CN113227835A - 用于检测传感器遮挡物的方法和系统 - Google Patents

用于检测传感器遮挡物的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113227835A
CN113227835A CN201980085893.5A CN201980085893A CN113227835A CN 113227835 A CN113227835 A CN 113227835A CN 201980085893 A CN201980085893 A CN 201980085893A CN 113227835 A CN113227835 A CN 113227835A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fov
optical window
scan
obstruction
lidar device
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.)
Pending
Application number
CN201980085893.5A
Other languages
English (en)
Inventor
B.加森德
N.阿姆斯特朗-克鲁斯
S.麦克洛斯基
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.)
Waymo LLC
Original Assignee
Waymo LLC
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 Waymo LLC filed Critical Waymo LLC
Publication of CN113227835A publication Critical patent/CN113227835A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • 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
    • G01S17/42—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
    • 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
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • 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
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4813—Housing arrangements
    • 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
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0006—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means to keep optical surfaces clean, e.g. by preventing or removing dirt, stains, contamination, condensation
    • 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
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G01S2007/4975—Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen
    • G01S2007/4977—Means for monitoring or calibrating of sensor obstruction by, e.g. dirt- or ice-coating, e.g. by reflection measurement on front-screen including means to prevent or remove the obstruction

Landscapes

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

Abstract

一种示例方法涉及使光检测和测距(LIDAR)设备的壳体关于第一轴旋转。壳体包括第一光学窗口和第二光学窗口。方法还涉及通过第一光学窗口发送第一多个光脉冲以获得LIDAR设备的视场(FOV)的第一扫描。方法还涉及通过第二光学窗口发送第二多个光脉冲以获得FOV的第二扫描。方法还涉及基于第一扫描和第二扫描来识别至少部分地被遮挡物遮挡的FOV的部分。

Description

用于检测传感器遮挡物的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年1月8日提交的美国专利申请第16/242,191号和2018年11月2日提交的美国临时申请第62/755,011号的优先权，上述两个申请以全文引用的方式并入本文中。
背景技术
有源传感器(诸如光检测和测距(LIDAR)传感器、无线电检测和测距(RADAR)传感器、声音导航和测距(SONAR)传感器等)是可以通过朝向周围环境发射信号并检测发射信号的反射来扫描周围环境的传感器。
例如，LIDAR传感器可以在扫描场景时确定与环境特征的距离，以组装指示环境中的反射表面的“点云”。可以例如通过以下操作来确定点云中的单独点：发送激光脉冲并且检测从环境中的物体反射的返回脉冲(若存在)，然后根据脉冲的发送与反射脉冲的接收之间的时间延迟来确定与物体的距离。因此，例如，可以生成指示环境中的反射特征的位置的点的三维映射。
发明内容
在一个示例中，提供了一种方法。该方法涉及旋转光检测和测距(LIDAR)设备的壳体。壳体包括第一光学窗口和第二光学窗口。该方法还涉及通过第一光学窗口发送第一多个光脉冲以获得LIDAR设备的视场(FOV)的第一扫描。该方法还涉及通过第二光学窗口发送第二多个光脉冲以获得FOV的第二扫描。该方法还涉及基于第一扫描和第二扫描来识别至少部分地被遮挡物遮挡的FOV的部分。
在另一示例中，提供了一种光检测和测距(LIDAR)设备。该LIDAR设备包括具有第一光学窗口和第二光学窗口的壳体。该LIDAR设备还包括配置为使壳体旋转的致动器。该LIDAR设备还包括使LIDAR设备执行操作的控制器。操作包括：通过第一光学窗口发送第一多个光脉冲并且通过第二光学窗口发送第二多个光脉冲。操作还包括：基于发送的第一多个光脉冲来获得LIDAR设备的视场(FOV)的第一扫描，并且基于发送的第二多个光脉冲来获得FOV的第二扫描。操作还包括：基于第一扫描和第二扫描来识别至少部分地被遮挡物遮挡的FOV的部分。
在又一示例中，提供了一种方法。该方法涉及从光检测和测距(LIDAR)设备接收指示视场(FOV)的第一扫描的数据。第一扫描是基于通过LIDAR设备的第一光学窗口发送的第一多个光脉冲。该方法还涉及从LIDAR设备接收指示FOV的第二扫描的数据。第二扫描是基于通过LIDAR设备的第二光学窗口发送的第二多个光脉冲。该方法还涉及基于第一扫描和第二扫描来识别至少部分地被遮挡物遮挡的FOV的部分。
在再一示例中，提供了一种系统。该系统包括用于使光检测和测距(LIDAR)设备的壳体旋转的部件。壳体包括第一光学窗口和第二光学窗口。该系统还包括用于通过第一光学窗口发送第一多个光脉冲以获得LIDAR设备的视场(FOV)的第一扫描的部件。该系统还包括用于通过第二光学窗口发送第二多个光脉冲以获得FOV的第二扫描的部件。该系统还包括用于基于第一扫描和第二扫描来识别至少部分地被遮挡物遮挡的FOV的部分的部件。
在再一示例中，提供了一种系统。该系统包括用于从光检测和测距(LIDAR)设备接收指示视场(FOV)的第一扫描的数据的部件。第一扫描是基于通过LIDAR设备的第一光学窗口发送的第一多个光脉冲。该系统还包括用于从LIDAR设备接收指示FOV的第二扫描的数据的部件。第二扫描是基于通过LIDAR设备的第二光学窗口发送的第二多个光脉冲。该系统还包括用于基于第一扫描和第二扫描来识别至少部分地被遮挡物遮挡的FOV的部分的部件。
这些以及其它方面、优点以及替代方案将通过在适当的情况下参考附图阅读以下详细描述而对本领域的普通技术人员变得显而易见。此外，应理解，此发明内容章节和本文中的其它地方中所提供的描述旨在通过示例而非限制的方式说明所要求的主题。
附图说明
图1是根据示例实施例的系统的简化框图。
图2A示出了根据示例实施例的LIDAR设备。
图2B示出了LIDAR设备的部分透视图。
图2C示出了LIDAR设备的部分横截面图。
图2D示出了LIDAR设备的另一部分横截面图。
图3是根据示例实施例的车辆的简化框图。
图4是根据示例实施例的方法的流程图。
图5是根据示例实施例的另一方法的流程图。
图6是根据示例实施例的又一方法的流程图。
图7是根据示例实施例的再一方法的流程图。
具体实施方式
在本文中描述了示例性实施方式。应理解，在本文中使用词语“示例性”来指“充当示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式或特征并不一定需要被解释为比其它实施方式或特征优选或有利。在图中，除非上下文另外规定，否则类似符号通常标识类似组件。本文中所描述的示例实施方式并不意味着限制。应容易理解的是，如本文中一般描述并且在图中示出的，本公开的方面可以按照各种不同的配置布置、替代、组合、分离和设计。
I.概述
在一些场景中，有源传感器的FOV可以变得(至少部分地)被物体、障碍物、碎屑、灰尘、划痕、变形和/或其它类型的遮挡物遮挡。遮挡物可以防止由有源传感器发送的一个或多个信号(或其部分)到达遮挡物后方的环境的区域，和/或防止有源传感器接收从环境传播的一个或多个信号(或其部分)。一些类型的遮挡物可以与有源传感器物理地分离(例如不附着到有源传感器)。其它类型的遮挡物可以设置在有源传感器上或者附着到有源传感器(例如在有源传感器上积聚的灰尘或其它碎屑等)。
本文中的一些示例实施方式可以涉及传感器遮挡物的检测和/或与此类遮挡物的检测相关联的系统操作。
本文中的一个示例LIDAR设备包括具有第一光学窗口和第二光学窗口的壳体。LIDAR设备可以配置为通过第一光学窗口发送第一多个光脉冲并且通过第二光学窗口发送第二多个光脉冲。第二光学窗口可以位于壳体的与第一光学窗口相对的一侧处。以这种方式，LIDAR设备可以基于(通过第一光学窗口发送的)第一多个光脉冲来获得FOV的第一扫描，并且基于(通过第二光学窗口发送的)第二多个光脉冲来获得相同FOV的第二扫描。LIDAR设备还可以配置为使壳体旋转。在一种实施方式中，LIDAR设备可以通过使壳体关于LIDAR设备的偏航轴旋转一个完整旋转(例如360度)来扫描360度的水平FOV。在替代实施方式中，LIDAR设备可以配置为(例如通过使壳体关于偏航轴旋转小于360度等)扫描不同的水平FOV。
在一些实施方式中，LIDAR设备可以使用第一光学窗口和第二光学窗口来在壳体的单次完整(360度)旋转期间同时获得相同FOV的两次扫描。利用这种布置，由于相应扫描时间段和与每次扫描相关联的相应FOV的重叠，因此第一扫描和第二扫描通常可以彼此类似。因此，在一些示例中，可以将第一扫描用作用于验证第二扫描的参考，反之亦然。例如，通过比较两次扫描，LIDAR设备可在仅影响一个光学窗口的遮挡物(例如附着到光学窗口的灰尘或碎屑等)与影响两个光学窗口的遮挡物(例如附近的物体、树、墙壁等)之间进行区分。
在一些示例中，LIDAR设备可以基于通过两个光学窗口中的一个获得的一次或多次扫描来检测遮挡物。在一个示例中，LIDAR设备可以追踪朝向第一光学窗口的相应区段发送和/或从第一光学窗口的相应区段接收的光脉冲的数量。在该示例中，LIDAR设备然后可以确定是否潜在地存在遮挡与第一光学窗口的特定区段相关联的FOV的部分的遮挡物和/或该遮挡物是否耦合到LIDAR设备(例如设置在特定区段上的尘土等)。例如，如果朝向特定区段发送的多个发射光脉冲与通过特定区段接收到的多个光脉冲之间的差值增加(或超过阈值)，那么LIDAR设备(或耦合到LIDAR设备的计算系统)可以确定在光学窗口的该特定区段上或附近可以潜在地存在遮挡物。替代地或额外地，在另一示例中，LIDAR设备(或计算系统)可以配置为通过监测通过第二光学窗口的多个区段发送和/或接收的光脉冲来检测遮挡物。
在一些示例中，LIDAR设备可以替代地包括单个光学窗口(而非包括第一光学窗口和第二光学窗口二者)。在这些示例中，LIDAR设备可以通过单个光学窗口(例如在LIDAR设备关于轴旋转期间等)获得环境的一次或多次扫描。为此，与以上讨论一致，本文中的一些示例可以涉及基于通过LIDAR设备的单个光学窗口获得的一次或多次扫描来检测遮挡物(和/或确定遮挡物是否物理地耦合到LIDAR设备)。
根据遮挡物的类型，在一些示例中，LIDAR设备(或使用LIDAR设备的系统)可以决定如何对遮挡物的检测作出响应。在第一示例中，在将遮挡物确定为仅遮挡一个光学窗口(例如灰尘、尘土等)的情况下，LIDAR设备可以启动清洁机构(例如液体喷雾、高压气管、刮水器等)以尝试移除遮挡物。在第二示例中，除了其它可能性之外，在将遮挡物确定为遮挡两个光学窗口(例如覆盖LIDAR设备的部分的塑料袋等)的情况下，LIDAR设备可以决定等待给定的时间量(或壳体的给定旋转次数)以便移除遮挡物(例如遮挡的塑料袋可以被风吹走)或向使用LIDAR的系统警示FOV的部分被遮挡。
II.示例系统和设备
本公开的示例传感器的非详尽列表包括LIDAR传感器、RADAR传感器、SONAR传感器、有源IR相机和/或微波相机等。为此，本文中的一些示例传感器可以包括有源传感器，该有源传感器发射信号(例如可见光信号、不可见光信号、射频信号、微波信号、声音信号等)，然后检测来自周围环境的发射信号的反射。
图1是根据示例实施例的系统100的简化框图。如所示出的，系统100包括电源布置102、控制器104、旋转平台110、固定平台112、一个或多个致动器114、一个或多个编码器116、旋转连杆118、发送器120、接收器130、一个或多个光学元件140、壳体150以及一个或多个清洁装置160。在一些实施例中，系统100可以包括更多、更少或不同的组件。此外，所示出的组件可以以任何数量的方式组合或划分。
电源布置102可以配置为向系统100的各种组件供应、接收和/或分配电力。为此，电源布置102可以包括或者采取电源(例如电池单元等)的形式，该电源(例如电池单元等)以任何可行的方式设置在系统100内并且连接到系统100的各种组件，以便向这些组件供应电力。额外地或替代地，电源布置102可以包括或者采取电力适配器的形式，该电力适配器配置为从一个或多个外部电源(例如从布置在安装有系统100的车辆中的电源)接收电力并且将接收到的电力发送到系统100的各种组件。
控制器104可以包括布置为促进系统100的某些操作的一个或多个电子组件和/或系统。控制器104可以以任何可行的方式设置在系统100内。在一个实施例中，控制器104可以至少部分地设置在旋转连杆118的中央腔区域内。
在一些示例中，控制器104可以包括或者耦合到布线，该布线用于将控制信号传送到系统100的各种组件和/或用于将数据从系统100的各种组件传送到控制器104。例如，除了其它可能性之外，控制器104接收的数据可以包括指示通过接收器130进行的信号检测的传感器数据。而且，由控制器104发送的控制信号可以操作系统100的各种组件，除了其它可能性之外，诸如通过控制由发送器120进行的信号发射、控制通过接收器130进行的信号检测和/或控制(多个)致动器114使旋转平台110旋转。
如所示出的，控制器104可以包括一个或多个处理器106和数据存储108。在一些示例中，数据存储108可以存储可由(多个)处理器106执行以使系统100执行本文中所描述的各种操作的程序指令。为此，(多个)处理器106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。在控制器104包括一个以上的处理器的程度上，此类处理器可以分别地或组合地工作。在一些示例中，数据存储108可以包括一个或多个易失性存储组件和/或一个或多个非易失性存储组件，诸如光学、磁性和/或有机存储，并且可选地，数据存储108可以与(多个)处理器全部或部分地集成。
在一些示例中，控制器104可以与外部控制器等(例如布置在安装有系统100的车辆中的计算系统)进行通信，以帮助促进控制信号和/或数据在外部控制器与系统100的各种组件之间的传送。额外地或替代地，在一些示例中，控制器104可以包括接线以执行本文中所描述的操作中的一个或多个的电路系统。例如，控制器104可以包括一个或多个脉冲发生器电路，该脉冲发生器电路提供用于触发通过发送器120的脉冲或其它信号的发射的脉冲定时信号。额外地或替代地，在一些示例中，控制器104可以包括一个或多个专用处理器、伺服系统或其它类型的控制器。例如，控制器104可以包括操作(多个)致动器114以使旋转平台以特定频率或相位旋转的比例-积分-微分(PID)控制器或其它控制回路反馈机构。其它示例也是可能的。
旋转平台110可以配置为关于轴旋转。为此，旋转平台110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120和接收器130可以布置在旋转平台110上，使得这些组件中的每一个基于旋转平台110的旋转而相对于环境移动。具体地，这些组件可以关于轴旋转，使得系统100可以从各种方向获得信息。例如，在旋转轴是垂直轴的情况下，可以通过关于垂直轴致动旋转平台110来水平地调整系统100的指向方向。
固定平台112可以采取任何形状或形式并且可以配置成耦合到各种结构，诸如(例如)耦合到车辆的顶部、机器人平台、装配线机器或采用系统100来扫描其周围环境的任何其它系统。此外，可以经由任何可行的连接器布置(例如螺栓、螺钉等)进行固定平台的耦合。
(多个)致动器114可以包括电动机、气动致动器、液压活塞和/或压电致动器，和/或任何其它类型的致动器。在一个示例中，(多个)致动器114可以包括配置为关于旋转平台110的旋转轴致动旋转平台110的第一致动器。在另一示例中，(多个)致动器114可以包括配置为使系统100的一个或多个组件关于不同的旋转轴旋转的第二致动器。例如，第二致动器可以使光学元件(例如反射镜等)关于第二轴(例如水平轴等)旋转，以调整发射光脉冲的方向(例如垂直地等)。在又一示例中，(多个)致动器114可以包括配置为使系统100的一个或多个组件倾斜(或者移动系统100的一个或多个组件)的第三致动器。例如，除了其它可能性之外，第三致动器可以用于沿着发射光脉冲的光学路径移动或替换滤波器或其它类型的光学元件140，或可以用于使旋转平台倾斜(例如以调整由系统100扫描的视场(FOV)的范围等)。
(多个)编码器116可以包括任何类型的编码器(例如机械编码器、光学编码器、磁性编码器、电容编码器等)。通常，(多个)编码器116可以配置为提供关于轴旋转的设备的旋转位置测量。在一个示例中，(多个)编码器116可以包括耦合到旋转平台110以测量平台110关于平台110的旋转轴的旋转位置的第一编码器。在另一示例中，(多个)编码器116可以包括耦合到反射镜(或其它光学元件140)以测量反射镜关于反射镜的旋转轴的旋转位置的第二编码器。
旋转连杆118将固定平台112直接或间接地耦合到旋转平台110。为此，旋转连杆118可以采取提供用于旋转平台110关于轴相对于固定平台112的旋转的任何形状、形式以及材料。例如，旋转连杆118可以采取基于来自(多个)致动器114的致动而旋转从而将机械力从(多个)致动器114传送到旋转平台110的轴等的形式。在一种实施方式中，旋转连杆118可以具有中央腔，系统100的一个或多个组件可以设置在该中央腔中。在一些示例中，旋转连杆118还可以提供用于在固定平台112与旋转平台110(和/或其上的组件，诸如发送器120和接收器130)之间传送数据和/或指令的通信链路。
发送器120可以配置为朝向系统100的环境发送信号。如所示出的，发送器120可以包括一个或多个发射器122。发射器122可以根据系统100的配置包括各种类型的发射器。
在第一示例中，在系统100配置为LIDAR设备的情况下，发送器120可以包括发射具有在波长范围内的波长的一个或多个光束和/或脉冲的一个或多个光发射器122。波长范围可以例如在电磁波谱的紫外、可见和/或红外部分中。在一些示例中，波长范围可以是窄波长范围，诸如由激光提供的窄波长范围。示例光发射器122的非详尽列表包括激光二极管、二极管条、发光二极管(LED)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)、有机发光二极管(OLED)、聚合物发光二极管(PLED)、发光聚合物(LEP)、液晶显示器(LCD)、微机电系统(MEMS)、光纤激光器和/或配置为选择性地发送、反射和/或发射光以提供多个发射光束和/或脉冲的任何其它设备。
在第二示例中，在系统100配置为有源红外(IR)相机的情况下，发送器120可以包括配置为发射IR辐射以照射场景的一个或多个发射器122。为此，发送器120可以包括配置为提供IR辐射的任何其它发射器(例如光源等)。
在第三示例中，在系统100配置为RADAR设备的情况下，发送器120可以包括配置为朝向系统100的环境发射和/或引导调制的射频(RF)信号的一个或多个天线、波导和/或其它类型的RADAR信号发射器122。
在第四示例中，在系统100配置为SONAR设备的情况下，发送器120可以包括配置为朝向系统100的环境发射调制的声音信号的一个或多个声学换能器，诸如压电换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器和/或其它类型的SONAR信号发射器122。在一些实施方式中，声学换能器可配置为发射在特定波长范围内的声音信号(例如次声、超声等)。其它示例也是可能的。
在一些实施方式中，系统100(和/或发送器120)可以配置为以定义系统100的FOV的相对空间布置发射多个信号(例如光束、IR信号、RF波、声波等)。例如，每个波束(或信号)可以配置为朝向FOV的部分传播。在该示例中，在由系统100执行的扫描操作期间可以引导多个相邻(和/或部分重叠)的波束以扫描FOV的多个相应部分。其它示例也是可能的。
接收器130可以包括配置为检测由发送器120发射的信号的反射的一个或多个检测器132。
在第一示例中，在系统100配置为RADAR设备的情况下，接收器130可以包括配置为检测由发送器120发送的RF信号的反射的一个或多个天线(即，检测器132)。为此，在一些实施方式中，可以将发送器120和接收器130的一个或多个天线物理地实施为相同的物理天线结构。
在第二示例中，在系统100配置为SONAR设备的情况下，接收器130可以包括配置为检测由发送器120发射的声音信号的反射的一个或多个声音传感器110(例如麦克风等)。
在第三示例中，在系统100配置为有源IR相机的情况下，接收器130可以包括一个或多个光检测器132(例如电荷耦合设备(CCD)等)，该光检测器配置为检测由发送器120发送并且从场景朝向接收器130反射的IR光的源波长。
在第四示例中，在系统100配置为LIDAR设备的情况下，接收器130可以包括一个或多个光检测器132，该光检测器布置为拦截和检测由发送器120发射的从环境返回到系统100的光脉冲或波束的反射。示例光检测器132可以包括光电二极管、雪崩光电二极管(APD)、硅光电倍增管(SiPM)、单光子雪崩二极管(SPAD)、多像素光子计数器(MPPC)、光电晶体管、相机、有源像素传感器(APS)、电荷耦合设备(CCD)、低温检测器和/或任何其它光传感器。在一些实例中，接收器130可以配置为检测具有在与由发送器120发射的光相同的波长范围内的波长的光。以这种方式，例如，系统100可以将由系统100发出的接收到的光与由环境中的外部源发出的其它光区分开。
在一些实施方式中，接收器130可以包括检测器，该检测器包括彼此连接的感测元件的阵列。例如，在系统100配置为LIDAR设备的情况下，多个光感测元件可以并联连接以提供具有比单个感测元件的检测区域更大的光检测面积(例如阵列中的单独检测器的感测表面的组合等)的光电检测器阵列。光电检测器阵列可以以各种方式布置。例如，阵列的单独检测器可以设置在一个或多个衬底(例如印刷电路板(PCB)、柔性PCB等)上，并且布置为检测沿着系统100的光学透镜(例如(多个)光学元件140)的光学路径行进的射入光。此外，此光电检测器阵列可以包括以任何可行方式布置的任何可行数量的检测器。
在一些示例中，系统100可以通过改变系统100(和/或发送器120和接收器130)的旋转速率来选择或调整水平扫描分辨率。额外地或替代地，可以通过调整由发送器120发射的信号的脉冲速率来修改水平扫描分辨率。在第一示例中，发送器120可以配置为以每秒15,650个脉冲的脉冲速率发射脉冲，并且配置为在发射脉冲时以10Hz旋转(即，每秒十次完整的360°旋转)。在该示例中，接收器130可以具有0.23°的水平角分辨率(例如连续脉冲之间的水平角间距)。在第二示例中，如果系统100在维持每秒15,650个脉冲的脉冲速率的同时改为以20Hz旋转，那么水平角分辨率可以变为0.46°。在第三示例中，如果发送器120在维持10Hz的旋转速率的同时以每秒31,300个脉冲的速率发射脉冲，那么水平角分辨率可以变为0.115°。在一些示例中，替代地，系统100可以配置为在小于系统100的完整的360°旋转内扫描特定视图范围。其它实施方式也是可能的。
应注意，上文所描述的脉冲速率、角分辨率、旋转速率以及视域范围仅出于示例的目的，因此，这些扫描特性中的每一个可以根据系统的各种应用而改变。
可选地，(多个)光学元件140可以被包括在发送器120和/或接收器130中或者耦合到发送器120和/或接收器130。在一个示例中，(多个)光学元件140可以布置为朝向场景(或其中的区域)引导由(多个)发射器122发射的光。在另一示例中，(多个)光学元件140可以布置为朝向(多个)检测器132聚焦来自场景(或其中的区域)的光。因而，(多个)光学元件140可以包括布置为导引光通过物理空间传播和/或调整光的特性的光学元件(诸如滤波器、孔径、(多个)反射镜、(多个)波导、(多个)透镜或其它类型的光学组件)的任何可行组合。
在一些示例中，控制器104可以操作致动器114以各种方式使旋转平台110旋转，以便获得关于环境的信息。在一个示例中，旋转平台110可以在任一方向上旋转。在另一示例中，旋转平台110可以进行完整旋转，以使得系统100扫描环境的360°视图。而且，旋转平台110可以以各种频率旋转，以便使系统100以各种刷新速率扫描环境。在一个实施例中，系统100可以配置为具有10Hz的刷新速率(例如系统100每秒进行十次完整旋转)。其它刷新速率是可能的。
替代地或额外地，系统100可以配置为以各种方式调整发射信号(由发送器120发射)的指向方向。在一种实施方式中，发送器120的信号发射器(例如光源、天线、声学换能器等)可以根据相控阵配置或其它类型的波束转向配置来操作。
在第一示例中，在系统100配置为LIDAR设备的情况下，发送器120中的光源或发射器可以耦合到相控阵光学器件，该相控阵光学器件控制由光源发射的光波的相位。例如，控制器104可以配置为调整相控阵光学器件(例如相控阵波束转向)以改变由发送器120发射的光信号的有效指向方向(例如即使旋转平台100不旋转)。
在第二示例中，在系统100配置为RADAR设备的情况下，发送器120可以包括天线阵列，并且控制器104可以为阵列中的每个单独天线提供相应的相移控制信号，以修改来自阵列的组合RF信号的指向方向(例如相控阵列波束转向)。
在第三示例中，在系统100配置为SONAR设备的情况下，发送器120可以包括声学换能器的阵列，并且控制器104可以类似地操作声学换能器的阵列(例如经由相移控制信号、相控阵波束转向等)，以实现由阵列发射的组合声音信号的目标指向方向(例如即使旋转平台110不旋转等)。
壳体150可以采取任何形状、形式以及材料，并且可以配置为容纳系统100的一个或多个组件。在一个示例中，壳体150可以是圆顶形壳体。此外，在一些示例中，壳体150可以由至少部分地不透明的材料组成或可以包括至少部分地不透明的材料，该材料可以允许阻止至少一些信号进入壳体150的内部空间，因此有助于减轻环境信号对系统100的一个或多个组件产生的热和噪声效应。壳体150的其它配置也是可能的。
在一些示例中，壳体150可以耦合到旋转平台110，使得壳体150配置为基于旋转平台110的旋转而旋转。在这些示例中，发送器120、接收器130以及可能地，系统100的其它组件可分别设置在壳体150内。以这种方式，发送器120和接收器130可以在设置在壳体150内的同时与壳体150一起旋转。在其它示例中，壳体150可以耦合到固定平台112或其它结构，以使得壳体150不与通过旋转平台110旋转的其它组件一起旋转。
如所示出的，可选地，壳体150可以包括第一光学窗口152和第二光学窗口154。因此，在一些示例中，壳体150可以定义光学腔，在该光学腔中，除了通过光学窗口152和154传播的光之外，设置在壳体内部的一个或多个组件(例如发送器120、接收器130等)与环境中的外部光以光学方式隔离。例如，利用这种布置，系统100(例如以LIDAR配置等)可以减少来自外部光(例如噪声等)的对由发送器120发送的信号的干扰和/或由接收器130接收到的发送信号的反射。
为此，在一些实施例中，光学窗口152和154可以包括对由发射器122发射的光的波长和/或一个或多个其它波长透明的材料。例如，光学窗口152和154中的每一个可以由玻璃衬底或塑料衬底等形成。此外，在一些示例中，光学窗口152和154中的每一个可以包括或可以耦合到滤波器，该滤波器选择性地发送由(多个)发射器122发送的光的波长，同时减少对其它波长的发送。光学窗口152和154可以具有各种厚度。在一个实施例中，光学窗口152和154可以具有在1毫米与2毫米之间的厚度。其它厚度也是可能的。
在一些示例中，第二光学窗口154可以位于壳体150的与第一光学窗口152相对的一侧处。
可选地，(多个)清洁装置160可以包括在系统100中，以促进清洁系统100的一个或多个组件(例如(多个)光学元件140等)。为此，清洁装置160可以包括一个或多个清洁机构。第一示例清洁装置160可以包括配置为将液体沉积在系统100的一个或多个组件(例如(多个)光学元件140、壳体150等)上的液体喷雾。例如，可以施加液体以尝试溶解或机械移除设置在光学组件的表面上的遮挡物(例如灰尘、尘土等)。第二示例清洁装置160可以包括配置为将气体施加到光学组件的表面上的遮挡物上的高压气泵。第三示例清洁装置160可以包括配置为尝试从系统100中的组件的表面移除遮挡物的刮水器(例如与风挡刮水器类似)。其它示例是可能的。
应注意，系统100的这种配置仅出于示例性目的而描述，并且并不意味着作为限制。如上文所提到的，在一些示例中，替代地，系统100可以用比所示出的组件更少的组件来实施。在一个示例中，系统100可以在没有旋转平台100的情况下实施。例如，发送器120可以配置为在不必使发送器120和接收器130旋转的情况下发送在空间上布置为定义系统100的特定FOV(例如水平地和垂直地)的多个信号。在另一示例中，壳体150可以配置为包括单个光学窗口(而非两个光学窗口152、154)。例如，在系统100的LIDAR实施方式中，LIDAR 100可以通过仅通过单个光学窗口发送光脉冲来在给定扫描时段期间获得FOV的单次完整扫描(即，而非通过两个分离的光学窗口发送光脉冲来同时获得相同FOV的两次扫描)。其它示例也是可能的。
图2A示出了根据示例实施例的LIDAR设备200。如所示出的，LIDAR200包括分别与系统100的旋转平台110、固定平台112以及壳体150类似的旋转平台210、固定平台212以及壳体250。
LIDAR 200可以配置为通过朝向环境发射光260并且检测从环境返回到LIDAR 200的发射光的反射部分(例如反射光270)来扫描环境。此外，为了调整由LIDAR 200扫描的FOV(即，由发射光260照射的区域)，旋转平台210可以配置为使壳体250(以及其中所包括的一个或多个组件)关于旋转平台210的旋转轴旋转。例如，在平台210的旋转轴是垂直轴的情况下，旋转平台210可以水平地调整发射光260的方向，以定义LIDAR 200的FOV的水平范围。
如所示出的，LIDAR 200还包括光学窗口252，发射光260通过该光学窗口从壳体250发送出去，且反射光270通过该光学窗口进入壳体250中。尽管未示出，但壳体250还可以包括位于壳体250的与光学窗口252相对的一侧处的另一光学窗口。因此，壳体250可定义光学腔，在该光学腔中，除了通过一个或多个光学窗口传播的光之外，设置在壳体内部的一个或多个组件(例如发送器、接收器等)与环境中的外部光以光学方式隔离。例如，利用这种布置，LIDAR 200可以减少来自外部光(例如噪声等)的对发送信号260和/或反射信号270的干扰。
为此，在一些实施例中，光学窗口252可以包括对发射光270的波长和/或一个或多个其它波长透明的材料。例如，光学窗口252可以由玻璃衬底或塑料衬底等形成。此外，在一些示例中，光学窗口252可以包括或可以耦合到滤波器，该滤波器选择性地发送发射光269的波长，同时减少通过光学窗口252对其它波长的发送。光学窗口252可以具有各种厚度。在一个实施例中，光学窗口252可以具有在1毫米与2毫米之间的厚度。其它厚度是可能的。
图2B示出了LIDAR 200的部分横截面图。注意，为了便于描述，从图2B的示出中省略了LIDAR 200的一些组件(例如平台212、壳体250以及光学窗口252)。
如图2B中所示出的，LIDAR设备200还包括可以与系统100的致动器114类似的致动器214和218。此外，如所示出的，LIDAR 200包括可以分别与系统100的发送器120和接收器130类似的发送器220和接收器230。此外，如所示出的，LIDAR 200包括可以与系统100的光学元件140类似的一个或多个光学元件(即，发送透镜240、接收透镜242以及反射镜244)。
致动器214和218可以包括步进电动机、电动机、内燃机、短轴型电动机、压电式致动器或任何其它类型的致动器，诸如针对系统100的致动器114所描述的致动器。
如所示出的，致动器214可以配置为使反射镜244关于第一轴215旋转，并且致动器218可以配置为使旋转平台210关于第二轴219旋转。在一些实施例中，轴215可以对应于LIDAR 200的水平轴，并且轴219可以对应于LIDAR 200的垂直轴(例如轴215与219可以基本上彼此垂直地对准)。
在示例操作中，LIDAR发送器220可以发射光(经由发送透镜240)，该光从反射镜244反射以传播远离LIDAR 200(例如如同图2A中所示出的发射光260)。此外，来自LIDAR200的环境的接收到的光(包括图2A中所示出的光270)可以从反射镜244朝向LIDAR接收器230反射(经由透镜242)。因此，例如，可以通过使反射镜244(例如关于水平轴215)旋转来控制LIDAR 200的垂直扫描方向，并且可以通过使用旋转平台210使LIDAR 200关于垂直轴(例如轴219)旋转来控制LIDAR 200的水平扫描方向。
在该示例中，反射镜244可以在发送器220正在朝向反射镜发射一系列光脉冲的同时旋转。因此，根据反射镜关于轴215的旋转位置，可以因此使每个光脉冲(例如垂直地)转向。因而，LIDAR 200可以扫描由反射镜244提供的(垂直)转向方向的范围所定义的垂直FOV(例如基于反射镜244关于轴215的角位置的范围)。在一些示例中，LIDAR 200可以配置为使反射镜244进行一次或多次完整旋转，以使来自发送器220的发射光(垂直地)转向。在其它示例中，LIDAR设备200可以配置为在给定的角度范围内使反射镜244旋转，以在特定方向范围内使发射光(垂直地)转向。因此，LIDAR 200可以通过调整反射镜244的旋转来扫描各种垂直FOV。在一个实施例中，LIDAR 200的垂直FOV是110°。
继续参考该示例，平台210可以配置为使支撑在其上的组件(例如反射镜244、电动机214、透镜230和232、发送器220以及接收器230)的布置关于垂直轴(例如轴219)旋转。因此，LIDAR 200可以使平台210旋转以使发射光(来自发送器220)(例如关于平台210的旋转轴219)水平地转向。此外，可以控制平台210(关于轴219)的旋转位置的范围以定义LIDAR200的水平FOV。在一个实施例中，平台210可以在定义的角度范围(例如270°等)内旋转以提供小于360°的水平FOV。然而，为扫描任何水平FOV，其它旋转量也是可能的(例如360°、8°等)。
图2C示出了LIDAR设备200的部分横截面图。应注意，为了便于描述，从图2C的示出中省略了LIDAR 200的一些组件。在图2C的横截面图中，轴215可以垂直于(并且可以延伸穿过)页面。
如图2C中所示出的，LIDAR 200还包括定位成与光学窗口252相对的第二光学窗口254。光学窗口254可以与光学窗口252类似。例如，光学窗口254可以配置为将光发送到由壳体250定义的光学腔中和/或从由壳体250定义的光学腔发送出去。
如图2C中所示出的，发送器220包括发射器222，该发射器可以包括例如针对(多个)发射器122描述的任何光源。在替代实施例中，发送器220可以包括一个以上的光源。发射器222可以配置为发射一个或多个光脉冲260(例如激光波束等)。发送透镜240可以配置为从发射器222朝向反射镜244引导发射光(和/或使发射光准直)。例如，发送透镜240可以使来自发射器的光准直，以定义从LIDAR 200发送出去的光束260的波束宽度(例如虚线260a与260b之间的波束发散角)。
如图2C中所示出的，反射镜244可以包括三个反射表面244a、244b、244c(例如三角形反射镜)。在替代示例中，相反，反射镜244可以替代地包括附加的或更少的反射表面。在所示出的示例中，通过发送透镜240发送的发射光然后可以在由箭头260所示出的方向上朝向LIDAR 200的环境从反射表面244a反射。因此，在该示例中，随着反射镜244的旋转(例如关于轴215)，可以使发射光260转向以具有与由箭头260所示出的方向不同的方向(例如俯仰方向等)。例如，可以基于三角形反射镜244的旋转位置来调整发射光的方向260。
此外，在一些示例中，根据反射镜244关于轴215的旋转位置，可以通过光学窗口252或通过光学窗口254使发射光260转向出壳体250。因此，在一些示例中，LIDAR 200可以配置为使发射光束260在较宽方向范围内(例如垂直地)转向和/或转向出壳体250的任一侧(例如光学窗口252和252所处的侧)。
图2D示出了LIDAR设备200的另一部分横截面图。应注意，为了便于描述，从图2D的示出中省略了LIDAR 200的一些组件。如所示出的，接收器230包括一个或多个光检测器232，该光检测器可以与系统100的(多个)检测器112类似。此外，如所示出的，接收器230包括接收透镜246与(多个)检测器232之间的光圈246。
光圈246可以包括配置为选择由接收透镜242聚焦的部分光以朝向(多个)检测器232发送的一个或多个光学元件(例如孔径光阑、滤波器等)。
例如，接收透镜242可以配置为将从由LIDAR 200扫描的场景接收到的光(例如来自场景的进入窗口252或窗口254并且被反射镜244反射的光)朝向光阑246聚焦。与以上讨论一致，可以布置(或对准)(多个)检测器232以拦截包括来自发送器220所照射的目标区域的光的聚焦光的部分。为了便于实现这一点，例如，光阑246可以包括孔径，该孔径定位成和/或大小设定为通过孔径将与目标区域相关联的聚焦光的部分作为发散光(例如包括反射光270)进行发送以用于(多个)检测器232检测。
应注意，LIDAR 200的各种组件的各种位置、形状以及大小、由LIDAR 200发射的光束和/或由LIDAR 200接收到的光束可以改变，并且不一定按比例绘制，而是如同在图2A到图2D中为了便于描述所示。此外，应注意，与图2A到图2D中所示出的组件相比，LIDAR 200可以替代地包括附加的、更少的或不同的组件。
在一种替代实施方式中，壳体250可以配置为包括单个光学窗口(而非两个光学窗口252和254)。例如，LIDAR 200可以配置为在壳体250的在与LIDAR 200的FOV的水平范围相关联的偏航角度范围内的每次旋转期间获得LIDAR 200的FOV的单次完整扫描。在该示例中，LIDAR 200可以配置为在壳体200的旋转期间通过单个光学窗口发送光脉冲，以在给定扫描时段期间获得FOV的单次扫描(即，而非通过在给定扫描时段内通过两个分离的光学窗口同时发送光脉冲来获得相同FOV的两次扫描)。
在另一替代实施方式中，代替反射镜244或除了反射镜244之外，LIDAR200可以包括波束转向装置，该波束转向装置包括一个或多个光学组件。在该实施方式中，LIDAR 200可以配置为通过使用波束转向光学元件的各种布置通过光学窗口252和/或254使发送的和/或接收到的光束转向来扫描场景。
本文中的一些示例实施方式涉及车辆，该车辆包括至少一个传感器，诸如系统100、设备200和/或其它类型的传感器(例如RADAR、SONAR、相机、其它有源传感器等)。然而，本文中所公开的示例传感器也可以用于各种其它目的，并且可以包含于或者连接到任何可行的系统或布置。例如，本文中的示例LIDAR设备可以在装配线设定中用于监测正在装配线中制造的物体(例如产品)。其它示例也是可能的。
本文中的一些示例LIDAR设备可以与任何类型的车辆(包括常规汽车以及具有自主或半自主操作模式的汽车)一起使用。此外，术语“车辆”应被广泛地解释为覆盖任何移动物体，包括例如卡车、厢式货车、半挂卡车、摩托车、高尔夫球车、越野车辆、仓库运输车辆或农用车辆以及在轨道上行驶的运输工具，诸如过山车、无轨电车、煤车或火车等。
图3是根据示例实施例的车辆300的简化框图。如所示出的，车辆300包括推进系统302、传感器系统304、控制系统306、外围设备308以及计算机系统310。在一些实施例中，车辆300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，所示出的系统和组件可以以任何数量的方式组合或划分。例如，控制系统306和计算机系统310可以组合成单个系统。
推进系统302可以配置为针对车辆300提供动力运动。为此，如所示出的，推进系统302包括引擎/电动机318、能量源320、变速器322以及车轮/轮胎324。
引擎/电动机318可以是或包括内燃机、电动机、蒸汽引擎以及斯特林引擎的任何组合。其它电动机和引擎也是可能的。在一些实施例中，推进系统302可以包括多种类型的引擎和/或电动机。例如，油电混合汽车可以包括汽油引擎和电动机。其它示例是可能的。
能量源320可以是完整地或部分地为引擎/电动机318提供电力的能量源。即，引擎/电动机318可以配置为将能量源320转换成机械能量。能量源320的示例包括汽油、柴油、丙烷、基于其它压缩气体的燃料、乙醇、太阳能面板、电池以及其它电力源。(多个)能量源320可以额外地或替代地包括燃料箱、电池、电容器和/或飞轮的任何组合。在一些实施例中，能量源320也可以为车辆300的其它系统提供能量。为此，能量源320可以额外地或替代地包括例如可再充电的锂离子和铅酸电池。在一些实施例中，能量源320可以包括配置为向车辆300的各种组件提供电力的一个或多个电池组。
变速器322可以配置为将机械动力从引擎/电动机318发送到车轮/轮胎324。为此，变速器322可以包括变速箱、离合器、差速器、驱动轴和/或其它元件。在变速器322包括驱动轴的实施例中，驱动轴可以包括配置为耦合到车轮/轮胎324的一个或多个轮轴。
车轮300的车轮/轮胎324可以以各种格式(包括单轮车、自行车/摩托车、三轮车或汽车/卡车四轮格式)配置。其它车轮/轮胎格式也是可能的，诸如包括六个或更多个车轮的车轮/轮胎格式。在任何情况下，车轮/轮胎324可以配置为相对于其它车轮/轮胎324差动地旋转。在一些实施例中，车轮/轮胎324可以包括固定地附着到变速器322的至少一个车轮和耦合到可与驾驶表面接触的车轮的轮辋的至少一个轮胎。车轮/轮胎324可以包括金属与橡胶的任何组合或其它材料的组合。推进系统302可以额外地或替代地包括除了所示出的组件之外的组件。
传感器系统304可以包括配置为感测关于车辆300所处的环境的信息的若干传感器以及配置为修改传感器的位置和/或定向的一个或多个致动器336。如所示出的，传感器系统304包括全球定位系统(GPS)326、惯性测量单元(IMU)328、RADAR单元330、激光测距机和/或LIDAR单元332以及相机334。传感器系统304也可以包括附加传感器，包括例如监测车辆300的内部系统的传感器(例如O2监测器、燃料计、引擎油温等)。其它传感器也是可能的。
GPS 326可以是配置为估计车辆300的地理位置的任何传感器(例如位置传感器)。为此，GPS 326可以包括配置为估计车辆300相对于地球的定位的收发器。
IMU 328可以是配置为基于惯性加速度来感测车辆300的位置和定向变化的传感器的任何组合。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、指南针等。
RADAR单元330可以是配置为使用无线电信号感测车辆300所处的环境中的物体的任何传感器。在一些实施例中，除了感测物体之外，RADAR单元330可以额外地配置为感测物体的速度和/或前进方向。
类似地，激光测距机或LIDAR单元332可以是配置为使用激光来感测车辆300所处的环境中的物体的任何传感器。例如，LIDAR单元332可以包括一个或多个LIDAR设备，该一个或多个LIDAR设备可以与系统100和/或设备200等其它可能的LIDAR配置类似。
相机334可以是配置为捕获车辆300所处的环境的图像的任何相机(例如静态相机、摄影机等)。为此，相机334可以采取上文所描述的任何形式。
控制系统306可以配置为控制车辆300和/或其组件的一个或多个操作。为此，控制系统306可以包括转向单元338、风门340、制动单元342、传感器融合算法344、计算机视觉系统346、导航或路径系统348以及避障系统350。
转向单元338可以是配置为调整车辆300的前进方向的机构的任何组合。风门340可以是配置为控制引擎/电动机318并且转而控制车辆300的速度的机构的任何组合。制动单元342可以是配置为使车辆300减速的机构的任何组合。例如，制动单元342可以使用摩擦力来减慢车轮/轮胎324。作为另一示例，制动单元342可以将车轮/轮胎的动能转换成电流。
传感器融合算法344可以是配置为接受来自传感器系统304的数据作为输入的算法(或存储算法的计算机程序产品)。数据可以包括例如表示由传感器系统304感测的信息的数据。传感器融合算法344可以包括例如卡尔曼滤波器、贝叶斯网络、机器学习算法、用于本文中的方法的一些功能的算法或任何其它传感器融合算法。传感器融合算法344可以进一步配置为基于来自传感器系统304的数据来提供各种评定，包括例如车辆300所处的环境中的单独物体和/或特征的评估、特定情况的评估和/或基于特定情况的可能影响的评估。其它评定也是可能的。
计算机视觉系统346可以是配置为处理和分析由相机334捕获的图像以便识别车辆300所处的环境中的物体和/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346可以使用物体识别算法、运动恢复结构(SFM)算法、视频追踪或其它计算机视觉技术。在一些实施例中，计算机视觉系统346可以额外地配置为映射环境、追踪物体、估计物体的速度等。
导航和路径系统348可以是配置为确定车辆300的驾驶路径的任何系统。导航和路径系统348可以额外地配置为在车辆300正在运行时动态地更新车辆300的驾驶路径。在一些实施例中，导航和路径系统348可以配置为包含来自传感器融合算法344、GPS 326、LIDAR单元332和/或一个或多个预定地图的数据，以便确定车辆300的驾驶路径。
避障系统350可以是配置为在车辆300所处的环境中识别、评估和避免或者协商障碍物的任何系统。控制系统306可以额外地或替代地包括除了所示出的组件之外的组件。
外围设备308可以配置为允许车辆300与外部传感器、其它车辆、外部计算设备和/或用户交互。为此，外围设备308可以包括例如无线通信系统352、触摸屏354、麦克风356和/或扬声器358。
无线通信系统352可以是配置为直接或经由通信网络无线地耦合到一个或多个其它车辆、传感器或其它实体的任何系统。为此，无线通信系统352可以包括用于直接或经由通信网络与其它车辆、传感器、服务器或其它实体进行通信的天线和芯片组。通常，除了其它可能性之外，芯片组或无线通信系统352可以布置为根据一种或多种类型的无线通信(例如协议)(诸如蓝牙、在IEEE 802.11中所描述的通信协议(包括任何IEEE 802.11修订版本)、蜂窝技术(诸如GSM、CDMA、UMTS、EV-DO、WiMAX或LTE)、Zigbee、专用短程通信(DSRC)以及射频识别(RFID)通信)进行通信。
触摸屏354可以由用户用来向车辆300输入命令。为此，除了其它可能性之外，触摸屏354可以配置为经由电容式感测、电阻感测或表面声波过程感测用户的手指的位置和移动中的至少一个。触摸屏354可以能够感测在与触摸屏表面平行或共平面的方向上、在垂直于触摸屏表面的方向上或在这两者上的手指移动，并且可以还能够感测施加到触摸屏表面的压力水平。触摸屏354可以由一个或多个半透明或透明的绝缘层和一个或多个半透明的或透明的导电层形成。触摸屏354也可以采取其它形式。
麦克风356可以配置为从车辆300的用户接收音频(例如语音命令或其它音频输入)。类似地，扬声器358可以配置为向用户输出音频。
计算机系统310可以配置为将数据发送到推进系统302、传感器系统304、控制系统306以及外围设备308中的一个或多个，从推进系统302、传感器系统304、控制系统306以及外围设备308中的一个或多个接收数据，与推进系统302、传感器系统304、控制系统306以及外围设备308中的一个或多个交互和/或控制推进系统302、传感器系统304、控制系统306以及外围设备308中的一个或多个。为此，计算机系统310可以通过系统总线、网络和/或其它连接机构(未示出)通信地链接到推进系统302、传感器系统304、控制系统306以及外围设备308中的一个或多个。
在一个示例中，计算机系统310可以配置为控制变速器322的操作以提高燃料效率。作为另一示例，计算机系统310可以配置为使相机334捕获环境的图像。作为又一示例，计算机系统310可以配置为存储和执行对应于传感器融合算法344的指令。作为再一示例，计算机系统310可以配置为存储并执行用于使用LIDAR单元332确定车辆300周围的环境的3D表示的指令。因此，例如，计算机系统310可以充当LIDAR单元332的控制器。其它示例也是可能的。
如所示出的，计算机系统310包括处理器312和数据存储314。处理器312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312包括一个以上的处理器的程度上，此类处理器可以单独地或组合地工作。
数据存储314转而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(诸如光学、磁性和/或有机存储)，并且数据存储314可以整体地或部分地与处理器312集成在一起。在一些实施例中，数据存储314可以包含可由处理器312执行以使车辆300和/或其组件(例如LIDAR单元332等)执行本文中所描述的各种操作的指令316(例如程序逻辑)。数据存储314也可以包含附加指令，包括用于将数据发送到推进系统302、传感器系统304、控制系统306和/或外围设备308中的一个或多个的指令、用于从推进系统302、传感器系统304、控制系统306和/或外围设备308中的一个或多个接收数据的指令、用于与推进系统302、传感器系统304、控制系统306和/或外围设备308中的一个或多个交互的指令和/或用于控制推进系统302、传感器系统304、控制系统306和/或外围设备308中的一个或多个的指令。
在一些实施例中，除了所示出的元件之外或代替所示出的元件，车辆300可以包括一个或多个元件。例如，车辆300可以包括一个或多个附加接口和/或电源。其它附加组件也是可能的。在此类实施例中，数据存储314还可以包括可由处理器312执行以控制附加组件和/或与附加组件进行通信的指令。此外，虽然将组件和系统中的每一个示出为集成在车辆300中，但在一些实施例中，一个或多个组件或系统可以使用有线或无线连接可移除地安装在车辆300上或者(机械地或电气地)连接到车辆300。车辆300也可以采取其它形式。
III.示例方法
应注意，针对LIDAR 200所描述的示例布置并不意味着作为限制。因此，本文中所描述的方法和过程可以与各种不同的LIDAR配置(包括LIDAR设备200以及其它LIDAR布置)一起使用。此外，本文中所描述的方法和过程可以与各种不同类型的有源传感器(诸如在对系统100的描述中的任何有源感测系统(例如SONAR、RADAR、LIDAR等))一起使用。
图4是根据示例实施例的方法400的流程图。方法400呈现了可以例如与系统100、设备200和/或车辆300中的任何一个一起使用的方法的实施例。方法400可以包括如由框402到408中的一个或多个所示出的一个或多个操作、功能或动作。尽管按相继顺序示出了框，但在一些实例中，这些框可以并行地和/或以与本文中所描述的顺序不同的顺序执行。此外，各种框可以基于期望实施方式而被组合成更少的框，被划分成附加的框和/或被移除。
此外，针对本文中所公开的方法400以及其它过程和方法，流程示出了本实施例的一种可能实施方式的功能性和操作。就此而言，每个框可以表示模块、段、制造或操作过程的一部分或程序代码的一部分，该程序代码包括可由处理器执行以实施该过程中的特定逻辑功能或步骤的一个或多个指令。可以将程序代码存储在任何类型的计算机可读介质(例如(诸如)包括磁盘或硬盘驱动器的存储设备)上。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)在短时间段内存储数据的计算机可读介质，比如寄存器存储器、处理器高速缓存以及随机存取存储器(RAM)。例如，计算机可读介质还可以包括非暂时性介质，诸如辅助存储装置或永久性长期存储装置，比如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质还可以是任何其它易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可以被视为例如计算机可读存储介质，或有形存储设备。
此外，针对本文中所公开的方法400以及其它过程和方法，图4中的每个框可以表示接线以执行该过程中的特定逻辑功能的电路系统。
在框402中，方法400涉及使LIDAR设备的壳体关于第一轴旋转。例如，如图2B中所示出的，LIDAR设备200可以使壳体250关于轴219旋转(例如通过使用支撑壳体250的旋转平台210等)以调整发射光260(图2A中所示出)的水平指向方向(例如偏航方向)。
在框404中，方法400涉及通过壳体的第一光学窗口发送第一多个光脉冲以获得FOV的第一扫描。
如图2C中所示出的，例如，LIDAR 200可以通过壳体250的第一光学窗口252发送发射光260(的至少一部分)。在一些示例中，LIDAR 200的发射器222可以发射光260作为一系列光脉冲(即，在框404中为第一多个光脉冲)。例如，发射光脉冲260可以周期性地、间歇性地发射，或可以根据另一调制方案在时间上分离。此外，在旋转平台210关于轴219旋转时(图2B中所示出)，可以根据平台210关于轴219的当前旋转位置使每个发射光脉冲水平转向以具有相应偏航方向。因此，例如，可以在偏航角度范围(即，平台210关于轴219的旋转位置的范围)内通过第一光学窗口252发送在框404中的第一多个光脉冲以获得LIDAR 200的水平FOV的第一扫描。
在一些示例中，LIDAR 200可以配置为经由第一光学窗口252重复扫描水平地延伸超过360度的FOV。例如，致动器218(图2B中所示出)可以配置为使平台210关于轴219重复地进行完整旋转(即，360度旋转)。因而，LIDAR 200可以配置为在平台210关于轴219的每次完整旋转期间获得通过第一光学窗口252的完整扫描(例如360度FOV的完整扫描)。
在框406中，方法400涉及通过壳体的第二窗口发送第二多个光脉冲。
如在图2C中所示出的，例如，壳体250包括第二光学窗口254(与第一光学窗口252相对)。在示例场景中，反射镜244可以在顺时针方向上关于轴215旋转(相对于图2C中所示出的反射镜244的配置)。在这种场景中，反射表面244b可以开始在第二光学窗口254之外拦截并且反射来自发送器220的发射光260。更一般地，在该示例中，在框406中的第二多个光脉冲可以包括在反射表面244a、244b或244c中的任何一个正面向发送器220和光学窗口254两者的时间期间由发射器222发射的发射光脉冲260的子集。类似地，在框404中的第一多个光脉冲可以包括在反射表面244a、244b或244c中的任何一个正面向发送器220和光学窗口252两者的时间期间由发射器222发射的发射光脉冲260的子集。
如上文所提到的，在一些示例中，LIDAR 200可以配置为经由第一光学窗口252重复扫描FOV并且(同时)经由第二光学窗口254扫描相同FOV。例如，LIDAR 200可以配置为通过可交换地将光束发送到光学窗口252和254之外(例如基于反射镜244的旋转)来在相同的扫描时间段期间获得相同FOV的两次分离的扫描(例如框404的第一扫描和框406的第二扫描)。
在一些示例中，方法400涉及基于由LIDAR设备的一个或多个检测器在壳体关于第一轴的完整旋转期间拦截的反射光脉冲的测量来获得FOV的第一扫描和FOV的第二扫描。再次参考图2D，例如，(多个)检测器232可以用于检测反射光脉冲270，该反射光脉冲270由LIDAR 200在壳体250关于轴219(如图2B中所示出)的一次完整(360度)旋转期间经由光学窗口252和254中的任何一个接收(并且由反射镜244朝向接收器230反射)。以这种方式，在壳体250关于轴219的每次完整旋转(例如360度旋转)期间，LIDAR 200可以获得相同FOV的两次分离的扫描(经由窗口252的第一扫描和经由窗口254的第二扫描)。
在一些示例中，方法400涉及通过壳体内部的发送器朝向壳体内部的反射镜发射第一多个光脉冲和第二多个光脉冲。例如，如图2C中所示出的，相同发送器220可以发射第一多个光脉冲(即，由反射镜244朝向光学窗口252反射的发射光260的部分)和第二多个光脉冲(即，由反射镜244朝向光学窗口254反射的发射光260的另一部分)二者。
因此，在一些示例中，方法400还可以涉及发送器朝向壳体内部的反射镜发送第一多个光脉冲和第二多个光脉冲；以及经由反射镜朝向第一光学窗口反射第一多个光脉冲并且朝向第二光学窗口反射第二多个光脉冲。
再次参考图2C，LIDAR 200可以使用相同的光学组件(例如发射器222、发送透镜240、反射镜244等)来定义(通过窗口252发送的)第一多个光脉冲和(通过窗口254发送的)第二多个光脉冲的相应光学路径。以这种方式，可以预期通过两个光学窗口252和254获得的两次扫描(例如第一扫描和第二扫描)基本上彼此类似(例如在时间上和在空间上)。
作为示例，考虑了平台210以10赫兹(Hz)的速率旋转的场景。在该场景中，可以在0.1秒(s)的相同扫描时段期间执行FOV的第一扫描和第二扫描。例如，在时间t＝0，LIDAR200可以以0°的偏航角度发送垂直光脉冲列(通过光学窗口252)，然后以180°的偏航角度发送垂直光脉冲列(通过光学窗口254)。在t＝0与t＝0.05s(即，扫描时段的前半部分)之间，在这种场景中，平台210可以关于偏航轴219旋转180°，同时类似地可交换地将垂直光脉冲列发送到两个窗口252和254之外。此外，在t＝0.05s，LIDAR 200然后可以以0°的偏航角度发送另一垂直光脉冲列(通过光学窗口254)，并且以180°的偏航角度发送另一垂直光脉冲列(通过光学窗口252)。接下来，在时间t＝0.05s与t＝0.1s(即，扫描时段的后半部分)之间，LIDAR 200然后可以经由窗口254扫描0°与180°之间的偏航角度并且经由窗口252扫描180°与360°之间的偏航角度。
因此，在这种场景中，第一扫描与第二可以基本上类似(例如在基本上类似的方向上发送的两次扫描的对应光脉冲之间的约0.05秒的延迟)。其它场景是可能的。
在框408中，方法400涉及识别至少部分地被遮挡物遮挡的FOV的部分。例如，遮挡物可以拦截由LIDAR设备朝向FOV的识别出的部分发送的光的至少一部分。
在框408中的FOV的部分的识别可以是基于第一扫描、第二扫描或第一扫描和第二扫描两者。因此，在一些示例中，方法400的系统可以配置为基于由LIDAR设备经由单个光学窗口获得的FOV的一次或多次扫描来在框408中识别FOV的部分。在其它示例中，方法400的系统可以配置为基于由LIDAR设备经由第一光学窗口和第二光学窗口两者获得的FOV的一次或多次扫描来在框408中识别FOV的部分。
作为示例，方法400的系统可以监测由LIDAR设备朝向FOV的相应部分发送的第一相应数量的光脉冲和由LIDAR设备从相应部分检测到的第二相应数量的反射光脉冲。在一些实例中，系统还可以单独地从通过第二光学窗口发送的发送/反射光脉冲的数量(例如第二扫描)来监测通过第一光学窗口发送的发送/反射光脉冲的数量(例如第一扫描)。根据各种因素，系统可以使用监测数量来决定FOV的特定部分是否被遮挡。
在一些场景中，LIDAR设备可能由于各种原因未能检测到特定发送光脉冲的反射(即使在不存在遮挡物时)。在第一场景中，由于环境因素(例如空气中的小颗粒、电磁噪声、天气状况等)，发送和/或反射光脉冲中的一些可能会被从预期光学路径转移。在第二场景中，发送和/或反射光脉冲中的一些可能会由于LIDAR设备中的故障(即，不是由于外部遮挡物)(诸如由LIDAR设备的滤波器退化的脉冲、通过LIDAR的孔径转移的脉冲、由于失准误差而转移的脉冲或由于LIDAR设备的其它固有特性(例如检测器的敏感度、固有测量误差等)而未检测到的脉冲)而未被检测到。在第三场景中，一个或多个光脉冲可以被FOV中的物体暂时遮挡(例如仅在短时间段内遮挡LIDAR设备的飘扬纸张等)。
因此，在一些示例中，方法400的系统可以配置为确定遮挡物物理地耦合到LIDAR设备(例如附着到LIDAR设备或附着到另一附近结构等)的似然性、遮挡物的范围和/或如果未采取响应动作(例如在不启动清洁装置等的情况下)遮挡物是否有可能与LIDAR设备保持物理耦合。例如，系统可以通过评定各种因素来进行这些确定，该各种因素诸如：返回的光脉冲强度/数量、关于LIDAR设备当前所处的环境区域中的某种类型的遮挡物的现况的先验信息、安装有LIDAR设备的车辆的速度和/或证实来自其它传感器的数据以及其它可能因素。
在第一示例中，方法400可以涉及至少基于安装有LIDAR设备的车辆的速度来确定遮挡物是否耦合到LIDAR设备。例如，快速移动的车辆可以(比较慢车辆)更容易受到遮挡物(比如在较长时间段内保持物理地附着到LIDAR设备的塑料袋或其它飘扬碎屑(例如由于当车辆正在高速移动时预期的相对较强的顶头风))的影响。
在第二示例中，确定遮挡物是否耦合到LIDAR设备可以涉及响应于LIDAR设备在LIDAR设备的环境中从第一位置移动到第二位置，确定遮挡物是否相对于LIDAR设备而保持在偏移位置处。例如，在将LIDAR设备安装在车辆(例如车辆300)上的情况下，车辆的计算系统(例如计算系统310)可以比较LIDAR设备与由第一扫描(在LIDAR设备位于第一位置处时执行)和第二扫描(在LIDAR设备位于第二位置位置处时执行)指示的遮挡物之间的距离的测量。如果比较指示遮挡物相对于LIDAR设备保持在特定偏移位置处，那么计算系统可以确定遮挡物物理地耦合到LIDAR设备(例如附着到LIDAR设备或附着到车辆)。替代地或额外地，在该示例中，如果在车辆(且因此LIDAR设备)从第一位置移动到第二位置之后，与遮挡物的距离改变且/或不再存在，那么计算系统可以确定遮挡物并未耦合到LIDAR设备(例如环境中未物理地附着到LIDAR设备(或附近)的附近物体等)。
在第三示例中，方法400可以涉及进一步基于由配置为扫描FOV的部分的一个或多个其它传感器收集到的传感器数据来在框408中识别FOV的部分。例如，车辆300可以配置为使用方法400的LIDAR设备(例如LIDAR 332)和确定刺激物的传感器系统304的一个或多个其它传感器(例如(多个)LIDAR、(多个)RADAR、(多个)相机等)来扫描FOV的相同部分。在该实例中，车辆可以将由LIDAR设备进行的扫描与一个或多个其它传感器多个传感器进行的扫描进行比较(例如经由计算机系统310等)，以确定LIDAR设备是否被遮挡而无法扫描在框408中识别出的FOV的部分。
在一些示例中，方法400涉及确定遮挡物遮挡FOV的识别出的部分的程度。在一个示例中，在框408中识别FOV的部分可以是基于遮挡物拦截至少阈值数量的光脉冲的确定。在一个示例中，阈值数量可以是10,000个脉冲(例如在需要从FOV的部分中检测至少10,000个脉冲的系统中等)。其它阈值数量也是可能的。
在一些示例中，方法400可以涉及确定由LIDAR设备朝向FOV的给定部分发送的第一数量的光脉冲和从FOV的给定部分中的一个或多个物体反射的第二数量的检测到的光脉冲。在一些示例中，方法400还可以涉及基于第二数量的光脉冲小于第一数量的光脉冲的一半来识别FOV的至少部分地被遮挡的给定部分。在一个示例中，方法400的系统可以确定从FOV的给定部分遮挡的光脉冲的数量小于被FOV的给定部分中的物体反射的检测到的光脉冲的数量。在该示例中，系统可以决定FOV的给定部分有可能不会被给定遮挡物至少部分地遮挡(例如第二数量的光脉冲不足以将FOV的给定部分识别为被部分地遮挡等)。
在一些示例中，方法400涉及确定(框408的)遮挡物是否随着壳体一起旋转。如上文所提到的，在一些实例中，方法400的系统可以根据遮挡物的类型来对遮挡物的检测作出响应。在一种场景中，如果遮挡物随着壳体一起旋转，那么遮挡物可对应于设置在光学窗口上的物体(例如灰尘、碎屑等)。然而，在另一种场景中，旋转遮挡物可替代地对应于附着到LIDAR设备的旋转组件(例如旋转平台210、壳体250等)的物体(例如塑料片材等)，其中，所附着的物体的部分在一个或两个光学窗口附近延伸(例如塑料袋的附着到壳体但在光学窗口中的一个或两个附近延伸的部分)。
在一些示例中，方法400的系统可以配置为响应于遮挡物随着壳体一起旋转的确定而尝试移除遮挡物(例如使用清洁装置160等)。
为了便于确定遮挡物是否随着壳体一起旋转(和/或遮挡物是否设置在第一光学窗口上)，在第一示例中，方法400的系统可确定通过第一光学窗口的特定区段发送的第一数量的光脉冲。可以选择第一光学窗口的特定区段作为在俯仰角度范围内的发送光脉冲所经过的区段，在俯仰角度范围中，存在在框408处识别出的FOV的至少部分地被遮挡的部分。再次参考图2D，例如，当反射镜244处于关于轴215的在0°与-10°之间的俯仰角度时，FOV的识别出的部分可以对应于所扫描的FOV的部分。在该示例中，系统可以计算在该俯仰角度范围内并且在任何偏航角度处(例如平台210关于轴219的任何旋转位置)通过第一光学窗口252发送(即，在第一扫描中)的第一数量的光脉冲。接下来，系统可以确定(例如由LIDAR200的检测器232)从相同的俯仰角度范围(并且在任何偏航角度处)检测到的第二数量的反射光脉冲。系统然后可以将第一数量与第二数量进行比较，以确定遮挡物是否有可能设置在第一光学窗口上。例如，如果第二数量小于第一数量的一半(即，与发送到FOV的识别出的部分的光脉冲相比，更多的光脉冲在每个偏航角度处被遮挡物拦截)，那么系统可以确定该遮挡物有可能随着壳体一起旋转(例如因为无论壳体的偏航方向如何，遮挡物都似乎始终遮挡第一光学窗口)。因此，在一些实施方式中，方法400可以涉及基于第一扫描来确定遮挡物是否随着壳体一起旋转。
在第二示例中，为了确定遮挡物是否遮挡了第二光学窗口，系统可以确定并且比较通过第二光学窗口的、在相同的俯仰角度范围内(并且具有任何偏航角度)的相应数量的发送和检测到的光脉冲。因此，在一些实施方式中，方法400可以涉及基于第二扫描来确定遮挡物是否随着壳体一起旋转。
在第三示例中，为了将仅遮挡两个光学窗口中的一个的遮挡物与遮挡两个光学窗口的遮挡物区分开，系统可以执行上文在第一示例和第二示例中所描述的两种比较。例如，如果确定遮挡物仅遮挡第二光学窗口而不遮挡第一光学窗，那么系统可以确认遮挡物有可能随着壳体一起旋转(并且遮挡物有可能设置在第二光学窗口处或附近)的确定。因此，在一些实施方式中，方法400可以涉及基于第一扫描和第二扫描来确定遮挡物是否随着壳体一起旋转。
在一些示例中，如上文所提到的，方法400可以涉及确定在与第一光学窗口相关联的第一扫描中遮挡物没有遮挡(框408的)FOV的识别出的部分。在这些示例中，如上文所提到的，方法400还可以涉及基于确定在与第一窗口相关联的第一扫描中遮挡物没有遮挡FOV的识别出的部分来确定遮挡物设置在第二光学窗口上。
在一些示例中，方法400涉及基于确定遮挡物设置在第二光学窗口上来操作清洁装置。再次参考图1，例如，系统100可以操作清洁装置160以尝试从第二光学窗口中移除遮挡物。例如，清洁装置160可以包括液体喷雾设备、高压空气泵或刮水设备以及其它示例。在一些实例中，系统100可以基于预期驻留遮挡物的FOV的特定区段的位置(例如与朝向FOV的识别出的部分发送的光脉冲的俯仰角度范围相关联的区段)来操作清洁装置。例如，系统100可操作清洁装置160以高效地清洁第二光学窗口的特定区段(例如将空气泵或刮水器或液体喷雾聚焦在预期存在遮挡物的第二光学窗口的特定区段的位置处)。
在一些示例中，方法400涉及将FOV的相应部分映射到第一光学窗口的相应区段。在这些示例中，在框408中识别FOV的部分可以是基于该映射。例如，方法400的系统可以配置为同时监测第一光学窗口的多个区段，以便于检测无论旋转壳体的偏航定向如何都会遮挡第一光学窗口的相应区段的遮挡物。
在第一实施方式中，LIDAR 200的FOV可以在+30°的俯仰角度(例如反射镜244关于轴215的角位置等)与-90°的俯仰角度之间垂直地延伸。例如，LIDAR 200可以配置为通过第一光学窗口252以在该范围(即，在+30°与-90°之间)内的相应俯仰角度使第一多个光脉冲垂直地转向。在该实施方式中，方法400的系统(例如LIDAR 200、系统100、车辆300等)可以配置为将在+30°到+10°的俯仰范围内的FOV的第一部分与光学窗口252的对应(纵向)区段映射，通过该区段，具有该范围内的俯仰角度的光脉冲260的子集被发送到壳体250之外。类似地，光学窗口252的第二区段可与FOV的第二部分映射，俯仰范围为+10°到-10°，依此类推。在该实施方式中，可以选择窗口252的6个纵向区段以用于与FOV的6个沿俯仰方向的部分映射。
在第二实施方式中，映射可以替代地限制于整个FOV的较小子集(例如可以将角度+10°到-20°之间的垂直FOV的部分映射到光学窗口252的六个对应区段等)。例如，可以根据LIDAR 200的应用来选择针对映射而选择的俯仰角度范围。例如，在将LIDAR 200安装在车辆上的应用中，所选择的范围可以是与相对固定和/或均匀的表面(例如道路等)的预期位置重叠的俯仰角度范围。
在第三实施方式中，可以将FOV的相应部分映射到第一光学窗口的任何数量的区段(例如并不一定是6个区段)，并且可以将一个或多个区段分配给与其它区段(例如从+10°到-10°的第一区段、从-10°到-15°的第二区段等)不同的FOV的垂直部分。为此，针对映射而选择的每个俯仰角度范围的大小可以取决于LIDAR 200的各种应用。例如，在小遮挡物的检测恰当的场景中(例如LIDAR 200可以配置为在该俯仰角度范围内以高分辨率检测物体等)，可以选择较小俯仰角度范围。
在一些示例中，针对第一光学窗口的每个区段，将FOV的相应部分映射到第一光学窗口的相应区段可以涉及：识别朝向区段发送的发射光脉冲；以及识别反射光脉冲，该反射光脉冲由LIDAR设备的一个或多个检测器检测并且对应于发射光脉冲的反射。在这些示例中，映射相应部分还可以可选地涉及(基于发射光脉冲和反射光脉冲的识别)确定指示与区段相关联的FOV的相应部分至少部分地被遮挡的似然性的遮挡分数。遮挡分数可以包括发射光脉冲与反射光脉冲之间的关系的任何统计测量。
为此，在一些示例中，确定遮挡分数可以涉及确定识别出的光脉冲的第一计数和反射光脉冲的第二计数。例如，与以上讨论一致，方法400的系统可以追踪发送到第一光学窗口的每个区段的发射光脉冲的第一计数，以及反射光脉冲的第二计数(例如由LIDAR设备从经由该区段照射的FOV的对应映射部分接收到的)。
在一种实施方式中，遮挡分数可以对应于第一计数与第二计数之间的差值。用于确定存在遮挡物的似然性的其它示例遮挡分数计算也是可能的。
在一些示例中，方法400可以涉及至少基于遮挡分数来选择多个清洁装置(例如清洁装置160等)中的一个以尝试移除遮挡物。在一个示例中，如果遮挡分数相对较高(例如发射光脉冲的第一计数与反射光脉冲的第二计数之间的差值大于第一阈值分数等)，那么系统可以选择第一清洁装置(例如刮水器等)以尝试移除遮挡物。在另一示例中，如果遮挡分数相对较低(例如第一计数与第二计数之间的差值：(i)小于第一阈值分数和(ii)大于第二阈值分数)，那么系统可以选择第二清洁装置(例如水喷雾等)以尝试移除遮挡物。
在一些示例中，识别映射的反射光脉冲可以是基于从一个或多个物体反射的反射光脉冲，该一个或多个物体处于距LIDAR设备大于阈值距离处。可以根据各种因素来选择距LIDAR设备的阈值距离(针对要包括在第二计数中的反射光脉冲)。在一种实施方式中，阈值距离可以近似为零。在该实施方式中，方法400的系统可以将来自在壳体之外(即，在距第一光学窗口任何距离处)的物体的任何检测到的反射视为对FOV的相应部分的成功(未被遮挡的)扫描。在另一实施方式中，阈值距离可以大于零。例如，系统可以配置为将检测到的在与LIDAR设备相距10厘米(或更小距离)的位置处反射的脉冲与耦合到LIDAR设备的潜在遮挡物(例如，附着到车辆300并且在第一光学窗口的前方与LIDAR设备相距10厘米以内延伸的纸等)相关联。其它阈值距离是可能的。
在一些示例中，方法400涉及基于映射来确定(框408的)遮挡物设置在第一光学窗口上。如上文所提到的，例如，如果反射光脉冲(例如对应于被视为未被遮挡物遮挡的发送光脉冲)的第二计数小于可接受的水平(例如小于发送水平的第一计数的一半或小于任何其它阈值等)，那么方法400的系统可以确定遮挡物设置在第一光学窗口上。
在一些示例中，方法400还可以涉及基于映射来识别第一光学窗口的设置遮挡物的特定区段。如上文所提到的，例如，映射可以用于识别与相对较少数量的反射光脉冲检测(例如相对于朝向特定区段发送的光脉冲的总数)相关联的(映射区段的)特定区段。
在一些示例中，方法400还可以涉及将FOV的相应部分映射到第二光学窗口的相应区段。例如，可以将映射到第一光学窗口的FOV的相同的相应部分(例如俯仰角度范围)类似地映射到第二光学窗口。
此外，在这些示例中，确定遮挡物设置在第一光学窗口上可以进一步基于FOV的相应部分到第二光学窗口的相应区段的映射。例如，方法400的系统可以通过检查FOV的被遮挡的部分是否也在第二扫描中(以及在第一扫描中)以任何偏航角度遮挡了第二光学窗口来确认遮挡物仅附着到第一光学窗口(例如而非影响两个光学窗口的遮挡物)。
在一些实施方式中，方法400的系统可以配置为监测通过第一光学窗口或通过第二光学窗口朝向FOV的特定部分发送(和/或从FOV的特定部分接收)的光脉冲。例如，系统可以相对于发送到该所选择的部分的光脉冲的总数监测从FOV的每个相应部分反射的成功(未被遮挡的)光脉冲检测的数量(例如无论发送和/或接收光脉冲的特定光学窗口)。
因此，在一些示例中，针对FOV的多个部分中的每个相应部分，方法400可以涉及：识别通过第一光学窗口或第二光学窗口朝向相应部分发送的发射光脉冲；以及识别反射光脉冲，该反射光脉冲由LIDAR设备的一个或多个检测器检测并且对应于识别出的光脉冲的反射。在一些示例中，与以上讨论一致，识别反射光脉冲可以是基于从一个或多个物体反射的反射光脉冲，该一个或多个物体处于距LIDAR设备大于阈值距离处。
在一些示例中，方法400还可以可选地涉及确定遮挡分数(基于发射光脉冲和反射光脉冲的识别)，类似于上文针对第一光学窗口的相应区段的映射描述的遮挡分数。例如，确定遮挡分数可以涉及确定发射光脉冲的第一计数和反射光脉冲的第二计数。
以这种方式，例如，示例系统可以针对影响两个光学窗口的遮挡物监测FOV的相应部分。例如，如果第二计数小于第一计数的一半(或如果第二计数与第一计数之间的差值大于阈值)，那么系统可以确定FOV的特定部分被没有随着壳体一起旋转的遮挡物遮挡。因此，在一些实施方式中，方法400可以涉及基于第一计数和第二计数来确定遮挡物是否随着壳体一起旋转。
在一些示例中，方法400可以涉及选择FOV的多个部分以监测遮挡物的存在。在这些示例中，在框408中识别FOV的部分可以涉及从FOV的所选择的多个部分识别部分。在一个示例中，所选择的多个可以对应于映射到第一光学窗口(和/或第二光学窗口)的区段的FOV的部分。在另一示例中，所选择的多个可以对应于被映射到对应(发射和/或检测到的)光脉冲的FOV的部分，无论由LIDAR设备通过其扫描这些部分的特定光学窗口。
在一些实施方式中，FOV的每个所选择的部分可以具有相同宽度和相同高度。在一些示例中，宽度可以与光脉冲偏航方向的相应范围相关联，并且高度可以与光脉冲俯仰方向的相应范围相关联。在其它示例中，FOV的每个部分的宽度和高度可以改变。在一些实例中，每个所选择的部分的宽度和高度可以与系统希望检测的遮挡物的阈值大小相关联。例如，可以监测FOV的较大部分以检测较大遮挡物，并且可以分离地监测较小部分以有助于检测较小遮挡物等。
再次参考图2B，在一个实施例中，第一所选择的部分可以包括发射光脉冲260的第一子集，该发射光脉冲260的第一子集具有在0°到+30°之间的第一偏航角度范围(例如平台210关于轴219的旋转位置)内的偏航角度并且具有在0°与-30°之间的第一俯仰角度范围(例如反射镜244关于轴215的旋转位置)内的俯仰角度。第二所选择的部分可以与光脉冲偏航和俯仰角度的另一相应范围相关联，依此类推。
在一些示例中，方法400涉及获得指示FOV中的目标物体的位置的数据。在这些示例中，选择FOV的多个部分(例如以监测光脉冲发送和对应检测等)可以是基于目标物体的位置。
在第一示例中，可以将方法400的LIDAR设备包括在车辆(诸如车辆300)中。在该示例中，指示目标的位置的数据可以来自车辆的另一传感器，诸如传感器系统304中的传感器中的一个或多个(例如另一LIDAR、RADAR、相机等)，该另一传感器扫描第二FOV，该第二FOV至少部分地与LIDAR设备的FOV重叠。以这种方式，例如，可以将FOV的所选择的部分限制为已知存在目标物体的部分(基于来自另一传感器的数据)，因此，系统可以通过监测仅来自目标物体所处的部分的反射来确定光脉冲的第一计数和第二计数。例如，如果选择了不包含目标物体的FOV的其它部分，而非包括目标物体的部分，那么未能检测到来自那些其它部分的反射可以是由在其它选项中不存在任何物体所导致的(而非是由存在遮挡该其它部分的遮挡物所导致的)。因此，在一些实施方式中，获得指示目标物体的位置的数据可以涉及获得由另一传感器收集到的传感器数据，该另一传感器配置为扫描与LIDAR设备的FOV至少部分地重叠的第二FOV。
替代地或额外地，在第二示例中，可以从所存储的地图或LIDAR设备的环境的其它表示获得指示目标物体的位置的数据。例如，车辆300的数据存储314(和/或系统100的数据存储108)可以存储环境的地图，该地图指示车辆300(和/或LIDAR设备)的环境中的相对固定的物体(例如道路、人行道、墙壁等)的位置。因此，环境的地图可以用作用于识别目标物体的位置以选择监测遮挡物的FOV的特定部分的源(例如因为可以从FOV的那些特定部分预期反射光脉冲)。因此，在一些实施方式中，获得指示目标物体的位置的数据可以涉及从数据存储获得LIDAR设备的环境的所存储的表示。
在一些示例中，方法400可以涉及获得指示LIDAR设备的安装配置的数据。在这些示例中，选择FOV的多个部分可以是至少基于LIDAR设备的安装配置。在一些实例中，指示安装配置的数据可以从数据存储(例如数据存储108)获得；并且可以与在LIDAR设备周围的一个或多个结构有关。
在第一示例中，所获得的数据可以指示将LIDAR设备与安装有LIDAR设备的系统(例如车辆300)、平台(例如机器人平台)或任何其它结构耦合的底座(例如固定平台212等)的形状和/或位置。在该示例中，方法400的系统可以选择除了预期被底座遮挡的特定部分之外的FOV的部分(例如以监测遮挡物的存在)。
在第二示例中，所获得的数据可以指示安装有LIDAR设备的系统(例如车辆300等)、平台或任何其它结构的一个或多个结构的形状和/或位置。例如，当选择车载LIDAR设备的FOV的部分以监测遮挡物时，方法400的示例系统可以包括除了其中存在车辆(例如车辆300)的至少部分的给定部分之外的FOV的部分。
因此，在以上的第一示例和第二示例中，方法400的系统可以使用所获得的数据来将遮挡所扫描的FOV的至少一部分的外部遮挡物(例如外部物体、尘土等)与同LIDAR设备的安装配置(例如安装平台、车顶、车辆侧方等)相关联的附近结构区分开。其它示例是可能的。
图5是根据示例实施例的另一方法500的流程图。方法500呈现了可以例如与系统100、设备200、车辆300和/或方法400中的任何一个一起使用的方法的实施例。方法500可以包括如由框502到508中的一个或多个所示出的一个或多个操作、功能或动作。尽管按相继顺序示出了框，但在一些实例中，这些框可以并行地和/或以与本文中所描述的顺序不同的顺序执行。此外，各种框可以基于期望实施方式而被组合成更少的框，被划分成附加的框和/或被移除。
在框502中，方法500涉及使LIDAR设备的壳体旋转。例如，框502可以与方法400的框402类似。
在框504中，方法500涉及通过壳体的第一光学窗口发送第一多个光脉冲并且通过壳体的第二光学窗口发送第二多个光脉冲。例如，LIDAR 200的控制器(例如系统100的控制器104)可以使发射器222发射光脉冲260的序列。当发射器222正在发射光脉冲序列时，控制器还可以使致动器214使反射镜244关于轴215旋转。以这种方式，发射的光脉冲260的序列的第一子集(即，第一多个光脉冲)可以由反射镜244朝向第一光学窗口252反射以发送到壳体250之外，并且发射的光脉冲260的序列的第二子集(即，第二多个光脉冲)可以由反射镜244朝向第二光学254反射以发送到壳体250之外。
在一些示例中，第一光学窗口可以位于壳体的第一侧处，并且第二光学窗口可以位于壳体的与第一侧相对的第二侧处。如图2C中所示出的，例如，第一光学窗口252位于壳体250的第一侧处，并且第二光学窗口254位于壳体250的与第一侧相对的第二侧处。
在框506中，方法500涉及基于发送的第一多个光脉冲来获得LIDAR设备的FOV的第一扫描并且基于发送的第二多个光脉冲来获得FOV的第二扫描。例如，系统100的控制器104可以基于反射光脉冲的测量来获得第一扫描，该反射光脉冲由(多个)检测器132检测并且对应于发送的第一多个光脉冲的反射(即，通过第一光学窗口发送)。类似地，控制器104可以基于反射光脉冲的测量来获得第二扫描，该反射光脉冲由(多个)检测器132检测并且对应于发送的第二多个光脉冲的反射(即，通过第二光学窗口发送)。
在框508中，方法500涉及识别至少部分地被遮挡物遮挡的FOV的部分。例如，框508可以与方法400的框408类似。
在一些示例中，方法500涉及确定遮挡物是否耦合到LIDAR设备。
在第一示例中，方法500的系统可以比较在预定数量的扫描时段(和/或阈值时间段)内通过第一光学窗口和/或第二光学窗口获得的扫描。在该示例中，如果识别出的FOV的部分保持被遮挡，那么系统可以确定遮挡物潜在地耦合到LIDAR设备(或确定遮挡物有可能与LIDAR设备保持耦合等)。
在第二示例中，系统可以基于遮挡物的位置来确定遮挡物耦合到LIDAR设备。例如，如果遮挡物位于第一光学窗口(和/或第二光学窗口)的给定位置处或附近，那么系统可以确定遮挡物潜在地耦合到LIDAR设备(例如设置在一个或两个光学窗口上或附近等)。
在第三示例中，方法500的系统可以至少基于遮挡物随着壳体一起旋转的确定来确定遮挡物耦合到LIDAR设备(与方法400的框408的讨论一致)。
在第四示例中，方法500的系统可以基于框508中的识别出的FOV的部分在通过第一光学窗口获得的FOV的第一扫描中未被遮挡的确定来确定遮挡物耦合到LIDAR设备。例如，如果遮挡物仅影响一个光学窗口，那么系统可以确定遮挡物有可能耦合到该光学窗口(例如物理地附着到LIDAR设备等)。
因此，在一些实施方式中，确定遮挡物是否耦合到LIDAR设备涉及确定遮挡物(例如尘土、塑料袋等)是否物理地附着到LIDAR设备。
在一些示例中，LIDAR设备可以安装在系统(例如车辆300)上。在这些示例中，确定遮挡物是否耦合到LIDAR设备可以涉及确定遮挡物是否物理地附着到系统。例如，如果当系统(例如车辆300)在环境中从第一位置移动到第二位置时，遮挡物相对于LIDAR设备保持在基本上相同的偏移位置处，那么系统可以确定遮挡物潜在地耦合到LIDAR设备(例如因为物体(诸如塑料袋或其它物体)物理地附着到车辆上而保持在LIDAR设备的FOV内的物体的部分等)。
因此，在第二实施方式中，确定遮挡物是否耦合到LIDAR设备涉及响应于LIDAR设备在LIDAR设备的环境中从第一位置移动到第二位置，确定遮挡物是否相对于LIDAR设备而保持在基本上相同的偏移位置处。
图6是根据示例实施例的又一方法600的流程图。方法600呈现了可以例如与系统100、设备200、车辆300和/或方法400到500中的任何一个一起使用的方法的实施例。方法600可以包括如由框602到606中的一个或多个所示出的一个或多个操作、功能或动作。尽管按相继顺序示出了框，但在一些实例中，这些框可以并行地和/或以与本文中所描述的顺序不同的顺序执行。此外，各种框可以基于期望实施方式而被组合成更少的框，被划分成附加的框和/或被移除。
在框602中，方法600涉及从LIDAR设备接收指示FOV的第一扫描的数据。第一扫描是基于通过LIDAR设备的第一光学窗口发送的第一多个光脉冲。例如，车辆300的计算机系统310可以接收由LIDAR(例如LIDAR单元332、LIDAR 200等)收集到的传感器数据。例如，在框602中的接收到的传感器数据可以指示在方法400的框404中所描述的第一扫描(例如第一扫描可以是基于由LIDAR 200通过第一光学窗口252发送的第一多个光脉冲)。
在框604中，方法600涉及从LIDAR设备接收指示FOV的第二扫描的数据。第二扫描是基于通过LIDAR设备的第二光学窗口发送的第二多个光脉冲。继续参考以上示例，计算机系统310还可以接收由相同LIDAR(例如LIDAR 332、LIDAR 200等)收集到的传感器数据。例如，在框604中的接收到的传感器数据可以指示在方法400的框406中所描述的第二扫描(例如第二扫描可以是基于由LIDAR 200通过第二光学窗口254发送的第二多个光脉冲)。
在框606中，方法600识别至少部分地被遮挡物遮挡的FOV的部分。例如，框606可以与方法400的框408和/或方法500的框508类似。
在一些示例中，方法600涉及生成用于包括LIDAR设备的车辆的操作指令。例如，车辆300可以包括方法600的LIDAR设备(例如作为LIDAR单元332的部分)。因此，例如，计算机系统310可以使用来自LIDAR设备(和/或传感器系统304的一个或多个其它传感器)的数据来生成用于操作车辆300的操作指令。为此，所生成的操作指令可以与结合控制系统306所描述的功能中的任何一个相关，诸如用于在环境中导航车辆300(例如导航/路径系统348、避障系统350等)的导航指令、用于操作传感器系统304的一个或多个组件(例如调整由相应传感器扫描的FOV等)的指令以及其它示例。
在一些示例中，方法600涉及响应于在框606中识别FOV的部分(例如至少部分地被遮挡的部分)而修改所生成的操作指令。在第一示例中，除了方法600的LIDAR设备之外或代替方法600的LIDAR设备，车辆300可以选择或分配传感器系统304的另一传感器以扫描识别出的FOV的(被遮挡的)部分(的至少部分)。在第二示例中，车辆300可以修改(例如先前所生成的用于在自主模式下导航车辆的)导航指令以停止车辆，直到移除了识别出的遮挡物以允许LIDAR设备扫描识别出的FOV的部分为止。在第三示例中，车辆300可以(例如经由触摸屏354)提供用于显示给车辆300的用户的消息(例如该消息可以向用户警示LIDAR设备被遮挡等)。在第四示例中，车辆300可以操作无线通信系统352以将遮挡物报告给处理车辆300的校准和/或维护请求的远程服务器。其它示例也是可能的。
因此，在一些示例中，本文中的车辆可以配置为至少部分地基于由方法600的LIDAR设备收集到的传感器数据来在自主或半自主模式下操作。在这些示例中，可以调整车辆的一个或多个操作来以各种方式考虑对遮挡物的检测和/或识别。
在一些示例中，方法600涉及生成第一扫描与第二扫描的组合点云表示。例如，计算机系统310可以组合FOV的两次扫描(例如分别经由第一光学窗口和第二光学窗口同时获得的第一扫描和第二扫描)以生成相比于仅表示两次扫描中的一次的点云具有更多数量的数据点(例如较高分辨率等)的单个3D点云表示。
在一些示例中，方法600涉及提供组合点云表示以供显示。例如，计算机系统310可以使显示器(例如触摸屏354)渲染所扫描的FOV的3D视图(即，组合点云表示)，用于显示给车辆300的用户。
图7是根据示例实施例的再一方法700的流程图。方法700呈现了可以例如与系统100、设备200、车辆300和/或方法400到600中的任何一个一起使用的方法的实施例。方法700可以包括如由框702到706中的一个或多个所示出的一个或多个操作、功能或动作。尽管按相继顺序示出了框，但在一些实例中，这些框可以并行地和/或以与本文中所描述的顺序不同的顺序执行。此外，各种框可以基于期望实施方式而被组合成更少的框，被划分成附加的框和/或被移除。
在框702中，方法700涉及使LIDAR设备的壳体旋转。例如，框702可以与方法400的框402类似。
在框704中，方法700涉及通过壳体的光学窗口发送多个光脉冲以获得FOV的扫描。例如，框704可以与方法400的框404类似。
在框706中，方法700涉及识别至少部分地被遮挡的FOV的部分。
如上文所提到的，在一些示例中，本文中的示例系统或设备可以配置为基于使用LIDAR设备获得的一次或多次扫描来检测遮挡物，该LIDAR设备通过单个光学窗口(例如而非两个分离的光学窗口)发送光脉冲。为此，在框706中识别至少部分地被遮挡的FOV的部分可以与在框408、508和/或606中所描述的一个或多个过程类似。
作为示例，与在框408、508和/或606中的讨论一致，方法700的系统可以配置为确定遮挡物物理地耦合到LIDAR设备(例如附着到LIDAR设备或附着到另一附近结构等)的似然性、遮挡物的范围和/或如果不采取响应动作(例如在不启动清洁装置等的情况下)遮挡物是否有可能与LIDAR设备保持物理耦合。例如，方法700还可以涉及确定遮挡物是否随着壳体一起旋转；操作清洁装置；将FOV的相应部分映射到光学窗口的相应区段；确定光学窗口的每个区段的遮挡分数；选择FOV的多个部分以监测遮挡物的存在；和/或获得指示目标物体在FOV中的位置的数据；以及在框408、508和/或606中所描述的其它示例。
IV.结论
图中所示出的特定布置不应被视为限制性的。应理解，其它实施方式可以包括比给定图中所示出的每个元件更多或更少的元件。此外，可以组合或省略一些所示出的元件。此外，示例性实施方式可以包括在图中未示出的元件。此外，虽然在本文中已经公开了各种方面和实施方式，但其它方面和实施方式对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。本文中所公开的各种方面和实施方式是出于说明的目的，而非旨在作为限制，其中真实范围和精神由所附权利要求书指示。在不脱离本文中所呈现的主题的精神或范围的情况下，可利用其它实施方式并且可以做出其它改变。应容易理解的是，如本文中一般描述并且在图中示出的，本公开的方面可以按照各种不同的配置布置、替代、组合、分离和设计。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
旋转光检测和测距(LIDAR)设备的壳体，其中所述壳体包括第一光学窗口和第二光学窗口；
通过所述第一光学窗口发送第一多个光脉冲以获得所述LIDAR设备的视场(FOV)的第一扫描；
通过所述第二光学窗口发送第二多个光脉冲以获得所述FOV的第二扫描；以及
基于所述第一扫描和所述第二扫描，识别至少部分地被遮挡物遮挡的FOV的部分。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定所述遮挡物是否耦合到所述LIDAR设备。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述LIDAR设备安装到系统，并且其中确定所述遮挡物是否耦合到所述LIDAR设备包括：确定所述遮挡物是否物理地附着到所述系统。
4.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述遮挡物是否耦合到所述LIDAR设备包括：确定所述遮挡物是否物理地附着到所述LIDAR设备。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述第一扫描和所述第二扫描来确定所述遮挡物是否随着所述壳体旋转。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述第一扫描和所述第二扫描，确定在与所述第一光学窗口相关联的所述第一扫描中所述遮挡物没有遮挡识别出的FOV的部分。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
基于在所述第一扫描中所述遮挡物没有遮挡识别出的FOV的部分的确定，确定所述遮挡物设置在所述第二光学窗口上；以及
基于所述遮挡物设置在所述第二光学窗口上的确定来操作清洁装置。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所述FOV的相应部分映射到所述第一光学窗口的相应区段，其中识别所述FOV的部分基于所述映射。
9.根据权利要求8所述的方法，其中映射所述FOV的相应部分包括：针对所述第一光学窗口的每个区段，
识别发射光脉冲，所述发射光脉冲朝向所述第一光学窗口的区段发送；以及
识别反射光脉冲，所述反射光脉冲由所述LIDAR设备的一个或多个检测器检测并且对应于所识别出的光脉冲的反射。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括针对所述第一光学窗口的每个区段：
至少基于所述发射光脉冲的识别和所述反射光脉冲的识别，确定指示与所述区段相关联的FOV的相应部分至少部分地被遮挡的似然性的遮挡分数。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
至少基于所述遮挡分数，选择多个清洁装置中的一个以尝试移除所述遮挡物。
12.根据权利要求9所述的方法，其中识别所述反射光脉冲是基于从一个或多个物体反射的反射光脉冲，所述一个或多个物体处于距所述LIDAR设备大于阈值距离处。
13.根据权利要求8所述的方法，还包括：基于所述映射来确定所述遮挡物设置在所述第一光学窗口上。
14.根据权利要求8所述的方法，还包括：
将所述FOV的相应部分映射到所述第二光学窗口的相应区段，其中确定所述遮挡物设置在所述第一光学窗口上还基于所述FOV的相应部分到所述第二光学窗口的相应区段的映射。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括，针对FOV的多个部分中的每个相应部分：
识别通过所述第一光学窗口或所述第二光学窗口朝向所述FOV的相应部分发送的发射光脉冲；以及
识别反射光脉冲，所述反射光脉冲由所述LIDAR设备的一个或多个检测器检测并且对应于所识别出的光脉冲的反射。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括，针对FOV的多个部分中的每个相应部分：
至少基于所识别出的发射光脉冲和所识别出的反射光脉冲，确定指示所述相应部分至少部分地被遮挡的似然性的遮挡分数。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括：
选择FOV的多个部分以监测遮挡物的存在，其中识别至少部分地被遮挡的FOV的部分包括：从FOV的所选择的多个部分中标识所述FOV的所述部分。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
获得指示目标物体在所述FOV中的位置的数据，其中选择所述FOV的多个部分是基于所述目标物体的位置。
19.根据权利要求18所述的方法，其中获得指示所述目标物体的位置的数据包括：获得由另一传感器收集到的传感器数据，所述另一传感器配置为扫描与所述LIDAR设备的所述FOV至少部分地重叠的第二FOV。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：
从数据存储获得对所述LIDAR设备的安装配置的指示，其中选择所述FOV的多个部分是基于所述LIDAR设备的安装配置。
CN201980085893.5A 2018-11-02 2019-10-28 用于检测传感器遮挡物的方法和系统 Pending CN113227835A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862755011P 2018-11-02 2018-11-02
US62/755,011 2018-11-02
US16/242,191 2019-01-08
US16/242,191 US10976420B2 (en) 2018-11-02 2019-01-08 Methods and systems for detecting sensor occlusions
PCT/US2019/058265 WO2020162994A2 (en) 2018-11-02 2019-10-28 Methods and systems for detecting sensor occlusions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113227835A true CN113227835A (zh) 2021-08-06

Family

ID=70458537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980085893.5A Pending CN113227835A (zh) 2018-11-02 2019-10-28 用于检测传感器遮挡物的方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10976420B2 (zh)
EP (1) EP3857261A4 (zh)
CN (1) CN113227835A (zh)
WO (1) WO2020162994A2 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102393440B1 (ko) 2018-05-15 2022-05-03 현대모비스 주식회사 라이다 센서 및 그 제어 방법
US10976420B2 (en) * 2018-11-02 2021-04-13 Waymo Llc Methods and systems for detecting sensor occlusions
CN110332950A (zh) * 2019-06-26 2019-10-15 维沃移动通信有限公司 红外传感模组、终端设备及其控制方法和控制装置
US11500196B2 (en) * 2020-05-07 2022-11-15 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Galvo design with improvements on structure stability and mirror protection
EP3955022A1 (de) * 2020-08-12 2022-02-16 Leuze electronic GmbH + Co. KG Sensoranordnung und verfahren zu deren betrieb
US11965991B1 (en) * 2020-09-23 2024-04-23 Waymo Llc Surface fouling detection
CN113379025B (zh) * 2021-07-09 2024-08-13 西安旌旗电子股份有限公司 一种基于光电传感器模拟视觉的智能水表及计数方法
US20230044371A1 (en) * 2021-08-06 2023-02-09 Faro Technologies, Inc. Defect detection in a point cloud
US20230214728A1 (en) * 2021-12-30 2023-07-06 Yandex Self Driving Group Llc Method and a system of determining lidar data degradation degree
CN115792870B (zh) * 2023-02-09 2023-06-20 图达通智能科技(苏州)有限公司 用于激光雷达的窗口遮挡的检测方法及装置
USD1039406S1 (en) 2023-02-14 2024-08-20 Banner Engineering Corp. Fill sensor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080210881A1 (en) * 2005-07-29 2008-09-04 Qinetiq Limited Laser Measurement Device and Method
CN102971657A (zh) * 2010-07-22 2013-03-13 瑞尼斯豪公司 激光扫描设备和使用方法
US20140049648A1 (en) * 2005-11-23 2014-02-20 Mobileye Technologies Limited Systems and methods for detecting obstructions in a camera field of view
JP5589705B2 (ja) * 2010-09-15 2014-09-17 株式会社リコー レーザレーダ装置および車両
KR20150097950A (ko) * 2014-02-19 2015-08-27 주식회사 만도 타겟 탐지 방법 및 장치
US20180017680A1 (en) * 2015-03-25 2018-01-18 Waymo Llc Vehicle with multiple light detection and ranging devices (lidars)
CN108292135A (zh) * 2015-10-21 2018-07-17 伟摩有限责任公司 用于清除传感器遮挡的方法和系统
US20180217242A1 (en) * 2017-01-27 2018-08-02 Waymo Llc Lidar sensor window configuration for improved data integrity

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0144427B1 (ko) 1994-11-30 1998-10-01 이형도 광 주사장치
US6219168B1 (en) 1999-12-20 2001-04-17 Xerox Corporation Single rotating polygon mirror with adjacent facets having different tilt angles
US7187445B2 (en) 2001-07-19 2007-03-06 Automotive Distance Control Systems Gmbh Method and apparatus for optically scanning a scene
US6542227B2 (en) 2001-09-04 2003-04-01 Rosemount Aerospace, Inc. System and method of measuring flow velocity in three axes
US6650407B2 (en) 2001-09-04 2003-11-18 Rosemount Aerospace Inc. Wide field scanning laser obstacle awareness system
US20070201027A1 (en) 2006-02-07 2007-08-30 Doushkina Valentina V Innovative Raster-Mirror Optical Detection System For Bistatic Lidar
US8810796B2 (en) 2009-04-21 2014-08-19 Michigan Aerospace Corporation Light processing system and method
TWI543264B (zh) 2010-03-31 2016-07-21 應用材料股份有限公司 雷射光束定位系統
US9019503B2 (en) 2010-04-19 2015-04-28 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy MEMS microdisplay optical imaging and sensor systems for underwater and other scattering environments
US9086488B2 (en) 2010-04-20 2015-07-21 Michigan Aerospace Corporation Atmospheric measurement system and method
CN103119420B (zh) 2010-09-16 2015-05-27 夏普株式会社 折射率测定装置和折射率测定方法
US9091535B2 (en) 2012-05-22 2015-07-28 Korea Institute Of Industrial Technology 3D scanning system and method of obtaining 3D image
KR20150035204A (ko) 2013-09-27 2015-04-06 한국전자통신연구원 차량용 거리측정센서의 오염제거장치 및 방법
DE102016111615B3 (de) * 2016-06-24 2017-04-13 Sick Ag Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung von Objekten
US10001551B1 (en) 2016-12-19 2018-06-19 Waymo Llc Mirror assembly
US10569746B2 (en) 2017-03-14 2020-02-25 Ford Global Technologies, Llc Sensor cleaning system
US10286880B2 (en) 2017-03-24 2019-05-14 Ford Global Technologies, Llc Sensor cleaner
US11002853B2 (en) 2017-03-29 2021-05-11 Luminar, Llc Ultrasonic vibrations on a window in a lidar system
US11022688B2 (en) * 2017-03-31 2021-06-01 Luminar, Llc Multi-eye lidar system
WO2018187089A1 (en) 2017-04-07 2018-10-11 Uber Technologies, Inc. Autonomous vehicle sensor cleaning system
US10324170B1 (en) * 2018-04-05 2019-06-18 Luminar Technologies, Inc. Multi-beam lidar system with polygon mirror
US10976420B2 (en) * 2018-11-02 2021-04-13 Waymo Llc Methods and systems for detecting sensor occlusions

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080210881A1 (en) * 2005-07-29 2008-09-04 Qinetiq Limited Laser Measurement Device and Method
US20140049648A1 (en) * 2005-11-23 2014-02-20 Mobileye Technologies Limited Systems and methods for detecting obstructions in a camera field of view
CN102971657A (zh) * 2010-07-22 2013-03-13 瑞尼斯豪公司 激光扫描设备和使用方法
JP5589705B2 (ja) * 2010-09-15 2014-09-17 株式会社リコー レーザレーダ装置および車両
KR20150097950A (ko) * 2014-02-19 2015-08-27 주식회사 만도 타겟 탐지 방법 및 장치
US20180017680A1 (en) * 2015-03-25 2018-01-18 Waymo Llc Vehicle with multiple light detection and ranging devices (lidars)
CN108292135A (zh) * 2015-10-21 2018-07-17 伟摩有限责任公司 用于清除传感器遮挡的方法和系统
US20180217242A1 (en) * 2017-01-27 2018-08-02 Waymo Llc Lidar sensor window configuration for improved data integrity

Also Published As

Publication number Publication date
US12130389B2 (en) 2024-10-29
EP3857261A2 (en) 2021-08-04
WO2020162994A3 (en) 2020-10-08
EP3857261A4 (en) 2022-06-01
US20200142041A1 (en) 2020-05-07
WO2020162994A2 (en) 2020-08-13
US20210215810A1 (en) 2021-07-15
US10976420B2 (en) 2021-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12130389B2 (en) Methods and systems for detecting sensor occlusions
KR102224428B1 (ko) 회전 광 검출 및 거리 측정(lidar) 디바이스를 위한 전력 변조 방법 및 그 장치
CN110914704B (zh) 基于车辆运动的传感器调整
KR102316612B1 (ko) 오프-축 수신기를 가진 광 검출 및 거리 측정(lidar) 디바이스
US11927697B2 (en) Use of extended detection periods for range aliasing detection and mitigation in a light detection and ranging (LIDAR) system
CN113544535B (zh) 用于检测降低的lidar范围测量准确性的方法和系统
CN113574411B (zh) 用于检测传感器外壳上的障碍物的方法和系统

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210806