处的物体。此外，期望LIDAR系统具有高可靠性，并具有最少的移动部件。

另外，在典型操作期间，LIDAR系统可能会遇到各种各样的条件以及对分辨率和速度的各种需求。因此，LIDAR系统需要具有适应不断变化的需求和环境的操作参数和能力。

附图说明

在以下详细描述中，结合附图，更具体地描述了根据优选的和示例性实施例的本教导及其进一步的优点。本领域技术人员将理解的是，下面描述的附图仅用于说明目的。附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明教导的原理上。附图不旨在以任何方式限制申请人的教导的范围。

图1A图示了已知的固态LIDAR系统的示意图。

图1B图示了图1A的LIDAR系统的系统视场(FOV)的二维投射。

图2图示了根据本教导的自适应FOV LIDAR系统的实施例的示意图。

图3图示了根据本教导的自适应LIDAR系统的实施例的光接收器的示意图。

图4A图示了根据本教导的使用自适应快门的配置的自适应LIDAR系统的实施例的示意图。

图4B图示了根据本教导的使用自适应快门的另一个配置的自适应LIDAR系统的实施例的示意图。

图5A图示了根据本教导的用于特定快门FOV的实施例的图2的LIDAR系统的系统FOV的二维投射。

图5B图示了根据本教导的用于特定快门FOV的另一个实施例的图2的LIDAR系统的系统FOV的二维投射。

图5C图示了根据本教导的用于特定快门FOV的又一个实施例的图2的LIDAR系统的系统FOV的二维投射。

图6图示了根据本教导的使用自适应镜的自适应FOV LIDAR系统的实施例的示意图。

图7A图示了本教导的自适应LIDAR系统的实施例的框图。

图7B图示了结合图7A描述的接收器和TOF计算电子器件的实施例的详细框图。

图8图示了根据本教导的实现LIDAR系统的算法的方法的实施例的流程图。