测距模块装置及其方法。信号接收器单元(40)包括第一接收器单元，该第一接收器单元被设计成接收由投射电磁波的主波瓣和两个光栅波瓣产生的反射电磁波。信号接收器单元包括第二接收器单元，该第二接收器单元被设计成接收由投射电磁波的主波瓣和一个光栅波瓣产生的反射电磁波。信号接收器单元包括第三接收器单元，该第三接收器单元被设计成接收由投射电磁波的主波瓣和另一个光栅波瓣产生的反射电磁波。信号处理器单元(50)基于第一接收器单元、第二接收器单元和第三接收器单元的接收信号的组合来识别反射电磁波，并计算距物体的距离。离。离。
【技术实现步骤摘要】
测距模块装置及其方法
[0001]本公开涉及具有相控阵列结构的测距模块装置。
技术介绍
[0002]具有OPA(光学相控阵列)结构的LiDAR(光检测和测距)是已知的。LiDAR也称为测距模块装置。在测距模块装置中，除了投射光的主波瓣以外，还出现至少一个以不同于主波瓣光的角度投射的光栅波瓣光。
[0003]在测距模块装置中，光投射OPA被设计成使得主波瓣光和光栅波瓣光之间的角度至少是扫描角的三倍，以使得光栅波瓣光不落入主波瓣光的扫描范围内。在光接收OPA中，设计光接收角度，以使得与投射同步接收来自主波瓣光投射方向的光，并且光栅波瓣光在光接收范围外。
[0004]美国专利申请公开2009/0129008A公开了一种LiDAR系统，该LiDAR系统除了使用主波瓣光之外还使用光栅波瓣光来测量距物体的距离。
技术实现思路
[0005]然而，在美国专利申请公开2009/0129008A中描述的LiDAR系统设置有用于主波瓣光和光栅波瓣光中每一个的单独的光接收部分。在这种配置中，所需的光接收元件的数量很大，因此装置的体形很大。
[0006]鉴于以上几点，本公开的目的是提供一种能够抑制体形增加的测距模块。
[0007]根据本公开的一方面，一种装置包括：信号发射器单元，其发射电磁波；扫描器单元，其将信号发射器单元发射的电磁波扫描到空间中以产生投射电磁波；信号接收器，其接收来自物体的反射电磁波并输出接收到的信号；以及信号处理器单元，其基于信号接收器单元的接收信号来计算距物体的距离。信号接收器单元包括：第一接收器单元，其设计成接收由投射电磁波的主波瓣和两个光栅波瓣产生的反射电磁波；第二接收器单元，其设计成接收由投射电磁波的主波瓣和一个光栅波瓣产生的反射电磁波；以及第三接收器单元，其设计成接收由投射电磁波的主波瓣和另一个光栅波瓣产生的反射电磁波。信号处理器单元基于第一接收器单元、第二接收器单元和第三接收器单元接收到的信号组合，确定投射电磁波的主波瓣或一个光栅波瓣或另一个光栅波瓣产生的反射电磁波中的哪一个与信号接收器单元接收到的电磁波相对应，并计算距物体的距离。
[0008]根据该配置，信号接收器单元包括：第一接收器单元，其接收主波瓣和两个光栅波瓣；第二接收器单元，其接收主波瓣和其中一个光栅波瓣；以及第三接收器单元，其接收主波瓣和另一个光栅波瓣。信号处理器单元使用三个接收信号的组合来计算距离。结果，即使每个接收信号的强度低，总信号强度也可以保持为较高。结果，可以抑制光接收元件的数量的增加并且可以抑制体形的增大。
附图说明
[0009]参考附图进一步描述本公开，在附图中：
[0010]图1是根据第一实施例的测距模块装置的框图；
[0011]图2是说明投射电磁波的主波瓣和光栅波瓣的图；
[0012]图3是示出图1所示的信号接收器单元的配置的图；
[0013]图4是图1所示的信号处理器单元的框图；
[0014]图5是图4所示的方向编码单元的框图；
[0015]图6是图4所示的方向确定单元的框图；
[0016]图7是示出由三个天线单元接收反射电磁波的状态的图；
[0017]图8是示出接收信号和相加信号的图；
[0018]图9是示出根据第二实施例的信号接收单元的配置的图；
[0019]图10是示出由四个天线单元接收反射电磁波的状态的图；
[0020]图11是示出第二实施例中的接收信号和相加信号的图；
[0021]图12是根据第三实施例的测距模块装置的框图；和
[0022]图13是图12所示的信号处理器单元的框图。
具体实施方式
[0023]在下文中，参考附图描述实施例。在本文所述的各个实施例中，相同或等同的部件被赋予相同的附图标记。
[0024]第一实施例
[0025]下面描述第一实施例。图1所示的测距模块被安装在车辆上，并且被配置为通过发射和接收电磁波至少测量车辆与物体(TG)之间的距离。测距模块由集成芯片组成，该集成芯片通过硅光子形成在SOI(绝缘体上硅)基底上。光或毫米波被用作电磁波。
[0026]如图1所示，测距模块装置包括信号发射器单元10(SGTR)，发射驱动单元20(DRV)和扫描器单元30(SCN)。信号发射器单元10产生并输出电磁波作为发射信号。发射驱动单元20驱动信号发射器单元10。扫描器单元30利用由信号发射器单元10输出的电磁波扫描空间。在该实施例中，空间可以是车辆周围的三维范围。电磁波被发射并投射以便扫描空间。扫描空间的电磁波也称为投射电磁波(PEMW)。
[0027]信号发射器单元10和发射驱动单元20通过形成在SOI基底上的金属布线诸如Al连接。信号发射器单元10和扫描器单元30通过至少一个波导连接，该波导包括由Si等制成的芯层和由SiO2等制成的包层。信号发射器单元10包括例如激光二极管。信号发射器单元10通过从发射驱动单元20供应电流来产生光。
[0028]扫描器单元30包括投射单元31(PRJT)和相位控制单元32(PHCN)。投射单元31将从信号发射器单元10发射的电磁波投射到空间中。相位控制单元32驱动投射单元31。投射单元31由OPA组成，在所述OPA中，波导被分支并平行布置，并且电磁波从平行布置的多个波导的末端发射。
[0029]相位控制单元32被配置为根据从控制电路(未示出)输入的电信号来改变从投射单元31发射的电磁波的相位。投射单元31包括多个波导作为部件。穿过多个波导中的每一个的电磁波的相位被相位控制单元32周期性地改变。结果，从多个波导中发射的电磁波的
相位周期性地改变。结果，从整个投射单元31发射的电磁波的方向性改变。结果，电磁波沿任意方向发射，并且通过改变方向来扫描空间。
[0030]除了信号发射器单元10等之外，测距模块装置还包括用于接收来自物体的反射电磁波(REMW)的配置。测距模块装置包括信号接收器单元40(SGRV)，信号处理器单元50(SGPR)和通信单元60(COM)。信号接收器单元40接收反射的电磁波并输出接收到的信号。信号处理器单元50基于信号接收器单元40接收的信号来计算距物体的距离等。通信单元60将由信号处理器单元50计算出的距离等传输至车辆的ECU等。通信单元60传输的信号可以包括距离信号DS、速度信号VE和角度信号AG。
[0031]信号接收器单元40包括天线单元41(ANT)，多路复用器单元42(MX)和电转换单元43(CV)。天线单元41被配置为从外部接收电磁波。天线单元41具有相控阵列结构，该相控阵列结构包括平行布置的多个波导。天线单元41被配置为从每个波导的端部引入电磁波。在每个波导中布置有移相器(未示出)。天线单元41由移相器控制引入到每个波导中的电磁波的相位。结果，天线单元41可以控制电磁波在整个天线单元41中的引入方向。
[0032]构成天线单元41的多个波导合并成一个并连接到多路复用器单元42。多路复用器单元42将天线单本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测距模块装置，包括：发射电磁波的信号发射器单元(10)；扫描器单元(30)，其将所述信号发射器单元发射的所述电磁波扫描到空间中以产生投射电磁波；信号接收器单元(40)，其接收来自物体的反射电磁波并输出接收到的信号；和信号处理器单元(50)，其基于所述信号接收器单元的接收信号来计算距所述物体的距离，其中所述信号接收器单元包括：第一接收器单元，其设计成接收由所述投射电磁波的主波瓣和两个光栅波瓣产生的反射电磁波；第二接收器单元，其设计成接收由所述投射电磁波的所述主波瓣和一个光栅波瓣产生的反射电磁波；和第三接收器单元，其设计成接收由所述投射电磁波的所述主波瓣和另一个光栅波瓣产生的反射电磁波，其中所述信号处理器单元基于所述第一接收器单元、所述第二接收器单元和所述第三接收器单元的所述接收信号的组合，确定所述投射电磁波的所述主波瓣或所述一个光栅波瓣或所述另一个光栅波瓣产生的所述反射电磁波中的哪一个与所述信号接收器单元接收到的所述电磁波相对应，并计算距所述物体的距离。2.根据权利要求1所述的测距模块装置，其中所述信号处理器单元被配置为执行：通过将所述第一接收器单元的所述接收信号与所述第二接收器单元的所述接收信号相加获得第一相加信号；通过将所述第一接收器单元的所述接收信号与所述第三接收器单元的所述接收信号相加获得第二相加信号；通过将所述第一接收器单元的所述接收信号、所述第二接收器单元的所述接收信号与所述第三接收器单元的所述接收信号相加，获得第三相加信号；将在所述第一相加信号、所述第二相加信号和所述第三相加信号中出现的多个信号中所述第一相加信号、所述第二相加信号和所述第三相加信号的一个信号在信号强度上共同最大时的主信号确定为由接收所述投射电磁波的所述主波瓣的所述反射电磁波的所述信号接收器单元输出的接收信号；将在排除所述主信号的剩余信号中所述第一相加信号中出现的比所述第二相加信号大的信号确定为由接收所述投射电磁波的所述一个光栅波瓣的所述反射电磁波的所述信号接收器单元输出的接收信号；和将所述第二相加信号中出现的比所述第一相加信号大的信号确定为由接收所述投射电磁波的所述另一个光栅波瓣的所述反射电磁波的所述信号接收器单元输出的接收信号。3.根据权利要求1或2所述的测距模块装置，其中所述信号接收器单元包括所述第一接收器单元中的两个，其中所述信号处...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木光，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。