[发明专利]用于编码和译码LiDAR的方法和系统

说明书

本公开描述了一种用于对用于LiDAR扫描的光脉冲进行编码的系统和方法。该系统包括序列生成器、光源、调制器、光检测器、相关器和微处理器。序列生成器生成序列码，调制器将该序列码编码为来自光源的光脉冲。编码的光脉冲照射对象的表面，在其中检测来自编码的光脉冲的散射光。相关器将散射光与序列码相关，该序列码输出与接收光脉冲的时间相关联的峰值。微处理器配置成基于峰的幅度是否超过阈值来确定光脉冲的发射和接收之间的时间差。微处理器基于时间差计算到对象的表面的距离。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年1月5日提交的标题为“METHOD AND SYSTEM FOR ENCODING ANDDECODING LiDAR”的美国临时专利申请No.62/442,758的优先权，其内容通过引用以其整体特此并入。

技术领域

本公开总体上涉及光检测和测距（LiDAR），并且更具体地涉及用于编码和译码LiDAR系统的技术。

背景技术

LiDAR系统可以用于测量对象和系统之间的距离。具体地，系统可以发射信号（例如，使用光源）、记录返回信号（例如，使用光检测器）并且通过计算返回信号和发射信号之间的延迟来确定距离。

发明内容

下文呈现一个或多个示例的简化发明内容以便提供对本公开的基本理解。本发明内容不是对所有设想示例的彻底的综述，并且不旨在确定所有示例的关键的或决定性元件或者描述任何或所有示例的范围。其目的是要以简化的形式呈现一个或多个示例的一些构思作为以下呈现的更具体的描述的开头。

根据一些实施例，一种光检测和测距（LiDAR）扫描系统，其包括：光源，其中光源配置成发射光脉冲以照射对象的表面；调制器，其可操作以响应于来自序列生成器的信号而对光脉冲进行编码；光检测器，其配置成检测来自光脉冲的对象的表面的散射光；相关器，其电耦合到光检测器，其中相关器配置成将散射光与序列码相关并且输出与接收光脉冲的时间相关联的峰值，以及微处理器，其电耦合到光源和相关器，其中微处理器配置成：确定峰值的幅度是否超过阈值；根据峰的幅度超过阈值的确定：确定发射光脉冲的时间与接收光脉冲的时间之间的时间差；并且基于时间差计算到对象的表面的距离。

根据一些实施例，一种用于光检测和测距（LiDAR）扫描检测的方法，该方法包括：利用序列码编码来自光源的光脉冲；发射光脉冲以照射对象的表面；在检测器处检测来自对象的照射表面的散射光；将检测的散射光与序列码相关，所述序列码输出与接收光脉冲的时间相关联的峰值；确定峰值的幅度是否超过阈值；根据峰的幅度超过阈值的确定：确定发射光脉冲的时间与接收光脉冲的时间之间的时间差；并且基于时间差计算到对象的表面的距离。

根据一些实施例，一种计算机实现的方法包括：在具有光源和光检测器的光检测和测距（LiDAR）系统中：使用光源发射具有第一数量的脉冲信号的第一脉冲群信号和具有第二数量的脉冲信号的第二脉冲群信号，其中第一数量与第二数量不同；使用光检测器接收具有第三数量的脉冲信号的返回脉冲群信号；基于第三数量的脉冲信号确定返回脉冲群信号是对应于第一脉冲群信号还是第二脉冲群信号；根据返回脉冲群信号对应于第一脉冲群信号的确定，基于返回脉冲群信号和发射的第一脉冲群信号确定第一距离；并且根据返回脉冲群信号对应于第二脉冲群信号的确定，基于返回脉冲群信号和发射的第二脉冲群信号确定第二距离。

根据一些实施例，一种光检测和测距（LiDAR）扫描系统包括：光源，其中光源配置成发射具有第一数量的脉冲信号的第一脉冲群信号和具有第二数量的脉冲信号的第二脉冲群信号，其中第一数量与第二数量不同；光检测器，其配置成检测具有第三数量的脉冲信号的返回脉冲群信号；微处理器，其电耦合到光源和光检测器，其中微处理器配置成基于第三数量的脉冲信号确定返回脉冲群信号是对应于第一脉冲群信号还是第二脉冲群信号；根据返回脉冲群信号对应于第一脉冲群信号的确定，基于返回脉冲群信号和发射的第一脉冲群信号确定第一距离；并且根据返回脉冲群信号对应于第二脉冲群信号的确定，基于返回脉冲群信号和发射的第二脉冲群信号确定第二距离。