CN115201788A - 用于运行激光雷达系统的方法、激光雷达系统、计算机程序和机器可读的存储介质 - Google Patents
用于运行激光雷达系统的方法、激光雷达系统、计算机程序和机器可读的存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115201788A CN115201788A CN202210367900.4A CN202210367900A CN115201788A CN 115201788 A CN115201788 A CN 115201788A CN 202210367900 A CN202210367900 A CN 202210367900A CN 115201788 A CN115201788 A CN 115201788A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- detector
- laser
- lidar system
- laser light
- lasers
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004590 computer program Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
- G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/484—Transmitters
-
- 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
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/4868—Controlling received signal intensity or exposure of sensor
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于运行激光雷达系统的方法，激光雷达系统具有多个激光器和多个探测器，激光器能够单独地控制并且能够以不同的空间角度发射激光，探测器用于探测激光，方法包括下述步骤：a)通过多个激光器分别以预定义的第一功率分别以不同的空间角度第一次发射激光；b)通过探测器接收经反射的激光；c)确定：至少一个第一探测器高于预定义的第一强度水平和/或转变到饱和状态中；d)通过多个激光器第二次发射激光，其中，降低如下至少一个第一激光器的激光器功率：所述激光器被分配个高于第一强度水平的和/或转变到饱和状态中的第一探测器。本发明还涉及一种相应的激光雷达系统、一种相应的计算机程序和一种相应的机器可读的存储介质。
Description
技术领域
本发明从一种用于运行激光雷达系统的方法出发。本发明还涉及一种相应的激光雷达系统、一种相应的计算机程序和一种相应的机器可读的存储介质。
背景技术
在未来几年内，在我们的道路上将能够发现越来越多的高度自动化车辆和完全自动化车辆(3-5级)。尤其是激光雷达系统对于自主驾驶系统发挥越来越重要的作用。
激光雷达系统的所需要的高点速率(Punktraten)使得同时需要测量多个测量点——在此称为测量的并行化。在此，例如待测量的场景能够用竖直的激光条照亮并且在接收路径中成像到竖直的探测器阵列上，使得每个探测器像素在空间中覆盖一测量点。通过这种并行化大大缩短测量时间，因为同时测量一整列的点。然而，该激光雷达系统也更容易受到一列内的光学信号的串扰(也被称为光晕，英语：Blooming)的影响。该串扰对于高反射性目标而言是特别强烈的，所述高反射性目标例如是逆反射(retroreflektierend)的对象(例如交通指示牌)，所述逆反射的对象可能也能够触发该列的别的测量点。在这种情况下，待测量的对象以强烈放大的方式出现在点云中，并且可能甚至能够遮盖整个竖直视场。在这种情况下，激光雷达系统在一定区域中会是看不见的(例如在逆反射式桥形路标牌下方)。在此需要开发激光雷达架构，所述激光雷达架构能够实现高度的并行化，然而同时防止光晕。
发明内容
本发明的优点
本发明公开一种根据本发明的用于运行激光雷达系统的方法。
在此，该激光雷达系统包括多个激光器和多个探测器，所述激光器能够单独地控制并且能够以不同的空间角度发射激光，所述探测器用于探测激光。
通过多个激光器分别以预定义的第一功率分别以不同的空间角度第一次发射激光。
由探测器接收被激光的传播路径中的对象反射的激光。
接下来确定：至少一个第一探测器高于预定义的第一强度水平和/或转变到饱和状态中。
然后，通过多个激光器第二次发射激光，其中，降低如下至少一个第一激光器的激光器功率：至少一个第一激光器被分配给(zuordnen)高于第一强度水平的和/或转变到饱和状态中的第一探测器(45)。激光器-探测器的分配是静态的，即该分配一次性地进行。这要么能够“通过设计”实现，因为根据传感器的光学设计已知哪个激光器成像到哪个探测器上。替代地，该分配也能够在生产结束时在校准步骤中确定并且存储在传感器中。存在多种可能性来降低激光器功率。激光器功率能够要么降低为0，要么相应于探测器中的测量到的强度来降低。也能够考虑恒定的因数，例如因数1000，因为逆反射器通常是相似的亮度。
这是有利的，因为由此降低所谓的“光晕效应”，即探测器或者说探测器像素之间的光学信号的串扰。同时，该传感器有利地保留在其他所有探测器像素中的全部作用范围。另外，通过这种方式提高探测器的动态范围，因为能够准确地确定逆反射器的亮度。可选地，也能够同时提高别的像素中的功率并且由此实现在所述像素中的作用范围增大。这是可能的，因为由于功率降低现在更强烈地低于眼睛安全极限。
本发明的另外的有利的实施方式在以下进行描述。
符合目的地，通过探测器重新接收经反射的激光，这一次所述激光是在第二次发射时所发出的、再次被激光的传播路径中的对象反射的激光。
重新确定：至少一个第二探测器高于预定义的第一强度水平和/或转变到饱和状态中。
随后，通过多个激光器第三次发射激光，其中，与第二次发射相比进一步降低如下至少一个第二激光器的激光器功率：所述至少一个第二激光器被分配给高于第二强度水平的和/或转变到饱和状态中的第二探测器。这是有利的，以便进一步降低“光晕效应”并且因此也能够由激光雷达系统正确地检测强烈反射的对象。
符合目的地，激光器在第一次发射时以全功率发射激光。这是有利的，以便实现激光雷达系统的最大作用范围。
另外，本发明的主题是一种激光雷达系统，该激光雷达系统包括多个激光器和多个探测器以及电子控制单元，所述激光器能够单独地控制并且能够以不同的空间角度发射激光，所述探测器用于探测激光，所述电子控制单元设置用于实施根据本发明的方法的步骤。这是有利的，因为该激光雷达系统减少所谓的“光晕效应”的影响，即减少探测器或者说探测器像素之间的光学信号的串扰。
符合目的地，激光器和/或探测器构造为竖直阵列或者构造为水平阵列。这是有利的，以便实现并行化并且因此缩短激光雷达系统的测量时间。同时，1D阵列的成本低于2D阵列的成本。
符合目的地，激光器和/或探测器构造为2D阵列。这是有利地，以便再进一步降低激光雷达系统的测量时间，因为激光雷达系统的测量过程在此足以探测激光雷达系统的测量区域中的对象并且足以确定所述对象的距离。
符合目的地，探测器的列数量大于或者等于激光器的列数量，和/或探测器的行数量大于或者等于激光器的行数量。这是有利的，以便确保成本有利地实现激光雷达系统。这简化对激光二极管的操控。
符合目的地，探测器分别构造为探测器阵列的探测器像素，和/或激光器分别构造为激光器阵列的一部分。这是有利的，以便获得激光雷达系统的简单的实现，因为由此不需要单个的探测器或者激光器，而是能够将探测器或者激光器制造为复合结构的一部分或者说阵列的一部分。另外，通过布置在阵列中简化探测器的定向和角度校准。
另外，本发明的主题是包括指令的计算机程序，所述指令使得根据本发明的激光雷达系统实施根据本发明的方法。由此能够实现所提到的优点。
另外，本发明的主题是机器可读的存储介质，在该存储介质上存储有上文提到的计算机程序。因此能够实现所提到的优点。
附图说明
本发明的有利的实施方式在附图中示出并且在下面的描述中更详细地阐释。
附图示出：
图1示出根据一种实施方式的根据本发明的方法的流程图；
图2示出该方法的根据一种实施方式的实施方案的第一示意图；
图3示出该方法的根据该实施方式的实施方案的第二示意图；
图4示出根据一种实施方式的根据本发明的激光雷达系统的示意图。
具体实施方式
相同的附图标记在所有附图中表示相同的设备部件或者相同的方法步骤。
图1示出根据一种实施方式的根据本发明的用于运行激光雷达系统的方法的流程图。在此，激光雷达系统包括多个激光器，所述激光器能够单独地控制并且能够以不同的空间角度发射激光。另外，该激光雷达系统包括多个用于探测激光的探测器。
在第一步骤S11中，首先通过多个激光器分别以预定义的第一功率分别以不同的空间角度发射激光。
在第二步骤S12中，通过激光雷达系统的探测器接收(即记录)例如被激光雷达系统的视场中的对象反射的激光，并且测量例如强度。
在第三步骤S13中，进行确定：至少一个第一探测器高于预定义的第一强度水平和/或转变到饱和状态中。
在第四步骤S14中，通过多个激光器第二次发射激光，其中，降低如下至少一个第一激光器的激光器功率：所述至少一个第一激光器被分配给高于第一强度水平的和/或转变到饱和状态中的第一探测器。
该方法在图2和图3中示出。
图2示出该方法的根据一种实施方式的实施方案的第一示意图。
在此，激光雷达系统20借助激光器阵列21以全功率发射激光条24。在此，激光器阵列21能够单个地调节所发射的每个单个激光束的功率。如图2所示，分别在不同的空间方向上发出激光。通过镜头22来保证这一点。
在远场中，激光条24对应地扩开。一旦激光入射到逆反射器23上，激光的一部分就被该逆反射器23反射并且被激光雷达系统20的探测器(在此未示出)接收或者说记录。
图3示出根据该实施方式的该方法的实施方案的第二示意图。在此已确定，探测器高于预定义的第一强度水平。在相应分配的第一激光器31的情况下(其中，激光器与探测器之间的分配能够如上文阐释的那样进行)，分别降低激光器功率并且激光器阵列21第二次发射激光，其中，第一激光器31以分别相应降低的功率进行发射。
因此，入射到逆反射器23上的也只有具有降低的功率的激光32，这在重新接收被再次反射的激光32的情况下防止相应的探测器的饱和状态。
图4示出根据一种实施方式的根据本发明的激光雷达系统40的示意图。在此，激光雷达系统40包括具有多个激光器44的激光器阵列41和具有多个探测器像素45的探测器阵列42。另外，该系统包括电子控制单元43，该电子控制单元执行例如对探测器像素45的饱和状态的相应确定并且控制例如方法流程。电子控制单元43能够例如借助通信线路与激光器阵列41和探测器阵列42连接。
Claims (10)
1.一种用于运行激光雷达系统(20，40)的方法，其中，所述激光雷达系统(20，40)具有多个激光器(44)和多个探测器(45)，所述多个激光器能够单独地控制并且能够以不同的空间角度发射激光，所述多个探测器用于探测激光，所述方法包括下述步骤：
a)通过所述多个激光器(44)分别以预定义的第一功率分别以不同的空间角度第一次发射激光；
b)通过所述探测器(45)接收经反射的激光；
c)确定：至少一个第一探测器(45)高于预定义的第一强度水平和/或转变到饱和状态中；
d)通过所述多个激光器(44)第二次发射激光，其中，降低如下至少一个第一激光器(44)的激光器功率：所述至少一个第一激光器被分配给高于第一强度水平的和/或转变到饱和状态中的第一探测器(45)。
2.根据上述权利要求所述的方法，所述方法另外包括：
e)通过所述探测器(45)重新接收经反射的激光；
f)重新确定：至少一个第二探测器(45)高于预定义的第二强度水平和/或转变到饱和状态中；
g)通过所述多个激光器(44)第三次发射激光，其中，降低如下至少一个第二激光器(44)的激光器功率：所述至少一个第二激光器被分配给高于第二强度水平的和/或转变到饱和状态中的第二探测器(45)。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤a)中，所述多个激光器(44)分别以全功率发射激光。
4.一种激光雷达系统(20，40)，所述激光雷达系统包括多个激光器(44)、多个探测器(45)和电子控制单元(43)，所述多个激光器能够被单独地控制并且能够以不同的空间角度发射激光，所述多个探测器用于探测激光，所述电子控制单元设置用于实施根据权利要求1至3中任一项所述的方法的步骤。
5.根据上述权利要求所述的激光雷达系统(20，40)，其中，所述激光器(44)和/或所述探测器(45)构造为竖直阵列或者构造为水平阵列。
6.根据权利要求4所述的激光雷达系统(20，40)，其中，所述激光器(44)和/或所述探测器(45)构造为2D阵列。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的激光雷达系统(20，40)，其中，探测器(45)的列数量大于或者等于激光器(44)的列数量，和/或探测器(45)的行数量大于或者等于激光器(44)的行数量。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的激光雷达系统(20，40)，其中，所述探测器(45)分别构造为探测器阵列(42)的探测器像素(45)，和/或所述激光器(44)分别构造为激光器阵列(41)的一部分。
9.一种包括指令的计算机程序，所述指令使得根据权利要求4至8中任一项所述的激光雷达系统(20，40)实施根据权利要求1至3中任一项所述的方法。
10.一种机器可读的存储介质，在所述存储介质上存储有根据权利要求9所述的计算机程序。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021203464.0 | 2021-04-08 | ||
| DE102021203464.0A DE102021203464A1 (de) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | Verfahren zum Betrieb eines LiDAR-Systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115201788A true CN115201788A (zh) | 2022-10-18 |
Family
ID=83361561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210367900.4A Pending CN115201788A (zh) | 2021-04-08 | 2022-04-08 | 用于运行激光雷达系统的方法、激光雷达系统、计算机程序和机器可读的存储介质 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220326364A1 (zh) |
| CN (1) | CN115201788A (zh) |
| DE (1) | DE102021203464A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022211841A1 (de) | 2022-11-09 | 2024-05-16 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum Betrieb eines Lidar-Systems |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109791195B (zh) | 2016-09-22 | 2023-02-03 | 苹果公司 | 用于光达的自适应发射功率控制 |
| US10935637B2 (en) | 2019-01-29 | 2021-03-02 | Cepton Technologies, Inc. | Lidar system including a transceiver array |
-
2021
- 2021-04-08 DE DE102021203464.0A patent/DE102021203464A1/de active Pending
-
2022
- 2022-04-05 US US17/713,808 patent/US20220326364A1/en active Pending
- 2022-04-08 CN CN202210367900.4A patent/CN115201788A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102021203464A1 (de) | 2022-10-13 |
| US20220326364A1 (en) | 2022-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102364531B1 (ko) | 잡음 적응형 솔리드-스테이트 lidar 시스템 | |
| AU2021200078B2 (en) | Variable beam spacing, timing, and power for vehicle sensors | |
| US10267915B2 (en) | Optical system for object detection and location | |
| US20190339367A1 (en) | Multi-line laser radar and multi-line laser radar control method | |
| KR101785253B1 (ko) | 라이다 장치 | |
| US9048609B2 (en) | Laser emitter module and laser detecting system to which the laser emitter module is applied | |
| US12117565B2 (en) | Methods and systems for dithering active sensor pulse emissions | |
| US20210311193A1 (en) | Lidar sensor for optically detecting a field of vision, working device or vehicle including a lidar sensor, and method for optically detecting a field of vision | |
| CN112558105A (zh) | 激光雷达系统及激光雷达系统的控制方法 | |
| US20190242981A1 (en) | Target detecting device | |
| CN115480254A (zh) | 一种检测方法及装置 | |
| JP2023536336A (ja) | ライダセンサの光学的クロストークを測定するための方法、およびライダセンサ | |
| CN115201788A (zh) | 用于运行激光雷达系统的方法、激光雷达系统、计算机程序和机器可读的存储介质 | |
| CN114578316B (zh) | 确定点云中鬼影点的方法、装置、设备及存储介质 | |
| US12099145B2 (en) | SPAD array with ambient light suppression for solid-state LiDAR | |
| US20230028749A1 (en) | Lidar with multi-range channels | |
| CN114641907A (zh) | 激光雷达发射器、系统和方法 | |
| CN112904313A (zh) | 用于抑制LiDAR设备环境光的方法、系统及电子电路 | |
| US20230266450A1 (en) | System and Method for Solid-State LiDAR with Adaptive Blooming Correction | |
| CN112887628B (zh) | 光探测和测距设备及增加其动态范围的方法 | |
| CN112887627B (zh) | 增加LiDAR设备动态范围的方法、光检测测距LiDAR设备及机器可读介质 | |
| US20230143742A1 (en) | Method and apparatus for detecting pollution in window cover of lidar sensor | |
| US20230042957A1 (en) | Lidar device | |
| US20230236290A1 (en) | Lidar sensor for detecting an object and a method for a lidar sensor | |
| WO2023056848A1 (zh) | 一种控制探测方法、控制装置、激光雷达及终端设备 |
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 |