CN113874756A - 用于可转向激光雷达的情境感知实时功率调整 - Google Patents

用于可转向激光雷达的情境感知实时功率调整 Download PDF

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Abstract

本文所述的各种技术与用于可转向激光雷达的情境感知实时功率调整有关。一种激光雷达系统包括配置为发射光学信号的激光源(例如，FMCW)。所述激光雷达系统还包括扫描仪，所述扫描仪被配置来将由所述激光源发射的光学信号从所述激光雷达系统引导到环境中。在帧的时间段期间，所述光学信号可引导到环境中的视场上。所述激光雷达系统还可包括控制器，所述控制器被配置来在所述帧之间和/或在所述帧中的一个或多个帧内调制由所述激光源发射的所述光学信号的功率。所述控制器可基于所述激光雷达系统在所述环境中的位置和由所述激光源发射的光学信号将发射到所述环境中的方向来调制所述光学信号的功率。

Description

用于可转向激光雷达的情境感知实时功率调整
背景技术
光检测和测距(激光雷达)系统是测量系统(surveying system)，其通过用激光照射目标并测量反射光(激光雷达返回)来测量到环境中目标的距离。可利用激光返回时间的差异来生成目标的三维(3D)表示。激光雷达系统还可用于测量目标相对于观察者的速度。因此，激光雷达系统可用于各种地面、空中和移动应用中；例如，激光雷达系统可用于自主或半自主车辆、无人机、机器人和利用激光扫描功能的其他应用。
一种类型的激光雷达系统是直接飞行时间(TOF)激光雷达系统。直接TOF激光雷达系统发射包括光短脉冲的光学信号，使得光脉冲可从环境中的目标反射(假设目标位于环境中光脉冲所引导向的位置)。直接TOF激光雷达系统可接收反射脉冲(例如，从目标反射的光脉冲，如果有的话)。发射与接收之间的延迟可用于确定直接TOF激光雷达系统与目标之间的距离。直接TOF激光雷达系统也可通过比较两个数据帧来确定目标的速度；假设在不同时间捕获的两个帧中标识出目标，则可利用目标位置随时间的变化来确定目标的速度。
另一类型的激光雷达系统是频率调制连续波长(FMCW)激光雷达系统。FMCW激光雷达系统可包括激光源，所述激光源生成频率调制光学信号，所述信号包括一系列连续的光学线性调频脉冲，其中每个线性调频脉冲内的频率随时间变化。FMCW激光雷达系统可跨环境发射光学线性调频脉冲。此外，FMCW激光雷达系统的接收器可接收反射光学信号(例如，从位于环境中的目标反射的光学线性调频脉冲，如果有的话)。每个反射光学线性调频脉冲相对于参考光学线性调频脉冲的频移和/或相移的测量可提供目标相对于FMCW激光雷达系统的距离和/或速度的量度。
在许多激光雷达系统(诸如自主车辆中所使用的激光雷达系统)中，在空间中扫描光学信号以涵盖期望的视场。例如，诸如旋转镜或旋转激光器的各种扫描机构可用于扫描激光雷达系统的光学信号。
通常期望增加激光雷达系统的信噪比(SNR)。激光雷达系统的SNR可通过增加由激光雷达系统接收的信号的功率电平、降低由激光雷达系统接收的噪声或它们的组合来增加。由激光雷达系统接收的信号的功率电平可通过增加由激光雷达系统发射的光学信号的功率电平来增加。然而，用于人周围应用的常规激光雷达系统通常限于使激光源对人眼安全所需的最大功率电平。根据说明，1550nm处人眼安全能量的接受值是8mJ。根据此说明，发射8毫瓦功率的激光器可在1s的曝光时间内对眼睛造成伤害。如果曝光持续时间减少10倍，则激光功率可在造成眼睛损伤之前增加10倍。因此，激光雷达系统的眼睛安全性取决于光的功率电平和光在视网膜上的曝光时间的乘积。当扫描激光雷达系统输出的光学信号以覆盖所需的视场时，与凝视几何相比，曝光时间减少了。曝光时间的减少量取决于扫描模式的细节，并且通常比凝视模式的情况小10倍以上。
此外，激光雷达系统通常具有有限的热能力。由于热量会影响激光雷达系统的操作，因此一些传统激光雷达系统会尝试从激光雷达系统中去除热量。然而，随着激光源(例如，如果使用低功率激光器，则为激光器或光学放大器)的功率电平增加，设计具有足够能力处理由高功率下操作的激光(或使用小功率激光器的情况下的光学放大器)输出的热量的激光雷达系统会变得更加困难(如果可能的话)。
发明内容
以下是本文更详细描述的主题的简要概述。此概述不意图限制权利要求的范围。
本文描述了与用于可转向激光雷达的情境感知实时功率调整有关的各种技术。一种激光雷达系统可包括激光源，所述激光源被配置来发射光学信号(例如，激光雷达波束)。根据示例，所述激光源可以是调频连续波长(FMCW)激光源。所述激光雷达系统还可包括扫描仪，所述扫描仪被配置来将由所述激光源发射的光学信号从所述激光雷达系统引导到环境中。在帧的时间段期间，所述光学信号可引导到环境中的视场上。所述激光雷达系统还可包括控制器，所述控制器被配置来在所述帧之间和/或在所述帧中的一个或多个帧内调制由所述激光源发射的所述光学信号的功率。所述控制器可基于所述激光雷达系统在所述环境中的位置和所述光学信号发射到所述环境中的方向来调制由所述激光源发射的所述光学信号的功率。
根据各种实施方案，所述激光雷达系统可在帧内调制所述光学信号的功率。根据此类实施方案，所述激光雷达系统的扫描仪可被配置来将由所述激光源发射的所述光学信号从所述激光雷达系统引导到所述环境中，在所述环境中，所述扫描仪在所述帧的所述时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中的视场上。所述扫描仪可基于扫描模式(例如，光栅扫描模式)将所述光学信号引导到所述视场上。所述激光雷达系统的所述控制器还可被配置来基于所述激光雷达系统在所述环境中的位置和所述光学信号将发射到所述环境中的方向来在所述帧的所述时间段内调制由所述激光源发射的所述光学信号的功率。当所述扫描仪在所述帧的所述时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中所述视场的第一空间部分上时，所述控制器可控制所述激光源以第一功率电平发射所述光学信号。此外，当所述扫描仪在所述帧的所述时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中所述视场的第二空间部分上时，所述控制器可控制所述激光源以第二功率电平发射所述光学信号。在前述内容中，所述第一功率电平不同于所述第二功率电平(例如，所述第一功率电平可高于所述第二功率电平、所述第二功率电平可高于所述第一功率电平)。
另外或替代地，根据各种实施方案，所述激光雷达系统可被配置来在帧之间调制所述光学信号的功率。所述激光雷达系统的所述扫描仪可在所述帧的时间段内将所述光学信号引导到所述环境中的视场上。所述激光雷达系统的所述控制器可被配置来基于所述激光雷达系统在所述环境中的位置和所述光学信号将发射到所述环境中的方向来在所述帧之间调制由所述激光源发射的所述光学信号的功率。按照此类实施方案，当所述扫描仪在第一帧的第一时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中的所述视场的至少一部分上时，所述控制器可控制所述激光源以第一功率电平发射所述光学信号。此外，当所述扫描仪在第二帧的第二时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中的所述视场的所述部分上时，所述控制器可控制所述激光源以第二功率电平发射所述光学信号。按照这种实施方案，所述第一功率电平可不同于所述第二功率电平。
除了所述激光雷达系统在所述环境中的位置和所述光学信号将发射到所述环境中的方向之外，所述控制器还可基于各种因素在帧期间和/或帧之间调制由所述激光源发射的所述光学信号的功率。例如，所述控制器可被配置来基于来自所述环境的三维(3D)地图的数据来调制所述光学信号的功率。根据另一示例，所述控制器可被配置来基于所述环境的先前激光雷达扫描来调制所述光学信号的功率。根据另一示例，所述控制器可被配置来基于由自主车辆中的不同类型的传感器系统(例如，不同于激光雷达传感器系统的传感器系统)生成的感知数据来调制所述光学信号的功率。在又一示例中，所述控制器可被配置来基于将由所述环境中的自主车辆执行的操纵来调制所述光学信号的功率。在又一示例中，所述控制器可被配置来基于目标的距离和速度来调制所述光学信号的功率。还预期所述控制器可利用前述的一个或多个的组合来在帧内和/或帧之间调制所述光学信号的功率。
应当理解，如本文所述的激光雷达系统可包括在自主车辆中。然而，还预期这种激光雷达系统可用于半自主车辆、无人机或利用激光扫描能力的基本上任何类型的应用。
本文所述的技术呈现优于常规激光雷达系统的各种优点。特别地，本文阐述的激光雷达系统的激光源(例如，FMCW激光源)的功率电平可高于常规激光雷达系统(例如，常规FMCW激光雷达系统)的传统激光源的功率电平，这可提高使用较高功率电平测量的帧或帧空间部分的SNR。因此，激光源的功率电平可基于光学信号指向的位置来动态地调整(例如，当指向感兴趣的地理区域时功率电平可增加，并且当可能指向地面、天空、建筑物等时可降低功率电平)。某些帧和/或帧空间部分的激光源的较低功率电平使激光雷达系统能够在人眼安全限度内操作，并管理激光雷达系统的有限热能力。
上文概述呈现简要的发明内容，以便提供对本文所论述的系统和/或方法的一些方面的基本理解。该发明内容并非本文所述的系统和/或方法的广泛概述。该发明内容并不意图识别关键/决定性元素或叙述此类系统和/或方法的范围。它的唯一目的是以简化的形式呈现一些概念，以作为下文呈现的更详细描述的序言。
附图说明
图1示出了示例性激光雷达系统的功能框图。
图2示出了激光雷达系统的示例性帧。
图3示出了包括两个不同空间部分的示例性帧，其中当光学信号被引导向帧的不同空间部分时，光学信号的功率电平不同。
图4示出了激光雷达系统的示例性帧，其中光学信号的功率电平在帧之间不同。
图5示出了激光雷达系统的示例性帧，其中光学信号的功率电平在帧之间和帧内不同。
图6示出了包括图1的激光雷达系统的示例性自主车辆的功能框图。
图7示出了激光雷达系统的另一示例性框架。
图8示出了包括图6的自主车辆的示例性环境。
图9是示出操作激光雷达系统的示例性方法的流程图。
图10示出了示例性计算装置。
具体实施方式
现在参考附图描述与用于可转向激光雷达的情境感知实时功率调整有关的各种技术，其中在全文中，类似参考标号用于指代类似元素。在以下描述中，出于说明的目的，阐述了众多具体细节以便提供对一个或多个方面的透彻理解。然而，此类技术显然可在没有这些具体细节的情况下进行实践。在其他情况下，众所周知的结构和装置以框图形式示出，以便有利于描述一个或多个方面。此外，应当理解，被描述为由某些系统部件执行的功能可以由多个部件执行。类似地，例如，部件可被配置来执行被描述为由多个部件执行的功能。
此外，术语“或”意图意指包含性的“或”而不是排他性的“或”。即，除非另有说明或从上下文中清楚，短语“X采用A或B”意图意指任何自然包容性排列。即，短语“X采用A或B”满足以下任一情况：X采用A；X采用B；或X采用A和B两者。此外，除非以其他方式指出或者从上下文所清楚是针对单数形式，否则冠词“一个”和“一种”在本申请和所附权利要求中一般应当被理解为意指“一个或多个”。
如本文所用，术语“部件”和“系统”意图涵盖配置有计算机可执行指令的计算机可读数据存储，所述计算机可执行指令在由处理器执行时致使执行某些功能。计算机可执行指令可包括例程、函数等。还应当理解，部件或系统可位于单个装置上或分布在多个装置上。此外，如本文所用，术语“示例性”意图意指“用作某事的说明或示例”。
本文使用了诸如“第一”和“第二”的术语。应当理解，这些术语用于识别相同类型的不同项目(例如，第一功率电平和第二功率电平)，并且不一定意图传达不同项目之间的某种排序或相对比较。
如本文所用，术语“激光源”意图涵盖激光器或结合一个或多个光学放大器使用的激光器。此外，如本文所用，术语“调频连续波长(FMCW)激光源”意图涵盖以下两者：1)生成包括一系列连续光学线性调频脉冲的频率调制光学信号的激光源以及2)与产生频率调制的一个或多个装置结合使用的连续波激光源。
现在参考附图，图1示出了示例性激光雷达系统100。激光雷达系统100可采用情境感知实时功率调整。激光雷达系统100包括被配置来发射光学信号的激光源102。激光源102可以是调频连续波长(FMCW)激光源；因此，本文阐述的许多示例将激光源102描述为FMCW激光源(例如，激光源102在本文中称为FMCW激光源102)。然而，应当理解，在其他实施方案中，激光源102可替代地是直接TOF激光源；因此，本文所述的示例可扩展到激光源102是直接TOF激光源的情形。例如，在激光源102是直接TOF激光源的情形下，预期可调整光学信号106的功率和脉冲宽度(例如，增加功率和减少脉冲宽度可以增加分辨率)。
激光雷达系统100还可包括被配置来将由FMCW激光源102发射的光学信号106从激光雷达系统100引导到环境中的扫描仪104。在帧的时间段期间，光学信号106可由扫描仪104引导到环境中的视场上。根据示例，扫描仪104可包括二维(2D)微机电系统(MEMS)镜。根据另一示例，扫描仪104可包括非MEMS反射2D模拟扫描仪，诸如镜式检流计；然而，要求保护的主题不限于此。
虽然未示出，但应当理解，激光雷达系统100还可包括发射器，所述发射器可包括各种光学元件，诸如一个或多个透镜、光学隔离器、谐振器、波导、光学放大器、干涉仪等。此类光学元件可使得能够生成具有期望性质(诸如准直、发散角、线宽、功率等)的光学信号106(例如，波束)。此类光学元件可离散地组装，或集成在芯片上，或两者的组合。
根据激光源102是FMCW激光源的实施方案，光学信号106可包括一系列连续光学线性调频脉冲。此外，根据激光源102是直接TOF激光源的实施方案，光学信号106可包括激光脉冲。
激光雷达系统100还可包括被配置来感测激光雷达系统100处的反射光学信号110的接收器108。根据示例(例如，激光源102是FMCW激光源)，反射光学信号110可包括从环境中的目标反射的线性调频脉冲。此外，由接收器108感测到的反射光学信号110可由激光雷达系统100的各种部件(例如，模数转换器(ADC)、信号处理器等)转换成电信号。
激光雷达系统100还可包括被配置来确定激光雷达系统100在环境中的位置和激光雷达系统100在环境中的取向的定位系统112。定位系统112可确定激光雷达系统100的绝对位置和取向。根据示例，定位系统112可包括全球定位系统(GPS)接收器和惯性测量单元(IMU)。
此外，激光雷达系统100包括被配置来调制由FMCW激光源102发射的光学信号106的功率的控制器114。光学信号106的功率可由控制器114基于由定位系统112确定的激光雷达系统100在环境中的位置来调制。光学信号106的功率也可由控制器114基于光学信号106将被发射到环境中的方向来调制。根据各种示例，光学信号106将发射到环境中的方向可基于由定位系统112确定的激光雷达系统100在环境中的取向、扫描仪104(或其一部分)的取向、旋转镜的取向、旋转激光的取向、它们的组合等。光学信号106的功率可由控制器114在帧之间和/或在帧内调制。
控制器114可与激光源102、扫描仪104、接收器108和/或定位系统112通信。控制器114可包括处理器116和存储器118。存储器118包括由处理器116执行的计算机可执行指令。存储器118可包括可控制扫描仪104的定位以致使扫描仪104根据扫描模式将光学信号106引导到环境中的转向控制系统120。转向控制系统120可控制扫描仪104的移动。
根据扫描仪104包括2D MEMS镜的示例，转向控制系统120可致使2DMEMS镜在方位方向和/或高程方向倾斜。因此，扫描仪104可基于扫描模式在帧的时间段期间引导光学信号106到环境中的视场上。根据示例，扫描图案可以是光栅扫描图案。然而，应当理解，控制器120可替代地致使扫描仪104使用其他扫描模式(诸如Lissajous或非规则形式)将光学信号106引导到环境中。
存储器118还包括可控制由FMCW激光源102发射的光学信号106的功率的功率控制系统122。功率控制系统122可基于光学信号106(例如，由转向控制系统120控制的扫描仪104)所引导的位置来动态地调整由激光源102输出的光学信号106的功率。功率控制系统122可基于激光雷达系统100在环境中的位置和光学信号106将发射到环境中的方向来调整功率。功率控制系统122还可基于帧相对于环境的视场或帧的视场相对于环境的空间部分来调整光学信号106的功率。因此，功率控制系统122使得光学信号106的功率能够基于由转向控制系统120控制的光学信号106所指向的位置来动态地调整。
激光雷达系统100的FMCW激光源102的功率电平可高于常规FMCW激光雷达系统的传统激光源的功率电平(持续至少时间段的一部分)。根据说明，一些常规FMCW激光雷达系统的平均激光功率可以是100毫瓦(连续功率)，而FMCW激光源102的激光功率可由控制器114控制在100毫瓦以上(例如，100毫瓦的倍数，至多人眼安全极限)持续有限的持续时间。对光学信号106使用较高的功率电平使得激光雷达系统100能够增加利用较高功率电平测量的帧或帧空间部分的SNR。光学信号106的较高功率电平还允许检测距离激光雷达系统100较远的对象。因此，激光源102的功率可基于光学信号106指向的位置来动态地调整(例如，当指向感兴趣的地理区域时功率电平可增加，并且当可能指向地面、天空、建筑物等时可功率电平降低)。某些帧和/或帧空间部分的激光源102的较低功率电平使得激光雷达系统100能够在人眼安全极限内操作并管理激光雷达系统100的有限热能力(例如，激光雷达系统100的平均功率可低于人眼安全极限并且可满足激光雷达系统100的热能力)。根据说明，来自3D地图、先前激光雷达扫描等的数据可用于确定地面、建筑物、天空等是否可能位于激光雷达系统100所指向的方向；因此，当光学信号106指向此类方向时，控制器114可降低激光源102的功率。此外，当光学信号106沿着地平线或靠近感兴趣的地理区域瞄准时，由激光源102发射的光学信号106的功率电平可由控制器114增加(例如，以在此类方向上测量时增加SNR)。
根据示例，激光雷达系统100可包括集成电路，其中集成电路包括本文描述为激光雷达系统100的一部分的元件。根据另一示例，激光雷达系统100可包括分立元件。根据进一步的示例，激光雷达系统100可包括集成电路和分立元件的组合。
现在转向图2，示出了用于激光雷达系统100的示例性帧200。激光雷达系统100可在时间段期间扫描帧200；激光雷达系统100基于扫描模式将光学信号106引导到帧200的视场上的持续时间在本文中被称为帧的时间段(例如，每秒可捕获10个帧)。光学信号106可基于帧200内的扫描模式202被引导到视场上。图2所描绘的扫描模式202为光栅扫描模式；然而，扫描模式202是出于说明目的而呈现的，并且要求保护的主题不限于此。扫描模式202可由扫描仪104将FMCW激光源102发射的光学信号106从激光雷达系统100引导到环境中而产生。
扫描模式202可覆盖基本上方位方向和高程方向上的任何视场。此外，如果激光雷达系统100用在自主车辆中，则360度方位覆盖可由激光雷达系统100或多个此类激光雷达系统提供。根据说明，每个帧(例如，帧200)可以在方位方向上覆盖小于360度(例如，可组合使用诸如帧200的多个帧以在方位方向上覆盖360度)。根据另一说明，帧200可在方位方向上延伸360度。
再次参考图1。根据各种实施方案，控制器114可被配置来基于激光雷达系统100在环境中的位置和光学信号106将发射到环境中的方向在帧的时间段期间调制由FMCW激光源102发射的光学信号106的功率。当扫描仪104在帧的时间段期间将光学信号引导到环境中视场的第一空间部分上时，控制器114(例如，功率控制系统122)可控制FMCW激光源102以第一功率电平发射光学信号。此外，当扫描仪104在帧的时间段内将光学信号106引导到环境中视场的第二空间部分上时，控制器114(例如，功率控制系统122)可控制FMCW激光源102以第二功率电平发射光学信号106。按照前述示例，第一功率电平可高于第二功率电平或者第一功率电平可小于第二功率电平。此外，应当理解，控制器114(例如，功率控制系统122)可控制FMCW激光源102在帧的时间段期间针对环境中的视场的多于两个不同空间部分以多于两个不同功率电平发射光学信号106。
图3描绘了示例性帧300，其包括两个不同的空间部分，即第一空间部分302和第二空间部分304。第一空间部分302和第二空间部分304是不重叠的。当扫描仪104在帧300的时间段期间将光学信号106引导到环境中的视场的第一空间部分302上时，激光雷达系统100的控制器114可控制激光源102以第一功率电平发射光学信号106。此外，当扫描仪104在帧300的时间段期间将光学信号106引导到环境中的视场的第二空间部分304上时，控制器114可控制激光源102以第二功率电平发射光学信号106。
不同的功率电平由图3(以及本文其他附图中)的空间部分302-304内的不同填充模式表示。图3至图5中所示的填充模式并非意图表示扫描模式。此外，虽然空间部分302-304在图3中表示为跨帧300的方位方向延伸，但应当理解，激光雷达系统100可利用基本上任何形状的空间部分。此外，根据另一示例，预期可在帧内逐个像素地控制功率电平。
再次参考图1。除了激光雷达系统100的位置和光学信号106将发射到环境中的方向之外的各种因素可由控制器114(例如，功率控制系统122)用来识别在帧的时间段期间环境中的视场的第一空间部分以及第二空间部分。例如，除了激光雷达系统100在环境中的位置和光学信号106将发射到环境中的方向之外，控制器114还可利用环境的3D地图、环境的先前激光雷达扫描、由自主车辆的不同类型的传感器系统生成的环境感知数据、环境中的自主车辆要执行的操纵、目标的距离和速度或它们的组合。
根据示例，控制器114可被配置来基于来自环境的3D地图的数据、激光雷达系统100在环境中的位置以及光学信号106将发射到环境中的方向来识别环境中的视场的第一空间部分和第二空间部分。根据另一示例，控制器114可被配置来基于环境的先前激光雷达扫描、激光雷达系统100在环境中的位置以及光学信号106将发射到环境中的方向来识别环境中的视场的第一空间部分和第二空间部分。根据进一步的示例，控制器114可被配置来基于由车辆的不同类型的自主传感器系统生成的环境感知数据、激光雷达系统100在环境中的位置以及光学信号106将发射到环境中的方向来识别环境中的视场的第一空间部分和第二空间部分。根据又一示例，控制器114可被配置来基于环境中的自主车辆将执行的操纵、激光雷达系统100在环境中的位置以及光学信号106将发射到环境中的方向来识别环境中的视场的第一空间部分和第二空间部分。在另一示例中，控制器114可被配置来基于目标的距离和速度、激光雷达系统100在环境中的位置以及光学信号106将发射到环境中的方向来识别环境中的视场的第一空间部分和第二空间部分。
如上所述，控制器114(例如，功率控制系统122)可另外或替代地在帧之间调制由FMCW激光源102发射的光学信号106的功率。由FMCW激光源102发射的光学信号106的功率可基于激光雷达系统100在环境中的位置和光学信号106将发射到环境中的方向在帧之间进行调制。因此，当扫描仪104在第一帧的第一时间段期间将光学信号引导到环境中的视场的至少一部分上时，控制器114可控制FMCW激光源102以第一功率电平发射光学信号106。此外，当扫描仪104在第二帧的第二时间段期间将光学信号106引导到环境中的视场的部分上时，控制器114可控制FMCW激光源102以第二功率电平发射光学信号。同样，第一功率电平可不同于第二功率电平(例如，第一功率电平可高于或低于第二功率电平)。与上文类似，控制器114可被配置来进一步基于来自环境的3D地图的数据、环境的先前激光雷达扫描、由自主车辆的不同类型的传感器系统生成的感知数据、由数据自主车辆在环境中执行的操纵、环境中目标的距离和速度、它们的组合等来在帧之间调制由FMCW激光源102发射的光学信号106的功率。
现在转向图4，描绘了激光雷达系统100的多个帧，即第一帧400和第二帧402；由激光源102发射的光学信号106的功率电平在第一帧400和第二帧402之间不同。第一帧400和第二帧402可在时间上相邻(例如，第一帧400的时间段可紧接在第二帧402的时间段之前)。替代地，一个或多个帧可在时间上位于第一帧400与第二帧402之间。如上所述，激光雷达系统100的控制器114可控制FMCW激光源102在第一帧400的第一时间段期间以第一功率电平发射光学信号106。此外，控制器114可控制FMCW激光源102在第二帧402的第二时间段期间以第二功率电平发射光学信号106。在图4所示的示例中，在给定帧的给定时间段期间，可在整个视场上使用相同的功率电平(例如，在第一帧的时间段400期间，可在整个视场上使用第一功率电平)。
现在参考图5，描绘了激光雷达系统100的多个帧，即第一帧500和第二帧502；由激光源102发射的光学信号106的功率电平对于此类帧500-502的至少空间部分在第一帧500和第二帧502之间是不同的。因此，图5描绘了其中控制器114在帧内以及帧之间控制激光源102的功率电平的示例。
第一帧500包括第一空间部分504和第二空间部分506。此外，第二帧502包括第三空间部分508和第四空间部分510。预期第一帧500的第一空间部分504和第二帧502的第三空间部分508可以相同或不同(例如，两个帧500-502中的整个视场的相同部分，帧500-502中的整个视场的不同部分)。同样，第一帧500的第二空间部分506和第二帧502的第四空间部分510可以相同或不同。
如图所示，可控制FMCW激光源102的功率电平，使得当扫描仪104在第一帧500的第一时间段期间将光学信号106引导到环境中的视场的第一空间部分504上时激光源102以第一功率电平并且当扫描仪104在第一帧500的第一时间段期间将光学信号106引导到环境中的视场的第二空间部分506上时以第二功率电平发射光学信号106。此外，当扫描仪104在第二帧502的第二时间段期间将光学信号106引导到环境中视场的第三空间部分508上时，控制器114可控制FMCW激光源102以第三功率电平发射光学信号106(例如，第三功率电平不同于第一功率电平)。如图5所示，当扫描仪104在第二帧502的第二时间段期间将光学信号106引导到环境中的视场的第四空间部分510上时，控制器114可控制FMCW激光源102以第二功率电平发射光学信号106。因此，在所示的示例中，相同功率电平可用于第二空间部分506和第四空间部分510(它们可以是帧500-502的整个视场的相同部分)，而不同的功率电平可用于第一空间部分504和第三空间部分508(它们可以是帧500-502的整个视场的相同部分)。
因此，控制器114可在帧500与后续帧502之间调整由FMCW激光源102发射的光学信号106的功率电平。根据另一示例，应当理解，在扫描仪104在帧的时间段期间将光学信号106引导到环境中的视场上时，控制器114可控制FMCW激光源102以恒定功率电平发射光学信号106。因此，根据说明，应当理解，第三功率电平和第二功率电平可以相同(例如，帧502的功率电平在帧502上可以是一致的)。
参考图6，示出了示例性自主车辆600。自主车辆600可基于由自主车辆600的传感器系统输出的传感器信号在没有人类驾驶员的情况下在道路上导航。自主车辆600包括激光雷达系统100以及一个或多个其他传感器系统，即传感器系统1 602、……、和传感器系统N 604，其中N基本上可以是大于1的任何整数。传感器系统1 602、……、和传感器系统N 604在本文中统称为传感器系统602-604。传感器系统602-604是不同类型的并且围绕自主车辆600布置。例如，传感器系统1 602可以是雷达传感器系统并且传感器系统N 604可以是相机传感器系统。传感器系统602-604中所包括的其他示例性传感器系统可包括GPS传感器系统、声纳传感器系统、红外传感器系统等。
自主车辆600还包括用于实现自主车辆600的适当运动的若干机械系统。例如，机械系统可包括但不限于车辆推进系统606、制动系统608和转向系统610。车辆推进系统606可包括电动发动机、内燃发动机或它们的组合。制动系统608可包括发动机制动器、制动片、致动器和/或被配置来辅助使自主车辆600减速的任何其他合适的部件。转向系统610包括被配置来控制自主车辆600的移动方向的合适的部件。
自主车辆600另外包括与激光雷达传感器100、传感器系统602-604、车辆推进系统606、制动系统608和转向系统610通信的计算系统612。计算系统612包括处理器614和存储器616；存储器616包括由处理器614执行的计算机可执行指令。根据各种示例，处理器614可以是或包括图形处理单元(GPU)、多个GPU、中央处理单元(CPU)、多个CPU和专用集成电路(ASIC)、微控制器、可编程逻辑控制器(PLC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。
计算系统612的存储器616包括可控制激光雷达系统100以及其他传感器系统602-604的传感器管理系统618。例如，传感器管理系统618可指示激光雷达系统100感兴趣的地理区域。因此，控制器114可基于由传感器管理系统618指示的感兴趣的地理区域(例如，增加感兴趣的地理区域的SNR)来控制功率电平。另外或替代地，传感器管理系统618可将数据发射到激光雷达系统100以使得控制器114能够根据情境调整由FMCW激光源102发射的光学信号106的功率。
存储器616还可包括可感知自主车辆600的环境内的对象的感知系统620。根据示例，传感器管理系统618可将感知系统620生成的感知数据从一个或多个不同类型的传感器系统602-604发射到激光雷达系统100以在帧内和/或帧之间控制激光雷达系统100的功率。另外或替代地，传感器管理系统618可基于感知数据(例如，指示基于感知数据确定的激光雷达系统100感兴趣的地理区域)控制激光雷达系统100。例如，感知系统620可能无法基于从传感器系统602-604中的一个或多个获得的数据来确定对象是否在给定位置处(例如，由于不同传感器系统602-604的输出之间的差异可能存在地理位置的不确定)。因此，传感器管理系统618可向激光雷达系统100指示这种地理位置是不明确的，这可使得控制器114能够增加引导向不明确位置的光学信号106的功率电平。
存储器616还可包括可确定自主车辆600将在环境中执行的操纵的运动规划器系统622。例如，运动规划器系统622可基于感知系统620的输出来确定将执行的操纵。基于运动规划器系统622将执行的操纵类型，传感器管理系统618可向激光雷达系统100表示将由自主车辆600执行的操纵。激光雷达系统100的控制器114可基于将执行的操纵来控制光学信号106的功率。例如，运动规划器系统622可指示将由自主车辆600执行未受保护的左转；相应地，传感器管理系统618可(向激光雷达系统100)指定感兴趣的地理区域，针对所述地理区域可期望地引导光学信号106的更高功率电平(例如，使得激光雷达系统100能够检测特定地理区域的更远距离处的对象)。
计算系统612还可包括数据存储库626。数据存储库626可存储环境的3D地图的地图数据628。根据示例，传感器管理系统618可将地图数据628的至少一部分提供给激光雷达系统100以使得控制器114能够如本文所述控制激光源102的功率。根据另一示例，传感器管理系统618可基于地图数据628如本文所述地控制激光雷达系统100。根据说明，地图数据628可指示建筑物的位置；当光学信号106引导向建筑物的位置时，传感器管理系统618可控制激光雷达系统100以降低FMCW激光源102的功率电平。
存储器616还可包括控制系统624。控制系统624被配置来控制自主车辆600的机械系统中的至少一者(例如，车辆推进系统606、制动系统608和/或转向系统610中的至少一者)。例如，控制系统624可基于运动规划器系统622为自主车辆600生成的运动规划来控制车辆推进系统606、制动系统608和/或转向系统610。
现在转向图7，示出了根据各种实施方案的示例性帧700。如图所示，环境中的视场的第一空间部分702可包括感兴趣的地理区域。因此，由控制器114控制的用于空间部分702的光学信号106的功率电平可高于用于框架700的视场的剩余部分的功率电平。
转向图8，示出了包括自主车辆600的示例性环境800。如图所示，自主车辆600可期望地执行不受保护的左转(例如，运动规划器系统622可致使自主车辆600期望地执行不受保护的左转)。因此，激光雷达系统100可基于将执行的操纵来控制，使得当在环境800的部分802内被引导时，与环境800的不同部分804相比，光学信号106以更高的功率电平发射。因此，环境800的部分802中的一个或多个对象(例如，迎面而来的车辆)可由更远距离处的激光雷达系统100检测到。由激光雷达系统100进行的观察因此可基于将由自主车辆600执行的操纵来调节。
图9示出与操作激光雷达系统相关的示例性方法。虽然这些方法被示出和描述为按顺序执行的一系列动作，但应当领会和理解这些方法不限于顺序的次序。例如，一些动作可以与本文所述的次序不同的次序发生。此外，动作可与另一动作同时发生。此外，在一些情况下，并非要求所有动作实现本文所述的方法。
此外，本文所述的动作可以是可由一个或多个处理器实现和/或存储在一种或多种计算机可读介质上的计算机可执行指令。计算机可执行指令可包括例程、子例程、程序、执行线程等。再者，方法的动作结果可存储在计算机可读介质中、显示于显示装置上等。
图9示出操作激光雷达系统的方法900。在902处，可基于激光雷达系统在环境中的位置和光学信号将发射到环境中的方向来控制将由激光雷达系统的调频连续波长(FMCW)激光源发射的光学信号的功率。将由FMCW激光源发射的光学信号的功率可根据激光雷达系统在环境中的位置和光学信号将发射到环境中的方向在帧之间进行调制。另外或替代地，将由FMCW激光源发射的光学信号的功率可基于激光雷达系统在环境中的位置和光学信号将发射到环境中的方向在一个或多个帧内进行调制。此外，将由FMCW激光源发射的光学信号的功率还可基于来自环境的3D地图的数据、环境的先前激光雷达扫描、由除激光雷达系统以外的不同类型传感器系统生成的感知数据、将由自主车辆在环境中执行的操纵、环境中目标的距离和速度或它们的组合来在帧之间和/或在帧中的一个或多个内进行调制。在904处，可以经调制的功率从FMCW激光源发射光学信号。在906处，可将由FMCW激光源发射的光学信号从激光雷达系统引导到环境中。在帧的时间段期间，光学信号可被引导到环境中的视场上。
现在参考图10，示出可根据本文所公开的系统和方法使用的示例性计算装置1000的高级图示。例如，计算装置1000可以是或包括计算系统612。根据另一示例，计算系统1000可以是或包括控制器114。计算设备1000包括执行存储在存储器1004中的指令的至少一个处理器1002。指令可以是例如用于实现被描述为由上述一个或多个系统执行的功能的指令或者用于实现上述方法中的一者或多者的指令。处理器1002可以是GPU、多个GPU、CPU、多个CPU、多核处理器等。处理器1002可通过系统总线1006访问存储器1004。除了存储可执行指令之外，存储器1004还可存储激光雷达扫描数据、地图数据、由各种类型的传感器系统生成的感知数据、操纵数据等。
计算装置1000另外包括可由处理器1002通过系统总线1006访问的数据存储库1008。数据存储1008可包括可执行指令、激光雷达扫描数据、地图数据、由各种类型的传感器系统生成的感知数据、操纵数据等。计算装置1000还包括允许外部设备与计算装置1000通信的输入接口1010。例如，输入接口1010可用于从外部计算机装置接收指令等。计算装置1000还包括将计算装置1000与一个或多个外部装置对接的输出接口1012。例如，计算装置1000(例如，计算系统612)可通过输出接口1012向车辆推进系统606、制动系统608和/或转向系统610发射控制信号。
此外，虽然被示出为单个系统，但应当理解，计算装置1000可以是分布式系统。因此，例如，若干装置可通过网络连接进行通信并且可共同执行被描述为由计算装置1000执行的任务。
本文所述的功能可在硬件、软件或它们的任何组合中实现。如果在软件中实现，那么功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过所述计算机可读介质传输。计算机可读介质包括计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是可由计算机访问的任何可用存储介质。例如但不限于，此类计算机可读存储介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁性存储装置，或可用于存储呈指令或数据结构形式的所需程序代码并且可由计算机进行存取的任何其他介质。如本文所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光盘、光盘、数字通用盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，并且光盘用激光器光学地再现数据。此外，传播的信号不包括在计算机可读存储介质的范围内。计算机可读介质还包括通信介质，所述通信介质包括有利于将计算机程序从一个地方传送到另一地方的任何介质。例如，连接可以是通信介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或无线技术(诸如红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其他远程源传输的，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(诸如红外线、无线电和微波)包括在通信介质的定义中。以上的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
替代地或此外，本文所述的功能可至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。可使用的说明性类型的硬件逻辑组件包括例如但不限于：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑装置(CPLD)等。
上文所述的内容包括一个或多个实施方案的示例。当然，不可能出于描述前述方面的目的而描述上述装置或方法的每一种可设想修改和变更，但本领域普通技术人员可认识到，各个方面的许多进一步修改和排列是可能的。因此，所述的方面意图涵盖落在所附权利要求的范围内的所有此类变更、修改和变型。此外，就本说明书或权利要求中所用的术语“包括”来说，此类术语意图以与术语“包括”在其在权利要求中用作过渡词时被解释时类似的方式是包含性的。

Claims (20)

1.一种激光雷达系统，其包括：
调频连续波长(FMCW)激光源，所述FMCW激光源被配置来发射光学信号；
扫描仪，所述扫描仪被配置来将来自所述激光雷达系统的由所述FMCW激光源发射的所述光学信号引导到环境中，所述扫描仪在基于扫描模式的帧的时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中的视场上；以及
控制器，所述控制器被配置来基于所述激光雷达系统在所述环境中的位置和由所述FMCW激光源发射的所述光学信号将被发射到所述环境中的方向来在所述帧的所述时间段期间调制所述光学信号的功率，所述控制器控制所述FMCW激光源在以下功率电平下发射所述光学信号：
当所述扫描仪在所述帧的所述时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中的所述视场的第一空间部分上时，第一功率电平；以及
当所述扫描仪在所述帧的所述时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中的所述视场的第二空间部分上时，第二功率电平，所述第一功率电平不同于所述第二功率电平。
2.如权利要求1所述的激光雷达系统，其还包括：
接收器，所述接收器被配置来感测所述激光雷达系统处的反射光学信号。
3.如权利要求1所述的激光雷达系统，其中所述控制器还被配置来基于来自所述环境的三维(3D)地图的数据、所述激光雷达系统在所述环境中的所述位置以及所述光学信号将被发射到所述环境中的所述方向来识别所述环境中的所述视场的所述第一空间部分和所述第二空间部分。
4.如权利要求1所述的激光雷达系统，其中所述控制器还被配置来基于环所述境的先前激光雷达扫描、所述激光雷达系统在所述环境中的所述位置以及所述光学信号将被发射到所述环境中的所述方向来识别所述环境中的所述视场的所述第一空间部分和所述第二空间部分。
5.如权利要求1所述的激光雷达系统，其中所述控制器还被配置来基于所述环境的由自主车辆的不同类型的传感器系统生成的感知数据、所述激光雷达系统在所述环境中的所述位置以及所述光学信号将发射到所述环境中的所述方向来识别所述环境中的所述视场的所述第一空间部分和所述第二空间部分。
6.如权利要求1所述的激光雷达系统，其中所述控制器还被配置来基于所述环境中的自主车辆将执行的操纵、所述激光雷达系统在所述环境中的所述位置以及所述光学信号将发射到所述环境中的所述方向来识别所述环境中的所述视场的所述第一空间部分和所述第二空间部分。
7.如权利要求1所述的激光雷达系统，其中所述控制器还被配置来基于目标的距离和速度、所述激光雷达系统在所述环境中的所述位置以及所述光学信号将发射到所述环境中的所述方向来识别所述环境中的所述视场的所述第一空间部分和所述第二空间部分。
8.如权利要求1所述的激光雷达系统，其中所述环境中的所述视场的所述第一空间部分被引导向感兴趣的地理区域。
9.如权利要求1所述的激光雷达系统，其中所述扫描仪包括二维(2D)微机电系统(MEMS)镜。
10.如权利要求1所述的激光雷达系统，所述控制器在所述帧与后续帧之间调整由所述FMCW激光源发射的光学信号的功率。
11.如权利要求10所述的激光雷达系统，其中在所述后续帧的后续时间段期间所述扫描仪将所述光学信号引导到所述环境中的所述视场上时，所述控制器控制所述FMCW激光源以恒定功率电平发射所述光学信号，以形成所述扫描模式。
12.一种激光雷达系统，其包括：
调频连续波长(FMCW)激光源，所述FMCW激光源被配置来发射光学信号；
扫描仪，所述扫描仪被配置来将来自所述激光雷达系统的由所述FMCW激光源发射的所述光学信号引导到环境中，所述扫描仪在帧的时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中的视场上；以及
控制器，所述控制器被配置来基于所述激光雷达系统在所述环境中的位置和由所述FMCW激光源发射的所述光学信号将被发射到所述环境中的方向来在所述帧之间调制所述光学信号的功率，所述控制器控制所述FMCW激光源在以下功率电平下发射所述光学信号：
当所述扫描仪在第一帧的第一时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中的所述视场的至少一部分上时，第一功率电平；以及
当所述扫描仪在第二帧的第二时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中的所述视场的所述部分上时，第二功率电平，所述第一功率电平不同于所述第二功率电平。
13.如权利要求12所述的激光雷达系统，其中所述控制器被配置来进一步基于来自所述环境的三维(3D)地图的数据来在所述帧之间调制由所述FMCW激光源发射的所述光学信号的所述功率。
14.如权利要求12所述的激光雷达系统，其中所述控制器被配置来进一步基于所述环境的先前激光雷达扫描来在所述帧之间调制由所述FMCW激光源发射的所述光学信号的所述功率。
15.如权利要求12所述的激光雷达系统，其中所述控制器被配置来进一步基于由自主车辆的不同类型的传感器系统生成的感知数据，在所述帧之间调制由所述FMCW激光源发射的所述光学信号的所述功率。
16.如权利要求12所述的激光雷达系统，其中所述控制器被配置来进一步基于将由所述环境中的自主车辆执行的操纵来在所述帧之间调制由所述FMCW激光源发射的所述光学信号的所述功率。
17.如权利要求12所述的激光雷达系统，所述控制器还被配置来在所述第一帧的第一时间段或所述第二帧的第二时间段中的至少一者期间调制由所述FMCW激光源发射的所述光学信号的所述功率。
18.一种操作激光雷达系统的方法，其包括：
基于所述激光雷达系统在环境中的位置以及将由所述激光雷达系统的调频连续波长(FMCW)激光源发射的光学信号将发射到所述环境中的方向，控制所述光学信号的功率，将由所述FMCW激光源发射的所述光学信号的所述功率是基于所述激光雷达系统在所述环境中的位置以及所述光学信号将发射到所述环境中的所述方向在帧之间调制；
以经调制的功率从所述FMCW激光源发射所述光学信号；以及
将由所述FMCW激光源发射的所述光学信号从所述激光雷达系统引导到所述环境中，在所述帧的时间段期间将所述光学信号引导到所述环境中的视场上。
19.如权利要求18所述的方法，其中将由所述FMCW激光源发射的所述光学信号的所述功率是基于所述激光雷达系统在所述环境中的位置和所述光学信号将被发射到所述环境中的方向在所述帧中的一个或多个帧内进一步调制。
20.如权利要求18所述的方法，其中将由所述FMCW激光源发射的所述光学信号的所述功率是是基于来自所述环境的三维(3D)地图的数据、所述环境的先前激光雷达扫描、由除所述激光雷达系统以外的不同类型的传感器系统生成的感知数据、自主车辆在所述环境中执行的操纵或目标的距离和速度中的至少一者进一步调制。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023186057A1 (zh) * 2022-04-01 2023-10-05 深圳市灵明光子科技有限公司 一种激光雷达探测参数调整控制方法及装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112485779B (zh) * 2020-11-13 2023-09-08 珠海格力电器股份有限公司 雷达功率的控制方法、装置、电子设备和计算机可读介质
US20220291389A1 (en) * 2021-03-15 2022-09-15 Argo AI, LLC Reducing coexistence interference for light detection and ranging
US20240048853A1 (en) * 2022-08-03 2024-02-08 Motional Ad Llc Pulsed-Light Optical Imaging Systems for Autonomous Vehicles

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5241315A (en) 1992-08-13 1993-08-31 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Micro pulse laser radar
US7583364B1 (en) 2004-03-19 2009-09-01 University Corporation For Atmospheric Research High pulse-energy, eye-safe lidar system
US20090273770A1 (en) 2008-04-30 2009-11-05 Honeywell International Inc. Systems and methods for safe laser imaging, detection and ranging (lidar) operation
US9476981B2 (en) * 2013-01-08 2016-10-25 Massachusetts Institute Of Technology Optical phased arrays
US9128190B1 (en) 2013-03-06 2015-09-08 Google Inc. Light steering device with an array of oscillating reflective slats
US9910441B2 (en) * 2015-11-04 2018-03-06 Zoox, Inc. Adaptive autonomous vehicle planner logic
KR20170138648A (ko) * 2016-06-08 2017-12-18 엘지전자 주식회사 차량용 라이다 장치 및 차량
KR101877388B1 (ko) * 2016-07-21 2018-07-11 엘지전자 주식회사 차량용 라이다 장치
WO2018044958A1 (en) 2016-08-29 2018-03-08 Okeeffe James Laser range finder with smart safety-conscious laser intensity
KR102547651B1 (ko) 2016-09-20 2023-06-26 이노비즈 테크놀로지스 엘티디 Lidar 시스템 및 방법
US10254388B2 (en) 2017-03-28 2019-04-09 Luminar Technologies, Inc. Dynamically varying laser output in a vehicle in view of weather conditions
US10114111B2 (en) 2017-03-28 2018-10-30 Luminar Technologies, Inc. Method for dynamically controlling laser power
US11022688B2 (en) * 2017-03-31 2021-06-01 Luminar, Llc Multi-eye lidar system
US11415676B2 (en) * 2017-10-09 2022-08-16 Luminar, Llc Interlaced scan patterns for lidar system
US10401480B1 (en) * 2018-12-05 2019-09-03 Luminar Technologies, Inc. Lidar receiver with multiple detectors for range-ambiguity mitigation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023186057A1 (zh) * 2022-04-01 2023-10-05 深圳市灵明光子科技有限公司 一种激光雷达探测参数调整控制方法及装置

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