[发明专利]混合LIDAR接收器和LIDAR方法

说明书

一种LIDAR系统，包括：接收器，包括光电检测器阵列，光电检测器阵列被配置为检测光并基于检测到的光生成电信号；以及空间光调制器，具有包括多个列的阵列反射元件。每个列包括被配置为可切换地引导光朝向光电检测器阵列的多个反射元件，其中空间光调制器被配置为接收来自视场中的对象的、与从该对象反射的环境光相对应的光。LIDAR系统包括：控制器，被配置为顺序地激活空间光调制器的多个列，使得被激活列的多个反射元件引导光朝向光电检测器阵列；以及至少一个处理器，被配置为接收来自光电检测器阵列的电信号，并且生成表示视场的环境光图片的二维图像。

技术领域

本公开总体涉及用于光检测和测距(LIDAR)的设备和方法。

背景技术

光检测和测距(LIDAR)是使用脉冲激光形式的光来测量与视场中的一个或多个对象的距离(可变距离)的远程感测方法。特别地，朝向对象发射光。光电检测器的阵列接收来自被光照射的对象的反射，并确定反射到达光电检测器阵列中的各个传感器所需的时间。这也被称为测量飞行时间(TOF)。LIDAR系统通过基于飞行时间计算将距离映射到对象，来形成深度测量并进行距离测量。因此，飞行时间计算可以创建可用于生成图像的距离和深度图。

然而，环境光也可在LIDAR接收器处被接收，并且可以有助于用于生成距离和深度图的光生信号。这种环境光可以具有丢失对象、检测重影对象或者在距离和深度图中创建噪声的不期望的效果。因此，期望开发一种对由环境光引起的噪声具有鲁棒性的LIDAR系统。

此外，当在接收器处使用一维(1D)光电检测器阵列时，图像的竖直分辨率受到竖直方向上对齐的光电检测器阵列的像素数目的限制。因此，期望可以开发一种增加1D光电检测器阵列的竖直分辨率的LIDAR系统。

发明内容

实施例提供了光检测和测距(LIDAR)系统和LIDAR扫描方法。

根据一个或多个实施例，LIDAR系统包括：接收器，包括被配置为检测光并基于检测到的光生成电信号的光电检测器阵列；以及空间光调制器，具有反射元件的阵列，该阵列包括多个列，多个列中的每个列包括被配置为可切换地朝向光电检测器阵列引导光的多个反射元件，其中空间光调制器被配置为接收来自视场中的对象的、与从该对象反射的环境光相对应的光。LIDAR系统还包括：控制器，被配置为顺序地激活空间光调制器的多个列，使得被激活列的多个反射元件朝向光电检测器阵列引导光；以及至少一个处理器，被配置为接收来自光电检测器阵列的电信号，并生成表示视场的环境光图像的二维图像。环境光图像的每个像素指示与该像素相对应的环境光的光强度。

根据一个或多个实施例，提供了由LIDAR系统实施的扫描视场的方法。方法包括：在空间光调制器上接收来自视场的光束，空间光调制器包括以多个行和多个列布置的反射元件的二维阵列，其中每个光束都沿着多个列中的一列延伸；确定多个列中的空间分离列的第一集合，多个列中的该空间分离列的第一集合对应于与第一扫描过程相对应的接收光束的第一集合的接收方向；以及在第一扫描过程期间激活空间分离列的第一集合，使得接收光束的第一集合中的每一接收光束朝向光电检测器阵列引导，同时在第一扫描过程期间对多个列中的剩余列去激活，使得光被引导远离光电检测器阵列。

根据一个或多个实施例，提供了由LIDAR系统实现的扫描视场的方法。该方法包括：在空间光调制器上接收来自视场的光束，空间光调制器包括以多个行和多个列布置的反射元件的二维阵列，其中每个光束沿着多个列中的一列延伸；将多个列的每个列中的反射元件布置成组，其中一组的反射元件被配置为当被激活时朝向光电检测器阵列的相同像素引导光，并且相同列中的不同组的反射元件被配置为当被激活时朝向光电检测器阵列的不同像素引导光；选择多个列中与光束的接收方向相对应的列集合；以及针对不同的扫描周期，在所选择的列集合的每个组中交错激活反射元件，同时在不同扫描周期期间对空间光调制器的剩余反射元件去激活。

附图说明

参照附图在本文描述实施例。

图1A是根据一个或多个实施例的LIDAR扫描系统的示意图；