CN110678777A - 一种lidar系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种移动系统，包括可移动平台。可移动平台包括驱动可移动平台移动到适当位置的机动驱动器和设置在可移动平台内部的隔室，隔室具有一个受保护的与周围环境隔开的外壳。移动系统还包括安装在可移动平台上的LIDAR系统，LIDAR系统包括探测光纤激光模块，用于产生脉冲探测激光并将脉冲探测激光扫描到外部周围区域，而后来自周围区域的一个或多个物体反射脉冲探测激光并被探测光纤激光模块检测到，从而光学感测到周围环境中一个或多个的物体。探测光纤激光模块包括位于隔室外壳内的基础激光模块和设置在可移动平台上的多个远程激光模块，多个远程激光模块将脉冲探测激光扫描到周围区域，从而光学感测周围区域的物体。

Description

一种LIDAR系统
技术领域
本发明涉及LIDAR(光探测和测距)系统，尤其是一种基于LIDAR感测周围物体的技术应用于可移动平台或机动车辆上的LIDAR系统，装置和技术。
背景技术
基于光探测和测距(LIDAR)系统的物体感测可以用于各种应用，包括辅助可移动平台或机动车辆感测周围物体从而避免碰撞。例如，LIDAR可以用作自动驾驶汽车的物体感测系统的一部分或者用作由人驾驶的汽车的驾驶辅助系统。
现有技术的LIDAR系统多被应用在可移动平台上。所述可移动平台包括使得可移动平台在适当位置移动的机动驱动器，以及位于可移动平台的内部部分中并且被构造成具有提供被分离和保护作用的外壳的隔室。安装在可移动平台上的光探测和测距(LIDAR)系统包括一个位于可移动平台上的探测光纤激光模块，其结构可产生脉冲探测激光，并将脉冲探测激光扫描到周围区域，并光学感测光来自周围区域的一个或多个物体的反射探测激光，从而确定周围区域中的一个或多个物体的具体位置。其中探测光纤激光模块包括位于隔室外壳内的基础激光模块和分布平台仪器保持部分的远程激光模块，以将脉冲探测激光扫描到周围区域，用于光学地感测周围区域中的一个或多个物体的存在。
在附图，说明书和权利要求中更详细地描述了上述所公开的技术。
发明内容
本发明的技术方案提出了一种LDIAR系统，包括安装在一个可移动平台上的探测激光模块。所述探测激光模块用于发出脉冲探测激光并将所述脉冲探测激光扫描到外部的周围区域中，并根据感测周围的一个或是多个物体反射的所述脉冲探测激光检测出周围区域中一个或多个物体的位置和一些相关信息(如位置、尺寸，是否处于运动状态等)。所述探测激光模块能够被设置为不同的模块设置在可移动平台的不同位置。因此，LIDAR系统的探测激光模块的资源可以分布在可移动平台上的不同位置，从而提供合适的操作环境，用于维护和操作分区资源并改善LIDAR系统的整体操作性能。
基于所公开的技术，所述LIDAR系统的所述探测激光模块可以分成位于配置在外壳内的基础激光模块和分布在所述可移动平台的某些位置的远程激光模块。因此，所述远程激光模快能够所述将脉冲探测激光扫描到外部的周围区域，从而光学感测周围区域的物体从而避免其干扰所述可移动平台的运动，避免这些物体与可移动平台之间的意外碰撞。具体地，在一些实施方式中，所述可移动平台可包括：用于使所述可移动平台在适当位置移动的机动驱动器，以及位于所述可移动平台的内部部分中，并且构造成具有提供隔离并且保护其免受周围环境影响的外壳的隔室。所述基础激光模块需要更稳定的环境，而所述远程激光模块可以远离室内部分，位于更好的位置，以便将探测光传输到所述可移动平台的周围，以进行激光雷达感应并接收返回的来自周围的传输探测光反射的光。
所述可移动平台包括驱动可移动平台打移动到位的机动驱动系统。在一个实施例中，所述可移动平台包括机动交通工具，例如机动船和各种配置的汽车，如轿车，厢式货车，卡车或SUV等。只要适用于本实施所公开的车载LIDAR系统的汽车均可包括在内。例如，作为所述机动驱动器的一部分的汽油炉或柴油发动机，作为所述机动驱动器的一部分的电动发动机，作为所述机动驱动器的一部分的燃料电池驱动的发动机，作为所述机动驱动器一部分的天然气动力发动机等都可以作为所述机动驱动系统的一部分。在一些实施方式中，所述可移动平台可以是具有混合驱动系统的汽车，该混合驱动系统具有两种不同类型的发动机作为机动驱动系统的一部分。
本发明的有益效果如下：
基于所公开的技术，所述LIDAR系统的所述探测激光模块可以分成位于配置在外壳内的基础激光模块和分布在所述可移动平台的某些位置的远程激光模块。因此，所述远程激光模快能够所述将脉冲探测激光扫描到外部的周围区域，从而光学感测周围区域的物体从而避免其干扰所述可移动平台的运动，避免这些物体与可移动平台之间的意外碰撞。具体地，在一些实施方式中，所述可移动平台可包括：用于使所述可移动平台在适当位置移动的机动驱动器，以及位于所述可移动平台的内部部分中，并且构造成具有提供隔离并且保护其免受周围环境影响的外壳的隔室。所述基础激光模块需要更稳定的环境，而所述远程激光模块可以远离室内部分，位于更好的位置，以便将探测光传输到所述可移动平台的周围，以进行激光雷达感应并接收返回的来自周围的传输探测光反射的光。
所述可移动平台包括驱动可移动平台打移动到位的机动驱动系统。在一个实施例中，所述可移动平台包括机动交通工具，例如机动船和各种配置的汽车，如轿车，厢式货车，卡车或SUV等。只要适用于本实施所公开的车载LIDAR系统的汽车均可包括在内。例如，作为所述机动驱动器的一部分的汽油炉或柴油发动机，作为所述机动驱动器的一部分的电动发动机，作为所述机动驱动器的一部分的燃料电池驱动的发动机，作为所述机动驱动器一部分的天然气动力发动机等都可以作为所述机动驱动系统的一部分。在一些实施方式中，所述可移动平台可以是具有混合驱动系统的汽车，该混合驱动系统具有两种不同类型的发动机作为机动驱动系统的一部分。
附图简要说明
图1A和1B示出了通过使用光纤激光源而具备车载LIDAR系统的具有驾驶员辅助系统或自动驾驶辅助系统的汽车；
图2A，2B和2C示出了将本发明的的基础激光模块和车载LIDAR系统的多个远程激光模块放置在车辆中的实施例；
图3示出了车载LIDAR系统的基础激光模块和多个远程激光模块的实施例，其中，在远程激光模块中具有远程光辅助放大器用于产生高功率输出探测激光脉冲，同时连接基础激光模块时通过光纤色散和光纤非线性最小化脉冲降级；
图4示出了车载LIDAR系统的基础激光模块和远程激光模块的实施例，包括基础激光模块中的种子激光器和下游光学通电放大器，以最大化共享激光器资源；
图5A，5B，5C，6,7,8和9示出了图3和4中的LIDAR系统中的基础激光模块和远程激光模块的实施例；
图9A，9B和9C示出了在用于本发明的LIDAR系统的基础激光模块中实现光学前置放大器的不同实施例。
具体实施方式
优选实施例1：
图3示出了用于在基础激光模块12和多个远程激光模块中选择性地划分这种LIDAR系统的部件或设备的实施例。在本实施例中，用于产生种子探测激光脉冲的种子激光二极管和种子激光驱动电子器件放置在位于车辆内部的所述基础激光模块12中，例如驾驶舱内的位置。在本实施例中的所述基础激光模块12还包括用于运行所述种子激光二极管的电子接口部件或装置，具有光学增益介质(例如，掺杂光纤增益部分94)的前置光放大器模块，用于光学放大所述种子激光器31的光，一个或多个泵浦激光二极管，以比种子探测激光波长(例如，1550nm)短的泵浦激光器32的波长(例如，980nm)产生所需的泵浦光，从而光学泵浦所述光学增益介质和相关的所述泵浦激光电子器件。这款前置光放大模块经过精心设计，可将放大的所述种子探测激光脉冲保持在足够高的水平，以便通过多个LIDAR光纤链路将所述种子探测激光脉冲传送到多个所述远程激光模块，但脉冲峰值功率水平足够低，避免导致非预期的脉冲失真的非线性光学效应带来的影响。为了在每个所述远程激光模块的输出端获得所需的高光脉冲功率，每个所述远程激光模块中都包含一个远程光辅助放大器。所述远程光辅助放大器用于放大接收到的由对应的所述远程激光模块在车辆外部的目标感应区域中扫描到的所述种子探测激光脉冲。所述远程激光模块中所述远程光辅助放大器的设计是基于所述远程激光模块位于LLDAR系统的输出端的考虑，因此，所述远程激光模块产生的高峰值功率光学探测光脉冲将不再受到附加光纤色散或光纤非线性光学效应的影响，同时这种设计能够避免光纤中的空间光纤色散特性曲线管理色散引起的脉冲失真。基于这种设计，光纤激光系统中使用的光纤可以是一种相对低色散的光纤，用于减少色散引起的激光脉冲失真，并且由于激光脉冲峰值功率在所述远程激光模块输出之前保持较低的水平，由光纤非线性引起的激光脉冲失真也可以保持在一个可接受的低水平。
除了将所述远程光辅助放大器放置在所述远程激光模块中之外，图3进一步公开了一种优选方案，所述功放泵浦激光模块及所述泵浦激光器32的电子驱动器均放置在所述基础激光模块12中，以便保护它们免受极端的车辆外部条件的影响。在这种设计下，用于所述远程光辅助放大器的泵浦光在所述基础激光模块12中产生，因此，所述远程激光模块中的远程光辅助激光器包含光学组合器，用于将泵浦光耦合到所述光学增益介质中，并且不使用额外的电子器件或电源。因此，在本实施例中，所有所述种子激光器31和所述泵浦激光器32及它们的电子驱动器位于所述基础激光模块12中从而保护它们以免受极端外部车辆状况的影响。这种设计有利于为所述种子激光器和所述泵浦激光器提供更稳定的激光器工作条件，以改善LIDAR系统产生高功率探测激光脉冲的稳定性和可靠性，同时减少输出的高功率探测激光脉冲的光学失真的情况。
优选实施例2、
图1A示出了具有驾驶员辅助系统131的汽车或具有包括作为其整体感测系统的一部分的LIDAR系统的自动驾驶系统的汽车的实施例。所述LIDAR系统使用探测光向外扫描来光学地感测周围环境。图示的LIDAR系统包括位于汽车内部的基础激光模块12。所述基础激光模块12包括LIDAR系统的感应元件并且被收容在所述外壳内以免暴露于汽车外部。所述基础激光模块12产生用于LIDAR感测操作的探测激光。不同的远程激光模块光学耦合到所述基础激光模块12，以接收由所述基础激光模块12产生的脉冲探测激光，同时，不同的所述远程激光模块分布在所述可移动平台的适当的位置，从而将所述脉冲探测激光扫描到车辆外部的周围区域，从而光学感测周围区域中的不同段或方向的不同探测光束。每个所述远程激光模块还用作光学接收器，用于接收所述远程激光模块对应的输出扫描探测光的光学反射，从而检测其输出扫描探测光的光路中的物体的存在。因此，每个所述远程激光模块都是远程LIDAR收发器11。图1A示出了三个不同的所述远程LIDAR收发器：用于在汽车前方执行LIDAR感测的，设置在汽车前部的前置远程LIDAR收发器；用于在汽车后部进行LIDAR感应的，设置在汽车后部的后置远程LIDAR收发器；以及用于在其他可能不会被前置远程LIDAR收发器和后置远程LIDAR收发器覆盖的方向上执行LIDAR感应的，设置在汽车顶部的顶部远程LIDAR收发器。
在所述驾驶员辅助系统131或所述自动驾驶系统132的一些实施方式中，图1中所示的构成整个汽车传感系统的一部分的LIDAR系统进一步包括其他传感器。这样的其他传感器可以在LIDAR系统在由于环境条件(例如，大雨，大雪或浓雾)或激光雷达故障而无法提供足够的感测的情况下提供额外的感测功能，避免感测不足情况的发生。
图1B示出了可以作为整个传感系统和其他附加传感器的一部分安装在汽车上的其他传感器的示例。在本实施例中，汽车还具有无线通信功能，用于与其他资源无线通信，获得用于驾驶员辅助操作或自动驾驶操作的信息。例如，汽车可以与周围区域中的另一汽车进行无线通信获得车辆车载数据，或汽车与云服务器无线通讯，汽车中的所述驾驶员辅助系统131或所述自动驾驶系统132从所述LIDAR系统的车载其他传感器145接收数据和信息，并执行复杂的算法以产生用于驾驶员辅助操作或自动驾驶操作的信息。
图2A还示出了用于基于本发明的技术的各种不同的考虑因素来划分所述车载LIDAR系统141中的各种资源的示例。所述基础激光模块12包含多个电子器件，多个所述电子器件从电源接收电能以提供一个或多个种子二极管激光器电能以产生探测激光，所述探测激光基于用于LIDAR操作的控制信号而被调制。所产生的探测激光在所述基础激光模块12的不同输出端口被分成不同的探测激光束，而后分配到不同的所述远程激光模块。LIDAR光纤链路用于将多个所述远程激光模块光学耦合到所述基础激光模块12，并且将来自所述基础激光模块12的探测激光脉冲传送到例如图1A中所示的车辆上的预设位置处的所述远程激光模块。多个所述远程激光模块还接收来自周围环境的输出探测光的光学反射光作为LIDAR信号，所述LIDAR信号由LIDAR信号处理模块21处理以产生用于驾驶员辅助系统131或自主驾驶系统132的LIDAR输出信号。
图2B和2C示出了基于图2A放置所述基础激光模块12和多个所述远程激光模块的两个具体实施例。在两个实施例中，所述基础激光模块12均被放置在驾驶舱-乘客舱中，使得所述基础激光模块12能够受到良好的保护，免受外部环境条件的影响，同时每个所述远程激光模块被放置在车辆外部的选定位置，从而将描探测光扫描到车辆周围的预设区域。
所述LIDAR系统的关键要求之一是探测激光中激光脉冲具有相对高的光功率，以在各种驱动条件下提供有效的LIDAR感测。例如，在一些实施方式中，来自每个所述远程激光模块的输出探测激光束的平均光功率可以在约100毫瓦至1000毫瓦的范围内。用于光纤通信的二极管激光器可用于所述LIRDAR系统中，以产生探测激光，因为它们大小适合，具有确定的可靠性和耐用性，价格也很合理。所述LIDAR系统的高输出光功率要求可以通过使用所述种子激光二极管来产生种子探测激光(例如，1550nm波长)并随后进行光学放大以放大所述种子探测激光的光学功率来实现，从而达到所需的高光功率水平。光学放大过程可以由所述基础激光模块12和一个所述远程激光模块中的任一个完成或两者共同完成。然而，当在光纤链路中传播时，高功率激光脉冲将不可避免地受到光纤链路中引起的光纤色散和非线性光学效应的影响，并且这种高功率激光脉冲可能由于光纤色散和非线性光学效应而失真。因此，光放大过程应该在所述基础激光模块和所述远程激光模块中仔细设计，从而避免高功率激光脉冲在通过光纤中产生的非线性光学效应，减少失真。必要时，可以在所述LIDAR系统中实现光学色散补偿，以减轻由光纤非线性引起的探测激光脉冲中的光纤引起的光脉冲失真。基于这种设计，由光纤非线性引起的光脉冲失真取决于光脉冲的电场强度，并且随着脉冲峰值功率增加而变得明显。除了脉冲峰值功率之外，光脉冲失真还取决于光纤中的光纤色散特性，其中不同的光谱分量以不同的速度传播，从而导致特定光纤段中的不同时间延迟被拉伸或压缩。脉冲宽度取决于该光纤段是否呈现正色散或负色散。因此，在设计光纤激光器系统以减少非预期的脉冲失真时，可以用适当的色散来设计或选择光纤，以抵消由光纤非线性光学效应引起的脉冲失真。例如，一个可选方案的设计法线和光纤激光器的异常色散特性和空间分布。基于光学非线性和光纤色散之间在光学脉冲失真和脉冲宽度之间的这种相互作用，为给定的脉冲峰值功率和脉冲宽度选择合适的光纤色散曲线，可以使脉冲失真最小化。作为本发明所公开的LIDAR的光纤激光器设计的一部分，公开了不同的光纤激光器设计策略，以在LIDAR感测中产生用于探测光的所需高功率输出激光脉冲。因此，在用于LIDAR感测的一些光纤激光器设计中，光放大在空间上分布以在整个光纤激光器系统中保持低脉冲峰值功率并且恰好在激光脉冲离开光纤激光器的光纤部分之前显着增强脉冲峰值功率。通过设计光纤系统中的空间光纤色散特性曲线，在管理色散引起的脉冲失真的同时最小化脉冲失真。在用于LIDAR感测的其他光纤激光器设计中，光放大过程集中在光纤激光器系统的给定段处，例如，在光纤激光器系统的开始部分中的种子激光器31处或附近，在光纤激光器系统的后段同时部署一个或多个色散补偿光纤段，以减少输出激光脉冲中的光脉冲失真。
汽车能够在在恶劣和多样化的条件下操作，因此在所述车载LIDAR系统141中的电子、光学装置或相对应的部件都应该在恶劣环境，(比如极高或极低温度下，在严重振动或是受到严重撞击的情况下)都能够提供可靠的激光雷达感测操作。优选的，如图1A，2A，2B和2C所示，所述LIDAR系统的所述基础激光模块12可以位于选定的内部外壳201内，例如驾驶员-乘客舱，从而与车辆周围环境隔离，避免暴露在周围环境中。所述基础激光模块12包含电子设备和所述种子激光二极管，而必须位于车辆外部位置202的多个所述远程激光模块可以设计成包含对极端温度变化不太敏感的组件或设备。
图3示出了用于所述基础激光模块12和所述远程激光模块在这种LIDAR系统中中设置的一种可选方案。在本实施例中，用于产生种子探测激光脉冲的所述种子激光二极管和所述种子激光驱动电子器件设置在在位于车辆内部的所述基础激光模块12中，例如驾驶员-乘客舱内的位置。本实施例中的所述基础激光模块12还包括用于控制所述种子激光二极管的电子接口部件或装置，具有光学增益介质(例如，掺杂光纤增益部分94)的前置光放大器模块，用于光学放大所述种子激光器31的光，一个或多个所述泵浦激光二极管，以比种子探测激光波长(例如，1550nm)短的泵浦激光器32的波长(例如，980nm)产生所需的泵浦光，从而光学泵浦所述光学增益介质和相关的泵浦激光器32电子。这款前置光放大模块经过精心设计，可将放大的所述种子探测激光脉冲保持在足够高的水平，以便通过多个所述LIDAR光纤链路将激光脉冲传送到多个所述远程激光模块，但脉冲峰值功率水平足够低，以避免显着影响导致非预期的脉冲失真的非线性光学效应。为了在每个所述远程激光模块的输出端获得所需的高光脉冲功率，每个所述远程激光模块中都包含一个远程光辅助放大器。所述远程光辅助放大器用于放大接收到的由所述远程激光模块在车辆外部的目标感应区域中扫描到的所述种子探测激光脉冲。所述远程激光模块中所述远程光辅助放大器的设计是基于所述远程激光模块位于LLDAR系统的输出端的考虑，因此，所述远程激光模块产生的高峰值功率光学探测光脉冲将不再受到附加光纤色散或光纤非线性光学效应的影响，同时这种设计能够避免光纤中的空间光纤色散特性曲线管理色散引起的脉冲失真。基于这种设计，光纤激光系统中使用的光纤可以是一种相对低色散的光纤，用于减少色散引起的激光脉冲失真，并且由于激光脉冲峰值功率在所述远程激光模块输出之前保持较低的水平，由光纤非线性引起的激光脉冲失真也可以保持在一个可接受的低水平。
除了将所述远程光辅助放大器放置在所述远程激光模块中之外，图3进一步公开了一种优选方案，所述增压泵激光器32模块功放泵浦激光模块及所述增压泵激光器32模块功放泵浦激光模块的电子驱动器均放置在所述基础激光模块12中，以便保护它们免受极端的车辆外部条件的影响。在这种设计下，用于所述远程光辅助放大器的泵浦光在所述基础激光模块12中产生，因此，所述远程激光模块中的远程光辅助激光器包含光学组合器，用于将泵浦光耦合到光学增益介质中，并且不使用额外的电子器件或电源。因此，在本实施例中，所有所述种子激光器和所述泵浦激光器及它们的电子驱动器位于所述基础激光模块12中从而保护它们以免受极端外部车辆状况的影响。这种设计有利于为所述种子激光器和所述泵浦激光器提供更稳定的激光器工作条件，以改善所述LIDAR系统产生高功率探测激光脉冲的稳定性和可靠性，同时减少输出的高功率探测激光脉冲的光学失真的情况。
在图3所公开的实施例中，每个所述远程激光模块都包含一个增强放大器增益介质、泵浦种子光组合器和两个光纤链路，用于将单独产生的所述种子探测激光光束和增压泵激光器32光束功放泵浦从所述基础激光模块12引导到所述远程激光模块。如图4示出了一种不同的实施例。所述基础激光模块12不仅包括所述种子激光器和所述泵浦激光器及两者的电子驱动器，还包括用于光增益放大器的所述光学增益介质，所述光学增益介质能够产生足够的光学通增益以产生用于输出探测激光的高光学功率。当所述远程激光模块不包含光放大增益介质时，将由多个所述远程激光模块发出脉冲。图4将所有激光产生和放大的过程集中在所述基础激光模块12中以降低光学放大的成本。在所述基础激光模块12和多分所述远程激光模块之间的多个所述LIDAR光纤链路中，提供色散补偿光纤段以充分补偿由光纤非线性引起的激光脉冲失真。在图3的设计中，在每个所述远程激光模块处将所述探测激光脉冲放大到最终所需的高峰值功率，以减少由光纤非线性引起的光学失真，与图3的设计不同，在图4中，高峰值探测激光脉冲首先在所述基础激光模块12中产生，然后通过光纤将其分配到多个所述远程激光模块。因此，如图4所示，由于所述基础激光模块12和多个所述远程激光模块之间的多个所述LIDAR光纤链路中的光纤的非线性，所述基础激光模块12输出的光功率电平受到限制。
因此，图3和图4的不同设计是基于LIDAR感测操作中的不同的折衷考虑。图3中的设计可用于提供更高输出探测激光脉冲功率以改善LIDAR感测性能的信噪比。图4中的设计可用于降低LIDAR系统的总成本。图3和4使用单个种子激光器31模块来产生由不同的所述远程激光模块共享的种子激光。这降低了LIDAR系统中的种子激光器31相关的成本。在两种设计中，每个所述远程激光模块包括光扫描器，所述光扫描器扫描输出探测激光以在所述远程激光模块对应的扫描区域(例如，车辆的前端或后端)感测车辆的周围环境。
以下描述了基于图3和图4中的设计的具体实施例。
图5A示出了实现图1中的设计的LIDAR系统的光纤激光器系统的实施例。如图5A所示，光纤激光器系统在远程激光模块中设有光学增强放大器，同时基础激光模块12中设有所述种子激光器和所述泵浦激光器以及相对应的激光驱动电子件。具体地，所述基础激光模块12包括种子探测激光模块，所述种子探测激光模块包括一个种子激光二极管，从而产生探测激光波长(例如，1550nm的种子探测激光波长)的所述脉冲种子探测激光。不同的所述功放泵浦激光模块作为多模泵浦激光器33在功放泵浦激光波长(例如，980nm的波长)处产生短于探测激光波长功放泵浦激光。所述基础激光模块12包括基础激光模块驱动电路，还包括所述种子激光器31。所述种子激光器31用于向所述种子探测激光器模块供电和控制所述种子探测激光器模块产生所述脉冲种子探测激光。所述基础激光模块12还包括不同的功放泵浦驱动器。所述功放泵浦驱动器为功放泵浦激光模块32提供电力，从而产生功放泵浦激光。所述基础激光模块12包括分别承载不同基础激光输出的多个基础激光输出端口，每个所述基础激光输出包括一对基础种子探测激光输出和功放泵浦激光输出。所述基础种子探测激光输出为所述种子探测激光模块以探测激光波长产生的所述脉冲种子探测激光，所述功放泵浦激光输出为所述功放泵浦激光模块32以功放泵浦激光波长产生的功放泵浦激光.
如图5A所示，在所所述基础激光模块12和多个所述远程激光模块之间的多个探测光纤链路耦合到多个所述基础激光输出端口，多个所述探测光纤链路分别接收以探测激光波长输出的所述基础激光输出，从而每个探测光纤链路耦合以承载来自所述基础激光模块的所述基础激光输出端口的相对应的所述基础激光输出。所述LIDAR系统还包括耦合到所述基础激光输出端口的多个泵浦光纤链路，多个所述泵浦光纤链路分别接收功放泵浦激光波长的所述功放泵浦激光32输出，从而每个所述泵浦光纤链路耦合以承载来自所述基础激光模块12的多个所述基础激光输出端口的所述功放泵浦激光32输出。
如图5A所示，所述远程激光模块与多个所述基础激光模块12物理分离，并且多个所述远程激光模块位于车辆上彼此不同的位置，如图1A，2A，2B和2C所示。每个所述远程激光模块耦合到一个探测光纤链路和一个泵浦光纤链路，从而从所述基础激光模块12的相对应的基础激光输出端口接收一对基础种子激光输出和增强器泵浦激光输出。不同的所述远程激光模块分别耦合到所述基础激光模块12的不同的所述基础激光输出端口。每个所述远程激光模块包括远程辅助光放大器，以接收并且通过接收的所述功放泵浦激光输出进行光学增强，以放大接收的所述基极探测激光输出。由于泵浦激光器32位于所述基础激光模块12中，因此每个所述远程激光模块不具有与所述泵浦激光器32和光学放大器相关联的任何电子器件，因此没有电力的情况下可以产生放大探测激光脉冲的输出探测激光束。
如图5A所示，每个所述远程激光模块中的远程辅助光放大器包括掺杂双包层光纤35增益部分，以引导接收的所述功放泵浦激光32输出和所述基础激光模块12从相对应的所述基础激光输出端口接收的所述基础种子探测激光输出，并将接收到到在增压泵激光32波长功放泵浦的接收功放泵浦激光32输出的能量转换为探测激光波长的激光能量，产生在增压泵激光32波长功放泵浦的放大探测激光脉冲的输出探测激光束。另外，每个所述远程激光模块包括光纤耦合器，所述光前耦合器将接收到的功放泵浦激光32输出和接收到的基础种子探测激光输出耦合到掺杂双包层光纤35增益部分。
图5A进一步示出了所述种子激光器31的一种实施例，所述种子激光器31在一些实施方式中可以是在1550nm下运行的激光二极管，所述激光二极管的平均输出光功率在1到10微米的范围内。通过使用前置放大器泵浦激光器32(例如，在980nm波长)将所述光学前置放大器设置在所述基础激光模块12中，以将来自种子激光器31的种子探测激光脉冲放大到更高的功率水平。分光器36可以设置在在所述基础激光模块12中，从而将光学前置放大器的输出分成多个种子探测激光束。多个所述种子探测激光束被引导(例如，通过光纤)作为到所述基础激光输出端口的所述基础种子探测激光输出。所述基础种子探测激光输出与来自所述基础激光模块12中的功放泵浦激光32模块的相对应的所述功放泵浦激光32输出配对。基于每个所述远程激光模块的光放大，每个所述远程激光模块处的每个输出激光脉冲的峰值光功率可以处于非常高的水平，例如，在千瓦级。因此，这样的高功率激光脉冲被直接发送出去进行所述LIDAR系统在空气中的探测感应，不再受光纤非线性或色散的影响。
图5A示出了用于激光生成和光放大的所有在所述基础激光模块12中的电子器件。可选的，在一些实施方式中，所述泵浦激光器的电子器件也可以放置在多个所述远程激光模块中。该设计不需要将在在图2的设计中的探测激光波长(例如，1550nm)下探测激光的单独光纤链路和图5A，图5B示出的可选的LIDAR激光器设计的实施例中的在较短的泵浦激光32波长(例如，980nm)处的所述泵浦激光器32分离。图5B中的光前置放大器及其驱动电子器件为所述基础激光模块12的一部分。
在图5A和图5B中的所述光学前置放大器和所述光增益放大器以及本发明的其他设计中，光泵可以耦合到所述光学增益介质中，例如图5C所示，耦合到两种不同实施例中的掺杂光纤94增益段。在图5C上部所述的实施例中，使用多模光纤耦合器将种子探测激光和多模泵浦激光以相同的光传播方向组合到光纤增益段(例如，双包层增益光纤段)中。另一个实施例如图5C下部所示，使用多模光纤耦合器将多模泵浦激光器32激光引导到光纤增益段(例如，双包层增益光纤段)，所述多模泵浦激光传播方向与种子探测激光的光传播方向相反，从而提供高泵浦激光效率，使得放大探测激光与泵浦激光器32激光之间更好地光学分离。在图5C中多泵激光器能够增加用于放大操作的总泵功率水平。
图6示出了图4中的设计的一种实施例。在本实施例中，所述种子激光器31，用于光学前置放大的所述泵浦激光器32，光学功放泵浦激光器及所述光学功放泵浦激光器的驱动器电子器件都收容在所述基础激光模块12内。具体的，基于图5C中两个设计中的一个，多模泵浦组合器34放置在光学前置放大器的下游，以将多个增压泵激光器32光束功放泵浦组合到光学增强放大器的光纤增益部分中。在本实施例中可以设置多个多模泵浦源。如图所示，多模泵浦组合器34组合增强泵浦激光器32的光束和光学前置放大器输出的种子探测激光，从而两者在光纤增益部分中共同传播。在将来自不同的所述基础输出端口的多个放大探测激光束传送到不同的所述远程激光模块的光纤链路中，提供色散补偿光纤段以减轻光纤色散和脉冲失真。在具有远程激光扫描器的不同的所述远程激光模块之间共享在所述基础激光模块12中种子激光器31、所述光放大器、泵浦激光器和相关的驱动器电子器件能够显著节省所述LIDAR系统的成本。
图7示出了图4中的设计的另一种实施例。其中，不同的光泵激光器和不同的光学功放泵浦分别放置在所述基础激光模块12中以服务于不同的所述远程激光模块。在这个实施例中，来自所述光学前置放大器的探测激光首先被分成多个探测激光束，并且分离的所述泵浦激光器和多个所述光学增强放大器耦合放大多个探测激光束使多个探测激光束在不同的基础输出端口产生输出。具体地，所述基础激光模块12包括用于产生在探测激光波长的脉冲种子探测激光的种子探测激光模块，将来自种子探测激光模块的脉冲种子探测激光分成不同的种子探测激光束分光器36，产生在功放泵浦激光波长的功放泵浦激光书的不同的功放泵浦激光器，以及耦合以分别接收不同的所述种子探测激光束和接收不同的功放泵浦激光束的不同的所述光学组合器。每个所述光学组合器将接收的增压泵激光器32激光束功放泵浦和接收的种子探测激光束组合成组合光束。所述基础激光模块12包括多个耦合到不同所述光学组合器的辅助光放大器，使得每个辅助光放大器接收由功放泵浦激光器32光学通电以放大脉冲种子探测激光，产生放大的探测激光脉冲的输出探测激光束。这种放大的探测激光束从对应的所述基础激光模块12的不同的所述基础激光输出端口处输出。每一所述探测光纤链路耦合到一个基础激光输出端口，以分别接收探测激光波长的不同的探测激光输出，使得每个所述探测光纤链路耦合以将探测激光输出传送到相对应的所述远程激光模块，所述远程激光模块包括光扫描器。所述光扫描器扫描接收到的所述探测激光输出作为用于LIDAR感应的扫描输出探测激光束。图7中的共享激光资源小于图6中的共享激光资源。并且能够在不同的基础激光输出端口处根据不同的功率电平需求更加灵活地控制不同探测激光输出功率电平。
如图lA所示的实施例，在车辆前方执行LIDAR感测的前部的所述远程激光模块往往需要比后部的所述远程激光模块更高的激光功率水平和更长的感应范围，因为车辆前进的速度比倒退的要更快。因此，所述泵浦激光器32和用于前置的所述远程激光模块的光学增强放大器可以产生比泵浦激光器32和用于后部的所述远程激光模块的光学增强放大器更高的光学放大率。图7中的各自分离的泵浦激光器和光学增强放大器有利于这一实施例的实现。
图8示出了组合图1和2中的设计的另一实施例，能够进一步地节约成本。具体的，通过基于图3中的设计在预设位置的多个所述远程激光模块之间共享激光资源，并且基于图4中的设计，在预设位置的多个所述远程激光模块包括产生更高功率的探测光束的远程光学增强放大器。图8提供了各种出于不同的考虑的应用。例如，图8的LIDAR系统可以基于图3的设计使用设有远程光学增强放大器的远程激光模块，用作放置在车辆前部的前远程激光模块，产生更高功率的探测光束。同时基于图4中的共享设计放置在面向车辆的后方的其他的所述远程激光模块，用于短距离的LIDAR传感。
在上述实施例中，在用于车载LIDAR系统141s中的激光系统中，光学前置放大器可以基于特定系统或应用的需要以不同的配置实现。图9A，9B和9C示出了用于光学前置放大器的具有不同光放大级的三个实施例。图9A示出了单级光学前置放大器，包括光电探测器监视器PD1(92)和光电探测器监视器PD2(93)。所述光电探测器监视器PD1(92)用于在由光学前置放大器放大之前监视来自种子激光器31的接收探测激光功率。光电探测器监视器PD2(93)通过光学前置放大器监视输出探测激光功率。图9B示出了两级光学前置放大器，包括串联连接的两个放大级中的两个光纤增益部分。光泵浦功率支路95级耦合在两级之间，用于(1)过滤由第一级产生的放大的探测激光，以及(2)通过支路路径将未使用的泵浦激光器32重定向到光学泵91的光纤增益介质从而这两级共用一个共同的泵浦激光器32源。图9C示出了两级光学前置放大器的另一实施例，包括串联连接的两个放大级中的两个光纤增益部分，用于共享共同的所述泵浦激光器32。在图9B和9C中，提供所述光电探测器监视器PD1(92)以在放大之前监视从所述种子激光器31接收的探测激光功率，并且提供所述光电检测器监视器PD2(93)监视在量级放大之后的输出探测激光功率。
虽然本发明包含许多具体的描述，但这些描述不应被解释为本发明所要求的保护范围的限制，而是作为特定的用于特定实施例的特征的描述。在单独的实施例的上下文中在，本发明所描述的某些特征也可以在单个实施例中单独或是组合实现。同时，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施例中实现。此外，尽管上面的特征可以描述为以某些组合的方式应用，但是在某些情况下，这些技术特征也可以从组合中剥离，并且根据需求做适当的润饰和修改，这些也落入本发明的保护范围。
类似地，虽然在本发明的附图中以特定顺序描绘了具体的操作方式，但是这写不应该被理解为只能够按照特定顺序执行这样的操作，本发明不限于顺序操作，只要所有示出的操作可以达到理想的效果即可。另外，在本发明中描述的实施例中的各种系统组件的分离不应理解为在所有实施例中都需要这种分离。
以上说明书的内容仅描述了部分本发明的实施例，各种基于本发明所做出的的修改、等同、替换都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (35)

1.一种移动系统，其特征在于，包括：
可移动平台，所述可移动平台包括驱动所述可移动平台移动到适当位置的机动驱动器和设置在所述可移动平台内部的隔室，所述隔室具有一个受保护与周围环境隔开的外壳；
安装在所述可移动平台上的LIDAR系统，所述LIDAR系统包括探测光纤激光模块，所述探测光纤激光模块用于产生脉冲探测激光并将所述脉冲探测激光扫描到外部周围区域，而后来自周围区域的一个或多个物体反射所述脉冲探测激光并被所述探测光纤激光模块检测到，从而光学感测到周围环境中一个或多个的物体，其中所述探测光纤激光模块包括位于隔室外壳内的基础激光模块和分布在所述可移动平台的仪器保持部上的多个远程激光模块，多个所述远程激光模块将所述脉冲探测激光扫描到周围区域，从而光学地感测周围区域的一个或多个物体；
其中，所述基础激光模块包括：(1)种子探测激光模块，用于以探测激光波长产生脉冲种子探测激光，(2)功放泵浦激光模块，用于以功放泵浦激光波长产生功放泵浦激光，(3)基础激光模块驱动电路，用于向所述种子探测激光模块提供电能从而产生所述脉冲种子探测激光，以及用于向所述功放泵浦激光模块提供电能从而产生所述功放泵浦激光，(4)分别承载多个基础激光输出的多个基础激光输出端口；
其中，每个所述基础激光输出包括一对基础种子探测激光输出和功放泵浦激光输出，所述基础种子探测激光输出为所述种子探测激光模块以探测激光波长产生的所述脉冲种子探测激光，所述功放泵浦激光输出为所述功放泵浦激光模块以功放泵浦激光波长产生的所述功放泵浦激光；
其中，所述LIDAR系统包括耦合到多个所述基础激光输出端口的多个探测光纤链路和耦合到多个所述基础激光输出端口的多个泵浦光纤链路，多个所述探测光纤链路分别接收以探测激光波长输出的基础激光输出，从而每个探测光纤链路耦合以承载来自所述基础激光模块的所述基础激光输出端口的相对应的所述基础激光输出，多个所述泵浦光纤链路分别接收功放泵浦激光波长的所述功放泵浦激光输出，从而每个所述泵浦光纤链路耦合以承载来自所述基础激光模块的多个所述基础激光输出端口的所述功放泵浦激光输出；
其中，多个所述远程激光模块与基础激光模块物理分离，并且多个所述远程激光模块的位置各不相同，每个所述远程激光模块耦合到一个所述探测光纤链路和一个所述泵浦光纤链路以接收来自基础激光模块的相对应的所述基础激光输出端口的一对所述基础种子激光输出和所述功放泵浦激光输出，不同的所述远程激光模块分别耦合到所述基础激光模块的不同的所述基础激光输出端口，其中每个所述远程激光模块包括远程辅助光放大器，所述远程光放大器耦合以接收所述功放泵浦激光输出并且通过接收的所述功放泵浦激光输出进行光学通电，从而在不需要电能的情况下，产生一个放大后的所述探测激光脉冲的用于感测周围区域的输出探测激光束。
2.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于，
每个所述远程激光模块中的所述远程辅助光放大器包括掺杂双包层光纤增益部分，从而引导接收到的一个功放泵浦激光输出和从所述基础激光模块的相对应的一个基础激光器输出端口接收到的一个基础种子探测激光器输出，并且将接收到的在功放泵浦波长的功放泵浦激光输出的能量转换为在探测激光波长的激光能量，从而产生一个在功放泵浦激光波长的放大后的探测激光脉冲的一个输出探测激光束；
每个所述远程激光模块包括一个光纤耦合器，所述光纤耦合器将接收到的所述功放泵浦激光输出和接收到的所述基础种子探测激光输出耦合到所述掺杂双包层光纤增益部分。
3.根据权利要求2所述的移动系统，其特征在于，所述掺杂双包层光纤增益部分为掺稀土元素。
4.根据权利要求2所述的移动系统，其特征在于，掺杂双包层光纤增益部分为掺杂铒。
5.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于，所述种子探测激光模块用于产生探测光波长在1550nm的脉冲种子探测激光，所述功放泵浦激光模块用于产生功放泵浦激光波长在980nm的功放泵浦激光。
6.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于，所述基础激光模块包括前置放大器，所述前置放大器耦合以接收和放大在所述探测激光波长的所述脉冲种子探测激光，从而在多个所述基础激光输出端口处产生每个所述基础种子探测激光输出。
7.根据权利要求6所述的移动系统，其特征在于，所述基础激光模块包括设置在所述前置放大器下游的分光器，所述分光器用于接收所述前置放大器的输出光，并将输出光分成到所述基础激光输出端口的多个所述基础种子探测激光输出。
8.根据权利要求7所述的移动系统，其特征在于，所述分光器耦合以进一步接收来自所述功放泵浦激光模块的所述功放泵浦激光，并将接收的所述功放泵浦激光分别分成所述基础激光输出端口处的不同的所述功放泵浦激光输出。
9.根据权利要求8所述的移动系统，其特征在于，所述功放泵浦激光模块用于产生作为多模光束的所述功放泵浦激光。
10.根据权利要求8所述的移动系统，其特征在于，所述功放泵浦激光模块包括不同的功放泵浦激光器，不同的所述功放泵浦激光器分别在所述基础激光输出端口产生不同的所述功放泵浦激光输出。
11.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于，每个所述远程激光模块还包括光扫描器，所述光扫描器用于接收来自所述远程辅助光放大器放大的所述探测激光脉冲的所述输出探测激光束，并将所述输出探测激光束作为一个扫描输出探测激光束。
12.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于，每一所述远程激光模块还包括光接收器，所述光接收器接收一个扫描输出探测激光束的路径中的物体引起的反射光。
13.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于，所述可移动平台是汽车。
14.根据权利要求13所述的移动系统，其特征在于，所述汽车包括作为所述机动驱动器的一部分的汽油炉或柴油发动机。
15.根据权利要求13所述的移动系统，其特征在于，所述汽车包括作为所述机动驱动器的一部分的电动发动机。
16.根据权利要求13所述的移动系统，其特征在于，所述汽车包括作为所述机动驱动器的一部分的由燃料电池驱动的发动机。
17.根据权利要求13所述的移动系统，其特征在于，所述汽车包括作为所述机动驱动器的一部分的由天然气驱动的发动机。
18.根据权利要求13所述的移动系统，其特征在于，所述汽车包括一个混合驱动系统，所述混合驱动系统具有作为所述机动驱动器的一部分的两种不同类型的发动机。
19.根据权利要求13所述的移动系统，其特征在于，所述隔室位于汽车驾驶室内或汽车驾驶室附近的位置。
20.根据权利要求13所述的移动系统，其特征在于，一个或多个所述远程激光模块被安装为能够将所述脉冲探测激光指向并扫描到所述汽车的前部，同时一个或多个所述远程激光模块被安装为能够将所述脉冲探测激光指向并扫描向所述汽车周围的其他方向。
21.根据权利要求1所述的移动系统，其特征在于，所述可移动平台漂浮在水面上。
22.一种移动系统，其特征在于，包括：
可移动平台，所述可移动平台包括驱动所述可移动平台移动到适当位置的机动驱动器和设置在所述可移动平台内部的隔室，所述隔室具有一个受保护与周围环境隔开的外壳；
安装在所述可移动平台上的LIDAR系统，所述LIDAR系统包括探测光纤激光模块，所述探测光纤激光模块用于产生脉冲探测激光并将所述脉冲探测激光扫描到外部周围区域，而后来自周围区域的一个或多个物体反射所述脉冲探测激光并被所述探测光纤激光模块检测到，从而光学感测到周围环境中一个或多个的物体，其中所述探测光纤激光模块包括位于隔室外壳内的基础激光模块和分布在所述可移动平台的仪器保持部上的多个远程激光模块，多个所述远程激光模块将所述脉冲探测激光扫描到周围区域，从而光学地感测周围区域的一个或多个物体；
其中，所述基础激光模块包括：(1)种子探测激光模块，用于以探测激光波长产生脉冲种子探测激光，(2)功放泵浦激光模块，用于以功放泵浦激光波长产生功放泵浦激光，(3)辅助光放大器，用于耦合以接收所述脉冲种子探测激光和所述功放泵浦激光，并且由所述功放泵浦激光光学通电以放大所述脉冲种子探测激光从而产生放大的输出探测激光的输出探测激光束，(4)分光器，用于将所述放大探测激光脉冲的探测激光束分成不同的探测激光输出；(5)多个基础激光输出端口，分别接收来自所述分光器的不同的所述探测激光输出；
其中，所述LIDAR系统包括多个探测光纤链路，多个所述探测光纤链路耦合到所述基础激光输出端口，从而分别接收在探测激光波长的不同的所述探测激光输出，从而每个所述探测光纤链路耦合以承载所述探测激光输出；以及
其中，多个所述远程激光模块与所述基础激光模块物理分离，并且每个所述远程激光模快的位置各不相同，每个所述远程激光模块从所述基础激光模块的相对应的一个基础激光输出端口耦合到一个所述探测光纤链路，其中每个所述远程激光模块包括光扫描器，所述光扫描器扫描接收到的多个所述探测激光输出作为扫描输出探测激光束。
23.根据权利要求22所述的移动系统，其特征在于，所述辅助光放大器包括：
光耦合器，用于接收来自所述功放泵浦激光模块的所述功放泵浦激光和来自所述种子探测激光模块的所述脉冲种子探测激光并组合成一个光束；以及
双包层光纤放大器，用于接收来自所述光耦合器的组合光束，从而使用所述功放泵浦激光放大接收到的所述脉冲种子探测激光。
24.根据权利要求23所述的移动系统，其特征在于，所述功放泵浦激光模块用于产生所述功放泵浦激光作为到所述光耦合器的多模泵浦光束。
25.根据权利要求22所述的移动系统，其特征在于，所述种子探测激光模块包括：
种子激光器，所述种子激光器产生初始脉冲种子探测激光；以及
前置放大器，所述前置放大器用于接收来自所述种子激光器的所述初始脉冲种子探测激光，从而将接收到的所述初始脉冲种子探测激光放大成被所述辅助光放大器接收到的所述脉冲种子探测激光。
26.根据权利要求22所述的移动系统，其特征在于，每个所述探测光纤链路包括抑制脉冲扩展的DCF段。
27.一种移动系统，其特征在于，包括：
可移动平台，所述可移动平台包括驱动所述可移动平台移动到适当位置的机动驱动器和设置在所述可移动平台内部的隔室，所述隔室具有一个受保护与周围环境隔开的外壳；
安装在所述可移动平台上的LIDAR系统，所述LIDAR系统包括探测光纤激光模块，所述探测光纤激光模块用于产生脉冲探测激光并将所述脉冲探测激光扫描到外部周围区域，而后来自周围区域的一个或多个物体反射所述脉冲探测激光并被所述探测光纤激光模块检测到，从而光学感测到周围环境中一个或多个的物体，其中所述探测光纤激光模块包括位于隔室外壳内的基础激光模块和分布在所述可移动平台的仪器保持部上的多个远程激光模块，多个所述远程激光模块将所述脉冲探测激光扫描到周围区域，从而光学地感测周围区域的一个或多个物体；
其中，所述基础激光模块包括：(1)种子探测激光模块，用于以探测激光波长产生脉冲种子探测激光；(2)分光器，将来自所述种子探测激光模块的所述脉冲种子探测激光分成不同的种子探测激光束；(3)不同的功放泵浦激光器，用于产生在功放泵浦激光波长的功放泵浦激光束；(4)多个辅助光放大器，耦合使得每个所述辅助光放大器接收相对应的所述功放泵浦激光束并由所述功放泵浦激光光学通电以放大所述脉冲种子探测激光从而产生放大后的探测激光脉冲的输出探测激光束；(5)多个基础激光输出端口，分别接收来自多个所述辅助光放大器的不同的所述探测激光输出；
其中，所述LIDAR系统包括多个探测光纤链路，多个所述探测光纤链路耦合到多个所述基础激光输出端口，从而分别接收在探测激光波长的不同的所述探测激光输出，从而每个所述探测光纤链路耦合以承载所一个探测激光输出；以及
其中，多个所述远程激光模块与所述基础激光模块物理分离，并且每个所述远程激光模快的位置各不相同，每个所述远程激光模块从所述基础激光模块的相对应的一个所述基础激光输出端口耦合到一个所述探测光纤链路，其中每个所述远程激光模块包括光扫描器，所述光扫描器扫描接收到的多个所述探测激光输出作为扫描输出探测激光束。
28.根据权利要求27所述的移动系统，其特征在于，所述功放泵浦激光模块用于产生作为多模泵浦光束的功放泵浦激光。
29.根据权利要求27所述的移动系统，其特征在于，所述种子探测激光模块包括：
种子激光器，所述种子激光器产生初始脉冲种子探测激光；以及
前置放大器，所述前置放大器用于接收来自所述种子激光器的所述初始脉冲种子探测激光，从而将接收到的所述初始脉冲种子探测激光放大成被所述分光器接收到的所述脉冲种子探测激光。
30.根据权利要求27所述的移动系统，其特征在于，每个所述探测光纤链路包括抑制脉冲扩展的DCF段。
31.一种移动系统，其特征在于，包括：
可移动平台，所述可移动平台包括驱动所述可移动平台移动到适当位置的机动驱动器和设置在所述可移动平台内部的隔室，所述隔室具有一个受保护与周围环境隔开的外壳；
安装在所述可移动平台上的LIDAR系统，所述LIDAR系统包括探测光纤激光模块，所述探测光纤激光模块用于产生脉冲探测激光并将所述脉冲探测激光扫描到外部周围区域，而后来自周围区域的一个或多个物体反射所述脉冲探测激光并被所述探测光纤激光模块检测到，从而光学感测到周围环境中一个或多个的物体，其中所述探测光纤激光模块包括位于隔室外壳内的基础激光模块和分布在所述可移动平台的仪器保持部上的多个远程激光模块，多个所述远程激光模块将所述脉冲探测激光扫描到周围区域，从而光学地感测周围区域的一个或多个物体；
其中，所述基础激光模块包括：(1)种子探测激光模块，用于以探测激光波长产生脉冲种子探测激光，(2)分光器，将来自所述种子探测激光模块的所述脉冲种子探测激光分成不同的种子探测激光束，(3)多个第一增压泵激光器，用于以增压泵激光波长产生第一增压泵激光束，(4)多个第二增压泵激光器，用于在增压泵激光波长下产生第二增压泵激光束，(5)多个基础激光模块光学组合器，分别用于接收来自所述分光器输出的所述种子探测激光束的第一部分的不同种子探测激光束，并且还耦合以接收多个所述第一增压泵激光器产生的所述第一增压泵激光束，每个所述基础激光模块光学组合器可操作地将接收到的所述第一增强泵激光束和接收到的所述种子探测激光束组合成组合光束，(6)多个基础激光模块辅助光放大器，分别耦合到所述基础激光模块光学组合器，使得每个所述基础激光模块辅助光放大器接收来自相对应的所述基础激光模块光学组合器的组合光束，并由增压泵激光器进行光学通电从而放大所述脉冲种子探测激光，产生放大后的探测激光脉冲的输出探测激光束，(7)多个第一基础激光输出端口，分别用于接收来自所述基础激光模块辅助光放大器的不同的输出探测激光束；(8)多个第二基础激光输出端口，分别用于接收由所述分光器输出的所述种子探测激光束的第二部分和来自所述第二增压泵激光器的第二增压泵激光束；
其中，所述LIDAR系统包括耦合到多个所述第一基础激光输出端口的多个第一探测光纤链路和多个耦合到第二基础激光输出端口的第二探测光纤链路和多个泵浦光纤链路，多个所述第一探测光纤链路用于分别接收由基础激光模块辅助光放大器放大的探测激光波长的不同的所述探测激光输出，多个所述第二探测光纤链路分别接收所述种子探测激光束的第二部分上的不同的未被基础激光模块增强泵放大器种子探测激光束，多个所述泵浦光纤链路耦合到所述第二基础激光器输出端口以分别接收所述第二增压泵激光束，使得每个所述泵浦光纤链路被耦合以承载所述第二增压泵激光束，
其中，所述LIDAR系统包括多个第一远程激光模块，每个所述第一远程激光模块分别与所述基础激光模块分离并且分别耦合到每个所述第一探测光纤链路，其中每个所述第一远程激光模块包括一个光扫描器，所述光扫描器将扫描接收到的所述探测激光输出作为第一扫描输出探测激光束；以及
其中，所述LIDAR系统包括多个第二远程激光模块，多个所述第二远程激光模快与所述基础激光模块物理分离并耦合到多个所述第二探测光纤链路和多个所述泵浦光纤链路，每一所述第二远程激光模块耦合到一个所述第二探测光纤链路和一个所述泵浦光纤链路以接收所述种子探测激光束的第二部分中的不被所述基础激光模块增压泵放大器和所述第二增压泵激光输出放大的一对种子探测激光束，其中，每个所述第二远程激光模块包括：(1)一个远程辅助光放大器，所述远程辅助光放大器耦合以接收所述第二增压泵激光输出并由所述第二增压泵激光器出进行光学通电，从而在不需要电力的情况下放大所接收的所述种子探测激光束，从而产生放大后的探测激光脉冲的第二输出探测激光束，和(2)一个光扫描器，用于扫描来自所述远程辅助光放大器的第二输出探测激光束作为第二扫描输出探测激光束。
32.根据权利要求31所述的移动系统，其特征在于，每个所述第一探测光纤链路包括抑制脉冲扩展的DCF段。
33.一种移动系统，其特征在于，包括：
可移动平台，所述可移动平台包括驱动所述可移动平台移动到适当位置的机动驱动器和设置在所述可移动平台内部的隔室，所述隔室具有一个受保护与周围环境隔开的外壳；
安装在所述可移动平台上的LIDAR系统，所述LIDAR系统包括探测光纤激光模块，所述探测光纤激光模块用于产生脉冲探测激光并将所述脉冲探测激光扫描到外部周围区域，而后来自周围区域的一个或多个物体反射所述脉冲探测激光并被所述探测光纤激光模块检测到，从而光学感测到周围环境中一个或多个的物体，其中所述探测光纤激光模块包括位于隔室外壳内的基础激光模块和分布在所述可移动平台的仪器保持部上的多个远程激光模块，多个所述远程激光模块将所述脉冲探测激光扫描到周围区域，从而光学地感测周围区域的一个或多个物体；
其中，所述基础激光模块包括(1)种子探测激光模块，用于以探测激光波长产生脉冲种子探测激光，(2)基础激光模块驱动电路，用于向所述种子探测激光模块提供电能从而产生所述脉冲种子探测激光，(3)分别承载多个所述基础激光输出的多个基础激光输出端口，每个所述基础激光输出包括来自所述种子探测激光模块发出的脉冲种子探测激光在探测激光波长的基础种子探测激光输出；
其中，所述LIDAR系统包括多个探测光纤链路，多个所述探测光纤链路耦合到所述基础激光输出端口，从而分别接收在探测激光波长的不同的探测激光输出，从而每个所述探测光纤链路耦合以承载探测激光输出；以及
其中，多个所述远程激光模块与所述基础激光模块物理分离，并且每个所述远程激光模快的位置各不相同，每个所述远程激光模块从所述基础激光模块的相对应的基础激光输出端口耦合到一个所述探测光纤链路，不同的所述远程激光模快分别耦合到所述基础激光模块的不同的所述基础激光输出端口，每一所述远程激光模快包括：(1)功放泵浦激光模块，用于在功放泵浦激光波长下产生功放泵浦激光，(2)远程辅助光放大器，所述远程辅助光放大器耦合以接收功放泵浦激光并且被光学通电以放大接收的基础探测激光输出，从而产生放大后的探测激光脉冲的输出探测激光束，(3)光扫描器，用于扫描放大后的探测激光脉冲的输出探测激光束，(4)远程激光模块驱动电路，耦合用于为所述功放泵浦激光模块和所述光扫描器提供电能。
34.根据权利要求33所述的移动系统，其特征在于，每个所述远程激光模块中的所述远程辅助光放大器包括掺杂双包层光纤增益部分，所述掺杂双包层光纤增益部分用于将在功放泵浦激光波长的功放泵浦激光的能量转换为探测激光波长的激光能量，以产生放大后的在功放泵浦激光波长下的探测激光脉冲的输出探测激光束。
35.根据权利要求33所述的移动系统，其特征在于，每个所述远程激光模块包括一个光纤耦合器，所述光纤耦合器将接收的所述功放泵浦激光和接收的所述基础种子探测激光输出耦合到掺杂双包层光纤增益部分。
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