本文描述了用于改进光测距和检测系统中的回波信号的检测的系统和方法。系统包括发射器和接收器。第一脉冲序列可以用反欺骗签名来编码并在激光束中发射。包括第二脉冲序列的回波信号可以被接收器接收，并且反欺骗签名从第二脉冲序列中提取。如果基于提取，第一和第二脉冲序列匹配，则接收器输出回波信号数据。如果基于提取，第一和第二脉冲序列不匹配，则丢弃回波信号。系统可以动态地改变用于后续脉冲序列的反欺骗签名。另外，第一脉冲序列可以相对于先前脉冲序列而随机化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改进光测距和检测系统中的回波信号的检测的系统和方法相关专利申请的交叉引用本专利申请要求于2017年12月8日提交的题为"SYSTEMSANDMETHODSFORIMPROVINGDETECTIONOFARETURNSIGNALINALIGHTRANGINGANDDETECTIONSYSTEM"、专利技术人为DavidHall和AnandGopalan的共同拥有的美国专利申请号15/835,983（卷号20151-2163）的优先权，该专利申请文件通过引用以其整体并入本文并用于所有目的。
技术介绍
A.
本公开一般涉及用于光发射和接收的系统和方法，并且更具体地涉及通过应用唯一且可标识的光脉冲序列来阻止由（一个或多个）系统检测到的反射光的欺骗而改进光发射和接收系统的安全性。B.
技术介绍
诸如LIDAR系统之类的光检测和测距系统通过发射一系列光脉冲来操作，所述一系列光脉冲被物体反射。反射信号或回波信号由光检测和测距系统接收，并且基于检测到的飞行时间（TOF），系统确定系统所处的距物体的距离。光检测和测距系统可以具有广范围的应用，包括表面的航空测绘和自主驱动。这些应用可以对操作的安全性、准确性和可靠性设置高优先级。如果另一方有意或无意地使激光束或回波信号失真，则可能对准确性和可靠性产生负面影响。一种形式的破坏可以是欺骗攻击，其中恶意方使回波信号的特性失真或冒充回波信号的特性。因此，需要的是用于改进光检测和测距系统中的回波信号的检测（包括减轻欺骗攻击的影响）的系统和方法。附图说明将参考本专利技术的实施例，其示例可在附图中示出。这些附图旨在说明而非限制。尽管在这些实施例的上下文中一般地描述了本专利技术，但是应当理解，不希望将本专利技术的范围限制于这些特定实施例。图中的项目不是按比例绘制。图1描绘根据本文档实施例的光检测和测距系统的操作；图2示出根据本文档实施例的多个回波光信号以及光检测和测距系统的操作；图3A描绘根据本文档实施例的具有旋转反射镜的LIDAR系统；图3B描绘根据本文档实施例的在包括转子和轴的转子轴结构中具有旋转电子装置的LIDAR系统；图4A、4B和4C各自描绘根据本公开实施例的反欺骗签名；图5描绘根据本公开实施例的用于减轻光检测和测距系统中的回波信号的欺骗的系统；图6A和6B描绘根据本公开实施例的用于减轻光检测和测距系统中的回波信号的欺骗的流程图；图7描绘根据本文档实施例的计算设备/信息处理系统的简化框图。具体实施例在以下描述中，为了解释的目的，阐述了具体细节以便提供对本专利技术的理解。然而，对于本领域技术人员来说，显然可以在没有这些细节的情况下实施本专利技术。此外，本领域技术人员应当认识到，下面描述的本专利技术的实施例可以以各种方式实现，诸如过程、装置、系统、设备或有形计算机可读介质上的方法。图中所示的组件或模块是本专利技术的示例性实施例的说明，并且意图避免使本专利技术模糊。还应当理解，在整个讨论中，组件可以被描述为可以包括子单元的单独的功能单元，但是本领域技术人员应当认识到，各种组件或其部分可以被划分为单独的组件或者可以被集成在一起，包括集成在单个系统或组件内。应当注意，这里讨论的功能或操作可以被实现为组件。组件可以用软件、硬件或其组合来实现。此外，附图中的组件或系统之间的连接不旨在限于直接连接。更确切地说，这些组件之间的数据可由中间组件修改、重新格式化或以其他方式改变。此外，可以使用附加的或更少的连接。还应当注意，术语"耦合"、"连接"或"通信地耦合"应当被理解为包括直接连接、通过一个或多个中间设备的间接连接、以及无线连接。说明书中对"一个实施例"、"优选实施例"、"实施例"或"各实施例"的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构、特性或功能被包括在本专利技术的至少一个实施例中，并且也可以在多于一个实施例中。此外，在说明书中的各个位置中的上述短语的出现不一定都指相同的一个或多个实施例。在说明书中的各个位置中的某些术语的使用是为了说明，而不应被解释为限制。服务、功能或资源不限于单个服务、功能或资源；这些术语的使用可以指分布的或聚合的一组相关服务、功能或资源。术语"包括"、"包括有"、"包含"和"包含有"应理解为开放性术语，并且以下任何罗列的都是示例，并且不意味着局限于所罗列的项目。本文所用的任何标题仅用于组织目的，而不应被用于限制说明书或权利要求书的范围。在本专利文件中提到的每个参考文件都通过引用以其整体结合于此。此外，本领域技术人员应当认识到：（1）可以可选地执行某些步骤；（2）步骤可不限于本文阐述的特定顺序；（3）某些步骤可以以不同的顺序执行；以及（4）某些步骤可以同时进行。A.光检测和测距系统诸如LIDAR系统之类的光检测和测距系统可以是测量系统周围环境的形状和轮廓的工具。LIDAR系统可以应用于包括表面的航空测绘和自主导航两者的许多应用。LIDAR系统发射光脉冲，该光脉冲随后被系统在其中操作的环境内的物体反射。可以测量每个脉冲从被发射到被接收的时间（即，飞行时间"TOF"），以确定物体与LIDAR系统之间的距离。该科学基于光和光学的物理性质。在LIDAR系统中，可从快速发射激光发射光。激光穿过介质并被环境中的物点反射，如建筑物、树枝和车辆。反射的光能返回到LIDAR接收器（检测器），在那里它被记录并用于测绘环境。图1描绘了根据本文档实施例的光检测和测距组件102以及数据分析和解释109的操作100。光检测和测距组件102可以包括对发射光信号110进行发射的发射器104、包括检测器的接收器106、以及系统控制和数据获取108。发射光信号110传播通过介质并被物体112反射。回波光信号114传播通过介质并由接收器106接收。系统控制和数据获取108可以控制由发射器104的光发射，并且数据获取可以记录由接收器106检测到的回波光信号114。数据分析和解释109可以经由连接116从系统控制和数据获取108接收输出，并且执行数据分析功能。连接116可以用无线或非接触通信方法来实现。发射器104和接收器106可以包括光学透镜和反射镜（未示出）。发射器104可发射具有采用特定序列的多个脉冲的激光束。在一些实施例中，光检测和测距组件102以及数据分析和解释109包括LIDAR系统。图2示出了根据本文档实施例的包括多个回波光信号：（1）回波信号203和（2）回波信号205的光检测和测距系统202的操作200。光检测和测距系统202可以是LIDAR系统。由于激光的光束发散，单次激光发射经常会击中多个物体，从而产生多个回波。光检测和测距系统202可以分析多个回波，并且可以报告最强的回波、最后的回波、或这两个回波。按照图2，光检测和测距系统202在近侧壁204和远侧壁208的方向上发射激光。如图所示，大部分光束在区域206处击中近侧壁204，从而产生回波信号203，而另一部分光束在区域210处击中远侧壁208，从而产生回波信号205。回波信号203与回波信号20本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n签名提取器，可操作用于选择反欺骗签名；/n反欺骗编码器，可操作以将所述反欺骗签名嵌入在包括脉冲序列的发射激光束中；/n控制器；以及/n解码器，可操作用于解码回波信号，/n其中，所述签名提取器从所述解码回波信号中提取所述反欺骗签名，并且确定所述解码回波信号的特性是否与所述发射激光束的脉冲序列的特性相匹配。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171208 US 15/8359831.一种系统，包括：
签名提取器，可操作用于选择反欺骗签名；
反欺骗编码器，可操作以将所述反欺骗签名嵌入在包括脉冲序列的发射激光束中；
控制器；以及
解码器，可操作用于解码回波信号，
其中，所述签名提取器从所述解码回波信号中提取所述反欺骗签名，并且确定所述解码回波信号的特性是否与所述发射激光束的脉冲序列的特性相匹配。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，如果解码回波信号与发射激光束的特性相匹配，则签名提取器使所述解码回波信号生效并输出所述解码回波信号的数据。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，如果所述解码回波信号与所述发射激光束的特性不匹配，则所述签名提取器使所述解码回波信号无效，丢弃所述解码回波信号并输出警报。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，针对要发射的下一脉冲序列，所述签名提取器动态地改变所述反欺骗签名。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括随机编码器，所述随机编码器可操作以相对于先前发射脉冲序列使要发射的脉冲序列的特性随机化。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器接收环境条件，所述环境条件限定用于所述发射激光束的脉冲序列的特性。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述反欺骗签名基于所述环境条件而动态地改变。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，用于所述发射激光束的脉冲序列的特性基于所述环境条件而随机化。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述环境条件包括天气、拥堵、或测试/校准/工厂条件。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述反欺骗签名基于脉冲的特性，包括两个或更多个脉冲序列中的脉冲数量的变化、脉冲之间的距离的变化、脉冲幅度比的变化、或脉冲宽度的变化。
11.一种方法，包括：
选择反欺骗签名；
将所述反欺骗签名编码在第一脉冲序列中；
...
【专利技术属性】
技术研发人员：D霍尔，A戈帕兰，
申请(专利权)人：威力登激光雷达有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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