WO2021025580A1 - Polarization-sensitive lidar - Google Patents
Polarization-sensitive lidar Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021025580A1 WO2021025580A1 PCT/RU2019/000561 RU2019000561W WO2021025580A1 WO 2021025580 A1 WO2021025580 A1 WO 2021025580A1 RU 2019000561 W RU2019000561 W RU 2019000561W WO 2021025580 A1 WO2021025580 A1 WO 2021025580A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- polarization
- cells
- radiation
- mask
- photosensitive elements
- Prior art date
Links
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
- 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
-
- 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
Definitions
- the proposed technical solution relates to the field of quantum electronics, namely, scanning laser rangefinders (lidars) designed to build a three-dimensional map of an area by scanning a laser beam to identify areas covered with water or ice.
- scanning laser rangefinders lidars
- lidar application is the construction of a three-dimensional map around cars, trains and aircraft, which allows the development and production of not only information assistance systems for a driver or operator, but also systems for automated transport movement. Modern automated movement systems must work even in unfavorable weather conditions.
- One of the most common adverse factors for road transport is the presence of water and ice on the road surface, caused by rain, snow, melting snow or floods.
- a polarization-sensitive lidar device based on the emission of a laser radiation, pre-structured by polarization states in a separate radiation separation module and subsequent modules of polarization conversion in at least two laser beams.
- This device requires laser sources with increased power due to the need to separate laser beams, their conversion and subsequent convergence, and also has a reduced resistance to mechanical vibrations and reduced mass-dimensional characteristics necessary for use in the field of automated transport, due to the duplication of optical systems in polarization modules. transformation.
- the objective of the invention is to create a scanning laser rangefinder (lidar) that allows real-time construction of a three-dimensional map of an area by scanning with a laser beam near a vehicle with the identification of areas covered with water or ice.
- a scanning laser rangefinder lidar
- the technical result of the proposed technical solution is the creation of a scanning laser rangefinder (lidar) with the identification of areas covered with water or ice.
- a scanning laser rangefinder lidar
- Using the information received about the presence of objects or surfaces covered with water or ice, and their coordinates within the scanned area of space will make it possible to create not only information assistance systems for the driver or operator in adverse weather conditions conditions, but also systems for the automated movement of vehicles in adverse weather conditions.
- a polarization-sensitive lidar containing an emitting module, including at least a laser source with an installed trace, a collimating optical system and a scanning system, and a detection module including a focusing lens, an array of photosensitive elements, characterized in that before photosensitive elements set a polarization mask of periodically composed cells, each of which transmits radiation with a strictly specified polarization, while the size and location of the cells is selected so that radiation through each cell can be detected by at least one pixel of the matrix.
- the device can use a matrix of photosensitive elements based on an architecture that provides separate output of information from pixels located under different types of mask cells, while the number of electrical outputs should be no less than the number of mask cell types.
- two types of cells can be used that transmit radiation in orthogonal states of polarization, while the cells are staggered. It is also possible to implement with four types of cells that transmit radiation, polarized linearly, respectively, with a deviation from the vertical direction of 0 °, ⁇ 45 °, ⁇ 90 ° and ⁇ 135 °, while the cells of these four different types form an elementary group in the form of a square.
- the size of the cells is usually in the range from 0.5 ⁇ m to 500 ⁇ m, while the source of laser radiation can be a near infrared laser diode with wavelengths from 0.8 to 2.0 ⁇ m.
- a possible implementation of the device is the use of unpolarized laser radiation.
- the solution may contain a system for processing data from a matrix of photosensitive elements.
- FIG. 1 shows a diagram of a polarization sensitive lidar.
- FIG. 2. shows a diagram of the operation of a polarization-sensitive lidar in the case of the presence of a diffuse coating (A) or with a smooth coating (B) at the scanning point of an object or surface, mainly due to the presence of a water or ice coating.
- FIG. 3 examples of some variants of the two-dimensional polarization mask execution scheme are presented.
- FIG. 4 examples of some variants of the scheme of the photosensitive element of the polarization-sensitive detecting module are presented.
- FIG. 5 shows examples of some variants of the mutual arrangement of the photosensitive element, two-dimensional polarization mask and radiation focused in the detecting module, reflected or scattered from the object in the scanning area.
- the unpolarized radiation of the laser source is collimated by the optical system to obtain a weakly diverging probe laser beam, which hits the scanning system, which deflects the laser beam at an angle set by the control subsystem of the lidar.
- the probing laser beam enters the scanned area of space, a three-dimensional map of which is planned to be constructed by means of a polarization-sensitive lidar with the identification of areas covered with water or ice.
- the polarization composition of the probe radiation changes depending on the type and condition of the surface of the reflecting and scattering object:
- the reflected and backscattered part of the probe radiation partially passes through the aperture of the lidar, then passes in the opposite direction through the scanning system and, by means of a deflecting mirror, is partially directed to the optical detection system, which consists of a focusing subsystem, which focuses a part of the reflected or scattered that has reached it.
- probe radiation on a polarization-sensitive detecting module consisting of a two-dimensional polarization mask and a photosensitive element.
- various polarization components are analyzed within a single polarization-sensitive detecting module and a single corresponding optical system, which separate and filter different polarization components of radiation only immediately in front of a single photosensitive element. Separation and filtration of various polarization components of radiation is performed by means of a two-dimensional polarization mask superimposed on the photosensitive element, which consists of periodically composed cells, each of which is designed to transmit only a given state of polarization.
- a two-dimensional polarizer is known (patent CN 106358443, published on January 25, 2017), used to transform and filter individual states of polarization in front of photosensitive matrices of video cameras, but limited only by the technology of creating polarization cells inside the polarizer based on a periodic increase and decrease in the concentration of oxygen ions in the polarizer material, having a low contrast of the refractive index (at the level of 0.1% of the refractive index of the polarizer) and small dimensions of the region of the refractive index (at the level of 20 ⁇ m along the direction of the laser beam passage through the polarizer), which do not allow changing the polarization vector to orthogonal due to the passage of the polarizer and, as a consequence, limiting the scope of this design solution.
- the polarization mask in the proposed solution is stationary and is manufactured using a technology selected from the group containing the photolithographic method, the electron-lithographic method and the method of femtosecond recording of birefringent nanogratings in optical materials.
- the transverse size of each of the cells of the polarization mask is in the range from 1 to 500 ⁇ m, the value of which is selected based on the parameters of the photosensitive element and the optical system of the polarization-sensitive detection module.
- the transverse size of each of the cells of the polarization mask must be at least not less than the transverse size of a unit cell of the photosensitive element (pixel), and also at least 2 times less the diameter of the focal spot at the intensity level 1 / e 2 on the photosensitive element from radiation scattered or reflected back from the object in the scanning area, focused by the optical system of the polarization-sensitive detecting module.
- the cells of the two-dimensional polarization mask differ from each other in the state of polarization of the laser radiation, which they transmit to the photosensitive element.
- the cells transmitting different polarization states are grouped in a periodic manner so that in the region limited by the focal spot diameter at the intensity level 1 / e 2 on the photosensitive element, there are cells that transmit all the polarization states available for the indicated polarization mask.
- the set of polarization states realized on a polarization mask must include at least two orthogonal linear polarizations of laser radiation.
- the photosensitive element of the polarization-sensitive detecting module is based on an architecture that provides separate information output from separate groups of unit cells of the photosensitive element (groups of pixels). Groups of single pixels are located on the photosensitive element in such a way as to geometrically coincide with only one polarization state passing through the cells of the polarization mask. The number of independent electrical outputs from the photosensitive element must match the number of different polarization states passed by the polarization mask.
- the photosensitive element of the polarization-sensitive detecting module is an array of periodically located photodiodes made on the basis of a technology selected from the group containing avalanche photodiodes, photodiodes operating in the photon counting mode, and PIN photodiodes.
- the lidar data processing system for each point by the angles of deflection within the scanned area of space calculates not only the delay time between the moment of emission of the probe laser pulse and the moments of detection of reflected or backscattered radiation, but also the polarization composition of the reflected or backscattered radiation by comparing the amplitude of the signals that arrived from independent electrical outputs of the photosensitive element corresponding to various states of polarization transmitted by the polarization mask.
- a three-dimensional map is constructed, supplemented at each scanning point in angles with a quantitatively measured state of polarization of reflected or backscattered radiation.
- the identification of areas covered by water or ice within the lidar data processing system is based on an analysis using adaptively and automatically determined threshold values for the amplitude of all polarization states included in the above set, supported by a two-dimensional polarization mask.
- Versions of the polarization mask are: placing the cells of the polarization mask, maintaining orthogonal states of polarization, periodically in a checkerboard pattern; placing groups of cells that maintain linear states of polarization with a deviation from the vertical direction by 0 °, ⁇ 45 °, ⁇ 90 ° and ⁇ 135 °, in a periodic manner in groups of these four different cells.
- These options may be in demand depending on the problem being solved, the cell size of the photosensitive element, the cell size of the two-dimensional polarization mask, and the diameter of the radiation focused on the photosensitive element.
- Such systems are most in demand for building a three-dimensional map around cars, trains and aircraft, which allows you to develop and produce not only information assistance systems for the driver or operator, but also systems for automated transport movement, notifying the presence of objects and surfaces with water or ice in the scanning area. coated, but may have other uses.
- the invention described in this document can be integrated into the above more complex technical systems with extended functionality, giving them at least the following information measured and calculated within the lidar data processing system: the current state of the main characteristics of the lidar (power supply parameters, performance parameters system, current scanning system deflection angle and responses to information requests of the supersystem, including software versions and their settings); measured distances to objects in the scanning area both at the current moment and upon completion of scanning of the entire accessible area (frame-by-frame information delivery), the polarization composition of the reflected and backscattered radiation in the scanning area both at the current moment and upon completion of scanning of the entire accessible area ( frame-by-frame information delivery); an information mark about the presence or absence of objects and surfaces with a smooth coating, mainly due to the presence of water or ice cover, in the scanning area both at the current moment and after the completion of scanning of the entire available area (frame-by-frame information delivery) indicating their location in relative coordinates inside scanned area.
- the current state of the main characteristics of the lidar power supply parameters, performance parameters system, current scanning
- Fig. 1 a diagram of a polarization sensitive lidar is presented. From the laser source 1, unpolarized radiation 2 is collimated by the optical system 3 to obtain a weakly diverging probe laser beam, which hits the scanning system 4, deflecting the laser beam at an angle set by the control subsystem of the lidar 5. Through the aperture of the lidar 6, the probe laser beam enters the scanned region of space 7, a three-dimensional map of which is planned to be built using a polarization-sensitive lidar with the identification of areas covered by water or ice.
- the reflected or scattered radiation 9 partially passes through the aperture of the lidar 6, then passes in the opposite direction through the scanning system 4 and, by means of a deflecting mirror inside the scanning system 4, is partially directed to the optical detection system 10
- the measured radiation parameters 9 are transmitted via the information exchange channel 11 to the data processing system of the lidar 12.
- the control subsystem of the lidar 5 exchanges information streams 13 with the scanning system 4, setting the scanning parameters and receiving back information about the current state of the scanning system 4.
- FIG. 2. shows a diagram of the operation of a polarization-sensitive lidar in the case of the presence of a diffuse coating (A) or with a smooth coating (B) at the scanning point of an object or surface, mainly due to the presence of a water or ice coating.
- Probing radiation 2 with its inherent polarization composition 15 comes out of the polarization-sensitive lidar 14.
- Reflecting and scattering an object or surface 8 in the scanned area of space the polarization composition of the reflected or backscattered radiation either slightly changes to state 16 in the case of a diffuse object or surface 8, or significantly changes to state 17 in the case of an object or surface 8 with a smooth coating (B), mainly due to the presence of a water or ice coating.
- FIG. 3. shows examples of some variants of the scheme of execution of a two-dimensional polarization mask 18, consisting of periodically composed cells 19 of a two-dimensional polarization mask with an indication of the supported polarization states 20.
- FIG. 4. shows examples of some variants of the scheme of the photosensitive element of the polarization-sensitive detecting module, consisting of separate groups of 22 unit cells of the photosensitive element 21. The number of independent electrical outputs 25, 26, 29, 30 s of the photosensitive element should coincide with the number of different states of polarization transmitted mask. In this case, each group of pixels 22 is connected by means of electrical contacts 23, 24, 27, 28 with the corresponding electrical outputs 25, 26, 29, 30 of the photosensitive element in the order determined by the topology of the two-dimensional polarization mask.
- FIG. 5 shows an example of a variant of the mutual arrangement of the photosensitive element and a two-dimensional polarization mask with an indication of their structural elements.
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
The invention relates to the field of quantum electronics. A polarization-sensitive lidar contains an emitting module comprising at least a source of laser radiation immediately upstream of a collimating optical system and a scanning system, and a detecting module comprising a focusing lens, and an array of photosensitive elements. In front of the photosensitive elements there is a polarizing mask comprised of periodically arranged cells, each of which transmits radiation with a strictly predetermined polarization. The size and position of the cells is selected such that the radiation through each cell can be detected by at least one pixel of the array. The information obtained about the presence of objects or surfaces covered with water or ice and their location within a scanned region of space can be used to create information support systems for a driver or operator in adverse weather conditions and systems for automatic traffic control in adverse weather conditions.
Description
ПОЛЯРИЗАЦИОННО ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЛИДАР POLARIZING SENSITIVE LIDAR
Область техники Technology area
Предлагаемое техническое решение относится к области квантовой электроники, а именно, к сканирующим лазерным дальномерам (лидарам), предназначенным для построения трехмерной карты области посредством сканирования лазерным лучом с выявлением областей, покрытых водой или льдом. The proposed technical solution relates to the field of quantum electronics, namely, scanning laser rangefinders (lidars) designed to build a three-dimensional map of an area by scanning a laser beam to identify areas covered with water or ice.
Уровень техники State of the art
В последнее время одним из распространенных направлений применения лазерных технологий является сканирующая лазерная дальнометрия. Одной из наиболее значимых областей применения лидаров является построение трехмерной карты вокруг автомобилей, поездов и летательных аппаратов, которое позволяет разрабатывать и производить не только системы информационной помощи водителю или оператору, но и системы автоматизированного передвижения транспорта. Современные системы автоматизированного передвижения должны работать и в не благоприятных погодных условиях. Одним из наиболее часто встречающихся неблагоприятных факторов для передвижения наземного транспорта является присутствие воды и льда на дорожном покрытии, вызванное дождем, снегом, таянием снега или наводнениями. Известны способы построения трехмерной карты вокруг передвигающихся объектов при помощи видеокамер и лидаров, однако они не обеспечивают достаточную достоверность обнаружения воды или льда на проезжей части. При этом, использование информации о поляризации отраженного или рассеянного назад излучения является перспективным подходом к решению этой проблемы. Известны также способы определения областей с водой или льдом на дорожном покрытии с использованием поляризационно чувствительных видеокамер или набора из нескольких лидаров, чувствительных лишь к одному направлению поляризации каждый. Тем не менее, существующие решения не обладают достаточной для масштабного внедрения эффективностью с точки зрения дальности работы, вероятности определения опасного участка дорожного покрытия, покрытого водой или льдом, а также стоимости и масса-габаритных характеристик, вследствие дублирования подавляющего большинства своих подсистем для обеспечения чувствительности к ортогональным поляризациям света. Recently, one of the widespread areas of application of laser technologies is scanning laser ranging. One of the most significant areas of lidar application is the construction of a three-dimensional map around cars, trains and aircraft, which allows the development and production of not only information assistance systems for a driver or operator, but also systems for automated transport movement. Modern automated movement systems must work even in unfavorable weather conditions. One of the most common adverse factors for road transport is the presence of water and ice on the road surface, caused by rain, snow, melting snow or floods. There are known methods of constructing a three-dimensional map around moving objects using video cameras and lidars, but they do not provide sufficient reliability in detecting water or ice on the roadway. Moreover, the use of information on the polarization of reflected or backscattered radiation is a promising approach to solving this problem. There are also known methods for determining areas with water or ice on the road surface using polarization-sensitive video cameras or a set of several lidars, each sensitive to only one direction of polarization. However, the existing solutions do not have sufficient efficiency for large-scale implementation in terms of the range of operation, the probability of identifying a hazardous section of the road surface covered with water or ice, as well as cost and weight-dimensional characteristics, due to the duplication of the vast majority of their subsystems to ensure sensitivity to orthogonal polarizations of light.
Из патентной заявки CN101201403 от 18 июня 2008 года известно устройство поляризационно чувствительного лидара, основанного на испускании лазерного
излучения, предварительно структурированного по состояниям поляризации в отдельном модуле разделения излучения и последующих модулях поляризационного преобразования в, как минимум, двух лазерных пучках. Данное устройство требует лазерных источников с повышенной мощностью вследствие необходимости разделения лазерных пучков, их преобразования и последующего сведения, а также обладает сниженной устойчивостью к механическим вибрациям и сниженными масса- габаритными характеристиками, необходимыми для применения в области автоматизированного транспорта, вследствие дублирования оптических систем в модулях поляризационного преобразования. From patent application CN101201403 dated June 18, 2008, a polarization-sensitive lidar device based on the emission of a laser radiation, pre-structured by polarization states in a separate radiation separation module and subsequent modules of polarization conversion in at least two laser beams. This device requires laser sources with increased power due to the need to separate laser beams, their conversion and subsequent convergence, and also has a reduced resistance to mechanical vibrations and reduced mass-dimensional characteristics necessary for use in the field of automated transport, due to the duplication of optical systems in polarization modules. transformation.
Из патентных документов DE19893930272 от 19 апреля 1990 года и KR20160050436 от 11 мая 2016 года известны устройства, позволяющее в лидаре независимо измерить обе ортогональные составляющие поляризации рассеянного назад излучения посредством дублирования детектирующей системы, то есть, создания, как минимум, двух отдельных детектирующих подсистем, чувствительных лишь к своему направлению поляризации каждая. Также известно устройство для обеспечения системы автономного движения автомобиля (патентная заявка KR20130133869 от 9 декабря 2013 года), позволяющее в лидаре независимо измерить обе ортогональные составляющие поляризации рассеянного назад излучения посредством полного дублирования систем лидара, настроенных каждый на свое состояние поляризации, ортогональное второму. Указанные устройства обладают низкой экономической эффективностью вследствие полного дублирования наиболее дорогих и сложных подсистем лидара, а также обладают сниженными масса-габаритными характеристиками, как было указано выше. From patent documents DE19893930272 dated April 19, 1990 and KR20160050436 dated May 11, 2016, devices are known that make it possible to independently measure both orthogonal polarization components of backscattered radiation in a lidar by duplicating a detection system, that is, creating at least two separate detection subsystems, sensitive only to its own direction of polarization each. Also known is a device for providing an autonomous vehicle motion system (patent application KR20130133869 dated December 9, 2013), which makes it possible to independently measure both orthogonal polarization components of backscattered radiation in the lidar by completely duplicating the lidar systems, each tuned to its own polarization state orthogonal to the second. These devices have low economic efficiency due to complete duplication of the most expensive and complex lidar subsystems, and also have reduced weight and overall characteristics, as indicated above.
Техническая задача и технический результат Technical task and technical result
Задачей изобретения является создание сканирующего лазерного дальномера (лидара), позволяющего в реальном времени строить трехмерную карту области посредством сканирования лазерным лучом рядом с транспортным средством с выявлением областей, покрытых водой или льдом. The objective of the invention is to create a scanning laser rangefinder (lidar) that allows real-time construction of a three-dimensional map of an area by scanning with a laser beam near a vehicle with the identification of areas covered with water or ice.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является создание сканирующего лазерного дальномера (лидара) с выявлением областей, покрытых водой или льдом. Использование полученной информации о наличии объектов или поверхностей, покрытых водой или льдом, и их координате в рамках сканируемой области пространства позволит создать не только системы информационной помощи водителю или оператору в неблагоприятных погодных
условиях, но и системы автоматизированного передвижения транспорта в неблагоприятных погодных условиях. The technical result of the proposed technical solution is the creation of a scanning laser rangefinder (lidar) with the identification of areas covered with water or ice. Using the information received about the presence of objects or surfaces covered with water or ice, and their coordinates within the scanned area of space will make it possible to create not only information assistance systems for the driver or operator in adverse weather conditions conditions, but also systems for the automated movement of vehicles in adverse weather conditions.
Решение Decision
Для решения поставленной задачи предлагается поляризационно-чувствительный лидар, содержащий излучающий модуль, включающий, по крайней мере, источник лазерного излучения с установленным следом коллимирующую оптическую систему и сканирующую систему, и детектирующий модуль, включающий фокусирующий объектив, матрицу фоточувствительных элементов, отличающийся тем, что перед фоточувствительными элементами устанавливают поляризационную маску из периодически составленных ячеек, каждая из которых пропускает излучение со строго заданной поляризацией, при этом размер и расположение ячеек подбирается таким образом, чтобы излучение через каждую ячейку можно было детектировать, по крайней мере, одним пикселем матрицы. To solve this problem, a polarization-sensitive lidar is proposed, containing an emitting module, including at least a laser source with an installed trace, a collimating optical system and a scanning system, and a detection module including a focusing lens, an array of photosensitive elements, characterized in that before photosensitive elements set a polarization mask of periodically composed cells, each of which transmits radiation with a strictly specified polarization, while the size and location of the cells is selected so that radiation through each cell can be detected by at least one pixel of the matrix.
В устройстве может использоваться матрица фоточувствительных элементов, основанная на архитектуре, обеспечивающей раздельный вывод информации с пикселей, расположенных под разными типами ячеек маски, при этом число электрических выходов должно быть не меньше количества типов ячеек маски. The device can use a matrix of photosensitive elements based on an architecture that provides separate output of information from pixels located under different types of mask cells, while the number of electrical outputs should be no less than the number of mask cell types.
В возможной реализации устройства могут использоваться два типа ячеек, пропускающих излучение в ортогонально состояниях поляризации, при этом ячейки расположены в шахматном порядке. Также возможна реализация с четырьмя типами ячеек, пропускающих излучение, поляризованное линейно соответственно с отклонением от вертикального направления на 0°, ±45°, ±90° и ±135°, при этом ячейки указанных четырех различных типов образуют элементарную группу в форме квадрата. In a possible implementation of the device, two types of cells can be used that transmit radiation in orthogonal states of polarization, while the cells are staggered. It is also possible to implement with four types of cells that transmit radiation, polarized linearly, respectively, with a deviation from the vertical direction of 0 °, ± 45 °, ± 90 ° and ± 135 °, while the cells of these four different types form an elementary group in the form of a square.
Размер ячеек обычно лежит в пределах от 0,5 мкм до 500 мкм, при этом источником лазерного излучения может служить лазерный диод ближнего инфракрасного диапазона с длинами волн от 0,8 до 2,0 мкм. The size of the cells is usually in the range from 0.5 μm to 500 μm, while the source of laser radiation can be a near infrared laser diode with wavelengths from 0.8 to 2.0 μm.
Возможной реализаций устройства является использование неполяризованного лазерного излучения. A possible implementation of the device is the use of unpolarized laser radiation.
Дополнительно решение может содержать систему обработки данных с матрицы фоточувствительных элементов. Additionally, the solution may contain a system for processing data from a matrix of photosensitive elements.
Описание чертежей Description of drawings
На фиг. 1. представлена схема поляризационно чувствительного лидара.
На фиг. 2. представлена схема работы поляризационно чувствительного лидара в случае наличия в точке сканирования объекта или поверхности диффузным покрытием (А) или с гладким покрытием (Б), преимущественно обусловленным наличием водного или ледяного покрытия. FIG. 1 shows a diagram of a polarization sensitive lidar. FIG. 2. shows a diagram of the operation of a polarization-sensitive lidar in the case of the presence of a diffuse coating (A) or with a smooth coating (B) at the scanning point of an object or surface, mainly due to the presence of a water or ice coating.
На фиг. 3. представлены примеры некоторых вариантов схемы исполнения двухмерной поляризационной маски. FIG. 3. examples of some variants of the two-dimensional polarization mask execution scheme are presented.
На фиг. 4. представлена примеры некоторых вариантов схемы исполнения фоточувствительного элемента поляризационно чувствительного детектирующего модуля. FIG. 4. examples of some variants of the scheme of the photosensitive element of the polarization-sensitive detecting module are presented.
На фиг. 5. представлены примеры некоторых вариантов схемы взаимного расположения фоточувствительного элемента, двухмерной поляризационной маски и фокусированного в детектирующем модуле излучения, отраженного или рассеянного от объекта в области сканирования. FIG. 5. shows examples of some variants of the mutual arrangement of the photosensitive element, two-dimensional polarization mask and radiation focused in the detecting module, reflected or scattered from the object in the scanning area.
Детальное описание решения Detailed solution description
Для решения поставленной задачи неполяризованное излучение лазерного источника коллимируется оптической системой для получения слабо расходящегося зондирующего лазерного луча, который попадает на сканирующую систему, отклоняющую лазерный луч на угол, задаваемый управляющей подсистемой лидара. Через апертуру лидара зондирующий лазерный луч выходит в сканируемую область пространства, трехмерную карту которого планируется построить посредством поляризационно чувствительного лидара с выявлением областей, покрытых водой или льдом. To solve this problem, the unpolarized radiation of the laser source is collimated by the optical system to obtain a weakly diverging probe laser beam, which hits the scanning system, which deflects the laser beam at an angle set by the control subsystem of the lidar. Through the aperture of the lidar, the probing laser beam enters the scanned area of space, a three-dimensional map of which is planned to be constructed by means of a polarization-sensitive lidar with the identification of areas covered with water or ice.
Отражаясь и рассеиваясь от объектов в сканируемой области пространства поляризационный состав зондирующего излучения изменяется в зависимости от типа и состояния поверхности отражающего и рассеивающего объекта: Reflecting and scattering from objects in the scanned area of space, the polarization composition of the probe radiation changes depending on the type and condition of the surface of the reflecting and scattering object:
• Диффузные (шероховатые) поверхности отражают обе поляризации лазерного излучения одинаково. • Diffuse (rough) surfaces reflect both laser polarizations equally.
• Гладкие (мокрые, ледяные) поверхности отражают вертикальную линейную поляризационную составляющую в большей степени, чем ортогональную ей. • Smooth (wet, icy) surfaces reflect the vertical linear polarization component to a greater extent than orthogonal to it.
Отражённая и рассеянная назад часть зондирующего излучения частично проходит сквозь апертуру лидара, далее проходит в обратном направлении сквозь сканирующую систему и посредством отклоняющего зеркала частично направляется в оптическую детектирующую систему, состоящую из фокусирующей подсистемы, которая фокусирует часть дошедшего до нее отраженного или рассеянного
зондирующего излучения на поляризационно чувствительном детектирующем модуле, состоящем из двухмерной поляризационной маски и фоточувствительного элемента. The reflected and backscattered part of the probe radiation partially passes through the aperture of the lidar, then passes in the opposite direction through the scanning system and, by means of a deflecting mirror, is partially directed to the optical detection system, which consists of a focusing subsystem, which focuses a part of the reflected or scattered that has reached it. probe radiation on a polarization-sensitive detecting module, consisting of a two-dimensional polarization mask and a photosensitive element.
При анализе отраженного или рассеянного назад излучения различные поляризационные составляющие анализируются в рамках единого поляризационно- чувствительного детектирующего модуля и единой, соответствующей ему, оптической системы, осуществляющих разделение и фильтрацию различных поляризационных составляющих излучения лишь непосредственно перед единым фоточувствительным элементом. Разделение и фильтрация различных поляризационных составляющих излучения производится посредством накладываемой на фоточувствительный элемент двухмерной поляризационной маски, которая состоит из периодически составленных ячеек, каждая из которых предназначена для пропускания лишь заданного состояния поляризации. When analyzing reflected or backscattered radiation, various polarization components are analyzed within a single polarization-sensitive detecting module and a single corresponding optical system, which separate and filter different polarization components of radiation only immediately in front of a single photosensitive element. Separation and filtration of various polarization components of radiation is performed by means of a two-dimensional polarization mask superimposed on the photosensitive element, which consists of periodically composed cells, each of which is designed to transmit only a given state of polarization.
Известен двухмерный поляризатор (патент CN 106358443, опубликованный 25 января 2017 года), применяемый для преобразования и фильтрации отдельных состояний поляризации перед фоточувствительными матрицами видеокамер, но ограниченный лишь технологией создания поляризационных ячеек внутри поляризатора на основе периодического повышения и понижения концентрации ионов кислорода в материале поляризатора, обладающей невысоким контрастом изменения показателя преломления (на уровне 0.1% от значения показателя преломления поляризатора) и небольшими размерами области изменения показателя преломления (на уровне 20 мкм вдоль направления прохождения лазерного луча через поляризатор), не позволяющими изменить вектор поляризации на ортогональный вследствие прохождения поляризатора и, как следствие, ограничивающими область применения данного конструкторского решения. A two-dimensional polarizer is known (patent CN 106358443, published on January 25, 2017), used to transform and filter individual states of polarization in front of photosensitive matrices of video cameras, but limited only by the technology of creating polarization cells inside the polarizer based on a periodic increase and decrease in the concentration of oxygen ions in the polarizer material, having a low contrast of the refractive index (at the level of 0.1% of the refractive index of the polarizer) and small dimensions of the region of the refractive index (at the level of 20 μm along the direction of the laser beam passage through the polarizer), which do not allow changing the polarization vector to orthogonal due to the passage of the polarizer and, as a consequence, limiting the scope of this design solution.
В отличие от CN 106358443 поляризационная маска в предлагаемом решении является стационарной и изготавливается по технологии, выбранной из группы, содержащей фотолитографиеский метод, электронно-литографический метод и метод фемтосекундной записи двулучепреломляющих нанорешеток в оптических материалах. In contrast to CN 106358443, the polarization mask in the proposed solution is stationary and is manufactured using a technology selected from the group containing the photolithographic method, the electron-lithographic method and the method of femtosecond recording of birefringent nanogratings in optical materials.
Поперечный размер каждой из ячеек поляризационной маски находится в диапазоне от 1 до 500 мкм, величина которого выбирается, исходя из параметров фоточувствительного элемента и оптической системы поляризационно чувствительного детектирующего модуля. Поперечный размер каждой из ячеек поляризационной маски должен быть, по крайне мере, не меньше поперечного размера единичной ячейки фоточувствительного элемента (пикселя), а также, по крайней мере, в 2 раза меньше
диаметра фокусного пятна по уровню интенсивности 1/е2 на фоточувствительном элементе от излучения, рассеянного или отраженного назад от объекта в области сканирования, сфокусированного оптической системой поляризационно- чувствительного детектирующего модуля. Ячейки двухмерной поляризационной маски различаются между собой состоянием поляризации лазерного излучения, которое они пропускают на фоточувствительный элемент. В рамках двухмерной поляризационной маски ячейки, пропускающие различные состояния поляризации, группируются периодическим образом так, чтобы в области, ограниченной диаметром фокусного пятна по уровню интенсивности 1/е2 на фоточувствительном элементе, располагались ячейки, пропускающие все доступные для указанной поляризационной маски состояния поляризации. Набор состояний поляризации, реализуемых на поляризационной маске должен включать, по крайней мере, две ортогональные линейные поляризации лазерного излучения. The transverse size of each of the cells of the polarization mask is in the range from 1 to 500 μm, the value of which is selected based on the parameters of the photosensitive element and the optical system of the polarization-sensitive detection module. The transverse size of each of the cells of the polarization mask must be at least not less than the transverse size of a unit cell of the photosensitive element (pixel), and also at least 2 times less the diameter of the focal spot at the intensity level 1 / e 2 on the photosensitive element from radiation scattered or reflected back from the object in the scanning area, focused by the optical system of the polarization-sensitive detecting module. The cells of the two-dimensional polarization mask differ from each other in the state of polarization of the laser radiation, which they transmit to the photosensitive element. Within the framework of the two-dimensional polarization mask, the cells transmitting different polarization states are grouped in a periodic manner so that in the region limited by the focal spot diameter at the intensity level 1 / e 2 on the photosensitive element, there are cells that transmit all the polarization states available for the indicated polarization mask. The set of polarization states realized on a polarization mask must include at least two orthogonal linear polarizations of laser radiation.
Фоточувствительный элемент поляризационно чувствительного детектирующего модуля основан на архитектуре, обеспечивающей раздельный вывод информации с отдельных групп единичных ячеек фоточувствительного элемента (групп пикселей). Группы единичных пикселей располагаются на фоточувствительном элементе таким образом, чтобы геометрически совпадать лишь с одним состоянием поляризации, проходящем через ячейки поляризационной маски. Количество независимых электрических выходов с фоточувствительного элемента должно совпадать с количеством различных состояний поляризации, пропускаемых поляризационной маской. The photosensitive element of the polarization-sensitive detecting module is based on an architecture that provides separate information output from separate groups of unit cells of the photosensitive element (groups of pixels). Groups of single pixels are located on the photosensitive element in such a way as to geometrically coincide with only one polarization state passing through the cells of the polarization mask. The number of independent electrical outputs from the photosensitive element must match the number of different polarization states passed by the polarization mask.
Фоточувствительный элемент поляризационно чувствительного детектирующего модуля является массивом периодически расположенных фотодиодов, изготовленных на основе технологии, выбранной из группы, содержащей лавинные фотодиоды, фотодиоды, работающие в режиме счета фотонов, а также PIN-фотодиоды. The photosensitive element of the polarization-sensitive detecting module is an array of periodically located photodiodes made on the basis of a technology selected from the group containing avalanche photodiodes, photodiodes operating in the photon counting mode, and PIN photodiodes.
Система обработки данных лидара для каждой точки по углам отклонения в рамках сканируемой области пространства рассчитывает не только время задержки между моментом испускания зондирующего лазерного импульса и моментами детектирования отраженного или рассеянного назад излучения, но и поляризационный состав отраженного или рассеянного назад излучения посредством сравнения амплитуды сигналов, пришедших с независимых электрических выходов фоточувствительного элемента, соответствующих различным состояниям поляризации, пропускаемым поляризационной маской.
На основании указанных полученных данных за каждый цикл сканирования по углам в рамках сканируемой области пространства строится трехмерная карта, дополняемая в каждой точке сканирования по углам количественно измеренным состоянием поляризации отраженного или рассеянного назад излучения. На основе анализа поляризационного состава посредством системы обработки данных лидара в области сканирования выявляются области с пониженной амплитудой горизонтальной линейной поляризационной составляющей излучения, которые соответствуют объектам с гладким покрытием, преимущественно обусловленным наличием водного или ледяного покрытия. The lidar data processing system for each point by the angles of deflection within the scanned area of space calculates not only the delay time between the moment of emission of the probe laser pulse and the moments of detection of reflected or backscattered radiation, but also the polarization composition of the reflected or backscattered radiation by comparing the amplitude of the signals that arrived from independent electrical outputs of the photosensitive element corresponding to various states of polarization transmitted by the polarization mask. On the basis of the indicated data obtained for each cycle of scanning in angles within the scanned area of space, a three-dimensional map is constructed, supplemented at each scanning point in angles with a quantitatively measured state of polarization of reflected or backscattered radiation. Based on the analysis of the polarization composition by means of the lidar data processing system in the scanning area, areas with a reduced amplitude of the horizontal linear polarization component of the radiation are identified, which correspond to objects with a smooth coating, mainly due to the presence of water or ice coating.
Выявление областей, покрытых водой или льдом, в рамках системы обработки данных лидара основано на анализе при помощи адаптивно и автоматизированно определяемых пороговых значений для амплитуды всех состояний поляризации, входящих в указанный выше набор, поддерживаемый двухмерной поляризационной маской. The identification of areas covered by water or ice within the lidar data processing system is based on an analysis using adaptively and automatically determined threshold values for the amplitude of all polarization states included in the above set, supported by a two-dimensional polarization mask.
Вариантами исполнения поляризационной маски являются: размещение ячеек поляризационной маски, поддерживающих ортогональные состояния поляризации, периодически в шахматном порядке; размещение групп ячеек, поддерживающих линейных состояния поляризации с отклонением от вертикального направления на 0°, ±45°, ±90° и ±135°, периодическим образом группами из указанных четырех различных ячеек. Эти варианты могут быть востребованы в зависимости от решаемой задачи, размеров ячеек фоточувствительного элемента, размеров ячеек двухмерной поляризационной маски, а также диаметра сфокусированного на фоточувствительном элементе излучении. Versions of the polarization mask are: placing the cells of the polarization mask, maintaining orthogonal states of polarization, periodically in a checkerboard pattern; placing groups of cells that maintain linear states of polarization with a deviation from the vertical direction by 0 °, ± 45 °, ± 90 ° and ± 135 °, in a periodic manner in groups of these four different cells. These options may be in demand depending on the problem being solved, the cell size of the photosensitive element, the cell size of the two-dimensional polarization mask, and the diameter of the radiation focused on the photosensitive element.
Подобные системы наиболее востребованы для построения трехмерной карты вокруг автомобилей, поездов и летательных аппаратов, которое позволяет разрабатывать и производить не только системы информационной помощи водителю или оператору, но и системы автоматизированного передвижения транспорта, оповещающие о наличии в области сканирования объектов и поверхностей с водным или обледенелым покрытием, но могут иметь иное применение. Such systems are most in demand for building a three-dimensional map around cars, trains and aircraft, which allows you to develop and produce not only information assistance systems for the driver or operator, but also systems for automated transport movement, notifying the presence of objects and surfaces with water or ice in the scanning area. coated, but may have other uses.
Описываемое в настоящем документе изобретение может встраиваться в указанные выше более сложные технические системы с расширенным функционалом, выдавая в них, по крайней мере, следующую измеренную и рассчитанную в рамках системы обработки данных лидара информацию: текущее состояние основных характеристик лидара (параметры электрического питания, параметры работоспособности системы, текущий угол отклонения сканирующей системы и ответы
на информационные запросы надсистемы, включающие версии программного обеспечения и их настройки); измеренные расстояния до объектов в области сканирования как в текущий момент, так и по завершению сканирования всей доступной области (покадровая выдача информации), поляризационный состав отражённого и рассеянного назад излучения в области сканирования как в текущий момент, так и по завершению сканирования всей доступной области (покадровая выдача информации); информационную метку о наличии или отсутствии объектов и поверхностей с гладким покрытием, преимущественно обусловленным наличием водного или ледяного покрытия, в области сканирования как в текущий момент, так и по завершению сканирования всей доступной области (покадровая выдача информации) с указанием их местоположения в относительный координатах внутри сканируемой области. The invention described in this document can be integrated into the above more complex technical systems with extended functionality, giving them at least the following information measured and calculated within the lidar data processing system: the current state of the main characteristics of the lidar (power supply parameters, performance parameters system, current scanning system deflection angle and responses to information requests of the supersystem, including software versions and their settings); measured distances to objects in the scanning area both at the current moment and upon completion of scanning of the entire accessible area (frame-by-frame information delivery), the polarization composition of the reflected and backscattered radiation in the scanning area both at the current moment and upon completion of scanning of the entire accessible area ( frame-by-frame information delivery); an information mark about the presence or absence of objects and surfaces with a smooth coating, mainly due to the presence of water or ice cover, in the scanning area both at the current moment and after the completion of scanning of the entire available area (frame-by-frame information delivery) indicating their location in relative coordinates inside scanned area.
На Фиг.1. представлена схема поляризационно чувствительного лидара. От лазерного источника 1 неполяризованное излучение 2 коллимируется оптической системой 3 для получения слабо расходящегося зондирующего лазерного луча, который попадает на сканирующую систему 4, отклоняющую лазерный луч на угол, задаваемый управляющей подсистемой лидара 5. Через апертуру лидара 6 зондирующий лазерный луч выходит в сканируемую область пространства 7, трехмерную карту которого планируется построить посредством поляризационно чувствительного лидара с выявлением областей, покрытых водой или льдом. Отражаясь и рассеиваясь на объекте или поверхности 8 в сканируемой области пространства 7, отраженное или рассеянное излучение 9 частично проходит сквозь апертуру лидара 6, далее проходит в обратном направлении сквозь сканирующую систему 4 и посредством отклоняющего зеркала внутри сканирующей системы 4 частично направляется в оптическую детектирующую систему 10. Измеренные параметры излучения 9 передаются при помощи канала обмена информации 11 в систему обработки данных лидара 12. Управляющая подсистема лидара 5 обменивается информационными потоками 13 со сканирующей системой 4, задавая параметры сканирования и получая назад информацию о текущем состоянии сканирующей системы 4. Fig. 1. a diagram of a polarization sensitive lidar is presented. From the laser source 1, unpolarized radiation 2 is collimated by the optical system 3 to obtain a weakly diverging probe laser beam, which hits the scanning system 4, deflecting the laser beam at an angle set by the control subsystem of the lidar 5. Through the aperture of the lidar 6, the probe laser beam enters the scanned region of space 7, a three-dimensional map of which is planned to be built using a polarization-sensitive lidar with the identification of areas covered by water or ice. Reflecting and scattering on an object or surface 8 in the scanned area of space 7, the reflected or scattered radiation 9 partially passes through the aperture of the lidar 6, then passes in the opposite direction through the scanning system 4 and, by means of a deflecting mirror inside the scanning system 4, is partially directed to the optical detection system 10 The measured radiation parameters 9 are transmitted via the information exchange channel 11 to the data processing system of the lidar 12. The control subsystem of the lidar 5 exchanges information streams 13 with the scanning system 4, setting the scanning parameters and receiving back information about the current state of the scanning system 4.
На фиг. 2. представлена схема работы поляризационно чувствительного лидара в случае наличия в точке сканирования объекта или поверхности диффузным покрытием (А) или с гладким покрытием (Б), преимущественно обусловленным наличием водного или ледяного покрытия. Из поляризационно чувствительного лидара 14 выходит зондирующее излучение 2 с присущим ему поляризационным составом 15. Отражаясь и рассеиваясь объекта или поверхности 8 в сканируемой области пространства,
поляризационный состав отраженного или рассеянного назад излучения либо незначительно изменяется до состояния 16 в случае диффузного объекта или поверхности 8, либо существенно изменяется до состояния 17 в случае объекта или поверхности 8 с гладким покрытием (Б), преимущественно обусловленным наличием водного или ледяного покрытия. FIG. 2. shows a diagram of the operation of a polarization-sensitive lidar in the case of the presence of a diffuse coating (A) or with a smooth coating (B) at the scanning point of an object or surface, mainly due to the presence of a water or ice coating. Probing radiation 2 with its inherent polarization composition 15 comes out of the polarization-sensitive lidar 14. Reflecting and scattering an object or surface 8 in the scanned area of space, the polarization composition of the reflected or backscattered radiation either slightly changes to state 16 in the case of a diffuse object or surface 8, or significantly changes to state 17 in the case of an object or surface 8 with a smooth coating (B), mainly due to the presence of a water or ice coating.
На фиг. 3. представлены примеры некоторых вариантов схемы исполнения двухмерной поляризационной маски 18, состоящей из периодическим образом составленных ячеек 19 двухмерной поляризационной маски с указанием поддерживаемых ими состояний поляризации 20. На фиг. 4. представлена примеры некоторых вариантов схемы исполнения фоточувствительного элемента поляризационно чувствительного детектирующего модуля, состоящего из отдельных групп 22 единичных ячеек фоточувствительного элемента 21. Количество независимых электрических выходов 25, 26, 29, 30 с фоточувствительного элемента должно совпадать с количеством различных состояний поляризации, пропускаемых поляризационной маской. При этом, каждая группа пикселей 22 соединяется при помощи электрических контактов 23, 24, 27, 28 с соответствующими электрическими выходами 25, 26, 29, 30 фоточувствительного элемента в очередности, определяемой топологией двухмерной поляризационной маски. FIG. 3. shows examples of some variants of the scheme of execution of a two-dimensional polarization mask 18, consisting of periodically composed cells 19 of a two-dimensional polarization mask with an indication of the supported polarization states 20. FIG. 4. shows examples of some variants of the scheme of the photosensitive element of the polarization-sensitive detecting module, consisting of separate groups of 22 unit cells of the photosensitive element 21. The number of independent electrical outputs 25, 26, 29, 30 s of the photosensitive element should coincide with the number of different states of polarization transmitted mask. In this case, each group of pixels 22 is connected by means of electrical contacts 23, 24, 27, 28 with the corresponding electrical outputs 25, 26, 29, 30 of the photosensitive element in the order determined by the topology of the two-dimensional polarization mask.
На фиг. 5. представлен пример варианта схемы взаимного расположения фоточувствительного элемента и двухмерной поляризационной маски с указанием их структурных элементов.
FIG. 5. shows an example of a variant of the mutual arrangement of the photosensitive element and a two-dimensional polarization mask with an indication of their structural elements.
Claims
1. Поляризационно-чувствительный лидар, содержащий излучающий модуль, включающий, по крайней мере, источник лазерного излучения с установленным последовательно коллимирующей оптической системой и сканирующей системой, а также содержащий детектирующий модуль, включающий фокусирующий объектив, матрицу фоточувствительных элементов, отличающийся тем, что перед фоточувствительными элементами устанавливают поляризационную маску из периодически составленных ячеек, каждая из которых пропускает излучение со строго заданной поляризацией, при этом размер и расположение ячеек подбирается таким образом, чтобы излучение через каждую ячейку можно было детектировать, по крайней мере, одним пикселем матрицы. 1. A polarization-sensitive lidar containing an emitting module, including at least a laser radiation source with a collimating optical system and a scanning system installed in series, and also containing a detection module including a focusing lens, an array of photosensitive elements, characterized in that in front of the photosensitive elements set a polarization mask of periodically composed cells, each of which transmits radiation with a strictly specified polarization, while the size and location of the cells are selected so that radiation through each cell can be detected by at least one pixel of the matrix.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что используется матрица фоточувствительных элементов, основанная на архитектуре, обеспечивающей раздельный вывод информации с пикселей, расположенных под разными типами ячеек маски, при этом число электрических выходов не меньше количества типов ячеек маски. 2. The device according to claim 1, characterized in that a matrix of photosensitive elements is used, based on an architecture that provides separate information output from pixels located under different types of mask cells, while the number of electrical outputs is not less than the number of mask cell types.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что используются два типа ячеек, пропускающих излучение в ортогонально состояниях поляризации, при этом ячейки расположены в шахматном порядке. 3. The device according to claim 1, characterized in that two types of cells are used that transmit radiation in orthogonal states of polarization, and the cells are staggered.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что используются четыре типа ячеек, пропускающих излучение, поляризованное линейно соответственно с отклонением от вертикального направления на 0°, ±45°, ±90° и ±135°, при этом ячейки указанных четырех различных типов образуют элементарную группу в форме квадрата. 4. The device according to claim 1, characterized in that four types of cells are used that transmit radiation, polarized linearly, respectively, with a deviation from the vertical direction by 0 °, ± 45 °, ± 90 ° and ± 135 °, while the cells of these four different types form an elementary group in the form of a square.
5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что размер ячеек лежит в пределах от 0,5 мкм до 500 мкм. 5. Device according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the cell size ranges from 0.5 μm to 500 μm.
6. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что источником лазерного излучения является лазерный диод ближнего инфракрасного диапазона с длинами волн от 0,8 до 2,0 мкм. 6. Device according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the source of laser radiation is a near infrared laser diode with wavelengths from 0.8 to 2.0 μm.
7. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что источник излучает неполяризованное лазерное излучение. 7. Device according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the source emits unpolarized laser radiation.
8. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что содержит систему обработки данных с матрицы фоточувствительных элементов.
8. Device according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that it contains a data processing system from a matrix of photosensitive elements.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000561 WO2021025580A1 (en) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | Polarization-sensitive lidar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000561 WO2021025580A1 (en) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | Polarization-sensitive lidar |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021025580A1 true WO2021025580A1 (en) | 2021-02-11 |
Family
ID=74502815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000561 WO2021025580A1 (en) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | Polarization-sensitive lidar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2021025580A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9528819B2 (en) * | 2011-10-14 | 2016-12-27 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | Spatially selective detection using a dynamic mask in an image plane |
| US10012532B2 (en) * | 2013-08-19 | 2018-07-03 | Basf Se | Optical detector |
| WO2019064062A1 (en) * | 2017-09-26 | 2019-04-04 | Innoviz Technologies Ltd. | Lidar systems and methods |
-
2019
- 2019-08-07 WO PCT/RU2019/000561 patent/WO2021025580A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9528819B2 (en) * | 2011-10-14 | 2016-12-27 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | Spatially selective detection using a dynamic mask in an image plane |
| US10012532B2 (en) * | 2013-08-19 | 2018-07-03 | Basf Se | Optical detector |
| WO2019064062A1 (en) * | 2017-09-26 | 2019-04-04 | Innoviz Technologies Ltd. | Lidar systems and methods |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12050288B2 (en) | High resolution LiDAR using high frequency pulse firing | |
| US11860280B2 (en) | Integrated illumination and detection for LIDAR based 3-D imaging | |
| CN109557522B (en) | Multi-beam laser scanner | |
| US20190094345A1 (en) | Laser scanner | |
| US10018724B2 (en) | System and method for scanning a surface and computer program implementing the method | |
| US20200262379A1 (en) | Optical output module, vehicle including same, and control method therefor | |
| KR102123196B1 (en) | Improved laser rangefinder sensor | |
| CN108375762B (en) | Laser radar and working method thereof | |
| US20220229162A1 (en) | Scanning lidar with optical switching | |
| US20170299701A1 (en) | Scanning Optical System And Radar | |
| US20170307874A1 (en) | Scanning Optical System And Radar | |
| CN204044362U (en) | A kind of laser vehicle pick-up unit received more | |
| WO2021025580A1 (en) | Polarization-sensitive lidar | |
| CN218886153U (en) | Laser radar device, equipment and system | |
| WO2020021306A1 (en) | Method for material discrimination and respective implementation system | |
| CN117337404A (en) | Pixel mapped solid state LIDAR transmitter system and method | |
| CN112965045A (en) | Compact solid-state laser radar with large field angle | |
| CN110456327B (en) | Laser radar receiving device and laser radar system | |
| KR101770628B1 (en) | laser detector using polygon mirror and multi-measurement | |
| CN115877361B (en) | Laser radar capable of rapidly detecting surface dirt and implementation method thereof | |
| CN116593995A (en) | Optical signal receiving device and laser radar | |
| CN216285694U (en) | Compact solid-state laser radar with large field angle | |
| JP7541035B2 (en) | Scanning lidar with optical switching | |
| RU2629684C2 (en) | Laser rangemetre with optical totalizer | |
| CN115656970A (en) | Laser radar device, equipment and system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19940646 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19940646 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |