[发明专利]具有扩展视场的相干激光雷达系统

说明书

相干激光雷达系统、装配该系统的方法以及包括该系统的车辆包括：光源，用于输出连续波；以及调制器，用于调制连续波的频率并提供调频连续波(FMCW)信号。该系统包括将FMCW信号分离为两个或多个路径的分路器，以及两个或多个孔径透镜。两个或多个孔径透镜中的至少一个与两个或多个路径中的每一个相关联，并且被配置为获得接收光束，该接收光束由从FMCW信号获得的输出信号的反射产生。

引言

本公开涉及一种具有扩展视场的相干激光雷达系统。

车辆(例如，汽车、卡车、建筑装备、农场装备、自动化工厂装备)越来越多地包含传感器，该传感器获得关于车辆操作和车辆周围环境的信息。一些传感器(例如照相机、无线电探测和测距(雷达)系统和激光雷达系统)可以探测和跟踪车辆附近的物体。通过确定车辆周围物体的相对位置和方向，车辆操作可以被增强或自动化以提高安全性和性能。例如，传感器信息可以用于向车辆驾驶员发出警报或操作车辆系统(例如，防撞系统、自适应巡航控制系统、自主驾驶系统)。相干激光雷达系统发送调频连续波(FMCW)光，并处理反射光束以确定关于目标的信息。通常，一个光源通过一个在此被称为光束操纵机构(例如驱动反射镜)的扫描机构和孔径透镜支持光的发送。因此，一个光源便于覆盖与扫描机构和孔径相关联的视场。因此，希望提供一种具有扩展视场的相干激光雷达系统。

发明内容

在一个示例性实施例中，相干激光雷达系统包括输出连续波的光源，以及调制连续波的频率并提供调频连续波(FMCW)信号的调制器。该系统还包括用于将FMCW信号分离到两个或多个路径的分路器，以及两个或多个孔径透镜。两个或多个孔径透镜中的至少一个与两个或多个路径中的每一个相关联，并且被配置为获得接收光束，该接收光束由从FMCW信号获得的输出信号的反射产生。

除了这里描述的一个或多个特征之外，分路器以与两个或多个路径中的每一个相等的功率分离FMCW信号。

除了这里描述的一个或多个特征之外，分路器将FMCW信号分离到两个或多个路径中的每一个，FMCW信号输出到两个或多个路径中的至少一个路径的功率不同于输出到两个或多个路径中的至少另一个路径的FMCW信号的功率。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该系统还包括与两个或多个孔径透镜中的至少一个相关联的光束操纵设备，所述两个或多个孔径透镜与两个或多个路径中的每一个相关联。每个光束操纵设备与一个视场相关联，并且系统的总视场大于与任何光束操纵设备相关联的视场。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该系统还包括与两个或多个路径中的每一个相关联的光放大器，以分别放大由分路器提供给两个或多个路径中的每一个的FMCW信号。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该系统还包括与两个或多个路径中的每一个相关联的分束器，该分束器被配置成将来自分路器的FMCW信号分成输出信号和本地振荡器(LO)信号，以及对准元件被配置成对准LO信号和接收光束以产生共线信号。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该系统还包括与两个或多个路径中的每一个相关联的一个或多个光电探测器，一个或多个光电探测器中的每一个基于LO信号和共线信号中的放大接收光束之间的干扰获得干扰结果。

除了这里描述的一个或多个特征之外，两个或多个路径中的至少一个是单站的，并且使用两个或多个孔径中相同的一个来发送输出信号并获得接收光束。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该系统还包括环形器，以将输出信号引导到两个或多个孔径中的一个孔径，并将接收光束引导到接收路径。

除了这里描述的一个或多个特征之外，该系统在车辆内或车辆上，并且被配置成探测相对于车辆物体的位置和速度。