CN111751842A - 用于光检测和测距（lidar）系统的过采样和发射器拍摄模式 - Google Patents

用于光检测和测距（lidar）系统的过采样和发射器拍摄模式 Download PDF

Info

Publication number
CN111751842A
CN111751842A CN202010218755.4A CN202010218755A CN111751842A CN 111751842 A CN111751842 A CN 111751842A CN 202010218755 A CN202010218755 A CN 202010218755A CN 111751842 A CN111751842 A CN 111751842A
Authority
CN
China
Prior art keywords
scan
view
field
laser beams
angular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010218755.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111751842B (zh
Inventor
W·库德拉
H·范利罗普
J·维赫根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of CN111751842A publication Critical patent/CN111751842A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111751842B publication Critical patent/CN111751842B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/04—Systems determining the presence of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
    • G01S7/4863—Detector arrays, e.g. charge-transfer gates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

本公开涉及用于光检测和测距(LIDAR)系统的过采样和发射器拍摄模式。光检测和测距(LIDAR)系统包括LIDAR发射器和控制器。由控制器驱动的LIDAR发射器利用激光束扫描视场，其中每个激光束具有的光束宽度在投射到视场中时与视场的角度区域一致。LIDAR发射器在第一扫描中发射第一多个激光束，其中被第一多个激光束覆盖的第一多个角度区域彼此互斥。LIDAR发射器在第二扫描中发射第二多个激光束，其中被第二多个激光束覆盖的第二多个角度区域彼此互斥。第二多个角度区域中的每个角度区域与第一多个角度区域中的不同的对应角度区域部分地重叠。

Description

用于光检测和测距(LIDAR)系统的过采样和发射器拍摄模式
技术领域
本公开总体上涉及用于光检测和测距(LIDAR)系统的设备和方法。
背景技术
光检测和测距(LIDAR)是一种遥感方法，其使用脉冲激光形式的光来测量到视场中的一个或多个物体的范围(可变距离)。特别地，光朝着物体发射。单个光电检测器或光电检测器阵列接收来自被光照射的物体的反射，并且确定反射到达光电检测器阵列中的各种传感器所花费的时间。这也称为测量飞行时间(TOF)。LIDAR系统通过基于飞行时间计算将距离映射到物体来形成深度测量并且进行距离测量。因此，飞行时间计算可以产生可以用于生成图像的距离和深度图。
LIDAR发射器可以在视场中的不同水平位置处将光发射为窄激光束。但是，可能无法检测到位于两个连续激光束之间的细长物体。此外，相距小于像素距离的两个或更多个物体可能无法彼此区分，并且因此可能被检测为单个物体。
因此，可能需要具有在视场中检测物体的改进方式的改进设备。
发明内容
实施例提供了物体扫描系统及其操作方法，并且更具体地提供了用于实现重叠扫描技术的物体扫描系统及其操作方法。
根据一个或多个实施例，一种光检测和测距(LIDAR)系统包括LIDAR发射器和控制器。LIDAR发射器被配置为利用激光束扫描视场，其中每个激光束的光束宽度在投射到视场中时在水平方向上与视场的角度区域一致。控制器被配置为发起使用重叠扫描技术利用LIDAR发射器对视场的多次扫描。LIDAR发射器还被配置为在跨视场水平移动的第一扫描中根据第一发射间隔发射第一多个激光束，其中被第一多个激光束覆盖的第一多个角度区域彼此互斥。LIDAR发射器还被配置为在跨视场水平移动的第二扫描中根据第二发射间隔发射第二多个激光束，其中被第二多个激光束覆盖的第二多个角度区域彼此互斥。第二多个角度区域中的每个角度区域与第一多个角度区域中的不同的对应角度区域以第一预定量部分地重叠。
根据一个或多个实施例，一种LIDAR系统包括LIDAR发射器、控制器和信号处理电路。LIDAR发射器被配置为利用激光束扫描视场，其中每个激光束的光束宽度在投射到视场中时在水平方向上与视场的角度区域一致。控制器被配置为控制LIDAR发射器使用重叠扫描技术来扫描视场。LIDAR发射器还被配置为在跨视场水平移动的第一扫描中发射第一多个激光束，第一多个激光束在第一多个发射方向上被发射，使得被第一多个激光束覆盖的第一多个角度区域彼此互斥。信号处理电路被配置为基于第一多个激光束检测至少一个物体，并且从第一多个发射方向中标识与至少一个物体的位置相对应的物体发射方向，其中物体发射方向还对应于第一多个角度区域中的目标角度区域。LIDAR发射器还被配置为发射与目标角度区域部分地重叠的第一重叠激光束。
根据一个或多个实施例，提供了一种由LIDAR系统实现的扫描视场的方法。该方法包括利用激光束扫描视场，其中每个激光束的光束宽度在投射到视场中时在水平方向上与视场的角度区域一致。扫描包括：在跨视场水平移动的第一扫描中，根据第一发射间隔发射第一多个激光束，其中被第一多个激光束覆盖的第一多个角度区域彼此互斥；以及在跨视场水平移动的第二扫描中，根据第二发射间隔发射第二多个激光束，其中被第二多个激光束覆盖的第二多个角度区域彼此互斥，其中第二多个角度区域中的每个角度区域与第一多个角度区域中的不同的对应角度区域以第一预定量部分地重叠。
根据一个或多个实施例，一种物体扫描系统包括：被配置为检测物体的位置的物体传感器；被配置为利用激光束扫描视场的LIDAR发射器，其中每个激光束的光束宽度在投射到视场中时在水平方向上与视场的角度区域一致；以及控制器，控制器被配置为确定与物体的检测到的位置相一致的发射方向，控制LIDAR发射器在发射方向上发射第一激光束，使得被第一激光束覆盖的第一角度区域与物体的检测到的位置相一致，并且控制LIDAR发射器在第一另外的发射方向上发射第二激光束，使得被第二激光束覆盖的第二角度区域与第一角度区域的第一部分地重叠。
根据一个或多个实施例，一种物体扫描系统包括：被配置为检测物体的位置的物体传感器；被配置为利用激光束扫描视场的LIDAR发射器，其中每个激光束的光束宽度在投射到视场中时在水平方向上与视场的角度区域一致；以及控制器，控制器被配置为确定与物体的检测到的位置相一致的发射方向；基于所确定的发射方向，控制LIDAR发射器发射第一激光束，使得被第一激光束覆盖的第一角度区域与物体的检测到的位置相一致；并且基于所确定的发射方向，控制LIDAR发射器发射第二激光束，使得被第二激光束覆盖的第二角度区域与第一角度区域部分地重叠。
附图说明
本文中参考附图描述实施例。
图1A是根据一个或多个实施例的水平LIDAR扫描系统的示意图；
图1B是根据一个或多个实施例的竖直LIDAR扫描系统的示意图；
图2是根据一个或多个实施例的LIDAR扫描系统的示意性框图；
图3A示出了根据一个或多个实施例的用于根据离散数目的发射位置的水平扫描的扫描序列；
图3B示出了根据一个或多个实施例的用于根据离散数目的发射位置的竖直扫描的扫描序列；
图4示出了根据一个或多个实施例的其中两个物体彼此相距光束宽度的一半的情况；
图5是根据一个或多个实施例的物体扫描系统的框图；以及
图6示出了根据一个或多个实施例的响应于检测到的物体的定向重叠扫描序列。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述各种实施例。应当注意，这些实施例仅用于说明性目的，而不应当被解释为是限制性的。例如，尽管实施例可以被描述为包括多个特征或元素，但是这不应当被解释为表明实现实施例需要所有这些特征或元素。相反，在其他实施例中，一些特征或元素可以被省略，或者可以替换为替代性特征或元素。另外，可以提供除了明确示出和描述的特征或元素之外的其他特征或元素，例如传感器设备的常规组件。
除非另外特别指出，否则来自不同实施例的特征可以组合以形成另外的实施例。关于实施例之一描述的变化或修改也可以适用于其他实施例。在一些实例中，以框图的形式而不是详细地示出了公知的结构和设备，以避免使实施例晦涩难懂。
除非另有说明，否则附图中示出或本文中描述的元件之间的连接或耦合可以是基于有线的连接或无线连接。此外，这种连接或耦合可以是没有附加的中间元件的直接连接或耦合，或者可以是具有一个或多个附加的中间元件的间接连接或耦合，只要连接或耦合的例如发射某种信号或发射某种信息的通用目的基本上得以保持。
实施例涉及光学传感器和光学传感器系统，并且涉及获取关于光学传感器和光学传感器系统的信息。传感器可以是指将要测量的物理量转换为电信号(例如，电流信号或电压信号)的组件。物理量可以例如包括电磁辐射，诸如可见光、红外(IR)辐射或其他类型的照明信号、电流或电压，但不限于此。例如，图像传感器可以是相机内部的硅芯片，其将来自透镜的光的光子转换为电压。传感器的活动区域越大，可以收集更多的光以产生图像。
如本文中使用的传感器设备可以是指包括传感器和其他组件的设备，例如偏置电路系统、模数转换器或滤波器。传感器设备可以被集成在单个芯片上，尽管在其他实施例中，可以使用多个芯片或芯片外部的组件来实现传感器设备。
在光检测和测距(LIDAR)系统中，光源将光脉冲发射到视场中，并且光通过反向散射从一个或多个物体反射。特别地，LIDAR是直接飞行时间(TOF)系统，其中光脉冲(例如，红外光的激光束)被发射到视场中，并且像素阵列检测和测量反射束。例如，光电检测器阵列接收来自被光照射的物体的反射。
当前，光电检测器阵列可以用于测量反射光。光电检测器阵列可以是由布置成单列的多行光电检测器(像素)组成的一维(1D)阵列，也可以是由布置成网格状布置的多行和多列光电检测器组成的二维(2D)阵列。每个像素行或相邻像素行的组可以以原始模拟数据的形式作为测量信号被读出。每个测量信号可以包括来自单个像素列或来自与所选择的一个或多个像素行相对应的两个或更多个像素列的数据。
然后，可以使用跨像素阵列的多个像素的每个光脉冲的返回时间差来进行环境的数字3D表示或生成其他传感器数据。例如，光源可以发射单个光脉冲，并且电耦合到像素阵列的时间数字转换器(TDC)可以从发射光脉冲的时间(与起始信号相对应)开始计数，直到在接收器(即，像素阵列)处接收到反射光脉冲(与停止信号相对应)。然后，将光脉冲的“飞行时间”转换为距离。在另一示例中，模数转换器(ADC)可以电耦合到像素阵列(例如，间接地与在之间的中间元件耦合)以用于脉冲检测和ToF测量。例如，ADC可以用于通过适当的算法来估计起始/停止信号之间的时间间隔。
诸如振荡水平扫描等扫描(例如，从视场的左到右和右到左)可以以连续扫描方式照射场景。光源每次发射激光束都会在“视场”中产生扫描线。通过在不同的扫描方向上发出连续的光脉冲，可以扫描被称为视场的区域，并且可以检测和成像该区域内的物体。因此，视场表示具有投射中心的扫描平面。也可以使用光栅扫描。
图1A是根据一个或多个实施例的LIDAR扫描系统100a的示意图。LIDAR扫描系统100a是包括发射器和接收器的光学扫描设备，发射器包括照射单元10、发射器光学器件11和一维(1D)MEMS镜12(1D MEMS扫描器)，接收器包括主光学器件14和光学接收器15。图示中的光学接收器15是2D光电检测器阵列15，但是备选地可以是1D光电检测器阵列。接收器还可以包括接收器电路系统，诸如数据获取/读出电路系统和数据处理电路系统，如将根据图2进一步描述的。LIDAR扫描系统100a使用类似于上述LIDAR技术的脉冲调制，以通过测量光脉冲在反射之后从源传播到3D场景并且返回所花费的绝对时间来测量到3D物体的距离。
返回图1A，光电检测器阵列15(无论是2D阵列还是1D阵列)被布置为使得预期视场被竖直地映射在光电检测器阵列15的竖直延伸上。取决于接收光束的竖直角度，接收光束将仅命中检测器阵列的特定行或组或多个行。预期视场还可以被水平地映射在2D光电检测器阵列的水平延伸上。
在该示例中，照射单元10包括三个光源(例如，激光二极管或发光二极管)，三个光源以单条形线性布置并且被配置为发射用于在视场中扫描物体的光。光源可以作为单个单元(即，同时作为单个激光二极管)发射或者在不同的时间作为单独的激光二极管发射。
尽管也可以使用具有另一波长的光，但是由光源发出的光通常是红外光。从图1A的实施例中可以看出，由光源发出的光的形状在垂直于发射方向的方向上扩散以形成具有垂直于发射方向的长方形形状的光束。从光源发射的照射光朝向发射器光学器件11而被导向，发射器光学器件11被配置为将每个激光聚焦到一维MEMS镜12上。发射器光学器件11可以是例如透镜或棱镜。
当被MEMS镜12反射时，来自光源的光竖直对准以针对每个发射的激光束形成一维红外光竖直扫描线SL或红外光竖直条。照射单元10的每个光源对竖直扫描线SL的不同竖直区域做出贡献。因此，可以同时激活和同时停用光源以获取具有多个竖直段的光脉冲，其中每个竖直段对应于相应光源。然而，竖直扫描线SL的每个竖直区域或段也可以通过打开或关闭照射单元10的对应光源来独立地有效或无效。因此，可以将光的部分或全部竖直扫描线SL从系统100输出到视场中。
因此，系统100的发射器是被配置为基于激光脉冲生成激光束的光学布置，该激光束具有在垂直于激光束的发射方向的方向上延伸的长方形形状。从图1A可以看出，每个光源在视场中与不同的竖直区域相关联，使得每个光源仅将竖直扫描线照射到与光源相关联的竖直区域中。例如，第一光源照射到第一竖直区域中，并且第二光源照射到不同于第一竖直区域的第二竖直区域中。
此外，虽然示出了三个激光源，但是应当理解，激光源的数目不限于此。例如，竖直扫描线SL可以由单个激光源、两个激光源或三个以上的激光源生成。
MEMS镜12是集成在半导体芯片(未示出)上的机械移动镜(即，MEMS微镜)。根据该实施例的MEMS镜12被配置为关于单个扫描轴旋转，并且可以说仅具有一个扫描自由度。与2D MEMS镜(2D MEMS扫描仪)不同，在1D MEMS镜中，单个扫描轴固定到非旋转基板，并且因此在MEMS镜的振荡期间保持其空间取向。由于该单个旋转扫描轴，MEMS镜12被称为1D MEMS镜或1D MEMS扫描仪。
MEMS镜12被配置为关于单个扫描轴13“从一侧到另一侧振荡”，使得从MEMS镜12反射的光(即，光的竖直扫描线)在水平扫描方向上来回振荡。扫描周期或振荡周期例如由从视场的第一边缘(例如，左侧)到视场的第二边缘(例如，右侧)并且然后再次返回到第一边缘的一次完整振荡来定义。MEMS镜12的镜周期对应于扫描周期。
因此，通过改变MEMS镜12在其扫描轴13上的角度，竖直光条在水平方向上扫描视场。例如，MEMS镜12可以被配置为在水平扫描方向上在+/-15度之间振荡以在+/-30度(即，60度)上对光进行转向，从而构成视场的水平扫描范围。因此，通过MEMS镜12在其运动程度内的旋转，可以逐行扫描视场。在运动程度(例如，从-15度到+15度，反之亦然)内的一个这样的序列被称为单次扫描。因此，每个扫描周期使用两个连续扫描。处理单元可以使用多次扫描来生成距离和深度图以及3D图像。深度图和图像的水平分辨率取决于在扫描之间获取的MEMS镜12旋转角度增量步长的大小。
每个激光束在水平方向上具有发散。具体地，每个激光束的宽度具有高斯形状，其中激光束在其中心具有峰值强度并且强度在侧面下降。因此，尽管每个激光束在竖直方向上纵向延伸，但是其宽度也覆盖水平方向上的离散的角度范围(即，角度区域)。因此，本文中使用的角度区域是指包括多个离散角度的区域。当发射器在不同位置(即，基于MEMS镜12的位置)将激光束发射到视场中时，在视场的水平方向上的不同角度区域被采样。
当说两个角度区域重叠时，重叠的角度区域可以对应于同一激光二极管在不同时间发射的光束。“同一激光二极管”可以是指被多个光源，该多个光源被配置为同时发射光以生成宽度在由所有光源产生的光束的整个纵向延伸上完全占据角度区域的激光束(即，全部或部分扫描线)。备选地，“同一激光二极管”可以是指单个光源，该单个光源被配置为生成宽度在仅由该光源产生的光束的整个纵向延伸上完全占据角度区域的激光束(即，部分扫描线)。因此，多个光束是由同一激光二极管生成的光束，并且每个激光束的光束宽度在激光束的整个纵向延伸上完全占据视场的角度区域。
此外，发射器被配置为采用重叠扫描技术以实现视场的过采样。根据重叠扫描技术，发射器被配置为对于在第一水平方向上水平移动(例如，从视场的第一边缘到视场的第二边缘)的第一扫描，经由照射单元10与MEMS镜12的扫描位置的同步、在第一多个发射方向上发射第一多个激光束。第一多个发射方向使得被第一多个激光束覆盖的角度区域彼此互斥(即，它们不重叠)。因此，第一多个激光束每个以相对于彼此的不同角度区域发射，以对视场的不同水平区域进行采样。
发射器被配置为对于跨视场水平移动(例如，边缘到边缘)的第二扫描，经由照射单元10与MEMS镜12的扫描位置的同步、在第二多个发射方向上发射第二多个激光束。第二多个发射方向使得被第二多个激光束覆盖的角度区域彼此互斥(即，它们不重叠)。
然而，第二多个发射方向中的每个由系统控制器(例如，图2中的系统控制器23)选择，使得第二多个激光束中的对应激光束的角度区域与第一多个激光束中的一个激光束的角度区域部分地重叠。换言之，第二多个激光束中的每个激光束对应于第一多个激光束中的不同激光束，使得它们的角度区域在水平方向上部分地重叠。
相对于第一多个激光束的扫描周期，第二多个激光束可以在相同的扫描周期或不同的扫描周期中发射。
关于同一扫描周期配置，可以在第一扫描周期的第一扫描期间发射第一多个激光束，该第一扫描是从视场的第一边缘到视场的第二边缘。虽然第二多个激光束可以在第一扫描周期的第二扫描期间发射，但是第二扫描是在与第一扫描的运动相反的水平方向上(例如，从视场的第二边缘到视场的第一边缘)。因此，第一扫描和第二扫描是连续扫描，在其之间没有中间扫描。
备选地，关于不同的扫描周期配置，可以在第一扫描周期的第一扫描期间发射第一多个激光束，该第一扫描是从视场的第一边缘到视场的第二边缘。虽然第二多个激光束可以在第二扫描周期的第二扫描期间发射，但是第二扫描是从视场的第一边缘到视场的第二边缘或者是从视场的第二边缘到视场的第一边缘。因此，第一扫描和第二扫描不是连续扫描，使得在其之间存在至少一个中间扫描。
另外，发射器被配置为对于跨视场水平移动(例如，边缘到边缘)的第三扫描，经由照射单元10与MEMS镜12的扫描位置的同步、在第三多个发射方向上发射第三多个激光束。第三多个发射方向使得被第三多个激光束覆盖的角度区域彼此互斥(即，它们不重叠)。
然而，第三多个发射方向中的每个由系统控制器(例如，由图2中的系统控制器23)选择，使得第三多个激光束中的对应激光束的角度区域与第一多个激光束中的一个激光束的角度区域部分地重叠、或者与第二多个激光束中的一个激光束的角度区域部分地重叠。换言之，第三多个激光束的每个激光束对应于第一多个激光束中的不同激光束，使得它们的角度区域部分地重叠，或者第三多个激光束的每个激光束对应于第二多个激光束中的不同激光束使得它们的角度区域部分地重叠。
在一些配置中，第三多个激光束中的对应激光束的角度区域可以与第一多个激光束中的一个激光束的角度区域在水平方向上部分地重叠，并且可以与第二多个激光束中的一个激光束的角度区域在水平方向上部分地重叠。
另外，第三多个激光束可以相对于第一多个激光束的扫描周期在同一扫描周期中发射，或者相对于第二多个激光束的扫描周期在同一扫描周期中发射，尽管也可以在同一扫描周期的不同扫描中发射。备选地，第三多个激光束可以相对于第一多个激光束的扫描周期和第二多个激光束的扫描周期两者在不同的扫描周期中发射。
两个重叠角度区域的重叠程度是可配置的。因此，过采样的程度是可配置的使得改善的物体检测和图像清晰度是可能且可配置的。但是，重叠程度越高，帧速率就越低，因为需要更多的扫描来对整个视场进行采样。
例如，重叠程度可以是50％。在第一扫描、第二扫描和第三扫描顺序发生的场景中，第一扫描和第二扫描中的光束可以重叠50％，并且第二扫描和第三扫描中的光束可以重叠50％，其中第一扫描和第三扫描的光束之间没有重叠。
在另一示例中，重叠程度可以是25％(即，小于50％)。在第一扫描、第二扫描和第三扫描顺序发生的场景中，第一扫描和第二扫描中的光束可以重叠25％，并且第二扫描和第三扫描中的光束可以重叠25％，其中第一扫描和第三扫描的光束之间没有重叠。
在另一示例中，重叠程度可以是75％(即，大于50％)。在第一扫描、第二扫描和第三扫描顺序发生的场景中，第一扫描和第二扫描中的光束可以重叠75％，第二扫描和第三扫描中的光束可以重叠75％，其中第一扫描和第三扫描的相应光束之间有50％的重叠。此外，如果考虑第四扫描中的第四多个光束，则它们可以与第三扫描的光束具有75％的重叠并且与第一扫描的光束具有25％的重叠。
虽然在MEMS镜的上下文中描述透射镜，但是应当理解，也可以使用具有两个正交旋转轴的其他1D镜或甚至2D镜。另外，旋转程度不限于+/-15度，并且视场可以根据应用而增加或减小。因此，一维扫描镜被配置为关于单个扫描轴振荡并且在不同方向上将激光束引导到视场中。因此，发射技术包括将光束从关于单个扫描轴振荡的发射镜发射到视场中，使得光束作为竖直扫描线SL被投射到视场中，当透射镜关于单个扫描轴振荡时，该竖直扫描线SL跨视场水平移动。
在撞击一个或多个物体时，发射的竖直光条通过后向散射被反射回LIDAR扫描系统100a作为反射的竖直线，其中第二光学组件14(例如，透镜或棱镜)接收反射光。第二光学组件14将反射光引导到光电检测器阵列15上，该光电检测器阵列15接收反射光作为接收线RL，并且被配置为生成电测量信号。电测量信号可以用于基于反射光(例如，经由TOF计算和处理)生成环境和/或其他物体数据的3D图。
接收线RL被示出为在像素列的纵向方向上沿着像素列之一延伸的竖直光列。接收线具有与图1A所示的竖直扫描线SL的竖直区域相对应的三个竖直区域。当竖直扫描线SL跨视场水平移动时，入射在2D光电检测器阵列15上的光RL的竖直列也跨2D光电检测器阵列15水平移动。当反射光束RL的接收方向改变时，反射光束RL从光电检测器阵列15的第一边缘向光电检测器阵列15的第二边缘移动。反射光束RL的接收方向对应于扫描线SL的发射方向。因此，LIDAR发射器可以在视场中的不同位置处发射光作为窄激光脉冲，其中每个发射位置对应于光电检测器阵列15的像素列。
在使用1D光电检测器阵列而不是2D光电检测器阵列的系统中，每个光束(即，每个接收线RL)投射到检测器阵列的列上。
光电检测器阵列15可以是多种光电检测器类型中的任何一种；包括雪崩光电二极管(APD)、光电管和/或其他光电二极管器件。诸如电荷耦合器件(CCD)等成像传感器可以是光电检测器。在本文中提供的示例中，光电检测器阵列15是包括APD像素阵列的二维(2D)APD阵列。如上所述，光电检测器阵列15可以是包括单列光电二极管的一维阵列。光电二极管的激活可以与由照射单元10发射的光脉冲同步。
光电检测器阵列15接收反射光脉冲作为接收线RL，并且响应于此而生成电信号。因为来自照射单元10的每个光脉冲的发射时间是已知的，并且因为光以已知速度行进，所以使用电信号的飞行时间计算可以确定物体与光电检测器阵列15的距离。深度图可以绘制距离信息。
在一个示例中，对于每个距离采样，微控制器触发来自照射单元10的每个光源的激光脉冲，并且还启动时间数字转换器(TDC)集成电路(IC)中的计时器。激光脉冲传播通过发射光学器件，被目标场反射，并且被光电检测器阵列15的一个或多个接收光电二极管捕获。每个接收光电二极管发出由模拟读出电路读出的短电脉冲。从模拟读出电路读出的每个信号可以由电信号放大器放大。
比较器IC识别脉冲并且向TDC发送数字信号以停止计时器。TDC使用时钟频率校准每个测量。TDC将起始和停止数字信号之间的差分时间的串行数据发送到微控制器，该微控制器过滤掉任何错误读数，对多个时间测量求平均，并且计算到该特定场位置的目标的距离。通过在由MEMS镜12建立的不同方向上发射连续的光脉冲，可以扫描区域(即视场)，可以生成三维图像，并且可以检测该区域内的物体。
接收器的信号处理链还可以包括用于每个光电二极管或一组光电二极管的ADC。ADC被配置为将来自光电二极管或光电二极管组的模拟电信号转换为用于进一步数据处理的数字信号。
此外，代替使用TDC方法，可以将ADC用于信号检测和ToF测量。例如，每个ADC可以用于检测来自一个或多个光电二极管的模拟电信号，以利用适当的算法来估计起始信号(即，对应于发射光脉冲的定时)与停止信号(即，对应于在ADC处接收模拟电信号的定时)之间的时间间隔。
当作为竖直扫描线SL的激光能量脉冲从MEMS镜12的表面进入视场时，当激光照射视场中的物体时出现反射脉冲。这些反射脉冲作为光的竖直列到达光检测器阵列15，该光的竖直列例如可以具有一个光检测器像素的宽度，并且具有在纵向方向上至少部分沿着光检测器阵列15的像素列竖直地跨越的长度。也就是说，像素列中的所有光电检测器像素或像素列的一部分光电检测器像素可以接收光条。例如，在一种情况下，照射单元10的所有光源可以用于生成扫描线SL/接收线RL。在这种情况下，接收线RL可以在纵向方向上沿着整个像素列延伸。在另一情况下，仅光源的子集可以用于生成扫描线SL/接收线RL。在这种情况下，接收线可以在纵向方向上仅沿着像素列的一部分延伸。
在某些情况下，两个或更多个像素列可以接收来自同一光条的光。例如，当所接收的光条的一部分撞击在两个光电检测器像素之间的区域上时，两个像素列可以接收光。在这种情况下，两个像素列可以在宽度方向上被单个光条部分地照射。
另一方面，如上所述，如果照射单元10生成部分竖直扫描线SL，则仅光电检测器阵列15的部分像素列可以在纵向方向上被照射。
光电检测器阵列15被配置为基于反射光(例如，经由TOF计算和处理)生成用于生成环境的3D图的测量信号(电信号)。例如，如上所述，光电检测器阵列15可以是能够检测和测量光并且由此生成电信号的光电二极管或其他光检测组件的2D阵列。
虽然未示出，但是LIDAR扫描系统100a还可以包括数字微镜器件(DMD)和辅助光学器件(例如，透镜、全内反射(TIR)棱镜或分束器)，这些器件被配置为最初通过主光学器件14接收反射光，并且然后将所接收的反射光重定向到光电检测器阵列15。例如，DMD将首先从主光学器件接收反射光脉冲，并且通过辅助光学器件(例如，透镜、全内反射(TIR)棱镜或分束器)使所接收的反射光偏转到光电检测器阵列15上。在这种情况下，如上所述，光电检测器阵列15仍然将接收光的竖直列。
图1B是根据一个或多个实施例的竖直LIDAR扫描系统100b的示意图。特别地，LIDAR扫描系统100b类似于LIDAR扫描系统100a，不同之处在于，扫描方向旋转了90°使得扫描线SL和接收线RL在竖直方向上(即，从顶部到底部或从底部到顶部)移动。这样，扫描线是被投射到视场中的水平扫描线SL，当透射镜关于单个扫描轴振荡时，该水平扫描线SL跨视场竖直移动。此外，当水平扫描线SL跨视场竖直移动时，入射在2D光电检测器阵列15上的光RL的水平列也跨2D光电检测器阵列15竖直移动。
此外，发射器的每个发射位置可以对应于光电检测器阵列15的像素行。例如，在这种设置中，反射脉冲作为光的水平行到达光电检测器阵列15，例如，该光的水平行具有一个光电检测器像素的宽度并且具有在纵向方向上至少部分沿着光电检测器阵列15的像素行水平地跨越的长度。也就是说，像素行中的所有光电检测器像素或像素行的一部分光电检测器像素可以接收光条。例如，在一种情况下，照射单元10的所有光源可以用于生成扫描线SL/接收线RL。在这种情况下，接收线RL可以在纵向方向上沿着整个像素行延伸。在另一情况下，仅光源的子集可以用于生成扫描线SL/接收线RL。在这种情况下，接收线可以在纵向方向上仅沿着像素行的一部分延伸。
在某些情况下，两个或更多个像素行可以接收来自同一光条的光。例如，当所接收的光条的一部分撞击在两个光电检测器像素之间的区域上时，两个像素行可以接收光。在这种情况下，两个像素行可以在宽度方向上被单个光条部分地照射。
另一方面，如上所述，如果照射单元10生成部分水平扫描线SL，则仅光电检测器阵列15的部分像素行可以在纵向方向上被照射。
每个激光束在竖直方向上具有发散。具体地，每个激光束的宽度具有高斯形状，其中激光束在其中心具有峰值强度并且强度在侧面下降。因此，尽管每个激光束在水平方向上纵向延伸，但是其宽度也覆盖了竖直方向上的离散角度范围(即，角度区域)。因此，本文中使用的角度区域是指包括多个离散角度的区域。当发射器在不同位置(即，基于MEMS镜12的位置)将激光束发射到视场中时，在视场的竖直方向上的不同角度区域被采样。
当说两个角度区域重叠时，重叠的角度区域可以对应于同一激光二极管在不同时间发射的光束。“同一激光二极管”可以是指多个光源，该多个光源被配置为同时发射光以生成宽度在由所有光源产生的光束的整个纵向延伸上完全占据角度区域的激光束(即，全部或部分扫描线)。备选地，“同一激光二极管”可以是指单个光源，该单个光源被配置为生成宽度在仅由该光源产生的光束的整个纵向延伸上完全占据角度区域的激光束(即，部分扫描线)。因此，多个光束是由同一激光二极管生成的光束，并且每个激光束的光束宽度在激光束的整个纵向延伸上完全占据视场的角度区域。
此外，发射器被配置为采用重叠扫描技术以实现视场的过采样。根据重叠扫描技术，发射器被配置为对于在第一竖直方向上竖直移动(例如，从视场的第一边缘到视场的第二边缘)的第一扫描，经由照射单元10与MEMS镜12的扫描位置的同步、在第一多个发射方向上发射第一多个激光束。第一多个发射方向使得被第一多个激光束覆盖的角度区域彼此互斥(即，它们不重叠)。因此，第一多个激光束每个以相对于彼此的不同角度区域发射，以对视场的不同竖直区域进行采样。
发射器被配置为对于跨视场竖直移动(例如，边缘到边缘)的第二扫描，经由照射单元10与MEMS镜12的扫描位置的同步、在第二多个发射方向上发射第二多个激光束。第二多个发射方向使得被第二多个激光束覆盖的角度区域彼此互斥(即，它们不重叠)。
然而，第二多个发射方向中的每个由系统控制器(例如，图2中的系统控制器23)选择，使得第二多个激光束中的对应激光束的角度区域与第一多个激光束中的一个激光束的角度区域部分地重叠。换言之，第二多个激光束中的每个激光束对应于第一多个激光束中的不同激光束使得它们的角度区域在竖直方向上部分地重叠。
相对于第一多个激光束的扫描周期，第二多个激光束可以在相同的扫描周期或不同的扫描周期中发射。
关于同一扫描周期配置，可以在第一扫描周期的第一扫描期间发射第一多个激光束，该第一扫描是从视场的第一边缘到视场的第二边缘。虽然第二多个激光束可以在第一扫描周期的第二扫描期间发射，但是第二扫描是在与第一扫描的运动相反的竖直方向上(例如，从视场的第二边缘到视场的第一边缘)。因此，第一扫描和第二扫描是连续扫描，在其之间没有中间扫描。
备选地，关于不同的扫描周期配置，可以在第一扫描周期的第一扫描期间发射第一多个激光束，该第一扫描是从视场的第一边缘到视场的第二边缘。虽然第二多个激光束可以在第二扫描周期的第二扫描期间发射，但是第二扫描是从视场的第一边缘到视场的第二边缘或者是从视场的第二边缘到视场的第一边缘。因此，第一扫描和第二扫描不是连续扫描使得在其之间存在至少一个中间扫描。
另外，发射器被配置为对于跨视场竖直移动(例如，边缘到边缘)的第三扫描，经由照射单元10与MEMS镜12的扫描位置的同步、在第三多个发射方向上发射第三多个激光束。第三多个发射方向使得被第三多个激光束覆盖的角度区域彼此互斥(即，它们不重叠)。
然而，第三多个发射方向中的每个由系统控制器(例如，由图2中的系统控制器23)选择，使得第三多个激光束中的对应激光束的角度区域与第一多个激光束中的一个激光束的角度区域在竖直方向上部分地重叠或者与第二多个激光束中的一个激光束的角度区域在竖直方向上部分地重叠。换言之，第三多个激光束的每个对应于第一多个激光束中的不同激光束，使得它们的角度区域部分地重叠，或者第三多个激光束的每个对应于第二多个激光束中的不同激光束，使得它们的角度区域部分地重叠。
在一些配置中，第三多个激光束中的对应激光束的角度区域可以与第一多个激光束中的一个激光束的角度区域部分地重叠，并且与第二多个激光束中的一个激光束的角度区域部分地重叠。
另外，第三多个激光束可以相对于第一多个激光束的扫描周期在同一扫描周期中发射，或者相对于第二多个激光束的扫描周期在同一扫描周期中发射，尽管也可以在同一扫描周期的不同扫描中发射。备选地，第三多个激光束可以相对于第一多个激光束的扫描周期和第二多个激光束的扫描周期两者在不同的扫描周期中发射。
两个重叠角度区域的重叠程度是可配置的。因此，过采样的程度是可配置的使得改善的物体检测和图像清晰度是可能且可配置的。但是，重叠程度越高，帧速率就越低，因为需要更多的扫描来对整个视场进行采样。
例如，重叠程度可以是50％。在第一扫描、第二扫描和第三扫描顺序发生的场景中，第一扫描和第二扫描中的光束可以重叠50％，并且第二扫描和第三扫描中的光束可以重叠50％，其中第一扫描和第三扫描的光束之间没有重叠。
在另一示例中，重叠程度可以是25％(即，小于50％)。在第一扫描、第二扫描和第三扫描顺序发生的场景中，第一扫描和第二扫描中的光束可以重叠25％，并且第二扫描和第三扫描中的光束可以重叠25％，其中第一扫描和第三扫描的光束之间没有重叠。
在另一示例中，重叠程度可以是75％(即，大于50％)。在第一扫描、第二扫描和第三扫描顺序发生的场景中，并且第一扫描和第二扫描中的光束可以重叠75％，第二扫描和第三扫描中的光束可以重叠75％，其中第一扫描和第三扫描的相应光束之间有50％的重叠。此外，如果考虑第四扫描中的第四多个光束，则它们可以与第三扫描的光束具有75％的重叠并且与第一扫描的光束具有25％的重叠。
应当理解，尽管参考水平LIDAR扫描系统100a描述一些实施例，但是任何实施例可以类似地应用于水平LIDAR扫描系统100a和竖直LIDAR扫描系统100b两者。从这个意义上说，参考扫描系统100a在水平方向上的重叠角度区域的概念可以与参考扫描系统100b的在竖直方向上的重叠角度区域的概念可互换，反之亦然。
图2是根据一个或多个实施例的LIDAR扫描系统200的示意性框图。特别地，图2示出了LIDAR扫描系统200的附加特征，包括示例处理和控制系统组件，诸如MEMS驱动器、接收器电路和系统控制器。
LIDAR扫描系统200包括负责系统200的发射器路径的发射器单元21和负责系统200的接收器路径的接收器单元22。系统还包括系统控制器23，系统控制器23被配置为控制发射器单元21和接收器单元22的组件并且从接收器单元22接收原始数据，并且对原始数据执行处理(例如，经由数字信号处理)以生成物体数据(例如，点云数据)。因此，系统控制器23包括用于处理数据的信号处理链的至少一个处理器和/或处理器电路系统(例如，比较器、TDC、ADC和数字信号处理器(DSP))、以及被配置为生成控制信号的控制电路系统，诸如微控制器。LIDAR扫描系统200还可以包括向系统控制器23提供传感器信息的传感器26，诸如温度传感器。
发射器单元21包括照射单元10、MEMS镜12和被配置为驱动MEMS镜12的MEMS驱动器25。特别地，MEMS驱动器25致动并且感测镜的旋转位置，并且向系统控制器23提供镜的位置信息(例如，倾斜角度或关于旋转轴的旋转度)。基于该位置信息，照射单元10的激光源被系统控制器23触发，并且光电二极管被激活以感测并且因此测量反射光信号。因此，MEMS镜的位置感测中的更高准确度产生LIDAR系统的其他组件的更准确和精确的控制。
具体地，系统控制器23被配置为控制照射单元10和MEMS镜12以实现重叠扫描技术。来自照射单元10的激光束的发射与MEMS镜12的旋转(角度)位置相协调，以基于例如期望的定时间隔和/或期望的发射方向将激光束发射到视场中。
如上所述，每个激光束覆盖视场的角度区域。系统控制器23为每个激光束发射确定离散的镜位置，并且使激光束发射与该离散的镜位置同步。因此，每个离散的镜位置对应于离散的发射方向，并且因此对应于被发射的激光束的宽度覆盖的角度区域。此外，发射器的每个发射位置可以对应于光电检测器阵列15的像素列。
系统控制器23还可以基于检测到的物体的估计位置来确定期望的发射方向。位置信息可以由耦合到系统控制器23的一个或多个物体传感器接收，包括LIDAR传感器本身或不同类型的物体传感器，包括但不限于雷达传感器或相机传感器。
接收器单元22包括光电检测器阵列15以及包括模拟读出电路的接收器电路24。如将在下面更详细描述的，光电检测器阵列15的每一行可以通过模拟多路复用器选择性地耦合和去耦合到接收器电路24。耦合到接收器电路24的像素、行或列可以被称为有效，而未耦合到接收器电路24的像素、行或列可以被称为无效。
模拟读出电路包括N个模拟输出通道(例如，32个通道)，N个模拟输出通道被配置为读出从光电检测器阵列15的耦合行的所选择的像素接收的测量信号。此外，来自耦合行的一个以上的像素可以被选择，多个行可以同时耦合到输出通道，并且可以从每个耦合行中选择一个或多个像素。
因此，接收器电路24可以从光电检测器阵列15的光电检测器接收模拟电信号，并且将电信号作为原始模拟数据传输到模数转换器(ADC)。在ADC接收电信号之前，电信号可以通过放大器(例如，跨阻放大器(TIA))，该放大器将电信号从例如电流转换为电压。ADC被配置为将原始模拟数据转换为原始数字数据以进行进一步处理。放大器和/或ADC可以并入系统控制器23或接收器电路24中，或者可以作为单独的电路插入在接收器电路24与系统控制器23之间。
接收器电路24还可以从系统控制器23接收触发一个或多个光电检测器的激活的触发控制信号。接收器电路24还可以接收用于控制一个或多个光电检测器的增益的增益设置控制信号。
系统控制器23包括信号处理电路系统，该信号处理电路接收原始数字数据、以及由ADC生成的起始和停止数字信号之间的差分时间的串行数据，并且使用所接收的数据来计算视场内的每个场位置的飞行时间信息，生成物体数据(例如，点云数据)，并且生成3D点云。
具体地，系统控制器23的信号处理电路系统可以被配置为基于由光电检测器阵列15的光电检测器生成的电信号来检测物体。基于该检测，信号处理电路系统可以确定物体在视场中的估计位置、到物体的方向、和/或与物体的位置或方向相对应的反射镜12的角位置。系统控制器23可以在实现本文中描述的重叠扫描技术的同时，基于物体的估计位置来控制一个或多个激光束的发射。
图3A示出了根据一个或多个实施例的用于根据离散数目的发射位置的水平扫描的扫描序列。图3B示出了根据一个或多个实施例的用于根据离散数目的发射位置的竖直扫描的扫描序列。图3A对应于由图1A所示的扫描系统100a实现的扫描技术，而图3B对应于由图1B所示的扫描系统100b实现的扫描技术。
特别地，图3A的顶部部分示出了在其中执行非重叠扫描的三个连续扫描1、2和3的第一扫描序列。三个连续扫描1、2和3可以按从1到2到3的顺序执行。但是，扫描顺序不限于特定顺序。
图3A的底部部分示出了在其中执行重叠扫描的六个连续扫描1-6的第二扫描序列。六个连续的扫描1-6可以按从1到2到3到4到5到6或从1到4到2到5到3到6的顺序执行。但是，扫描顺序不限于特定顺序。如图所示，在重叠扫描期间使用重叠扫描图案。
每次扫描包括MEMS镜12旋转扫描周期的一半(即，振荡周期的一半)。因此，在单个扫描期间，MEMS镜12从一个极值位置旋转到相反的极值位置。在每个扫描期间，照射单元10可以以设定的发射间隔发射激光束。因此，如图所示，根据发射间隔，每个扫描中的发射位置均等地间隔开。
图3A示出了网格图案的离散数目的发射位置1-10。发射位置1-10中的每个表示MEMS镜12的离散的镜位置，当照射单元10被触发以发射激光束时，MEMS镜12被定位到该离散的镜位置。因此，每个发射位置1-10的中心表示发射的激光束的发射方向。因此，在扫描1(scan number 1)期间，激光束在发射位置1、4、7和10处发射。
类似地，图3A示出了离散数目的重叠的发射位置01、12、23、34、45、56、67、78、910和1011，每个发射位置表示两个离散的发射位置1-10之间的发射位置，包括未示出的附加的离散的发射位置0和11。
每个激光束的宽度由每个阴影块表示。每个激光束的宽度对应于在水平方向上将激光束投射到视场中的角度区域。每个光束的宽度可以对应于光电检测器阵列15的一个像素列的宽度，该光电检测器阵列15可以是1D光电检测器阵列或2D光电检测器阵列。因此，每个阴影块表示与MEMS镜12的发射位置相对应的一个像素列宽的角度区域。
根据图3A的顶部部分，每个激光束的角度区域不与其他角度区域重叠。与重叠扫描相比，这种类型的扫描可以实现更快的帧速率。
相反，根据图3A的底部部分，每个角度区域与两个其他角度区域部分地重叠。换言之，每个激光束与来自第一扫描的第一激光束部分地重叠，并且与来自第二扫描的激光束部分地重叠。例如，与扫描2中的发射位置5相对应的激光束具有与在扫描4中的重叠发射位置45和扫描5中的重叠发射位置56处发射的激光束重叠的角度区域。
在此，使用50％的重叠。然而，可以由系统控制器23选择更高或更低的重叠程度。例如，可以使用75％的重叠，这可以产生信息准确性的提高，但以较慢的帧速率为代价。
另外，图3A示出了多个虚拟像素A-T，系统控制器23的信号处理电路使用多个虚拟像素A-T作为确定物体大小的参考点。例如，与发射位置4、45和5相对应的光电检测器阵列15的像素可以检测反射光束，从而指示在这些位置处存在物体。特别地，与发射位置4和5相对应的像素已经检测到TOF差小于定义的余量的物体，从而指示同一物体。
另一方面，与发射位置34和56相对应的光电检测器阵列15的像素可能未检测到反射光束，从而指示在这些位置处不存在物体。因此，信号处理电路可以确定物体位于虚拟像素H和I处，而不是位于虚拟像素G和J处。因此，与不使用重叠扫描图案并且不能以重叠采样可以实现的特异性来区分物体边界的图3A的顶部部分相比，可以更精确地确定物体大小。结果，通过重叠采样可以获取更清晰的图像。
作为重叠采样的另一好处，一个物体可以存在于距LIDAR传感器近中距离的位置，其中物体大小为一个像素，但位于两个发射位置的中间。如图3A所示，重叠扫描提供关于物体大小的增加的信息准确性，因为两对相邻发射位置击中物体而不是只有一对。
在另一情况下，物体可以位于距LIDAR传感器远距离的位置。重叠扫描技术由于重叠角度区域的覆盖率提高而提供更高水平的反射信号检测。因此，增加了物体检测的可能性。
在另一情况下，两个物体可以位于彼此相距半个束宽的位置。尽管这两个物体可能无法彼此区分，但是使用重叠扫描技术，“物体大小”信息的边缘将更加准确。例如，图4示出了其中两个物体彼此相距光束宽度的一半的情况。换言之，在发射位置5处发射的光束可以“击中”两个物体。即使两个物体可能无法彼此区分，虚拟像素D和O处的外边缘也可以更清晰和更好地定义。
关于图3B中所示的竖直扫描，示出了结合图3A描述的类似的概念。特别地，图3B的左侧部分示出了在其中执行非重叠扫描三个连续扫描1、2和3的第一扫描序列。三个连续扫描1、2和3可以按从1到2到3的顺序执行。但是，扫描顺序不限于特定顺序。
图3B的右侧部分示出了在其中执行重叠扫描的六个连续扫描1-6的第二扫描序列。六个连续的扫描1-6可以按从1到2到3到4到5到6或从4到1到5到2到6到3的顺序执行。但是，扫描顺序不限于特定顺序。如图所示，在重叠扫描期间使用重叠扫描图案。
每个扫描包括MEMS镜12旋转扫描周期的一半(即，振荡周期的一半)。因此，在单个扫描期间，MEMS镜12从一个极值位置旋转到相反的极值位置。在每次扫描期间，照射单元10可以以设定的发射间隔发射激光束。因此，如图所示，根据发射间隔，每个扫描中的发射位置均等地间隔开。
图3B示出了网格图案的离散数目的发射位置1-6。发射位置1-6中的每个表示MEMS镜12的离散的镜位置，当照射单元10被触发以发射激光束时，MEMS镜12被定位到该离散的镜位置。因此，每个发射位置1-10的中心表示发射的激光束的发射方向。因此，在扫描1期间，激光束在发射位置1和4处发射。
类似地，图3B示出了离散数目的重叠的发射位置01、12、23、34、45、56和67，每个发射位置表示两个发射位置1-6之间的发射位置，包括未示出的另外的发射位置0和7。
每个激光束的宽度由每个阴影块表示。每个激光束的宽度对应于在竖直方向上将激光束投射到视场中的角度区域。每个光束的宽度可以对应于光电检测器阵列15的一个像素行的宽度，该光电检测器阵列15可以是1D光电检测器阵列或2D光电检测器阵列。因此，每个阴影块表示与MEMS镜12的发射位置相对应的一个像素行宽的角度区域。
图5是根据一个或多个实施例的物体扫描系统500的框图。特别地，物体扫描系统500包括系统控制器23和与其电耦合的各种传感器。各种传感器包括LIDAR传感器51、雷达传感器52、相机传感器53和物体传感器54。LIDAR传感器51可以是图2所示的LIDAR扫描系统200。物体传感器54可以是能够检测物体并且基于该检测生成传感器数据的任何类型的物体传感器54。
系统控制器23包括从各种传感器51-54中的一个或多个接收传感器数据的信号处理电路56。信号处理电路56包括基于从各种传感器51-54中的一个或多个接收的传感器数据来检测物体的物体检测器电路55。信号处理电路56还包括确定检测到的物体的位置以及与检测到的物体的位置相对应的发射方向的物体位置确定电路57。
系统控制器23还包括控制电路58(例如，微处理器)，控制电路58从物体位置确定电路57接收位置信息和/或发射方向信息，并且控制LIDAR传感器55的LIDAR发射器根据接收到的信息来执行重叠扫描。
例如，控制电路58可以控制照射单元10始终执行重叠扫描，类似于图3A的底部部分，而无论是否检测到物体。
备选地，控制电路58可以仅响应于检测到物体而控制照射单元10执行重叠扫描。在这种情况下，响应于检测到物体，控制电路58可以实现视场的完全重叠的扫描，诸如图3A的底部部分所示的扫描4、扫描5和扫描6。否则，在不存在检测到的物体的情况下，控制电路58根据图3A的顶部部分来实现非重叠扫描(即，仅使用扫描1、扫描2和扫描3)。例如，最初可以依次执行非重叠的扫描1、扫描2和扫描3以初始检测物体，并且，如果在非重叠扫描的初始集合中检测到任何物体，则可以在第二轮扫描中发起重叠的扫描4、扫描5和扫描6以改善检测到的物体的物体大小和边缘检测。这有效地保持较高的帧速率，直到检测到物体(即，直到需要较低的帧速率)。
备选地，控制电路58可以实现定向重叠扫描使得重叠的激光束仅在已经检测到的物体周围发射。这种情况在图6中进行说明，图6示出了根据一个或多个实施例的响应于检测到的物体的定向重叠扫描序列。在该示例中，在与发射位置4、5和6相对应的视场中的位置处由各个传感器51-54中的一个或多个检测物体，每个发射位置对应于相应的发射方向。发射位置可以由目标位置确定电路57基于LIDAR传感器数据和/或来自其他传感器52-54的其他传感器数据来确定。
基于所确定的与物体的位置相对应的发射位置4、5和6，控制电路58可以选择重叠发射位置，以产生具有与在发射位置4、5和6发射的激光束重叠的角度区域的激光束。换言之，控制电路58可以选择与所确定的发射位置4、5和6重叠的重叠发射位置。在这种情况下，重叠发射位置34、45、56和67与所确定的发射位置4、5和6中的至少一个重叠，并且被选择用于目标重叠扫描。控制电路58控制照射单元10以在重叠发射位置34、45、56和67处发射激光束以用于进一步的物体检测。
此外，如果LIDAR发射器21尚未扫描所确定的发射位置4、5和6，则除了重叠发射位置34、45、56和67，控制电路58还可以控制照射单元10在所确定的发射位置4、5和6处发射激光束。如果基于由与LIDAR传感器51不同的传感器提供的传感器数据而检测到物体，则会出现这种情况。
因此，根据定向重叠扫描，基于检测到的物体来选择重叠发射位置和光束发射方向，以更准确地检测检测到的物体的边缘和边界。另外，通过仅在已经检测到的物体周围发射重叠光束，与执行完全重叠扫描相比，可以提高LIDAR传感器51的帧速率。
因此，LIDAR系统包括光检测器模块，该光检测器模块被配置为基于第一多个激光束从至少一个物体接收至少一个反射束，并且基于接收到的至少一个反射束生成电信号；以及信号处理电路，被配置为基于电信号检测至少一个物体。控制器被配置为响应于信号处理电路检测到至少一个物体而发起第二多个激光束的第二扫描，其中第二多个激光束中的每个与第一多个激光束中的至少一个重叠。
更一般地，LIDAR系统包括被配置为检测至少一个物体(即，基于从一个或多个各种传感器接收的传感器数据)的信号处理电路，并且控制器被配置为响应于检测至少一个物体而发起重叠扫描。
根据一个或多个实施例，提供一种物体扫描系统。物体扫描系统包括：被配置为检测物体的位置的物体传感器；被配置为利用激光束扫描视场的LIDAR发射器，其中每个激光束的光束宽度在投射到视场中时在竖直或水平方向上与视场的角度区域一致；以及控制器，控制器被配置为确定与物体的检测到的位置相一致的发射方向，控制LIDAR发射器在发射方向上发射第一激光束，使得被第一激光束覆盖的第一角度区域与物体的检测到的位置相一致，并且控制LIDAR发射器在第一另外的发射方向上发射第二激光束，使得被第二激光束覆盖的第二角度区域与第一角度区域的第一部分重叠。
控制器可以被配置为控制LIDAR发射器在第二另外的发射方向上发射第三激光束，使得被第三激光束覆盖的第三角度区域与不同于第一部分的第一角度区域的第二部分重叠。
物体传感器可以是雷达传感器、LIDAR传感器或相机传感器。
根据一个或多个实施例，提供了另一种物体扫描系统。物体扫描系统包括：被配置为检测物体的位置的物体传感器；被配置为利用激光束扫描视场的LIDAR发射器，其中每个激光束的光束宽度在投射到视场中时在竖直或水平方向上与视场的角度区域一致；以及控制器，控制器被配置为：确定与物体的检测到的位置相一致的发射方向，基于所确定的发射方向，控制LIDAR发射器发射第一激光束，使得被第一激光束覆盖的第一角度区域与物体的检测到的位置相一致，并且基于所确定的发射方向，控制LIDAR发射器发射第二激光束，使得被第二激光束覆盖的第二角度区域与第一角度区域部分地重叠。第一激光束可以在与物体的检测到的位置相一致的所确定的发射方向上发射。
物体传感器可以是雷达传感器、LIDAR传感器或相机传感器。
尽管本文中描述的实施例涉及具有镜的MEMS器件，但是应当理解，其他实现可以包括除MEMS镜器件之外的光学器件。另外，尽管已经在装置的上下文中描述了一些方面，但是很明显，这些方面也表示对应方法的描述，其中框或设备对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文中描述的方面也表示对应装置的对应框或项目或特征的描述。方法步骤中的一些或全部可以由(或使用)硬件装置(例如，微处理器、可编程计算机或电子电路)执行。在一些实施例中，一个或多个方法步骤中的一些可以由这样的装置执行。
取决于某些实现要求，本文中提供的实施例可以以硬件或软件来实现。该实现可以使用数字存储介质来执行，例如，软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或FLASH存储器，该数字存储介质上存储有电子可读控制信号，该数字存储介质与可编程计算机系统配合(或能够与其配合)从而执行相应方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。
指令可以由一个或多个处理器执行，诸如一个或多个中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其他等效的集成或分立逻辑电路系统。因此，如本文中使用的，术语“处理器”是指任何前述结构或适合于实现本文中描述的技术的任何其他结构。另外，在一些方面，本文中描述的功能可以在专用硬件和/或软件模块内提供。同样，该技术可以完全在一个或多个电路或逻辑元件中实现。
上述示例性实施例仅是说明性的。应当理解，本文中描述的布置和细节的修改和变化对于本领域的其他技术人员将是很清楚的。因此，本发明的意图仅由即将来临的专利权利要求的范围限制，而不受通过本文中的实施例的描述和解释而给出的具体细节的限制。

Claims (21)

1.一种光检测和测距(LIDAR)系统，包括：
LIDAR发射器，被配置为利用激光束扫描视场，其中每个激光束具有的光束宽度在投射到所述视场中时在水平方向上与所述视场的角度区域一致；以及
控制器，被配置为发起使用重叠扫描技术利用所述LIDAR发射器对所述视场的多次扫描，
其中所述LIDAR发射器被配置为在跨所述视场水平移动的第一扫描中根据第一发射间隔发射第一多个激光束，其中被所述第一多个激光束覆盖的第一多个角度区域彼此互斥，
其中所述LIDAR发射器被配置为在跨所述视场水平移动的第二扫描中根据第二发射间隔发射第二多个激光束，其中被所述第二多个激光束覆盖的第二多个角度区域彼此互斥，以及
其中所述第二多个角度区域中的每个角度区域与所述第一多个角度区域中的不同的对应角度区域以第一预定量部分地重叠。
2.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中所述第一扫描和所述第二扫描是在相反方向上跨所述视场水平移动的两个连续扫描。
3.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中所述第一扫描和所述第二扫描是在相同方向或相反方向上跨所述视场水平移动的两个非连续扫描。
4.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中所述第一预定量是可变的，并且所述控制器被配置为调节所述第一预定量。
5.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中：
所述LIDAR发射器被配置为在跨所述视场水平移动的第三扫描中根据第三发射间隔发射第三多个激光束，其中被所述第三多个激光束覆盖的第三多个角度区域彼此互斥，以及
所述第三多个角度区域中的每个角度区域与所述第一多个角度区域中的对应角度区域以所述第一预定量部分地重叠。
6.根据权利要求5所述的LIDAR系统，其中所述第三多个角度区域中的每个角度区域与所述第二多个角度区域中的对应角度区域以不同于所述第一预定量的第二预定量部分地重叠。
7.根据权利要求5所述的LIDAR系统，其中：
所述第二扫描和所述第三扫描是在相反方向上跨所述视场水平移动的两个连续扫描，并且所述第二扫描或所述第三扫描都不是与所述第一扫描连续的，或者
其中所述第二扫描和所述第三扫描是在相反方向上跨所述视场水平移动的两个连续扫描，并且所述第二扫描或所述第三扫描中的一个扫描是与所述第一扫描连续的，或者
所述第一扫描、所述第二扫描和所述第三扫描是三个连续扫描。
8.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中：
所述LIDAR发射器包括一维扫描镜，所述一维扫描镜被配置为关于单个扫描轴振荡，使得所述激光束作为竖直扫描线投射到所述视场中，当所述透射镜关于所述单个扫描轴振荡时，所述竖直扫描线跨所述视场水平移动。
9.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中：
所述LIDAR发射器被配置为在第一多个发射方向上发射所述第一多个激光束，以及
所述LIDAR发射器被配置为在不同于所述第一多个发射方向的第二多个发射方向上发射所述第二多个激光束。
10.根据权利要求1所述的LIDAR系统，还包括：
光检测器模块，被配置为基于所述第一多个激光束从至少一个物体接收至少一个反射束，并且基于接收到的所述至少一个反射束生成电信号；以及
信号处理电路，被配置为基于所述电信号检测所述至少一个物体，
其中所述控制器被配置为响应于所述信号处理电路检测到所述至少一个物体而发起所述第二扫描。
11.根据权利要求1所述的LIDAR系统，还包括：
信号处理电路，被配置为检测至少一个物体，
其中所述控制器被配置为响应于检测到所述至少一个物体而发起所述第二扫描。
12.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中每个激光束的所述光束宽度在所述激光束的整个纵向延伸上完全占据所述视场的所述角度区域。
13.一种光检测和测距(LIDAR)系统，包括：
LIDAR发射器，被配置为利用激光束扫描视场，其中每个激光束具有的光束宽度在投射到所述视场中时在水平方向上与所述视场的角度区域一致，
控制器，被配置为控制所述LIDAR发射器使用重叠扫描技术来扫描所述视场；
其中所述LIDAR发射器被配置为在跨所述视场水平移动的第一扫描中发射第一多个激光束，所述第一多个激光束在第一多个发射方向上被发射，使得被所述第一多个激光束覆盖的第一多个角度区域彼此互斥；以及
信号处理电路，被配置为基于所述第一多个激光束检测至少一个物体，并且从所述第一多个发射方向中标识与所述至少一个物体的位置相对应的物体发射方向，其中所述物体发射方向还对应于所述第一多个角度区域中的目标角度区域，
其中所述LIDAR发射器被配置为发射与所述目标角度区域部分地重叠的第一重叠激光束。
14.根据权利要求13所述的LIDAR系统，其中所述LIDAR发射器被配置为发射与所述目标角度区域部分地重叠的第二重叠激光束。
15.根据权利要求14所述的LIDAR系统，其中被所述第一重叠激光束覆盖的角度区域与被所述第二重叠激光束覆盖的角度区域部分地重叠。
16.根据权利要求14所述的LIDAR系统，其中被所述第一重叠激光束部分地覆盖的角度区域和被所述第二重叠激光束覆盖的角度区域彼此互斥。
17.一种由光检测和测距(LIDAR)系统实现的扫描视场的方法，所述方法包括：
利用激光束扫描视场，其中每个激光束具有的光束宽度在投射到所述视场中时在水平方向上与所述视场的角度区域一致，
所述扫描包括：
在跨所述视场水平移动的第一扫描中，根据第一发射间隔发射第一多个激光束，其中被所述第一多个激光束覆盖的第一多个角度区域彼此互斥；以及
在跨所述视场水平移动的第二扫描中，根据第二发射间隔发射第二多个激光束，其中被所述第二多个激光束覆盖的第二多个角度区域彼此互斥，
其中所述第二多个角度区域中的每个角度区域与所述第一多个角度区域中的不同的对应角度区域以第一预定量部分地重叠。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述扫描还包括：
在跨所述视场水平移动的第三扫描中，根据第三发射间隔发射第三多个激光束，其中被所述第三多个激光束覆盖的第三多个角度区域彼此互斥，以及
所述第三多个角度区域中的每个角度区域与所述第一多个角度区域中的对应角度区域以所述第一预定量部分地重叠。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第三多个角度区域中的每个角度区域与所述第二多个角度区域中的对应角度区域以不同于所述第一预定量的第二预定量部分地重叠。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：
基于所述第一多个激光束从至少一个物体接收至少一个反射束；
基于所述接收到的至少一个反射光束生成电信号；
基于所述电信号检测所述至少一个物体；以及
响应于检测到所述至少一个物体而发起所述第二扫描。
21.根据权利要求17所述的方法，还包括：
检测至少一个物体；以及
响应于检测到所述至少一个物体而发起所述第二扫描。
CN202010218755.4A 2019-03-26 2020-03-25 用于光检测和测距（lidar）系统的过采样和发射器拍摄模式 Active CN111751842B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/364,604 2019-03-26
US16/364,604 US11796642B2 (en) 2019-03-26 2019-03-26 Oversamplng and transmitter shooting pattern for light detection and ranging (LIDAR) system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111751842A true CN111751842A (zh) 2020-10-09
CN111751842B CN111751842B (zh) 2024-04-19

Family

ID=72604123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010218755.4A Active CN111751842B (zh) 2019-03-26 2020-03-25 用于光检测和测距（lidar）系统的过采样和发射器拍摄模式

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11796642B2 (zh)
CN (1) CN111751842B (zh)
DE (1) DE102020104413A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11009605B2 (en) 2017-01-05 2021-05-18 Innovusion Ireland Limited MEMS beam steering and fisheye receiving lens for LiDAR system
US11675055B2 (en) * 2019-01-10 2023-06-13 Innovusion, Inc. LiDAR systems and methods with beam steering and wide angle signal detection
WO2021248427A1 (zh) * 2020-06-12 2021-12-16 深圳市汇顶科技股份有限公司 深度传感装置以及相关电子装置及深度传感装置的操作方法
US20220050183A1 (en) * 2020-08-12 2022-02-17 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Intertwined detector array for an optical sensing system
US11977169B2 (en) 2020-08-24 2024-05-07 Innoviz Technologies Ltd. Multi-beam laser emitter with common optical path
KR102512347B1 (ko) * 2020-12-14 2023-03-22 현대모비스 주식회사 시간 디지털 컨버터 및 이를 이용한 신호 정렬 장치 및 이를 이용한 방법
CN112731415A (zh) * 2020-12-18 2021-04-30 森思泰克河北科技有限公司 多线激光雷达探测系统及方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101023510A (zh) * 2004-06-18 2007-08-22 电子科学工业公司 使用多激光束光斑的半导体结构处理
CN102413267A (zh) * 2010-09-15 2012-04-11 微软公司 改进的扫描传感器阵列
US20140168630A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 Fujitsu Limited Distance measurement apparatus, and distance measurement method
US20140231650A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Raytheon Company Digitally scanned multi-cell electro-optic sensor
US20170131387A1 (en) * 2015-11-05 2017-05-11 Luminar Technologies, Inc. Lidar system with improved scanning speed for high-resolution depth mapping
US20180059221A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-01 Qualcomm Incorporated Hybrid scanning lidar systems
CN108027441A (zh) * 2015-09-08 2018-05-11 微视公司 混合模式深度检测
CN108267746A (zh) * 2018-01-17 2018-07-10 上海禾赛光电科技有限公司 激光雷达系统、激光雷达点云数据的处理方法、可读介质
CN108431626A (zh) * 2015-12-20 2018-08-21 苹果公司 光检测和测距传感器
US20180284276A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Luminar Technologies, Inc. Dynamically Scanning a Field of Regard Using a Limited Number of Output Beams
CN108693537A (zh) * 2017-04-11 2018-10-23 北醒（北京）光子科技有限公司 一种光学相控阵扫描探测方法
CN109188451A (zh) * 2018-10-15 2019-01-11 北京径科技有限公司 一种激光雷达系统

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101023510A (zh) * 2004-06-18 2007-08-22 电子科学工业公司 使用多激光束光斑的半导体结构处理
CN102413267A (zh) * 2010-09-15 2012-04-11 微软公司 改进的扫描传感器阵列
US20140168630A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 Fujitsu Limited Distance measurement apparatus, and distance measurement method
US20140231650A1 (en) * 2013-02-15 2014-08-21 Raytheon Company Digitally scanned multi-cell electro-optic sensor
CN108027441A (zh) * 2015-09-08 2018-05-11 微视公司 混合模式深度检测
US20170131387A1 (en) * 2015-11-05 2017-05-11 Luminar Technologies, Inc. Lidar system with improved scanning speed for high-resolution depth mapping
CN108431626A (zh) * 2015-12-20 2018-08-21 苹果公司 光检测和测距传感器
US20180059221A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-01 Qualcomm Incorporated Hybrid scanning lidar systems
US20180284276A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Luminar Technologies, Inc. Dynamically Scanning a Field of Regard Using a Limited Number of Output Beams
CN108693537A (zh) * 2017-04-11 2018-10-23 北醒（北京）光子科技有限公司 一种光学相控阵扫描探测方法
CN108267746A (zh) * 2018-01-17 2018-07-10 上海禾赛光电科技有限公司 激光雷达系统、激光雷达点云数据的处理方法、可读介质
CN109188451A (zh) * 2018-10-15 2019-01-11 北京径科技有限公司 一种激光雷达系统

Also Published As

Publication number Publication date
US11796642B2 (en) 2023-10-24
US20200309917A1 (en) 2020-10-01
CN111751842B (zh) 2024-04-19
DE102020104413A1 (de) 2020-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111751842B (zh) 用于光检测和测距（lidar）系统的过采样和发射器拍摄模式
CN111352091B (zh) 用于lidar应用的激光和检测器阵列中的实时选通和信号路由
US11353557B2 (en) Hybrid LIDAR receiver and lidar methods
US11408983B2 (en) Lidar 2D receiver array architecture
US11693102B2 (en) Transmitter and receiver calibration in 1D scanning LIDAR
US10215857B2 (en) Depth sensor module and depth sensing method
US11592537B2 (en) Optical crosstalk mitigation in LIDAR using digital signal processing
KR102324449B1 (ko) 광 검출기 어레이 및 아날로그 판독 회로가 개재된 lidar 수신기용 멀티 검출기
US11698447B2 (en) Beam steering aware pixel clustering of segmented sensor area and implementing averaging algorithms for pixel processing
US11555899B2 (en) Random hardware fault and degradation protection apparatus for time-of-flight receiver
US11550044B2 (en) Dirt detector on a LIDAR sensor window
US11686819B2 (en) Dynamic beam splitter for direct time of flight distance measurements
CN114114301A (zh) 用于频率调制连续波lidar的反射镜移动和激光射击图案补偿
KR102623088B1 (ko) Dmd를 구비한 3차원 이미지 장치 및 그 동작 방법
US20230168349A1 (en) Laser scanner using macro scanning structure and a mems scanning mirror
KR20220037940A (ko) Dmd를 구비한 3차원 이미지 장치 및 그 동작 방법
KR20200127568A (ko) 디지털 마이크로미러 장치를 이용하는 tof 센서 및 그 동작 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant