TW201734501A - 具有對掃描區域部分之改良式凝視的雷射雷達傳輸器 - Google Patents

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Abstract

本文中揭示一種掃描雷射雷達傳輸器，其使用一光場分裂器/反向器以改良該雷射雷達傳輸器在一掃描區域之合意部分上的凝視特性。本文中亦揭示諸如李沙育掃描型樣之掃描型樣用於一掃描雷射雷達傳輸器的用途，其中將一相位漂移誘發至掃描中以改良該雷射雷達傳輸器在該掃描區域之合意部分上的凝視特性。

Description

具有對掃描區域部分之改良式凝視的雷射雷達傳輸器
咸信，此項技術中極大地需要改良式電腦視覺技術，特別是在諸如汽車電腦視覺之領域中。然而，此等需要並不限於汽車電腦視覺市場，此係因為針對改良式電腦視覺技術之期望遍布於各種各樣的領域中，該等領域包括但不限於自律平台視覺(例如，用於空氣、陸地(包括地下)、水(包括水下)及太空之自律載具，諸如自律陸基載具、自律航空載具等等)、監視(例如，邊界安全、航空無人飛機監測等等)、製圖(例如，地下隧道之製圖、經由航空無人飛機之製圖等等)、目標辨識應用、遙測、安全警戒(例如，對於駕駛員)，及其類似者)。 如本文中所使用，術語“雷射雷達(ladar)”指代且涵蓋雷射雷達(laser radar)、雷射偵測與測距及光偵測與測距(“光達”)中之任一者。雷射雷達為結合電腦視覺而廣泛地使用之技術。雷射雷達系統兼具被動光學感測器之高解析度及直觀感覺與雷達系統之深度資訊(測距)。在例示性雷射雷達系統中，包括雷射源之傳輸器將諸如雷射雷達脈衝之雷射輸出傳輸至附近環境中。接著，雷射雷達接收器將自附近環境中之物件接收此雷射輸出之反射，且雷射雷達接收器將處理經接收反射以判定至此物件之距離(範圍資訊)。基於此範圍資訊，希望計算諸如避障情境中之路徑規劃、路標點判定等等之事項的主機處理器可獲得對環境之幾何學的較清楚之理解。然而，針對電腦視覺問題之習知雷射雷達解決方案遭受高成本、大尺寸、大重量及大功率要求，以及大資料頻寬使用。此情形之最佳實例為載具自律性。此等複雜化因素已很大程度上將其有效使用限制於僅需要短視覺範圍、窄視場及/或慢再停留速率之昂貴應用。 舉例而言，雷射雷達系統在此項技術中為吾人所知，其中雷射雷達傳輸器同時地照明大數目個範圍點。快閃雷射雷達為此系統之實例。然而，此等習知系統咸信為遭受數個缺點。舉例而言，快閃雷射雷達系統每脈衝雷射需要極高能量，此不僅昂貴，而且可危害眼睛。此外，用於快閃雷射雷達系統之讀出積體電路通常發出相當多雜訊。又，快閃雷射雷達系統之寬視場信雜比(SNR)通常極低，此引起短範圍，藉此減損其有用性。 為了滿足此項技術中針對改良式基於雷射雷達之電腦視覺技術的需要，本發明人已揭示用於以新及創新方式應用掃描雷射雷達傳輸概念之方法及系統之數個實施例，如2014年8月15日申請之美國專利申請案第62/038,065號以及美國專利申請公開案2016/0047895、2016/0047896、2016/0047897、2016/0047898、2016/0047899、2016/0047903及2016/0047900中所描述，此等各案中之每一者之全部揭示內容係以引用方式併入本文中。
本發明人相信，此項技術中需要設計掃描雷射雷達傳輸器以最佳化其對環境中之所關注區的凝視的方式方面之進一步改良。雖然已運用排程方法來高度地最佳化雷達以當需要凝視時停延(凝視)在需要凝視之處，但習知雷射雷達系統現今並不共用此停延最佳性。此係因為雷射雷達受制於使其具吸引力之特點：其解析度。 此係因為，雖然甚至世界之最大型雷達具有供停延之數千個射束選擇，但甚至小的可放入手掌之汽車用雷射雷達系統仍常規地具有100,000+或甚至數百萬個選擇以供停延。此對於雷射雷達工程師而言導致兩個一般設計選擇：(i)機械地在停延間步進，或(ii)使用快速地掃描整個場景之諧振鏡面。設計途徑(i)為精確且可調適的，但在存在大數目個質詢單元的環境中極慢。設計途徑(ii)歷史上為非可調適的。為了改良此等習知設計途徑，本發明人揭示如下技術：藉由該等技術，吾人可縮減基於諧振鏡面之雷射雷達的劣勢，同時達成歷史上僅可用於機械步進技術之大部分敏銳度及特定性且不會損失諧振掃描鏡面之速度優勢。 在實例實施例中，本發明人揭示用於一場分裂器/反向器之設計，該場分裂器/反向器可結合諸如李沙育(Lissajous)掃描之高速掃描而使用以改良雷射雷達傳輸器對所要掃描區域(諸如掃描區域之中心區)之凝視。本發明人進一步揭示可如何將經誘發週期性相位漂移併入至李沙育掃描中以藉由以下操作來進一步改良凝視：縮減所要區中之掃描間隙，同時以可確保低振幅及對週期性之零影響之方式進行該縮減，藉此確保射束品質且保留量測法。 下文中將對一般熟習此項技術者描述本發明之此等及其他特徵與優勢。
[ 相關專利申請案之交叉參考及優先權主張 ] 本專利申請案主張2016年2月18日申請且名為“Improved Ladar Transmitter with Resonant Scan Optical Field Splitter/Inverter”之美國臨時專利申請案62/297,126的優先權，此美國臨時專利申請案之全部揭示內容係以引用方式併入本文中。 本專利申請案亦主張2016年12月27日申請且名為“Ladar Transmitter with Improved Gaze on Scan Area Portions”之美國臨時專利申請案62/439,378的優先權，此美國臨時專利申請案之全部揭示內容係以引用方式併入本文中。 本專利申請案亦主張(1) 2017年2月13日申請且名為“Ladar Transmitter with Optical Field Splitter/Inverter for Improved Gaze on Scan Area Portions”之美國專利申請案第15/431,065號及(2) 2017年2月13日申請且名為“Ladar Transmitter with Induced Phase Drift for Improved Gaze on Scan Area Portions”之美國專利申請案第15/431,096號的優先權，此兩個美國專利申請案主張2016年2月18日申請且名為“Improved Ladar Transmitter with Resonant Scan Optical Field Splitter/Inverter”之美國臨時專利申請案62/297,126及2016年12月27日申請且名為“Ladar Transmitter with Improved Gaze on Scan Area Portions”之美國臨時專利申請案62/439,378的優先權，此等美國臨時專利申請案中之每一者之全部揭示內容係以引用方式併入本文中。 圖1A說明雷射雷達傳輸器/接收器系統100之實例實施例。系統100包括雷射雷達傳輸器102及雷射雷達接收器104，其各自與系統介面及控制件106通信。雷射雷達傳輸器102經組態以朝向複數個範圍點110 (出於說明簡易起見，圖1A中展示單一此類範圍點108)傳輸複數個雷射雷達脈衝108。雷射雷達接收器104自範圍點110接收此雷射雷達脈衝之反射112。雷射雷達接收器104經組態以接收及處理經反射雷射雷達脈衝112以支援對範圍點距離[深度]及強度資訊之判定。另外，接收器104藉由(i)傳輸脈衝時序之先前知識與(ii)用以判定到達角之多個偵測器的任何組合來判定空間位置資訊[在相對於傳輸平面之水平及垂直定向中]。 在實例實施例中，雷射雷達傳輸器102可採取包括掃描鏡面之雷射雷達傳輸器的形式。此外，在一實例實施例中，雷射雷達傳輸器102使用範圍點淘汰演算法以支援預掃描壓縮(其可在本文中被稱作“壓縮性感測”)，如由圖1B所展示。此實施例亦可包括環境感測系統120，其將環境場景資料提供至雷射雷達傳輸器102以支援範圍點淘汰。具體言之，控制指令將指示雷射源何時激發，且將指示傳輸器鏡面指向何處。可在2014年8月15日申請之美國專利申請案第62/038,065號以及美國專利申請公開案2016/0047895、2016/0047896、2016/0047897、2016/0047898、2016/0047899、2016/0047903及2016/0047900中找到此等雷射雷達傳輸器設計之實例實施例，此等各案中之每一者之全部揭示內容係以引用方式併入本文中。經由使用預掃描壓縮，此雷射雷達傳輸器可經由智慧範圍點目標選擇來較佳地管理頻寬。可在2016年2月18日申請之美國專利申請案第62/297,126號中找到雷射雷達接收器104之實例實施例。雖然此等參考及併入專利申請案描述雷射雷達傳輸器102及雷射雷達接收器104之實例實施例，但應理解，實踐者可選擇與如此等參考及併入專利申請案中所揭示不同地實施雷射雷達傳輸器102及/或雷射雷達接收器104。 圖2A描繪如由以上參考及併入專利申請案所揭示之雷射雷達傳輸器104的實例實施例。雷射雷達傳輸器104可包括與雷射光學件202、射束掃描器204及傳輸光學件206光學地對準之雷射源200。此等組件可收容於提供合適形狀佔據面積以供用於所要應用之封裝中。舉例而言，對於雷射源200為光纖雷射或光纖耦合雷射的實施例，雷射光學件202、射束掃描器204及任何接收器組件可一起收容於不包括雷射源200之第一封裝中。雷射源200可收容於第二封裝中，且光纖可用以連接第一封裝與第二封裝。此配置歸因於不存在雷射源200而准許第一封裝較小且較緊密。此外，因為雷射源200可經由光纖連接而定位為遠離第一封裝，所以此配置向實踐者提供關於系統之佔據面積的較大靈活性。 基於控制資訊傳輸器控制指令(諸如由系統控制件106產生之射擊清單212)，射束掃描器控制器208可經組態以控制由射束掃描器204執行之掃描的性質以及控制雷射源200之激發。可關於射束掃描器204及射束掃描器控制器208而使用封閉迴路回饋系統210，使得可精細地控制射束掃描器204之掃描位置，如以上參考及併入專利申請案中所解釋。 雷射源200可為適合於如本文中所描述之雷射雷達脈衝傳輸之數個雷射類型中的任一者。 舉例而言，雷射源200可為脈衝式光纖雷射。脈衝式光纖雷射可使用大約1 ns至4 ns之脈衝持續時間，及大約0.1 µJ/脈衝至100 µJ/脈衝之能量含量。用於脈衝式雷射光纖之重複率可在kHz範圍內(例如，大約1 kHz至500 kHz)。此外，脈衝式光纖雷射可使用單脈衝方案及/或多脈衝方案，如以上參考及併入的專利申請案中所描述。然而，應理解，可使用此等雷射特性之其他值。舉例而言，可使用較低或較高能量脈衝。作為另一實例，重複率可較高，諸如在數十MHz範圍內(儘管預期到在當前市場定價下此高重複率將需要使用相對昂貴的雷射源)。 作為另一實例，雷射源200可為脈衝式IR二極體雷射(具有或沒有光纖耦合)。脈衝式IR二極體雷射可使用大約1 ns至4 ns之脈衝持續時間，及大約0.01 µJ/脈衝至10 µJ/脈衝之能量含量。脈衝式IR二極體光纖之重複率可在kHz或MHz範圍內(例如，大約1 kHz至5 MHz)。此外，脈衝式IR二極體雷射可使用單脈衝方案及/或多脈衝方案，如以上參考及併入的專利申請案中所描述。 雷射光學件202可包括用來准直由雷射源200產生之雷射射束的望遠鏡。雷射光學件可經組態以提供所要射束發散及射束品質。作為實例，可取決於實踐者之期望而使用二極體至鏡面耦合光學件、二極體至光纖耦合光學件及光纖至鏡面耦合光學件。 射束掃描器204為向雷射雷達傳輸器104提供掃描能力使得雷射雷達脈衝可被定目標於所要範圍點之組件。射束掃描器自雷射源200接收傳入雷射雷達脈衝(藉助於雷射光學件202)，且經由自可移動鏡面之反射而將此雷射雷達脈衝引導至所要沿發射方向(downrange)部位(諸如射擊清單上之範圍點)。鏡面移動可由自射束掃描器控制器208接收之一個或多個驅動電壓波形216控制。數個組態中之任一者可由射束掃描器204使用。舉例而言，射束掃描器可包括雙微機電系統(MEMS)鏡面、結合自旋多邊形鏡面之MEMS鏡面，或其他配置。合適MEMS鏡面之實例為單表面尖端/傾角/活塞MEMS鏡面。作為另外實例，在實例雙MEMS鏡面實施例中，可使用單表面尖端MEMS鏡面及單表面傾角MEMS鏡面。然而，應理解，亦可使用此等MEMS鏡面之陣列。又，可在數個頻率中之任一者下操作雙MEMS鏡面，以上參考及併入的專利申請案中描述該等頻率之實例，下文論述額外實例。作為其他配置之另一實例，小型檢流計鏡面可用作快軸掃描鏡面。作為另一實例，聲光偏轉器鏡面可用作慢軸掃描鏡面。此外，對於使用下文所論述之螺旋動態掃描型樣的實例實施例，該等鏡面可為諧振檢流計鏡面。可自諸如紐約Electro-Optical Products Corporation的數個源中之任一者獲得此等替代鏡面。作為另一實例，諸如可購自科羅拉多州Vescent Photonics之裝置的光子射束操控裝置可用作慢軸掃描鏡面。作為又一實例，可代替快軸鏡面及/或慢軸鏡面而使用諸如正由DARPA SWEEPER計劃開發之裝置的相控陣列裝置。 又，在射束掃描器204包括雙鏡面的實例實施例中，射束掃描器204可包括在第一鏡面與第二鏡面之間的中繼成像光學件，此將准許使用兩個小快軸鏡面(例如，兩個小快鏡面相對於一個小快鏡面及一個長較慢鏡面)。 傳輸光學件206經組態以將如由射束掃描器204定目標之雷射雷達脈衝通過孔隙而傳輸至所要部位。傳輸光學件可取決於實踐者之期望而具有數個組態中之任一者。舉例而言，可使用作為傳輸光學件206之部分的二向色射束分裂器而將環境感測系統106及傳輸器104光學地組合至一個路徑中。作為另一實例，傳輸光學件可包括如以上參考及併入的專利申請案中所描述之放大光學件，或短焦(descoping) [例如，寬角]光學件。更進一步，可包括對準撿拾器射束分裂器作為傳輸光學件206之部分。用以最佳化雷射雷達傳輸器對掃描區域內之合意區之凝視的場分裂及反向： 射束掃描器控制器208可將電壓波形214提供至射束掃描器204，電壓波形214將驅動該射束掃描器之鏡面至所要掃描位置配對(例如，掃描角度)。電壓波形214將界定用於雷射雷達傳輸器102在掃描區域內之定目標的掃描型樣。可協調由射束掃描器控制器208產生之激發命令214與掃描型樣，使得雷射雷達傳輸器102朝向掃描區域內之所要範圍點激發雷射雷達脈衝。以上參考及併入的專利申請案中描述射束掃描器控制器208之實例實施例。 圖2B展示一實例射束掃描器配置，其中鏡面250及252分別圍繞旋轉軸線258及260之定位界定射束掃描器在掃描區域254內之定目標。自雷射源200發射之傳入入射雷射雷達脈衝(來自方向256)將影響掃描鏡面250，於是該傳入入射雷射雷達脈衝被反射朝向掃描鏡面252，於是該傳入入射雷射雷達脈衝被反射朝向掃描區域254內之範圍點。掃描鏡面250及252之定位將控制掃描區域254內之哪些水平及垂直位置被定目標，且將接著在接收器內自脈衝壓縮處理提取此等位置之範圍[深度]。 在一實例實施例中，鏡面250可控制射束掃描器沿著掃描區域254之第一軸線262被定目標之處，且鏡面252可控制射束掃描器沿著掃描區域104之第二軸線264被定目標之處。第一軸線及第二軸線可彼此正交(例如，水平X軸及垂直Y軸)。應注意，第二鏡面252在此實施例中被展示為大於第一鏡面250。此係由於隨著第一鏡面掃描而引起之角度拂掠，該圖中展示三個此等位置。為了小型化，需要在250與252之間引入中繼成像光學件，此縮減第二鏡面之大小。當一個或兩個鏡面正以諧振頻率進行掃描時，掃描之速度將在掃描區域之中間快且在掃描區域之邊緣處較慢。此特性係由圖2C展示，圖2C提供射束掃描器配置之俯視圖。在圖2C之視圖中，隨著鏡面250以諧振進行掃描，射束掃描器沿著掃描區域254之X軸262的定目標在該掃描區域之中間相比於在邊緣上將較快。相同情形對於掃描區域254之Y軸264將成立(其中定目標在該掃描區域之中間相比於在邊緣上將移動得較快)。當實踐者想要實施在掃描區域之中間內包括大數目個範圍點及/或在掃描區域之中間包括線間跳過/迂回的掃描型樣時，掃描區域之中間的此高速率可造成效率問題。可在以上參考及併入的專利申請案中找到結合雷射雷達傳輸器之線間跳過及迂回的描述。當兩個鏡面係以諧振進行掃描以便達成李沙育掃描型樣(下文論述其實例實施例)時，此“中間快”掃描特性特別突出。李沙育掃描型樣允許鏡面以高速率進行掃描，且因此提供快移動掃描型樣。然而，就“中間快”掃描特性(李沙育掃描型樣為其主要實例)而言，在不至少增加雷射激發速率(此可減低脈衝能量)或在掃描型樣中包括額外線重複的情況下，雷射雷達傳輸器可不具有足夠時間向掃描區域之中間內的所有範圍點激發雷射雷達脈衝。 為了解決此問題，本發明人揭示一光場分裂器/反向器(在下文中為“場反向器”)之用途，該光場分裂器/反向器光學地定位於鏡面250及252下游且經定位以接收及重新引導正自該等鏡面傳出之雷射雷達脈衝，使得掃描區域以致使掃描之快部分駐留於掃描區域之邊緣處且致使掃描之較慢部分駐留於掃描區域之中間的方式而分裂及反向。 圖3展示用於掃描雷射雷達傳輸器之射束掃描器包括場分裂器/反向器300的實例實施例，場分裂器/反向器300光學地定位於鏡面250及252下游以使掃描區域相對於圖2B之掃描區域254而分裂及反向。 出於簡要解釋之目的，在此實例中，射束掃描器包括可採取雙MEMS鏡面之形式的鏡面250及252。然而，應理解，其他鏡面可用於第一鏡面及/或第二鏡面(例如，檢流計鏡面)。第一鏡面250經定位以接收入射雷射雷達脈衝。鏡面250將使此雷射雷達脈衝反射至第二掃描鏡面252。應理解，此反射可為直接反射或間接反射，藉以自鏡面250反射之射束傳遞通過諸如單位放大望遠鏡之中繼成像光學件直至鏡面252。鏡面252經定位以自鏡面250接收經反射雷射脈衝，且進一步使此雷射脈衝反射至場反向器鏡面300上。離開此鏡面之反射可接著傳遞通過望遠鏡/短焦鏡(descope)以產生傳出雷射脈衝108，其接著行進至掃描區域302內的對應於範圍點(正由射束掃描器定目標之射擊清單)之指定水平/垂直部位。 第一鏡面250及第二鏡面252圍繞如上文所論述之其各別旋轉軸線258及260可控制地可旋轉。因此，鏡面250將可旋轉以控制掃描區域302內沿著該掃描區域之X軸的雷射雷達脈衝之位置，而鏡面252將可旋轉以控制掃描區域302內沿著該掃描區域之Y軸的雷射雷達脈衝之位置。因此，當雷射雷達脈衝照射每一鏡面時鏡面250及252沿著其各別旋轉軸線之組合定位將可有效將經發射雷射雷達脈衝108引導至掃描區域302內之所要部位。在一實例實施例中，X軸鏡面250係以諧振進行掃描。然而，應理解，Y軸鏡面252亦可以諧振進行掃描。更進一步，鏡面250及252之任何組合可以諧振進行掃描。 亦應理解，該等軸線中之一者可充當“快軸”且另一軸線充當“慢軸”以反映鏡面250及252之相對掃描速率。舉例而言，X軸可充當快軸，且Y軸可充當慢軸。實踐者應理解，將快軸指定為X軸且將慢軸指定為Y軸係任意的，此係因為系統之位置的90度轉動將使X軸呈現為慢軸且使Y軸呈現為快軸。此外，在一實例實施例中，快軸鏡面在鏡面面積方面小於慢軸鏡面，且亦定位於慢軸鏡面上游(亦即，快軸鏡面接收雷射雷達脈衝且使其反射至慢軸鏡面以供傳輸朝向經定目標的範圍點)。然而，對於其他實施例，此組態可改變。舉例而言，雖然使慢軸鏡面大於快軸鏡面會在准許較大掃描區域方面提供益處，但對於可准許掃描區域之大小減低的實施例，慢軸鏡面可與快軸鏡面大小相同或甚至小於快軸鏡面。作為另一實例，若快軸鏡面在慢軸鏡面下游，則可在該兩個鏡面之間使用諸如中繼成像光學件之重新成像光學件以支援此配置。 圖3展示光場分裂器/反向器300經定位以接收及重新引導由鏡面252反射之雷射雷達脈衝的實施例。因此，場分裂器/反向器300光學地在鏡面250及252下游。場分裂器/反向器300可包含經配置以既分裂傳輸器之視場又反向經分裂視場的鏡面或透鏡。應注意，該圖假定使用鏡面/反射器，因此，經成像場景302在MEMs總成後方最右邊。 在一實例實施例中，場反向器300可採取以W形狀而配置之反射器的形式，如由圖3所展示(亦參見圖4，其為圖3之配置的俯視圖)。此處，自第二鏡面107發射之雷射脈衝被反向且以速度反向方式傳遞至待成像場景302。經發射脈衝108現在將緩慢地掃描107快之處(且反之亦然)。 圖4為圖3之射束掃描器配置的俯視圖，且其展示場反向器300對所得視場/掃描區域之效應。如上文所解釋，不同於圖1之實施例(其中射束掃描器以在中間較快且在邊緣處較慢之方式掃描整個掃描區域，而鏡面250以諧振進行掃描(如在鏡面102上方由圖4所展示之附加說明中所反映))，用於圖3及圖4之實施例的射束掃描器歸因於場反向器300而以在中間較慢且在邊緣處較快之方式掃描整個掃描區域。用於圖3及圖4之射束掃描器的射束射線路徑係經由圖4中之箭頭而展示，且可看出，原本將著陸於掃描區域之中間的射束代替地經由場反向器而重新引導至掃描區域400之邊緣(302之俯視圖)。 圖5說明場反向器300對射束場之效應。圖5之頂部畫面展示當鏡面250正以諧振進行掃描時橫越場之掃描速度的標繪圖。可看出，掃描速度在場之中間相比於在邊緣處較快。場反向器300提供分裂效應及反向效應。圖5之中間畫面展示線500處之分裂效應，其中場被分裂成兩個半部。圖5之底部畫面展示對該等經分裂場中之每一者操作的反向效應(其中由線500界定之每一半部被反向)。對於圖3及圖4之實例實施例，經分裂線500對應於場反向器之W形狀的中心尖峰。場反向器300可經光學地定位使得對應於經分裂線500之此中心尖峰屬視場之中間。歸因於場反向器300，每一經分裂場內之射束掃描路徑被反向。此得到橫越場之掃描速度的標繪圖，如由圖5之底部畫面所展示。可看出，掃描速度現在變得在邊緣處相比於在場之中間較快。此掃描特性向雷射雷達傳輸器提供更多時間來接納畫面之中間的範圍點分組。此外，當與使用射擊清單及包括線間跳過及/或迂回之動態掃描型樣的雷射雷達傳輸器配對時，此掃描特性亦向雷射雷達傳輸器提供更多時間來接納可在畫面之中間發生的線跳過及/或線迂回。 應理解，由雷射雷達傳輸器使用之射擊清單將使用該射擊清單上之範圍點的重新映射以接納經分裂及經反向之視場。 在另一實例實施例中，場反向器300可採取如由圖6A所展示之三角形稜鏡600的形式。三角形稜鏡600可針對光脈衝之反射界定倒V形狀，如下文所論述。圖6之實例三角形稜鏡係以透視圖而展示，且展現在稜鏡600之相對末端處包括第一三角形面602及第二三角形面604的形狀。第一側606、第二側608及第三側610分別充當由圖6所展示之三角形稜鏡600的下側、右側及左側，且此等側連接三角形面602及604。在圖6A之實例中，三角形面602及604相對於側606、608及610垂直地定向，但無需此狀況。三角形稜鏡600可由對入射雷射波長透明的任何材料形成，其中可發生彈跳路徑的作用區係運用反射性材料予以處理。因為空白空間(空氣或真空)對雷射雷達雷射光透明，所以稜鏡可為中空的或緻密的(無論哪一者為任何所要製造所規定)。 圖6A之視圖來自雷射饋源107上方之視角，其中部分透明鏡面用以准許觀測稜鏡內部。圖6B提供圖6A之三角形稜鏡600的垂直剖視圖，且圖6C提供圖6A之三角形稜鏡600的深度剖視圖。在此實例中，吾人可將水平方向(方位角)視為吾人設法反向之快軸掃描，且仰角可被步進掃描或諧振掃描。由圖6所展示之稜鏡600的架構對此選擇不變。 參考圖6A，雷射脈衝107通過注入區620而進入稜鏡600。精確的進入位點622將由於鏡面掃描以遍及掃描區域界定掃描型樣而變化。因此，注入區620在圖6A中被展示為方框區域以指示此潛在進入點範圍。在進入稜鏡600之後，脈衝107將線性地行進，直至其照射下側606之內部部分上的反射器鏡面624，其中反射器鏡面624在稜鏡600內在深度上偏移。圖6A中之要點展示稜鏡600內之反射(或“彈跳”)位點，在該等位點處飛越通過600之脈衝在新方向上被反射。每一彈跳位點基於脈衝107之彈跳次序而被標注為I、II或III。因此，在照射反射器鏡面624之後，脈衝照射右側608之內部部分上的反射器鏡面(彈跳位點II)，於是脈衝107被重新引導以照射左側610之內部部分上的反射器鏡面(彈跳位點III)。 注入位點622處之雷射注入角度可被傾斜地選擇為垂直至水平的中間角度。此允許脈衝107在右鏡面608 (彈跳位點II)及左鏡面610 (彈跳位點III)兩者上彈跳，且最終通過退出切口626而退出稜鏡600且退出至外部透鏡670上(參見圖6C；例如，向上/向下鏡(up/down scope))而不遭遇阻塞。吾人將鏡面608之側俯仰角標示為z+。參考圖6B，掃描鏡面250及252之方位角掃描經由彈跳位點I至III而映射至角度f 654，其形成於該圖之右側處的兩個點線之間。遠場角度S 655係由右側處之垂直點線與退出場反向總成之脈衝108的“飛行軌跡”之間的角度形成。根據全等引數注意S。如在圖3及圖4之W實施例中，當107慢時脈衝108快且反之亦然，此係因為角度倒數地相關。若吾人希望避免間隙500，則吾人的目標係設定S ，使得吾人可掃描至的最左角度為垂直，亦即，S(min)=0。此確保掃描角度垂直地開始且向右移動；若其在其他的任何地方開始，則縫隙500將大，否則其可忽略地小，且限於潛移波。代數揭露(參見654文字)。當將掃描鏡面方位角掃描設定為[其中107之軌跡最快]時，吾人看出，經發射脈衝108被發送至。同樣地，當掃描處於其最大角度時，吾人獲得S=因此，吾人獲得作為所要鏡面俯仰角。此完成場反向稜鏡形狀之外部602至610，此係因為其與預反向掃描角度及場景方位角定位相關。仍待論述稜鏡內部結構及仰角掃描。 參看圖6C，代數可展示出，注入角度c [掃描鏡面輸出脈衝107之垂直角度] 675之選擇將產生此完全相同值之所要遠場仰角掃描角度，亦即，c 675等於射線670之俯角。隨著注入仰角角度c自c’變化至c，其拂掠角度e 673 (掃描鏡面之仰角行跡)。圖6C中之彈跳點I將接著沿著稜鏡基底674而移動。應清楚，此拂掠之長度判定鏡面內部必須用反射性表面處理的範圍。整個稜鏡設備可藉由總比例因數而按比例調整以考量投影幾何學。具體言之，來自稜鏡之脈衝發射將沿著向量而行進。吾人可看出，吾人可將x,h分析視為二維問題且此後藉由sin(c)之比例因數進行校正。此觀測事實上是使吾人起初能夠將該問題分解成x,h，接著分解成y,h(如先前所進行)的原因。 圖6B中亦展示在水平對稱軸線處穿越注入位點622之點線660。此點線660並未由雷射行進，但為能夠在模型化中替換用於第一彈跳位點I之實際路徑的虛擬路徑。如此進行之優點為幾何數學因而極大地簡化。吾人可觀測到，自掃描鏡面到達之雷射脈衝107將鑒於鏡面252上被照明之不同點而來自不同部位。107到處移動的事實使數學複雜，且調用對稱性並“假裝”雷射脈衝以不同到達角起源於點650就要容易得多。 吾人現在可引入某一記法。吾人可將水平方向標示為x，將仰角標示為h (高度)，且將稜鏡之深度(亦即，沿著連接602及604之線的距離)標示為y。就此記法而言，圖6A展示在x,h平面中具有側602、604之稜鏡600，且下側位於x,y平面中。接下來，吾人引入下標l,r以分別標示左側鏡面610及右側鏡面608。此意謂鏡面俯仰角可被表示為z，其中。 此記法簡化稜鏡600之數學表示。回想到，V形狀之俯仰角為，且V形狀內部之內部角度(其為之角補數)為。經由雷射角度在經過此等角度時所經歷之數學舞(mathematical dance)而定義場反向。回想到，記法f 654標示吾人在遠場中期望之在水平方向上的掃描角度，其亦碰巧等於S 655。記法c’標示在仰角掃描(如自圖6A上的垂直軸線所量測)中所使用之最陡向下注入角度(當脈衝107行進路徑672時)。回想到，記法c為可調諧遠場仰角角度，其範圍為零至e 673 (參見圖6C)，如對照水平平面(參見圖6C中之水平軸線)所量測。吾人引入了記法為，其為在一時間點第二掃描鏡面252之輸出脈衝在雷射注入位點622處所供給之方位角掃描角度。回想到，可看出，遠場角度f可被表達為。根據對稱性，若吾人向右而非向左(其中向左及向右係如圖6B所展示而定義)開始掃描，則將出現相同行為。因為已被反向，所以稜鏡600達成分裂及反向。 此外，為了示範出稜鏡600可為無阻塞的，吾人可解除按比例調整。圖6C將用於yr之深度公式展示為計算輸入/輸出不變性673的中間體。此公式可用以在超出最後彈跳III處(如在深度上所量測)定位外部短焦鏡/望遠鏡透鏡670。 在實踐者需要的情況下，位置感測器(未圖示；例如，4四重位置感測器)可定位於第二掃描鏡面252附近以精確地判定鏡面252之掃描位置，此允許校準消除超出f之以上公式的材料缺陷。可藉由將次級波長添加至脈衝108中且將頻率/波長選擇性鏡面(例如，二向色鏡面674)置放於注入位點622附近來達成此校準。此鏡面可將處於次級波長之光選擇性地反射至位置感測器以用於隨時間經過準確地偵測鏡面252之掃描位置。在實踐者需要的情況下，二向色鏡面亦可用以校準鏡面250之掃描。 又，應用於遠場角度S之泰勒級數(Taylor series)將揭露出，出於所有實務目的：。此公式可用以建構遠場型樣之變形，亦即，藉由調整鏡面252之掃描及鏡面俯仰角z+來獲得所要經校正角度S。可藉由校準消除大多數及可能任何繞射限制商業系統之光學總成中的瑕疵來遮蔽超出此點之任何校正。如上文所提到，此校準可由二向色鏡面674達成。藉由在分析上校正時間扭曲，可極大地簡化使正弦掃描鏡面控制信號與遠場中之掃描位置相關之時間扭曲校準的範圍及複雜性。 又，應理解，右鏡面608及左鏡面610可經選擇為整個地或遍及注入區620係單向的，以允許注入區620亦為潛在彈跳位點。同一實體鏡面面積之此再利用可產生較緊密的設計，藉此對於實踐者而言節省成本、重量及大小。針對一實例實施例，作為最低限度，吾人可要求V之底部至圖6B中之點622的稜鏡側之片段必須係雙向的，V之另一側上的鏡像亦必須係雙向的。此情形之原因為：隨著愈來愈接近零，當自板624朝向660移動時，吾人想要反跳，而當在相反方向上移動時，吾人亦想要在V之底部處不存在彈跳。 此外，射線追蹤可用以判定稜鏡內部之哪些區可在操作期間充當用於雷射脈衝108之彈跳位點。圖7之左半部針對1 mm之掃描鏡面間間隔及1 mm之V槽基底至反射器尺寸，展示xl,yl (標繪圖之左側)及xr,yr (標繪圖之右側)射線追蹤及橫越掃描體積(以mm為單位展示)在退出窗口626中受雷射照射之區。702之x軸可用以選擇L-R鏡面x軸(610、608)開端，且704之x軸作為鏡面610、608之y軸開端。706之y軸可用作深度之終端。如圖7之右半部中所展示，吾人可使用708之x,y位置作為退出窗口626之開始(內部終端)，且吾人可使用710之x,y位置作為退出窗口626之結束(外部終端)。吾人在此處使用恒定高度的退出窗口實施例，因此，稜鏡606之底部與退出窗口626共面，退出窗口626直接地附接至向上/向下鏡。然而，應注意，可根據小型化之可能需要而選擇與向上鏡之傾斜介面，且仍可使用射線追蹤以判定對稜鏡尺寸及單向鏡面最小面積之要求。到目前為止，吾人已界定鏡面610/608/606之矩形邊界。現在可消除鏡面空腔之從未接收彈跳I、II或III的部分。此可藉由計算由702、712、706及704、710、714描繪出之輪廓且將鏡面(亦即，反射性塗層)指派至遍及所有角度集合而變化之伴隨凸面外殼予以實現。鏡面僅需要在由掃描鏡面輸出在其掃描角度上之射線追蹤x,r所判定的區中係單向的。經由此處理程序，可達成鏡面小型化，此可縮減製造成本及原材料成本。重疊反向 / 分裂： 場反向器300亦可經組態以提供重疊之經反向/經分裂視場。此組態不僅使鏡面反向與場查看方向解耦，而且在單一軸線掃描內允許每場查看方向多個鏡面反向。此重疊效應允許沿著諸如視場之中間區或中心線之所要區的較長凝視。因此，應理解，場反向器300無需將視場分裂成兩個非重疊場。為了達成重疊，可修改鏡面俯仰角z+，使得脈衝108之發射角度(亦即，角度S)在掃描角度之極端值下擺動為負(亦即，垂直線左側)。 藉由產生重疊，吾人將高仰角掃描時間交換成對指定對焦(foviation)區之雙重再停留，此允許可有用於避免附近障礙物之較深的向下查看。 圖8展示此配置之實例。在此實例中，吾人選擇對方位角掃描(水平軸線)進行場反向，其中經選擇掃描體積為45度，。在無場反向的情況下，X軸(鏡面252之諧振掃描角度)與垂直軸線(遠場掃描角度f)之間的關系將相同—亦即，。 在具有場反向的情況下，吾人觀測到，隨著諧振鏡面掃描角度自-22.5度轉至零，合理的場掃描角度f之範圍為零至-22.5度。此“翻轉”在數學上由用於f之公式表達，其中存在使垂直軸線與水平軸線相關之移位(4z)及負號。在鏡面掃描自0-移動至0+的時刻，遠場掃描角度f自-22.5度翻轉至21度。在不存在重疊的情況下，此翻轉將以22.5度而非21度終結。可運用如下文所論述之鉸鏈即時界定及達成重疊掃描與非重疊掃描之間的差。因為吾人以21度開始遠場掃描角度，且吾人必須在掃描鏡面中淨擺動達22.5度，所以吾人在另一方向上以-1.5度結束(而非針對非重疊場反向情況下的零)。此改變提供有益的重疊效應，此係吾人現在針對每一掃描段掃描地平線(其中預期到將需要較多點範圍點偵測)兩次。 圖8之水平軸線為掃描鏡面(例如，MEMS鏡面)正在“查看”的角度。因為掃描鏡面在其改變方向時最慢，所以吾人可自圖8之頂部處的曲線看到，掃描鏡面在中心(0度)移動得最快。其亦在掃描之邊緣處(在此實例中，在-22.5度及22.5度下)移動得最慢。如上文所論述，此在中心區為需要最大化凝視時間(以增加在中心區中受雷射照射之範圍點數目)的區域(例如，對於汽車應用，中心區為很可能發生大多數事故之處)時對於實踐者而言可有問題。圖8中之垂直軸線為雷射雷達傳輸器正在凝視的遠場(亦即，瞬時視場)中之部位。在傳統的非經反向視場中，此凝視部位將等於水平軸線。若將變焦照準鏡或向上鏡添加至雷射雷達傳輸器，則關系維持成線性比例。此意謂掃描鏡面之“不良”邊緣凝視被“繼承”于雷射雷達傳輸器對場景之凝視中。因為掃描鏡面之掃描位置單獨地判定場景中瞬時凝視所在之處，所以存在吾人可標繪的表示連接此等兩個軸線之關系的曲線。雖然針對僅一個諧振掃描鏡面展示圖8之實例，但相同觀念適用於2D諧振鏡面掃描，但關於銜接較複雜，因此，出於說明簡易起見，展示單一諧振掃描鏡面實例。對於標準的非經反向雷射雷達傳輸器，此關系曲線僅僅為直連續線。然而，在具有場反向的情況下，如由圖8所展示，曲線係由具有圍繞垂直軸線所反映之“跳躍”的兩個線段呈現。在圖8之最右邊處的待成像之場景內的瞬時視場之速度的標繪圖中可看到最終結果。關於圖8之頂部標繪圖，速度相對於水平MEMS軸線被反向。實際上，吾人現在在0度下(其中速度慢)盯視相對較長時間，且在場景邊緣處(其中速度高)耗費相對較少時間。 關於重疊經反向視圖，吾人可選擇在鏡面掃描之一個或兩個邊緣處掃描超出零。圖8展示選擇右掃描(且在此實例中僅為右掃描)以進行重疊的實例。吾人可看出，在右掃描時在0度及直至-1.5度下檢測場景，此增加吾人在0度之中心線處凝視的時間量且經由重疊而環繞。 為了控制及調整達成重疊之量，可使用一個或多個受控制鉸鏈628以界定鏡面俯仰角z+，如由圖6D所展示。鉸鏈628允許調整稜鏡600之鏡面俯仰角。可使用鏡面俯仰角調整機構(諸如用來使鏡面608及610在鉸鏈628處樞轉以調整鏡面俯仰角之螺紋旋鈕配置630及632)以使鏡面608及610沿著基底606滑動。此引起以亞秒速率即時動態地調整回掃度及或視場之能力。藉由調整鏡面俯仰角z+，會動態地控制場反向器之掃描體積及重疊。具體言之，中場角度S及遠場角度f變得可使用機械致動器調諧，以調整右鏡面608及左鏡面610與包含反射器606之平面的相交。 應理解，實踐者可使用場反向器600之又其他實施例。舉例而言，反射器606可被替換為掃描鏡面以增進小型化且縮小圖7所展示之跨度以交換606之邊界處與非反射材料的潛在阻隔。 圖9描繪示範可經由場反向(非重疊)及重疊場反向而達成之凝視時間增加之效應的表格。圖9之表格係基於90度掃描範圍，且其展示針對標準操作(無場反向)、場反向操作(非重疊)及重疊場反向(針對5 mrad射束發散，具有1度經分裂場)在每一掃描中量測在中心線附近(在心線之3度內)所耗費之時間的結果。可看出，場反向及非重疊場反向得到中心線附近之停延時間的顯著改良。具有經誘發週期性相位漂移之李沙育掃描型樣： 當且僅當2D射束沿著每一軸線正弦地(在時間上)掃描時，2D雷射掃描型樣才被稱為李沙育掃描型樣。方位角及仰角兩者之相位可為任意的，但在標準李沙育掃描中係固定的。當吾人想要最快可能的掃描時，李沙育型樣通常係合意的。此係因為最快鏡面係必須被週期性地及諧振地且因此正弦地驅動之諧振鏡面。因此，在李沙育掃描型樣中，鏡面250及252兩者將由正弦信號驅動。雖然此兩個正弦曲線之相位係自由的，但其間之差會影響掃描效能。實踐者對相位差z之普通選擇為90度，此最小化鄰近射束掃描之處之間的最大間隙。 用於2D諧振射束掃描器之李沙育掃描型樣可被表達為：(方程式1) 諧振頻率f,f+1在大多數應用中僅相差1，此係因為此被熟知為最小化間隙時間。 圖10A描繪當未使用場反向器300時的用於雷射雷達傳輸器之李沙育掃描型樣之實例。圖10A中之軸線為對應於地平線/方位角之X軸及對應於仰角之Y軸。圖10A中之線為展示雷射雷達傳輸器隨著鏡面掃描而被定目標之處的追跡。白色區為將存在於理論上皆沿著掃描線被激發之射束之間的間隔或間隙。圖10A之標繪圖展示標準李沙育掃描如何引起在掃描區域之邊緣處相對於在掃描區域之中心區處的較密集停留。亦即，圖10A展示出，相比於在邊緣處，在標繪圖之中心區中的掃描線之間存在較大間隙。此與在中心區處需要較密集停留的大多數所要應用(諸如大多數汽車應用)矛盾。 如上文所提及，諸如稜鏡600之場反向器300可用以分裂及反向一掃描型樣，其在施加至圖10A之李沙育掃描型樣時得到中心區附近之凝視時間增加的掃描型樣，如由圖10B之實例所展示。圖10B描繪當使用場反向器300以沿著地平線(亦即，當仰角為零時之水平軸線)提供反向時的經分裂/經反向李沙育掃描型樣之實例，且圖10B展示出，雷射雷達傳輸器在中心線附近之停留密度相對於圖10A之停留密度極大地增加。此差係顯著的，此係因為沿著地平線之間隙實際上消除。 用以量測此等間隙之顯著性的另一方式係判定哪些間隙超過經界定臨限值。可基於射束發散來界定此臨限值以考量雷射脈衝108在相對於經定目標範圍點之假定距離處的剖面/直徑。若間隙大於臨限值，則此將表示不能由雷射雷達傳輸器定目標之潛在盲點。然而，若間隙小於臨限值，則此小間隙可由定目標於附近之雷射脈衝108包含。圖11A展示當使用諸如由圖10A所展示之李沙育掃描型樣的李沙育掃描型樣時表示雷射雷達傳輸器之潛在盲點的一系列點(其中無場反向器300)。可看出，在標繪圖之中心區中存在相對大量的盲點。圖11B展示圖10B之經反向李沙育掃描型樣的對應盲點標繪圖(再次，其中每一點表示一潛在盲點)。由圖11B可看出，場反向器300與李沙育掃描型樣之組合得到在中心區中具有顯著無盲點區之雷射雷達傳輸器。 然而，圖11B展示出，在經分裂/經反向李沙育掃描型樣中在中心區外部之區中確實存在盲點。此提出如下問題：可如何設計系統以縮減此等盲點之範圍，理想地以允許系統智慧地選擇要增加凝視之未必在中心區內部的所要區的方式。 作為對此問題之解決方案，本發明人揭示在李沙育掃描型樣中使用經誘發週期性相位漂移。就此途徑而言，在李沙育掃描型樣中常見之固定相位被替換為時變漂移。掃描鏡面250/252中之一者(或兩者)係藉由使其相位和緩地變化而被驅動為輕微地偏諧振。因此，就此實施例而言，在李沙育掃描型樣之公式化表示中，吾人可將相位表示為，而非如上文由方程式1所展示的。此相位漂移係藉由使射束掃描器控制器緩慢地變化提供至受試掃描鏡面之驅動器(例如，其中該驅動器可為用於步進式掃描之馬達或用於MEMs鏡面之活塞)的命令信號而誘發。此命令信號關於鏡面如何掃描而控制鏡面。在一實例實施例中，相位漂移可被表示為：(方程式2) 因此，經修改以包括兩個維度上之經誘發週期性相位漂移的李沙育掃描型樣可由下式表示：(方程式3) 在此表達中，吾人將M標示為橫越兩個鏡面之相位頻率漂移分量的總數。吾人可採取所有M個漂移分量，且將其施加至掃描鏡面中之一者，或如以上公式中所展示，吾人可將相位頻率漂移分量分佈於兩個掃描鏡面中。此分佈可為均勻分佈或某一其他分佈。應理解，即使在單一諧振鏡面的情況下，系統仍可在經定目標區中增加凝視時間方面受益於經誘發漂移，但吾人將依據以諧振進行掃描之兩個鏡面描述實例實施例。對於與小振幅Ai 相關聯的方程式3之線性化近似，吾人取得：(方程式4) 對於此實例論述，吾人可設定M=4以簡化敘述，且吾人將忽略相位漂移項，其中應理解，對於使用總最小平方途徑以得知所要漂移的實例實施例，項在最佳化及致動期間表現得就像漂移頻率項K1等等。 亦有利的是使相位漂移具週期性，具有初始型樣之諧波子週期，亦即，其中為有理數及小於單位模數。此保證不縮減再停留時間，藉此確保不以較慢型樣再停留時間為代價來達成間隙縮減。 關於選擇週期性漂移頻率Ki，將涉及到取捨。若吾人選擇太近于李沙育頻率f之週期性漂移頻率Ki，則對型樣將產生極小效應，此係因為相位改變速率將模糊成該頻率。又，若漂移頻率太低，則相位改變速率模糊成李沙育型樣之固定相位項。在下文所呈現之實例中，吾人描述漂移頻率經設定為在迭代之前位於中點處的實施例。然而，應理解，此等者僅為實例且可選擇其他值。 在一實例實施例中，用於固定漂移頻率之最佳相位被判定為對總最小平方問題之解。當因變數及自變數兩者為自由(在此處TLS之自變數為時間時，將為此狀況)時總最小平方(TLS)擬合參數。該最小化使用一成本函數。作為一實例，考慮汽車用雷射雷達，其中吾人選擇地面平面中之區作為吾人希望移除間隙之區域。 圖12揭示用於控制如何運用週期性相位漂移來誘發掃描鏡面之實例處理程序流程。用於一掃描鏡面之驅動器1250包括一致動器，其可使用參數來週期性地調變相位，同時保持頻率f,f+1。圖12中之步驟1204描述以總最小平方為中心的用於掃描鏡面之掃描型樣中之訊框相依回饋。奇異值分解(SVD)之使用保證可即時(尤其以毫秒級)執行圖12之處理程序流程。 在步驟1200處，經由選擇系統參數來起始處理程序流程。作為此情形之部分，界定最小可接受的地面間隙。此可被設定為角度或以公尺為單位之距離。對於一實例實施例，吾人選擇以公尺為單位之間隙。吾人藉由查看脈衝可在掃描間被激發至之處且量測距離是否大於此量(被量測為超出射束發散之半高全寬的範圍)來計算間隙。吾人宣告一間隙，且在(如1202至1204中所展示)間隙(i)大於1 m及(ii)在較佳場景(凝視區) Q內時使用該間隙來計算相位漂移。圖13A (對於非經反向狀況)及圖13B (對於經反向狀況)中展示此情形之實例，其中f=49。圖13A及圖13B中之黑色區(例如，參見1302)為x,y軸線中之區，針對以上方程式1中之時間t之所有值，其與雷射脈衝相隔的距離比1公尺乘1公尺更遠。在此實例中，地面平面用以判定間隙。然而，在另一實施例中，吾人可使用方位角仰角平面以用於識別間隙，在此狀況下，吾人將使用圖11A及圖11B而非圖13A及圖13B中之黑色叢集。 接下來，選擇漂移頻率(其中，對於此實例中之M=4，針對每一掃描軸線使用2個漂移頻率)。吾人亦選擇李沙育頻率f,f+1、視場(FOV)及容許間隙大小。李沙育頻率將由傳輸器控制指令103設定。FOV將由鏡面掃描之速度以及吾人希望雷射檢測之所要區外加間隙判定。舉例而言，若最大掃描頻率為10 Khz，且吾人以1微秒之脈衝間隔橫越100度進行掃描，則間隙將為約三度，若吾人以10微秒橫越20度進行掃描，則間隙將為4度。舉例而言，就圖13A及圖13B而言，FOV之方位角為+/-45度(如由黑色三角形1304之斜率所證明)。同樣地，垂直FOV之範圍為自地平線向下至12度，如由0,0附近之小黑色矩形1306所證明，此係假定雷射雷達傳輸器之2公尺高度監測。 出於相位漂移之目的，FOV之唯一重要的部分為地平線下方之範圍，因此，超出零的仰角FOV之上限係不重要的(如在圖13A中藉由無黑色點展示於1600呎上方及在圖13B中藉由無黑色點展示於800呎上方所指示)。 在步驟1202處，吾人根據經界定參數來產生標準固定相位李沙育型樣。圖13A展示標準李沙育型樣之間隙，其中f,f+1為49,50且未發生反向；且圖13B展示標準李沙育型樣之間隙，其中f,f+1為49,50且其中發生具有1度重疊之反向。圖11A及圖11B針對用於3 mrad射束寬度之非經反向及經反向空間展示垂直線(雷射視線)上之各別間隙，且圖13A及圖13B展示此等相同間隙投影至地面平面上，具有一公尺間隙容差。區1310展示需要間隙縮減的凝視區Q。凝視區在被標注為1202之區段中進入至圖12中之處理流中。在後續演算法階段中僅使用此區段中之間隙，忽略所有其他區。在吾人的實例中，在1310中移除所有間隙，此為吾人將其標注為灰色的原因。區1310可展現任何形狀，且其可基於環境場景(參見圖1B中之120)予以選擇。舉例而言，考慮吾人希望在正在沿著方位角=0自0至800呎(其中出現橫過)移動的裝備有雷射雷達傳輸器之載具將要橫過側路時掃描該側路的狀況。Q選擇可為資料調適性的(吾人觀測沿著區1310移動之交通且設法調查)，或其可選自先驗資訊(諸如道路網路地圖)。M之大小將判定Q選擇的即時可允許的改變速率。初步工作指示M=4工作得相當好，且容易在時間上收斂而以毫秒速率進行更新。在吾人的實例中，投影係至地面平面，但應理解，併有地形仰角或可將地面平面替換為其他多樣化拓撲之其他考慮因素的任何經投影表面皆為可行的。 超過經界定之最小接受間隙的經偵測間隙被分組成點集合S。因此，S將為表示圖13A (或圖13B)中之黑色點1302的點集合。 接下來，使用方程式1以找到時間t，其為最接近於S中之每一點之產率座標。可以集合T標示此等時間。 接著進行步驟1204，其中吾人使用來自步驟1202及1204之主分量來求解TLS解。在以下描述中，吾人將在場反向及重疊的情況下將實施例限定至地面平面凝視。首先，吾人運用基於T中之元素所設定的時間t而使用方程式4進行線性化。TLS解將基於漂移之線性化泰勒級數表示來選取對以及經更新時間戳記T。吾人現在可將此等值代入方程式3，且自此得知黑色點之新(通常較小)集合，其界定吾人將標示為S_drift之新集合。接下來，吾人再次遞迴，從而關於時間戳記、振幅以及漂移相位及頻率而解析TLS，直至達成所要效能位准。 按照步驟1210，若在任何點處S或S_drift為零，則吾人將對應於該S或S_drift之相位漂移控制注入至驅動器1250中。此程序存在兩個互斥及完全窮盡結果。第一結果為S中之集合不再縮小(參見步驟1212)，且在此狀況，吾人可更新李沙育參數[K,f]且重複以測試效能是否改良(S,S_drift縮減)。替代地，S,S_drift縮減至被認為值得終止之大小(或完全地消失)。 對於一實例運行，可移除圖13B之區1310中的所有黑色點(亦即，S_drift為空)。該實例運行僅花費1 M浮點運算(flop)，對於1 Gflop處理器可在1 ms內執行，其足夠快以基於單一訊框予以更新。圖14A展示經場反向及經相位漂移重疊型樣之縮放。圖14B展示對應非經相位漂移李沙育型樣。圖14A及圖14B在地平線附近放大，此係因為該處為發生主要活動之處，且對圖14A及圖14B之檢測揭露了關於經誘發相位漂移如何改良效能以及移除間隙之線索。首先，吾人應注意，在兩種狀況下以展開圖展示掃描範圍區，此係因為圖10A及圖10B中之全視圖標繪圖太粗略而不能提供洞察。接下來，吾人應注意，在略低於地平線處存在許多掃描，且此區在雷射掃描之間具有極緊密的間隔。此為場反向及重疊涵蓋兩者之組合特徵(為兩個實例所共有)。在兩種狀況，吾人皆已選擇調諧兩個鏡面場反向器以再次強調介於-0.3度之仰角與-1.2度之仰角之間的仰角掃描。對圖14A之檢測展示出，在密集掃描區及較粗略掃描區(高於-0.2度仰角及低於1.2度仰角)內，菱形形狀之間隙區不規則，且比圖14B中更不規則。此為圖12之處理程序流程藉由判定用以使相位漂移以便壓低集合S之最佳方式而提供的好處。又，吾人應注意，圖14A中之垂直條紋相比於其在圖14B中更為間隔開。此為相位漂移使再停留型樣分叉且將菱形間隙替換為較緊密間隙之結果。 因此，應理解，經誘發相位漂移可用以智慧地選擇掃描區域之用於較長停延凝視的區。此外，當與場反向器300組合時，使用以具有經誘發相位漂移之李沙育型樣進行掃描的鏡面被預期為提供顯著效能改良，其允許每訊框較佳地質詢掃描區域中之合意區。 雖然上文已關於本發明之實例實施例而描述本發明，但可對該等實例實施例進行仍屬於本發明之範疇內的各種修改。在檢閱本文中之教示後就將可辨識對本發明之此等修改。舉例而言，雖然李沙育掃描型樣被揭示為可經由場反向及經誘發週期性相位漂移而增強之掃描型樣的主要實例，但應理解，可相似地增強螺旋掃描型樣。此等型樣常常被實施為振幅被緩慢地調變的衰減型李沙育型樣。
100‧‧‧雷射雷達傳輸器/接收器系統 102‧‧‧雷射雷達傳輸器 103‧‧‧傳輸器控制指令 104‧‧‧雷射雷達接收器 106‧‧‧系統介面及控制件 107‧‧‧雷射脈衝 108‧‧‧雷射雷達脈衝 110‧‧‧範圍點 112‧‧‧經反射雷射雷達脈衝 120‧‧‧環境感測系統 200‧‧‧雷射源 202‧‧‧雷射光學件 204‧‧‧射束掃描器 206‧‧‧傳輸光學件 208‧‧‧射束掃描器 210‧‧‧封閉迴路回饋系統 212‧‧‧射擊清單 214‧‧‧電壓波形 216‧‧‧驅動電壓波形 250‧‧‧鏡面 252‧‧‧鏡面 254‧‧‧掃描區域 256‧‧‧方向 258‧‧‧旋轉軸線 260‧‧‧旋轉軸線 262‧‧‧第一軸線 264‧‧‧第二軸線 300‧‧‧場分裂器/反向器 302‧‧‧掃描區域 400‧‧‧掃描區域 500‧‧‧線 600‧‧‧三角形稜鏡 602‧‧‧第一三角形面 604‧‧‧第二三角形面 606‧‧‧第一側 608‧‧‧第二側 610‧‧‧第三側 620‧‧‧注入區 622‧‧‧進入位點 624‧‧‧反射器鏡面 626‧‧‧退出切口 628‧‧‧鉸鏈 630‧‧‧螺紋旋鈕配置 632‧‧‧螺紋旋鈕配置 650‧‧‧點 654‧‧‧角度f 655‧‧‧遠場角度 660‧‧‧點線 670‧‧‧外部透鏡 672‧‧‧路徑 673‧‧‧角度e 674‧‧‧稜鏡基底 675‧‧‧注入角度c 1200‧‧‧步驟 1202‧‧‧步驟 1204‧‧‧步驟 1210‧‧‧步驟 1212‧‧‧步驟 1250‧‧‧驅動器 1302‧‧‧黑色點 1304‧‧‧黑色三角形 1306‧‧‧小黑色矩形 1310‧‧‧區
圖1A及圖1B說明雷射雷達傳輸器/接收器系統之實例實施例。 圖2A描繪雷射雷達傳輸器之實例實施例。 圖2B展示由用於實例掃描雷射雷達傳輸器之兩個可掃描鏡面界定的掃描區域。 圖2C展示由圖2B界定之掃描配置的俯視圖。 圖3展示包括根據一實例實施例之場分裂器/反向器的射束掃描器。 圖4展示由圖3界定之射束掃描器配置的俯視圖。 圖5展示場分裂器/反向器如何操作以橫越掃描區域分裂及反向鏡面之掃描型樣。 圖6A展示根據另一實例實施例之場分裂器/反向器的透視圖。 圖6B及圖6C展示圖6A之場分裂器/反向器的額外視圖。 圖6D展示展現可調整鏡面俯仰角之鉸接式場分裂器/反向器的實例實施例。 圖7展示關於圖6A至圖6C之場分裂器/反向器中之射束路徑的實例射線追蹤。 圖8展示經分裂/經反向掃描區域可如何重疊之實例。 圖9為展現雷射雷達傳輸器之不同使用狀況之效能結果的表格。 圖10A描繪標準李沙育掃描型樣之實例。 圖10B描繪經分裂/經反向李沙育掃描型樣之實例。 圖11A及圖11B分別結合圖10A及圖10B之掃描型樣描繪掃描間隙存在之處。 圖12描繪用於將週期性相位漂移誘發至李沙育掃描型樣中之實例處理程序流程。 圖13A及圖13B分別針對非經反向李沙育掃描及經反向李沙育掃描之實例使用狀況描繪投影至地面平面上之掃描間隙。 圖14A及圖14B分別展示具有經誘發相位漂移及無經誘發相位漂移之實例經反向李沙育掃描型樣。
250‧‧‧鏡面
252‧‧‧鏡面
256‧‧‧方向
300‧‧‧場分裂器/反向器
400‧‧‧掃描區域

Claims (93)

  1. 一種方法，其包含： 使一第一鏡面以一正弦頻率進行掃描以在一掃描區域內沿著一第一軸線界定一週期性掃描型樣； 使一第二鏡面進行掃描以在該掃描區域內沿著一第二軸線界定另一掃描型樣，其中該等第一及第二鏡面之該掃描界定該掃描區域； 經由光學地定位於該等第一及第二鏡面下游之一光場分裂器/反向器來分裂及反向該掃描區域；及 經由該等掃描第一及第二鏡面及該光場分裂器/反向器而將複數個光脈衝傳輸至該經分裂及經反向掃描區域。
  2. 如請求項1之方法，其中該等第一及第二鏡面之該掃描針對傳輸該等光脈衝之一雷射雷達傳輸器在該經分裂及經反向掃描區域內界定一目標掃描區域，該方法進一步包含： 將該場分裂器/反向器定位，使得該雷射雷達傳輸器之該目標掃描區域在該經分裂及經反向掃描區域之一中間區段中相比於在該經分裂及經反向掃描區域之外部區段處相對較慢地移動。
  3. 如請求項1至2中任一項之方法，其中該場分裂器/反向器包含一三角形稜鏡形狀。
  4. 如請求項3之方法，其中該三角形稜鏡形狀包括在該三角形稜鏡形狀之相對末端處的一第一三角形面及一第二三角形面，其中該三角形稜鏡形狀進一步包括一第一側、一第二側及一第三側，其中該等第一、第二及第三側連接至該等第一及第二三角形面； 其中該等第一、第二及第三側之一內部之至少一部分包含鏡面；且 其中該傳輸步驟進一步包含使來自該等掃描第一及第二可掃描鏡面的光脈衝反射離開該等內部鏡面以達成該經分裂及經反向掃描區域。
  5. 如請求項4之方法，其中該三角形稜鏡形狀包括一注入區，其中該傳輸步驟進一步包含： 該場分裂器/反向器經由該注入區而接收來自該等掃描第一及第二可掃描鏡面的該等光脈衝。
  6. 如請求項5之方法，其中該等內部鏡面為單向鏡面。
  7. 如請求項6之方法，其中該等單向內部鏡面涵蓋該注入區，使得該注入區亦充當該等光脈衝之一彈跳區。
  8. 如請求項3之方法，其中該三角形稜鏡形狀包括一鏡面俯仰角，該方法進一步包含： 界定該鏡面俯仰角以提供一重疊經分裂及經反向掃描區域。
  9. 如請求項8之方法，其中該場分裂器/反向器包括一鉸鏈，且其中該界定步驟包含經由該鉸鏈來可選擇地調整該鏡面俯仰角。
  10. 如請求項1之方法，其中該場分裂器/反向器包含一W形狀。
  11. 如請求項1之方法，其中該第一鏡面掃描步驟包含使該第一鏡面以一諧振頻率進行掃描。
  12. 如請求項11之方法，其中該諧振頻率為一第一諧振頻率，且其中該第二鏡面掃描步驟包含使該第二鏡面以一第二諧振頻率進行掃描，以界定用於該等掃描第一及第二鏡面之一李沙育掃描型樣。
  13. 如請求項12之方法，其中該第一諧振頻率為一頻率f，且其中該第二諧振頻率為一頻率f+1。
  14. 如請求項1之方法，其中該等光脈衝包括處於一第一波長及一第二波長之光，該方法進一步包含： 可選擇地使該等光脈衝內處於該第二波長之光經由一二向色鏡面而反射朝向一位置感測器；及 該位置感測器感測處於該第二波長之該經反射光，該經感測光指示該等掃描第一或第二可掃描鏡面之一位置。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包含： 基於該經感測之經反射光來調整該第一可掃描鏡面或該第二可掃描鏡面之該掃描以補償該掃描中歸因於機械瑕疵及諧振雜質之非線性時間扭曲。
  16. 如請求項1之方法，其中該第一可掃描鏡面包含一MEMS鏡面。
  17. 如請求項1之方法，其中該第二可掃描鏡面包含一MEMS鏡面。
  18. 如請求項1之方法，其進一步包含： 使用射線追蹤以在該場分裂器/反向器內識別將由於該掃描而接收及反射該等光脈衝之區；及 將一反射性塗層施加至該等經識別區。
  19. 如請求項18之方法，其進一步包含： 不將反射性塗層施加至該場分裂器/反向器內的在該等經識別區外部之區。
  20. 如請求項1之方法，其進一步包含： 在正以一諧振頻率進行掃描的該等第一及第二鏡面中之至少一者的該掃描中誘發一週期性相位漂移。
  21. 如請求項20之方法，其中該誘發步驟包含： 使至用於該等第一及第二鏡面中之該至少一者之一驅動器的一命令信號變化，使得該掃描隨時間經過而包括該週期性相位漂移。
  22. 如請求項20之方法，其中該誘發步驟包含： 在該等第一及第二鏡面中之至少一者的該掃描中誘發該週期性相位漂移，而不更改基本週期。
  23. 如請求項20之方法，其進一步包含： 根據使用時間作為一自變數之一總最小平方方法來計算該經誘發週期性相位漂移。
  24. 如請求項20之方法，其中該誘發步驟包含在該等第一及第二鏡面中之僅一者的該掃描中誘發該週期性相位漂移。
  25. 如請求項20之方法，其中該諧振頻率為一第一諧振頻率，且其中該第二鏡面掃描步驟包含使該第二鏡面以一第二諧振頻率進行掃描以界定用於該等掃描第一及第二鏡面之一李沙育掃描型樣；且 其中該誘發步驟包含在該等第一及第二鏡面兩者之該掃描中誘發該週期性相位漂移，使得該週期性相位漂移散佈於該等第一及第二可掃描鏡面中。
  26. 一種用於一雷射雷達傳輸器之射束掃描器設備，該設備包含： 一第一可掃描鏡面，其經組態以掃描至相對於一掃描區域之一第一軸線的複數個掃描位置； 一第二可掃描鏡面，其光學地定位於該第一可掃描鏡面下游，該第二可掃描鏡面經組態以掃描至相對於該掃描區域之一第二軸線的複數個掃描位置，其中該等第一及第二可掃描鏡面之該等掃描位置界定該雷射雷達傳輸器被定目標於該掃描區域內的何處； 一射束掃描器控制器，其經組態以驅動該等第一及第二可掃描鏡面以沿著該等第一及第二軸線進行掃描，以在該掃描區域內界定供該雷射雷達傳輸器定目標於的一掃描型樣，其中該射束掃描器控制器經進一步組態以驅動該等第一及第二可掃描鏡面，使得該第一可掃描鏡面及該第二可掃描鏡面中之至少一者以一正弦頻率進行掃描；及 一光場分裂器/反向器，其光學地定位於該等第一及第二可掃描鏡面下游以分裂及反向由該等第一及第二可掃描鏡面界定之該掃描區域。
  27. 如請求項26之設備，其中該場分裂器/反向器經定位使得該雷射雷達傳輸器之該定目標在該經分裂及經反向掃描區域之一中間區段中相比於在該經分裂及經反向掃描區域之外部區段處相對較慢地移動。
  28. 如請求項26至27中任一項之設備，其中該場分裂器/反向器包含一三角形稜鏡形狀。
  29. 如請求項28之設備，其中該三角形稜鏡形狀包括在該三角形稜鏡形狀之相對末端處的一第一三角形面及一第二三角形面，其中該三角形稜鏡形狀進一步包括一第一側、一第二側及一第三側，其中該等第一、第二及第三側連接至該等第一及第二三角形面； 其中該等第一、第二及第三側之一內部之至少一部分包含鏡面；且 其中該三角形稜鏡形狀經配置及經定位以自該等第一及第二可掃描鏡面接收光脈衝，且使該等經接收光脈衝反射離開該等內部鏡面以達成該經分裂及經反向掃描區域。
  30. 如請求項29之設備，其中該三角形稜鏡形狀包括一注入區，光脈衝係經由該注入區而自該等第一及第二可掃描鏡面接收。
  31. 如請求項30之設備，其中該等內部鏡面為單向鏡面。
  32. 如請求項31之設備，其中該等單向內部鏡面涵蓋該注入區，使得該注入區亦充當該等光脈衝之一彈跳區。
  33. 如請求項28之設備，其中該三角形稜鏡形狀包括成角度以提供一重疊經分裂及經反向掃描區域之一鏡面俯仰角。
  34. 如請求項33之設備，其中該場分裂器/反向器包括用於可選擇地調整該鏡面俯仰角之一鉸鏈。
  35. 如請求項26之設備，其中該場分裂器/反向器包含一W形狀。
  36. 如請求項26之設備，其中該射束掃描器控制器經進一步組態而以一諧振頻率驅動該第一可掃描鏡面。
  37. 如請求項36之設備，其中該射束掃描器控制器經進一步組態以驅動該等第一及第二可掃描鏡面，使得以一第一諧振頻率驅動該第一可掃描鏡面，而以一第二諧振頻率驅動該第二可掃描鏡面，該等第一及第二諧振頻率一起合作，使得該雷射雷達傳輸器根據一李沙育掃描型樣而在該掃描區域內定目標。
  38. 如請求項37之設備，其中該第一諧振頻率為一頻率f，且其中該第二諧振頻率為一頻率f+1。
  39. 如請求項26之設備，其進一步包含： 一二向色鏡面，其經定位為緊接於該場分裂器/反向器之一注入區，其中該二向色鏡面經組態以選擇性地反射一指定波長之經接收光；及 一位置感測器，其經定位及經組態以感測由該二向色鏡面反射之光，該經感測光指示該第一可掃描鏡面或該第二可掃描鏡面之一位置。
  40. 如請求項26之設備，其中該第一可掃描鏡面包含一MEMS鏡面。
  41. 如請求項26之設備，其中該第二可掃描鏡面包含一MEMS鏡面。
  42. 如請求項26之設備，其中該射束掃描器控制器包含： 一第一驅動器，其用於可控制地使該第一可掃描鏡面進行掃描； 一第二驅動器，其用於可控制地使該第二可掃描鏡面進行掃描；及 一處理器，其經組態以計算一週期性相位漂移，且將一控制信號提供至以該諧振頻率進行掃描之該至少一個可掃描鏡面的該驅動器，使得該控制信號在以該諧振頻率進行掃描之該至少一個可掃描鏡面的該掃描中誘發該經計算週期性相位漂移。
  43. 如請求項42之設備，其中該處理器經進一步組態以： 使該命令信號變化，使得該掃描隨時間經過而包括該週期性相位漂移。
  44. 如請求項42之設備，其中該處理器經進一步組態以產生該控制信號，使得該控制信號誘發該週期性相位漂移，而不更改基本週期。
  45. 如請求項42之設備，其中該處理器經進一步組態以根據使用時間作為一自變數之一總最小平方方法來計算該經誘發週期性相位漂移。
  46. 如請求項42之設備，其中該處理器經進一步組態以將誘發該經計算週期性相位漂移之該控制信號提供至該等第一及第二驅動器中之僅一者。
  47. 如請求項42之設備，其中該射束掃描器控制器經進一步組態以驅動該等第一及第二可掃描鏡面，使得以一第一諧振頻率驅動該第一可掃描鏡面，而以一第二諧振頻率驅動該第二可掃描鏡面，該等第一及第二諧振頻率一起合作，使得該雷射雷達傳輸器根據一李沙育掃描型樣而在該掃描區域內定目標；且 其中該處理器經進一步組態以將一第一控制信號提供至該第一驅動器且將一第二控制信號提供至該第二驅動器，其中該等第一及第二控制信號在該等第一及第二可掃描鏡面兩者中誘發該週期性相位漂移，使得該週期性相位漂移散佈於該等第一及第二可掃描鏡面中。
  48. 一種系統，其包含： 一雷射雷達傳輸器，其包含一光源及一如請求項26至47中任一項之射束掃描器設備，該雷射雷達傳輸器經組態以自該光源經由該射束掃描器設備傳輸複數個光脈衝。
  49. 如請求項48之系統，其中該雷射雷達傳輸器進一步包含與該光源及該射束掃描器設備合作之一處理器，該處理器經組態以經由壓縮性感測在一掃描區域內智慧地選擇用於定目標之一範圍點子集。
  50. 一種方法，其包含： 使一第一鏡面及一第二鏡面進行掃描以在一掃描區域內界定一螺旋掃描型樣； 經由光學地定位於該等第一及第二鏡面下游之一光場分裂器/反向器來分裂及反向該掃描區域；及 經由該等掃描第一及第二鏡面及該光場分裂器/反向器而將複數個光脈衝傳輸至該經分裂及經反向掃描區域。
  51. 一種用於一雷射雷達傳輸器之射束掃描器設備，該設備包含： 一第一可掃描鏡面，其經組態以掃描至複數個掃描位置； 一第二可掃描鏡面，其光學地定位於該第一可掃描鏡面下游，該第二可掃描鏡面經組態以掃描至複數個掃描位置，其中該等第一及第二可掃描鏡面之該等掃描位置界定該雷射雷達傳輸器被定目標於一掃描區域內的何處；及 一光場分裂器/反向器，其光學地定位於該等第一及第二可掃描鏡面下游以分裂及反向由該等第一及第二可掃描鏡面界定之該掃描區域。
  52. 如請求項51之設備，其進一步包含一射束掃描器控制器，該射束掃描器控制器經組態以驅動該第一可掃描鏡面而以一諧振頻率進行掃描。
  53. 如請求項52之設備，其中該射束掃描器控制器經進一步組態以驅動該第二可掃描鏡面而以一諧振頻率進行掃描。
  54. 如請求項51之設備，其進一步包含一射束掃描器控制器，該射束掃描器控制器經組態以驅動該第二可掃描鏡面而以一諧振頻率進行掃描。
  55. 如請求項51至54中任一項之設備，其中該射束掃描器控制器經進一步組態以實施一動態掃描型樣，該動態掃描型樣包括由線間跳過及線間迂回組成之群組中的一成員。
  56. 如請求項51之設備，其中該第一可掃描鏡面包含一MEMS鏡面。
  57. 如請求項51之設備，其中該第二可掃描鏡面包含一MEMS鏡面。
  58. 如請求項51之設備，其中該場分裂器/反向器經定位使得該雷射雷達傳輸器之該定目標在該掃描區域之一中間區段中相比於在該掃描區域之外部區段處相對較慢地移動。
  59. 一種方法，其包含： 使一第一鏡面掃描至複數個第一鏡面掃描位置； 使一第二鏡面掃描至複數個第二鏡面掃描位置； 在該等第一及第二鏡面進行掃描的同時，經由該等第一及第二鏡面而朝向一光場分裂器/反向器傳輸一雷射雷達脈衝； 經由該場分裂器/反向器來分裂及反向由該等第一及第二鏡面之該掃描界定的一掃描區域，其中該分裂及反向重新引導該經傳輸雷射雷達脈衝朝向該經分裂及經反向掃描區域內之一範圍點。
  60. 如請求項59之方法，其中該第一鏡面掃描包含使該第一鏡面以一諧振頻率進行掃描。
  61. 如請求項59至60中任一項之方法，其中該第二鏡面掃描包含使該第二鏡面以一諧振頻率進行掃描。
  62. 如請求項59之方法，其中該第一鏡面包含一MEMS鏡面。
  63. 如請求項59之方法，其中該第二鏡面包含一MEMS鏡面。
  64. 如請求項59之方法，其中該傳輸步驟包含根據一動態掃描型樣而經由該等掃描第一及第二鏡面來傳輸複數個雷射雷達脈衝，該動態掃描型樣包括由線間跳過及線間迂回組成之群組中之至少一個成員。
  65. 一種雷射雷達傳輸器，其包含： 一射束掃描器，該射束掃描器包含(1)用於將雷射雷達脈衝朝向一掃描區域內之複數個範圍點定目標的複數個可掃描鏡面，及(2)光學地在該等鏡面下游之一光場分裂器/反向器，該場分裂器/反向器經組態以分裂及反向該掃描區域以重新引導該等雷射雷達脈衝朝向該等範圍點。
  66. 一種方法，其包含： 使一第一鏡面及一第二鏡面以不同正弦頻率進行掃描以在一掃描區域內界定一李沙育掃描型樣；及 在該等第一及第二可掃描鏡面中之至少一者的該掃描中誘發一週期性相位漂移。
  67. 如請求項66之方法，其中該等不同正弦頻率包含不同諧振頻率。
  68. 如請求項67之方法，其中該第一諧振頻率為一頻率f，且其中該第二諧振頻率為一頻率f+1。
  69. 如請求項66至68中任一項之方法，其中該誘發步驟包含： 使至該等第一及第二可掃描鏡面中之該至少一者之一驅動器的一命令信號變化，使得該掃描隨時間經過而包括該週期性相位漂移。
  70. 如請求項66之方法，其中該誘發步驟包含： 在該等第一及第二可掃描鏡面中之至少一者的該掃描中誘發該週期性相位漂移，而不更改基本週期。
  71. 如請求項66之方法，其進一步包含： 根據使用時間作為一自變數之一總最小平方方法來計算該經誘發週期性相位漂移。
  72. 如請求項66之方法，其中該第一可掃描鏡面包含一MEMS鏡面。
  73. 如請求項66之方法，其中該第二可掃描鏡面包含一MEMS鏡面。
  74. 如請求項66之方法，其中該誘發步驟包含在該等第一及第二可掃描鏡面中之僅一者的該掃描中誘發該週期性相位漂移。
  75. 如請求項66之方法，其中該誘發步驟包含在該等第一及第二可掃描鏡面兩者之該掃描中誘發該週期性相位漂移，使得該週期性相位漂移散佈於該等第一及第二可掃描鏡面中。
  76. 如請求項66之方法，其進一步包含： 經由該等掃描第一及第二鏡面而將複數個光脈衝傳輸至該掃描區域。
  77. 如請求項76之方法，其中該等光脈衝包括處於一第一波長及一第二波長之光，該方法進一步包含： 可選擇地使該等光脈衝內處於該第二波長之光經由一二向色鏡面而反射朝向一位置感測器；及 該位置感測器感測處於該第二波長之該經反射光，該經感測光指示該等掃描第一或第二可掃描鏡面之一位置。
  78. 如請求項77之方法，其進一步包含： 基於該經感測之經反射光來調整該第一可掃描鏡面或該第二可掃描鏡面之該掃描以補償該掃描之非預期非線性時間扭曲。
  79. 一種用於一雷射雷達傳輸器之射束掃描器設備，該設備包含： 一第一可掃描鏡面，其經組態以掃描至複數個掃描位置； 一第二可掃描鏡面，其光學地定位於該第一可掃描鏡面下游，該第二可掃描鏡面經組態以掃描至複數個掃描位置，其中該等第一及第二可掃描鏡面之該等掃描位置界定該雷射雷達傳輸器被定目標於一掃描區域內的何處；及 一射束掃描器控制器，其經組態以驅動該第一可掃描鏡面及該第二可掃描鏡面而以正弦頻率進行掃描，使得以一第一正弦頻率驅動該第一可掃描鏡面，而以一第二正弦頻率驅動該第二可掃描鏡面，該等第一及第二正弦頻率一起合作以使得該雷射雷達傳輸器根據一李沙育掃描型樣而在該掃描區域內定目標；且 其中該射束掃描器控制器包含： 一第一驅動器，其用於可控制地使該第一可掃描鏡面進行掃描； 一第二驅動器，其用於可控制地使該第二可掃描鏡面進行掃描；及 一處理器，其經組態以計算一週期性相位漂移，且將一控制信號提供至在該等第一及第二可掃描鏡面中之至少一者的該掃描中誘發該經計算週期性相位漂移的該等第一及第二驅動器中之至少一者。
  80. 如請求項79之設備，其中該等第一及第二正弦頻率包含第一及第二諧振頻率。
  81. 如請求項80之設備，其中該第一諧振頻率為一頻率f，且其中該第二諧振頻率為一頻率f+1。
  82. 如請求項79至81中任一項之設備，其中該處理器經進一步組態以： 使該命令信號變化，使得該掃描隨時間經過而包括該週期性相位漂移。
  83. 如請求項79之設備，其中該處理器經進一步組態以產生該控制信號，使得該控制信號誘發該週期性相位漂移，而不更改基本週期。
  84. 如請求項79之設備，其中該處理器經進一步組態以根據使用時間作為一自變數之一總最小平方方法來計算該經誘發週期性相位漂移。
  85. 如請求項79之設備，其進一步包含： 一二向色鏡面，其光學地定位於該第二可掃描鏡面下游，其中該二向色鏡面經組態以選擇性地反射一指定頻率之經接收光；及 一位置感測器，其經定位及經組態以感測由該二向色鏡面反射之光，該經感測光指示該第一可掃描鏡面或該第二可掃描鏡面之一位置。
  86. 如請求項79之設備，其中該第一可掃描鏡面包含一MEMS鏡面。
  87. 如請求項79之設備，其中該第二可掃描鏡面包含一MEMS鏡面。
  88. 如請求項79之設備，其中該處理器經進一步組態以將誘發該經計算週期性相位漂移之該控制信號提供至該等第一及第二驅動器中之僅一者。
  89. 如請求項79之設備，其中該處理器經進一步組態以將一控制信號提供至該第一驅動器且將一第二控制信號提供至該第二驅動器，其中該等第一及第二控制信號在該等第一及第二可掃描鏡面兩者中誘發該週期性相位漂移，使得該週期性相位漂移散佈於該等第一及第二可掃描鏡面中。
  90. 一種系統，其包含： 一雷射雷達傳輸器，其包含一光源及一如請求項79至89中任一項之射束掃描器設備，該雷射雷達傳輸器經組態以自該光源經由該射束掃描器設備而傳輸複數個光脈衝。
  91. 如請求項90之系統，其中該雷射雷達傳輸器進一步包含與該光源及該射束掃描器設備合作之一處理器，該處理器經組態以經由壓縮性感測在一掃描區域內智慧地選擇用於定目標之一範圍點子集。
  92. 一種方法，其包含： 使一第一鏡面及一第二鏡面進行掃描以在一掃描區域內界定一螺旋掃描型樣，其中該掃描包含使該第一鏡面以一衰減型暫態諧振頻率進行掃描；及 在該第一鏡面之該掃描中誘發一週期性相位漂移。
  93. 如請求項92之方法，其進一步包含： 經由該等掃描第一及第二鏡面而將複數個光脈衝傳輸至該掃描區域。
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US15/431,065 US10908262B2 (en) 2016-02-18 2017-02-13 Ladar transmitter with optical field splitter/inverter for improved gaze on scan area portions
US15/431,096 US20170242104A1 (en) 2016-02-18 2017-02-13 Ladar Transmitter with Induced Phase Drift for Improved Gaze on Scan Area Portions

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180350053A1 (en) * 2016-10-31 2018-12-06 Optim Corporation Computer system, and method and program for diagnosing objects
CN109730626A (zh) * 2019-01-31 2019-05-10 北京超维景生物科技有限公司 腔体内窥镜探测装置及三维非线性激光扫描腔体内窥镜
CN110086965A (zh) * 2018-01-25 2019-08-02 台湾东电化股份有限公司 光学系统

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11609336B1 (en) 2018-08-21 2023-03-21 Innovusion, Inc. Refraction compensation for use in LiDAR systems
US9377533B2 (en) 2014-08-11 2016-06-28 Gerard Dirk Smits Three-dimensional triangulation and time-of-flight based tracking systems and methods
KR102510119B1 (ko) 2014-08-15 2023-03-15 에이아이, 아이엔씨. 레이더 전송을 위한 방법 및 시스템
JP6854828B2 (ja) 2015-12-18 2021-04-07 ジェラルド ディルク スミッツ 物体のリアルタイム位置検知
US10042159B2 (en) 2016-02-18 2018-08-07 Aeye, Inc. Ladar transmitter with optical field splitter/inverter
US10754015B2 (en) 2016-02-18 2020-08-25 Aeye, Inc. Adaptive ladar receiver
US10908262B2 (en) 2016-02-18 2021-02-02 Aeye, Inc. Ladar transmitter with optical field splitter/inverter for improved gaze on scan area portions
US9933513B2 (en) 2016-02-18 2018-04-03 Aeye, Inc. Method and apparatus for an adaptive ladar receiver
US10261183B2 (en) 2016-12-27 2019-04-16 Gerard Dirk Smits Systems and methods for machine perception
CN110506220B (zh) 2016-12-30 2023-09-15 图达通智能美国有限公司 多波长lidar设计
US10942257B2 (en) 2016-12-31 2021-03-09 Innovusion Ireland Limited 2D scanning high precision LiDAR using combination of rotating concave mirror and beam steering devices
US11009605B2 (en) 2017-01-05 2021-05-18 Innovusion Ireland Limited MEMS beam steering and fisheye receiving lens for LiDAR system
JP7177065B2 (ja) 2017-01-05 2022-11-22 イノビュージョン インコーポレイテッド ライダーを符号化および復号する方法およびシステム
US10209349B2 (en) 2017-02-17 2019-02-19 Aeye, Inc. Method and system for ladar pulse deconfliction to detect and track other ladar systems
JP7246322B2 (ja) * 2017-05-10 2023-03-27 ジェラルド ディルク スミッツ 走査ミラーシステム及び方法
WO2019023892A1 (en) * 2017-07-31 2019-02-07 SZ DJI Technology Co., Ltd. MOTION-BASED IMPRESSION CORRECTION IN POINT CLOUDS
KR20200028446A (ko) 2017-08-31 2020-03-16 에스지 디제이아이 테크놀러지 코., 엘티디 고체 상태 광 검출 및 레인징(lidar) 시스템, 그리고 고체 상태 광 검출 및 레이징(lidar) 분해능을 향상시키는 시스템 및 방법
US10495757B2 (en) 2017-09-15 2019-12-03 Aeye, Inc. Intelligent ladar system with low latency motion planning updates
WO2019065484A1 (ja) * 2017-09-28 2019-04-04 パイオニア株式会社 測距装置及び光走査装置
WO2019079642A1 (en) 2017-10-19 2019-04-25 Innovusion Ireland Limited LIDAR WITH EXTENDED DYNAMIC RANGE
US11493601B2 (en) 2017-12-22 2022-11-08 Innovusion, Inc. High density LIDAR scanning
CN108258613B (zh) * 2017-12-28 2024-01-09 中国科学院西安光学精密机械研究所 智能巡线光电吊舱及实现巡线的方法
US10591598B2 (en) 2018-01-08 2020-03-17 SOS Lab co., Ltd Lidar device
WO2019135494A1 (ko) 2018-01-08 2019-07-11 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
WO2019139895A1 (en) * 2018-01-09 2019-07-18 Innovusion Ireland Limited Lidar detection systems and methods that use multi-plane mirrors
US11675050B2 (en) 2018-01-09 2023-06-13 Innovusion, Inc. LiDAR detection systems and methods
JP2019132667A (ja) * 2018-01-30 2019-08-08 パイオニア株式会社 走査装置及び測距装置
US11391823B2 (en) 2018-02-21 2022-07-19 Innovusion, Inc. LiDAR detection systems and methods with high repetition rate to observe far objects
WO2019164961A1 (en) 2018-02-21 2019-08-29 Innovusion Ireland Limited Lidar systems with fiber optic coupling
WO2019165095A1 (en) 2018-02-23 2019-08-29 Innovusion Ireland Limited Distributed lidar systems
CN112292608A (zh) 2018-02-23 2021-01-29 图达通爱尔兰有限公司 用于lidar系统的二维操纵系统
US11808888B2 (en) 2018-02-23 2023-11-07 Innovusion, Inc. Multi-wavelength pulse steering in LiDAR systems
CN110231597B (zh) * 2018-03-05 2022-07-12 理光软件研究所（北京）有限公司 自动化设备的定位系统和方法
US11567182B2 (en) 2018-03-09 2023-01-31 Innovusion, Inc. LiDAR safety systems and methods
US10788664B2 (en) 2018-03-22 2020-09-29 Northrop Grumman Systems Corporation Scanning an optical beam about a field of regard with no moving parts
US11789132B2 (en) 2018-04-09 2023-10-17 Innovusion, Inc. Compensation circuitry for lidar receiver systems and method of use thereof
WO2019199775A1 (en) 2018-04-09 2019-10-17 Innovusion Ireland Limited Lidar systems and methods for exercising precise control of a fiber laser
CN108594255B (zh) * 2018-04-20 2021-09-03 武汉大学 一种激光测距辅助光学影像联合平差方法及系统
EP3794395A4 (en) * 2018-05-14 2021-12-29 Lumibird Limited Multiple mirror monostatic scanning lidar optical ranging sensor
CN110579749A (zh) * 2018-06-11 2019-12-17 视锐光科技股份有限公司 飞行时间测距装置以及辨识图像的方法
CN112585492A (zh) 2018-06-15 2021-03-30 图达通爱尔兰有限公司 用于聚焦感兴趣的范围的lidar系统和方法
US11579300B1 (en) 2018-08-21 2023-02-14 Innovusion, Inc. Dual lens receive path for LiDAR system
US11860316B1 (en) 2018-08-21 2024-01-02 Innovusion, Inc. Systems and method for debris and water obfuscation compensation for use in LiDAR systems
US11796645B1 (en) 2018-08-24 2023-10-24 Innovusion, Inc. Systems and methods for tuning filters for use in lidar systems
US11614526B1 (en) 2018-08-24 2023-03-28 Innovusion, Inc. Virtual windows for LIDAR safety systems and methods
US11579258B1 (en) 2018-08-30 2023-02-14 Innovusion, Inc. Solid state pulse steering in lidar systems
US11988748B2 (en) 2018-09-24 2024-05-21 Lawrence Livermore National Security, Llc System and method for adaptable lidar imaging
US10656252B1 (en) 2018-10-25 2020-05-19 Aeye, Inc. Adaptive control of Ladar systems using spatial index of prior Ladar return data
CN109254297B (zh) * 2018-10-30 2023-09-08 杭州欧镭激光技术有限公司 一种激光雷达的光路系统及一种激光雷达
CN113167866A (zh) 2018-11-14 2021-07-23 图达通爱尔兰有限公司 使用多面镜的lidar系统和方法
US11105902B2 (en) 2018-12-07 2021-08-31 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Mirror assembly for light steering
US11119195B2 (en) 2018-12-07 2021-09-14 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Mirror assembly for light steering
US11181621B2 (en) 2018-12-07 2021-11-23 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Mirror assembly for light steering
US10422881B1 (en) * 2018-12-07 2019-09-24 Didi Research America, Llc Mirror assembly for light steering
DE112020000407B4 (de) 2019-01-10 2024-02-15 Innovusion, Inc. Lidar-systeme und -verfahren mit strahllenkung und weitwinkelsignaldetektion
US11486970B1 (en) 2019-02-11 2022-11-01 Innovusion, Inc. Multiple beam generation from a single source beam for use with a LiDAR system
US11977185B1 (en) 2019-04-04 2024-05-07 Seyond, Inc. Variable angle polygon for use with a LiDAR system
US11513223B2 (en) 2019-04-24 2022-11-29 Aeye, Inc. Ladar system and method with cross-receiver
US11556000B1 (en) 2019-08-22 2023-01-17 Red Creamery Llc Distally-actuated scanning mirror
US11372320B2 (en) 2020-02-27 2022-06-28 Gerard Dirk Smits High resolution scanning of remote objects with fast sweeping laser beams and signal recovery by twitchy pixel array
US11422267B1 (en) 2021-02-18 2022-08-23 Innovusion, Inc. Dual shaft axial flux motor for optical scanners
CN113022900A (zh) * 2021-02-25 2021-06-25 上海交通大学 一种运载火箭自动加注机器人结构
EP4260086A1 (en) 2021-03-01 2023-10-18 Innovusion, Inc. Fiber-based transmitter and receiver channels of light detection and ranging systems
US11460552B1 (en) 2021-03-26 2022-10-04 Aeye, Inc. Hyper temporal lidar with dynamic control of variable energy laser source
US11604264B2 (en) 2021-03-26 2023-03-14 Aeye, Inc. Switchable multi-lens Lidar receiver
US11635495B1 (en) 2021-03-26 2023-04-25 Aeye, Inc. Hyper temporal lidar with controllable tilt amplitude for a variable amplitude scan mirror
US11686845B2 (en) 2021-03-26 2023-06-27 Aeye, Inc. Hyper temporal lidar with controllable detection intervals based on regions of interest
US11630188B1 (en) 2021-03-26 2023-04-18 Aeye, Inc. Hyper temporal lidar with dynamic laser control using safety models
US11486977B2 (en) 2021-03-26 2022-11-01 Aeye, Inc. Hyper temporal lidar with pulse burst scheduling
US11500093B2 (en) 2021-03-26 2022-11-15 Aeye, Inc. Hyper temporal lidar using multiple matched filters to determine target obliquity
US11555895B2 (en) 2021-04-20 2023-01-17 Innovusion, Inc. Dynamic compensation to polygon and motor tolerance using galvo control profile
US11614521B2 (en) 2021-04-21 2023-03-28 Innovusion, Inc. LiDAR scanner with pivot prism and mirror
CN117178199A (zh) 2021-04-22 2023-12-05 图达通智能美国有限公司 具有高分辨率和超宽视场的紧凑型光检测和测距设计
EP4314885A1 (en) 2021-05-12 2024-02-07 Innovusion, Inc. Systems and apparatuses for mitigating lidar noise, vibration, and harshness
US11662440B2 (en) 2021-05-21 2023-05-30 Innovusion, Inc. Movement profiles for smart scanning using galvonometer mirror inside LiDAR scanner
US11768294B2 (en) 2021-07-09 2023-09-26 Innovusion, Inc. Compact lidar systems for vehicle contour fitting
WO2023069606A2 (en) * 2021-10-23 2023-04-27 Aeye, Inc. Systems and methods for spatially stepped imaging
US11871130B2 (en) 2022-03-25 2024-01-09 Innovusion, Inc. Compact perception device

Family Cites Families (148)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6926227B1 (en) 1977-04-27 2005-08-09 Bae Systems Information And Electronics Systems Integration Inc. Extended range, light weight laser target designator
DE3245939C2 (de) 1982-12-11 1985-12-19 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Vorrichtung zur Erzeugung eines Bildes des Augenhintergrundes
US5625644A (en) 1991-12-20 1997-04-29 Myers; David J. DC balanced 4B/8B binary block code for digital data communications
JP3042278B2 (ja) 1993-09-17 2000-05-15 三菱電機株式会社 距離測定装置
IL110611A (en) 1994-08-09 1997-01-10 Israel State Apparatus and method for laser imaging
US5557444A (en) 1994-10-26 1996-09-17 University Of Washington Miniature optical scanner for a two axis scanning system
US5596600A (en) 1995-04-06 1997-01-21 Mayflower Communications Company, Inc. Standalone canceller of narrow band interference for spread spectrum receivers
JPH09243943A (ja) 1996-03-13 1997-09-19 Minolta Co Ltd レーザビーム走査光学装置
US5831719A (en) 1996-04-12 1998-11-03 Holometrics, Inc. Laser scanning system
US5988862A (en) 1996-04-24 1999-11-23 Cyra Technologies, Inc. Integrated system for quickly and accurately imaging and modeling three dimensional objects
US5815250A (en) 1997-05-27 1998-09-29 Coherent Technologies, Inc. Doublet pulse coherent laser radar for precision range and velocity measurements
JPH11153664A (ja) 1997-09-30 1999-06-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 繰り返しパルス光を利用した物体検知装置
US6205275B1 (en) 1998-06-22 2001-03-20 Brian E. Melville Fiber optic image transfer assembly and method of using
US6031601A (en) 1998-07-08 2000-02-29 Trimble Navigation Limited Code-space optical electronic distance meter
US6245590B1 (en) * 1999-08-05 2001-06-12 Microvision Inc. Frequency tunable resonant scanner and method of making
AU2000267433A1 (en) 2000-05-16 2001-11-26 Nortel Networks Limited Cellular communications system receivers
DE10104022A1 (de) 2001-01-31 2002-08-01 Bosch Gmbh Robert Radareinrichtung und Verfahren zum Codieren einer Radareinrichtung
US6723975B2 (en) * 2001-02-07 2004-04-20 Honeywell International Inc. Scanner for airborne laser system
AU2002339874A1 (en) 2001-05-23 2002-12-03 Canesta, Inc. Enhanced dynamic range conversion in 3-d imaging
US6683539B2 (en) 2001-12-27 2004-01-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Computer vision based parking assistant
FR2835120B1 (fr) 2002-01-21 2006-10-20 Evolium Sas Procede et dispositif de preparation de signaux destines a etre compares pour etablir une pre-distorsion sur l'entree d'un amplificateur
GB0223512D0 (en) 2002-10-10 2002-11-13 Qinetiq Ltd Bistatic laser radar apparatus
CN1273841C (zh) 2002-12-24 2006-09-06 中国科学院上海技术物理研究所 自适应变速扫描激光成像装置
US6870815B2 (en) 2003-01-30 2005-03-22 Atheros Communications, Inc. Methods for implementing a dynamic frequency selection (DFS) and a temporary channel selection feature for WLAN devices
US7436494B1 (en) 2003-03-28 2008-10-14 Irvine Sensors Corp. Three-dimensional ladar module with alignment reference insert circuitry
US6704619B1 (en) 2003-05-24 2004-03-09 American Gnc Corporation Method and system for universal guidance and control of automated machines
US7474332B2 (en) 2003-08-28 2009-01-06 Raytheon Company Synthetic aperture ladar system and method using real-time holography
US7064810B2 (en) 2003-09-15 2006-06-20 Deere & Company Optical range finder with directed attention
US7643966B2 (en) 2004-03-10 2010-01-05 Leica Geosystems Ag Identification of 3D surface points using context-based hypothesis testing
ITRM20040249A1 (it) 2004-05-17 2004-08-17 Univ Roma Sistema di sorveglianza ad alta precisione mediante multilaterazione dei segnali ssr.
KR20050117047A (ko) 2004-06-09 2005-12-14 삼성전자주식회사 주사각 확장 광학 시스템 및 이를 구비한 레이저 스캐닝장치
US7236235B2 (en) 2004-07-06 2007-06-26 Dimsdale Engineering, Llc System and method for determining range in 3D imaging systems
US7038608B1 (en) 2004-12-16 2006-05-02 Valeo Raytheon Systems, Inc. Digital to analog converter
WO2006076474A1 (en) 2005-01-13 2006-07-20 Arete Associates Optical system with wavefront sensor
US7375804B2 (en) 2005-03-01 2008-05-20 Lockheed Martin Corporation Single detector receiver for multi-beam LADAR systems
US7532311B2 (en) 2005-04-06 2009-05-12 Lockheed Martin Coherent Technologies, Inc. Efficient lidar with flexible target interrogation pattern
EP1712888A1 (en) 2005-04-11 2006-10-18 Agilent Technologies Inc Time-of-flight measurement using pulse sequences
JP2006308482A (ja) 2005-04-28 2006-11-09 Sanyo Electric Co Ltd 検出装置
US7417717B2 (en) 2005-10-05 2008-08-26 Utah State University System and method for improving lidar data fidelity using pixel-aligned lidar/electro-optic data
WO2007046705A1 (en) 2005-10-17 2007-04-26 Yara International Asa System for controlling the concentration of a detrimental substance in a sewer network
US7397019B1 (en) 2005-10-19 2008-07-08 Alliant Techsystems, Inc. Light sensor module, focused light sensor array, and an air vehicle so equipped
US7944548B2 (en) 2006-03-07 2011-05-17 Leica Geosystems Ag Increasing measurement rate in time of flight measurement apparatuses
US8958057B2 (en) 2006-06-27 2015-02-17 Arete Associates Camera-style lidar setup
WO2008008970A2 (en) 2006-07-13 2008-01-17 Velodyne Acoustics, Inc High definition lidar system
EP1901093B1 (de) 2006-09-15 2018-11-14 Triple-IN Holding AG Aufnahme von Entfernungsbildern
US7701558B2 (en) 2006-09-22 2010-04-20 Leica Geosystems Ag LIDAR system
US8884763B2 (en) 2006-10-02 2014-11-11 iRobert Corporation Threat detection sensor suite
WO2008052365A1 (en) 2006-10-30 2008-05-08 Autonosys Inc. Scanning system for lidar
US7961906B2 (en) 2007-01-03 2011-06-14 Science Applications International Corporation Human detection with imaging sensors
IL185355A (en) 2007-08-19 2012-05-31 Sason Sourani Optical device for projection of light beams
US7746450B2 (en) 2007-08-28 2010-06-29 Science Applications International Corporation Full-field light detection and ranging imaging system
JP2009130380A (ja) 2007-11-19 2009-06-11 Ricoh Co Ltd 画像読み取り装置及び画像形成装置
WO2009136969A2 (en) 2008-01-22 2009-11-12 Carnegie Mellon University Apparatuses, systems, and methods for apparatus operation and remote sensing
US7894044B1 (en) 2008-03-11 2011-02-22 Oceanit Laboratories, Inc. Laser for coherent LIDAR
US20090292468A1 (en) 2008-03-25 2009-11-26 Shunguang Wu Collision avoidance method and system using stereo vision and radar sensor fusion
US9041915B2 (en) 2008-05-09 2015-05-26 Ball Aerospace & Technologies Corp. Systems and methods of scene and action capture using imaging system incorporating 3D LIDAR
US20090318815A1 (en) 2008-05-23 2009-12-24 Michael Barnes Systems and methods for hyperspectral medical imaging
US7982861B2 (en) 2008-07-31 2011-07-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Time delay and distance measurement
US7924441B1 (en) 2008-08-08 2011-04-12 Mirrorcle Technologies, Inc. Fast and high-precision 3D tracking and position measurement with MEMS micromirrors
US20100204964A1 (en) 2009-02-09 2010-08-12 Utah State University Lidar-assisted multi-image matching for 3-d model and sensor pose refinement
US8120754B2 (en) 2009-02-19 2012-02-21 Northrop Grumman Systems Corporation Light detection and ranging apparatus
US8081301B2 (en) 2009-10-08 2011-12-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army LADAR transmitting and receiving system and method
ES2387484B1 (es) 2009-10-15 2013-08-02 Alfa Imaging S.A. Sistema de multiespectral de barrido.
US20110149268A1 (en) 2009-12-17 2011-06-23 Marchant Alan B Dynamic 3d wind mapping system and method
US8635091B2 (en) 2009-12-17 2014-01-21 Hartford Fire Insurance Company Systems and methods for linking vehicles to telematics-enabled portable devices
WO2011097018A1 (en) 2010-02-05 2011-08-11 Trimble Navigation Limited Systems and methods for processing mapping and modeling data
US20110260036A1 (en) 2010-02-22 2011-10-27 Baraniuk Richard G Temporally- And Spatially-Resolved Single Photon Counting Using Compressive Sensing For Debug Of Integrated Circuits, Lidar And Other Applications
US8605262B2 (en) 2010-06-23 2013-12-10 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Time shifted PN codes for CW LiDAR, radar, and sonar
US8570406B2 (en) 2010-08-11 2013-10-29 Inview Technology Corporation Low-pass filtering of compressive imaging measurements to infer light level variation
US8736818B2 (en) 2010-08-16 2014-05-27 Ball Aerospace & Technologies Corp. Electronically steered flash LIDAR
US8648702B2 (en) 2010-08-20 2014-02-11 Denso International America, Inc. Combined time-of-flight and image sensor systems
WO2012027410A1 (en) 2010-08-23 2012-03-01 Lighttime, Llc Ladar using mems scanning
CN102023082A (zh) 2010-09-29 2011-04-20 中国科学院上海光学精密机械研究所 二维指向镜动态性能检测装置及检测方法
US9255790B2 (en) 2010-10-22 2016-02-09 Neptec Design Group Ltd. Wide angle bistatic scanning optical ranging sensor
EP2469301A1 (en) 2010-12-23 2012-06-27 André Borowski Methods and devices for generating a representation of a 3D scene at very high speed
JP5532003B2 (ja) 2011-03-31 2014-06-25 株式会社デンソーウェーブ レーザレーダ装置
AT511310B1 (de) 2011-04-07 2013-05-15 Riegl Laser Measurement Sys Verfahren zur entfernungsmessung
US9069061B1 (en) 2011-07-19 2015-06-30 Ball Aerospace & Technologies Corp. LIDAR with analog memory
US10027952B2 (en) 2011-08-04 2018-07-17 Trx Systems, Inc. Mapping and tracking system with features in three-dimensional space
US9651417B2 (en) 2012-02-15 2017-05-16 Apple Inc. Scanning depth engine
US20130268862A1 (en) 2012-03-07 2013-10-10 Willow Garage Inc. Point cloud data hierarchy
US9335220B2 (en) 2012-03-22 2016-05-10 Apple Inc. Calibration of time-of-flight measurement using stray reflections
US9315178B1 (en) 2012-04-13 2016-04-19 Google Inc. Model checking for autonomous vehicles
US9176240B2 (en) 2012-07-18 2015-11-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus and method for channel count reduction in solid-state-based positron emission tomography
US9383753B1 (en) 2012-09-26 2016-07-05 Google Inc. Wide-view LIDAR with areas of special attention
CN103033806A (zh) 2012-12-27 2013-04-10 山东理工大学 一种用于机载激光扫描飞行高度变化实时补偿的方法与装置
US9285477B1 (en) 2013-01-25 2016-03-15 Apple Inc. 3D depth point cloud from timing flight of 2D scanned light beam pulses
US20140211194A1 (en) 2013-01-27 2014-07-31 Quanergy Systems, Inc. Cost-effective lidar sensor for multi-signal detection, weak signal detection and signal disambiguation and method of using same
ES2512965B2 (es) 2013-02-13 2015-11-24 Universitat Politècnica De Catalunya Sistema y método para escanear una superficie y programa de ordenador que implementa el método
US9128190B1 (en) 2013-03-06 2015-09-08 Google Inc. Light steering device with an array of oscillating reflective slats
US9110169B2 (en) 2013-03-08 2015-08-18 Advanced Scientific Concepts, Inc. LADAR enabled impact mitigation system
CA2907452A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Peloton Technology Inc. Vehicle platooning systems and methods
US9251587B2 (en) 2013-04-05 2016-02-02 Caterpillar Inc. Motion estimation utilizing range detection-enhanced visual odometry
US9085354B1 (en) 2013-04-23 2015-07-21 Google Inc. Systems and methods for vertical takeoff and/or landing
US9069080B2 (en) 2013-05-24 2015-06-30 Advanced Scientific Concepts, Inc. Automotive auxiliary ladar sensor
CN103324945B (zh) 2013-07-08 2016-12-28 南京大学 一种基于模式识别的森林点云分类方法
US9261881B1 (en) 2013-08-01 2016-02-16 Google Inc. Filtering noisy/high-intensity regions in laser-based lane marker detection
US9435653B2 (en) 2013-09-17 2016-09-06 GM Global Technology Operations LLC Sensor-aided vehicle positioning system
WO2015100483A1 (en) 2014-01-06 2015-07-09 Geodigital International Inc. Determining portions of a roadway model requiring updating
US9305219B2 (en) 2014-01-23 2016-04-05 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method for estimating free space using a camera system
US9626566B2 (en) 2014-03-19 2017-04-18 Neurala, Inc. Methods and apparatus for autonomous robotic control
CN103885065B (zh) 2014-03-21 2016-04-13 中国科学院上海光学精密机械研究所 双波长双脉冲的无模糊激光测距装置
US9952323B2 (en) 2014-04-07 2018-04-24 Samsung Electronics Co., Ltd. High resolution, high frame rate, low power image sensor
US9360554B2 (en) 2014-04-11 2016-06-07 Facet Technology Corp. Methods and apparatus for object detection and identification in a multiple detector lidar array
US20150334371A1 (en) 2014-05-19 2015-11-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Optical safety monitoring with selective pixel array analysis
FR3021938B1 (fr) 2014-06-04 2016-05-27 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'aide au parking et vehicule equipe d'un tel dispositif.
JP6459239B2 (ja) * 2014-06-20 2019-01-30 船井電機株式会社 レーザレンジファインダ
CN106415309B (zh) 2014-06-27 2019-07-30 Hrl实验室有限责任公司 扫描激光雷达及其制造方法
US9575341B2 (en) 2014-06-28 2017-02-21 Intel Corporation Solid state LIDAR circuit with waveguides tunable to separate phase offsets
US10068373B2 (en) 2014-07-01 2018-09-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device for providing map information
US9575184B2 (en) 2014-07-03 2017-02-21 Continental Advanced Lidar Solutions Us, Inc. LADAR sensor for a dense environment
US9377533B2 (en) 2014-08-11 2016-06-28 Gerard Dirk Smits Three-dimensional triangulation and time-of-flight based tracking systems and methods
KR102510119B1 (ko) 2014-08-15 2023-03-15 에이아이, 아이엔씨. 레이더 전송을 위한 방법 및 시스템
US9278689B1 (en) 2014-11-13 2016-03-08 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Autonomous vehicle detection of and response to emergency vehicles
US9638801B2 (en) 2014-11-24 2017-05-02 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc Depth sensing using optical pulses and fixed coded aperature
US9692937B1 (en) 2014-12-22 2017-06-27 Accusoft Corporation Methods and apparatus for identifying lines in an image and using identified lines
US9581967B1 (en) 2015-01-07 2017-02-28 Lockheed Martin Coherent Technologies, Inc. Motion compensated multi-wavelength digital holography
US10209362B2 (en) 2015-03-27 2019-02-19 Sensors Unlimited, Inc. Detecting, tracking, and decoding pulse repetition frequency laser energy from laser designators
US9698182B2 (en) 2015-03-30 2017-07-04 Hamilton Sundstrand Corporation Digital imaging and pulse detection array
US10289940B2 (en) 2015-06-26 2019-05-14 Here Global B.V. Method and apparatus for providing classification of quality characteristics of images
US10527726B2 (en) 2015-07-02 2020-01-07 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for LIDAR with DMD
JP2018533026A (ja) 2015-11-05 2018-11-08 ルミナー テクノロジーズ インコーポレイテッド 高分解能のデプスマップを作成するための、改善された走査速度を有するライダーシステム
CN108603758A (zh) 2015-11-30 2018-09-28 卢米诺技术公司 具有分布式激光器和多个传感器头的激光雷达系统和激光雷达系统的脉冲激光器
EP3196593B1 (en) 2016-01-21 2018-01-17 Safran Vectronix AG Stabilized observation with lrf function
US10627490B2 (en) 2016-01-31 2020-04-21 Velodyne Lidar, Inc. Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging
DK3206045T3 (da) 2016-02-15 2021-06-21 Airborne Hydrography Ab Enkelt foton lidar scanner
US9933513B2 (en) 2016-02-18 2018-04-03 Aeye, Inc. Method and apparatus for an adaptive ladar receiver
US10908262B2 (en) 2016-02-18 2021-02-02 Aeye, Inc. Ladar transmitter with optical field splitter/inverter for improved gaze on scan area portions
US10042159B2 (en) 2016-02-18 2018-08-07 Aeye, Inc. Ladar transmitter with optical field splitter/inverter
WO2017143183A1 (en) 2016-02-18 2017-08-24 Aeye, Inc. Ladar transmitter with improved gaze on scan area portions
US10754015B2 (en) 2016-02-18 2020-08-25 Aeye, Inc. Adaptive ladar receiver
WO2017143217A1 (en) 2016-02-18 2017-08-24 Aeye, Inc. Adaptive ladar receiver
CA3017735C (en) 2016-03-19 2023-03-14 Velodyne Lidar, Inc. Integrated illumination and detection for lidar based 3-d imaging
JP7183046B2 (ja) 2016-03-21 2022-12-05 ベロダイン ライダー ユーエスエー，インコーポレイテッド 可変照射強度を有するｌｉｄａｒに基づく三次元撮像
WO2017165318A1 (en) 2016-03-21 2017-09-28 Velodyne Lidar, Inc. Lidar based 3-d imaging with varying illumination field density
JP2019512704A (ja) 2016-03-21 2019-05-16 ベロダイン ライダー， インク． 可変パルス繰返し数を有するｌｉｄａｒに基づく三次元撮像
US10473784B2 (en) 2016-05-24 2019-11-12 Veoneer Us, Inc. Direct detection LiDAR system and method with step frequency modulation (FM) pulse-burst envelope modulation transmission and quadrature demodulation
US10859700B2 (en) 2016-07-21 2020-12-08 Z-Senz Llc Systems, devices, and/or methods for encoded time of flight light detection and ranging
US9928432B1 (en) 2016-09-14 2018-03-27 Nauto Global Limited Systems and methods for near-crash determination
KR102496509B1 (ko) 2016-09-20 2023-02-07 이노비즈 테크놀로지스 엘티디 Lidar 시스템 및 방법
EP3532863A4 (en) 2016-10-31 2020-06-03 Gerard Dirk Smits FAST SCAN LIDAR WITH DYNAMIC VOXEL PROBE
JP7169272B2 (ja) 2016-11-16 2022-11-10 イノヴィズ テクノロジーズ リミテッド Ｌｉｄａｒシステム及び方法
US10942257B2 (en) 2016-12-31 2021-03-09 Innovusion Ireland Limited 2D scanning high precision LiDAR using combination of rotating concave mirror and beam steering devices
US10209349B2 (en) 2017-02-17 2019-02-19 Aeye, Inc. Method and system for ladar pulse deconfliction to detect and track other ladar systems
US10007001B1 (en) 2017-03-28 2018-06-26 Luminar Technologies, Inc. Active short-wave infrared four-dimensional camera
US20180284234A1 (en) 2017-03-29 2018-10-04 Luminar Technologies, Inc. Foveated Imaging in a Lidar System
US20180306927A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for pulse repetition sequence with high processing gain
US10495757B2 (en) 2017-09-15 2019-12-03 Aeye, Inc. Intelligent ladar system with low latency motion planning updates

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180350053A1 (en) * 2016-10-31 2018-12-06 Optim Corporation Computer system, and method and program for diagnosing objects
US10643328B2 (en) * 2016-10-31 2020-05-05 Optim Corporation Computer system, and method and program for diagnosing objects
CN110086965A (zh) * 2018-01-25 2019-08-02 台湾东电化股份有限公司 光学系统
CN109730626A (zh) * 2019-01-31 2019-05-10 北京超维景生物科技有限公司 腔体内窥镜探测装置及三维非线性激光扫描腔体内窥镜
CN109730626B (zh) * 2019-01-31 2024-03-15 北京超维景生物科技有限公司 腔体内窥镜探测装置及三维非线性激光扫描腔体内窥镜

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