[发明专利]使用间断连续波光的LiDAR设备

说明书

提供了一种能够提取前方物体的速度信息和距离信息的光检测测距(LiDAR)设备。所述LiDAR设备包括：连续波光源，被配置为产生连续波光；光束转向装置，被配置为在第一时间期间向物体发射连续波光，并且在第二时间期间停止向物体发射连续波光；接收器，被配置为接收从物体反射的连续波光以形成接收信号；以及信号处理器，被配置为基于接收信号获得关于物体的距离信息和速度信息。

技术领域

与示例性实施例一致的设备和方法涉及光检测和测距(LiDAR)设备，更具体地，涉及能够通过使用间断连续波光来提取前方物体的速度信息和距离信息的LiDAR设备。

背景技术

最近，具有各种功能的高级驾驶辅助系统(ADAS)已经商业化。例如，越来越多的车辆配备了诸如自适应巡航控制(ACC)或自主紧急制动系统(AEB)之类的功能。ACC的功能是识别其他车辆的位置和速度，以在发生碰撞危险时降低速度，并在没有碰撞危险时在设定的速度范围内驾驶车辆。AEB是一种通过识别前方车辆而有碰撞危险但是驾驶员没有对此做出响应或响应方法不合适时进行自动制动来防止碰撞的系统。另外，可以预见的是，能够自主驾驶的汽车将在不久的将来商业化。

因此，用于提供车辆前方信息的车辆雷达的重要性正逐渐增加。例如，LiDAR传感器通常用作车辆雷达，以从发射激光后返回散射或反射激光、激光强度改变、激光频率改变、激光的偏振态改变等的时间起对测量目标的距离、速度、方位角位置等进行测量。

LiDAR传感器被分类为使用脉冲的飞行时间(ToF)型传感器和使用连续波光的调频连续波(FMCW)型传感器。在使用脉冲的ToF型传感器的情况下，由于脉冲包括宽频带，因此可能需要宽带接收器。这使得噪声抑制变得困难。另一方面，在使用连续波光的FMCW型传感器的情况下，尽管可以使用窄带接收器来抑制噪声，但是FMCW型传感器可能使用难以实现且昂贵的高功率连续波光源。

发明内容

示例性实施例至少解决以上问题和/或缺点以及以上未描述的其他缺点。而且，示例性实施例不需要克服上述缺点，并且可以不克服上述任何问题。

一个或多个示例性实施例提供了一种能够通过使用间断连续波光来提取前方物体的速度信息和距离信息的光检测和测距(LiDAR)设备。

此外，一个或多个示例性实施例提供了一种能够通过使用窄带接收器来抑制噪声并且能够使用低成本低功率的连续波光源的LiDAR设备。

根据示例性实施例的一个方面，提供了一种光检测和测距(LiDAR)设备，包括：连续波光源，被配置为产生连续波光；光束转向装置，被配置为在第一时间期间向物体发射连续波光，并且在第二时间期间停止向所述物体发射连续波光；接收器，被配置为接收从所述物体反射的连续波光以形成接收信号；以及信号处理器，被配置为基于所述接收信号获得关于所述物体的距离信息和速度信息。

所述光束转向装置还可以被配置为周期性地重复在所述第一时间期间发射连续波光的操作和在所述第二时间期间停止发射连续波光的操作。

所述第二时间可以大于所述第一时间。

所述第一时间可以在1ns至1000ns的范围内。

所述LiDAR设备还可以包括：分束器，被配置为将由所述连续波光源产生的连续波光的第一部分提供给所述光束转向装置，使得所述连续波光的第一部分发射到所述物体并从所述物体反射，然后被所述接收器接收，并将所述连续波光的第二部分提供给所述接收器，其中，所述接收器还可以被配置为：通过将由所述接收器接收的所述连续波光的第一部分与从所述分束器提供的所述连续波光的第二部分进行组合，并使所述连续波光的第一部分和第二部分相互干涉，来形成所述接收信号。

所述LiDAR设备还可以包括：光学放大器，被配置为放大由所述连续波光源产生的连续波光并在所述第一时间期间将放大后的连续波光提供给所述光束转向装置，并且在所述第二时间期间停止放大和输出连续波光。