CN112394366A - 光检测和测距lidar设备及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了光检测和测距LIDAR设备及其操作方法，其中，所述LIDAR设备包括：发送器，发射光，其中，发射光照射LIDAR设备的视场FOV内的环境区域；透镜，从环境接收光，其中，所述透镜沿着预定光路聚焦从环境的照射区域向着LIDAR设备传播的光；检测器，沿着预定光路定位，以拦截和检测由透镜沿着预定光路聚焦的、从环境的照射区域向着LIDAR设备传播的光；控制器，其中，所述控制器被配置为：(i)接收指示向着LIDAR设备发射的、源自除了发送器之外的源的外部光的数据；以及(ii)响应于接收指示向着LIDAR设备发射的、源自除了发送器之外的源的外部光的数据，参与缓解过程以保护LIDAR设备的操作免受外部光的影响。

Description

光检测和测距LIDAR设备及其操作方法

本申请是申请日(国际申请日)为2017年12月13日，申请号为201780081484.9，发明名称为具有离轴接收器的光检测和测距(LIDAR)设备的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年12月31日提交的第15/396,476号美国专利申请的优先权，其通过引用整体结合于此。

技术领域

本公开涉及一种光检测和测距(light detection and ranging，LIDAR)设备和保护该LIDAR设备免受外部光影响的方法和系统。

背景技术

车辆可以包括被配置为检测关于车辆运行的环境的信息的一个或多个传感器。一种这样的传感器是光检测和测距(light detection and ranging，LIDAR)设备。

LIDAR设备可以在扫描场景时确定到环境特征的距离，以聚集(assemble)指示环境中反射表面的“点云(point cloud)”。点云中的各个点可以例如通过下述方式来确定：发送激光脉冲并检测从环境中的对象反射的返回脉冲(如果有的话)，然后根据脉冲的发送和反射脉冲的接收之间的时间延迟来确定到对象的距离。作为结果，例如，可以生成指示环境中反射特征的位置的点的三维地图。

发明内容

在一个示例中，光检测和测距(LIDAR)设备包括发射具有波长范围内的波长的光的光源。LIDAR设备还包括透射透镜(transmit lens)，该透射透镜引导发射光来限定LIDAR设备的视场(field-of-view，FOV)。发射光照射由透射透镜限定的FOV内的环境区域。LIDAR设备还包括接收透镜，该接收透镜接收来自环境的光，并且沿着预定光路聚焦接收到的光的至少一部分。LIDAR设备还包括沿着预定光路定位的光检测器阵列，以拦截和检测来自接收透镜的所聚焦的光。LIDAR设备还包括定位于预定光路之外的偏置光检测器，以拦截和检测向着LIDAR设备传播的光。LIDAR设备还包括控制器，该控制器：(i)收集使用光检测器阵列获得的传感器数据，并且(ii)至少基于来自偏置光检测器的输出，确定所收集的传感器数据是否包括与不同于LIDAR设备的光源的另一光源相关联的传感器数据。

在另一示例中，一种方法涉及经由LIDAR设备的光源发射具有波长范围内的波长的光。该方法还涉及经由透射透镜引导发射光，以限定LIDAR设备的视场(FOV)。发射光可以照射由透射透镜限定的FOV内的环境区域。该方法还涉及聚焦来自环境的入射在接收透镜上的光。所聚焦的光的至少一部分可以沿着预定光路聚焦。该方法还涉及在沿着预定路径定位的光检测器阵列处检测来自接收透镜的聚焦的光。该方法还涉及在定位于预定光路之外的偏置光检测器处检测向着LIDAR设备传播的光。该方法还涉及收集使用光检测器阵列获得的传感器数据。该方法还涉及基于在偏置光检测器处检测到的光来确定所收集的传感器数据是否包括与不同于LIDAR设备的光源的另一光源相关联的传感器数据。

在再一示例中，系统包括LIDAR发送器、LIDAR接收器、一个或多个处理器和数据存储装置。LIDAR发送器包括发射具有波长范围内的波长的光的光源。LIDAR发送器还包括透射透镜，该透射透镜引导发射光来限定LIDAR发送器的视场(FOV)。发射光照射由透射透镜限定的FOV内的环境区域。LIDAR接收器包括接收来自环境的光的接收透镜。接收透镜沿着预定光路聚焦接收到的光的至少一部分。LIDAR接收器还包括沿着预定光路定位的光检测器阵列，以拦截和检测来自接收透镜的聚焦光。LIDAR接收器还包括定位于预定光路外侧的偏置光检测器，以拦截和检测来自接收透镜的聚焦光。数据存储装置存储指令，当由一个或多个处理器执行该指令时，使得系统执行操作。该操作包括收集使用光检测器阵列获得的传感器数据。该操作还包括至少基于来自偏置光检测器的输出来确定所收集的传感器数据是否包括与不同于LIDAR发送器的光源的另一光源相关联的传感器数据。

在又一示例中，系统包括用于经由LIDAR设备的光源发射具有波长范围内的波长的光的装置。该系统还包括用于经由透射透镜引导发射光以限定LIDAR设备的视场(FOV)的装置。发射光可以照射由透射透镜限定的FOV内的环境区域。该系统还包括用于聚焦来自环境的入射在接收透镜上的光的装置。所聚焦的光的至少一部分可以沿着预定光路被聚焦。该系统还包括用于在沿着预定路径定位的光检测器阵列处检测来自接收透镜的聚焦的光的装置。该系统还包括用于在定位于预定光路外侧的偏置光检测器处检测向着LIDAR设备传播的光的装置。该系统还包括用于收集使用光检测器阵列获得的传感器数据的装置。该系统还包括用于基于在偏置光检测器处检测到的光来确定所收集的传感器数据是否包括与不同于LIDAR设备的光源的另一光源相关联的传感器数据的装置。

在又一示例中，光检测和测距LIDAR设备，包括：发送器，发射光，其中，发射光照射LIDAR设备的视场FOV内的环境区域；透镜，从环境接收光，其中，所述透镜沿着预定光路聚焦从环境的照射区域向着LIDAR设备传播的光；检测器，沿着预定光路定位，以拦截和检测由透镜沿着预定光路聚焦的、从环境的照射区域向着LIDAR设备传播的光；控制器，其中，所述控制器被配置为：(i)接收指示向着LIDAR设备发射的、源自除了发送器之外的源的外部光的数据；以及(ii)响应于接收指示向着LIDAR设备发射的、源自除了发送器之外的源的外部光的数据，参与缓解过程以保护LIDAR设备的操作免受外部光的影响。

在又一示例中，一种方法包括：由光检测和测距LIDAR设备的发送器发射照射LIDAR设备的视场FOV内的环境区域的光；由LIDAR设备的透镜沿着预定光路聚焦从环境的照射区域向着LIDAR设备传播的光；由LIDAR设备的检测器检测由透镜沿着预定光路聚焦的、从环境的照射区域向着LIDAR设备传播的光；接收指示向着LIDAR设备发射的、源自除了发送器之外的源的外部光的数据；以及响应于接收指示向着LIDAR设备发射的、源自除了发送器之外的源的外部光的数据，参与缓解过程以保护LIDAR设备的操作免受外部光的影响。

通过适当参考附图阅读以下详细描述，这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员将变得显而易见。此外，应当理解，在本发明内容部分和本文件其他地方提供的描述意图通过示例而非限制的方式来说明所要求保护的主题。

附图说明

图1是根据示例实施例的LIDAR设备的简化框图。

图2A是根据示例性实施例的LIDAR设备的俯视图的横截面图。

图2B是图2A的LIDAR设备的侧视图的横截面图。

图3示出了根据示例实施例的LIDAR接收器，其包括设置在LIDAR接收器内的偏置光检测器。

图4是根据示例实施例的车辆的简化框图。

图5A示出了根据示例实施例的装备有LIDAR设备的车辆的几个视图。

图5B示出了LIDAR设备的示例操作。

图6是根据示例实施例的方法的流程图。

图7是示出根据示例实施例的用于操作LIDAR设备来执行缓解过程(mitigationprocedure)的方法的流程图。

图8A示出了根据示例实施例的使用前瞻传感器(look-ahead sensor)保护LIDAR设备的步骤。

图8B示出了根据示例实施例的使用前瞻传感器保护LIDAR设备的另一步骤。

图8C示出了根据示例实施例的使用前瞻传感器保护LIDAR设备的又一步骤。

图9A示出了根据示例实施例的使用备份波长的发射和检测来保护LIDAR设备的步骤。

图9B示出了根据示例实施例的使用备份波长的发射和检测来保护LIDAR设备的另一步骤。

图9C示出了根据示例实施例的使用备份波长的发射和检测来保护LIDAR设备的又一步骤。

具体实施方式

本文描述了示例性实施方式。应当理解，词语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式或特征不一定被解释为与其他实施方式或特征相比是优选的或有利的。在附图中，类似的符号通常标识类似的组件，除非上下文另有说明。本文描述的示例实施方式并不意味着是限制性的。将容易理解，如本文一般描述的且在附图中示出的，本公开的各方面可以以各种各样的不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计。

I.概述

为了改进车辆安全性和/或自动驾驶操作，正在进行持续的努力，包括开发配备有事故避免系统和遥感能力的车辆。诸如LIDAR设备的各种传感器可以被包括在车辆中以检测车辆的环境中的障碍物或对象，从而便于事故避免和/或自动驾驶操作，以及其他选项。

在一些情形下，外部光(例如，源自除了LIDAR设备的光源之外的光源)可能有意或无意地向着LIDAR设备发射，这可能导致各种问题。例如，外部光可以源自安装在另一车辆上的另一LIDAR设备，或者可以源自任何其他外部光源(例如，激光指示器等)，以及其他可能性。此外，例如，如果外部光进入LIDAR设备的光路，则外部光可能具有足够高的强度来损坏LIDAR设备。在另一示例中，如果外部光进入光路，则外部光可能导致LIDAR设备生成错误的数据点。在该示例中，评估来自LIDAR设备的数据的控制系统(例如，车辆的控制系统)因此可能错误地确定该错误的数据点指示环境中存在对象，该对象实际上并不存在于环境中。

为了避免这种问题，本文公开了能够帮助保护LIDAR设备免受源自除了LIDAR设备的光源之外的光源并向着LIDAR设备发射的外部光的影响的方法和系统。为此，一个示例缓解过程可以涉及控制系统操作LIDAR设备(例如，连续地或不时地)，以保护免受外部光的影响，并确定这种外部光是否实际上正向着LIDAR设备发射。以这种方式，控制系统可以采取措施来保护LIDAR设备的操作免受外部光的影响。

在一些示例中，LIDAR设备可以包括离轴(off-axis)接收器，其检测来自周围环境的(多个)区域而不是由LIDAR设备照射的区域的光。如果LIDAR设备(经由离轴接收器)检测到具有与由LIDAR设备发射的光的光学特性类似的光学特性的外部光，则LIDAR设备(或控制系统)可以：(i)修改由LIDAR设备收集的传感器数据(例如，以排除可能与外部光源相关联的数据等)，(ii)修改LIDAR设备的机械操作(例如，当LIDAR设备指向外部光源时，激活阻挡光进入LIDAR设备的快门，和/或(iii)修改LIDAR设备的其他操作(例如，调节由LIDAR设备发射的光的调制方案、波长等以区分发射光和外部光)，以及其他可能性。

因此，在示例中，描述了包括LIDAR发送器、LIDAR接收器、偏置接收器和控制器的LIDAR设备。LIDAR发送器可以包括向着周围的环境发射具有特定光学特性(例如，调制、(多个)波长等)的光的光源。在一个实施方式中，光源包括被配置为发射高强度激光脉冲的光纤激光器。此外，在该实施方式中，光纤激光器可以被耦合到准直器，该准直器准直发射的激光脉冲。LIDAR发送器还可以包括透射透镜，该透射透镜引导发射光来限定LIDAR设备的视场(FOV)。在一个实施方式中，透射透镜可以引导发射光沿着具有预定垂直和水平范围的FOV。

LIDAR接收器可以包括接收透镜，该接收透镜接收从环境向着LIDAR设备传播的光。此外，例如，透射透镜和接收透镜可以被对准(例如，根据LIDAR设备的FOV中的LIDAR观看轴(viewing axis)等)，使得接收到的光包括来自被发射光照射的一个或多个对象的、发射光的(多个)反射。如此以来，接收透镜可以基于从环境的照射区域传播的接收到的光的聚焦的至少一部分，沿着预定光路聚焦接收到的光的至少一部分。例如，透射透镜和接收透镜的相应的透镜特性(例如，焦距数(focal number)、方位等)可以被配置为使得入射在接收透镜上的发射光的反射沿着接收透镜后面的预定光路向着接收透镜的焦平面(和/或像平面)中的特定片区(area)聚焦。然而，从环境的不同区域(即未被发射光照射的区域)入射在接收透镜上的光可以沿着不同的光路向着焦平面中的不同片区聚焦。

LIDAR接收器还可以包括沿着预定光路定位的光检测器阵列，以拦截和检测来自接收透镜的聚焦的光。示例光检测器包括光电二极管、光电检测器、雪崩光电二极管、单光子雪崩光电二极管(single photon avalanche photodiode，SPAD)等。在一些实施方式中，接收透镜可以被耦合到一个或多个光学元件(例如，滤光器、孔等)，其允许具有发射光的特定光学特性的光向着光检测器阵列传播，同时防止具有不同光学特性(例如，(多个)波长、集光率、偏振、时域波形等)的光向着光检测器阵列传播。在一些实施方式中，LIDAR接收器还可以包括耦合到接收透镜的接收器外壳。接收器外壳可以包括不透明材料，其防止除了由接收透镜聚焦的光之外的(入射在LIDAR接收器上的)外部光向着光检测器阵列传播。因此，在这些实施方式中，光检测器阵列可以被设置在接收器外壳内侧。

偏置光检测器可以具有与光检测器阵列中的任何光检测器(例如，光电二极管、SPAD等)类似的物理实施方式。然而，偏置光检测器可以相对于LIDAR设备的观看轴以离轴对准的方式来对准(例如，定位、定向等)。例如，偏置光检测器可以被定位于预定光路外侧，以拦截和检测从除了来自LIDAR发送器的发射光照射的区域之外的环境区域向着LIDAR设备传播的光。在一些实施方式中，在偏置光检测器处检测到的光可以包括由接收透镜沿着与预定光路不同的光路聚焦的光。例如，在光检测器阵列被设置在接收器外壳内侧的情况下，偏置光检测器也可以被设置在接收器外壳内侧。在其他实施方式中，偏置光检测器可以被设置在LIDAR接收器外侧(即接收器外壳外侧)，并且被布置成接收从与照射区域不同的区域到达的光(例如，离轴对准)。

LIDAR设备的控制器可以被实施为一个或多个处理器和由一个或多个处理器可执行的程序指令以操作LIDAR设备。可替代地，控制器可以被实施为模拟和/或数字电路系统，该模拟和/或数字电路系统被布线以执行LIDAR设备的各种功能。

作为示例操作，控制器可以被配置为收集使用LIDAR接收器的光检测器阵列获得的传感器数据。例如，光检测器阵列可以近侧布置(例如，彼此相邻等)，使得每个光检测器检测来自照射场景的聚焦的光的相应部分，并相应地向控制器提供相应的检测信号。然后，控制器可以处理检测信号，以在代表环境扫描区域的点的数据云中生成多个点。为此，例如，可以基于发射光脉冲和检测信号之间的时间延迟和/或检测信号的光强度以及其他可能性来确定数据云中每个点的位置。因此，在这种情形下，每个光检测器可以与映射到环境的照射区域的相应部分的接收器通道相对应。

作为另一示例操作，控制器可以被配置为确定所收集的传感器数据是否包括与不同于LIDAR发送器的光源的另一光源相关联的传感器数据。例如，控制器可以监控来自偏置LIDAR检测器的输出，并且确定所监控的输出是否指示(由偏置光检测器)检测(i)来自没有被LIDAR发送器照射的环境区域并且(ii)具有与发射光类似的光学特性(例如，调制、波长等)的光。

在这种情况下，控制器然后可以执行上述各种缓解过程中的一个或多个。在一个示例中，控制器可以识别由于来自外部光源的干扰而可能容易出错的所收集的传感器数据的子集。然后，控制器可以修改所收集的传感器数据，以排除或以其他方式调节潜在的容易出错的传感器数据。在另一示例中，控制器可以识别外部光的方向和/或位置(例如，基于偏置光检测器的定位、方位、观看轴等)，并相应地修改LIDAR设备的操作。例如，LIDAR设备可以是旋转LIDAR设备，其旋转以扫描LIDAR设备的不同FOV。在这种情形下，当FOV与来自外部光源的外部光重叠时，LIDAR设备可以临时激活快门，从而防止在光检测器阵列处检测外部光。在又一示例中，控制器可以调节由LIDAR发送器发射的光的调制(例如，波形、波长等)来区分发射光和外部光。为此，控制器还可以根据调节后的调制沿着预定的光路调节各种光学元件(例如，滤光器、空间或时间光调制器、偏振器等)。

其他LIDAR设备组件、特征和操作也是可能的，并且本文的示例性实施方式中对其进行了更详细的描述。

II.示例传感器

虽然本文描述的示例传感器包括LIDAR传感器，但是其他类型的传感器也是可能的。本文可以采用的示例传感器的非穷举列表包括无线电检测和测距(radio detectionand ranging，RADAR)传感器、声音导航和测距(sound navigation and ranging，SONAR)传感器等，还有其他。为此，本文的一些示例传感器可以包括有源距离传感器，其基于提供给传感器的调制功率发射信号(例如，以脉冲序列等的形式)，然后检测来自周围环境中对象的发射信号的反射。

图1是根据示例实施例的LIDAR设备100的简化框图。如所示出的，LIDAR设备100包括电源装置102、控制器104、发送器106、一个或多个光学元件108、温度传感器110、散热器112、接收器114、旋转平台116、一个或多个致动器118、固定平台120、旋转连杆122和外壳124。在其他实施例中，LIDAR设备100可以包括更多、更少或不同的组件。此外，所示的组件可以以多种方式组合或划分。

电源装置102可以被配置为向LIDAR设备100的各种组件供应、接收和/或分配电力。为此，电源装置102可以包括电源或者以其他方式采取电源的形式(例如，电池单元等)，该电源设置在LIDAR设备100内，并以任何可行的方式连接到LIDAR设备100的各种组件，以便向这些组件供电。附加地或可替代地，电源装置102可以包括电源适配器或以其他方式采取电源适配器的形式，该电源适配器被配置为从一个或多个外部电源(例如，从布置在其中安装了LIDAR设备100的车辆中的电源)接收电力，并将接收到的电力发送到LIDAR设备100的各种组件。

控制器104可以包括一个或多个电子组件和/或系统，其被布置成便于LIDAR设备100的某些操作。控制器104可以以任何可行的方式设置在LIDAR设备100内。例如，控制器104可以至少部分地设置在旋转连杆122的中心空腔区域内。

在一些示例中，控制器104可以包括或者以其他方式耦合到布线，该布线用于将控制信号传输到LIDAR设备100的各种组件和/或用于将数据从LIDAR设备100的各种组件传输到控制器104。通常，控制器104接收的数据可以包括基于接收器114对光的检测的传感器数据，以及其他可能性。而且，控制器104传送的控制信号可以操作LIDAR设备100的各种组件，诸如通过控制发送器106发射光、通过控制接收器114对光的检测和/或通过控制(多个)致动器118旋转旋转平台116，以及其他可能性。

为此，控制器104可以包括一个或多个处理器、数据存储装置和由一个或多个处理器可执行的程序指令(存储在数据存储装置中)，以使得LIDAR设备100执行本文描述的各种操作。附加地或可替代地，控制器可以与外部控制器等(例如，布置在其中安装了LIDAR设备100的车辆中的计算系统)通信，以帮助促进外部控制器和LIDAR设备100的各种组件之间的控制信号和/或数据的传输。附加地或可替代地，控制器104可以包括被布线以执行本文描述的各种功能的电路系统。

发送器106可以被配置为向着LIDAR设备100的环境发送光(或一些其他信号)。例如，发送器106可以包括一个或多个光源，以分别发射具有在波长范围内的波长的多个光束和/或脉冲。该波长范围可以例如在电磁波谱的紫外、可见和/或红外部分。在一些示例中，波长范围可以是窄波长范围，诸如激光器提供的波长范围。在一个示例中，波长范围包括大约在1525nm和1565nm之间的波长。注意，该范围仅是出于示例性目的而描述的，并不意味着是限制性的。

在一些实施方式中，发送器106中的(多个)光源可以包括耦合到光学放大器的光纤激光器。特别地，光纤激光器可以是其中有源增益介质(即激光器内的光学增益源)是在光纤中的激光器。而且，光纤激光器可以以各种方式布置在LIDAR设备100内。例如，光纤激光器可以被设置在旋转平台116和接收器114之间。

如此以来，本文将在光纤激光器用作发送器106中的光源的背景下一般描述本公开。然而，在一些布置中，发送器106中的一个或多个光源可以附加地或可替代地包括激光二极管、发光二极管(light emitting diode，LED)、垂直腔表面发射激光器(verticalcavity surface emitting laser，VCSEL)、有机发光二极管(organic light emittingdiode，OLED)、聚合物发光二极管(polymer light emitting diode，PLED)、发光聚合物(light emitting polymer，LEP)、液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)和/或被配置为选择性地透射(transmit)、反射和/或发射光以提供多个发射光束和/或脉冲的任何其他设备。

(多个)光学元件108可以被包括在发送器106和/或接收器114中或者以其他方式耦合到发送器106和/或接收器114。例如，(多个)光学元件108可以包括透射透镜，该透射透镜被布置成将来自发送器106中的光源的光引导向环境。附加地或可替代地，(多个)光学元件108可以包括可以引导光通过物理空间的传播和/或调节发射光的某些特性的镜子、透镜等的任何可行组合。

在一些实施方式中，(多个)光学元件108还可以包括被布置成沿着垂直轴扩散(spread)发射光的漫射器(diffuser)。在实践中，漫射器可以由玻璃或其他材料形成，并且可以被成形(例如，非球面形状)来以特定方式扩散或以其他方式散射光。在一个实施例中，垂直扩散可以是离开水平轴+7°到离开水平轴-18°的扩散(例如，水平轴理想地平行于环境中的地面)。而且，漫射器可以以任何直接或间接的方式耦合到发送器106中的光源，诸如，例如通过融合到光纤激光器的输出端。

因此，这种实施方式可以导致具有明显窄于激光束的垂直光束宽度的水平光束宽度(例如，0.06°)的激光束等。例如，这种水平窄的激光束可以帮助避免从反射对象反射的光束和从与反射对象水平地相邻的非反射(less-reflective)对象反射的光束之间的干涉，这可以帮助LIDAR设备100区分这些对象。其他优势也是可能的。

温度传感器110可以包括被布置成测量与从发送器106发射的光脉冲相关联的温度的一个或多个温度传感器(例如，热敏电阻、热电堆等)。在一些实施方式中，(多个)光学元件108还可以包括被布置成向着温度传感器110反射漫射光的至少一部分的分色镜(dichroic mirror)。利用这种实施方式，温度传感器110可以被布置成测量向着环境发射的光的能量。与该温度测量相关的数据可以由控制器104接收，然后由控制器104用作促进进一步操作的基础，诸如调节例如发射光的强度。在另一实施方式中，温度传感器110可以被布置成测量LIDAR设备100的另一组件的温度，诸如例如散热器112的温度。其他实施方式也是可能的。

散热器112可以包括被布置成将热量从发送器106传导出去的任何导热体(例如，铝、铜、其他金属或金属化合物)。例如，在发送器106包括光纤激光光源的情况下，光纤激光器可以经由光学放大器放大光的强度来生成热量。生成的热量可能影响LIDAR设备100中各种组件(例如，电路系统、发送器106等)的操作。如此以来，散热器112可以吸收和/或分配所生成的热量，以减轻所生成的热量对LIDAR设备100的各种组件的影响。

接收器114可以包括被布置成拦截和检测由发送器106发射并从LIDAR设备100周围环境中的一个或多个对象反射的光脉冲的反射的一个或多个光电检测器(例如，光电二极管、雪崩光电二极管等)。为此，接收器114可以被配置为检测波长与由发送器106发射的光的波长范围相同(例如，1525nm至1565nm)的光。以这种方式，LIDAR设备100可以将源自LIDAR设备100的反射光脉冲与环境中的其他光区分开。

在一些示例中，LIDAR设备100可以通过将垂直角度范围内的入射光(incominglight)聚焦到特定接收器上来选择或调节其垂直扫描分辨率。例如，随着垂直FOV增加，垂直扫描分辨率可能降低。作为具体示例，接收器114可以被布置成将入射光聚焦在离开LIDAR设备100的水平轴+7°到离开水平轴-7°的范围内。利用这种布置，例如，LIDAR设备100的垂直扫描分辨率可以对应于0.067°。垂直角度扫描分辨率可以通过将入射光的不同垂直FOV聚焦(例如，经由致动(多个)光学元件108的透镜等)在接收器114上来调节。例如，如果接收器114接收从垂直FOV相对于水平轴从+7°到0°聚焦的光(与+7°到-7°的范围相反)，则接收器114的垂直分辨率可以从0.067°提高到0.034°。

附加地或可替代地，在一些示例中，LIDAR设备100可以通过改变LIDAR设备100的旋转速率和/或调节由发送器106发射的光脉冲的脉冲速率来选择或调节水平扫描分辨率。作为具体示例，发送器106可以被配置为以每秒150,000个光脉冲的脉冲速率来发射光脉冲。在该示例中，LIDAR设备100可以被配置为以15Hz旋转(即每秒15次完整的360°旋转)。如此以来，接收器114可以检测具有0.036°水平角度分辨率的光。水平角度分辨率0.036°可以通过改变LIDAR设备100的旋转速率或者通过调节脉冲速率来调节。例如，如果LIDAR设备100改为以30Hz旋转，则水平角度分辨率可以变为0.072°。可替代地，如果发送器106以每秒300,000个光脉冲的速率发射光脉冲，同时保持15Hz的旋转速率，则水平角度分辨率可以变为0.018°。

在一些示例中，接收器114可以包括被配置为同时检测具有不同分辨率的光的多个接收器。例如，第一接收器可以被配置为检测具有第一分辨率的光，并且第二接收器可以被配置为检测具有低于第一分辨率的第二分辨率的光。作为具体示例，第一接收器可以被布置成接收在离开LIDAR设备100的水平轴+7°到离开水平轴-7°的垂直FOV内的入射光，并且第二接收器可以被布置成接收在-7°到-18°的垂直FOV内的入射光。以这种方式，第一和第二接收器共同允许检测沿着+7°到-18°的FOV的光，但是分别具有不同的垂直分辨率。继续以上示例，第一接收器可以被配置为检测具有0.036°(水平)x 0.29°(垂直)角度分辨率的光，并且第二接收器可以被配置为检测具有0.036°(水平)x 0.067°(垂直)角度分辨率的光。因此，在一些示例中，第一和第二接收器可以每一个都具有相应的光学布置(例如，(多个)光学元件108)，该光学布置允许相应的接收器提供相应的分辨率并接收相应的FOV，如上所述。注意，这些分辨率和FOV仅用于示例性目的，并不意味着是限制性的。

在一些示例中，接收器114的至少一个接收器可以被配置为具有相对于LIDAR设备100的观看方向的离轴对准的偏置接收器。例如，偏置接收器可以被实施为接收从除了发送器106照射的照射区域以外的LIDAR设备100的环境区域传播的光的光检测器。为此，偏置接收器可以检测具有与来自发送器106的发射光类似的光学特性的光，然后LIDAR设备100可以监控这种检测以减轻检测到的外部光的干扰。例如，在LIDAR设备100经由旋转平台116旋转的情况下，偏置接收器可以被配置为前瞻传感器，该前瞻传感器在LIDAR设备100旋转到接收器114的其他接收器(例如，轴上接收器)的FOV与外部光重叠的方位之前检测外部光。

在一些实施方式中，接收器114可以被耦合到光学元件108的光学透镜(例如，“接收透镜”)，该光学透镜被布置成将从LIDAR设备100的环境中的一个或多个对象反射的光聚焦到接收器114的检测器上。在该实施例中，光学透镜可以具有大约10cm×5cm的尺寸以及大约35cm的焦距。而且，在一些情形下，光学透镜可以被成形以聚焦沿着如上所述的特定垂直FOV(例如，+7°至-7°)的入射光。如此以来，(例如，包括在(多个)光学元件108中的)光学透镜可以采取各种形式之一(例如，球形成形)，而不脱离本公开的范围。

在一些实施方式中，光学元件108还可以包括被布置成折叠接收器114中的至少一个光学透镜和光电检测器阵列之间的光路的至少一个镜子。每个这样的镜子可以以任何可行的方式固定在接收器114内。并且，出于折叠光路的目的，可以布置任何可行数量的镜子。例如，接收器114还可以包括两个或多个镜子，其被布置成两次或多次折叠光学透镜和光电检测器阵列之间的光路。实际上，光路的这种折叠可以帮助减小第一接收器的尺寸，以及其他结果。

此外，如上所述，接收器114可以包括光电检测器阵列，该光电检测器阵列可以包括两个或多个检测器，每个光电检测器被配置为将检测到的光(例如，在上述波长范围内)转换成指示检测到的光的电信号。实际上，这种光电检测器阵列可以以多种方式之一来布置。例如，检测器可以被设置在一个或多个基板(例如，印刷电路板(printed circuitboards，PCB)、柔性PCB等)上并被布置成检测从光学透镜沿着光路传播的入射光。并且，这种光电检测器阵列可以包括以任何可行方式对准的任何可行数量的检测器。在一个实施方式中，光电检测器阵列可以包括用于检测-7°至-18°的垂直FOV内的光的208个检测器的阵列和用于检测+7°至-7°的垂直FOV内的光的48个检测器的光电检测器阵列。注意，该光电检测器阵列仅是出于示例性目的来描述的，并不意味着是限制性的。

此外，阵列中的检测器可以采取各种形式。例如，检测器可以采取以下形式：光电二极管、雪崩光电二极管(例如，Geiger模式和/或线性模式雪崩光电二极管)、单光子雪崩光电二极管(SPAD)、光电晶体管、相机、有源像素传感器(active pixel sensor，APS)、电荷耦合器件(charge coupled devices，CCD)、低温检测器和/或被配置为检测波长在发射光的波长范围内的聚焦光的任何其他光传感器。

旋转平台116可以被配置为绕轴旋转。为此，旋转平台116可以由适合于支撑安装在其上的一个或多个组件的任何固体材料形成。例如，发送器106和接收器114可以被布置在旋转平台116上，使得这些组件中的每一个基于旋转平台116的旋转而相对于环境移动。特别地，这些组件中的每一个可以相对于轴旋转，使得LIDAR设备100可以从各个方向获得信息。以这种方式，LIDAR设备100的指向方向可以通过将旋转平台116致动到不同方向来水平调节。

为了以这种方式旋转平台116，一个或多个致动器118可以致动旋转平台116。为此，致动器118可以包括马达、气动致动器、液压活塞和/或压电致动器以及其他可能性。

利用这种布置，控制器104可以操作致动器118以各种方式旋转旋转平台116，以便获得关于环境的信息。在一个示例中，旋转平台116可以在任一方向上旋转。在另一示例中，旋转平台116可以实行整圈旋转，使得LIDAR设备100提供环境的360°水平FOV。而且，旋转平台116可以以各种速率旋转，以便使得LIDAR设备100以各种刷新率扫描环境。例如，LIDAR设备100可以被配置为具有15Hz的刷新率(例如，LIDAR设备100每秒15次完整旋转)。

固定平台120可以采取任何形状或形式，并且可以被配置为耦合到各种结构，诸如耦合到例如车辆的顶部。并且，固定平台的耦合可以经由任何可行的连接器布置(例如，螺栓和/或螺钉)来实行。以这种方式，LIDAR设备100可以耦合到结构，以便用于各种目的，诸如本文描述的那些目的。

旋转连杆122直接或间接地将固定平台120耦合到旋转平台116。为此，旋转连杆122可以采取提供用于旋转平台116相对于固定平台120绕轴旋转的任何形状、形式和材料。例如，旋转连杆122可以采取基于来自致动器118的致动而旋转的轴(shaft)等形式，从而将机械力从致动器118传递到旋转平台116。在一个实施方式中，旋转连杆122可以具有中央空腔，LIDAR设备100的一个或多个组件可以被设置在该中央空腔中。

外壳124可以采取任何形状、形式和材料，并且可以被配置为容纳LIDAR设备100的一个或多个组件。例如，外壳124可以是圆顶形外壳。此外，例如，外壳124可以由至少部分不透明的材料构成，这可以允许阻挡至少一些光进入外壳124的内部空间，并且因此帮助减轻背景光对LIDAR设备100的一个或多个组件的热和噪声影响。注意，该外壳仅用于示例性目的，并不意味着是限制性的。

在一些示例中，外壳124可以被耦合到旋转平台116，使得外壳124被配置为基于旋转平台116的旋转来绕上述轴旋转。利用这种实施方式，发送器106、接收器114以及LIDAR设备100的可能的其他组件每一个都可以被设置在外壳124内。以这种方式，发送器106和接收器114可以在被设置在外壳124内的同时随着外壳124旋转。

在一些示例中，LIDAR设备100的一个或多个组件可以具有单独的物理外壳。例如，接收器114可以包括一个或多个单独的外壳结构，其分别容纳相应的接收器的光检测器阵列。注意，LIDAR设备100的这种布置仅是出于示例性目的而描述的，并不意味着是限制性的。

接下来，图2A和图2B示出了具有本文公开的特征的LIDAR设备200的一组示例图示。特别地，图2A示出了LIDAR设备200的顶部横截面视图，而图2B示出了LIDAR设备200的侧面横截面视图。注意，这些图示仅出于示例性目的而示出，并不意味着是限制性的。

更具体地，图2A和图2B共同示出了LIDAR设备200包括耦合到旋转平台216的外壳224，该外壳224和该旋转平台216可以分别类似于外壳124和平台116。然后，旋转平台216被示出为经由旋转连杆222耦合到固定平台220，该固定平台220和该旋转连杆222可以分别类似于固定平台120和旋转连杆122。利用这种布置，旋转平台216可以绕轴232旋转，从而也使得发送器206和接收器214旋转，该发送器206和该接收器214可以分别类似于发送器106和接收器114。

如所示出的，外壳224还包括孔230，光可以通过该孔发射到环境中，并且反射光可以通过该孔从环境中接收。此外，图2A和图2B共同示出了发送器206和接收器214被设置在外壳224内。

如所示出的，发送器206包括透射透镜208(例如，漫射器)，其可以类似于例如与充当光学放大器的光纤激光器(例如，“光源”)融合的光学元件108中的至少一个，光纤激光器至少部分地定位于旋转平台216和接收器214之间。在一个示例中，透射透镜208可以被布置成沿着+7°到-18°的垂直FOV垂直扩散发射光。

此外，如所示出的，接收器214包括提供接收透镜238和光电检测器阵列234(例如，光检测器阵列)之间的光路的光学装置(例如，一个或多个光学元件108)。具体地，光学装置被示出为包括两个镜子236，其被布置成将接收透镜238和光电检测器阵列234之间的光路折叠两次，从而帮助减小接收器214的大小。

尽管未示出，但是发送器206也可以包括沿着由光纤激光器或发送器206的其他光源产生的发射光的传播路径(在图2B中以虚线示出)的一个或多个镜子。例如，分色镜可以被放置在发送器106内侧，以允许一部分光向温度传感器(未示出)传播，诸如，例如温度传感器110。为此，温度传感器可以提供温度测量值，该温度测量值指示经由发射光向透镜208和环境发送的能量的量。

此外，如所示出的，接收器214包括耦合到接收透镜238的接收器外壳250。外壳250被配置为防止外部光(除了由接收透镜238聚焦的光)向阵列234传播。为此，外壳250可以包括吸收或反射除了由接收透镜238聚焦的光之外的入射在接收器214上的外部光的不透明材料的任何组合。因此，例如，外壳250可以减轻外部光对阵列234检测到的信号的干扰。

如上所述，本文描述的一些示例LIDAR设备可以包括用于检测源自除了LIDAR设备的光源之外的光源的光的一个或多个偏置光检测器。在一些实施方式中，偏置光检测器可以被设置在外壳250内，以检测由透镜238聚焦但沿着与聚焦在阵列234上的反射光的光路不同的光路传播的光。例如，偏置光检测器可以被设置在阵列234附近或外壳250内的任何其他位置。

图3示出了根据示例实施例的LIDAR接收器314，其包括设置在LIDAR接收器314内的一个或多个偏置光检测器340、342、344、346。LIDAR接收器314可以类似于接收器114和/或214。例如，如所示出的，接收器314包括光检测器阵列334、接收透镜338和接收器外壳350，它们分别类似于光电检测器阵列234、接收透镜238和外壳250。因此，在一些示例中，接收器314可以代替接收器214或除了接收器214之外被用于LIDAR设备(例如，设备100、200等)中。

举例来说，类似于透镜238，接收透镜338可以接收来自环境的光。接收到的光可以包括源自LIDAR发送器(例如，发送器206)的反射光以及源自不同光源(未示出)的外部光。此外，如所示出的，接收透镜338可以沿着预定光路352(在图3所示的虚线之间延伸)聚焦至少一部分接收到的光(例如，源自LIDAR发送器的反射光)。基于接收透镜338的透镜特性、接收器314与LIDAR发送器(例如，发送器206)的对准以及LIDAR发送器发射的光的光学特性，接收到的光的所聚焦的至少一部分可以被聚焦在光路352内。例如，发射光可以在特定方向上被准直和发散(例如，经由透射透镜208等)，使得发射光的反射被接收透镜338沿着光路352聚焦到阵列334上。然而，例如，从环境的不同(未照射)区域入射在接收透镜338上的外部光的至少一部分可以沿着与预定光路352不同的光路(未示出)聚焦。

如所示出的，接收器314还包括定位于预定光路352外侧的偏置光检测器340、342、344、346。偏置光检测器340、342、344、346可以类似于阵列334中的光检测器(例如，光电检测器、光电二极管、光电电阻器、雪崩光电二极管、SPAD等)来物理地实施。然而，如所示出的，偏置光检测器340、342、344、346位于外壳350内预定光路352外侧的不同位置。利用这种布置，接收器314可以检测(经由偏置光检测器340、342、344和/或346)可能干扰由阵列334检测到的信号的外部光。如此以来，LIDAR设备(例如，设备100、200等)和/或处理来自阵列334的传感器数据的计算系统可以基于偏置光检测器340、342、344、346的输出来验证/修改传感器数据，和/或修改LIDAR设备的操作以考虑到外部光。

如所示出的，接收器314还包括滤光器348。滤光器348可以包括被配置为选择性地允许具有特定光学特性的光透过滤光器348的任何光学元件。例如，滤光器348可以被配置为允许具有由LIDAR发送器(例如，发送器206)发射的光的波长的光，同时防止具有不同波长的光(例如，背景光等)向阵列334传播。通过这样做，例如，滤光器348可以防止阵列334中的光检测器暴露于来自环境中各种光源的高强度光，并且减轻环境的照射区域中的光源对来自LIDAR发送器(例如，发送器206)的发射光的干扰。

在一些示例中，滤光器348可以包括可调滤光器。例如，LIDAR设备100和/或200可以被配置为通过其中相应的LIDAR发送器(例如，发送器106、206等)调制发射光来调节发射光的光学特性(例如，波长等)。在该示例中，LIDAR设备然后可以调节滤光器348，以根据调制的发射光选择性地允许具有调节后的光学特性的光。在一个实施方式中，滤光器348可以包括用于选择不同波长范围的多个滤光器，并且LIDAR设备可以根据LIDAR设备对发射光的调制来致动一个或多个滤光器与预定光路352相交或者远离光路352。其他实施方式也是可能的。

注意，接收器314的各种组件的图示并不意味着是限制性的，而是为了便于描述而示出的。在一个示例中，接收器314可以包括比所示更多或更少的组件。例如，接收器314可以可替代地用比所示更少或更多的偏置光检测器来实施。在另一示例中，接收器314的各种组件的位置可以不同于所示的位置。例如，偏置光检测器340、342、344、346可替代地定位于外壳350内预定光路352外侧的其他位置或方位。在另一实例中，滤光器348可替代地在接收器314外侧(例如，在透镜338的相对侧)实施，或者可以与透镜338一起实施为单个结构(例如，透镜338可以由具有滤光特性的材料来实施，滤光器348可以被实施为沿着透镜338的表面设置的膜等)。其他变型也是可能的。

在一些实施方式中，偏置光检测器340、342、344和/或346可以可替代地物理上与接收器214分离地实施。返回参考图2A和图2B作为示例，LIDAR设备200可以可选地包括类似于接收器214的附加接收器(未示出)，其相对于发送器206未对准，以检测从环境中未被发送器206照射的区域传播的光。为此，这种附加接收器还可以包括分别类似于接收透镜238和阵列234的接收透镜(未示出)和光检测器阵列(未示出)。

III.示例车辆

本文的一些示例实施方式涉及安装到车辆上的传感器，诸如LIDAR设备100和/或200。然而，本文公开的示例传感器也可以用于各种其他目的，并且可以结合在任何可行的系统或布置上或者以其他方式连接到任何可行的系统或布置。例如，示例LIDAR设备可以在装配线设置中使用，以监控装配线中制造的对象(例如，产品)。其他示例也是可能的。此外，尽管本文的说明性实施例包括安装在汽车上的LIDAR设备，但是示例LIDAR设备可以附加地或可替代地用于任何类型的车辆，包括传统汽车以及具有自动或半自动操作模式的汽车。此外，术语“车辆”应广义地解释为涵盖任何移动对象，包括例如，卡车、货车、半拖车卡车、摩托车、高尔夫球车、越野车、仓库运输车或农用车，以及在轨道上行驶的运载工具，诸如过山车、电车(trolley)、有轨电车(tram)或轨道车(train car)、以及其他示例。

图4是根据示例实施例的车辆400的简化框图。如所示出的，车辆400包括推进系统402、传感器系统404、控制系统406、外围设备408和计算机系统410。在一些实施例中，车辆400可以包括更多、更少或不同的系统，并且每个系统可以包括更多、更少或不同的组件。此外，所示的系统和组件可以以多种方式组合或划分。例如，控制系统406和计算机系统410可以被组合成单个系统。

推进系统402可以被配置为向车辆400提供电力运动。为此，如所示出的，推进系统402包括发动机/马达418、能量源420、变速器422和车轮/轮胎424。

发动机/马达418可以是或者包括内燃机、电动机、蒸汽机和斯特林发动机的任意组合。其他马达和发动机也是可能的。在一些实施例中，推进系统402可以包括多种类型的发动机和/或马达。例如，气电混合动力车可以包括汽油发动机和电动机。其他示例也是可能的。

能量源420可以是全部或部分地为发动机/马达418提供电力的能量源。也就是说，发动机/马达418可以被配置为将能量源420转换成机械能。能量源420的示例包括汽油、柴油、丙烷、其他基于压缩气体的燃料、乙醇、太阳能电池板、电池和其他电源。(多个)能量源420可以附加地或可替代地包括燃料箱、电池、电容器和/或调速轮(flywheel)的任何组合。在一些实施例中，能量源420也可以为车辆400的其他系统提供能量。为此，能量源420可以附加地或可替代地包括例如可充电锂离子或铅酸电池。在一些实施例中，能量源420可以包括一组或多组电池，这些电池被配置为向车辆400的各种组件提供电力。

变速器422可以被配置为将机械动力从发动机/马达418传递到车轮/轮胎424。为此，变速器422可以包括齿轮箱、离合器、差速器、驱动轴和/或其他元件。在变速器422包括驱动轴的实施例中，驱动轴可以包括被配置为连接到车轮/轮胎424的一个或多个轴。

车辆400的车轮/轮胎424可以以各种形式配置，包括独轮车、自行车/摩托车、三轮车或汽车/卡车四轮形式。其他车轮/轮胎形式也是可能的，诸如包括六个或更多个车轮的形式。在任何情况下，车轮/轮胎424可以被配置为相对于其他车轮/轮胎424差动地(differentially)旋转。在一些实施例中，车轮/轮胎424可以包括固定地附接到变速器422的至少一个车轮和耦合到可以与驱动表面接触的车轮轮辋的至少一个轮胎。车轮/轮胎424可以包括金属和橡胶的任何组合，或者其他材料的组合。推进系统402可以附加地或可替代地包括除了所示组件之外的组件。

传感器系统404可以包括被配置为感测关于车辆400所处环境的信息的多个传感器，以及被配置为修改传感器的定位和/或方位的一个或多个致动器436。如所示出的，传感器系统404包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)426、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)428、RADAR单元430、激光测距仪和/或LIDAR单元432、以及相机434。传感器系统404也可以包括附加的传感器，包括例如监控车辆400的内部系统的传感器(例如，O₂监控器、燃料表、发动机机油温度等)。其他传感器也是可能的。

GPS 426可以是被配置为估计车辆400的地理位置的任何传感器(例如，位置传感器)。为此，GPS 426可以包括收发器，其被配置为估计车辆400相对于地球的位置。IMU 428可以是被配置为基于惯性加速度感测车辆400的定位和方位变化的传感器的任意组合。在一些实施例中，传感器的组合可以包括例如加速度计、陀螺仪等。RADAR单元430可以是被配置为使用无线电信号感测车辆400所处环境中的对象的任何传感器。在一些实施例中，除了感测对象之外，RADAR单元430可以另外被配置为感测对象的速度和/或航向。类似地，激光测距仪或LIDAR单元432可以是被配置为使用激光感测车辆400所处环境中的对象的任何传感器。例如，LIDAR单元432可以包括一个或多个LIDAR设备，其中至少一些LIDAR设备可以采取例如LIDAR设备100和/或200的形式。相机434可以是被配置为捕捉车辆400所处环境的图像的任何相机(例如，静态相机、视频相机等)。为此，相机434可以采取上述任何形式。

控制系统406可以被配置为控制车辆400和/或其组件的一个或多个操作。为此，控制系统406可以包括转向单元438、节气门440、制动单元442、传感器融合算法444、计算机视觉系统446、导航或路径系统448以及避障系统450。

转向单元438可以是被配置为调节车辆400航向的机构(mechanism)的任意组合。节气门440可以是被配置为控制发动机/马达418并且进而控制车辆400的速度的机构的任意组合。制动单元442可以是被配置为使车辆400减速的机构的任意组合。例如，制动单元442可以使用摩擦力来使车轮/轮胎424减慢。作为另一示例，制动单元442可以将车轮/轮胎424的动能转换成电流。

传感器融合算法444可以是被配置为接受来自传感器系统404的数据作为输入的算法(或存储算法的计算机程序产品)。该数据可以包括例如表示由传感器系统404感测到的信息的数据。传感器融合算法444可以包括例如卡尔曼滤波器、贝叶斯网络、用于本文的方法的一些功能的算法、或者任何其他算法。传感器融合算法444还可以被配置为基于来自传感器系统404的数据提供各种评价(assessments)，包括例如对车辆400所处环境中的各个对象和/或特征的评估(evaluations)、特定情形的评估和/或基于特定情形的可能影响的评估。其他评价也是可能的。

计算机视觉系统446可以是被配置为处理和分析由相机434捕获的图像以便识别车辆400所处环境中的对象和/或特征(包括例如交通信号和障碍物)的任何系统。为此，计算机视觉系统446可以使用对象识别算法、从运动中恢复结构(Structure from Motion，SFM)算法、视频跟踪或其他计算机视觉技术。在一些实施例中，计算机视觉系统446可以另外被配置为映射环境、跟踪对象、估计对象的速度等。

导航和路径系统448可以是被配置为确定车辆400的驾驶路径的任何系统。导航和路径系统448可以另外被配置为在车辆400运行时动态地更新车辆400的行驶路径。在一些实施例中，导航和路径系统448可以被配置为结合来自传感器融合算法444、GPS 426、LIDAR单元432和/或一个或多个预定地图的数据，以便确定车辆400的行驶路径。避障系统450可以是被配置为识别、评估和规避或以其他方式协调车辆400所处环境中的障碍的任何系统。控制系统406可以附加地或可替代地包括除了所示组件之外的组件。

外围设备408可以被配置为允许车辆400与外部传感器、其他车辆、外部计算设备和/或用户进行交互。为此，外围设备408可以包括例如无线通信系统452、触摸屏454、麦克风456和/或扬声器458。

无线通信系统452可以是被配置为直接或经由通信网络来无线耦合到一个或多个其他车辆、传感器或其他实体的任何系统。为此，无线通信系统452可以包括天线和芯片组，用于直接或经由通信网络来与其他车辆、传感器、服务器或其他实体进行通信。芯片组或无线通信系统452通常可以被布置为根据一种或多种类型的无线通信(例如，协议)进行通信，诸如蓝牙、IEEE 802.11(包括任何IEEE 802.11修订版)中描述的通信协议、蜂窝技术(诸如，GSM、CDMA、UMTS、EV-DO、WiMAX或LTE)、Zigbee、专用短程通信(dedicated short rangecommunication，DSRC)和射频识别(radio frequency identification，RFID)通信，以及其他可能性。

用户可以使用触摸屏454向车辆400输入命令。为此，触摸屏454可以被配置为通过电容感测、电阻感测或表面声波过程、以及其他可能性来感测用户手指的定位和移动中的至少一个。触摸屏454能够在与触摸屏表面平行或平面的方向上、在正交于触摸屏表面的方向上、或在前述两个方向上感测手指移动，并且还可以能够感测施加于触摸屏表面的压力水平。触摸屏454可以由一个或多个半透明或透明绝缘层以及一个或多个半透明或透明导电层形成。触摸屏454也可以采取其他形式。麦克风456可以被配置为从车辆400的用户接收音频(例如，语音命令或其他音频输入)。类似地，扬声器458可以被配置为向用户输出音频。

计算机系统410可以被配置为向推进系统402、传感器系统404、控制系统406和外围设备408中的一个或多个发送数据、从其接收数据、与其进行交互和/或对其进行控制。为此，计算机系统410可以通过系统总线、网络和/或其他连接机构(未示出)通信地链接到推进系统402、传感器系统404、控制系统406和外围设备408中的一个或多个。

在一个示例中，计算机系统410可以被配置为控制变速器422的操作以提高燃料效率。作为另一示例，计算机系统410可以被配置为使相机434捕捉环境的图像。作为再一示例，计算机系统410可以被配置为存储和执行与传感器融合算法444相对应的指令。作为又一示例，计算机系统410可以被配置为存储和执行用于使用LIDAR单元432确定车辆400周围环境的3D表示的指令。其他示例也是可能的。因此，例如，计算机系统410可以用作LIDAR单元432的控制器。

如所示出的，计算机系统410包括处理器412和数据存储装置414。处理器412可以包括一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器。在处理器412包括不止一个处理器的程度上，这种处理器可以单独地或组合地工作。进而，数据存储装置414可以包括一个或多个易失性和/或一个或多个非易失性存储组件，诸如光、磁和/或有机存储装置，并且数据存储装置414可以整体或部分地与处理器412集成。

在一些实施例中，数据存储装置414可以包含由处理器412可执行以使得车辆400和/或其组件(例如，LIDAR单元432等)执行本文描述的各种操作的指令416(例如，程序逻辑)。数据存储装置414也可以包含附加指令，包括向推进系统402、传感器系统404、控制系统406和/或外围设备408中的一个或多个发送数据、从其接收数据、与其进行交互和/或对其进行控制的指令。

在一些实施例中，除了所示的那些元件之外或代替所示的那些元件，车辆400可以包括一个或多个元件。例如，车辆400可以包括一个或多个附加接口和/或电源。其他附加组件也是可能的。在这种实施例中，数据存储装置414还可以包括由处理器412可执行以控制附加组件和/或与附加组件通信的指令。更进一步地，虽然每个组件和系统被示出为集成在车辆400中，但是在一些实施例中，一个或多个组件或系统可以可移除地安装在车辆400上或者以其他方式使用有线连接或无线连接而(机械地或电气地)连接到车辆400。车辆400也可以采取其他形式。

图5A和图5B共同示出了根据示例实施例的装备有LIDAR设备510的车辆500。例如，车辆500可以类似于车辆400。尽管车辆500被示为汽车，如上所述，但是其他类型的车辆也是可能的。此外，尽管车辆500被示出为可以被配置为以自动模式操作的车辆，但是本文描述的实施例也适用于未被配置为自动操作的车辆。

图5A示出了车辆500的右侧视图、前视图、后视图和俯视图。如所示出的，车辆500包括LIDAR设备510，其安装在与车辆500的车轮(以车轮502为例)所处的底侧相对的车辆500顶侧。例如，LIDAR设备510可以类似于LIDAR设备100和/或200。虽然LIDAR设备510被示出和描述为定位于车辆500的顶侧，但是LIDAR设备510可以可替代地定位于车辆500的任何其他部分上，包括例如车辆500的任何其他侧和/或车辆500内部。

图5B接下来示出LIDAR设备510可以被配置为通过绕垂直轴532旋转来扫描车辆500周围的环境，其中该垂直轴532例如可以类似于轴232，同时例如发射一个或多个光脉冲并检测车辆500的环境中对象的反射光脉冲。

因此，如所示出的，LIDAR设备510可以在LIDAR 510的指向方向上发射光，例如，该指向方向在图5B中被示为朝向页面右侧的指向方向。利用这种布置，LIDAR设备510可以向相对靠近车辆的环境区域(例如，车道标志)以及进一步离开车辆的环境区域(例如，车辆前方的路标)发射光。此外，车辆500可以绕轴532旋转LIDAR设备510(或其一个或多个组件)，以改变LIDAR设备510的指向方向。因此，对于LIDAR设备510(或其一个或多个组件)的每次完整旋转，LIDAR设备510可以扫描车辆500周围的360°水平FOV。

IV.示例方法

图6是根据示例实施例的方法600的流程图。方法600呈现了，例如，可以与LIDAR设备100、200、LIDAR接收器314和/或车辆400、500中的任何一个一起使用的方法的实施例。方法600可以包括一个或多个操作、功能或动作，如框602-610中的一个或多个所示。尽管这些框是以顺序的次序示出的，但是在一些情形下，这些框可以并行执行，和/或以不同于本文描述的次序执行。并且，各种框可以基于所期望的实施方式被组合成更少的框，被划分成附加的框，和/或被移除。

另外，对于本文公开的方法600和其他过程和方法，该流程图示出了本实施例的一种可能的实施方式的功能和操作。在这点上，每个框可以表示模块、分段、制造或操作过程的一部分或程序代码的一部分，其包括由处理器可执行的以用于实施该过程中的特定逻辑功能或步骤的一个或多个指令。程序代码可以存储在任何类型的计算机可读介质上，例如，诸如包括磁盘或硬盘驱动器的存储设备。计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质，例如，诸如存储短时间数据的计算机可读介质，如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(random access memory，RAM)。计算机可读介质还可以包括非暂时性介质，例如辅助或持久性长期存储装置，如只读存储器(read only memory，ROM)、光盘或磁盘、光盘只读存储器(compact-disc read only memory，CD-ROM)。计算机可读介质也可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可以被认为是，例如，计算机可读存储介质，或者有形存储设备。此外，对于本文公开的方法600和其他过程和方法，图6中的每个框可以表示被布线为执行过程中的特定逻辑功能的电路系统。

因此，在各种示例中，方法600的功能可以使用控制器104、计算机系统410、和/或控制系统406来实施。此外，在一些示例中，方法600的各种功能可以通过这些组件中的一个或多个的组合来实施。例如，方法700的各种功能可以被分配在控制器104和计算机系统410之间，以及其他可能性。

在框602处，方法600涉及发射并引导光以照射LIDAR设备的视场(FOV)中的环境区域。例如，LIDAR发送器206的光源(例如，光纤激光器等)可以向LIDAR设备200的周围环境发射光脉冲和/或光束。此外，透射透镜208可以准直和发散发射光以限定LIDAR设备的FOV(例如，水平0.06°或1mrad，垂直+7°到-18°等)。其他FOV也是可能的。如此以来，环境的照射区域可以对应于沿着LIDAR设备的指向方向在FOV范围内水平和垂直延伸的区域。

在框604处，方法600涉及聚焦来自环境的入射在LIDAR设备的接收透镜上的光。聚焦光的至少一部分沿着预定光路聚焦。在框606处，方法600涉及在沿着预定光路定位的光检测器阵列处检测来自接收透镜的聚焦光。例如，LIDAR接收器314的接收透镜338可以将入射在其上的光的至少一部分沿着预定光路352向光检测器阵列334聚焦。光路352内的聚焦光的至少一部分可以对应于源自周围环境的照射区域的光(例如，基于接收透镜338与透射透镜208的对准等)。

在框608处，方法600涉及在定位于预定光路外侧的偏置光检测器处检测向着LIDAR设备传播的光。在一个示例中，偏置光检测器可以是包括光检测器阵列(例如，光检测器340、342、344或346)的LIDAR接收器内的光检测器。在另一示例中，偏置光检测器可以是与LIDAR接收器分离的光检测器(例如，沿着外壳224的外表面设置，设置在外壳224内的分离的离轴接收器中(图2A和图2B中未示出)等)。

在框610处，方法600涉及确定从光检测器阵列收集的传感器数据是否包括与除了发射光以外的光相关联的传感器数据。在框610处的确定可以基于在偏置光检测器处(即在框608处)检测到的光。

在一个示例场景中，入射到LIDAR设备上的外部光可以具有与在框602处发射的光类似的光学特性(例如，波形、光脉冲持续时间、波长等)。为此，例如，外部光可以由另一LIDAR设备(例如，在另一车辆上等)发射。在另一实例中，外部光可以由欺骗设备(spoofingdevice)发射，该欺骗设备监控由LIDAR设备向着欺骗设备发射的光，并且模拟向着LIDAR设备的类似光模式，其旋转回该欺骗设备。在任一种情况下，偏置光检测器都可以用来检测外部光。

返回参考图3，例如，偏置光检测器340可以被定位于阵列334附近和/或预定光路352附近。利用这种布置，如果外部光具有与发射光的水平光束宽度不同的水平光束宽度(例如，大于0.06°等)，则偏置光检测器340可以在阵列334的一个或多个光检测器进行检测的同时检测外部光的一部分。然后，方法600的系统(例如，控制器104、计算系统410等)可以确定与偏置光检测器340处的检测一致的(在阵列334处)所收集的传感器数据可以潜在地指示外部光检测为源自LIDAR设备的反射光。在这种情况下，系统因此可以修改所收集的传感器数据(至少对于偏置光检测器340被触发的时间帧)，以便移除或减少可能是潜在错误的数据(即与外部光相关联的数据)。

作为上述示例的变型，偏置光检测器342、344和/或346可以被定位在与由透镜338聚焦的光的特定方向相关联的预定位置。例如，检测器344可以检测源自离开LIDAR设备的指向方向+5°(水平)的外部光源的光。因此，在该示例中，偏置光检测器344可以被配置为前瞻传感器，该前瞻传感器在LIDAR设备旋转到与外部光源位置相对应的指向方向之前检测这种外部光。如此以来，当LIDAR设备变得与先前检测到的外部光源对准时，示例系统可以排除或移除(在阵列334处)收集的传感器数据。可替代地，在框602处，系统可以调节发射光的调制，以将发射光与偏置光检测器处的检测到的光区分开来。

在另一示例场景中，在偏置光检测器处检测到的外部光可能具有足够不同的光学特性，这些光学特性可以在光检测器阵列处收集的传感器数据中被识别。例如，外部光可能具有相对低的光强度、不同的波形形状、不同的光脉冲持续时间、不同的光束大小等。因此，系统可以修改所收集的传感器数据，以移除指示经由偏置检测器检测的具有光学特性的光的数据。

因此，在一些实施方式中，在框610处的确定可以涉及将由偏置光检测器检测到的光的光学特性与由LIDAR设备的光源发射的光的光学特性进行比较(例如，在框602处)。此外，在一些实施方式中，方法600还可以涉及响应于指示由偏置光检测器检测的光的光学特性和由LIDAR设备的光源发射的光的光学特性之间匹配的比较，修改所收集的传感器数据(在框608处)。

其他缓解过程也是可以的。在一些实施方式中，方法600还可以涉及响应于从光检测器阵列收集的传感器数据包括与除了发射光之外的光相关联的传感器数据的确定，选择不同于LIDAR设备的传感器以用于扫描照射区域。例如，车辆400可以使用来自用以扫描环境中预计有干扰的区域的相机434、RADAR单元430、和/或传感器系统404的另一传感器而不是LIDAR设备的数据。

可替代地或附加地，在一些实施方式中，方法600还可以涉及响应于从光检测器阵列收集的传感器数据包括与除了发射光之外的光相关联的传感器数据的确定，修改包括传感器(例如，LIDAR设备)的车辆的导航操作。例如，车辆400可以进入安全导航模式(响应于该确定)，该模式使得车辆停在路边或者以其他方式改变其导航路径以减少或减轻对LIDAR设备的干扰。

在一些实施方式中，方法600还涉及至少基于(在框610处)所收集的传感器数据和(例如，在框608处检测的)来自偏置光检测器的输出来确定环境的三维(3D)表示。例如，LIDAR设备可以被安装在旋转平台上，该旋转平台旋转以调节LIDAR设备的FOV，从而允许LIDAR设备扫描周围环境的360°视图。为此，在框610处收集传感器数据可以涉及收集LIDAR设备的多个FOV的传感器数据。然后，计算系统410(和/或控制器104)可以组合所收集的与各个FOV相关联的传感器数据。接下来，计算系统410可以基于偏置光检测器的检测来修改所组合的传感器数据，以移除与外部光源相关联的所收集的数据的子集。接下来，计算系统410(例如，经由传感器融合算法444等)可以使用组合和修改的传感器数据来构建数据云或周围环境的其他3D模型。

根据本公开，控制系统(例如，控制器104、计算系统410、控制系统406等)可以被配置为参与缓解过程，以保护LIDAR设备免受外部光源的影响。特别地，缓解过程可以涉及控制系统实现一个或多个操作来保护LIDAR设备免受外部光的影响，并且具体地响应于检测到外部光(经由偏置光检测器)正向着LIDAR设备发射而这样做。以这种方式，控制系统可以确保缓解特征就位(in place)，以保护LIDAR设备的操作免受外部光源的影响。

图7是示出根据示例实施方式的方法700的流程图。特别地，方法700可以被实施为响应于外部光的检测(经由偏置光检测器)来实行缓解过程。因此，方法700呈现了例如可以与LIDAR设备100、200、LIDAR接收器314、车辆400、500和/或方法600中的任何一个一起使用的方法的实施例。方法700可以包括一个或多个操作、功能或动作，如框702-704中的一个或多个所示。尽管这些框是以顺序的次序示出的，但是在一些情形下，这些框可以并行执行，和/或以不同于本文描述的次序执行。并且，各种框可以基于期望的实施方式被组合成更少的框，被划分成附加的框，和/或被移除。

在框702处，方法700涉及从一个或多个传感器接收指示正在向着LIDAR设备发射的外部光的传感器数据，其中外部光是源自除了LIDAR设备的光源之外的光源。根据示例实施方式，被配置为生成指示正在发射的外部光的传感器数据的传感器可以采取各种形式中的一种或多种。

在一个示例中，外部传感器可以被耦合到LIDAR设备(例如，耦合到外壳224等)并且可以被配置为生成指示外部光的传感器数据。例如，外部传感器可以是光传感器等，该光传感器被配置为接收具有与LIDAR设备当前发射的光的光学特性类似的光学特性的光。如果外部传感器检测到光，则所讨论的外部传感器可以响应性地向控制系统发送信号。响应于接收到该信号，控制系统可以确定外部光正向着LIDAR设备发射。

在另一示例中，被配置为生成指示外部光的传感器数据的传感器可以在LIDAR设备本身内。例如，LIDAR设备可以包括光电检测器(例如，在检测器阵列中或邻近阵列)，该光电检测器被配置为接收具有与LIDAR设备发射的光的光学特性类似的光学特性的光。如果光电检测器检测到光，则所讨论的光电检测器可以响应性地生成信号，然后基于该信号生成数据。并且至少基于由于所讨论的光电检测器生成的数据，控制系统可以确定外部光正向着LIDAR设备发射。

在又一示例中，被配置为生成指示外部光的传感器数据的传感器可以是除了LIDAR设备之外的车辆的传感器。例如，传感器系统404中的任何传感器都可以用于此目的。然而，各种其他传感器也可以附加地或可替代地用于该目的。在特定示例中，控制系统可以从相机(例如，相机434)接收图像数据，并且控制系统可以确定图像数据指示环境中的外部光源(例如，使用当前已知或未来开发的对象识别技术)。在该示例中，控制系统因此可以基于图像数据确定外部光正在发射或者至少可以向着LIDAR设备发射。

在框704处，方法700涉及响应于接收到指示向着LIDAR设备发射的外部光的传感器数据，参与缓解过程以保护LIDAR设备的操作免受外部光的影响，其中缓解过程包括以下中的至少一个：(i)操作LIDAR设备以激活快门来阻止外部光被LIDAR设备检测到，或者(ii)操作LIDAR设备以随时间改变正在发射的光的特性，并且仅检测具有与正在发射的光的特性相匹配的特性的光。

V.保护LIDAR设备的示例缓解过程

i.快门激活

根据本公开，控制系统(例如，控制器104、计算机系统410、控制系统406等)可以通过操作LIDAR设备来激活快门以阻止外部光被LIDAR设备检测来响应外部光的检测。实际上，控制系统可以暂时激活快门。以这种方式，控制系统可以帮助阻止LIDAR设备对外部光的检测，同时允许LIDAR设备继续提供关于随时间的环境的信息。通常，所讨论的快门可以采取各种形式之一。

在一种情况下，快门可以是机械快门。例如，机械快门可以采取焦平面快门、简单叶片快门、光圈快门、和/或中央快门等的形式。在这种情况下，控制系统可以通过发送信号等来激活机械快门，以致动(“关闭”)快门，从而阻止外部光被LIDAR设备检测到。

在另一种情况下，快门可以是光学快门。特别地，当光学快门被激活时，可以滤除具有一个或多个目标波长的光，并且可以通过具有除了一个或多个目标波长之外的波长的光。例如，光学快门可以是上述自适应滤波器(例如，滤光器348等)。如此以来，控制系统可以操作LIDAR设备来激活自适应滤波器。而且，控制系统可以确定外部光的波长(例如，基于接收到的传感器数据)，然后可以响应性地重新配置自适应滤波器，以选择所确定的波长作为自适应滤波器滤除的目标波长中的至少一个。以这种方式，控制系统可以使LIDAR设备能够检测已经从LIDAR设备透射并从环境中的一个或多个对象反射的光，但是不检测其他(例如，潜在有害的)光。其他情况和示例也是可能的。

在另一方面，LIDAR设备可以包括前瞻传感器(例如，偏置光检测器340、342、344、346等)，该前瞻传感器被布置为生成指示从环境的特定部分向着LIDAR设备发射的外部光的传感器数据。在一些情形下，前瞻传感器可以被定位，以便在LIDAR设备旋转到LIDAR设备扫描该环境的部分的定位之前，有效地检查该环境部分的外部光。一旦控制系统确定LIDAR设备已经旋转到LIDAR设备正在扫描或将要扫描该环境的部分的定位，控制系统可以响应性地激活快门以阻止外部光被检测到。

给定这种布置，如果前瞻传感器确定外部光正向着LIDAR设备发射，则控制系统可以使用各种方法的一种或多种，基于来自前瞻传感器的数据来确定正在发射外部光的环境的特定部分，并且因此确定何时激活快门。

在示例方法中，控制系统可以从前瞻传感器接收指示外部光的传感器数据。在这种方法中，当前瞻传感器检测到外部光时，控制系统可以确定前瞻传感器(例如，使用旋转编码器)的特定角度位置。然后，基于LIDAR设备上的前瞻传感器的位置和通过其接收光的LIDAR设备的孔的位置之间的角度偏置，控制系统可以确定在LIDAR设备旋转基本匹配角度偏置的程度之后孔将处于特定角度定位。如此以来，控制系统可以响应于孔处于特定角度定位的确定来激活快门。实际上，控制系统可以通过使用旋转编码器来确定LIDAR设备已经旋转了基本上匹配所讨论的角度偏置的程度来做出这样的确定，或者可以以其他方式这样做。

而且，在一些情况下，控制系统还可以结合角度偏置使用LIDAR设备的刷新率，以便确定或估计孔预计处于特定角度位置的时间。在这种情况下，控制系统可以在孔预计处于特定角度位置时激活快门。其他情况和方法也是可能的。

此外，如上所述，控制系统可以仅暂时激活快门。在前瞻传感器布置的背景下，控制系统可以仅在LIDAR设备正在扫描或者将要扫描向着LIDAR设备发射外部光的环境的特定部分的同时激活快门。例如，控制系统可以确定(例如，使用旋转编码器)LIDAR设备不再扫描环境的特定部分。作为响应，控制系统可以操作LIDAR设备去激活快门，以便不再阻挡光。通常，只有当前瞻传感器没有生成指示正从环境的后续部分发射的外部光的传感器数据时，控制传感器才可以这样做。在前瞻传感器确实生成这种数据的情形下，根据上述讨论，控制系统将操作LIDAR设备来保持快门的激活以阻挡外部光，等等。

图8A至图8C示出了在前瞻传感器布置的背景下激活快门。在图8A至图8C中，示出了在LIDAR设备800绕轴832旋转时，LIDAR设备800的俯视图。例如，LIDAR设备800可以类似于LIDAR设备100和200。为此，外壳824和轴832可以分别类似于外壳224和轴232。

图8A示出了在LIDAR设备800发射光并检测反射光时，前瞻传感器840检测从环境的特定部分向着LIDAR设备发射的外部光。例如，前瞻传感器840可以是类似于偏置光检测器340、342、344、346中任何一个的偏置光检测器。然而，与偏置光检测器340、342、344、346不同，前瞻传感器840被示为设置在LIDAR设备800的外壳824上的独立的传感器(例如，设置在LIDAR接收器314外侧)。

然后，图8B示出了一旦LIDAR设备800已经旋转到LIDAR设备800被布置成扫描环境的特定部分的定位，机械快门860就被激活。如此以来，机械快门860阻挡外部光，如图8B所示。最后，在LIDAR设备800已经进一步旋转并且不再扫描该环境的特定部分之后，机械快门860被去激活从而不再阻挡光，如图8C所示。

ii.光学特性的变型

根据本公开，控制系统(例如，控制器104、计算机系统410、控制系统406等)可以附加地或可替代地通过操作LIDAR设备以随时间改变发射光的特性，并且仅检测具有与正在发射的光的特性相同的特性的光，来响应外部光的检测。如此以来，控制系统可以通过操作LIDAR设备以改变由LIDAR设备发射的光的定时、波长、强度和/或调制来响应外部光的检测。

在另一方面，通过改变光学特性来响应外部光的检测可以涉及使用备用波长来帮助保护LIDAR设备免受外部光的影响。特别地，控制系统可以操作LIDAR设备发射第一波长，并且至少检测具有第一波长的外部光。然后，控制系统可以操作LIDAR设备继续发射具有第一波长的光，并且另外发射具有不同于第一波长的第二波长的光。此外，控制系统还可以操作LIDAR设备不再检测具有第一波长的光，而是检测具有第二波长的光，即使LIDAR设备继续发射具有第一波长的光。

实际上，备用波长的使用可能帮助增加查明哪个波长实际上正被LIDAR设备用于检测的难度。例如，外部光的光学特性可以手动地或自动地改变，以匹配由LIDAR设备正在发射并检测的光的光学特性集。为此，可以手动地或自动地改变外部光的波长以匹配最初发射的第一波长，并且由于连续发射具有第一波长的光，外部光的波长可以继续匹配第一波长。但是这种匹配可能不再呈现问题，因为控制系统已经开始操作LIDAR设备来转而检测具有备用第二波长的光。而且，在一些情况下，控制系统可以具体响应于确定外部光具有匹配的第一波长而实行备份第二波长的公开使用。

图9A-图9C示出了使用备用波长来帮助保护LIDAR设备免受外部光的影响。如图9A-图9C所示，具有LIDAR设备910的车辆900在环境中操作。例如，车辆900和LIDAR设备910可以分别类似于车辆500和LIDAR设备510。

根据以上讨论，LIDAR设备910可以最初被配置为发射波长为1550nm的光(例如，经由发送器206)，如图9A所示，并且可以检测(例如，经由接收器214)波长为1550nm的光。如图9B所示，可以检测向着LIDAR设备的外部光(具有相同的波长1550nm)的发射。作为响应，如图9C所示，然后，LIDAR设备910发射波长为1550nm的光以及备份波长为1552nm的光。然而，根据以上讨论，LIDAR设备910可以被操作以不再检测波长为1550nm的光，而是检测波长为1552nm的光。以这种方式，查明哪个波长实际上被LIDAR设备910用于检测的难度会增加。

VI.结论图中所示的特定布置不应被视为限制性的。应当理解，其他实施方式可以包括给定图中所示的每个元素的更多或更少。此外，可以组合或省略一些所示元素。更进一步地，示例性实施方式可以包括图中未示出的元素。此外，虽然本文已经公开了各个方面和实施方式，但是其他方面和实施方式对于本领域技术人员来说将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施方式是出于说明的目的而不意图是限制性的，其中真正的范围和精神由所附权利要求指示。在不脱离本文呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行其他改变。将会容易理解，如本文一般描述的且在附图中示出的本公开的方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些在本文中都被设想。

Claims (20)

1.一种光检测和测距LIDAR设备，包括：

发送器，发射光，其中，发射光照射LIDAR设备的视场FOV内的环境区域；

透镜，从环境接收光，其中，所述透镜沿着预定光路聚焦从环境的照射区域向着LIDAR设备传播的光；

检测器，沿着预定光路定位，以拦截和检测由透镜沿着预定光路聚焦的、从环境的照射区域向着LIDAR设备传播的光；

控制器，其中，所述控制器被配置为：(i)接收指示向着LIDAR设备发射的、源自除了发送器之外的源的外部光的数据；以及(ii)响应于接收指示向着LIDAR设备发射的、源自除了发送器之外的源的外部光的数据，参与缓解过程以保护LIDAR设备的操作免受外部光的影响。

2.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中，参与缓解过程包括：

操作LIDAR设备以阻挡外部光被检测器检测到。

3.根据权利要求2所述的LIDAR设备，还包括快门，其中，操作LIDAR设备以阻挡外部光被检测器检测到包括激活快门以阻挡外部光被检测器检测到。

4.根据权利要求3所述的LIDAR设备，其中，所述快门是机械快门。

5.根据权利要求2所述的LIDAR设备，还包括阻挡外部光的波长的滤波器，其中，操作LIDAR设备以阻挡外部光被检测器检测到包括激活滤波器以阻挡外部光的波长被检测器检测到。

6.根据权利要求5所述的LIDAR设备，其中，所述过滤器是自适应滤波器，并且其中，激活滤波器以阻挡外部光的波长包括：

确定外部光的波长；以及

控制自适应滤波器滤除所述波长。

7.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中，参与缓解过程包括：

控制发送器调整发送器发射的光的一个或多个特性以区分发射光和外部光；以及

控制检测器只检测具有与发送器发射的光的调整的一个或多个特性相匹配的特性的光。

8.根据权利要求7所述的LIDAR设备，其中，控制发送器调整发送器发射的光的一个或多个特性以区分发射光和外部光包括控制发送器调整发送器发射的光的波长。

9.根据权利要求8所述的LIDAR设备，还包括：

确定外部光具有第一波长，

其中，控制发送器调整发送器发射的光的波长包括控制发送器将发送器发射的光的波长从第一波长改变为第二波长。

10.根据权利要求7所述的LIDAR设备，其中，控制发送器调整发送器发射的光的一个或多个特性以区分发射光和外部光包括控制发送器调整发送器发射的光的调幅。

11.根据权利要求7所述的LIDAR设备，其中，控制发送器调整发送器发射的光的一个或多个特性以区分发射光和外部光包括控制发送器调整发送器发射的光的定时。

12.根据权利要求1所述的LIDAR设备，还包括一个或多个传感器，被配置为检测外部光。

13.根据权利要求12所述的LIDAR设备，其中，所述一个或多个传感器包括耦合到LIDAR设备的外壳的外部传感器。

14.根据权利要求12所述的LIDAR设备，其中，所述一个或多个传感器包括定位于预定光路外侧的偏置光检测器，检测从环境的除了照射区域之外的区域向着LIDAR设备传播的光。

15.根据权利要求12所述的LIDAR设备，其中，所述LIDAR设备被配置为在不同的时间照射环境的不同区域，并且其中，所述一个或多个传感器包括前瞻传感器，被配置为在环境区域被LIDAR设备照射之前检测来自环境的那些区域的外部光。

16.一种方法，包括：

由光检测和测距LIDAR设备的发送器发射照射LIDAR设备的视场FOV内的环境区域的光；

由LIDAR设备的透镜沿着预定光路聚焦从环境的照射区域向着LIDAR设备传播的光；

由LIDAR设备的检测器检测由透镜沿着预定光路聚焦的、从环境的照射区域向着LIDAR设备传播的光；

接收指示向着LIDAR设备发射的、源自除了发送器之外的源的外部光的数据；以及

响应于接收指示向着LIDAR设备发射的、源自除了发送器之外的源的外部光的数据，参与缓解过程以保护LIDAR设备的操作免受外部光的影响。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，参与缓解过程包括：

操作LIDAR设备以阻挡外部光被检测器检测到。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述LIDAR设备包括快门，其中，操作LIDAR设备以阻挡外部光被检测器检测到包括激活快门以阻挡外部光被检测器检测到。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，参与缓解过程包括：

控制发送器调整发送器发射的光的一个或多个特性以区分发射光和外部光；以及

控制检测器只检测具有与发送器发射的光的调整的一个或多个特性相匹配的特性的光。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，控制发送器调整发送器发射的光的一个或多个特性以区分发射光和外部光包括：

控制发送器调整发送器发射的光的波长、调幅或定时中的至少一个。

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