[发明专利]基于光的空间估计发射和接收系统

说明书

描述了在用于检测环境中的目标的空间剖析系统中使用的方法。该方法包括检测来自环境的第一入射反射光和来自环境的第二入射光，第二入射光包括来自空间剖析系统的反射噪声光。空间分布估计基于检测到的第一入射光和检测到的第二入射光。还描述了被配置为根据所述方法操作的空间剖析系统的实施例。

公开领域

本公开总体上涉及环境的空间分布估计领域，包括使用光来遥感环境。

背景

空间剖析(Spatial profiling)是指如从期望的原点观察到的环境的映射。视场中的每个点或像素与形成环境的表示的距离相关联。空间分布在识别环境中的目标(包括环境中的对象和/或障碍物)时可能是有用的，从而促进任务的自动化。

空间剖析的一种技术包括在特定方向上将光发送到环境中，并检测从该方向反射回来(例如由环境中的反射表面反射回来)的任何光。反射光携带用于确定到反射表面的距离的相关信息。例如，如果光是脉冲的，返回脉冲的飞行时间表示到反射表面的距离。特定方向和距离的组合形成环境的表示中的点或像素。可以针对多个不同方向顺序地或同时地重复上述步骤，以形成表示的其他点或像素，从而促进对所需视场内的环境的空间分布的估计。这些技术可以被不同地称为LiDAR(光检测和测距)、LADAR(激光检测和测距)、以及其他参考。

LiDAR系统中干扰信号的存在可能会对LiDAR系统的操作产生不利影响。因此，在许多应用中，需要解决干扰问题。

公开概述

描述了被配置成协助识别LiDAR系统中的干扰信号的方法和系统。干扰信号可以是来自LiDAR系统的当前操作视场外部的反射，例如回射(retroreflection)，这是由于LiDAR系统发射除被指定用于目标查找的波长之外的波长和/或沿除被指定用于目标查找的方向之外的方向进行发射。在以可区分的光学特性发射的信号返回时执行LiDAR系统对反射光的检测，以生成用于空间剖析的数据。

在一些实施例中，在用于检测环境中的目标的空间剖析系统中使用的方法包括：

通过空间剖析系统的光学部件和电气部件：

将第一出射光发送到环境中，第一出射光包括具有用于检测环境中的漫射目标的第一特性的信号；

将第二出射光发送到环境中，第二出射光包括具有不同于第一特性的第二特性和小于第一出射光的强度或光谱功率密度的信号；

检测包括第一入射光和第二入射光的入射光，其中，第一入射光是第一出射光被环境中的目标反射的部分，以及第二入射光是第二出射光被环境中的目标反射的部分；

通过空间剖析系统，生成包括识别对第一入射光的检测的信息和识别对第二入射光的检测的信息的数据；以及

通过空间剖析系统，基于识别对第二入射光的检测的信息，引起动作。

该方法还可以包括通过空间剖析系统基于检测到的第一入射光和第二入射光确定环境中漫射目标和回射器(retroreflector)目标两者的存在。还可以针对漫射目标和回射器中的一者或两者确定位置信息。

在一些实施例中，在用于检测环境中的目标的空间剖析系统中使用的方法包括：

通过空间剖析系统的光学部件和电气部件：

在第一时间段中，将第一出射光发送到环境中，第一出射光包括信号和噪声；

在不同于第一时间段的第二时间段内，向环境中发送第二出射光，第二出射光包括噪声而不包括信号或包括大幅减小的信号；

检测第一入射光，该第一入射光包括第一出射光被环境中的所述目标反射的部分；

检测第二入射光，该第二入射光包括第二出射光被环境中的所述目标反射的部分；