[发明专利]多脉冲的基于光探测和测距的三维成像

权利要求书

1.一种光探测和测距(LIDAR)装置，包括：

多脉冲照明源，所述多脉冲照明源将来自所述LIDAR装置的多脉冲照明光束发射到三维环境中，所述多脉冲照明光束利用照明光的包括多个照明光脉冲的测量脉冲序列照亮所述三维环境的特定点；

光敏探测器，所述光敏探测器探测从所述三维环境的由所述多脉冲照明光束照亮的所述特定点反射的所述测量脉冲序列的量，并产生表示探测到的光量的输出信号；以及

计算系统，所述计算系统被配置为：

接收表示所述探测到的光量的所述输出信号；

将所述输出信号转换为数字信号；以及

基于所述数字信号确定所述测量脉冲序列从所述LIDAR装置飞到所述三维环境的所述特定点并返回到所述LIDAR装置的飞行时间。

2.根据权利要求1所述的LIDAR装置，其中，所述多脉冲照明源包括：

脉冲发光装置；

多个电能存储元件，所述多个电能存储元件被选择性地联接到所述脉冲发光装置；

多个开关元件，所述多个开关元件被配置为将所述多个能量存储元件中的每一个选择性地联接到所述脉冲发光装置；以及

电能源，所述电能源被电联接到所述多个电能存储元件，其中，所述电能源向所述多个电能存储装置提供电能。

3.根据权利要求2所述的LIDAR装置，其中，所述计算系统被进一步配置为：

将控制信号传送到所述多个开关元件中的每一个，所述控制信号致使所述多个开关元件中的一个或多个将状态从基本上不导电的状态改变为基本上导电的状态。

4.根据权利要求3所述的LIDAR装置，其中，所述控制信号致使从不止一个电存储元件到所述脉冲发光装置产生放电序列，并且所述脉冲发光装置接收所述放电序列并产生所述多脉冲照明光束。

5.根据权利要求4所述的LIDAR装置，其中，所述多脉冲照明光束包括具有第一幅度的第一脉冲和具有大于或小于所述第一幅度的第二幅度的第二脉冲。

6.根据权利要求4所述的LIDAR装置，其中，所述多脉冲照明波束包括具有第一持续时间的第一脉冲和具有大于或小于所述第一持续时间的第二持续时间的第二脉冲。

7.根据权利要求4所述的LIDAR装置，其中，所述多脉冲照明波束包括具有第一持续时间和第一幅度的第一脉冲和具有第二持续时间和第二幅度的第二脉冲，所述第二幅度大于所述第一幅度，所述第二持续时间大于所述第一持续时间。

8.根据权利要求4所述的LIDAR装置，其中，所述多脉冲照明波束被根据代码分集方案、幅度分集方案和时间分集方案中的任何一种进行编码。

9.根据权利要求1所述的LIDAR装置，其中，所述计算系统被进一步配置为：

确定与所述输出信号的超过阈值的多个连续情况中的每一个相关联的探测时间；以及

确定所述连续情况中的每一个之间的时间是否基本上类似于所述多脉冲照明光束的多个脉冲之间的时间，其中，基于从所述LIDAR装置发射所述多脉冲波束的时间与同所述输出信号的超过所述阈值的多个连续情况中的每一个相关联的探测时间之间的差确定所述多脉冲照明光束的所述飞行时间。

10.根据权利要求1所述的LIDAR装置，其中，所述计算系统被进一步配置为：

对所述输出信号进行滤波；以及

确定滤波后的所述输出信号超过阈值的情况，其中，基于从所述LIDAR装置发射所述多脉冲波束的时间与同所述滤波后的输出信号超过所述阈值的情况相关联的探测时间之间的差确定所述多脉冲照明光束的所述飞行时间。

11.根据权利要求10所述的LIDAR装置，其中，所述滤波涉及签名探测滤波器。