具有多个接收器的光检测和测距(LIDAR)设备制造技术

本文描述了一种LIDAR设备，该LIDAR设备可包括发送器、第一和第二接收器、以及旋转平台。发送器可以被配置成发射具有垂直波束宽度的光。第一接收器可以被配置成在用第一FOV扫描环境的同时以第一分辨率检测光，并且第二接收器可以被配置成在用第二FOV扫描环境的同时以第二分辨率检测光。在该布置中，第一分辨率可以高于第二分辨率，第一FOV可以至少部分地不同于第二FOV，并且垂直波束宽度可以至少包括第一FOV和第二FOV的垂直范围。此外，旋转平台可以被配置成围绕轴线旋转，使得发送器以及第一和第二接收器中的每一个均基于旋转而移动。

Optical Detection and Ranging (LIDAR) Equipment with Multiple Receivers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多个接收器的光检测和测距(LIDAR)设备相关申请的交叉引用本申请要求于2016年10月17日提交的题为“ALightDetectionandRanging(LIDAR)DevicehavingMultipleReceivers(具有多个接收器的光检测和测距(LIDAR)设备)”的美国专利申请第15/295,619号的优先权，其通过引用整体结合于此。
技术介绍
车辆可以被配置成在自动模式下操作，其中车辆在很少或没有来自驾驶员的输入的情况下导航通过环境。这种自动驾驶车辆可以包括被配置成检测关于车辆运行的环境的信息的一个或多个传感器。一种这样的传感器是光检测和测距(LIDAR)设备。LIDAR设备可以在扫描场景时估计到环境特征的距离，以聚集(assemble)指示环境中的反射表面的“点云(pointcloud)”。点云中的各个点可以通过下述方式来确定：发送激光脉冲并检测从环境中的对象反射的返回脉冲(如果有的话)，并且根据在发送的脉冲与接收到反射的脉冲之间的时间延迟来确定到对象的距离。利用这种布置，由此LIDAR设备可以包括激光器或激光器组，其可以在场景上快速且重复地扫描，以提供关于到场景中的反射对象(reflectiveobject)的距离的连续实时信息。在测量每个距离的同时组合测量到的距离和激光的朝向允许将三维位置与每个返回脉冲相关联。以这种方式，可以针对整个扫描区生成指示环境中反射特征的位置的点的三维图。
技术实现思路
示例实现方式可以涉及一种LIDAR设备，其包括至少一个发送器、第一和第二接收器、以及旋转平台。发送器可以被配置成将具有垂直波束宽度并且具有波长范围内的波长的光发射到环境中，并且第一接收器和第二接收器中的每一个可以被配置成分别检测具有波长范围内的波长的光。旋转平台可以被配置成围绕轴线旋转，使得发送器、第一接收器和第二接收器中的每一个均基于旋转平台的旋转分别相对于环境移动。根据本公开，第一接收器和第二接收器可以被布置为以彼此不同的分辨率和/或用彼此不同的视场(FOV)扫描环境。在一些示例中，第一接收器可以被配置成在用第一视场(FOV)扫描环境的同时以第一分辨率检测光，并且第二接收器可以被配置成在用不同的第二FOV扫描环境的同时以不同的第二分辨率检测光。此外，LIDAR设备可以被布置成使得发射的光的垂直波束宽度至少包括第一FOV和第二FOV的垂直范围。所公开的LIDAR设备可以用于各种布置和用于各种目的。例如，所公开的LIDAR设备可以位于车辆的顶侧，该顶侧与车辆的一个或多个车轮所位于的底侧相对。利用这种布置，控制器可以至少基于从LIDAR设备接收的对环境的扫描来操作车辆。其他示例也是可能的。在一个方面，提供了一种LIDAR设备。LIDAR设备可以包括发送器，其中发送器被配置成将具有垂直波束宽度的光发射到环境中，所发射的光具有波长范围内的波长。LIDAR设备还可以包括第一接收器，其中第一接收器被配置成在用第一FOV扫描环境的同时以第一分辨率检测光，并且其中第一接收器被配置成检测具有波长范围内的波长的光。LIDAR设备可以另外包括第二接收器，其中第二接收器被配置成在用第二FOV扫描环境的同时以第二分辨率检测光，其中第二接收器被配置成检测具有波长范围内的波长的光，其中第一分辨率高于第二分辨率，其中第一FOV至少部分地不同于第二FOV，并且其中垂直波束宽度至少包括第一FOV和第二FOV的垂直范围。LIDAR设备可以进一步包括旋转平台，其中旋转平台被配置成围绕轴线旋转，并且其中发送器、第一接收器和第二接收器中的每一个均被配置成基于旋转平台的旋转分别相对于环境移动。在另一方面，提供了一种车辆。车辆可以包括位于车辆的底侧的一个或多个车轮、以及位于车辆的与底侧相对的顶侧的LIDAR设备。LIDAR设备可以包括发送器以及第一和第二接收器，其中发送器被配置成将具有垂直波束宽度的光发射到车辆周围的环境中，所发射的光具有波长范围内的波长，其中第一接收器被配置成在用第一FOV扫描环境的同时以第一分辨率检测光，所检测的光具有波长范围内的波长，其中第二接收器被配置成在用第二FOV扫描环境的同时以第二分辨率检测光，所检测的光具有波长范围内的波长，其中第一分辨率高于第二分辨率，其中第一FOV至少部分地不同于第二FOV，并且其中垂直波束宽度至少包括第一FOV和第二FOV的垂直范围。此外，车辆可以包括控制器，该控制器被配置成至少基于LIDAR设备的第一接收器和第二接收器对环境的扫描来操作车辆。在又一方面，提供了一种方法。该方法可以涉及由控制器从包括发送器以及第一接收器和第二接收器的LIDAR设备接收对车辆周围环境的扫描，其中发送器被配置成将具有垂直波束宽度的光发射到环境中，所发射的光具有波长范围内的波长，其中第一接收器被配置成在用第一FOV扫描环境的同时以第一分辨率检测光，所检测的光具有波长范围内的波长，其中第二接收器被配置成在用第二FOV扫描环境的同时以第二分辨率检测光，所检测的光具有波长范围内的波长，其中第一分辨率高于第二分辨率，其中第一FOV至少部分地不同于第二FOV，并且其中垂直波束宽度至少包括第一FOV和第二FOV的垂直范围。该方法还可以涉及由控制器至少基于从LIDAR设备接收的对环境的扫描来操作车辆。在又一方面，提供了一种系统。该系统可以包括用于从包括发送器以及第一接收器和第二接收器的LIDAR设备接收对车辆周围环境的扫描的装置，其中发送器被配置成将具有垂直波束宽度的光发射到环境中，所发射的光具有波长范围内的波长，其中第一接收器被配置成在用第一FOV扫描环境的同时以第一分辨率检测光，所检测的光具有波长范围内的波长，其中第二接收器被配置成在用第二FOV扫描环境的同时以第二分辨率检测光，所检测的光具有波长范围内的波长，其中第一分辨率高于第二分辨率，其中第一FOV至少部分地不同于第二FOV，并且其中垂直波束宽度至少包括第一FOV和第二FOV的垂直范围。该系统还可以包括用于至少基于从LIDAR设备接收的对环境的扫描来操作车辆的装置。通过适当地参考附图阅读以下详细描述，这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员将变得清楚。此外，应理解，在本
技术实现思路
部分和本文件的其他地方提供的描述旨在通过示例而非限制的方式说明所要求保护的主题。附图说明图1是根据示例实施例的LIDAR设备的简化框图。图2A示出了根据示例实施例的LIDAR设备的俯视图的横截面图示。图2B示出了根据示例实施例的LIDAR设备的侧视图的横截面图示。图2C示出了根据示例实施例的LIDAR设备的不同侧视图的横截面图示。图3A示出了根据示例实施例的LIDAR设备的俯视图的另一横截面图示。图3B示出了根据示例实施例的LIDAR设备的侧视图的另一横截面图示。图3C示出了根据示例实施例的LIDAR设备的不同侧视图的另一横截面图示。图4A示出了根据示例实施例的LIDAR设备位于车辆顶部的若干视图。图4B示出了根据示例实施例的位于车辆顶部的LIDAR设备的光发射。图4C示出了根据示例实施例的位于车辆顶部的LIDAR设备对反射的光的检测。图4D示出了根据示例实施例的位于车辆顶部的LIDAR设备对反射的光的另一检测。图4E示出了根据示例实施例的位于车辆顶部的LIDA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光检测和测距LIDAR设备，包括：发送器，其中，发送器被配置成将具有垂直波束宽度的光发射到环境中，所发射的光具有波长范围内的波长；第一接收器，其中，第一接收器被配置成在用第一视场FOV扫描环境的同时以第一分辨率检测光，并且其中，第一接收器被配置成检测具有波长范围内的波长的光；第二接收器，其中，第二接收器被配置成在用第二FOV扫描环境的同时以第二分辨率检测光，其中，第二接收器被配置成检测具有波长范围内的波长的光，其中，第一分辨率高于第二分辨率，其中，第一FOV至少部分地不同于第二FOV，并且其中，垂直波束宽度至少包括第一FOV和第二FOV的垂直范围；以及旋转平台，其中，旋转平台被配置成围绕轴线旋转，并且其中，发送器、第一接收器和第二接收器中的每一个均被配置成基于旋转平台的旋转而分别相对于环境移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.17 US 15/295,6191.一种光检测和测距LIDAR设备，包括：发送器，其中，发送器被配置成将具有垂直波束宽度的光发射到环境中，所发射的光具有波长范围内的波长；第一接收器，其中，第一接收器被配置成在用第一视场FOV扫描环境的同时以第一分辨率检测光，并且其中，第一接收器被配置成检测具有波长范围内的波长的光；第二接收器，其中，第二接收器被配置成在用第二FOV扫描环境的同时以第二分辨率检测光，其中，第二接收器被配置成检测具有波长范围内的波长的光，其中，第一分辨率高于第二分辨率，其中，第一FOV至少部分地不同于第二FOV，并且其中，垂直波束宽度至少包括第一FOV和第二FOV的垂直范围；以及旋转平台，其中，旋转平台被配置成围绕轴线旋转，并且其中，发送器、第一接收器和第二接收器中的每一个均被配置成基于旋转平台的旋转而分别相对于环境移动。2.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中，发送器被配置成发射光包括：发送器被配置成发射具有垂直波束宽度并具有水平波束宽度的激光波束，并且其中，水平波束宽度小于垂直波束宽度。3.根据权利要求1所述的LIDAR设备，还包括固定平台，该固定平台被配置成耦合到车辆的顶侧，其中，顶侧与车辆的一个或多个车轮所位于的底侧相对。4.根据权利要求3所述的LIDAR设备，其中，固定平台耦合到车辆的顶侧时，(i)第一接收器相对于车辆的顶侧基本上定位在固定平台上方，(ii)第二接收器和发送器都相对于车辆的顶侧基本上定位在第一接收器上方，并且(iii)第二接收器相对于车辆的顶侧基本上定位在邻近发送器。5.根据权利要求3所述的LIDAR设备，其中，固定平台经由旋转连杆耦合到旋转平台，并且其中，旋转平台被配置成围绕轴线旋转包括旋转平台被配置成当固定平台耦合到车辆的顶侧时，围绕垂直轴线旋转，该垂直轴线基本上垂直于车辆的顶侧。6.根据权利要求3所述的LIDAR设备，其中，当固定平台耦合到车辆的顶侧时，第一FOV延伸到相对于车辆的环境的第一部分，并且第二FOV延伸到相对于车辆的环境的第二部分，并且其中，与环境的第一部分相比，环境的第二部分基本上更靠近车辆。7.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中，第一接收器包括：光电检测器阵列，包括两个或更多个光电检测器，每个光电检测器被配置成将检测到的光转换成电信号；至少一个光学透镜，被布置成将来自环境的光沿光路聚焦到光电检测器阵列；以及至少一个反射镜，被布置成折叠在至少一个光学透镜和光电检测器阵列之间的光路。8.根据权利要求7所述的LIDAR设备，其中，至少一个反射镜被布置成折叠光路包括：两个或更多个反射镜被布置成在至少一个光学透镜和光电检测器阵列之间折叠光路两次或更多次。9.根据权利要求1所述的LIDAR设备，其中，第一分辨率是第一角分辨率，并且其中，第二分辨率是第二角分辨率。10.根据权利要求1所述的LIDAR设备，还包括：耦合到旋转平台的圆顶形外壳，其中，圆顶形外壳被配置成基于旋转平台的旋转围绕轴线旋转，并且其中，发送器、第一接收器和第二接收器被安置在圆顶形外壳内。11.根据权利要求10所述的LIDAR设备，其中，在圆顶形外壳上形成有孔，其中，发送器被配置成将光发射到环境中包括发送器被配置成通过孔将光...

【专利技术属性】
技术研发人员：Py德罗兹，C奥纳尔，W麦卡恩，B菲德里克，V古特尼克，L马托斯，R帕德汉，
申请(专利权)人：伟摩有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US