[发明专利]用于光雷达发射的方法和系统

说明书

揭示用于改善光雷达发射的各种实施例，包含但不限于使用闭合回路反馈控制来精细地控制反射镜扫描位置的实例实施例、使用范围点向下选择来改善扫描的实例实施例，以及其它实施例。

对相关专利申请案的交叉引用和优先权主张

本专利申请案主张2014年8月15日提交的第62/038,065号美国临时专利申请案的优先权，其全部揭示内容以引用的方式并入本文中。

背景技术

据信，在此项技术中极为需要改善计算机视觉技术，尤其是在例如汽车计算机视觉等领域中。然而，这些需要不限于汽车计算机视觉市场，因为改善计算机视觉技术的需求广泛地跨越多种领域，包含但不限于自主平台视觉(例如，用于空气、陆地(包含地下)、水(包含水下)和太空的自主车辆，例如基于陆地的自主车辆、自主飞行器，等)、监测(例如，边界安全性、无人驾驶飞机监控，等)、绘图(例如，亚表层隧道绘图、经由无人驾驶飞机绘图，等)、目标辨识应用、远程感测、安全警告(例如，对于驾驶员)，等等)。

在本文中使用时，术语“光雷达”是指且涵盖激光雷达、激光检测和测距以及光检测与测距(“光达”)中的任一者。光雷达为广泛结合计算机视觉而使用的技术。在示范性光雷达系统中，包含激光源的发射器将例如光雷达脉冲等激光输出发射到邻近环境中。接着，光雷达接收器将从所述邻近环境中的物体接收对此激光输出的反射，且光雷达接收器将处理所接收反射以确定到此类物体的距离(范围信息)。基于此范围信息，可以通过希望计算例如障碍物避免情形中的路径规划、导航点确定等事情的主机处理器获得对环境几何布置的更清晰理解。然而，用于计算机视觉问题的常规光雷达解决方案具有高成本、大的大小、大重量和大功率要求，以及大的数据带宽使用。此情形的最佳实例是车辆自主性。这些并发因素在很大程度上将其有效使用限制于仅需要短视觉范围、窄视场和/或低重游比率的昂贵应用。

举例来说，光雷达系统在此项技术中已知，其中光雷达发射器同时照亮大量的范围点。闪烁式光雷达为此类系统的实例。然而，相信这些常规系统具有数个缺点。举例来说，闪烁式光雷达系统每脉冲激光需要非常高的能量，这不仅昂贵而且也可能对眼睛有害。此外，用于闪烁式光雷达系统的读出集成电路通常噪声相当大。而且，用于闪烁式光雷达系统的宽视场信噪比(SNR)通常非常低，这导致短范围，由此削弱其有用性。

发明内容

为致力于满足此项技术中改善基于光雷达的计算机视觉技术的需要，本文揭示用于以新的创新方式应用扫描光雷达发射概念的方法和系统的数个实施例。扫描光雷达不同于闪烁式光雷达，不同之处在于扫描光雷达将光雷达脉冲依序发射到目标范围点，而非使用很大程度上非目标性的闪烁照明。尽管常规扫描光雷达解决结合闪烁式光雷达所经历的许多问题，但常规扫描光雷达系统通常经受庞大性和帧率限制。为致力于提供此项技术中的额外进步的过程中，本文揭示改善的扫描光雷达发射技术。

举例来说，本文揭示一种方法，其包括：(1)处理拍摄列表，所述拍摄列表包括用于由扫描光雷达发射系统瞄准的多个范围点；(2)通过基于所述经处理拍摄列表使用多个反射镜扫描位置的闭合回路反馈控制而依据所述反射镜扫描位置对反射镜进行扫描来控制所述扫描光雷达发射系统的动态扫描图形以瞄准所述经处理拍摄列表的所述范围点，其中所述反射镜扫描位置界定所述扫描光雷达发射系统瞄准之处；以及(3)通过所述受控扫描光雷达发射系统根据所述动态扫描图形将多个光雷达脉冲朝向所述经处理拍摄列表的所述范围点发射。

在一实例实施例中，所述扫描位置为可移动反射镜的扫描角度，由此所述可移动反射镜围绕轴线旋转以改变其扫描角度。然而，应理解，所述扫描位置无需限于扫描角度，且其它实施例可以在横向和/或高度方向上扫描所述可移动反射镜以界定所述系统瞄准之处。