CN114902073A - 具有固态光束转向的高分辨率调频连续波lidar - Google Patents
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Abstract
一种固态调频连续波(FMCW)光探测和测距(LiDAR)系统的焦平面阵列(FPA)系统。FPA系统包括一个可切换相干像素阵列(SCPA)和透镜系统。SCPA在LiDAR芯片上，并且包括相干像素(CP)。每个CP被配置为发射相干光。透镜系统被定位成将从SCPA发射的相干光作为一个或多个光束引导到环境中。并且该一个或多个光束中的每一个以特定角度被发射，并且该特定角度部分地基于生成形成一个或多个光束的相干光的LiDAR芯片上的CP的位置。
Description
对于相关申请的交叉引用
本申请要求2020年1月3日提交的美国临时专利申请No.62/957,050和2020年1月13日提交的美国临时专利申请No.62/960,686的根据35 U.S.C.§119(e)的优先权，这两个申请通过引用以其整体并入。
技术领域
本公开总体上涉及调频连续波(FMCW)光探测和测距(LiDAR)，更具体地，涉及固态FMCW LiDAR系统。
背景技术
传统的LiDAR系统使用机械移动部件和大体积光学透镜元件(即，折射透镜系统)来控制激光光束。并且对于许多应用(例如，汽车)来说，体积太大、成本太高且不可靠。
发明内容
固态调频连续波(FMCW)光探测和测距(LiDAR)系统被配置为确定在环境中一个或多个物体的深度信息。固态FMCW LiDAR系统包括焦平面阵列(FPA)系统和一个或多个激光源。该一个或多个激光源(例如，可调谐激光阵列)提供光，FPA系统使用该光以生成一个或多个光束并在整个环境中扫描(例如，以二维)一个或多个光束。FPA系统包括可切换相干像素阵列(SCPA)和透镜系统。SCPA在LiDAR芯片上，并且包括相干像素(CP)。CP中的每一个被配置为发射相干光。透镜系统被定位成将从SCPA发射的相干光作为一个或多个光束引导到环境中。并且一个或多个光束中的每一个以特定角度被发射，并且该特定角度部分地基于生成形成一个或多个光束的相干光的LiDAR芯片上的CP的位置。
附图说明
本公开的实施例具有其他优点和特征，当与附图中的示例进行结合时，这些优点和特征将从以下详细描述和所附权利要求中变得更容易是明显的，在附图中：
图1图示根据一个或多个实施例的集成光子LIDAR芯片上的可切换相干像素阵列的实施方式。
图2A-D图示根据一个或多个实施例的相干像素的四个版本。
图3图示根据一个或多个实施例的用于固态FMCW LiDAR系统的光束转向结构。
图4A描绘根据一个或多个实施例的用于包括透射衍射光栅的固态FMCW LiDAR系统的光束转向结构。
图4B描绘根据一个或多个实施例的用于包括反射衍射光栅的固态FMCW LiDAR系统的光束转向结构。
图5描绘由图4A和4B的固态LiDAR系统生成的扫描和采集模式的示例。
图6示出根据一个或多个实施例的在固态FMCW LiDAR系统的相干像素和激光源之间的两种同步方法。
图7描绘根据一个或多个实施例的包含FPA系统的固态LiDAR系统。
具体实施方式
LiDAR系统确定系统视野的深度信息(例如，一个或多个物体的距离、速度、加速度)。LiDAR系统是调频连续波(FMCW)LiDAR。FMCW LiDAR通过将调频的准直光束对准目标直接测量物体的距离和速度。从物体反射的光，Signal，与称为本地振荡器(LO)的分接版本的光束混合。一旦针对需要另外测量的多普勒频移进行校正，生成的射频(RF)差拍信号的频率与物体与LiDAR系统的距离成比例。可以或可以不同时执行的这两个测量提供目标的距离和速度信息。
本文中描述的是固态FMCW LiDAR系统。固态LiDAR系统包括焦平面阵列(FPA)系统和激光源。激光源为FPA系统提供相干光。FPA系统可以是互惠系统。FPA系统包括透镜系统、LIDAR芯片，并且可以另外包括衍射光栅。LiDAR芯片包括固态二维可切换相干像素阵列(SCPA)，该阵列被放置在距光学透镜焦距处。SCPA包括多个相干像素(CP)。FPA系统可以选择性地激活CP以发射光(从激光源接收的)。每个CP由光学天线和相干光接收器组成。光学透镜将入射光束的方向映射到在焦平面上的聚焦点的位置，并且它取决于CP在芯片上的位置将从CP发射的光映射到环境(例如，固态FMCW LiDAR系统周围的区域)中的不同角度。芯片上开关将光路由到选定的CP，并通过光学透镜将光束转向到离散的角度位置。由芯片上的光学天线相对于光学透镜主轴的位置确定出射光束的竖直和水平角度。通过利用多个开关网络同时切换若干光学天线来实现多通道离散光束转向。
在一些实施例中，衍射光栅(透射或反射)被用于提供精细的扫描能力。衍射光栅被定位成将从透镜系统发射的一个或多个光束衍射到环境中。衍射光栅是一种周期性结构，其将光分裂并折射或反射到多个方向或衍射阶。出射光束的角度取决于光栅的周期、光束的波长和入射角。本领域技术人员能够设计衍射光栅和入射角，使得光主要仅指向一个方向(例如，闪耀光栅)，其通常是一阶的。在一些实施例中，固态FMCW LiDAR系统包括作为可调谐光源的激光源，使得FPA系统能够输出在波长范围内的光束。因此，通过改变光源的波长，固态FMCW LiDAR系统能够在由SCPA设置的两个离散转向位置之间使出射光束转向。从而提供比与选择性地激活不同CP相关联的扫描分辨率更精细的扫描分辨率。
注意，使用光纤和分立光学组件，诸如光学干涉仪、光学延迟线、光学循环器，实现的传统FMCW LiDAR系统对于诸如汽车和机器人的许多应用来说体积大、成本高并且不可靠。相比之下，上述固态LiDAR系统通过将上述光学组件以及光电组件，诸如光电二极管和光学移相器，集成在单个半导体芯片上来克服这些问题。此外，固态LiDAR系统可以通过在芯片上实现光束转向功能并消除系统中的机械运动部件进一步降低成本和外形尺寸并提高可靠性。
图1示出了根据一个或多个实施例的在集成光子LIDAR芯片(111)上的可切换相干像素阵列的实施方式。LiDAR芯片是一种光子集成电路。该芯片能够包括多个基本功能子阵列100。每个子阵列100包括光输入/输出(I/O)端口102和可选的1至K分光器103(其中，K是整数)以及一个或多个SCPA 101。1至K分光器103可以是无源的或有源的。光学I/O中的每一个由被芯片外或芯片上激光器(例如，激光源)提供的调频光源馈送。光功率能够通过可选的1至K分光器在芯片上被分配，以减少光I/O的数量。在所图示的实施例中，1至K分光器103的相应输出馈送对应的SPCA 101。在所图示的实施例中，每个SCPA 101包括M个相干像素105和光学开关网络104，其中，M是整数。注意，在某些情况下，一个或多个光学开关网络104、可选的1至K分光器103或它们的某种组合，可以被简称为光学开关。光学开关被配置为将输入端口102可切换地耦合到相干像素内的光学天线，从而在输入端口和光学天线之间形成光学路径。光学开关可以包括多个有源分光器。在一些实施例中，光学开关在FMCW收发器的扫描周期内将调频激光信号一次一个地光学耦合到每个光学天线。
光学开关网络104选择M个相干像素中的一个或多个以发送和接收调频(FM)光以用于测距和探测。相干像素能够物理上以一维(例如，线性阵列)或二维阵列(例如，矩形、规则(例如，如网格的非随机排列))被排列在芯片上。在一些实施例中，选定的相干像素能够将光传输到自由空间，接收返回的光信号，执行相干探测并将光信号直接转换为电信号以用于数字信号处理。注意，接收到的光信号不再次通过交换网络传播以便被探测，而是将输出分开地路由(在所图示的实施例中未示出)，这减少了损耗，并且因此提高了信号质量。
图2A-D示出了根据一个或多个实施例的CP的四个版本。在图2A和2B中，来自光学开关网络的光被提供给CP的光输入端口203。分光器212将光分入2个输出端口，该2个输出端口被称为TX信号(215)和本地振荡器(LO)214两个。TX信号215直接使用具有一个偏振(例如，TM)的偏振分离光学天线210从芯片发送到环境中。偏振分离光学天线210收集从环境中处于测量下的物体反射的光束，将正交偏振(例如，TE)耦合到波导213中，并将其直接发送到光混频器201。在这种情况下，由偏振分离光学天线210接收到的光信号不被任何附加的分光器或“伪循环器”进一步划分。从端口213和LO 214接收到的信号被光混频器201混合以用于相干探测，该光混频器201能够是如图2A中的平衡2x2光组合器201或如图2B中的光混合器209。最后，图2A中的一对光电二极管(PD)207和图2B中的四个PD将光信号转换为电信号以用于拍音(beat tone)探测。该设计为每个单个相干像素实现高效的集成循环器，并实现具有超高灵敏度的芯片上单基地FMCW LiDAR。如图2C和2D所描绘的，TX信号215和LO 214也能够各个被馈送入CP以允许更大的灵活性。例如，TX信号或本地振荡器能够通过两个分开的开关网络路由到CP。
图3图示根据一个或多个实施例的用于固态FMCW LiDAR系统的光束转向结构。固态FMCW LiDAR系统包括LIDAR芯片111和透镜系统300。在所图示的实施例中，LIDAR芯片111上的SCPA的CP 105被放置在透镜系统300的焦距处。透镜系统300包括一个或多个光学元件(例如，正透镜、自由曲面透镜、菲涅耳透镜等)，它们将每个CP 105的物理位置映射到唯一方向。镜头系统300被配置为将从多个天线中的每个天线发射的发射信号投射到视场的对应部分(例如，环境的区域)，并且将发射信号的反射提供给天线。每个光学天线从不同的角度发送和接收光。因此，通过切换到不同的天线，实现离散的光束扫描。通过包含光学天线的CP相对于透镜系统300的主轴的位置设置激光光束(301)的水平角(θh)和竖直角(θv)。SCPA可以在不同方向的扫描中具有相同或不同步长。例如，受限于LIDAR芯片(111)上的CP总数，启用SCPA的离散光束扫描可以在一个维度上具有精细的角步长，而在另一维度上具有粗糙的角步长。
图4A描绘了根据一个或多个实施例的用于包括透射衍射光栅400的固态FMCWLiDAR系统的光束转向结构。固态FMCW LiDAR系统包括LIDAR芯片111、透镜系统300和透射衍射光栅400。LIDAR芯片111和透镜系统300如上文关于图3所描述的那样操作，以产生出射光束400和401进入环境。透射衍射光栅400修改来自透镜系统300的出射光束400、401的方向。通过调整LIDAR芯片111的输入光源的光波长来改变衍射角，从而允许在从透镜系统300输出(例如，基于CP发射光的位置)的粗糙离散转向位置之间的连续转向。例如，λ1、λ2、λ3代表3个不同的光波长，并且如图示，透射衍射光栅将不同波长的光衍射到不同的位置。因此，固态FMCW LiDAR系统可以从不同的CP发射光以将光束放置在环境的特定区域(即，粗糙光学转向)，并调整发射光束的波长(例如，从λmin到λmax)以用于光束的更精细的光学转向。光栅能够是一维光栅或二维光栅。在一些实施例中，光栅是闪耀光栅，其被设计成将大部分功率集中在单个阶中。在一些实施例中，光栅是定制的2D光栅，其被设计为例如抑制泄漏到不想要的更高阶的能量，补偿对于一维光栅可能发生的彩色线性扫描的角度失真，或它们的某种组合。
图4B描绘了根据一个或多个实施例的用于包括反射衍射光栅410的固态FMCWLiDAR系统的光束转向结构。图4B的固态FMCW LiDAR系统基本上以与图4A的固态FMCWLiDAR系统相同的方式运行。
因此，图4A和4B的光栅被定位成将从透镜系统300发射的一个或多个光束衍射到环境中，并且衍射的量部分地基于一个或多个光束的波长。固态FMCW LiDAR系统可以在一个波长范围上调整一个或多个光束的波长，使得衍射的量改变以提供比第一扫描分辨率更精细的第二扫描分辨率(即，光栅的扫描分辨率)(即，部分基于SCPA的不同CP的选择性激活)。
图5描绘了由图4A和4B的固态LiDAR系统生成的扫描和采集模式的示例。利用从λmin到λmax的彩色扫描，每个相干像素能够在自由空间中生成连续的线的区间(以下称为扫描线)，并且不同的相干像素(例如CP1、CP2)映射到投影到环境中的不同扫描线。
FMCW LiDAR接收每条扫描线的连续信号，该信号通常比执行完整距离和速度测量和生成单个LiDAR点所需的时间窗口(例如，几微秒)长得多(例如，长10-100倍)。FMCWLiDAR的距离和速度测量基于从傅里叶变换中提取的信息，该信息通常采用快速傅里叶变换(FFT)的形式。对于每个扫描线，能够对连续的时域信号的连续并且不重叠的分割执行FFT。例如，当所需的时间窗口为10μs长且扫描线为1ms长时，通常执行100次FFT，生成约100个LiDAR点。与常规快速傅里叶变换(FFT)相比，滑动离散傅里叶变换(SDFT)通过从在每个像素组内的连续扫描内插角度位置进行插值，可以获得高得多的分辨率。SDFT允许测量间隔(角度步长)是所需时间窗口的分数。例如，当时间窗口为10μs长并且扫描线为1ms长时，如果测量间隔被设置为5μs，则能够执行200次SDFT，生成约200个LiDAR点。与非重叠FFT情况相比，LiDAR点的数量加倍。利用较小的测量间隔，点的数量能够针对固定扫描线进一步增加。两个相邻子帧的扫描线之间的可选空间重叠保证SDFT窗口有足够的空间滑过。因此，固态FMCW LiDAR系统可以将一个或多个光束投射到环境中。固态FMCW LiDAR系统包括SCPA，该SCPA包括多个CP组。每个CP组对应于环境的不同区域。一个或多个光束的部分从环境中的物体反射回来，并被至少两个CP组探测。固态FMCW LiDAR系统可以使用SDFT从一个或多个光束的探测部分内插物体的角度位置。
FMCW激光源生成与时域中的LIDAR像素同步的频率啁啾。对于每个像素，FMCWLIDAR在频率响应中的一个上升斜坡和一个下降斜坡可以被用于基于多普勒效应同时计算速度和距离。
图6示出了根据一个或多个实施例的在固态FMCW LiDAR系统的CP和激光源之间的两种同步方法。固态FMCW LiDAR系统可以是本文中描述的任何实施例。图6图示了对固态FMCW LiDAR系统的激光源进行啁啾的两种方法(A和B)。横轴是时间，并且纵轴是频率。在方法A中，光被啁啾使得频率响应是具有与SDFT的像素时间相同周期的三角波形。固态FMCWLiDAR系统将光束扫描到环境中，并在扫描时测量从环境中的物体反射的光的频率。每次测量都需要有限的时间。两种测量，一种是在激光频率线性增加(上升斜坡)时，另一种是在激光频率线性下降(下降斜坡)时，用于单点测量。像素时间是指连续的一对上升斜坡和下降斜坡。
在方法B中，激光源(或多个源)被啁啾，使得存在两个互补的三角啁啾信号(标记为啁啾1和啁啾2)。这些互补的啁啾信号能够被应用于同一光束或应用于两个单个光束。例如，在双光束的情况下，第一激光源被啁啾以具有啁啾1频率响应，并且第二激光源同时被啁啾以具有啁啾2频率响应。因此，激光源以互补的方式(即，具有相同的图案但相位相差180度)同时被啁啾并在单个像素时间内同时提供上升斜坡和下降斜坡测量。在具有单个激光源的实施例中，固态FMCW LiDAR系统啁啾(例如，啁啾1)激光源并在扫描时对物体执行上升斜坡测量。然后，固态FMCW LiDAR系统以互补方式(例如，啁啾2)啁啾光束并进行下降斜坡测量(针对物体上的相同位置)。在这种情况下，两个啁啾信号的周期不需要与执行单个傅里叶变换所需的时间窗口相同。这放宽了FMCW源的啁啾带宽要求。这两种方法都保证每个SDFT窗口总是看到相同的频率上升斜坡和下降斜坡持续时间。使用生成复杂信号的CP(诸如光混合器中的I/Q)，能够无歧义地完成FMCW测量(速度和距离计算)。注意，局部频率调制能够被添加在能够被用于彩色扫描的较慢变化波长扫描上。
图7描绘了根据一个或多个实施例的包含FPA系统的固态LiDAR系统。FPA系统可以是互惠系统。FPA系统包括光学衍射光栅705、透镜系统300和LIDAR芯片111。衍射光栅可以是如上关于图4A和4B所讨论的透射衍射光栅或反射衍射光栅。LiDAR芯片111中的CP是由FPA驱动器710控制的一个或多个SPCA 101的一部分。LiDAR芯片111中的一个或多个单个CP可以被激活以发射和接收光。由LiDAR芯片111发射的光由Q通道激光器阵列715产生。Q通道激光器阵列715是具有Q个平行通道的激光器阵列，其中，Q为整数。Q通道激光器阵列715可以直接与LiDAR芯片111集成，或者可以是与LiDAR芯片111一起封装的分开的模块。由激光控制器720控制Q通道激光器阵列715。在一些实施例中，Q通道激光器阵列715在波长范围内是可调谐的。
激光控制器720经由数模转换器730从LiDAR处理引擎725接收控制信号。该处理还控制FPA驱动器710并相对于LiDAR芯片111发送和接收数据。
LiDAR处理引擎725包括微型计算机735。该微型计算机735处理来自FPA系统的数据并经由FPA驱动器710和激光控制器720向FPA系统发送控制信号。LiDAR处理引擎725还包括N通道接收器740。信号由N通道接收器740接收，并且使用M通道模数转换器(ADC)745集合将信号数字化。
附加配置信息
附图和前面的描述仅通过图解的方式涉及优选实施例。应当注意，根据前面的讨论，本文中公开的结构和方法的替代实施例将容易地被认为是可行的替代方案，其可以在不背离所要求保护的原理的情况下被采用。
尽管详细描述包含许多细节，但这些不应被解释为限制本发明的范围，而仅解释为说明不同的示例。应当理解，本公开的范围包括以上未详细讨论的其他实施例。在不背离所附权利要求中所限定的精神和范围的情况下，可以在本文中公开的方法和装置的布置、操作和细节中做出对本领域技术人员明显的各种其他修改、改变和变化。因此，本发明的范围应当通过所附权利要求及其法律等效物来确定。
替代实施例被实现在计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合中。实施方式能够被实现在有形地体现在机器可读存储设备中以供可编程处理器执行的计算机程序产品中，并且方法步骤能够通过可编程处理器执行指令程序以通过对输入数据进行操作并产生输出来执行功能而被执行。实施例能够有利地被实现在一个或多个计算机程序中，该程序可在可编程系统上执行，该可编程系统包括：至少一个可编程处理器，其耦合以从数据存储系统接收数据和指令并且向数据存储系统发送数据和指令；至少一个输入设备；以及至少一个输出设备。每个计算机程序都能够以高级过程或面向对象的编程语言实现，或者如果需要，也能够以汇编或机器语言实现；并且在任何情况下，该语言能够是编译型或解释型语言。例如，合适的处理器包括通用和专用微处理器。通常，处理器将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。一般来说，计算机将包括一个或多个用于存储数据文件的大容量存储设备；这种设备包括：磁盘，诸如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及光盘。适用于有形地体现计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，其例如包括：半导体存储设备，诸如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，诸如内部硬盘和可移动盘；磁光盘；以及CD-ROM盘。上述任何内容都能够由ASIC(专用集成电路)和其他形式的硬件补充或并入其中。
Claims (20)
1.一种固态调频连续波(FMCW)光探测与测距(LiDAR)系统的焦平面阵列(FPA)系统，所述FPA系统包括：
LiDAR芯片上的可切换相干像素阵列(SCPA)，所述SCPA包括相干像素(CP)，所述CP中的每一个被配置为发射相干光；以及
透镜系统，所述透镜系统被定位成将从所述SCPA发射的相干光作为一个或多个光束引导到环境中，并且所述一个或多个光束中的每一个以特定角度被发射，并且所述特定角度部分基于生成形成所述一个或多个光束的所述相干光的所述LiDAR芯片上的所述CP的位置。
2.根据权利要求1所述的FPA系统，其中，所述FPA系统被配置为部分地基于所述SCPA的不同CP的选择性激活，以第一扫描分辨率穿过所述环境以二维扫描所述一个或多个光束。
3.根据权利要求2所述的FPA系统，所述FPA系统进一步包括：
衍射光栅，所述衍射光栅被定位成将从透镜系统发射的一个或多个光束衍射到所述环境中，并且衍射的量部分地基于所述一个或多个光束的波长，
其中，所述一个或多个光束的所述波长在波长范围上被调谐，使得所述光栅的衍射的量改变以提供比所述第一扫描分辨率更精细的第二扫描分辨率。
4.根据权利要求3所述的FPA系统，其中，所述衍射光栅是主要以第一衍射阶发射光的闪耀光栅。
5.根据权利要求3所述的FPA系统，其中，所述衍射光栅是反射衍射光栅。
6.根据权利要求3所述的FPA系统，其中，所述衍射光栅是透射衍射光栅。
7.根据权利要求3所述的FPA系统，其中，所述SCPA的第一CP集合使得从所述第一集合的每个CP发射的光映射到所述环境中的第一连续线的相应区间，并且所述SCPA的第二CP集合使得从所述第二集合的每个CP发射的光映射到与所述第一连续线不同的所述环境中的第二连续线的相应区间。
8.根据权利要求1所述的FPA系统，其中，所述一个或多个光束的部分从所述环境中的物体反射并且被所述SCPA的至少两个CP组探测，并且每个CP组对应于所述环境中的不同区域，并且滑动离散傅里叶变换(SDFT)被用于从所述一个或多个光束的所探测部分内插所述物体的角位置。
9.根据权利要求8所述的FPA系统，其中，由向所述FPA系统提供相干光的FMCW源发射的光的频率响应是三角波形并且具有与SDFT的像素时间相同的周期。
10.根据权利要求8所述的FPA系统，其中，第一FMCW源和第二FMCW源被配置为向所述FPA系统提供相干光，并且所述第一FMCW源被配置为发射具有作为处于第一相位的三角波形的第一频率响应的光，并且所述第二FMCW源被配置为发射具有作为处于第二相位的三角波形的第二频率响应的光，其中，所述第二相位与所述第一相位相差180度。
11.一种固态调频连续波(FMCW)光探测与测距(LiDAR)系统，所述固态FMCW LiDAR系统包括：
被配置为发射光的激光源；
LiDAR芯片上的可切换相干像素阵列(SCPA)，所述SCPA被配置为至少使用来自所述激光源的所述光经由一个或多个相干像素(CP)选择性地发射光；以及
透镜系统，所述透镜系统被定位成将从所述SCPA发射的光作为一个或多个光束引导到环境中，并且所述一个或多个光束中的每一个以特定角度被发射，并且所述特定角度部分地基于生成形成所述一个或多个光束的所述相干光的所述LiDAR芯片上的所述CP的位置。
12.根据权利要求11所述的固态FMCW LiDAR系统，进一步包括控制器，所述控制器被配置为指示所述LiDAR芯片部分地基于所述SCPA的不同CP的选择性激活，以第一扫描分辨率穿过所述环境以二维扫描所述一个或多个光束。
13.根据权利要求12所述的固态FMCW LiDAR系统，所述固态FMCW LiDAR系统进一步包括：
衍射光栅，所述衍射光栅被定位成将从透镜系统发射的所述一个或多个光束衍射到所述环境中，并且衍射的量部分地基于所述一个或多个光束的波长，
其中，所述一个或多个光束的所述波长在波长范围上被调谐，使得所述光栅的衍射量改变以提供比所述第一扫描分辨率更精细的第二扫描分辨率。
14.根据权利要求13所述的固态FMCW LiDAR系统，其中，所述衍射光栅是主要以第一衍射阶发射光的闪耀光栅。
15.根据权利要求13所述的固态FMCW LiDAR系统，其中，所述衍射光栅是反射衍射光栅。
16.根据权利要求13所述的固态FMCW LiDAR系统，其中，所述衍射光栅是透射衍射光栅。
17.根据权利要求13所述的固态FMCW LiDAR系统，其中，所述SCPA的第一CP集合使得从所述第一集合的每个CP发射的光映射到所述环境中的第一连续线的相应区间，并且所述SCPA的第二CP集合使得从所述第二集合的每个CP发射的光映射到与所述第一连续线不同的所述环境中的第二连续线的相应区间。
18.根据权利要求11所述的固态FMCW LiDAR系统，其中，所述一个或多个光束的部分从所述环境中的物体反射并被所述SCPA的至少两个CP组探测，并且每个CP组对应于所述环境中的不同区域，并且滑动离散傅里叶变换(SDFT)被用于从所述一个或多个光束的所探测部分内插所述物体的角位置。
19.根据权利要求18所述的固态FMCW LiDAR系统，其中，所述相干光的频率响应是三角波形并且具有与SDFT的像素时间相同的周期。
20.根据权利要求18所述的固态FMCW LiDAR系统，其中，从所述激光源发射的所述光具有作为处于第一相位的三角波形的第一频率响应，并且所述固态FMCW LiDAR系统进一步包括：
第二激光源，所述第二激光源被配置为发射具有作为处于第二相位的三角波形的第二频率响应的光，其中，所述第二相位与所述第一相位相差180度，以及
其中，从所述SCPA发射的光包括从所述激光源和所述第二激光源两者发射的光。
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