一种用于光学相位编码距离检测中的增强的速度分辨率和信噪比的系统和方法，包括:接收通过混合第一光学信号和第二光学信号而生成的电信号，其中,第一光学信号是通过调制光学信号而生成的，其中，第二光学信号是响应于朝向对象发送第一光学信号而接收的，以及确定第二光学信号的多普勒频移，以及通过基于多普勒频移调整电信号，来生成校正的电信号，并且基于校正的电信号与关联于第一光学信号的射频(RF)信号的交叉相关来确定到对象的距离。频(RF)信号的交叉相关来确定到对象的距离。频(RF)信号的交叉相关来确定到对象的距离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学相位编码的距离检测中的增强的速度分辨率和信噪比的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年7月16日提交的美国临时专利申请No.62/874835的权益和优先权，其全部公开内容通过引用其整体并入本文。
技术介绍
[0003]使用激光器(通常由助记符LIDAR表示)进行的用于光检测和测距的距离的光学检测用于多种应用，从高度测定到成像、到避免碰撞。LIDAR以比常规微波测距系统(诸如无线电波检测和测距(RADAR))更小的光束尺寸来提供更精细尺度的距离分辨率。距离的光学检测可以用若干不同技术来实现，包括基于光学脉冲到对象的往返行程行进时间的直接测距，和基于在发送的经线性调频(chirp)的光学信号与从对象散射的返回信号之间的频率差的线性调频检测，以及基于可与自然信号区分的单频相位变化的序列的相位编码检测。
技术实现思路
[0004]本公开的各方面一般涉及在光学领域中的光检测和测距(LIDAR)，并且更具体地涉及用于光学相位编码的距离检测中的增强的速度分辨率和信噪比的系统和方法。
[0005]本文公开的一个实施方式涉及一种用于光学相位编码的距离检测中的增强的速度分辨率和信噪比的系统。在一些实施方式中，该系统包括：接收通过混合第一光学信号和第二光学信号而生成的电信号，其中，第一光学信号是通过调制光学信号而生成的，并且其中，第二光学信号是响应于朝向对象发送第一光学信号而接收的。在一些实施方式中，系统包括确定第二光学信号的多普勒频移。在一些实施方式中，系统包括通过基于多普勒频移调整电信号，来生成校正的电信号。在一些实施方式中，系统包括基于与校正的电信号相关联的交叉相关来确定到对象的距离。
[0006]在另一方面，本公开涉及一种用于光学相位编码的距离检测中的增强的速度分辨率和信噪比的光检测和测距(LIDAR)系统。在一些实施方式中，LIDAR系统包括一个或多个处理器；以及存储指令的一个或多个计算机可读存储介质，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器接收通过混合第一光学信号和第二光学信号而生成的电信号，其中，第一光学信号是通过调制光学信号而生成的，并且其中，第二光学信号是响应于朝向对象发送第一光学信号而接收的。在一些实施方式中，LIDAR系统包括一个或多个处理器；以及存储指令的一个或多个计算机可读存储介质，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器确定电信号的第一持续时间上的频谱。在一些实施方式中，LIDAR系统包括一个或多个处理器；以及存储指令的一个或多个计算机可读存储介质，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器基于该频谱来确定第二光学信号的多普勒频移。在一些实施方式中，该LIDAR系统包括一个或多个处理器；以及存储指令的一个或多个计算机可读存储介质，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器通过基于多普勒频移调整电信号，来生成校正的电信号。在一些实施方式中，LIDAR系统包括一个或多个
处理器；以及存储指令的一个或多个计算机可读存储介质，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器基于在校正的电信号的第一持续时间和关联于第一光学信号的相位编码射频(RF)信号的第二持续时间上的交叉相关来确定到对象的距离，第一持续时间不同于第二持续时间。
[0007]在另一方面中，本公开涉及一种包括光检测和测距(LIDAR)系统的自主车辆。在一些实施方式中，LIDAR系统包括一个或多个处理器；以及存储指令的一个或多个计算机可读存储介质，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器接收通过混合第一光学信号和第二光学信号而生成的电信号，其中，第一光学信号通过调制光学信号而生成的，并且其中，第二光学信号是响应于朝向对象发送第一光学信号而接收的。在一些实施方式中，LIDAR系统包括一个或多个处理器；以及存储指令的一个或多个计算机可读存储介质，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器确定第二光学信号的多普勒频移。在一些实施方式中，LIDAR系统包括一个或多个处理器；以及存储指令的一个或多个计算机可读存储介质，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器通过基于多普勒频移调整电信号来生成校正的电信号。在一些实施方式中，LIDAR系统包括一个或多个处理器；以及存储指令的一个或多个计算机可读存储介质，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器基于校正的电信号与关联于第一光学信号的射频即RF信号的交叉相关来确定到对象的距离。在一些实施方式中，LIDAR系统包括一个或多个处理器；以及存储指令的一个或多个计算机可读存储介质，该指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器基于到对象的距离来操作自主车辆。
[0008]通过下面的详细描述，简单地通过示出许多特定的实施方式，包括用于实现本公开的实施方式而构想的最佳模式，其他方面、特征和优点将显而易见。其他实施方式也能够具有其他和不同的特征和优点，并且它们的几个细节可以在各种明显的方面进行修改，所有这些都不脱离该实施方式的精神和范围。因此，附图和描述本质上应被认为是说明性的，而不是限制性的。
附图说明
[0009]在附图的图中以示例而非限制的方式示出了实施方式，在附图中，类似的附图标记表示相似的元件，并且其中：
[0010]图1A是示出根据实施方式的用于距离测量的示例发送光学相位编码信号的示意图；
[0011]图1B是示出根据实施方式的用于距离测量的作为一系列二进制数字的图1A的示例发送信号以及返回光学信号的示意图；
[0012]图1C是示出根据实施方式的参考信号与两个返回信号的示例交叉相关的示意图；
[0013]图1D是示出根据实施方式的参考信号的示例频谱和多普勒频移返回信号的示例频谱的示意图；
[0014]图1E是示出根据实施方式的多普勒频移返回信号的相位分量的示例交叉频谱的示意图；
[0015]图2是示出根据实施方式的高分辨率LIDAR系统的示例部件的框图；
[0016]图3A是示出根据实施方式的相位编码LIDAR系统的示例部件的框图；
[0017]图3B是示出根据实施方式的多普勒补偿相位编码LIDAR系统的示例部件的框图；
[0018]图4是示出根据实施方式的用于使用多普勒校正相位编码LIDAR系统来确定和补偿对距离的多普勒效应的示例方法的流程图；
[0019]图4B是示出根据实施方式的用于增强光学相位编码距离检测中的速度分辨率和信噪比的示例方法的流程图；
[0020]图5A是示出根据实施方式的多个时间块和比每个时间块长的第一持续时间的示例的框图，其中每个时间块是图1B的相位代码的持续时间；
[0021]图5B是示出根据实施方式的示例功率谱与针对每个时间块和针对多个时间块中的第一持续时间计算的频率的关系的曲线图；
[0022]图5C是示出根据实施方式的图5A的多个时间块和第一持续时间的多个时间段的示例的框图，其中连续时间段重叠；
[0023]图6A是示出根据实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光检测和测距(LIDAR)系统，所述LIDAR系统包括：一个或多个处理器；以及存储下述指令的一个或多个计算机可读存储介质，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器：接收通过混合第一光学信号和第二光学信号而生成的电信号，其中，所述第一光学信号是通过调制光学信号来生成的，并且其中，所述第二光学信号是响应于朝向对象发送所述第一光学信号而接收的；确定所述第二光学信号的多普勒频移；通过基于所述多普勒频移调整所述电信号，来生成校正的电信号；以及基于所述校正的电信号与关联于所述第一光学信号的射频(RF)信号的交叉相关来确定到所述对象的距离。2.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中，所述一个或多个计算机可读存储介质存储下述指令，所述指令使所述一个或多个处理器进一步：确定取决于所述多普勒频移和所述距离的预期相位。3.根据权利要求2所述的LIDAR系统，其中，所述一个或多个计算机可读存储介质存储下述指令，所述指令使所述一个或多个处理器进一步：基于对于给定距离的所述预期相位和对于所述给定距离的基于所述交叉相关的观察相位来确定所述多普勒频移的符号。4.根据权利要求3所述的LIDAR系统，其中，所述一个或多个计算机可读存储介质存储下述指令，所述指令使所述一个或多个处理器进一步：基于所述距离和所述多普勒频移的所述符号来操作自主车辆。5.根据权利要求1所述的LIDAR系统，其中，所述一个或多个计算机可读存储介质存储下述指令，所述指令使所述一个或多个处理器进一步：确定所述电信号的第一持续时间的第一时间间隔上的频谱，其中，所述多普勒频移是基于所述频谱而确定的。6.根据权利要求5所述的LIDAR系统，其中，所述频谱是所述电信号的同相分量与所述电信号的正交分量的交叉频谱。7.根据权利要求5所述的LIDAR系统，其中，所述第一持续时间的至少两个连续时间段在时间上重叠...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬，
申请(专利权)人：布莱克莫尔传感器和分析有限责任公司，
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。