CN111198441A - 自适应和上下文感知的微机电系统（mems）镜控制 - Google Patents

自适应和上下文感知的微机电系统（mems）镜控制 Download PDF

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Abstract

本公开涉及自适应和上下文感知的微机电系统(MEMS)镜控制。一种系统可以包括微机电系统(MEMS)镜和MEMS驱动电路。MEMS驱动电路可以获取与MEMS镜相关联的多项监测信息。多项监测信息可以包括以下各项中的至少一项：从与MEMS镜相关联的一个或多个传感器接收的传感器信息，或者从与系统相关联的控制器接收的操作信息。MEMS驱动电路可以基于多项监测信息，确定MEMS镜的状态。MEMS驱动电路可以基于MEMS镜的状态，适配与控制MEMS镜相关联的镜控制参数。

Description

自适应和上下文感知的微机电系统(MEMS)镜控制
技术领域
本公开涉及微机电领域。
背景技术
微机电系统(MEMS)镜是一种可以用于在多种应用(诸如LiDAR应用、感测应用、光通信应用等)中引导光(例如，激光束)的设备。在操作中，MEMS镜可以移动(例如，围绕一个或多个轴线倾斜)以便改变光被MEMS镜引导的方向。MEMS镜的致动、控制和位置感测由MEMS驱动电路执行。
发明内容
根据一些可能实现，一种系统可以包括MEMS镜和MEMS驱动电路，MEMS驱动电路用于：获取与MEMS镜相关联的多项监测信息，其中多项监测信息包括以下各项中的至少一项：从与MEMS镜相关联的一个或多个传感器接收的传感器信息，或从与系统相关联的控制器接收的操作信息；基于多项监测信息，确定MEMS镜的状态；以及基于MEMS镜的状态，适配与控制MEMS镜相关联的镜控制参数。
根据一些可能实现，一种方法可以包括：由MEMS驱动电路获取与MEMS镜相关联的多项监测信息，其中MEMS驱动电路用于控制MEMS镜的操作，并且其中多项监测信息包括：由与MEMS镜相关联的一个或多个传感器提供的传感器信息、或者由与系统相关联的控制器提供的操作信息；由MEMS驱动电路并且基于多项监测信息，确定MEMS镜的状态；以及由MEMS驱动电路并且基于MEMS镜的状态，适配镜控制参数，MEMS驱动电路要基于该镜控制参数来致动MEMS镜。
根据一些可能实现，一种LiDAR系统可以包括MEMS镜和MEMS驱动电路，MEMS驱动电路用于：获取与MEMS镜相关联的多项监测信息，多项监测信息包括由与MEMS镜相关联的一个或多个传感器提供的传感器信息、或者由与LiDAR系统相关联的控制器提供的操作信息；基于多项监测信息，确定MEMS镜的状态；基于MEMS镜的状态，适配与MEMS镜相关联的镜控制参数；以及基于适配的镜控制参数，控制MEMS镜。在实施例中，多项监测信息包括不同类别的至少两个信息项(例如，来自测量不同参数的传感器或来自传感器，以及来自修改MEMS镜的操作的请求)。例如，多项监测信息可以包括从第一传感器类型(例如，温度传感器)的测量信号得到的第一项信息、和从第二传感器类型(例如，压力传感器)的测量信号得到的第二项信息。作为另一示例，例如，多项监测信息可以包括从传感器(例如，温度或压力传感器)的测量信号得到的第一项信息、和从修改MEMS镜的操作的外部请求(例如，来自控制器)(例如，修改精度要求或视场范围的请求)得到的第二项信息。
附图说明
图1是如本文中描述的基于MEMS镜的状态来适配与MEMS镜相关联的镜控制参数的示例实现的图；
图2A和图2B是与其中可以实现本文中描述的技术和/或方法的示例LiDAR系统相关联的图；
图3是示出与本文中描述的MEMS驱动电路相关联的示例组件的图；
图4是示出如本文中描述的MEMS驱动电路的示例实现的图；以及
图5是如本文中描述的用于基于MEMS镜的状态来适配与MEMS镜相关联的镜控制参数的示例过程的流程图。
具体实施方式
对示例实现的以下详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元素。
MEMS镜可以能够与引导光相关联地围绕一个或多个轴线倾斜。例如，在LiDAR系统的情况下，光(例如，由一个或多个激光器发射的光)被引导到MEMS镜，并且MEMS镜将光引导向特定风景，有关该风景的信息(例如，距离测量、3D图像等)将由LiDAR系统确定。在此，可以控制MEMS镜的位置(例如，倾斜角)以使得MEMS镜围绕轴线(例如，从左到右到左等)振荡，同时将光导引向风景(例如，使得光可以在水平方向上跨风景来回扫描)。由风景反射的光由LiDAR系统中包括的光电二极管阵列接收(例如，经由接收光学器件)。由光电二极管阵列提供的输出信号(例如，与接收光相对应的一个或多个信号)可以由LiDAR系统的系统控制器使用，以便确定(例如，基于发出光的时间与接收光的时间之间的时间量)到风景的距离。这样的信息可以用于距离测量、3D成像等。
在包括MEMS镜的系统的操作中，MEMS驱动电路(例如，MEMS驱动器专用集成电路(ASIC))致动MEMS镜，并且还感测MEMS镜的位置。在操作期间，在MEMS镜的振荡时，MEMS驱动电路确定并且向系统控制器提供标识MEMS镜在给定时间的位置的信息(例如，标识MEMS镜在给定时间的倾斜角的信息)。基于该位置信息，系统控制器触发一个或多个光源发出光。因此，系统精度(即，光学感测应用的精度)不仅取决于由MEMS驱动电路对MEMS镜的致动，而且还取决于由MEMS驱动电路提供的位置信息的精度。
给定的一组环境条件(例如，高温、加速度、机械冲击、电磁干扰(EMI)等)和/或操作条件(例如，从第一最大角度改变为第二最大角度)会损害由MEMS驱动电路进行的MEMS镜致动和位置感测的性能和精度。传统上，MEMS驱动电路与控制MEMS镜相关联地使用静态镜控制参数。然而，由于静态镜控制参数不允许MEMS驱动电路适应不利和/或变化的条件，因此这种静态镜控制参数的使用并不十分适合于应对不利和/或变化的环境条件和/或操作条件。
本文中描述的一些实现提供了自适应的和上下文感知的MEMS镜控制。本文中描述的实施例不是基于一个参数(例如，温度)来控制MEMS镜的操作，而是提供了一种基于上下文的控制，其中包括多个(不同类别的)参数以便确定MEMS镜的当前或未来的操作状态，以便找到针对所确定的和/或预期的上下文下的MEMS镜操作的最佳参数。在一些实施例中，参数的数目可以包括至少两个。在一些实施例中，可以针对基于上下文的控制包括多于两个(例如，五个或更多个)参数。基于上下文的控制不是基于第一参数并且然后基于第二参数来优化MEMS镜操作，而是并行地采取多个参数(例如，作为针对MEMS镜的功能模型的一组输入参数)。基于上下文的控制可以允许MEMS镜以至少一个(或甚至全部)参数进行操作，而这些参数由于要进行折衷而未个体进行优化以实现在上下文级别优化的MEMS镜的操作。在一些实现中，MEMS驱动电路可以基于MEMS镜的状态(例如，MEMS镜正在其中操作的一组条件)来适配与致动MEMS镜相关联的镜控制参数。在一些实现中，MEMS镜的状态可以基于与MEMS镜相关联的传感器信息和/或与MEMS镜相关联的操作信息来确定。这样，MEMS驱动电路可以与控制MEMS镜相关联地使用自适应的(即，动态的)镜控制参数，从而允许考虑不利的和/或变化的环境条件和操作条件。结果，提高了MEMS镜的致动和位置感测的精度，从而提高了整个系统精度和性能。下面提供关于上述方面的附加细节。
图1是如本文中描述的基于MEMS镜的状态来适配与MEMS镜相关联的镜控制参数的示例实现的图。如图1所示，系统(例如，LiDAR系统)可以包括系统控制器、MEMS镜和MEMS驱动电路。如图所示，MEMS驱动电路可以包括一个或多个传感器(例如，用于感测和/或标识与MEMS镜相关联的一个或多个条件的一个或多个组件)、一个或多个镜控制参数组件(例如，与致动MEMS镜相关联的应用一个或多个控制参数，该一个或多个控制参数与一个或多个组件相关联)和适配组件(例如，与适配一个或多个镜控制参数相关联的一个或多个组件)。
如附图标记105a和105b所示，MEMS驱动电路(例如，适配组件)可以获取与MEMS镜相关联的传感器信息和/或操作信息(本文中统称为监测信息)。监测信息可以包括多个信息项，MEMS驱动电路可以基于这些信息项、与适配镜控制参数相关联地确定MEMS镜的状态，如下所述。
在一些实现中，传感器信息可以包括与MEMS镜处或附近的条件(例如，环境条件)或MEMS镜本身的条件相关联的信息。例如，传感器信息可以包括标识MEMS镜处或附近的温度的信息。作为另一示例，传感器信息可以包括标识MEMS镜处或附近的加速度量的信息。作为另一示例，传感器信息可以包括标识MEMS镜处或附近的电磁干扰(EMI)量的信息。作为另一示例，传感器信息可以包括标识MEMS镜处或附近的压力量的信息。作为另一示例，传感器信息可以包括与由MEMS镜经历的振动或冲击相关联的信息。作为另一示例，传感器信息可以包括有关与驱动MEMS镜或获取MEMS镜的位置特性相关联的电流的信息(例如，电流中是否存在纹波、电流量等)。作为另一示例，传感器信息可以包括与由MEMS镜经历的老化效应相关联的信息(例如，指示已经检测到老化效应的信息)。作为另一示例，传感器信息可以包括与MEMS镜中的放电相关联的信息(例如，指示已经检测到放电的信息、放电量等)。作为另一示例，传感器信息可以包括与检测与MEMS镜相关联的故障相关联的信息(例如，指示已经检测到故障的信息、标识故障的信息等)。作为另一示例，传感器信息可以包括指示MEMS镜中的谐波的存在的信息。传感器信息类型的上述示例是非限制性的，并且在一些情况下，MEMS驱动电路可以获取一种或多种其他类型的传感器信息。
在一些实现中，MEMS驱动电路可以从一个或多个传感器获取传感器信息。在一些实现中，这些一个或多个传感器中的给定传感器可以被集成在MEMS驱动电路中。备选地或附加地，一个或多个传感器中的给定传感器可以与MEMS驱动电路分离(即，在其外部)。
在一些实现中，MEMS驱动电路可以基于自动提供给MEMS驱动电路的传感器信息来获取传感器信息。例如，当给定传感器被配置为周期性地，基于条件或事件的检测，基于测量或确定满足阈值的值等等而自动提供传感器信息时，MEMS驱动电路可以从给定传感器获取传感器信息。附加地或备选地，MEMS驱动电路可以基于对传感器信息的请求而获取传感器信息。
在一些实现中，操作信息可以包括与修改MEMS镜要操作的方式相关联的信息。例如，操作信息可以包括指示要修改MEMS镜的角度操作范围的信息。作为特定示例，操作信息可以包括指示MEMS镜的角度操作范围要从第一角度操作范围(例如，倾斜±10°)改变到第二角度操作范围(例如，倾斜±15°)的信息。作为另一示例，操作信息可以包括指示与MEMS镜相关联的精度要求要被修改(即，放松或收紧)的信息。作为特定示例，操作信息可以包括指示用于检测MEMS镜的过零点(例如，MEMS镜处于0°倾斜的点)的精度要求要从第一要求(例如，±5毫度)放宽到第二要求(例如，±10毫度)的信息。操作信息类型的上述示例是非限制性的，并且在一些情况下，MEMS驱动电路可以获取一种或多种其他类型的操作信息。
在一些实现中，MEMS驱动电路可以从系统的一个或多个其他组件(诸如系统控制器)获取操作信息。在一些实现中，MEMS驱动电路可以基于提供给MEMS驱动电路的操作信息来获取操作信息。例如，当系统控制器提供操作信息时(例如，在系统控制器确定要修改MEMS镜的操作之后)，MEMS驱动电路可以从系统控制器获取操作信息。作为另一示例，MEMS驱动电路可以基于对操作信息的请求(例如，来自系统控制器)而获取操作信息。
如附图标记110所示，MEMS驱动电路(例如，适配组件)可以基于监测信息(即，基于传感器信息和/或操作信息)来确定MEMS镜的状态。MEMS镜的状态描述MEMS镜在给定时间的特定的一组操作条件。例如，MEMS镜的状态可以标识MEMS镜是否在允许的温度范围内操作、MEMS镜是否正在经历允许的加速度量、MEMS镜是否正在经历阈值量的冲击和/或振动、MEMS镜是否正在存在允许的EMI量的情况下操作、MEMS镜经历的老化效应、是否已经从MEMS镜检测到阈值放电、是否已经检测到与MEMS镜相关联的故障、是否修改MEMS镜将要操作的方式等。一般而言，MEMS镜的状态描述基于由MEMS驱动电路获取的任何传感器信息和操作信息而确定的MEMS镜的整体操作条件。
在一些实现中，MEMS驱动电路可以基于监测信息来确定MEMS镜的状态。例如，MEMS驱动电路可以获取多项监测信息(例如，由一个或多个传感器提供的传感器信息和/或由系统控制器提供的操作信息)，并且可以基于多项监测信息来确定MEMS镜的状态。
如附图标记115所示，MEMS驱动电路可以基于MEMS镜的状态，适配与致动MEMS镜相关联的镜控制参数。镜控制参数包括MEMS驱动电路基于其而要致动或控制MEMS镜的参数。镜控制参数可以包括例如锁相环(PLL)控制参数、幅度控制参数、致动电压电平控制参数等。镜控制参数类型的上述示例是非限制性的，并且在一些情况下，MEMS驱动电路可以适配一种或多种其他类型的镜控制参数，MEMS驱动电路基于这些镜控制参数来致动MEMS镜。
在一些实现中，MEMS驱动电路可以基于MEMS镜的状态来适配镜控制参数。例如，MEMS镜的状态可以指示MEMS镜正在经历冲击和/或振动。在此，MEMS驱动电路可以通过将PLL控制参数的比例积分微分(PID)增益增加特定量(例如，以便增加控制回路的主动性)来适配PLL控制参数。
作为附加示例，镜的状态可以指示MEMS镜处或附近的加速度量满足阈值，并且MEMS驱动电路可以通过将PLL控制参数的PID增益增加特定量来适配PLL控制参数。
作为另一示例，MEMS镜的状态可以指示MEMS镜处或附近的EMI量满足阈值。在这种情况下，MEMS驱动电路可以通过将与PLL控制参数相关联的比例增益减小特定量来适配PLL参数。
作为又一示例，MEMS镜的状态可以指示MEMS镜的角度操作范围要被加宽(例如，从±10°到±15°)。在此，MEMS驱动电路可以适配幅度控制参数，使得幅度控制参数可以使用相对较高的比例增益和增量增益。
作为又一示例，MEMS镜的状态可以指示MEMS镜的角度操作范围要被减小(例如，从±15°到±10°)。在此，MEMS驱动电路可以适配幅度控制参数，以便从15°的设定点达到10°的设定点。在一些实现中，可以增加幅度控制参数的控制增益，以便以相对较快的速度从15°设定点移动到10°设定点，或者可以减小幅度控制参数，以便以相对较慢的速度从15°设定点移动到10°设定点。
作为又一示例，MEMS镜的状态可以指示已经检测到来自MEMS镜的放电。在此，MEMS驱动电路可以适配PLL控制参数和幅度控制参数，使得这些镜控制参数不使用增益达特定时间量。
作为另一示例，MEMS镜的状态可以指示MEMS镜处或附近的温度高于阈值。此处，MEMS驱动电路可以适配一个或多个镜控制参数，以便开始使用执行较少计算并且因此减少功耗的备选控制电路。
作为附加示例，MEMS镜的状态可以指示MEMS镜已经经历老化效应。在此，取决于老化效应的性质，MEMS驱动电路可以适配与一个或多个镜控制参数相关联的滤波器和/或增益，以便补偿老化效应。
作为又一示例，MEMS镜的状态可以指示MEMS镜已经经历故障(即，已经检测到故障)。在此，取决于检测到的故障的性质，MEMS驱动电路可以适配一个或多个镜控制参数，以便补偿故障(例如，以便提供劣化的功能，尽管存在故障)。
作为另一示例，MEMS镜的状态可以指示与MEMS镜相关联的精度要求要被修改。在此，取决于修改的性质，MEMS驱动电路可以适配一个或多个镜控制参数，以便适应该修改(例如，通过调节PID增益来增加或减小控制主动性)。
作为另一示例，MEMS镜的状态可以指示已经在MEMS镜上的电流中检测到纹波。在此，MEMS驱动电路可以适配致动电压电平控制参数，以便减少或消除MEMS镜上的电流中的纹波。
上面描述的示例是非限制性的，并且MEMS驱动电路可以以与所描述的相比更多的方式和/或不同的方式、基于MEMS镜的状态来适配一个或多个镜控制参数。镜控制参数适配的其他示例包括：从适配与一个或多个镜控制参数相关联的低通滤波器的切换、从第一致动电压电平到第二致动电压电平的切换等。
如以上示例中说明的，MEMS驱动电路可以基于由MEMS镜的状态描述的一个或多个条件来适配单个镜控制参数。备选地，MEMS驱动电路可以基于由MEMS镜的状态描述的一个或多个条件来适配多个镜控制参数。
在一些实现中，MEMS驱动电路可以基于标识影响抵消要被执行来适配镜控制参数。例如，MEMS驱动电路可以确定存在导致对MEMS镜的不期望影响的一个或多个条件(例如，满足阈值或在允许的范围之外的值、事件的检测等)，并且因此MEMS驱动电路要抵消这种影响。在这种情况下，MEMS驱动电路可以基于MEMS镜的状态来确定影响条件。影响条件是由状态信息描述的条件，当适配一个或多个镜控制参数时，该条件要由MEMS驱动电路优先处理。
在一些实现中，当由MEMS镜的状态标识的两个或更多个条件将导致镜控制参数适配冲突时，影响条件的标识可能是有用的。例如，假定MEMS镜的状态指示MEMS镜处或附近的加速度量满足阈值(例如，这表明将通过增加PLL控制参数的PID增益来适配PLL控制参数)，并且指示MEMS镜处或附近的EMI量满足阈值(例如，这表明将通过减小PLL控制参数的PID增益来适配PLL控制参数)。在此，MEMS驱动电路可以将加速度条件或EMI条件标识为影响条件，并且可以相应地继续适配PLL控制参数。在一些实现中，MEMS驱动电路可以基于由MEMS驱动电路存储或可访问的信息(例如，标识与不同条件相关联的优先级或得分的信息、接收与MEMS镜的状态相关联的信息作为输入并且提供标识一个或多个影响条件的信息作为输出的模型)来标识影响条件。
在一些实现中，基于标识影响条件，MEMS驱动电路可以适配镜控制参数以便抵消(例如，减少或消除)影响条件。在一些实现中，当抵消影响条件时，MEMS驱动电路可以基于影响条件来(例如，从多个镜控制参数中)选择镜控制参数。换言之，MEMS驱动电路可以标识镜控制参数，该镜控制参数如果被适配，将抵消由该影响引起的对MEMS镜的任何影响。在一些实现中，MEMS驱动电路可以确定镜控制参数的值(例如，镜控制参数要改变为的值)，并且可相应地适配镜控制参数。在一些实现中，MEMS驱动电路可以适配镜控制参数，以便获取针对MEMS镜的最小危险情况(例如，鉴于MEMS镜的当前状态而最安全的可能操作状态)。
如附图标记120所示，MEMS驱动电路可以基于一个或多个适配的镜控制参数来致动MEMS镜。换言之，MEMS驱动电路可以引起MEMS镜基于适配的镜控制参数进行操作。例如，MEMS驱动电路可以向MEMS镜提供与适配的镜控制参数相关联的信号，以便引起MEMS镜基于适配的镜控制参数进行操作(例如，使得MEMS镜基于适配的PLL控制参数、适配的幅度控制参数、适配的致动电压电平控制参数等进行操作)。
可以重复上述步骤，以进一步和/或附加地适配一个或多个镜控制参数。例如，MEMS驱动电路可以获取与MEMS镜相关联的附加监测信息(例如，在稍后时间)，并且可以基于附加监测信息来确定MEMS镜的更新状态。在此，MEMS驱动电路还可以基于MEMS镜的更新状态来适配镜控制参数(例如，先前适配的相同的一个或多个镜控制参数)。附加地或备选地，MEMS驱动电路可以基于MEMS镜的更新状态来适配一个或多个其他镜控制参数(例如，除先前适配的那些之外的一个或多个镜控制参数)。
以这种方式，MEMS驱动电路可以通过使用可适配的(即，动态)镜控制参数来提供自适应和上下文感知的MEMS镜控制。镜控制参数的适配允许考虑不利的和/或变化的环境条件和/或操作条件，从而提高了MEMS镜的致动和MEMS镜的位置感测的精度，从而提高了整个系统精度和性能。
如上所述，图1仅作为示例提供。其他示例也是可能的，并且可以与关于图1所述的示例有所不同。
图2A和2B是与其中可以实现本文中描述的技术和/或方法的示例LiDAR系统200相关联的图。如图2A所示，LiDAR系统200可以包括发射器路径，该发射器路径包括一个或多个光源205、发射器光学器件210、MEMS镜215(例如，MEMS器件，其包括反射部分、弹簧结构、基板等)和能够与系统控制器245通信的MEMS驱动电路220。
在操作中，如图2A所示，一个或多个光源205(例如，一个或多个激光器)每个发射入射到发射器光学器件210上的光。发射器光学器件210(例如，一个或多个透镜)将光聚焦和/或引导到MEMS镜215上。值得注意的是，可以设计和布置光源205和发射器光学器件210，使得由每个光源205发射的光以不同角度入射在MEMS镜215上(例如，图2A中示出了不同的竖直角度)。结果，并且如图2A进一步所示，来自每个光源205的光被MEMS镜215引导，使得来自每个光源205的光在风景225的不同部分中入射在风景225上。例如，在图2A中，来自四个光源205中的每个的光在风景225的不同竖直部分上入射在风景225上(在竖直线中)。在操作中，MEMS镜215可以围绕轴线振荡(例如，使得光跨风景225来回扫描)。如本文所述，MEMS镜215由MEMS驱动电路220致动和控制，MEMS驱动电路220能够与系统控制器245(例如，被配置为控制LiDAR系统200的操作的控制装置)通信。
如图2A进一步所示，风景225反射在LiDAR系统200的接收器路径上接收的光。如图所示，接收器路径可以包括接收器光学器件230、光电二极管阵列235和能够与系统控制器245通信的接收器电路240。在操作中，由风景225反射的光经由接收器光学器件230(例如，一个或多个透镜)在光电二极管阵列235(例如，一维光电二极管阵列或二维光电二极管阵列)处被接收。然后，光电二极管阵列235基于可以执行哪种距离测量、3D成像等来(例如，向系统控制器245)生成和提供一个或多个信号。
图2B中提供了LiDAR系统200的另一示例图。如图2B所示，并且如本文所述，MEMS驱动电路220可以被配置为(例如，基于向MEMS镜215提供致动信号)致动MEMS镜215。如进一步所示，MEMS驱动电路220可以被配置为(例如，基于从MEMS镜215接收电流感测信号)感测MEMS镜215的位置。如进一步所示，系统控制器245可以能够触发、配置和/或以其他方式控制光源205。如上所述，由MEMS驱动电路220提供的位置信息的精度是重要的，以便确保准确地触发和/或配置光源205。
图2A和2B所示的组件的数目和布置作为示例提供。实际上，可以存在与图2A和2B所示的相比更多的组件、更少的组件、不同的组件或不同地布置的组件。此外，图2A或2B所示的两个或更多个组件可以在单个组件内实现，或者图2A或2B所示的单个组件可以实现为多个分布式组件。附加地或备选地，图2A或2B所示的一组组件(例如，一个或多个组件)可以执行被描述为由另一组组件执行的一个或多个功能。
图3是示出与MEMS驱动电路220相关联的示例组件的图。如图所示，MEMS驱动电路220可以包括一个或多个镜控制参数组件305(例如，镜控制参数组件305-1至305-X(X≥1))、适配组件310和一个或多个传感器315(例如，传感器315-1至315-Y(Y≥1))。如进一步所示，MEMS驱动电路220(例如，适配组件310)可以能够与一个或多个操作组件320(例如，操作组件320-1至320-Z(Z≥1))通信。
镜控制参数组件305包括与管理和应用一个或多个控制参数相关联的组件，该一个或多个控制参数与致动MEMS镜215相关联。例如，镜控制参数组件305可以包括能够管理和应用PLL控制参数的组件(例如，一个或多个电路)、能够管理和应用幅度控制参数的组件、能够管理和应用致动电压电平控制参数的组件等。如图3所示，镜控制参数组件305可以能够与适配组件310通信(例如，使得适配组件310可以适配要由镜控制参数组件305管理和应用的一个或多个镜控制参数)。
适配组件310包括能够适配要由镜控制参数组件305管理和应用的一个或多个镜控制参数的组件，如本文所述。在一些实现中，适配组件310可以包括能够进行以下操作的处理设备(例如，微处理器、微控制器等)：获取监测信息，基于监测信息确定MEMS镜215的状态，并且基于MEMS镜215的状态适配一个或多个镜控制参数，如本文所述。如图3所示，适配组件310可以能够与镜控制参数组件305通信。在一些实现中，如图3所示，适配组件可以能够从传感器315接收信息(例如，传感器信息)和/或从操作组件320接收信息(例如，操作信息)。
传感器315包括能够感测和/或标识与MEMS镜相关联的一个或多个条件、并且向适配组件310提供传感器信息的组件，如本文所述。例如，传感器315可以包括温度传感器、加速度传感器、EMI监测器、老化效应监测器、放电监测器、故障监测器、谐波监测器和/或另一类型的感测和/或监测器件。在一些实现中，传感器315可以集成在MEMS驱动电路220中，和/或可以在MEMS驱动电路220外部。
如本文所述，操作组件320包括能够向适配组件310提供操作信息的组件。例如，操作组件320可以是能够提供角度操作范围要被修改的指示的组件、能够提供与改变关联于MEMS镜215的精度要求相关联的信息的组件等。在一些实现中，操作组件320可以被包括在系统控制器245中。
图3所示的组件的数目和布置作为示例提供。实际上，可以存在与图3所示的相比更多的组件、更少的组件、不同的组件或不同地布置的组件。此外，图3所示的两个或更多个组件可以在单个组件内实现，或者图3所示的单个组件可以被实现为多个分布式组件。附加地或备选地，图3所示的一组组件(例如，一个或多个组件)可以执行被描述为由另一组组件执行的一个或多个功能。
图4是示出与MEMS驱动电路220的可能实现相关联的示例的图。如图4所示，MEMS驱动电路220可以包括与管理和应用PLL控制参数相关联的镜PLL组件305-1、与管理和应用幅度控制参数相关联的幅度控制参数305-2、以及与管理和应用致动电压电平控制参数相关联的致动电压电平控制参数305-3。
如进一步所示，MEMS驱动电路220可以包括温度传感器315-1、加速度传感器315-2、EMI监测器315-3、老化效应监测器315-4、放电监测器315-5、故障监测器315-6和谐波监测器315-7。如上所述，这些传感器315可以将传感器信息提供给适配组件310。
如进一步所示，MEMS驱动电路220可以被配置为与最大角度改变组件320-1(例如，被配置为提供角度操作范围要被修改的指示的操作组件320)和精度改变组件320-2(例如，被配置为提供与改变关联于MEMS镜215的精度要求相关联的信息的操作组件320)通信。如上所述，这些操作组件320可以将操作信息提供给适配组件310。
图4所示的组件的数目和布置作为示例提供。实际上，可以存在与图4所示的相比更多的组件、更少的组件、不同的组件或不同地布置的组件。此外，图4所示的两个或更多个组件可以在单个组件内实现，或者图4所示的单个组件可以被实现为多个分布式组件。附加地或备选地，图4所示的一组组件(例如，一个或多个组件)可以执行被描述为由另一组组件执行的一个或多个功能。
图5是如本文中描述的用于基于MEMS镜的状态来适配与MEMS镜相关联的镜控制参数的示例过程的流程图。在一些实现中，图5的一个或多个过程框可以由MEMS驱动电路220执行。在一些实现中，图5的一个或多个过程框可以由与MEMS驱动电路220分离或包括MEMS驱动电路220的另一设备或一组设备来执行，诸如MEMS镜215或系统控制器245。
如图5所示，过程500可以包括获取与MEMS镜相关联的多项监测信息(框510)。例如，如上所述，MEMS驱动电路220可以获取与MEMS镜215相关联的多项监测信息。在一些实现中，如上所述，MEMS驱动电路220可以被配置为控制MEMS镜215的操作。在一些实现中，如上所述，多项监测信息可以包括由与MEMS镜215相关联的一个或多个传感器提供的传感器信息、或者由系统控制器245提供的操作信息。
如图5进一步所示，过程500可以包括基于多项监测信息来确定MEMS镜的状态(框520)。例如，如上所述，MEMS驱动电路220可以基于多项监测信息来确定MEMS镜215的状态。
如图5进一步所示，过程500可以包括基于MEMS镜的状态来适配镜控制参数，MEMS驱动电路要基于该镜控制参数来致动MEMS镜(框530)。例如，如上所述，MEMS驱动电路220可以基于MEMS镜的状态来适配镜控制参数，MEMS驱动电路220要基于该镜控制参数来致动MEMS镜215。
过程500可以包括其他实现，诸如以下描述和/或结合本文中其他地方描述的一个或多个其他过程而描述的任何单个实现或任何实现组合。
在一些实现中，MEMS驱动电路220可以引起MEMS镜215基于适配的镜控制参数进行操作。
在一些实现中，MEMS驱动电路220和MEMS镜215可以被包括在LiDAR系统中，在LiDAR系统中，MEMS驱动电路220用于与引导光相关联地控制MEMS镜215的倾斜，该光与LiDAR系统相关联。
在一些实现中，传感器信息可以包括与以下各项中的至少一项相关联的信息：MEMS镜215处或附近的温度；MEMS镜215处或附近的加速度量；MEMS镜215处或附近的电磁干扰(EMI)量；MEMS镜215处或附近的压力量；由MEMS镜215经历的振动或冲击；与驱动MEMS镜215或获取MEMS镜215的位置条件相关联的电流；由MEMS镜215经历的老化效应；MEMS镜215中的放电；与MEMS镜215相关联的故障的检测；或MEMS镜215中的谐波的存在。
在一些实现中，操作信息可以包括与以下各项中的至少一项相关联的信息：修改MEMS镜215的角度操作范围的请求；修改与MEMS镜215相关联的精度要求的请求；修改与使用MEMS镜215的Lidar系统相关联的分辨率要求的请求。
在一些实现中，镜控制参数可以包括以下各项中的至少一项：与MEMS镜215相关联的锁相环(PLL)控制参数；与MEMS镜215相关联的幅度控制参数；或与MEMS镜215相关的致动电压电平控制参数。
在一些实现中，多项监测信息是第一多项监测信息，该状态是第一状态，并且镜控制参数是第一镜控制参数。在此，MEMS驱动电路220可以获取与MEMS镜215相关联的第二多项监测信息；基于第二多项监测信息确定MEMS镜215的第二状态；并且基于MEMS镜215的第二状态，适配与控制MEMS镜215相关联的第二镜控制参数，其中第二镜控制参数不同于第一镜控制参数。在一些实现中，第二多项监测信息在与第一多项监测信息不同的时间被获取。
在一些实现中，多项监测信息是第一多项监测信息，并且状态是第一状态。在此，MEMS驱动电路220可以获取与MEMS镜215相关联的第二多项监测信息；基于第二多项监测信息确定MEMS镜215的第二状态；并且进一步基于第二状态适配镜控制参数。在一些实现中，第二多项监测信息在与第一多项监测信息不同的时间被获取。
在一些实现中，MEMS驱动电路220可以基于MEMS镜215的状态来标识要执行的影响抵消；并且基于MEMS镜215的状态确定影响条件。此处，当适配镜控制参数时，MEMS驱动电路220可以基于所确定的影响条件，抵消对MEMS镜215的影响。在一些实现中，当抵消对MEMS镜215的影响时，MEMS驱动电路220可以从多个镜控制参数中选择镜控制参数；并且确定针对镜控制参数的值以获取MEMS镜215的最小危险情况。
尽管图5示出了过程500的示例框，但是在一些实现中，过程500可以包括与图5所示的相比更多的框、更少的框、不同的框或不同地布置的框。附加地或备选地，过程500的两个或更多个框可以并行执行。
前述公开内容提供了说明和描述，而非旨在穷举或将实现限制为所公开的精确形式。鉴于以上公开，修改和变化是可能的，或者可以从实现的实践中获取。
即使在权利要求中陈述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，这些组合也不旨在限制可能实现的公开。实际上，这些特征中的很多可以以权利要求书中未具体叙述和/或说明书中未公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可以仅直接取决于一个权利要求，但是可能实现的公开内容包括每个从属权利要求与权利要求集合中的每个其他权利要求相结合。
除非明确地描述，否则本文中使用的任何要素、动作或指令均不应当被解释为是关键或必要的。而且，如本文中使用的，冠词“一个(a)”和“一个(an)”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文中使用的，术语“集合”旨在于包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或多个”互换使用。在仅意图使用一个项目的情况下，使用术语“一个(one)”或类似的语言。同样，如本文中使用的，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等旨在是开放式术语。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于”旨在表示“至少部分基于”。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
微机电系统(MEMS)镜；以及
MEMS驱动电路，用于：
获取与所述MEMS镜相关联的多项监测信息，其中所述多项监测信息包括以下各项中的至少一项：
从与所述MEMS镜相关联的一个或多个传感器接收的传感器信息，或者
从与所述系统相关联的控制器接收的操作信息；
基于所述多项监测信息，确定所述MEMS镜的状态；以及
基于所述MEMS镜的所述状态，适配与控制所述MEMS镜相关联的镜控制参数。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述MEMS驱动电路还用于：
引起所述MEMS镜基于适配的所述镜控制参数进行操作。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统是LiDAR系统，在所述LiDAR系统中，所述MEMS驱动电路用于与引导光相关联地控制所述MEMS镜的倾斜，所述光与所述LiDAR系统相关联。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器信息包括与以下各项中的至少一项相关联的信息：
所述MEMS镜处或附近的温度；
所述MEMS镜处或附近的加速度量；
所述MEMS镜处或附近的电磁干扰(EMI)量；
所述MEMS镜处或附近的压力量；
由所述MEMS镜经历的振动或冲击；
与驱动所述MEMS镜或获取所述MEMS镜的位置条件相关联的电流；
由所述MEMS镜经历的老化效应；
所述MEMS镜中的放电；
与所述MEMS镜相关联的故障的检测；或者
所述MEMS镜中的谐波的存在。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述操作信息包括与以下各项中的至少一项相关联的信息：
修改所述MEMS镜的角度操作范围的请求；或者
修改与所述MEMS镜相关联的精度要求的请求。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述镜控制参数包括以下各项中的至少一项：
与所述MEMS镜相关联的锁相环(PLL)控制参数；
与所述MEMS镜相关联的幅度控制参数；或者
与所述MEMS镜相关联的致动电压电平控制参数。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述多项监测信息是第一多项监测信息，所述状态是第一状态，并且所述镜控制参数是第一镜控制参数，
其中所述MEMS驱动电路还用于：
获取与所述MEMS镜相关联的第二多项监测信息；
基于所述第二多项监测信息，确定所述MEMS镜的第二状态；以及
基于所述MEMS镜的所述第二状态，适配第二镜控制参数，
其中所述第二镜控制参数不同于所述第一镜控制参数。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第二多项监测信息在与所述第一多项监测信息不同的时间被获取。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述多项监测信息是第一多项监测信息，并且所述状态是第一状态，
其中所述MEMS驱动电路还用于：
获取与所述MEMS镜相关联的第二多项监测信息；
基于所述第二多项监测信息，确定所述MEMS镜的第二状态；以及
进一步基于所述MEMS镜的所述第二状态，适配所述镜控制参数。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述MEMS驱动电路还用于：
基于所述MEMS镜的所述状态，标识影响抵消要被执行；以及
基于所述MEMS镜的所述状态，确定影响条件；以及
其中当适配所述镜控制参数时，所述MEMS驱动电路用于：
基于所确定的所述影响条件，抵消对所述MEMS镜的影响。
11.根据权利要求10所述的系统，其中当抵消对所述MEMS镜的所述影响时，所述MEMS驱动电路用于：
基于所述影响条件，从多个镜控制参数中选择所述镜控制参数；以及
确定所述镜控制参数的值，以便获取针对所述MEMS镜的最小危险情况。
12.一种方法，包括：
由微机电系统(MEMS)驱动电路获取与MEMS镜相关联的多项监测信息，
其中所述MEMS驱动电路用于控制所述MEMS镜的操作，以及其中所述多项监测信息包括：
由与所述MEMS镜相关联的一个或多个传感器提供的传感器信息，或者
由与系统相关联的控制器提供的操作信息；
由所述MEMS驱动电路基于所述多项监测信息，确定所述MEMS镜的状态；以及
由所述MEMS驱动电路基于所述MEMS镜的所述状态，适配镜控制参数，所述MEMS驱动电路要基于所述镜控制参数来致动所述MEMS镜。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
基于适配的所述镜控制参数，致动所述MEMS镜。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述MEMS驱动电路和所述MEMS镜被包括在LiDAR系统中。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述传感器信息包括与以下各项中的至少一项相关联的信息：
所述MEMS镜处或附近的温度；
所述MEMS镜处或附近的加速度量；
所述MEMS镜处或附近的电磁干扰(EMI)量；
所述MEMS镜处或附近的压力量；
由所述MEMS镜经历的振动或冲击；
与驱动所述MEMS镜或获取所述MEMS镜的位置条件相关联的电流；
由所述MEMS镜经历的老化效应；
所述MEMS镜中的放电；
与所述MEMS镜相关联的故障的检测；或者
所述MEMS镜中的谐波的存在。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述操作信息包括与以下各项中的至少一项相关联的信息：
修改所述MEMS镜的角度操作范围的请求；或者
修改与所述MEMS镜相关联的精度要求的请求。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述镜控制参数包括以下各项中的至少一项：
与所述MEMS镜相关联的锁相环(PLL)控制参数；
与所述MEMS镜相关联的幅度控制参数；或者
与所述MEMS镜相关联的致动电压电平控制参数。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述多项监测信息是第一多项监测信息，所述状态是第一状态，并且所述镜控制参数是第一镜控制参数，
其中所述方法还包括：
获取与所述MEMS镜相关联的第二多项监测信息；
基于所述第二多项监测信息，确定所述MEMS镜的第二状态；以及
基于所述第二状态，适配与控制所述MEMS镜相关联的第二镜控制参数，其中所述第二镜控制参数不同于所述第一镜控制参数。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述多项监测信息是第一多项监测信息，并且所述状态是第一状态，
其中所述方法还包括：
获取与所述MEMS镜相关联的第二多项监测信息；
基于所述第二多项监测信息，确定所述MEMS镜的第二状态；以及
进一步基于所述MEMS镜的所述第二状态，适配所述镜控制参数。
20.一种LiDAR系统，包括：
微机电系统(MEMS)镜；以及
MEMS驱动电路，用于：
获取与所述MEMS镜相关联的多项监测信息，所述多项监测信息包括：
由与所述MEMS镜相关联的一个或多个传感器提供的传感器信息，或者
由与所述LiDAR系统相关联的控制器提供的操作信息；
基于所述多项监测信息，确定所述MEMS镜的状态；
基于所述MEMS镜的所述状态，适配与所述MEMS镜相关联的镜控制参数；以及
基于适配的所述镜控制参数，控制所述MEMS镜。
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