CN116930932A - LiDAR测试系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于测试被测LiDAR设备(12)的LiDAR测试系统(10)。LiDAR测试系统(10)包括光学模块(14)和目标模拟器模块(16)。被测LiDAR设备(12)具有预定的视场。光学模块(14)被配置为将由被测LiDAR设备(12)发射的LiDAR信号从视场的预定部分(18)重定向到目标模拟器模块(16)，其中预定部分是可调整的。目标模拟器模块(16)包括接收器单元(20)，其中接收器单元(20)被配置为接收由光学模块(14)重定向的LiDAR信号。目标模拟器模块(16)包括操纵单元(22)，其中操纵单元(22)被配置为操纵接收到的LiDAR信号，从而生成被操纵的LiDAR信号。

Description

LiDAR测试系统

技术领域

本发明通常涉及用于测试被测LiDAR设备的LiDAR测试系统。

背景技术

由于自动驾驶(也被称为自动驾驶车辆)，诸如LiDAR传感器的LiDAR系统在不同应用中变得越来越受欢迎，特别是在汽车领域。由于LiDAR系统在不同的技术领域变得越来越受欢迎，因此对不同的LiDAR系统进行验证和比较也是十分必要的。

例如，可以执行产线终端测试(end-of-line test)，以便评估和/或比较LiDAR系统的性能，其中需要LiDAR目标模拟器以便验证相应的LiDAR系统。

通常，目标模拟器模拟某一目标场景(也被称为布景)，用于验证待测LiDAR系统，从而生成对LiDAR系统的响应信号，即对由LiDAR系统输出的信号的响应信号。取决于所应用的目标场景，模拟具有相应特性的至少一个目标，其中该特性与响应信号相关联。

通常会进行不同类型的测试，以便评估LiDAR系统的性能，诸如距离校准和测试、发送模式检查(transmit pattern check)、激光对准和功率检查。

这些测试通常是单独被执行的并且需要很大的空间，以便进行所有的测试。此外，需要昂贵的硬件，以便对被测LiDAR设备的完整视场执行这些测试。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种LiDAR测试系统，其允许对被测LiDAR设备进行更高效的测试。

根据本发明，通过用于测试被测LiDAR设备的LiDAR测试系统来解决该问题。LiDAR测试系统包括光学模块和目标模拟器模块。被测LiDAR设备具有预定视场。光学模块被配置为将由被测LiDAR设备发射的LiDAR信号从视场的预定部分重定向到目标模拟器模块，其中预定部分是可调整的。目标模拟器模块包括接收器单元，其中接收器单元被配置为接收由光学模块重定向的LiDAR信号。目标模拟器模块包括操纵单元，其中操纵单元被配置为操纵接收到的LiDAR信号，从而生成被操纵的LiDAR信号。目标模拟器模块还包括发射器单元，其中发射器单元被配置为发射被操纵的LiDAR信号。

根据本发明的LiDAR测试系统基于一次仅评估被测LiDAR设备的视场的预定部分的思想。为此目的，借助光学模块将来自视场的预定部分的LiDAR信号转发到目标模拟器模块。

在其中以及在下文中，术语“光学模块”被理解为表示被布置和配置为使得光学模块具有所描述的功能的光学部件的部件。

例如，光学模块可以包括反射光学部件，诸如屏幕、反射镜等。附加地或可替选地，光学模块可以包括折射光学部件，诸如透镜、抛物面镜等。

预定部分是可调整的，使得可以连续地评估视场的不同部分，特别是在不移动被测LiDAR设备和/或目标模拟器模块的情况下。

已经证明，光学模块显著减少了用于执行测试所需的空间和时间，因为可以评估被测LiDAR设备的视场的不同部分而不移动被测LiDAR设备和/或目标模拟器模块。相反，借助于光学模块被连续地重定向视场的各个预定部分。

因此，可以借助于根据本公开的LiDAR测试系统来测试被测LiDAR设备的完整视场，但是具有显著降低的用于执行测试的空间需求和时间需求。

此外，已经证明，可以在目标模拟器模块的后端使用更具成本效益的硬件部件。由于每次仅需评估视场的预定部分，因此可以使用具有降低的分辨率的硬件部件，其比具有更高分辨率的硬件部件便宜。

此外，由于每次仅需评估视场的预定部分，因此可以使用仅具有针对一次处理单个LiDAR信号或少量LiDAR信号的能力或处理能力的硬件部件，这些硬件部件比能够同时处理大量LiDAR信号的硬件部件便宜。

在本发明的实施例中，操纵单元被配置为延迟LiDAR信号、放大LiDAR信号、衰减LiDAR信号、调制LiDAR信号和/或调整LiDAR信号的频率，特别是使得适当地模拟目标场景。因此，被操纵的LiDAR信号对应于被由被测LiDAR设备发射的LiDAR信号击中(hit)的一个或几个目标将反射回被测LiDAR设备的LiDAR信号。

可替选地或附加地，操纵单元被配置为延迟LiDAR信号、放大LiDAR信号、衰减LiDAR信号、调制LiDAR信号、调整LiDAR信号的频率和/或向LiDAR信号添加附加信号。换言之，被操纵的LiDAR信号可以包括对应于模拟杂散光的信号部分。因此，可以适当地测试被测LiDAR设备相对于杂散光的恢复力。

模拟的杂散光可以与被操纵的LiDAR信号的剩余部分不相关。

因此，操纵单元可以包括延迟线、放大器、衰减器、混频器、用于添加另一个光学信号或电信号的耦合器、功率分配器(power splitter)和/或检测器。

根据本发明的一个方面，光学模块被配置为扫描视场，使得来自视场的不同部分的LiDAR信号被连续地重定向到目标模拟器模块。换言之，光学模块可以被配置为根据扫描图案(scanning pattern)来调整视场的预定部分。因此，视场的不同的预定部分根据扫描图案被连续地评估。

根据本发明的再一方面，光学模块的扫描图案与被测LiDAR设备的扫描图案同步。实际上，光学模块的扫描图案可以与被测LiDAR设备的扫描图案同步，使得通过光学模块和目标模拟器模块的方式仅评估当前具有有源LiDAR信号的被测LiDAR设备的总视场的部分。

在本发明的实施例中，光学模块被配置为将被操纵的LiDAR信号重定向到被测LiDAR设备。

实际上，相同的光学部件可以被用于将一个或多个LiDAR信号发送到目标模拟器模块以及用于将一个或多个被操纵的LiDAR信号发送到被测LiDAR设备。该变型特别适用于具有同轴发射机(TX)和接收机(RX)路径的被测LiDAR设备。

可替选地，光学模块可以包括用于将一个或多个LiDAR信号从被测LiDAR设备发送到目标模拟器模块的专用部件，以及用于将一个或多个被操纵的LiDAR信号从目标模拟器模块发送到被测LiDAR设备的专用部件。该变型特别适用于具有彼此间隔开的TX和RX路径的被测LiDAR设备。

与被测LiDAR设备的TX路径相关联的光学模块的光学部件可以在功能上与与被测LiDAR设备的RX路径相关联的光学模块的光学部件相同。

可替选地，与被测LiDAR设备的TX路径相关联的光学模块的光学部件可以在功能上不同于与被测LiDAR设备的RX路径相关联的光学模块的光学部件。

在本发明的再一个实施例中，光学模块包括扫描镜，特别是2D检流计式扫描器(galvanometer scanner)和/或数字微镜器件(digital micromirror device)。通常，扫描镜被配置为调整视场的预定部分。换言之，可以通过调节扫描镜的定向和/或通过扫描镜的其它设置来设置视场的预定部分。

在扫描镜被建立为2D检流计式扫描器的情况下，扫描镜的定向(以及因此视场的预定部分)是可调节的。

在扫描镜被建立为数字微镜器件的情况下，扫描镜可以包括可被单独激活和去激活的多个微镜，和/或可被单独激活和去激活的多个微镜阵列。

每个微镜或每个微镜阵列可以与被测LiDAR设备的FOV的某一部分相关联。如果微镜或微镜阵列是活动的，则来自视场的相关联的预定部分的LiDAR信号被发送到目标模拟器模块。因此，可以通过选择性地激活和去激活微镜和/或微镜阵列来调整被测LiDAR设备的视场的预定部分。

光学模块可以包括被配置为反射LiDAR信号的屏幕。可替选地或附加地，光学模块可以包括被配置为反射和/或折射LiDAR信号的至少一个光学部件。

因此，由被测LiDAR设备发射的一个或多个LiDAR信号可能会被屏幕反射。光学模块可以将一个或多个LiDAR信号从对应于视场的预定部分的屏幕的一部分重定向到目标模拟器模块。

至少一个光学部件可以包括抛物面镜、分束器(beam splitter)单元、反射镜、透镜或任何其它合适的光学部件中的至少一个。

根据本发明的一个方面，视场的预定部分小于视场，特别是其中视场的预定部分等于或小于视场的50％，特别是小于或等于视场的25％，例如等于或小于视场的10％。通常，视场的预定部分的较小尺寸减小了对目标模拟器模块的硬件的要求，如上面已经描述的。

特别地，光学模块可以被配置为调整视场的预定部分的尺寸。因此，预定部分的尺寸可以针对不同的要求进行调整，范围从快速执行测试到高测量精度。

例如，光学模块可以包括变焦透镜，该变焦透镜被设置在扫描镜的上游或下游，特别是紧接扫描镜的下游。变焦透镜可以被配置为调整视场的预定部分的尺寸。

在本发明的实施例中，LiDAR测试系统包括控制模块，其中该控制模块被配置为控制光学模块、目标模拟器模块和/或被测LiDAR设备。

控制模块可以被配置为控制光学模块以调整视场的预定部分。特别地，控制模块可以被配置为使光学模块的扫描图案与被测LiDAR设备的扫描图案同步。

可替选地或附加地，控制模块可以被配置为控制目标模拟器模块以模拟用于被测LiDAR设备的特定目标场景。目标场景可以包括用于被测LiDAR设备的一个或多个目标，例如一个或几个对象。

可替选地或附加地，控制模块可以被配置为控制目标模拟器模块以模拟特定杂散光源。

可替选地或附加地，控制模块可以被配置为控制被测LiDAR设备开始和/或停止生成LiDAR信号。

根据本发明的另一方面，接收器单元包括光到电转换器。可替选地或附加地，发射器单元包括电到光转换器。因此，目标模拟器模块可以在电域或光域中处理和操纵一个或多个接收到的LiDAR信号。

因此，操纵单元可以包括电子电路，其被配置为放大对应于一个或多个接收到的LiDAR信号的电信号、衰减电信号、调制电信号、添加附加电信号和/或调整电信号的频率，使得目标场景和/或杂散光源被适当地模拟。

可替选地，操纵单元可以包括光学部件，其被配置为放大一个或多个接收到的LiDAR信号、衰减一个或多个接收到的LiDAR信号、调制一个或多个接收到的LiDAR信号、添加附加光学信号和/或调整一个或多个接收到的LiDAR信号的频率，使得目标场景和/或杂散光源被适当的模拟。

特别地，发射器单元包括激光二极管，其中激光二极管被配置为发射被操纵的LiDAR信号。然而，应当理解，可以使用任何其它合适的光源以便发射一个或多个被操纵的LiDAR信号。

根据本发明的一个方面，光学模块被配置为将由被测LiDAR设备发射的至少两个LiDAR信号从视场的预定部分同时重定向到目标模拟器模块，其中目标模拟器模块被配置为操纵接收到的至少两个LiDAR信号，从而生成至少两个被操纵的LiDAR信号，并且其中目标模拟器模块被配置为发射该至少两个被操纵的LiDAR信号。因此，可以在同一时间评估和操纵由被测LiDAR设备发射的两个或更多个LiDAR信号，只要至少两个LiDAR信号两者都在视场的预定部分内。

至少两个接收到的LiDAR信号可以以相同的方式或以不同的方式被操纵。

目标模拟器模块可以包括被配置为接收至少两个LiDAR信号的至少两个接收器单元。可替选地，目标模拟器模块可以包括被配置为接收至少两个LiDAR信号的单个接收器单元。

目标模拟器模块可以包括被配置为操纵至少两个接收到的LiDAR信号的至少两个操纵单元，从而生成对应于接收到的至少两个LiDAR信号的至少两个被操纵的LiDAR信号。可替选地，目标模拟器模块可以包括被配置为操纵至少两个LiDAR信号的单个操纵单元。

目标模拟器模块可以包括被配置为发射至少两个被操纵的LiDAR信号的至少两个发射器单元。可替选地，目标模拟器模块可以包括被配置为发射至少两个被操纵的LiDAR信号的单个发射器单元。

根据本发明的另一方面，LiDAR测试系统包括传感器阵列，其中光学模块被配置为将由被测LiDAR设备发射的LiDAR信号部分地重定向到传感器阵列，特别是其中该传感器阵列被配置为确定被测LiDAR设备的扫描图案、由被测LiDAR设备发射的LiDAR信号的波束形状和/或由被测LiDAR设备发射的LiDAR信号的脉冲形状。可以借助传感器阵列来评估被测LiDAR设备的性能的其它方面，例如扫描图案、由被测LiDAR设备发射的一个或多个光束或光脉冲的形状、被发射到视场的预定部分的LiDAR信号的功率等。

通常，被重定向到传感器阵列的LiDAR信号的部分可能不会被传回到被测LiDAR设备。

传感器阵列和目标模拟器模块可以被集成到单个处理设备中。可替选地，传感器阵列和目标模拟器模块可以被建立为单独的设备。

例如，传感器阵列可以被建立作为单光子-雪崩-二极管(single-photon-avalanche-diode，SPAD)阵列、作为雪崩光电二极管(avalanche photodiode，APD)阵列、或作为硅光电倍增管(silicon photomultiplier，SiPM)阵列。SPAD阵列、APD阵列和SiPM阵列有多种不同类型，具有不同的规格。因此，用于测试特定被测LiDAR设备的适当的SPAD阵列、APD阵列或SiPM阵列通常在市场上是容易获得的。

在本发明的实施例中，光学模块被配置为从被测LiDAR设备的整个视场、从视场的预定部分之外的被测LiDAR设备的视场、或从视场的预定部分将LiDAR信号重定向到传感器阵列。因此，可以借助于传感器阵列评估被测LiDAR设备的性能的不同方面，例如被发射到视场的预定部分的LiDAR信号的功率、被发射到完整视场的LiDAR信号的功率、和/或被发射到视场的预定部分之外的被测LiDAR设备的视场的LiDAR信号的功率。

在本公开的进一步实施例中，光学模块包括分光器(optical splitter)单元，其中分光器单元被配置为将LiDAR信号分割成第一LiDAR信号和第二LiDAR信号，其中第一LiDAR信号被重定向到目标模拟器模块，并且其中，第二LiDAR信号被重定向到传感器阵列。换言之，分光器单元被配置为分割从被测LiDAR设备接收到的一个或多个LiDAR信号，使得相同的LiDAR信号被转发到目标模拟器模块和传感器阵列，尽管伴随着强度降低。

光学模块和/或目标模拟器模块可以是静止的。

实际上，被测LiDAR设备可以是静止的，即借助于LiDAR测试系统可以评估被测LiDAR设备的性能，而无需移动被测LiDAR设备。

换言之，代替移动光学模块、目标模拟器模块和/或被测LiDAR设备，可以通过调整视场的预定部分来连续评估被测LiDAR设备的完整视场，如上所述。因此，被测设备的性能评估被简化，因为光学模块、目标模拟器模块和/或被测LiDAR设备可以在整个测试过程期间保持静止。

附图说明

当结合附图进行时，因为通过参考下面的详细描述，所要求保护的主题的前述方面和许多随之而来的优点将变得更容易理解，其中：

-图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的LiDAR测试系统；

-图2示意性地示出了根据本发明的第二实施例的LiDAR测试系统；

-图3示意性地示出了根据本发明的第三实施例的LiDAR测试系统；

-图4示意性地示出了根据本发明的第四实施例的LiDAR测试系统；

-图5示意性地示出了根据本发明的第五实施例的LiDAR测试系统；

-图6示意性地示出了根据本发明的第六实施例的LiDAR测试系统；

-图7示意性地示出了根据本发明的第七实施例的LiDAR测试系统；以及

-图8示意性地示出了根据本发明的第八实施例的LiDAR测试系统。

具体实施方式

下面结合所附的附图阐述的详细描述(其中相同的数字引用相同的元件)旨在作为对所公开主题的各种实施例的描述，而不是旨在表示唯一的实施例。本公开中描述的每个实施例仅仅作为示例或说明而提供，并且不应被解释为优选的或优于其它实施例。本文提供的说明性示例并不旨在穷举或将所要求保护的主题限制为所公开的精确形式。

为了本公开的目的，短语“A、B和C中的至少一个”例如意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)，包括当超过三个元件被列出时所有进一步可能的排列。换言之，术语“A和B中的至少一个”通常意指“A和/或B”，即“A”单独、“B”单独或“A和B”。

图1示意性地示出了包括被测LiDAR设备12、光学模块14和目标模拟器模块16的LiDAR测试系统10。

通常，LiDAR测试系统10被配置为测试被测LiDAR设备12的性能的某些方面。

例如，被测LiDAR设备12可以是LiDAR传感器，特别是与车辆的一个或几个驾驶辅助系统结合使用的汽车LiDAR传感器。

被测LiDAR设备12通过连续生成几个LiDAR信号来扫描被测LiDAR设备12的视场(FOV)。可替选地或附加地，被测LiDAR设备12可以通过同时生成多个LiDAR信号来扫描其FOV。

一个或多个LiDAR信号可以分别被建立为连续光束或脉冲信号。

光学模块14被配置为将由被测LiDAR设备12发射的一个或多个LiDAR信号从FOV的预定部分18重定向到目标模拟器模块16。

在其中以及在下文中，术语“光学模块”被理解为表示光学部件的组件，其被布置成使得光学模块14具有所描述的功能。

例如，光学模块14可以包括反射光学部件，诸如屏幕、反射镜等。附加地或可替选地，光学模块14可以包括折射光学部件，诸如透镜、抛物面镜等。

预定部分18小于被测LiDAR设备12的总FOV。

FOV的预定部分可以等于或小于FOV的50％，特别是小于或等于FOV的25％，例如等于或小于FOV的10％。

实际上，FOV的预定部分18是可调整的，即光学模块14被配置为调整预定部分18的位置。可选地，光学模块14可以被配置为调整预定部分18的尺寸。

例如，光学模块14被配置为在被测LiDAR设备12的(整个)FOV内移动FOV的预定部分18，使得对于FOV的预定部分18的每个位置，被测LiDAR设备12的(整个)FOV的另一部分由目标模拟器16处理。可以这样做，直到被测LiDAR设备12的(整个)FOV的每个部分被一次馈送到目标模拟器模块16为止。

特别地，光学模块14被配置为扫描被测LiDAR设备12的FOV，使得来自FOV的不同部分的LiDAR信号被连续地重定向到目标模拟器模块16。

因此，被测LiDAR设备12的完整FOV可以被连续地评估。

实际上，光学模块14的扫描图案可以与被测LiDAR设备12的扫描图案同步，使得通过光学模块14和目标模拟模块16的方式仅评估当前具有有源LiDAR信号的被测LiDAR设备12的总FOV的部分。

目标模拟器模块16包括接收器单元20，其中接收器单元20被配置为接收由光学模块14重定向的LiDAR信号。

目标模拟器模块16还包括操纵单元22，其中操纵单元22被配置为操纵一个或多个接收到的LiDAR信号，从而生成被操纵的LiDAR信号或多个被操纵的LiDAR信号。

在其中，一个或多个被操纵的LiDAR信号对应于被由被测LiDAR设备12发射的LiDAR信号击中的一个或几个目标将反射回被测LiDAR设备12的一个或多个LiDAR信号。

更确切地说，操纵单元22可以延迟一个或多个LiDAR信号、放大一个或多个LiDAR信号、衰减一个或多个LiDAR信号、调制一个或多个LiDAR信号、和/或调整一个或多个LiDAR信号的频率，使得至少一个目标被适当地模拟。

可替选地或附加地，操纵单元22可以被配置为延迟一个或多个LiDAR信号、放大一个或多个LiDAR信号、衰减一个或多个LiDAR信号、调制一个或多个LiDAR信号、调整一个或多个LiDAR信号的频率和/或向一个或多个LiDAR信号添加至少一个附加信号，使得至少一个杂散光源被适当地模拟。换言之，被操纵的LiDAR信号可以包括对应于模拟的杂散光的信号部分。

目标模拟器模块16还包括发射器单元24，其中发射器单元24被配置为发射被操纵的LiDAR信号。

光学模块14进一步被配置为将一个或多个被操纵的LiDAR信号重定向回被测LiDAR设备12，使得被测LiDAR设备12接收一个或多个被操纵的LiDAR信号。

被测LiDAR设备12评估一个或多个被操纵的LiDAR信号并生成对应的测量信号。

可以基于由被测LiDAR设备12生成的测量信号借助于本领域已知的任何合适技术来评估被测LiDAR设备12的性能。

特别地，测试系统10可以包括控制和分析模块26，其以信号发送的方式被连接到被测LiDAR设备12、光学模块14和/或目标模拟器模块16。

在其中和在下文中，术语“以信号发送的方式被连接”被理解为表示被配置为在相应的设备或部件之间发送信号的基于电缆的或无线的连接。

控制和分析模块26可以被配置为分析由被测LiDAR设备12生成的测量信号，以便评估被测LiDAR设备12的性能。

可替选地或附加地，控制和分析模块26可以被配置为控制光学模块14以调整预定部分18。特别地，控制和分析模块26可以被配置为使光学模块14的扫描图案与被测LiDAR设备12的扫描图案同步。

可替选地或附加地，控制和分析模块26可以被配置为控制目标模拟器模块16以模拟用于被测LiDAR设备12的特定目标场景。

可替选地或附加地，控制和分析模块26可以被配置为控制目标模拟器模块16以模拟至少一个特定杂散光源。

可替选地或附加地，控制和分析模块26可以被配置为控制被测LiDAR设备12开始和/或停止生成LiDAR信号。

尽管上面给出的解释适用于LiDAR测试系统10的所有实施例，但是可以根据多个不同的实施例来建立光学模块14和目标模拟器模块16。光学模块14的不同实施例可以与目标模拟器模块16的不同实施例组合。

因此，尽管在下文中结合目标模拟器模块16的某些实施例解释了光学模块14的某些实施例，但强调的是，这些可以被任意组合。

在图1所示的第一示例性实施例中，光学模块14包括屏幕28，该屏幕28被定位在被测LiDAR设备12的部分FOV中或全FOV中。

光学模块14还包括扫描镜30，该扫描镜30被配置为将由被测LiDAR设备12发射的LiDAR信号32从FOV的预定部分18重定向到分光器单元34。

例如，扫描镜30可以被建立为2D检流计式扫描器。

分光器单元34可以是允许LiDAR信号的一部分通过并将LiDAR信号的剩余部分反射到半透明单元36的半反射镜。

可选地，可以在扫描镜和分光器单元34之间布置变焦透镜。变焦透镜可以被配置为调整FOV的预定部分18的尺寸。

半透明单元36被配置为将从分光器单元34接收的LiDAR信号反射到接收器单元20。

此外，半透明单元36被配置为让由发射器单元24发射的被操纵的LiDAR信号38通过到达分光器单元34，使得被操纵的LiDAR信号38经由扫描镜30和屏幕28适当地被发送回被测LiDAR设备12。

在图1所示的实施例中，LiDAR测试系统10还包括传感器阵列40，其中传感器阵列40被布置成使得通过分光器单元34的LiDAR信号的部分撞击到传感器阵列40上。

可选地，可以在分光器单元34和传感器阵列40之间提供透镜41。特别地，透镜41可以被建立为变焦透镜。

例如，传感器阵列40可以被建立作为单光子-雪崩-二极管(SPAD)阵列、作为雪崩光电二极管(APD)阵列、或作为硅光电倍增管(SiPM)阵列。

传感器阵列40可以被连接到控制和分析模块26并且可以被使用，以便检测或更确切地说是测试被测LiDAR设备12的扫描图案，以便评估由被测LiDAR设备12发射的一个或多个LiDAR信号的波束形状，以便评估由被测LiDAR设备12发射的一个或多个LiDAR信号的脉冲形状，和/或以便确定由被测LiDAR设备12发射的一个或多个LiDAR信号的功率。

可替选地或附加地，可以借助于传感器阵列40确定一个或多个LiDAR信号的其它属性。例如，可以确定一个或多个接收到的LiDAR信号随时间的强度、一个或多个接收到的LiDAR信号的直径和/或一个或多个接收到的LiDAR信号的形状(例如椭圆形或圆形)。

可替选地或附加地，传感器阵列40可以被配置为确定在特定时间段内或同一时间有多少LiDAR信号已经到达。

可替选地或附加地，测试系统10可以包括被配置为捕获屏幕28的图像的摄像机。然后可以基于借助于摄像机捕获的图像来执行图案检测。

在图1所示的示例性实施例中，目标模拟器模块16的接收器单元20被建立为一对光到电转换器，其被配置为将一个或多个接收到的LiDAR信号转换成对应的电信号。

因此，操纵单元22包括被配置为放大电信号、衰减电信号、调制电信号、添加附加电信号和/或调整电信号的频率的电子电路，使得目标场景和/或一个或多个杂散光源被适当地模拟。

所得到的被操纵的电信号被转发到发射器单元24。

发射器单元24包括一对电到光转换器，其被配置为将被操纵的电信号转换成对应的被操纵的LiDAR信号。

例如，发射器单元24可以包括一个或几个激光二极管，其被配置为将被操纵的电信号转换成对应的被操纵的LiDAR信号。

然而，应当理解，被操纵的LiDAR信号可以通过本领域已知的任何其它合适的技术而生成。

特别地，接收器单元20、操纵单元22和发射器单元24可以在光域中操作，即不将一个或多个接收到的LiDAR信号转换成对应的电信号。

例如，接收器单元20可以被配置为将一个或多个接收到的LiDAR信号耦合到光纤延迟线中。操纵单元22可以在光域中操纵一个或多个接收到的LiDAR信号。发射器单元24可以发射一个或多个被操纵的LiDAR信号。

光纤延迟线可以长于5米、10米、15米、20米、25米、30米、35米、40米、45米、50米、55米、60米、70米、80米、90米、100米、110米、120米、130米、140米、150米、160米、170米、180米、190米或长于200米。

此外或可替选地，光纤延迟线可以短于205米、195米、185米、175米、165米、150米、145米、135米、125米、115米、105米、95米、85米、75米、65米、55米、45米、35米、25米、15米，或短于10米。

光纤延迟线可以优选地例如绕圆筒缠绕。光纤延迟线可以以无工具的方式被交换到具有不同长度的另一光纤延迟线。

图2示出了测试系统10的进一步变型，其中在下文中仅解释与上述第一种变型相比的差异。

代替上面描述的屏幕28，光学模块14包括反射单元42和两个抛物面镜44。

LiDAR信号32朝向反射单元42发射，以及从反射单元42朝向第一抛物面镜44发射，以及从第一抛物面镜44朝向第二抛物面镜44发射，以及从第二抛物面镜44朝向光学模块14发射。

被操纵的LiDAR信号38经由相同的光学模块14和相同的抛物面镜44以及相同的(可选的)反射单元42被反射回被测LiDAR设备12。

反射单元42可以位于被测LiDAR设备12的近场区域。然而，反射单元42的使用是可选的。被测LiDAR设备12也可以将LiDAR信号32直接发射到两个抛物面镜44中的第一个。

抛物面镜44被布置和配置为使得被测LiDAR设备12的完整FOV可以借助于扫描反射镜30被连续捕获，即被转发到如上所述的目标模拟器模块16。

图3示出了测试系统10的进一步变型，其中在下文中仅解释与上述第一种变型相比的差异。

代替上面描述的屏幕28，光学模块14包括折射单元46，该折射单元被互连在被测LiDAR设备12和扫描镜30之间。

折射单元46可以被建立为透镜，特别是作为会聚透镜。

折射单元46可以位于被测LiDAR设备12的近场区域中。

折射单元46和扫描镜30被布置和配置为使得被测LiDAR设备12的完整FOV可以借助于扫描镜30被连续捕获，即被转发到如上所述的目标模拟器模块16。

在上面描述的光学模块14的实施例中，相同的光学部件被用于将一个或多个LiDAR信号32发送到目标模拟器模块16以及用于将被操纵的LiDAR信号38发送到被测LiDAR设备12。

上面描述的测试系统10的变型特别适用于具有同轴发射机(TX)和接收机(RX)路径的被测LiDAR设备12。

然而，如图4所示，被测LiDAR设备12的TX路径和RX路径可以根据被测LiDAR设备12的类型而彼此间隔一定距离。

在这种情况下，测试系统10或者更确切地说光学模块14可以包括用于将一个或多个LiDAR信号32从被测LiDAR设备12发送到目标模拟器模块16的专用部件。

测试系统10或者更确切地说光学模块14可以进一步包括专用部件，用于将一个或多个操纵的LiDAR信号38从目标模拟器模块16被发送到被测LiDAR设备12。

在图4所示的示例性实施例中，一个或多个被操纵的LiDAR信号经由扫描镜30、两个抛物面镜44和反射单元42被发送到被测LiDAR设备12。

然而，应当理解，在光学模块14中可以使用光学部件的任何其它合适的组合，特别是上文所述的光学部件。

图5示出了测试系统10的进一步变型，其中在下文中仅解释与上文所述变型相比的差异。

在图5所示的示例性实施例中，扫描镜30被建立为数字微镜器件(digitalmicromirror device，DMD)。

数字微镜器件包括多个可被单独激活和去激活的微镜或微镜阵列48。

每个微镜或微镜阵列48与被测LiDAR设备12的FOV的某一部分18相关联。

换言之，每个微镜或微镜阵列48与对应于被测LiDAR设备的FOV的预定部分18的屏幕28的部分相关联。

更确切地说，折射单元46以及微镜或微镜阵列48被布置和配置为使得由屏幕28发射或更确切地说反射的光被转发到与屏幕28的相应部分相关联的相应微镜阵列。特别地，每个微镜阵列48可以包括多个微镜，其中每个微镜与屏幕28上的像素相关联。

如果微镜或微镜阵列48是活动的，则来自FOV的相关联的预定部分18的LiDAR信号被发送到目标模拟器模块16。

如果微镜或微镜阵列48不活动，则从屏幕28的相关联的部分接收到的光不被发送到目标模拟器模块16。

相反，从屏幕28的与非活动微镜或微镜阵列48相关联的部分接收到的光可以被发送到吸收器50，该吸收器50被配置为吸收接收到的光。

因此，可以通过选择性地激活和去激活微镜或微镜阵列48来调整被测LiDAR设备12的FOV的预定部分18。

例如，控制和分析模块26(在图5中未示出)可以被配置为选择性地激活和去激活微镜或微镜阵列48。

图6示出了测试系统10的进一步变型，其中在下文中仅解释与上文相对于图5描述的变型相比的差异。

目标模拟器模块16还包括功率分配器单元52和功率检测器54。

功率分配器单元52被配置为将借助于接收器单元20接收到的一个或多个LiDAR信号转发到操纵单元22和到功率检测器54。

功率检测器54被配置为确定接收到的LiDAR信号的功率。因此，可以借助于功率检测器54来评估与被测LiDAR设备12的FOV的预定部分18相关联的一个或多个LiDAR信号的功率。

可选地，借助于功率检测器54所确定的功率可以针对屏幕28的反射率进行校正，使得所确定的功率正确地类似于所发射的LiDAR信号的实际功率。

图7示出了测试系统10的进一步变型，其中在下文中仅解释与上文关于图5和6所述变型相比的差异。

代替上面描述的屏幕28，光学模块14包括两个离轴抛物面镜44。

抛物面镜44被布置和配置为使得被测LiDAR设备12的完整FOV可以借助于扫描反射镜30被连续捕获，即被转发到如上所述的目标模拟器模块16。

图8示出了测试系统10的进一步变型，其中在下文中仅解释与上文关于图5和6所述变型相比的差异。

代替上面描述的屏幕28，光学模块14包括进一步的折射单元46，其被互连在被测LiDAR设备12和扫描镜30之间。

折射单元46可以被建立为透镜，特别是作为会聚透镜。

折射单元46可以位于被测LiDAR设备12的近场区域中。

折射单元46和扫描镜30被布置和配置为使得被测LiDAR设备12的完整FOV可以借助于扫描镜30被连续捕获，即被转发到如上所述的目标模拟器模块16。

总之，可以借助于测试系统10来执行被测LiDAR设备12的属性的多个不同测量。

特别地，可以借助于如上所述的测试系统10来执行发送模式检查、均匀性检查、FOV区域检查、分辨率检查、对准检查、传感器范围检查、校准检查、范围测试和/或被测LiDAR设备12的校准。

由于一次仅评估FOV的预定部分18，因此降低了对目标模拟器模块16和其它测量部件的硬件要求，使得可以使用相当便宜的部件，特别是“现成”部件。

本文所公开的某些实施例(特别是相应的一个或多个模块和/或一个或多个单元)利用电路(例如，一个或多个电路)以便实施本公开的标准、协议、方法或技术，可操作地耦合两个或更多个部件，生成信息，处理信息，分析信息，生成信号，编码/解码信号，转换信号，发送和/或接收信号，控制其它设备等。可以使用任何类型的电路。

在实施例中，电路除其它外包括一个或多个计算设备，例如处理器(例如微处理器)、中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)等或其任意组合，并且可以包括分立的数字或模拟电路元件或电子器件或其组合。在实施例中，电路包括硬件电路实施方式(例如，在模拟电路中的实施方式、在数字电路中的实施方式等等及其组合)。

在实施例中，电路包括具有被存储在一个或多个计算机可读存储器上的软件或固件指令的电路和计算机程序产品的组合，这些软件或固件指令协同工作以使设备执行本文所述的一个或多个协议、方法或技术。在实施例中，电路包括电路，诸如例如微处理器或微处理器的部分，其需要软件、固件等进行操作。在实施例中，电路包括一个或多个处理器或其部分以及伴随的软件、固件、硬件等。

本申请可以引用数量和数字。除非特别说明，否则此类数量和数字不应被认为是限制性的，而是示例性的与本申请相关联的可能数量或数字。同样在这方面，本申请可以使用术语“多个”来引用数量或数字。在这方面，术语“多个”意指多于一个的任何数字，例如，两个、三个、四个、五个等。术语“约”、“大约”、“近似”等意指所述值的正负5％。

Claims (15)

1.一种用于测试被测LiDAR设备(12)的LiDAR测试系统，其包括光学模块(14)和目标模拟器模块(16)，

其中，所述被测LiDAR设备(12)具有预定视场，

其中，所述光学模块(14)被配置为将由所述被测LiDAR设备(12)发射的LiDAR信号从视场的预定部分(18)重定向到所述目标模拟器模块(16)，其中，所述预定部分(18)是可调整的，

其中，所述目标模拟器模块(16)包括接收器单元(20)，其中，所述接收器单元(20)被配置为接收由所述光学模块(14)重定向的所述LiDAR信号，

其中，所述目标模拟器模块(16)包括操纵单元(22)，其中，所述操纵单元(22)被配置为操纵接收到的LiDAR信号，从而生成被操纵的LiDAR信号，并且

其中，所述目标模拟器模块(16)还包括发射器单元(24)，其中，所述发射器单元(24)被配置为发射所述被操纵的LiDAR信号。

2.根据权利要求1所述的LiDAR测试系统，其中，所述光学模块(14)被配置为扫描所述视场，使得来自所述视场的不同部分的LiDAR信号被连续地重定向到所述目标模拟器模块(16)。

3.根据权利要求2所述的LiDAR测试系统，其中，所述光学模块(14)的扫描图案与所述被测LiDAR设备(12)的扫描图案同步。

4.根据前述权利要求中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述光学模块(14)被配置为将所述被操纵的LiDAR信号重定向到所述被测LiDAR设备(12)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述光学模块(14)包括扫描镜(30)，特别是2D检流计式扫描器和/或数字微镜器件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述光学模块(14)包括被配置为反射所述LiDAR信号的屏幕(28)和/或被配置为反射和/或折射所述LiDAR信号的至少一个光学部件。

7.根据前述权利要求中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述视场的预定部分(18)小于所述视场，特别地，其中所述视场的预定部分(18)等于或小于所述视场的50％，特别是小于或等于所述视场的25％，例如等于或小于所述视场的10％。

8.根据前述权利要求中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述LiDAR测试系统(10)包括控制模块(26)，其中，所述控制模块(26)被配置为控制所述光学模块(14)、所述目标模拟器模块(16)和/或所述被测LiDAR设备(12)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述接收器单元(20)包括光到电转换器，和/或其中，所述发射器单元(24)包括电到光转换器。

10.根据前述权利要求中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述发射器单元(24)包括激光二极管，其中，所述激光二极管被配置为发射所述被操纵的LiDAR信号。

11.根据前述权利要求中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述光学模块(14)被配置为将由所述被测LiDAR设备(12)发射的至少两个LiDAR信号同时从所述视场的预定部分(18)重定向到所述目标模拟器模块(16)，

其中，所述目标模拟器模块(16)被配置为操纵接收到的所述至少两个LiDAR信号，从而生成至少两个被操纵的LiDAR信号，并且

其中，所述目标模拟器模块(16)被配置为发射所述至少两个被操纵的LiDAR信号。

12.根据前述权利要求中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述LiDAR测试系统(10)包括传感器阵列(40)，其中，所述光学模块(14)被配置为将由所述被测LiDAR设备(12)发射的LiDAR信号部分地重定向到所述传感器阵列(40)，特别地，其中所述传感器阵列(40)被配置为确定所述被测LiDAR设备(12)的扫描图案、由被测LiDAR设备(12)发射的所述LiDAR信号的波束形状和/或由所述被测LiDAR设备发射的所述LiDAR信号的脉冲形状。

13.根据权利要求12所述的LiDAR测试系统，其中，所述光学模块(14)被配置为将所述LiDAR信号从所述被测LiDAR设备(12)的整个视场、从所述视场的预定部分(18)之外的所述被测LiDAR设备(12)的视场、或从所述视场的预定部分(18)重定向到所述传感器阵列(40)。

14.根据权利要求12和13中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述光学模块(14)包括分光器单元(34)，其中，所述分光器单元(34)被配置为将所述LiDAR信号分割成第一LiDAR信号和第二LiDAR信号，其中，所述第一LiDAR信号被重定向到所述目标模拟器模块(16)，并且其中，所述第二LiDAR信号被重定向到所述传感器阵列(40)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的LiDAR测试系统，其中，所述光学模块(14)和/或所述目标模拟器模块(16)是静止的。