用于LIDAR传感器系统的光学封装以及LIDAR传感器系统技术方案

本公开涉及用于LIDAR传感器系统的光学封装以及LIDAR传感器系统。光学封装具有基板，该基板包括形成在基板中的多个电容器的阵列，形成在基板中的多个开关，其中，每个开关可以连接在至少一个激光二极管和多个电容器中的至少一个电容器之间。光学封装还包括在所述多个电容器附近安装在基板上的所述至少一个激光二极管，以提供小的寄生电感和电容。处理器被配置成控制所述多个开关以控制第一电流来对所述多个电容器充电。其中，处理器被配置为控制所述多个开关以控制第二电流，以利用从所述多个电容器中的至少一个电容器放电的电流来驱动所述至少一个激光二极管。本公开还涉及具有上述光学封装的LIDAR传感器系统。有上述光学封装的LIDAR传感器系统。[转续页]

【技术实现步骤摘要】
用于LIDAR传感器系统的光学封装以及LIDAR传感器系统
[0001]本申请是申请号为202080034648.4、申请日为2020年3月5日、专利技术名称为“用于LIDAR传感器系统的部件，LIDAR传感器系统，LIDAR传感器装置，用于LIDAR传感器系统的方法和用于LIDAR传感器装置的方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术的
大体上涉及使用光检测和测距技术的光检测和测距(LIDAR)系统和方法。本公开内容关注用于LIDAR传感器系统的部件、LIDAR传感器系统、LIDAR传感器装置和用于LIDAR传感器系统或LIDAR传感器装置的方法。

技术介绍

[0003]有许多研究和市场预测，这些研究和市场预测预测未来的机动性和运输将从由操作人员监督的车辆转向具有增加的自主性水平的车辆，朝向完全自主的自驱动车辆。然而，这种转变不是突然的变化，而是具有不同自主性水平的逐渐过渡，例如由SAE国际(汽车工程师协会)在SAE J3016中定义的。此外，这种过渡不会以简单的线性方式发生，从一个级别前进到下一个级别，而使所有先前的级别都不是必要的。相反，预期不同自主性程度的这些级别将在更长的时间段上共存，并且许多车辆及其相应的传感器系统将能够支持这些级别中的多于一个。
[0004]根据各种因素，操作人员可以根据车辆的能力例如在不同的SAE级别之间主动切换，或者车辆操作系统可以请求或启动这样的切换，通常对于车辆的可能的操作人员具有及时的信息和接受时段。这些因素可以包括内部因素，例如个人偏好、人类驾驶员的驾驶经验水平或生物状态、以及例如环境条件的变化如天气、交通密度或意外的交通复杂性的外部因素。
[0005]重要的是要注意，对于未来的上述情形不是理论上的、远方的偶然性。事实上，如今已经在现代车辆中实现了大量所谓的高级驾驶员辅助系统(ADAS)，其清楚地展现了自主车辆控制的特征。当前的ADAS系统可以被配置成例如在危险情况(例如车道偏离警告)下警告操作人员，但是在特定驾驶情况下，一些ADAS系统能够接管控制并且执行车辆转向操作，而无需操作人员的主动选择或干预。示例可以包括诸如自适应巡航控制的便利驱动情况，也包括危险情况，如车道保持助手和紧急制动助手的情况。
[0006]上述情形都需要车辆和运输系统具有极大增加的感知、解释和反应其周围环境的能力。因此，远程环境感测系统将处于未来机动性的核心并不令人惊讶。
[0007]由于现代交通由于大量不同种类的交通参与者、变化的环境或不充分地映射或甚至未映射的环境以及由于快速的、相互关联的动态而可能是极其复杂的，因此这种感测系统将必须能够覆盖必须以高水平的准确性和可靠性执行的广泛范围的不同任务。事实证明，不存在能够满足与半自主或完全自主车辆相关的所有所需特征的单个“适合所有”感测系统。相反，未来的机动性需要具有不同优点和缺点的不同感测技术和概念。感测系统之间的差异可能与感知范围、垂直和水平视场(FOV)、空间和时间分辨率、数据采集速度等相关。
因此，可能由用于更复杂任务的深度神经元学习(DNL)方法和其它神经处理器单元(NFU)方法辅助的传感器融合和数据解释如交通状况的判断和衍生车辆控制功能的生成，可能是应对这种复杂性所必需的。此外，自主车辆的驾驶和转向可能需要一组伦理规则和普遍接受的交通规则。
[0008]在这些感测系统中，LIDAR感测系统以及可能由雷达和超声系统支持的基于相机的系统预期起到至关重要的作用。对于特定的感知任务，这些系统可以或多或少地彼此独立地操作。然而，为了增加感知水平(例如，在准确度和范围方面)，由不同感测系统获取的信号和数据可以在所谓的传感器融合系统中集合在一起。通过解决可能的不一致性和矛盾以及通过提供一定水平的冗余度，传感器数据的合并不仅对于细化和合并测量结果是必要的，而且对于增加传感器结果的置信度也是必要的。无意的虚假信号和有意的对抗性攻击也可能在这种情况下起作用。
[0009]为了准确和可靠地感知车辆周围，不仅可以考虑车辆内部感测系统和测量数据，而且可以考虑来自车辆外部源的数据和信息。这种车辆外部源可以包括连接到其他交通参与者的感测系统，例如前方和迎面而来的车辆、行人和骑车人，而且还包括安装在道路基础设施元素上的感测系统，所述道路基础设施元素如交通灯、交通信号、桥梁、道路建设地点的元素和中央交通监视结构。此外，数据和信息可以来自遥远的源，例如交通远程操作员和全球定位系统(例如GPS)的卫星。
[0010]因此，除了感测和感知能力之外，未来的机动性还将严重依赖于与广泛的通信伙伴进行通信的能力。通信可以是单向的或双向的，并且可以包括各种无线传输技术，例如WLAN、蓝牙以及基于射频和可视或非可视光信号的通信。应当注意，一些感测系统，例如LIDAR感测系统，可以用于感测和通信任务，这使得它们对于未来的机动性概念特别有吸引力。数据安全和安全性以及通信伙伴的明确标识是基于光的技术具有优于其它无线通信技术的固有优点的示例。通信可能需要被加密和防篡改。
[0011]从以上描述中，还清楚的是，未来的机动性必须能够处理大量的数据，因为每驾驶小时可能产生几十千兆字节。这意味着自主驾驶系统必须以非常高的速度采集、收集和存储数据，通常符合实时条件。此外，未来的车辆必须能够解释这些数据，即在短时间内导出某种上下文意义，以便规划和执行所需的驾驶操纵。这需要复杂的软件解决方案，利用先进的算法。预期自主驾驶系统将包括：越来越多的人工智能、机器和自学习的元素，以及用于某些任务的深度神经网络(DNN)如视觉图像识别，以及用于更复杂任务的其他神经处理器单元(NFU)方法如交通状况的判断和衍生车辆控制功能的生成等。数据计算、处理、存储和检索可能需要大量的处理能力，因此需要大量的电力。
[0012]为了总结和总结上述段落，未来的机动性将涉及感测系统、通信单元、数据存储设备、数据计算和信号处理电子设备以及可以包括和提供各种伦理设置的高级算法和软件解决方案。所有这些元素的组合构成网络
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物理世界，通常表示为物联网(IoT)。在这方面，未来的交通工具也表示某种类型的IoT设备，并且可以被称为“移动IoT设备”。
[0013]这样的“移动IoT设备”可以适用于运输人和货物以及获取或提供信息。可以注意到，未来的交通工具有时也被称为“轮上智能电话”，该术语确实反映了未来交通工具的一些能力。然而，该术语意味着对消费者相关的新功能和手法的某种关注。尽管这些方面当然可以起作用，但是它不一定反映出未来商业模式的巨大范围，特别是数据驱动的商业模式，
其可以仅在当前时刻设想，但是其可能不仅集中于个人、便利驱动的功能，而且还包括商业、工业或法律方面。
[0014]新的数据驱动商业模型将集中于智能的、基于位置的服务，利用例如自学习和预测方面，以及用人工智能作为关键驱动因素之一的手势和语言处理。所有这些都是由数据推动的，将在汽车行业中由作为移动数字平台的大量未来车辆以及由将移动和固定IoT设备连接在一起的连接性网络产生大量数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于LIDAR传感器系统的光学封装，所述光学封装具有基板，所述基板包括：
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形成在所述基板中的多个电容器的阵列，
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形成在所述基板中的多个开关，其中每个开关连接在至少一个激光二极管与所述多个电容器中的至少一个电容器之间，所述光学封装还包括：
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在所述多个电容器附近安装在所述基板上的所述至少一个激光二极管，
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处理器，所述处理器被配置成控制所述多个开关，以控制第一电流来对所述多个电容器充电，以及控制第二电流以利用从所述多个电容器中的至少一个电容器放电的电流来驱动所述至少一个激光二极管。2.根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于，所述多个电容器和所述多个开关被单片集成在所述基板中。3.根据权利要求1或2中一项所述的光学封装，其特征在于，所述多个开关中的每个开关被分配给所述多个电容器中的正好一个相应的电容器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学封装，其特征在于，所述多个开关中的每个开关包括晶体管。5.根据权利要求4所述的光学封装，其特征在于，所述多个晶体管中的至少一个晶体管是场效应晶体管。6.根据权利要求5所述的光学封装，其特征在于，所述多个晶体管中的至少一个场效应晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管。7.根据权利要求6所述的光学封装，其特征在于，所述多个晶体管中的至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管是互补金属氧化物半导体场效应晶体管。8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学封装，其特征在于，所述电容器阵列包括与所述至少一个激光二极管相关联的在约400000个电容器至约600000个电容器的范围内的多个电容器。9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学封装，其特征在于，所述电容器阵列中的至少一个电容器具有在约50fF至约200fF的范围内的电容。10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学封装，其特征在于，驱动所述至少一个激光二极管的所述电流包括在约10mA至约100A的范围内的电流。11.根据权利要求1至10中任一项所述的光学封装，其特征在于，电容器与所述至少一个激光二极管之间的电路径具有低于100pH的感应率。12.根据权利要求1至11中任一项所述的光学封装，其特征在于，所述电容器阵列中的至少一个电容器是深沟槽电容器。13.根据权利要求1至12中任一项所述的光学封装，其特征在于，所述电容器阵列中的至少一个电容器是叠层电容器。14.根据权利要求1至13中任一项所述的光学封装，其特征在于，所述电容器阵列的所述电容器被布置成行和列。15.根据权利要求1至14中任一项所述的光学封装，其特征在于，连接所述多个电容器中的至少一些电容器的导电公共线。16.根据权利要求15所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：里卡多，
申请(专利权)人：欧司朗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：