[发明专利]光检测系统及其方法

说明书

根据各个方面，提供了一种光检测系统(400，900a，9004，1004)，该光检测系统(400，900a，9004，1004)包括：检测器(402，500，902)，其被配置成提供接收的光信号；以及处理电路(406，600，908a，908b)，其被配置成：识别接收的光信号中的峰的数目，以及基于所识别的峰的数目来估计与接收的光信号相关联的信噪比。

各个方面涉及光检测系统及其方法(例如，检测光的方法)，并且各个方面涉及包括光检测系统的LIDAR(“光检测和测距”)系统。

光检测和测距是例如在自主驾驶领域中用于提供关于自动或部分自动车辆的周围环境的详细信息的感测技术。光用于扫描场景并确定在场景中存在的对象的属性(例如，位置、速度、运动方向等)。LIDAR系统通常使用发射光的飞行时间(ToF)来测量到对象的距离。LIDAR系统可以包括用于处理从场景接收的光的高速模拟数字转换器(ADC)或时间数字转换器(TDC)之一。基于ADC的解决方案可以提供幅度信息，这对于对象检测和对象融合可能是有用的(相应的算法可以利用幅度信息)。另外，在基于ADC的解决方案中，可以导出信噪比，这可以提供测量有多可靠的度量。然而，高速ADC在功耗、热量、成本、复杂性等方面可能是昂贵的。此外，高采样率下的连续采样生成需要通信和处理的大量数据。另外，并非所有检测器都提供幅度信息(例如，单光子雪崩二极管(SPAD)检测器不提供这样的信息)。相对于ADC方法，采用TDC方法的LIDAR架构可以具有各种优点：(1)简单的系统设置，其减少了昂贵部件的数目，同时适合于高速实现方式；(2)与波形采样解决方案相比，不需要高速ADC，这在功耗和成本方面可能是有益的；以及(3)鉴于TDC检测方案的基于事件的性质，所生成的数据量可能相对小，从而减少了要处理的数据量(说明性地，生成较少的CPU负载)并且减少了所需的CPU功率，这致使系统功耗和成本的降低。然而，通常的基于TDC的系统的局限性在于其不提供信噪比(SNR)信息和/或幅度信息。

各个方面可以涉及用于在基于时间数字转换方法的光检测中确定(例如，估计或计算)信噪比和/或幅度信息的策略。各个方面可以基于提供光信号，该光信号被配置成能够在基于TDC的光检测中估计信噪比(和幅度)。这样的光信号在本文中可以被称为适配的光信号或导频光信号。在一些方面，适配的光信号可以包括多个光脉冲，例如，适配的光信号可以是多脉冲信号。各个方面可以涉及光检测系统，该光检测系统根据时间数字转换方法配置，并且适于确定与接收的光信号相关联的信噪比和/或幅度信息。在一些方面，LIDAR系统可以包括在本文中描述的光检测系统，并且由光检测系统提供的SNR信息和/或幅度信息可以用于后续处理步骤，作为示例，例如对象检测、对象跟踪和传感器融合阶段。

在本公开内容的上下文中，可以参照LIDAR系统。然而，应当理解，LIDAR系统是在本文中描述的用于确定与光信号相关联的信噪比的策略的可能应用的示例。本文中描述的方法和光检测系统也可以在确定光信号的信噪比可以是有利的其他类型的应用或系统中，例如在光传输系统(例如，无线或包括光纤)中，例如在数据和信息可以通过光传输的系统中使用。

在各个方面，一种检测光的方法(例如，一种估计与光信号相关联的信噪比的方法)可以包括：提供接收的光信号；识别接收的光信号中的峰的数目；以及基于所识别的峰的数目来估计与接收的光信号相关联的信噪比。

在各个方面，一种光检测系统可以包括：检测器，其被配置成提供接收的光信号；以及处理电路，其被配置成：识别接收的光信号中的峰的数目，以及基于所识别的峰的数目来估计与接收的光信号相关联的信噪比。

在各个方面，一种LIDAR系统可以包括：光发射系统，其被配置成发射光信号，该光信号包括多个峰；以及光检测系统，其包括：检测器，其被配置成接收光信号，以及提供接收的光信号；以及处理电路，其被配置成识别接收的光信号中的峰的数目，以及基于所识别的峰的数目来确定与接收的光信号相关联的信噪比。LIDAR系统可以是例如车辆、智能耕作或室内监测系统的一部分。