[发明专利]LIDAR深度测量系统和方法

权利要求书

1.一种系统，包括：

光源，所述光源向视场内发射光脉冲；

光传感器阵列，所述光传感器阵列捕获由所述光脉冲引起的从所述视场反射的光；

光控制子系统，所述光控制子系统：

控制所述光源的发射定时；并且

控制相对于所述光源的所述发射定时的所述光传感器阵列的捕获定时；以及

深度测量子系统，所述深度测量子系统至少部分地基于来自所述光传感器阵列的输出，生成至少一部分所述视场的深度测量值；

其中，所述光控制子系统的操作至少部分地基于所述视场的先前知识。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述视场的所述先前知识包括至少一部分所述视场的先前深度测量值。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述视场的所述先前知识包括所述光源和所述光传感器阵列中的至少一个的位置和取向中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光控制子系统控制所述发射定时和所述捕获定时，以生成来自所述光传感器阵列的当前输出，同时所述深度测量子系统至少部分地基于来自所述光传感器阵列的先前输出生成深度测量值。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述光传感器阵列、所述光控制子系统以及所述深度测量子系统按照堆叠构造布置。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述光传感器阵列包括多个单光子雪崩二极管。

7.根据权利要求6所述的系统，其中：

所述光控制子系统通过生成由深度间隔分隔开的多个深度窗口来控制第一捕获定时，并且

每个深度窗口被重复多次，以用于通过所述多个单光子雪崩二极管来捕获反射光。

8.根据权利要求1所述的系统，其中

所述光源包括可寻址光源的阵列；并且

所述光控制子系统选择所述可寻址光源的子集，以利用发射光脉冲中的一个来照亮所述视场中选定的关注区域。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述光控制子系统：

控制第一捕获定时，所述第一捕获定时包括在与第一发射光脉冲对应的时间门之间的第一深度范围和第一深度间隔；并且

控制第二捕获定时，所述第二捕获定时包括在与第二发射光脉冲对应的时间门之间的第二深度范围和第二深度间隔，所述第二发射光脉冲不同于所述第一发射光脉冲，其中，所述第二深度范围和所述第二深度间隔中的至少一个不同于所述第一深度范围或所述第一深度间隔。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光控制子系统：

针对所述光传感器阵列的第一多个光传感器，控制第一捕获定时，所述第一捕获定时包括在与第一发射光脉冲对应的时间门之间的第一深度范围和第一深度间隔；并且

针对所述光传感器阵列的第二多个光传感器，控制第二捕获定时，所述第二捕获定时包括在与所述第一发射光脉冲对应的时间门之间的第二深度范围和第二深度间隔，其中，所述第二深度范围和所述第二深度间隔中的至少一个不同于所述第一深度范围或所述第一深度间隔。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光控制子系统控制第一捕获定时，所述第一捕获定时包括覆盖与第一发射定时脉冲对应的第一深度范围的单个时间门。

12.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述光源包括扫描光源，所述扫描光源每次照亮所述视场中的多个可选择关注区域中的一个；并且

所述光控制子系统通过促使所述扫描光源连续地照亮所述可选择关注区域中的两个或更多个来控制所述发射定时。

13.根据权利要求12所述的系统，还包括：透镜，所述透镜将来自所述多个可选择关注区域中的一个的反射光发散到所述光传感器阵列的多个光传感器的对应子集上。