CN114008477A - 用于支持多个独立的lidar传感器的共存的技术 - Google Patents

用于支持多个独立的lidar传感器的共存的技术 Download PDF

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Abstract

系统、设备和方法可提供根据第一发射图案发起一个或多个光脉冲，响应于时变触发或一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差中的一者或多者而获得第二发射图案，以及根据第二发射图案发起一个或多个光学脉冲的技术。此外，基础设施节点技术可以基于来自第一传感器平台的干扰通知来检测接收到的(多个)光学反射与预期的反射图案的偏差，响应于该偏差而选择(多个)发射参数，并相对于所选择的(多个)发射参数更改第一发射图案以获得第二发射图案。

Description

用于支持多个独立的LIDAR传感器的共存的技术
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年12月26日提交的美国专利申请第16/232,213号的优先权权益。
技术领域
各实施例总体上涉及传感器。更具体地，各实施例涉及用于支持在同一物理环境中多个独立的lidar(光检测和测距)传感器的共存的技术。
背景技术
自主交通工具可以使用lidar传感器来检测附近的对象(例如，行人、其他交通工具等)。例如，lidar传感器可能在360°视场(FOV)中发射光束，并且在飞行时间方面分析所发射的光束的反射，以生成表示周围环境的点云。虽然此类感测方法在某些情况下可能是有利的，但仍存在相当大的改善空间。例如，如果另一自主交通工具在该区域中，则来自该另一自主交通工具的lida传感器的所发射的光束可能会被误认为是所讨论的自主交通工具发射的光束的反射。此外，附近的攻击者可能会试图通过伪造所讨论的自主交通工具发出的光束的反射来创造危险情况。
附图说明
通过阅读以下说明书和所附权利要求并通过参考以下附图，实施例的各种优势对本领域技术人员将变得显而易见，其中：
图1是根据实施例的包含多个独立传感器的环境的示例的框图；
图2A和图2B是根据实施例的操作传感器的方法的示例的流程图；
图3是根据实施例的一组正交调制的光源的示例的图示；
图4是根据实施例的操作一组正交调制的光源的方法的示例的流程图；
图5是根据实施例的操作自主交通工具(AV)中的传感器的方法的示例的流程图；
图6是根据实施例的操作基础设施节点的方法的示例的流程图；
图7是根据实施例的以AV设置操作基础设施节点的方法的示例的流程图；
图8是根据实施例的性能增强的计算系统的示例的框图；以及
图9是根据实施例的半导体封装设备的示例的示图；
具体实施方式
现在转向图1，示出了包括物理对象12和第一传感器平台14(“传感器平台A”)的环境10。第一传感器平台14通常是移动平台，诸如，例如，自主交通工具、机器人、无人机等，其中，物理对象12的位置、速度、形状、方向等与第一传感器平台14的导航/移动相关。因此，物理对象12可以是墙壁(例如，高速公路障碍物)、行人、叶子、地面等。物理对象12也可以是(例如，自主或手动操作的)另一交通工具、机器人、无人机等。在一个示例中，第一传感器平台14包括检测和测距传感器，诸如，光检测和测距(lidar)传感器。还可以使用其他检测和测距传感器，诸如例如，无线电检测和测距(雷达)传感器。在所图示的示例中，第一传感器平台14根据第一发射图案发射第一光脉冲16(例如，以360°FOV旋转的聚焦出站光束)。
第一发射图案可以根据一个或多个发射参数(例如，n个参数)来定义，一个或多个发射参数诸如例如，脉冲持续时间、光学频率(例如，波长)、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源(例如，单个源、多个源)、传输角度、章动几何形状、噪声分布等，或其任何组合。如将更详细地讨论的那样，第一发射图案也可以响应于检测到的干扰、时变(例如，随机、伪随机)触发等而更改，以获得不同的(例如，第二)发射图案。在第一传感器平台14处接收来自物理对象12的光学反射18(例如，入站光)，其中，光学反射18具有与第一发射图案相对应的预期的反射图案(例如，频率、幅度、反射角、噪声分布、时序等)。
例如，利用特定的脉冲持续时间、序列和/或源配置来调制第一光脉冲16，可导致具有一定时序的光学反射18，该时序可定义预期的反射图案。另外，利用特定的频率和/或噪声分布调制图示的第一光脉冲16导致具有可定义预期的反射图案的一定的频率或频率范围/频谱(例如，噪声分布)的光学反射18。此外，以特定的角度和/或章动几何形状(例如，通过定期地改变旋转镜的倾斜轴)发射第一光脉冲16，可导致具有定义了预期的反射图案的一定反射角的光学反射18。
在所图示出的示例中，环境10中的第二传感器平台22(“传感器平台B”，例如，安装在附近的自主交通工具/AV中)根据与来自第一传感器平台14的第一光脉冲16的第一发射图案不同的发射图案(如短虚线所指示)发射第二光脉冲24。第二光脉冲24与第一光脉冲16之间的差异可以是例如脉冲持续时间、光学频率、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状、噪声分布等方面。图示出的第二光脉冲24产生来自物理对象12的光学反射26，其中光学反射26也在第一传感器平台14处被接收。
在实施例中，由于第二光脉冲24与第一光脉冲16之间的发射图案的差异，光学反射26将具有(例如，在频率、幅度、反射角、噪声分布和/或时序方面)与预期的反射图案不同的反射图案。因此，图示出的第一传感器平台14能够自动忽略光学反射26，即使传感器平台14、22可以彼此独立(例如，最初不知道彼此或不直接与彼此通信的交通工具、机器人和/或无人机)。相比之下，第一传感器平台14使用光学反射18(例如，经由飞行时间分析)来确定物理对象12的位置、速度、形状、方向或其他特性。在一个示例中，第一传感器平台14还基于分析生成三维(3D)或二维(2D)点云。第二传感器平台22可以接收与第二传感器平台22的期望一致的光学反射28。
如前所述，第一传感器平台14还可以响应于检测到的干扰而更改第一发射图案。例如，第一传感器平台14可能确定光学反射18和光学反射26在光学频率方面是类似的。因此，光学反射26可被认为干扰(或潜在干扰)第一光学反射18。在此类情况下，第一传感器平台14可以自动地获得第二发射图案，该第二发射图案修改例如后续光脉冲的传输角度。因此，后续光学反射的预期的反射角将改变为使第一传感器平台14能够(即，基于反射角)更好地区分光学反射的程度。在另一示例中，图示出的第一传感器平台14通过自动地获得第二发射图案来对检测到的干扰进行响应，该第二发射图案修改了后续光脉冲的噪声分布。因此，后续光学反射的预期的噪声分布将改变为使第一传感器平台14能够(即，基于噪声分布)更准确地区分光学反射的程度。因此，所图示出的解决方案降低了第一传感器平台14误解物理对象12的位置、速度、形状、方向和/或其他特性的可能性。
另外，第一传感器平台14可以响应于时变触发而更改第一发射图案。例如，对第一发射图案的随机或伪随机修改(例如，就n个参数中的一个或多个参数而言)可使第一传感器平台14不易受到混淆或攻击，因为另一个平台选择相同的发射参数集并以与第一传感器平台14相同的方式配置它们的可能性相对较低。
图示出的环境10还包括攻击平台30，该攻击平台30试图利用光脉冲32“伪造”(例如，冒充)光学反射18。如果成功，此类尝试可能会误导第一传感器平台14，使其确定物理对象12比其实际情况更近、更远、不同地定向、以不同的速度移动等(例如，潜在地导致意外的碰撞)。然而，在所图示的示例中，光脉冲32具有与预期的反射图案不同的发射图案(如由长虚线所指示)。更具体地，图示出的攻击平台30无法确定和模拟由第一传感器平台14使用的发射图案。因此，第一传感器平台14可能自动地忽略光脉冲32和/或将光脉冲32报告为恶意传输。因此，图示出的解决方案通过增加可靠性和安全性(例如，降低对攻击的敏感性)来增强第一传感器平台14的性能。
在实施例中，通过在第一传感器平台14本地选择第一发射图案来获得第一发射图案。或者，第一发射图案是从基础设施节点20(例如，路边单元、边缘节点、基站、服务器)获得，该基础设施节点20跟踪其他平台(诸如例如，第二传感器平台22和/或攻击平台30)的存在。在此类情况下，第一传感器平台14可以(例如，经由注册通知)向基础设施节点20通知第一传感器平台14的发射参数能力，并且第二传感器平台22可以(例如，经由注册通知)向基础设施节点20通知第二传感器平台22的发射参数能力，其中，基础设施节点20分别为第一传感器平台14和第二传感器平台22选择非干扰的发射图案。
图2A示出操作传感器的方法34。该方法34一般可以在传感器平台(诸如，例如，已经讨论过的第一传感器平台14(图1))中实现。更具体地，方法34可在一个或多个模块中被实现为逻辑指令的集合，该逻辑指令的集合存储在诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、固件、闪存等之类的机器或计算机可读存储介质中，存储在诸如例如可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)的可配置逻辑中，存储在使用诸如例如专用集成电路(ASIC)、互补式金属氧化物半导体(CMOS)之类的电路技术或晶体管-晶体管逻辑(TTL)技术的固定功能逻辑硬件中，或存储在上述各项的任何组合中。
例如，可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写用于实施在方法34中所示的操作的计算机程序代码，这些编程语言包括诸如JAVA、SMALLTALK、C++等的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或类似编程语言的常规的过程编程语言。另外，逻辑指令可包括汇编程序指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、状态设置数据、用于集成电路的配置数据、使对于硬件(例如，主机处理器、中央处理单元/CPU、微控制器等)而言是原生的电子电路和/或其他结构组件个性化的状态信息。
图示出的处理框36根据发射图案发起一个或多个光脉冲并接收一个或多个光学反射。在一个示例中，框36包括(例如，经由光束引导)控制用于发起和发射(多个)光脉冲的一个或多个光源(诸如，例如，一个或多个激光器和一个或多个旋转镜)。另外，框36可以包括监测光学接收器(例如，包括光电二极管的阵列)以检测(多个)光学反射。在一个示例中，框36包括将活动的/当前的发射图案(例如，无线地)发送到基础设施节点，该基础设施节点将活动的发射图案添加到所存储的发射图案的集合中。框36还可以包括(例如，经由指定可用频率、源、传输角度、章动几何形状等的注册通知)将一组发射能力(例如，无线地)发送给基础设施节点。
框38确定在(多个)光学反射与预期的反射图案之间是否存在偏差。预期的反射图案可以基于发射图案(在频率、幅度、反射角、噪声分布、时序等方面或其任何组合)来指定。在一个示例中，框38包括确定任何此类偏差是否超过预定的阈值(例如，30°+/-5％的反射角)。如果没有检测到实质性偏差，则图示出的框40基于(多个)光学反射来检测一个或多个物理对象，并且该方法返回到框36。在实施例中，框40包括确定(多个)物理对象的位置、速度、形状和/或方向，以及生成点云以记录周围环境。
如果在框38处检测到偏差，则框42可以忽略(多个)光学反射，其中在框44处获得经更改的发射图案。在一个示例中，框44包括选择一个或多个发射参数(例如，脉冲持续时间、光学频率、脉冲振幅、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状、噪声分布等，或其任何组合)，并相对于所选择的(多个)发射参数更改发射图案。在另一示例中，框44包括将偏差的通知(例如，干扰通知)发送给基础设施节点(诸如例如，基础设施节点20(图1))，并从基础设施节点接收经更改的发射图案。图示出的框46根据经更改的发射图案发起一个或多个光脉冲。在一个示例中，框46包括将活动的发射图案(例如，无线地)发送到基础设施节点，该基础设施节点将活动的发射图案添加到所存储的发射图案的集合中。然后，方法34可以返回到框38。因此，所图示出的方法34通过增加可靠性和安全性(例如，降低对攻击的敏感性)来增强性能。
图2B示出操作传感器的另一方法48。该方法48一般可以在传感器平台(诸如，例如，已经讨论过的第一传感器平台14(图1))中实现。在实施例中，方法48和方法34(图1)一起在同一平台上实现。更具体地，方法48可在一个或多个模块中被实现为一组逻辑指令，这组逻辑指令被存储在诸如RAM、ROM、PROM、固件、闪存存储器等之类的机器或计算机可读存储介质中，被存储在诸如例如PLA、FPGA、CPLD之类的可配置逻辑中，被存储在使用诸如例如ASIC、CMOS或TTL技术之类的固定功能逻辑硬件或其任何组合中。
图示出的处理块50根据发射图案发起一个或多个光脉冲并接收一个或多个光学反射。在一个示例中，框50包括(例如，经由光束引导)控制用于发起和发射(多个)光脉冲的一个或多个光源(诸如，例如，一个或多个激光器和一个或多个旋转镜)。另外，框50可以包括监测光学接收器(例如，包括光电二极管的阵列)以检测(多个)光学反射。在一个示例中，框50包括将活动的发射图案(例如，无线地)发送到基础设施节点，该基础设施节点将活动的发射图案添加到所存储的发射图案的集合中。框50还可以包括(例如，经由指定可用频率、源、传输角度、章动几何形状等的注册通知)将一组发射能力(例如，无线地)发送给基础设施节点。在框52处基于(多个)光学反射检测一个或多个物理对象。在实施例中，框52包括确定(多个)物理对象的位置、速度、形状和/或方向，以及生成点云以记录周围环境。
可以在框54处确定是否存在时变触发。可以由例如(例如，基于硬件的)随机数发生器、(例如，具有隐藏状态值的)伪随机数发生器或其他难以预测的非确定性输出生成时变触发。如果时变触发不存在，则所图示出的方法48返回到框50。
如果在框54处确定时变触发存在，则所图示出的框56获得经更改的发射图案。在一个示例中，框56包括选择一个或多个发射参数(例如，脉冲持续时间、光学频率、脉冲振幅、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状、噪声分布等，或其任何组合)，并相对于所选择的(多个)发射参数更改发射图案。在另一示例中，框56包括将偏差的通知(例如，干扰通知)发送给基础设施节点(诸如例如，基础设施节点20(图1))，并从基础设施节点接收经更改的发射图案。图示出的框58根据经更改的发射图案发起一个或多个光脉冲。在一个示例中，框58包括将活动的发射图案(例如，无线地)发送到基础设施节点，该基础设施节点将活动的发射图案添加到所存储的发射图案的集合中。然后，方法48可以返回到框52。因此，所图示出的方法48通过增加可靠性和安全性(例如，降低对攻击的敏感性)来增强性能。
图3示出一组经正交调制的时分复用光源60(60a，60b)。光束引导一般可用作允许光源60可以不受干扰地发射的时间的窗口的机制。在一个示例中，光源60经由GPS(全球定位系统)信号在时间上被同步，并且子时间帧被创建，在该子时间帧中允许每个光源60发射。对于电机只能在一个方向上旋转/自旋的单元而言，则激光被阻挡或被允许发射。对于具有可以任意步进的复杂MEMS(微机电系统)电机的固态lidar系统而言，光源60以不同的角度发射。在老式的lidar系统中，传输角度也可以被调整为相对于彼此倾斜，以允许光源60以不同的角度发射。
在图示出的示例中，第一光源60a(“激光源A”)被定向到以0°取向的结构化椭圆掩模，而第二光源60b(“激光源A”)被定向到以90°取向的结构化椭圆掩模。在实施例中，第一组光学反射68源自第一光束输出64撞击物理对象66。类似地，第二组光学反射62源自第二光束输出70撞击物理对象66。正交椭圆掩模使距离和反射测量能够以不同地捕获物理对象66的表面的方式被获得。更具体地，由于光束输出64、70的形状，表面的入射角和相对取向可能略微变化。该差异导致细微的测量偏差，但在公差范围内。因此，每个光源60可以作为另一个光源的参考。绘图72示出示例的发射图案，其中与第一光束输出64相对应的第一脉冲在时刻tA发射，与第二光束输出70相对应的第二脉冲在时刻tB发射。
第一组光学反射68和第二组光学反射62分别由光学接收器74(例如，包括曲面镜、一组光电二极管等)接收。绘图76示出示例测量，其中第一组光学反射68在时刻tA1接收，而第二组光学反射62在时刻tB1接收。因此，在图示出的示例中，第一光束输出64的飞行时间是ΔtA，而第二光束输出70的飞行时间是ΔtB。因此，ΔtA与ΔtB之间的绝对差值(例如，“Δtc”)可用于检测与预期的反射图案的偏差。
图4示出操作一组经正交调制的光源(诸如，已经讨论过的光源60(图3))的方法80。方法80可在一个或多个模块中被实现为一组逻辑指令，这组逻辑指令被存储在诸如RAM、ROM、PROM、固件、闪存等之类的机器或计算机可读存储介质中，存储在诸如例如PLA、FPGA、CPLD之类的可配置逻辑中，存储在使用诸如例如ASIC、CMOS或TTL技术的电路技术的固定功能逻辑硬件或其任何组合中。
图示出的处理块82将调制电平变量“N”设置为2的值，其中在框84处进行随机模式生成。在图示出的示例中，第一光源“A”和第二光源“B”的脉冲序列由表达式(A|B)^N定义，使得当N＝2时，在框86处随机排序并触发序列AA、AB、BA、BB(例如，其中“AA”指代触发第一光源两次，“AB”指代触发第一光源后接着触发第二光源，以此类推)。框86还可以确定每个脉冲序列的相应的飞行时间(例如，ΔtA和ΔtB)。图示出的框88计算测量间偏差(例如，Δtc)，其中在框90处做出测量间偏差是否低于可靠性阈值的确定。如果否，则认为该读数有噪声的并将其丢弃。在此类情况下，框92递增调制电平变量的值，并且框94确定调制电平是否超过最大调制。可以基于波束引导设备移动到下一个位置之前的最大时间来设置最大调制。如果调制电平被超过，则可报告故障。如果调制电平不超过最大调制，则图示出的方法80返回到框84。当N＝3时，序列AAA、AAB、ABA、ABB、BAA、BAB、BBA和BBB可以在框86处被随机地排序并被触发。
如果在框90处确定测量间偏差低于可靠性阈值，则框96使用N个正交测量进行距离和反射测量优化。更具体地，在框96中，系统将来自“触发和测量序列”的参数作为活动脉动和调制设置来安装，因为确定这些参数导致来自其他活动的附近系统的测量的低扰动。例如，此类参数可包括发射角、脉动的(频率或振幅)调制、发射的时序等。术语“优化”可指代将多个深度和反射值进行融合以获得单个深度和反射值的过程。该融合可以以多种方式进行，以最大化基于多个样本的估计值的可能性。以此方式，最优值的标识可以涉及确定与收集样本的基本概率分布函数(PDF)相关联的最大密度值。在实施例中，确定最大密度包括从样本中提取PDF，并且然后寻找函数的全局最大值。寻找全局最大值是一种用于在有限的N个样本量下推断出最精确和准确的值的数值优化。然后，图示出的方法80报告成功。
图5示出在自主交通工具(AV)中操作传感器的自组织(ad hoc)方法100。该方法100一般可以在传感器平台(诸如，例如，已经讨论过的第一传感器平台14(图1))中实现。在实施例中，方法100被部署在缺乏基础设施节点的环境中。更具体地，方法100可在一个或多个模块中被实现为一组逻辑指令，这组逻辑指令被存储在诸如RAM、ROM、PROM、固件、闪存存储器等之类的机器或计算机可读存储介质中，被存储在诸如例如PLA、FPGA、CPLD之类的可配置逻辑中，被存储在使用诸如例如ASIC、CMOS或TTL技术之类的固定功能逻辑硬件或其任何组合中。
图示出的处理框102监测来自其他AV的广播/单播传输。可以在框104处做出是否正在经历干扰或另一个AV是否正在使用相同的lidar设置(例如，引起干扰的可能性)的确定。如果是，则AV在框106处切换到另一组正交的参数以避免干扰。图示出的框108广播当前的lidar设置，以及速度、位置、轨迹、意图和时间戳数据。AV在框110处继续导航通过环境(例如，邻域)中。如果在框104处确定不存在实际的或潜在的干扰，则图示出的方法绕过块106并直接进行到框108。
因此，在图示出的方法100中，不存在协调各lidar系统的集中式机构。相反，每个lidar系统随机地挑选其参数并且该随机性降低了冲突的概率，因为AV处于动态环境中，在该动态环境中，lidar系统加入和离开空间。在一个实施例中，AV进行定期的“载波感测”以检查冲突/干扰，并经由单播或广播分组定期广播其lidar系统参数。如果从载波感测或从其他AV广播中检测到冲突，则选择一组新的参数。
图6示出操作基础设施节点的集中式方法112。方法112通常可以在基础设施节点(诸如例如，已讨论过的基础设施节点20(图1))中实现。更具体地，方法100可在一个或多个模块中被实现为一组逻辑指令，这组逻辑指令被存储在诸如RAM、ROM、PROM、固件、闪存存储器等之类的机器或计算机可读存储介质中，被存储在诸如例如PLA、FPGA、CPLD之类的可配置逻辑中，被存储在使用诸如例如ASIC、CMOS或TTL技术之类的固定功能逻辑硬件或其任何组合中。
图示出的处理框114基于来自第一传感器平台的注册通知来确定第一传感器平台的一组发射能力。第一发射图案在框116处基于该组发射能力来设置。在实施例中，框116包括确认第一发射图案不干扰所存储的发射图案的集合，其中，所存储的发射图案的集合与靠近第一传感器平台的多个传感器平台相对应。所图示的框118基于来自第一传感器平台的干扰通知来检测一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差。可以在框120处响应于该偏差来选择一个或多个发射参数。在实施例中，(多个)发射参数包括脉冲持续时间、光学频率、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状、噪声分布等，或其任何组合。框122相对于所选择的(多个)发射参数更改第一发射图案以获得第二发射图案，其中第一传感器平台在框124处被指令使用第二发射图案。因此，图示出的方法112通过使基础设施节点能够在附近的传感器平台之间进行仲裁来增强性能。
图7示出以AV设置操作基础设施节点的集中式方法130。方法130通常可以在基础设施节点(诸如例如，已讨论过的基础设施节点20(图1))中实现。更具体地，方法130可在一个或多个模块中被实现为一组逻辑指令，这组逻辑指令被存储在诸如RAM、ROM、PROM、固件、闪存存储器等之类的机器或计算机可读存储介质中，被存储在诸如例如PLA、FPGA、CPLD之类的可配置逻辑中，被存储在使用诸如例如ASIC、CMOS或TTL技术之类的固定功能逻辑硬件或其任何组合中。
在图示出的处理框132处，AV接近街道上的基础设施节点(IN)。在框134处，AV利用时间戳向IN通知关于其位置、意图、速度、轨迹和当前lidar设置。框134还提供AV描述其lidar能力。IN可以使用预期AV将在其期间存在的时间段，在框136处将lidar设置与(例如，经由数据库搜索)来自附近区域中的所有AV的其他设置进行比较。在图示出的框138处做出是否已找到完全正交的设置的确定。如果否，则框140检查是否可以修改扫描步长、扫描频率和初始偏移以降低lidar干扰。如果框142确定此类设置是可能的，则可在框144处向AV通知所推荐的设置和对应的时间段。然后，AV可以在框146处导航通过周围区域(例如，邻域)。如果在框138处发现完全正交的设置，则所图示的方法130绕过框140和框142，并直接进行到框144。
如果在框142处确定扫描步长、扫描频率和初始偏移、或其他参数不能被修改以降低lidar干扰，则框148检查重新分配现有AV的设置以适应该AV的可能性。图示出的框150确定重新分配和适应是否是可能的。如果是，则方法130可进行至框144。否则，框152向AV通知干扰的情况，并向AV提供原始点云、成本地图或对象列表，以便在附近区域中进行更安全的导航。成本地图是自主交通工具(或机器人)周围空间的占用网格格式的2D(二维)表示。一般的术语是占用网格，其中“成本地图(Costmap)”是给网格中的每个单元分配唯一的成本值的流行的实现方式，该唯一的成本值由路径规划器用于决定其将遵循的轨迹。
因此，在图示出的示例中，中央机构(例如，lidar协调服务器)负责决定lidar系统如何共存。当自主汽车来到某一区域时，它们将它们的lidar发射(TX)参数传递给IN。在一个示例实施例中，每个交通工具还向IN节点指示其lidar能力(例如，其可以改变的参数)。然后，lidar协调服务器搜索其数据库并确定其他lidar系统正在使用什么参数，以确定是否存在干扰的可能性。如果存在干扰的可能性，则IN试图改变其他AV或刚进入该邻域的AV的参数。因此，如果lidar系统之间存在干扰，则AV就向中央机构请求新的传输参数。当AV移动离开该邻域时，它随后过渡到新的IN，或者如果没有基础设施节点(IN)存在，则AV迁移到自组织方案。
现在转向图8，示出了性能增强的计算系统160。计算系统160可以是交通工具(例如，自主汽车、飞机、航天器)、无人机、机器人等。因此，计算系统160可以容易地替代已经讨论过的第一传感器平台14(图1)。在另一实施例中，计算系统160是服务器，该服务器容易地替代基础设施节点(例如，中央机构)，诸如，例如已经讨论过的基础设施节点20(图1)。在图示出的示例中，系统160包括电气板载子系统162(例如，仪表板、嵌入式控制器)、lidar子系统166、机械子系统164(例如，传动系统、内燃机、燃料喷射器、泵等)和主机处理器168(例如，具有一个或多个处理器核的中央处理单元/CPU)，该主机处理器168具有耦合至系统存储器172的集成存储器控制器(IMC)170。
所图示出的系统160还包括输入输出(IO)模块174，该IO模块174与主机处理器168和图形处理器176一起在半导体管芯178上被实现为芯片上系统(SoC)。IO模块174与例如(例如，无线的、有线的)网络控制器180、显示器182、lidar子系统166、电气板载子系统162、机械子系统164、和大容量存储184(例如，硬盘驱动器/HDD、光盘、固态驱动器/SSD、闪存)通信。主机处理器168可包括用于执行已讨论的方法34(图2A)、方法48(图2B)、方法80(图4)、方法100(图5)、方法112(图6)和/或方法130(图7)的一个或多个方面的逻辑186(例如，逻辑指令、可配置逻辑、固定功能硬件逻辑等、或其任何组合)。
因此，如果计算系统160是传感器平台，则图示出的逻辑186根据第一发射图案发起一个或多个光脉冲，并响应于时变的触发或一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差中的一者或多者而获得第二发射图案。逻辑186还可以根据第二发射图案发起一个或多个光脉冲。
如果计算系统160是基础设施节点，则逻辑186可以基于来自第一传感器平台的干扰通知来检测一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差并且响应于该偏差而选择一个或多个发射参数。在此类情况下，逻辑186还相对于所选择的(多个)发射参数更改第一发射图案以获得第二发射图案。尽管逻辑186被示出在主机处理器168中，但逻辑186可位于计算系统160中的其他地方。
图9示出了半导体封装设备190。设备190可以包括用于实现已经讨论过的方法34(图2A)、方法48(图2B)、方法80(图4)、方法100(图5)、方法112(图6)和/或方法130(图7)的一个或多个方面的逻辑194，并且可以容易地替代已经讨论过的逻辑186(图8)。所图示的设备190包括一个或多个衬底192(例如，硅、蓝宝石、砷化镓)，其中逻辑194(例如，晶体管阵列和其他集成电路/IC组件)耦合至(多个)衬底192。逻辑194可至少部分地被实现在可配置逻辑或固定功能逻辑硬件中。在一个示例中，逻辑194包括定位(例如，嵌入)在(多个)衬底192内的晶体管沟道区。因此，逻辑194与(多个)衬底192之间的接口可以不是突变结。逻辑194还可被认为包括在(多个)衬底192的初始晶片上生长的外延层。
附加说明和示例：
示例1包括一种性能增强的计算系统，该计算系统包括：一个或多个光源，用于根据第一发射图案发射一个或多个光脉冲；光学接收器，用于接收一个或多个光学反射；以及处理器，该处理器包括耦合至一个或多个衬底的逻辑，其中，耦合至一个或多个衬底的逻辑用于根据第一发射图案发起一个或多个光脉冲，响应于时变的触发或一个或多个光学反射与预期的反射图案的偏差中的一者或多者而获得第二发射图案，并根据第二发射图案发起一个或多个光脉冲。
示例2包括示例1的计算系统，其中耦合至一个或多个衬底的逻辑用于标识一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射，并基于一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射来检测一个或多个物理对象。
示例3包括示例1的计算系统，其中耦合至一个或多个衬底的逻辑用于选择一个或多个发射参数，并相对于所选择的一个或多个发射参数更改第一发射图案以获得第二发射图案。
示例4包括示例3的计算系统，其中从由以下各项组成的组中选出一个或多个发射参数：脉冲持续时间、光学频率、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状和噪声分布。
示例5包括示例1的计算系统，其中耦合至一个或多个衬底的逻辑用于将偏差的通知发送给基础设施节点，并从基础设施节点接收第二发射图案。
示例6包括示例5的计算系统，其中耦合至一个或多个衬底的逻辑用于将第一发射图案或一组发射能力中的一者或多者发送给基础设施节点。
示例7包括一种半导体封装，该半导体封装包括一个或多个衬底，以及逻辑，该逻辑耦合至一个或多个衬底，其中逻辑至少部分地在可配置的逻辑和固定功能硬件逻辑中的一者或多者中实现，耦合至一个或多个衬底的逻辑用于根据第一发射图案发起一个或多个光脉冲，响应于时变的触发或一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差中的一者或多者而获得第二发射图案，并根据第二发射图案发起一个或多个光脉冲。
示例8包括示例7的半导体设备，其中耦合至一个或多个衬底的逻辑用于标识一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射，并基于一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射来检测一个或多个物理对象。
示例9包括示例7的半导体设备，其中耦合至一个或多个衬底的逻辑用于选择一个或多个发射参数，并相对于所选择的一个或多个发射参数更改第一发射图案以获得第二发射图案。
示例10包括示例9的半导体设备，其中从由以下各项组成的组中选出一个或多个发射参数：脉冲持续时间、光学频率、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状和噪声分布。
示例11包括示例7的半导体设备，其中耦合至一个或多个衬底的逻辑用于将偏差的通知发送给基础设施节点，并从基础设施节点接收第二发射图案。
示例12包括示例11的半导体设备，其中耦合至一个或多个衬底的逻辑用于将第一发射图案或一组发射能力中的一者或多者发送给基础设施节点。
示例13包括至少一种计算机可读存储介质，包括一组指令，该组指令当被计算系统执行时，使计算系统用于：根据第一发射图案发起一个或多个光脉冲，响应于时变触发或一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差中的一者或多者而获得第二发射图案，并根据第二发射图案发起一个或多个光学脉冲。
示例14包括示例13的至少一个计算机可读存储介质，包括一组指令，该组指令当被执行时，进一步使计算系统用于：标识一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射，并基于一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射来检测一个或多个物理对象。
示例15包括示例13的至少一种计算机可读存储介质，其中，指令当被执行时，使计算系统用于选择一个或多个发射参数，并相对于所选择的一个或多个发射参数更改第一发射图案以获得第二发射图案。
示例16包括示例15的至少一种计算机可读存储介质，其中从由以下各项组成的组中选出一个或多个发射参数：脉冲持续时间、光学频率、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状和噪声分布。
示例17包括示例13的至少一种计算机可读存储介质，其中，指令当被执行时，使计算系统用于将偏差的通知发送给基础设施节点，并从基础设施节点接收第二发射图案。
示例18包括示例17的至少一种计算机可读存储介质，其中，指令当被执行时，进一步使计算系统用于将第一发射图案或一组发射能力中的一者或多者发送给基础设施节点。
示例19包括至少一种计算机可读存储介质，包括一组指令，该组指令当被基础设施节点执行时，使基础设施节点用于基于来自第一传感器平台的干扰通知来检测一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差，响应于该偏差而选择一个或多个发射参数，并相对于所选择的一个或多个发射参数来更改第一发射图案以获得第二发射图案。
示例20包括示例19的至少一种计算机可读存储介质，其中，指令当被执行时使基础设施节点用于确认第二发射图案不干扰所存储的发射图案的集合，并且其中，所存储的发射图案的集合与靠近第一传感器平台的多个传感器平台相对应。
示例21包括示例19的至少一种计算机可读存储介质，其中，指令当被执行时使基础设施节点用于指令第一传感器平台使用第二发射图案。
示例22包括示例19的至少一种计算机可读存储介质，其中，指令当被执行时，使基础设施节点用于基于来自第一传感器平台的注册通知来确定第一传感器平台的一组发射能力，并基于该组发射能力来设置第一发射图案。
示例23包括示例22的至少一种计算机可读存储介质，其中，指令当被执行时使基础设施节点用于确认第一发射图案不干扰所存储的发射图案的集合，并且其中，所存储的发射图案的集合与靠近第一传感器平台的多个传感器平台相对应。
示例24包括示例19的至少一种计算机可读存储介质，其中从由以下各项组成的组中选出一个或多个发射参数：脉冲持续时间、光学频率、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状和噪声分布。
示例25包括一种操作计算系统的方法，包括：根据第一发射图案发起一个或多个光脉冲，响应于时变触发或一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差中的一者或多者而获得第二发射图案，以及根据第二发射图案发起一个或多个光学脉冲。
示例26包括一种操作基础设施节点的方法，包括：基于来自第一传感器平台的干扰通知来检测一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差，响应于该偏差而选择一个或多个发射参数，并相对于所选择的一个或多个发射参数来更改第一发射图案以获得第二发射图案。
示例27包括用于执行如示例25或26中任一项所述的方法的装置。
因此，本文所述的技术可以消除对孤立地使用lidar系统的任何要求。例如，该技术解决了当lidar系统无法将接收到的光脉冲区分为自己的光脉冲时遇到的问题(例如，假的返回脉冲可能以其他方式扰乱对源自光束的往返特性的速度、深度、遮挡等的后续计算)。为了让多个lidar系统共存，在lidar的脉冲的发射特性中引入了多个差异化的向量。差异化的向量显著地降低了信号重叠或混淆的概率(例如，脉冲长度、发射图案、脉冲波形调制和编码、以及单波束或多波束发射)。通过增加以脉冲形式编码的信息，极大地增加了脉冲的“特征”。此外，多个lidar单元可以一前一后地被利用，以进一步增加差异化的程度。例如，对同一周围环境依次进行多次测量(例如，具有旋转偏移的两个单元，并合并它们的数据)或使用正交调制方法可以显著地增强性能。
因此，为了使反射脉冲被接受，接收到的发射图案将需要与经发射的图案“匹配”。例如，可以通过围绕其轴线旋转的章动镜来生成多个发射图案。一个示例是通过章动镜生成的椭圆图案。镜的平面相对于旋转轴线处于倾斜(的状态)，从而使点以椭圆图案被激发。
实施例适用于与所有类型的半导体集成电路(“IC”)芯片一起使用。这些IC芯片的示例包括但不限于处理器、控制器、芯片组组件、可编程逻辑阵列(PLA)、存储器芯片、网络芯片、芯片上系统(SoC)、SSD/NAND控制器ASIC等等。另外，在一些附图中，信号导线用线表示。一些线可以是不同的以指示更具构成性的信号路径，可具有数字标号以指示构成性信号路径的数目，和/或可在一端或多端具有箭头以指示主要信息流向。然而，这不应以限制性方式来解释。相反，此类增加的细节可与一个或多个示例性实施例结合使用以促进更容易地理解电路。任何所表示的信号线，不管是否具有附加信息，实际上都可包括一个或多个信号，这一个或多个信号可在多个方向上行进，并且可用任何适合类型的信号方案来实现，例如利用差分对来实现的数字或模拟线路、光纤线路、和/或单端线路。
示例尺寸/模型/值/范围可能已经被给出，但是实施例不限于此。随着制造技术(例如，光刻法)随时间变得成熟，预料到能制造出更小尺寸的设备。另外，为了说明和讨论的简单并且为了不使实施例的某些方面模糊，到IC芯片和其他组件的公知的功率/接地连接可在附图内示出也可不示出。此外，各种布置可以框图形式示出以避免模糊各实施例，并且这也鉴于关于此类框图布置的实现的具体细节高度依赖于实现实施例的平台这一事实，即这些具体细节应当落在本领域内技术人员的学识范围内。在阐述具体细节(例如电路)以描述示例实施例的情况下，对本领域内技术人员应显而易见的是，没有这些具体细节或对这些具体细节作出变型也可实践各实施例。描述因此被视为是说明性的而不是限制性的。
术语“耦合的”在本文中可被用于表示所讨论的组件之间的任何类型的直接或间接关系，且可应用于电气的、机械的、流体的、光学的、电磁的、机电的或其他连接。另外，术语“第一”、“第二”等在本文中可仅用于便于讨论，并且不带有特定时间的或按时间顺序的意义，除非另有陈述。
如在本申请和权利要求书中所使用的，由术语“中的一个或多个”联接的项列表可意指所列项的任何组合。例如，短语“A、B或C中的一个或多个”可意指A；B；C；A和B；A和C；B和C；或A、B和C。
本领域技术人员从前面的描述将领会，实施例的广泛技术能以各种形式来实现。因此，尽管已结合其特定示例描述了实施例，但实施例的真实范围不应当限于此，因为在研究附图、说明书和所附权利要求书之后，其他修改对于本领域技术人员将变得显而易见。

Claims (25)

1.一种性能增强的计算系统，所述计算系统包括：
一个或多个光源，用于根据第一发射图案发射一个或多个光脉冲；
光学接收器，用于接收一个或多个光学反射；以及
处理器，所述处理器包括耦合至一个或多个衬底的逻辑，其中，耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于：
根据所述第一发射图案发起所述一个或多个光脉冲，
响应于时变的触发或所述一个或多个光学反射与预期的反射图案的偏差中的一者或多者而获得第二发射图案，并且
根据所述第二发射图案发起一个或多个光脉冲。
2.如权利要求1所述的计算系统，其中，耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于：
标识一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射，并且
基于所述一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射来检测一个或多个物理对象。
3.如权利要求1或2中任一项所述的计算系统，其特征在于，耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于：
选择一个或多个发射参数，并且
相对于所选择的一个或多个发射参数更改所述第一发射图案以获得所述第二发射图案。
4.如权利要求3所述的计算系统，其特征在于，从由以下各项组成的组中选出所述一个或多个发射参数：脉冲持续时间、光学频率、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状和噪声分布。
5.如权利要求1所述的计算系统，其中，耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于：
将偏差的通知发送给基础设施节点，并且
从所述基础设施节点接收所述第二发射图案。
6.如权利要求5所述的计算系统，其特征在于，耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于将所述第一发射图案或一组发射能力中的一者或多者发送给所述基础设施节点。
7.一种半导体封装，包括：
一个或多个衬底；以及
逻辑，所述逻辑耦合至所述一个或多个衬底，其中，所述逻辑至少部分地在可配置的逻辑或固定功能硬件逻辑中的一者或多者中实现，耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于：
根据第一发射图案发起一个或多个光脉冲，
响应于时变的触发或一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差中的一者或多者而获得第二发射图案，并且
根据所述第二发射图案发起一个或多个光脉冲。
8.如权利要求7所述的半导体设备，其特征在于，耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于：
标识一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射，并且
基于所述一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射来检测一个或多个物理对象。
9.如权利要求7或8中任一项所述的半导体设备，其特征在于，耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于：
选择一个或多个发射参数，并且
相对于所选择的一个或多个发射参数更改所述第一发射图案以获得所述第二发射图案。
10.如权利要求9所述的半导体设备，其特征在于，从由以下各项组成的组中选出所述一个或多个发射参数：脉冲持续时间、光学频率、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状和噪声分布。
11.如权利要求7所述的半导体设备，其特征在于，耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于：
将偏差的通知发送给基础设施节点，并且
从所述基础设施节点接收所述第二发射图案。
12.如权利要求11所述的半导体设备，其特征在于，耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于将所述第一发射图案或一组发射能力中的一者或多者发送给所述基础设施节点。
13.至少一种计算机可读存储介质，包括一组指令，所述一组指令当被计算系统执行时使所述计算系统用于：
根据第一发射图案发起一个或多个光脉冲，
响应于时变的触发或一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差中的一者或多者而获得第二发射图案；并且
根据所述第二发射图案发起一个或多个光脉冲。
14.如权利要求13所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述指令当被执行时进一步使所述计算系统用于：
标识一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射；并且
基于所述一个或多个接收到的、不偏离预期的反射图案的光学反射来检测一个或多个物理对象。
15.如权利要求13或14中任一项所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述指令当被执行时，使所述计算系统用于：
选择一个或多个发射参数；并且
相对于所选择的一个或多个发射参数更改所述第一发射图案以获得所述第二发射图案。
16.如权利要求15所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，从由以下各项组成的组中选出一个或多个发射参数：脉冲持续时间、光学频率、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状和噪声分布。
17.如权利要求13所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述指令当被执行时使所述计算系统用于：
将偏差的通知发送给基础设施节点；并且
从所述基础设施节点接收所述第二发射图案。
18.如权利要求17所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述指令当被执行时，进一步使所述计算系统用于将所述第一发射图案或一组发射能力中的一者或多者发送给所述基础设施节点。
19.至少一种计算机可读存储介质，包括一组指令，所述指令在被基础设施节点执行时使所述基础设施节点用于：
基于来自第一传感器平台的干扰通知来检测一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差；
响应于所述偏差而选择一个或多个发射参数；以及
相对于所选择的一个或多个发射参数更改第一发射图案以获得第二发射图案。
20.如权利要求19所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述指令当被执行时使所述基础设施节点用于确认所述第二发射图案不干扰所存储的发射图案的集合，并且其中，所述所存储的发射图案的集合与靠近所述第一传感器平台的多个传感器平台相对应。
21.如权利要求19所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述指令当被执行时使所述基础设施节点用于指令所述第一传感器平台使用所述第二发射图案。
22.如权利要求19所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述指令当被执行时使所述基础设施节点用于：
基于来自所述第一传感器平台的注册通知来确定所述第一传感器平台的一组发射能力；以及
基于所述一组发射能力来设置所述第一发射图案。
23.如权利要求22所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述指令当被执行时使所述基础设施节点用于确认所述第一发射图案不干扰所存储的发射图案的集合，并且其中，所述所存储的发射图案的集合与靠近所述第一传感器平台的多个传感器平台相对应。
24.如权利要求19-23中任一项所述的至少一种计算机可读存储介质，其特征在于，从由以下各项组成的组中选出所述一个或多个发射参数：脉冲持续时间、光学频率、脉冲幅度、脉冲序列、脉冲源、传输角度、章动几何形状和噪声分布。
25.一种半导体封装，包括：
用于根据第一发射图案发起一个或多个光脉冲的装置；
用于响应于时变的触发或一个或多个接收到的光学反射与预期的反射图案的偏差中的一者或多者而获得第二发射图案的装置；以及
用于根据所述第二发射图案发起一个或多个光脉冲的装置。
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