RU2798364C2 - Lidar systems and methods - Google Patents
Lidar systems and methods Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798364C2 RU2798364C2 RU2020133318A RU2020133318A RU2798364C2 RU 2798364 C2 RU2798364 C2 RU 2798364C2 RU 2020133318 A RU2020133318 A RU 2020133318A RU 2020133318 A RU2020133318 A RU 2020133318A RU 2798364 C2 RU2798364 C2 RU 2798364C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interest
- scanner
- output beams
- lidar system
- region
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 100
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 37
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 14
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N [Ga].[As].[In] Chemical compound [Ga].[As].[In] KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N alumanylidynearsane;gallanylidynearsane Chemical compound [As]#[Al].[As]#[Ga] FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 2
- 206010047571 Visual impairment Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001149 cognitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 208000029257 vision disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 230000004393 visual impairment Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
[01] Настоящая технология относится к лидарным системам обнаружения и измерения дальности (LiDAR, Light Detection and Ranging) и к способам обнаружения объектов в окружающем пространстве автономного транспортного средства, в частности, к лидарным системам и способам обнаружения объектов в интересующей области окружающего пространства.[01] The present technology relates to lidar detection and ranging systems (LiDAR, Light Detection and Ranging) and to methods for detecting objects in the surrounding space of an autonomous vehicle, in particular, to lidar systems and methods for detecting objects in a region of interest of the surrounding space.
Уровень техникиState of the art
[02] В известных решениях предложены и реализованы компьютерные навигационные системы, обеспечивающие навигацию и/или управление транспортными средствами. Известны различные системы такого рода - от простых решений, основанных на определении местоположения на карте и использующих компьютерную систему для помощи водителю в навигации на маршруте от пункта отправления до пункта назначения, до более сложных решений, таких как компьютеризированные и/или автономные системы вождения.[02] Known solutions propose and implement computer navigation systems that provide navigation and/or vehicle control. Various systems of this kind are known, ranging from simple map based location based solutions using a computer system to assist the driver in navigating a route from origin to destination, to more complex solutions such as computerized and/or autonomous driving systems.
[03] Некоторые из этих систем реализованы в виде широко известной системы круиз-контроля. В этом случае компьютерная система, установленная на транспортном средстве, поддерживает заданную пользователем скорость движения транспортного средства. Некоторые системы круиз-контроля реализуют систему интеллектуального управления дистанцией, позволяя пользователю задавать расстояние до идущего впереди автомобиля (например, выбирать значение, выраженное в количестве транспортных средств). В дальнейшем компьютерная система регулирует скорость транспортного средства, по меньшей мере частично, в зависимости от его приближения к впереди идущему транспортному средству на заранее заданное расстояние. Некоторые из систем круиз-контроля дополнительно оснащены системой предупреждения столкновений, которая при обнаружении транспортного средства (или другого препятствия) перед движущимся транспортным средством замедляет или останавливает его.[03] Some of these systems are implemented in the well-known cruise control system. In this case, the computer system installed on the vehicle maintains the vehicle speed set by the user. Some cruise control systems implement an intelligent distance control system, allowing the user to set the distance to the vehicle in front (for example, select a value expressed in terms of the number of vehicles). The computer system then controls the speed of the vehicle, at least in part, depending on its approach to the vehicle ahead by a predetermined distance. Some of the cruise control systems are additionally equipped with a collision avoidance system that, when a vehicle (or other obstacle) is detected in front of a moving vehicle, slows or stops it.
[04] Некоторые из наиболее передовых систем обеспечивают полностью автономное движение транспортного средства без непосредственного участия оператора (т.е. водителя) в управлении. Такие автономные транспортные средства содержат системы, способные ускорять, замедлять, останавливать, перестраивать в другой ряд и самостоятельно парковать транспортное средство.[04] Some of the most advanced systems provide a fully autonomous movement of the vehicle without the direct participation of the operator (ie driver) in control. Such autonomous vehicles contain systems capable of accelerating, decelerating, stopping, changing lanes, and self-parking the vehicle.
[05] Одна из основных технических проблем, возникающих при реализации вышеуказанных систем, заключается в способности обнаруживать объекты вокруг транспортного средства. Например, таким системам может быть необходимо обнаруживать перед транспортным средством с установленной системой другое транспортное средство, которое может представлять опасность для данного транспортного средства и требовать принятия системой упреждающих мер, таких как торможение или иное изменение скорости, остановка или перестроение в другой ряд. В другом примере таким системам может требоваться обнаружение пешеходов или животных, пересекающих дорогу перед транспортным средством или двигающихся иным образом в окружающем пространстве транспортного средства.[05] One of the main technical problems encountered in the implementation of the above systems is the ability to detect objects around the vehicle. For example, such systems may need to detect another vehicle in front of the system-installed vehicle that could pose a risk to that vehicle and require the system to take proactive action, such as braking or otherwise changing speed, stopping, or changing lanes. In another example, such systems may need to detect pedestrians or animals crossing the road in front of the vehicle or otherwise moving in the vehicle's surroundings.
[06] Обнаружение объектов с использованием лидара обычно предполагает передачу лучей света в интересующую область и обнаружение отраженных световых лучей, в частности, от объектов в этой области, для формирования представления интересующей области, содержащей какие-либо объекты. В качестве источника излучения (света) часто используются лазеры, излучающие импульсы света в узком диапазоне длин волн. Положение объекта и расстояние до него могут быть определены, помимо прочего, путем вычисления времени пролета излученного и обнаруженного светового луча. Вычисляя такие положения как «точки данных», можно сформировать многомерное цифровое представление окружающего пространства.[06] Object detection using lidar typically involves transmitting light rays into a region of interest and detecting reflected light rays, in particular from objects in that region, to form a representation of the region of interest containing any objects. Lasers are often used as a source of radiation (light), emitting light pulses in a narrow wavelength range. The position of the object and its distance can be determined, among other things, by calculating the time of flight of the emitted and detected light beam. By calculating positions such as "data points", a multi-dimensional digital representation of the surrounding space can be formed.
[07] В целом, с точки зрения физики обнаружения объектов лидарными системами, один из известных в настоящее время способов основан на использовании импульсного излучения и реализуется «времяпролетными» (ToF, Time of Flight) лидарными системами. Во времяпролетных лидарных системах каждый лидарный датчик излучает короткий импульс с заданной длиной волны, а затем определяет время, требующееся для отражения этого импульса находящимся в окружающем пространстве объектом и возврата к соответствующему лидарному датчику. Вращение на 360 градусов времяпролетной лидарной системы, расположенной в верхней части транспортного средства и содержащей множество лидарных датчиков, позволяет формировать трехмерный образ окружающего пространства транспортного средства.[07] In general, from the point of view of the physics of detecting objects by lidar systems, one of the currently known methods is based on the use of pulsed radiation and is implemented by "time of flight" (ToF, Time of Flight) lidar systems. In time-of-flight lidar systems, each lidar sensor emits a short pulse of a given wavelength and then determines the time it takes for that pulse to be reflected by an object in the surrounding space and return to the corresponding lidar sensor. A 360-degree rotation of the TOF lidar system located on the top of the vehicle and containing a plurality of lidar sensors allows the formation of a three-dimensional image of the vehicle's surroundings.
[08] Этот трехмерный образ частично формируется отраженными лучами, принимаемыми лидаром, который формирует точки данных, представляющие объекты окружающего пространства. Эти точки образуют облака, характеризующие окружающее пространство и образующие трехмерную карту. Каждая точка в этом облаке точек связана с координатами в пространстве координат. Кроме того, каждая точка может быть связана с некоторой дополнительной информацией, например, с расстоянием от самоуправляемого транспортного средства до объекта. С точками в облаке точек может быть связана и другая информация.[08] This three-dimensional image is partly formed by the reflected beams received by the lidar, which generates data points representing objects in the surrounding space. These points form clouds that characterize the surrounding space and form a three-dimensional map. Each point in this point cloud is associated with coordinates in coordinate space. In addition, each point can be associated with some additional information, such as the distance from the self-driving vehicle to the object. Other information can be associated with points in a point cloud.
[09] Чем больше получено точек приемлемого качества, тем лучше. В этом случае компьютер самоуправляемого транспортного средства может с использованием такого облака точек выполнять задачи различной когнитивной сложности, например, фильтрацию, кластеризацию или выборку точек, объединение облаков точек, распознавание объекта и т.д. Качество выполнения этих отдельных задач влияет на общее качество определения местоположения и навигации беспилотного транспортного средства. Точная информация об окружающих объектах повышает безопасность вождения.[09] The more points of acceptable quality obtained, the better. In this case, the self-driving vehicle computer can use such a point cloud to perform tasks of varying cognitive complexity, such as filtering, clustering or sampling points, merging point clouds, object recognition, etc. The quality of these individual tasks affects the overall quality of the location and navigation of an unmanned vehicle. Accurate information about surrounding objects improves driving safety.
[010] При определенных обстоятельствах может возникать необходимость в обнаружении объектов в интересующих областях, различно расположенных относительно транспортного средства. Полезно иметь возможность быстро и эффективно переключаться с одной интересующей области на другую.[010] Under certain circumstances, it may be necessary to detect objects in areas of interest that are located differently relative to the vehicle. It is useful to be able to quickly and efficiently switch from one area of interest to another.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
[011] Следовательно, требуются системы и способы, позволяющие исключать, уменьшать или преодолевать ограничения известных технических решений.[011] Therefore, systems and methods are required to eliminate, reduce or overcome the limitations of known technical solutions.
[012] В известных технических решениях был предложен ряд способов для решения вышеуказанной проблемы.[012] In known technical solutions, a number of methods have been proposed to solve the above problem.
[013] В патентной заявке US2019162947A описано микроэлектромеханическое (MEMS) устройство, содержащее основание и множество зеркальных поверхностей, расположенных на этом основании. Каждая из множества зеркальных поверхностей неподвижна относительно основания. Каждая из множества зеркальных поверхностей расположена под соответствующим углом к основанию. Соответствующие углы по меньшей мере некоторых зеркальных поверхностей отличаются от соответствующих углов по меньшей мере некоторых других зеркальных поверхностей.[013] Patent application US2019162947A describes a microelectromechanical (MEMS) device comprising a base and a plurality of mirror surfaces located on the base. Each of the many mirror surfaces is fixed relative to the base. Each of the plurality of mirror surfaces is located at a corresponding angle to the base. The corresponding angles of at least some of the mirror surfaces are different from the corresponding angles of at least some of the other mirror surfaces.
[014] В патентной заявке US2019195992A описана система, содержащая лазерный источник света и вращающийся зеркальный узел со множеством зеркальных сегментов, расположение которых позволяет отражать свет, излучаемый лазерным источником света, при этом множество зеркальных сегментов содержит первый сегмент, отражающий первый световой луч от лазерного источника света в первом направлении, и второй зеркальный сегмент, отражающий первый световой луч от лазерного источника света во втором направлении, отличном от первого направления. В некоторых примерах система содержит датчик света, расположение которого позволяет принимать свет, отраженный от вращающегося зеркального узла. В некоторых примерах система содержит электродвигатель для вращения зеркального узла вокруг оси вращения. В некоторых примерах система содержит контроллер для управления фазой выборки сигналов светового датчика.[014] US2019195992A describes a system comprising a laser light source and a rotating mirror assembly with a plurality of mirror segments positioned to reflect light emitted by the laser light source, the plurality of mirror segments comprising a first segment reflecting a first light beam from the laser source light in the first direction, and a second mirror segment reflecting the first light beam from the laser light source in a second direction different from the first direction. In some examples, the system includes a light sensor positioned to receive light reflected from a rotating mirror assembly. In some examples, the system includes an electric motor to rotate the mirror assembly around the axis of rotation. In some examples, the system includes a controller for controlling the sampling phase of the light sensor signals.
[015] В патентной заявке US2020049819A описан оптический сканер, содержащий по меньшей мере один источник света, способный излучать свет, направляющее устройство, способное выполнять сканирование в первом направлении с использованием света, излучаемого по меньшей мере одним источником света, и многоугольное зеркало, способное выполнять сканирование с использованием светового потока, исходящего от направляющего устройства во втором направлении, отличном от первого направления, при вращении многоугольного зеркала. Направляющее устройство включает в себя множество первых призм, каждая из которых содержит входную грань, способную пропускать свет, излучаемый по меньшей мере одним источником света, и выходную грань, способную преломлять и выводить свет. Многоугольное зеркало содержит множество отражающих граней, каждая из которых способна отражать свет, выводимый из направляющего устройства.[015] US2020049819A describes an optical scanner comprising at least one light source capable of emitting light, a guiding device capable of scanning in a first direction using light emitted by at least one light source, and a polygonal mirror capable of performing scanning using light output from the guiding device in a second direction different from the first direction while rotating the polygonal mirror. The guiding device includes a plurality of first prisms, each of which contains an input face capable of transmitting light emitted by at least one light source, and an output face capable of refracting and outputting light. The polygonal mirror contains a plurality of reflective faces, each of which is capable of reflecting light output from the guiding device.
[016] В соответствии с первым широким аспектом настоящей технологии реализована лидарная система для обнаружения объектов в окружающем пространстве автономного транспортного средства, содержащая источник излучения, способный излучать выходные лучи по внутреннему пути излучения, и сканер, расположенный на внутреннем пути излучения, способный направлять выходные лучи в интересующую область в пределах поля обзора и содержащий первую отражающую поверхность, способную принимать по меньшей мере часть выходных лучей и передавать ее как первый распространяющийся луч вдоль первой оси распространения, и вторую отражающую поверхность, способную принимать по меньшей мере часть выходных лучей и передавать ее как второй распространяющийся луч вдоль второй оси распространения, отличной от первой оси распространения, при этом интересующая область содержит первую часть, определяемую первым распространяющимся лучом, вторую часть, определяемую вторым распространяющимся лучом, и третью часть между первой и второй частями, представляющую собой слепую зону.[016] In accordance with the first broad aspect of the present technology, a lidar system for detecting objects in the surrounding space of an autonomous vehicle is implemented, comprising a radiation source capable of emitting output beams along an internal radiation path, and a scanner located on the internal radiation path, capable of directing the output beams into a region of interest within the field of view, and comprising a first reflective surface capable of receiving at least a portion of the output rays and transmitting it as a first propagating beam along the first propagation axis, and a second reflective surface capable of receiving at least a portion of the output rays and transmitting it as the second propagating beam along the second propagation axis, different from the first propagation axis, wherein the region of interest contains the first part defined by the first propagating beam, the second part defined by the second propagating beam, and the third part between the first and second parts, which is a blind zone.
[017] В некоторых вариантах осуществления изобретения первая и вторая части являются периферийными частями интересующей области, а третья часть является центральной частью интересующей области.[017] In some embodiments of the invention, the first and second parts are peripheral parts of the region of interest, and the third part is the central part of the region of interest.
[018] В некоторых вариантах осуществления изобретения первая отражающая поверхность расположена под первым углом к базовой плоскости, а вторая отражающая поверхность - под вторым, отличным от первого, углом к базовой плоскости.[018] In some embodiments of the invention, the first reflective surface is located at a first angle to the base plane, and the second reflective surface is located at a second, different from the first, angle to the base plane.
[019] В некоторых вариантах осуществления изобретения первая отражающая поверхность расположена под первым углом к базовой плоскости, а вторая отражающая поверхность - под вторым углом к базовой плоскости, при этом сканер способен изменять первый и/или второй угол.[019] In some embodiments of the invention, the first reflective surface is located at a first angle to the base plane, and the second reflective surface is located at a second angle to the base plane, while the scanner is able to change the first and/or second angle.
[020] В некоторых вариантах осуществления изобретения первая и вторая отражающие поверхности являются частью единой сканирующей поверхности сканера.[020] In some embodiments of the invention, the first and second reflective surfaces are part of a single scanning surface of the scanner.
[021] В некоторых вариантах осуществления изобретения единая сканирующая поверхность является неплоской, а первая и вторая отражающие поверхности размещены под углом друг к другу.[021] In some embodiments of the invention, a single scanning surface is non-planar, and the first and second reflective surfaces are placed at an angle to each other.
[022] В некоторых вариантах осуществления изобретения первая и вторая отражающие поверхности являются частью разных сканирующих поверхностей сканера.[022] In some embodiments of the invention, the first and second reflective surfaces are part of different scanning surfaces of the scanner.
[023] В некоторых вариантах осуществления изобретения разные сканирующие поверхности выполнены в виде одного или нескольких колеблющихся зеркал или призм.[023] In some embodiments of the invention, different scanning surfaces are made in the form of one or more oscillating mirrors or prisms.
[024] В некоторых вариантах осуществления изобретения лидарная система дополнительно содержит контроллер, подключенный к источнику излучения и к сканеру и способный обеспечивать относительное перемещение выходных лучей и сканера для выборочного контакта выходных лучей с первой и второй отражающими поверхностями.[024] In some embodiments of the invention, the lidar system further comprises a controller connected to the radiation source and to the scanner and capable of relative movement of the output beams and the scanner to selectively contact the output beams with the first and second reflective surfaces.
[025] В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер способен перемещать сканер для выборочного контакта выходных лучей с первой и второй отражающими поверхностями.[025] In some embodiments of the invention, the controller is able to move the scanner to selectively contact the output beams with the first and second reflective surfaces.
[026] В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер способен перемещать выходные лучи для выборочного контакта выходных лучей с первой и второй отражающими поверхностями.[026] In some embodiments of the invention, the controller is able to move the output beams to selectively contact the output beams with the first and second reflective surfaces.
[027] В некоторых вариантах осуществления изобретения сканер представляет собой колеблющееся зеркало, а первая и вторая отражающие поверхности находятся на лицевой стороне этого зеркала.[027] In some embodiments of the invention, the scanner is an oscillating mirror, and the first and second reflective surfaces are on the front side of this mirror.
[028] В некоторых вариантах осуществления изобретения первая и вторая отражающие поверхности изготовлены из разных материалов.[028] In some embodiments of the invention, the first and second reflective surfaces are made of different materials.
[029] В некоторых вариантах осуществления изобретения сканер представляет собой вращающуюся призму, а первая и вторая отражающие поверхности находятся на поверхности этой вращающейся призмы.[029] In some embodiments of the invention, the scanner is a rotating prism, and the first and second reflective surfaces are on the surface of this rotating prism.
[030] В некоторых вариантах осуществления изобретения первая и/или вторая отражающая поверхность неподвижна относительно другой.[030] In some embodiments of the invention, the first and/or second reflective surface is fixed relative to the other.
[031] В некоторых вариантах осуществления изобретения лидарная система дополнительно содержит приемник для приема отраженных выходных лучей из интересующей области.[031] In some embodiments of the invention, the lidar system further comprises a receiver for receiving reflected output beams from the region of interest.
[032] Согласно другому аспекту реализован способ обнаружения объектов в окружающем пространстве автономного транспортного средства, выполняемый контроллером лидарной системы и включающий в себя воздействие на источник излучения лидарной системы для излучения выходных лучей по внутреннему пути излучения лидарной системы и воздействие на сканер лидарной системы, расположенный на внутреннем пути излучения, для направления выходных лучей в окружающее пространство автономного транспортного средства с интересующей областью в поле обзора, при этом сканер содержит первую и вторую отражающие поверхности для формирования первой и второй частей интересующей области со слепой зоной между ними.[032] According to another aspect, a method for detecting objects in the surrounding space of an autonomous vehicle is implemented, performed by the controller of the lidar system and including affecting the radiation source of the lidar system to emit output beams along the internal radiation path of the lidar system and affecting the scanner of the lidar system located on an internal radiation path, for directing output rays into the surrounding space of an autonomous vehicle with an area of interest in the field of view, while the scanner contains first and second reflective surfaces for forming the first and second parts of the area of interest with a blind zone between them.
[033] В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер способен обеспечивать относительное перемещение выходных лучей и сканера для выборочного контакта выходных лучей с заданной отражающей поверхностью в соответствии с одним или несколькими из следующих правил: (а) по заранее заданному графику, (б) в ответ на определение из сигнала датчика необходимости сканирования интересующей области в пределах поля обзора, (в) в ответ на возникновение определенных географических условий и (г) в ответ на возникновение определенной окружающей обстановки.[033] In some embodiments of the invention, the controller is capable of relative movement of the output beams and the scanner to selectively contact the output beams with a given reflective surface in accordance with one or more of the following rules: (a) on a predetermined schedule, (b) in response to determining from the sensor signal whether to scan an area of interest within the field of view, (c) in response to the occurrence of certain geographic conditions, and (d) in response to the occurrence of a certain environment.
[034] В некоторых вариантах осуществления изобретения обеспечение относительного перемещения включает в себя обеспечение контроллером перемещения сканера в направлении, параллельном удлиненной плоской поверхности сканера.[034] In some embodiments of the invention, providing relative movement includes causing the controller to move the scanner in a direction parallel to the elongated flat surface of the scanner.
[035] В некоторых вариантах осуществления изобретения обеспечение относительного перемещения включает в себя выборочное обеспечение колебаний сканера относительно разных осей колебаний.[035] In some embodiments of the invention, providing relative movement includes selectively allowing the scanner to oscillate about different axes of oscillation.
[036] В некоторых вариантах осуществления изобретения обеспечение относительного перемещения включает в себя выборочное обеспечение колебаний сканера относительно различных осей колебаний.[036] In some embodiments of the invention, providing relative movement includes selectively allowing the scanner to oscillate about different axes of oscillation.
[037] В контексте настоящего описания термин «источник света» в целом относится к любому устройству, способному осуществлять излучение, например, сигнала в виде луча, в том числе луча света с одной или несколькими длинами волн в электромагнитном спектре, но не ограничиваясь этим. В одном примере осуществления изобретения источником света может быть лазерный источник. Таким образом, источник света может содержать лазер, например, твердотельный лазер, лазерный диод, лазер высокой мощности, или альтернативный источник света, например, источник света на основе светоизлучающих диодов. Некоторыми (не имеющими ограничительного характера) примерами лазерного источника являются лазерный диод Фабри-Перо, лазер на квантовых ямах, лазер с распределенным брэгговским отражателем (DBR, Distributed Bragg Reflector), лазер с распределенной обратной связью (DFB, Distributed FeedBack), волоконный лазер или поверхностно-излучающий лазер с вертикальным резонатором (VCSEL, Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser). Кроме того, лазерный источник может испускать световые лучи в различных форматах, например, световые импульсы, непрерывные колебания, квазинепрерывные колебания и т.д. В некоторых не имеющих ограничительного характера примерах лазерный источник может содержать лазерный диод, способный излучать свет с длиной волны в диапазоне приблизительно 650-1150 нм. В альтернативном варианте источник света может содержать лазерный диод, способный излучать свет с длиной волны в диапазоне приблизительно 800-1000 нм, приблизительно 850-950 нм, приблизительно 1300-1600 нм или в любом другом подходящем диапазоне. Если не указано иное, термин «приблизительно» применительно к числовому значению определяется как отклонение, не превышающее 10% от указанного значения.[037] In the context of the present description, the term "light source" generally refers to any device capable of emitting, for example, a signal in the form of a beam, including, but not limited to, a beam of light with one or more wavelengths in the electromagnetic spectrum. In one embodiment of the invention, the light source may be a laser source. Thus, the light source may comprise a laser, such as a solid state laser, a laser diode, a high power laser, or an alternative light source, such as a light emitting diode light source. Some (non-limiting) examples of a laser source are a Fabry-Perot diode laser, a quantum well laser, a Distributed Bragg Reflector (DBR) laser, a Distributed FeedBack (DFB) laser, a fiber laser, or surface-emitting laser with a vertical cavity (VCSEL, Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser). In addition, the laser source can emit light beams in various formats, such as light pulses, continuous oscillations, quasi-continuous oscillations, and so on. In some non-limiting examples, the laser source may comprise a laser diode capable of emitting light at a wavelength in the range of approximately 650-1150 nm. Alternatively, the light source may comprise a laser diode capable of emitting light in the wavelength range of about 800-1000 nm, about 850-950 nm, about 1300-1600 nm, or any other suitable range. Unless otherwise indicated, the term "approximately" in relation to a numerical value is defined as a deviation not exceeding 10% from the specified value.
[038] В контексте настоящего описания термин «выходной луч» может также относиться к пучку излучения, например, к лучу света, формируемому излучающим элементом и направленному в сторону интересующей области. Выходной луч может характеризоваться одним или несколькими параметрами, такими как продолжительность излучения, угловая расходимость луча, длина волны, мгновенная мощность, плотность фотонов на разных расстояниях от источника света, средняя мощность, удельная мощность пучка, ширина луча, частота повторения импульсов излучения, последовательность излучаемых импульсов, скважность импульсов, длина волны, фаза и т.д. Выходной луч может быть неполяризованным или случайно поляризованным, может не иметь определенной или постоянной поляризации (например, поляризация может меняться со временем) или может иметь конкретную поляризацию (например, линейную, эллиптическую или круговую поляризацию).[038] In the context of the present description, the term "output beam" can also refer to a beam of radiation, for example, to a beam of light generated by a radiating element and directed towards a region of interest. The output beam can be characterized by one or more parameters, such as radiation duration, beam angular divergence, wavelength, instantaneous power, photon density at different distances from the light source, average power, beam power density, beam width, radiation pulse repetition rate, sequence of emitted pulses, duty cycle, wavelength, phase, etc. The output beam may be unpolarized or randomly polarized, may have no defined or permanent polarization (eg, the polarization may change over time), or may have a specific polarization (eg, linear, elliptical, or circular polarization).
[039] В контексте настоящего описания «входной луч» - это излучение или свет, попадающий в систему, обычно после отражения от одного или нескольких объектов в интересующей области. «Входной луч» также может называться лучом излучения или световым лучом. Термин «отраженный» означает, что по меньшей мере часть выходного луча падает на один или несколько объектов в интересующей области и отражается от этого одного или нескольких объектов. Входной луч может характеризоваться одним или несколькими параметрами, такими как время пролета (т.е. время от момента излучения до момента обнаружения), мгновенная мощность (например, сигнатура мощности), средняя мощность обратного импульса, распределение фотонов в сигнале по периоду обратного импульса и т.д. В зависимости от конкретного использования, некоторая часть излучения или света во входном луче может исходить не от отраженного выходного луча, а от других источников. Например, по меньшей мере некоторая часть входного луча может представлять сбой световой шум из окружающего пространства (в том числе рассеянный солнечный свет) или от других источников света, внешних по отношению к данной системе.[039] In the context of the present description, the "input beam" is the radiation or light entering the system, usually after reflection from one or more objects in the region of interest. An "input beam" may also be referred to as a radiation beam or a light beam. The term "reflected" means that at least a portion of the output beam is incident on and reflected from one or more objects in the region of interest. The input beam may be characterized by one or more parameters such as time of flight (i.e., time from emission to detection), instantaneous power (i.e., power signature), mean backpulse power, distribution of photons in the signal over the backpulse period, and etc. Depending on the particular use, some of the radiation or light in the input beam may come from sources other than the reflected output beam. For example, at least some of the input beam may represent a glitch of light noise from the surrounding space (including scattered sunlight) or from other light sources external to the system.
[040] В контексте настоящего описания термин «окружающее пространство» или «окружающая среда» транспортного средства относится к области или объему вокруг этого транспортного средства, которые включают в себя часть его текущей окружающей среды, доступной для сканирования с использованием одного или нескольких датчиков, установленных на этом транспортном средстве, например, для создания трехмерной карты такого окружающего пространства или обнаружения в нем объектов.[040] In the context of the present description, the term "surrounding space" or "environment" of a vehicle refers to the area or volume around this vehicle, which includes part of its current environment, available for scanning using one or more sensors installed on this vehicle, for example, to create a three-dimensional map of such surrounding space or to detect objects in it.
[041] В контексте настоящего описания термин «интересующая область» может в целом включать в себя часть наблюдаемого окружающего пространства лидарной системы, в которой могут быть обнаружены один или несколько объектов. Следует отметить, что на интересующую область лидарной системы могут влиять различные условия, такие как ориентация лидарной системы (например, направление оптической оси лидарной системы), положение лидарной системы в окружающем пространстве (например, расстояние над поверхностью земли, а также рельеф местности и препятствия в непосредственной близи от системы), рабочие параметры лидарной системы (например, мощность излучения, вычислительные настройки, заданные углы работы) и т.д., но не ограничиваясь ими. Интересующая область лидарной системы может быть определена, например, плоским или телесным углом. В одном примере интересующая область также может быть определена дальностью (например, приблизительно до 200 м).[041] In the context of the present description, the term "region of interest" may generally include the part of the observed surrounding space of the lidar system in which one or more objects can be detected. It should be noted that the region of interest of the lidar system can be affected by various conditions, such as the orientation of the lidar system (for example, the direction of the optical axis of the lidar system), the position of the lidar system in the surrounding space (for example, the distance above the ground, as well as terrain and obstacles in close proximity to the system), operating parameters of the lidar system (eg, radiation power, computational settings, target operating angles), etc., but not limited to. The area of interest of the lidar system can be defined, for example, by a flat or solid angle. In one example, the area of interest can also be defined by a range (eg, up to about 200 m).
[042] В контексте настоящего описания «сервер» - компьютерная программа, выполняемая на соответствующем оборудовании и способная принимать по сети запросы (например, от электронных устройств), а также выполнять эти запросы или инициировать их выполнение. Соответствующие аппаратные средства могут быть реализованы в виде одного компьютера или одной компьютерной системы, что не существенно для настоящей технологии. В данном контексте выражение «сервер» не означает, что каждая задача (например, принятая команда или запрос) или некоторая конкретная задача принимается, выполняется или запускается одним и тем же сервером (т.е. одними и теми же программными и/или аппаратными средствами). Это выражение означает, что любое количество программных средств или аппаратных средств может принимать, отправлять, выполнять или запускать выполнение любой задачи или запроса либо результатов любых задач или запросов. Все эти программные и аппаратные средства могут представлять собой один сервер или несколько серверов, причем оба эти случая подразумеваются в выражении «по меньшей мере один сервер».[042] As used herein, a "server" is a computer program that runs on appropriate hardware and is capable of receiving requests over a network (eg, from electronic devices) and of executing or initiating those requests. The corresponding hardware may be implemented as a single computer or a single computer system, which is not essential to the present technology. In this context, the expression "server" does not mean that every task (for example, a received command or request) or some specific task is received, executed or started by the same server (i.e. the same software and/or hardware ). This expression means that any number of software or hardware can receive, send, execute or start the execution of any task or request, or the results of any tasks or requests. All of these software and hardware may be a single server or multiple servers, both of which are meant by the expression "at least one server".
[043] В контексте настоящего описания «электронное устройство» - любое компьютерное оборудование, способное выполнять программное обеспечение, подходящее для поставленной задачи. В контексте настоящего описания термин «электронное устройство» подразумевает, что устройство может функционировать в качестве сервера для других электронных устройств, тем не менее, это не обязательно для настоящей технологии. Таким образом, некоторые (не имеющие ограничительного характера) примеры электронных устройств включают в себя самоуправляемое устройство, персональные компьютеры (настольные компьютеры, ноутбуки, нетбуки и т.д.), смартфоны и планшеты, а также сетевое оборудование, такое как маршрутизаторы, коммутаторы и шлюзы. Должно быть понятно, что в настоящем контексте тот факт, что устройство функционирует в качестве электронного устройства, не означает, что оно не может функционировать в качестве сервера для других электронных устройств.[043] As used herein, an "electronic device" is any computer hardware capable of executing software suitable for a given task. In the context of the present description, the term "electronic device" implies that the device can function as a server for other electronic devices, however, this is not necessary for the present technology. Thus, some (non-limiting) examples of electronic devices include a self-managed device, personal computers (desktops, laptops, netbooks, etc.), smartphones and tablets, and network equipment such as routers, switches, and gateways. It should be understood that in the present context, the fact that a device functions as an electronic device does not mean that it cannot function as a server for other electronic devices.
[044] В контексте настоящего описания выражение «информация» включает в себя информацию любого рода или вида, допускающую хранение в базе данных. Таким образом, информация включает в себя визуальные произведения (например, карты), аудиовизуальные произведения (например, изображения, фильмы, звукозаписи, презентации и т.д.), данные (например, данные о местоположении, данные о погоде, данные о трафике, числовые данные и т.д.), текст (например, мнения, комментарии, вопросы, сообщения и т.д.), документы, электронные таблицы и т.д., но не ограничивается ими.[044] In the context of the present description, the expression "information" includes information of any kind or type that can be stored in a database. Thus, information includes visual works (for example, maps), audiovisual works (for example, images, films, sound recordings, presentations, etc.), data (for example, location data, weather data, traffic data, numeric data, etc.), text (such as but not limited to opinions, comments, questions, messages, etc.), documents, spreadsheets, etc.
[045] В контексте настоящего описания термин «база данных» означает любой структурированный набор данных, независимо от его конкретной структуры, программного обеспечения для управления базой данных или компьютерных аппаратных средств для хранения этих данных, их применения или обеспечения их использования иным способом. База данных может располагаться в тех же аппаратных средствах, где реализован процесс, обеспечивающий хранение или использование информации, хранящейся в базе данных, либо база данных может располагаться в отдельных аппаратных средствах, таких как специализированный сервер или множество серверов.[045] In the context of the present description, the term "database" means any structured set of data, regardless of its specific structure, database management software or computer hardware for storing this data, using them or providing them with use in another way. The database may reside on the same hardware as the process for storing or using the information stored in the database, or the database may reside on separate hardware such as a specialized server or multiple servers.
[046] В контексте настоящего описания числительные «первый» «второй», «третий» и т.д. используются лишь для указания различия между существительными, к которым они относятся, но не для описания каких-либо определенных взаимосвязей между этими существительными. Кроме того, как встречается в настоящем описании в другом контексте, ссылка на «первый» элемент и «второй» элемент не исключает того, что эти два элемента в действительности могут быть одним и тем же элементом.[046] In the context of the present description, the numerals "first", "second", "third", etc. are used only to indicate the difference between the nouns they refer to, but not to describe any specific relationship between these nouns. In addition, as occurs herein in another context, reference to a "first" element and a "second" element does not exclude that the two elements may in fact be the same element.
[047] Каждый вариант осуществления настоящей технологии относится к по меньшей мере одной из вышеупомянутых целей и/или аспектов, но не обязательно ко всем ним. Должно быть понятно, что некоторые аспекты настоящей технологии, связанные с попыткой достижения вышеупомянутой цели, могут не соответствовать этой цели и/или могут соответствовать другим целям, явным образом здесь не упомянутым.[047] Each embodiment of the present technology relates to at least one of the above goals and/or aspects, but not necessarily all of them. It should be understood that some aspects of the present technology, associated with an attempt to achieve the above goal, may not meet this goal and/or may meet other goals not explicitly mentioned here.
[048] Дополнительные и/или альтернативные признаки, аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящей технологии содержатся в дальнейшем описании, на приложенных чертежах и в формуле изобретения.[048] Additional and/or alternative features, aspects, and advantages of embodiments of the present technology are contained in the following description, in the accompanying drawings, and in the claims.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
[049] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящей технологии содержатся в дальнейшем описании, в приложенной формуле изобретения и на следующих чертежах.[049] These and other features, aspects, and advantages of the present technology are contained in the following description, in the appended claims, and in the following drawings.
[050] На фиг. 1 схематически представлен пример компьютерной системы, пригодной для реализации некоторых не имеющих ограничительного характера вариантов осуществления настоящей технологии.[050] In FIG. 1 is a schematic representation of an example computer system suitable for implementing certain non-limiting embodiments of the present technology.
[051] На фиг. 2 схематически представлена сетевая компьютерная среда, пригодная для использования с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[051] In FIG. 2 is a schematic representation of a networked computing environment suitable for use with certain non-limiting embodiments of the present technology.
[052] На фиг. 3 схематически представлен пример лидарной системы, реализованной в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[052] In FIG. 3 is a schematic representation of an example of a lidar system implemented in accordance with some non-limiting embodiments of the present technology.
[053] На фиг. 4 представлен вид сверху сканирующей поверхности сканирующего элемента лидарной системы, показанной на фиг. 3, в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[053] In FIG. 4 is a plan view of the scanning surface of the scanning element of the lidar system shown in FIG. 3 in accordance with certain non-limiting embodiments of the present technology.
[054] На фиг. 5 представлен вид сверху сканирующей поверхности сканирующего элемента лидарной системы, показанной на фиг. 3, в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[054] In FIG. 5 is a plan view of the scanning surface of the scanning element of the lidar system shown in FIG. 3 in accordance with certain non-limiting embodiments of the present technology.
[055] На фиг. 6 представлен вид сбоку сканирующего элемента, показанного на фиг. 4 или фиг. 5, в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[055] In FIG. 6 is a side view of the scanning element shown in FIG. 4 or FIG. 5 in accordance with certain non-limiting embodiments of the present technology.
[056] На фиг. 7 представлен сканирующий элемент, показанный на фиг. 6, и указаны части интересующей области в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[056] In FIG. 7 shows the scanning element shown in FIG. 6 and portions of the region of interest are indicated in accordance with certain non-limiting embodiments of the present technology.
[057] На фиг. 8 представлен вид сверху поля обзора, формируемого сканирующим элементом, показанным на фиг. 6, в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[057] FIG. 8 is a plan view of the field of view generated by the scanning element shown in FIG. 6 in accordance with certain non-limiting embodiments of the present technology.
[058] На фиг. 9 представлен сканирующий элемент, показанный на фиг. 6, и указаны базовые углы отражающих поверхностей сканирующей поверхности в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[058] In FIG. 9 shows the scanning element shown in FIG. 6 and the base angles of the reflective surfaces of the scanning surface are indicated in accordance with some non-limiting embodiments of the present technology.
[059] На фиг. 10 представлен сканирующий элемент, показанный на фиг. 3, выполненный в виде призмы, в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[059] FIG. 10 shows the scanning element shown in FIG. 3 in the form of a prism, in accordance with certain non-limiting embodiments of the present technology.
[060] На фиг. 11 представлен сканирующий элемент, показанный на фиг. 3, выполненный в виде колеблющегося зеркала, в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[060] In FIG. 11 shows the scanning element shown in FIG. 3 in the form of an oscillating mirror, in accordance with certain non-limiting embodiments of the present technology.
[061] На фиг. 12 схематически представлен способ обнаружения объекта в окружающем пространстве транспортного средства в сетевой компьютерной среде, показанной на фиг. 2, на основе данных, полученных лидарной системой, показанной на фиг. 3, в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[061] In FIG. 12 is a schematic representation of a method for detecting an object in the vehicle environment in the networked computing environment shown in FIG. 2 based on data obtained by the lidar system shown in FIG. 3 in accordance with certain non-limiting embodiments of the present technology.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
[062] Представленные в данном описании примеры и условный язык предназначены для обеспечения лучшего понимания принципов настоящей технологии, а не для ограничения ее объема до таких специально приведенных примеров и условий. Должно быть понятно, что специалисты в данной области техники способны разработать различные способы и устройства, которые явно не описаны и не показаны, но реализуют принципы настоящей технологии в пределах ее существа и объема.[062] The examples and conventions presented herein are intended to provide a better understanding of the principles of the present technology, and not to limit its scope to such specifically given examples and conditions. It should be understood that those skilled in the art are capable of developing various methods and devices that are not explicitly described or shown, but that implement the principles of the present technology within its spirit and scope.
[063] Кроме того, чтобы способствовать лучшему пониманию, последующее описание может содержать упрощенные варианты реализации настоящей технологии. Специалистам в данной области должно быть понятно, что другие варианты осуществления настоящей технологии могут быть значительно сложнее.[063] In addition, to facilitate a better understanding, the following description may contain simplified implementations of the present technology. Those skilled in the art will appreciate that other embodiments of the present technology may be significantly more complex.
[064] В некоторых случаях приводятся полезные примеры модификаций настоящей технологии. Они способствуют пониманию, но также не определяют объема или границ настоящей технологии. Представленный перечень модификаций не является исчерпывающим и специалист в данной области может разработать другие модификации в пределах объема настоящей технологии. Кроме того, если в некоторых случаях модификации не описаны, это не означает, что они невозможны и/или что описание содержит единственно возможный вариант реализации того или иного элемента настоящей технологии.[064] In some cases, useful examples of modifications to the present technology are provided. They contribute to understanding, but also do not define the scope or boundaries of the present technology. The presented list of modifications is not exhaustive and the person skilled in the art can develop other modifications within the scope of this technology. In addition, if modifications are not described in some cases, this does not mean that they are impossible and / or that the description contains the only possible implementation of one or another element of the present technology.
[065] Описание принципов, аспектов и вариантов реализации настоящей технологии, а также их конкретные примеры предназначены для охвата их структурных и функциональных эквивалентов, независимо от того, известны они в настоящее время или будут разработаны в будущем. Например, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что любые описанные структурные схемы соответствуют концептуальным представлениям иллюстративных принципиальных схем, реализующих принципы настоящей технологии. Также должно быть понятно, что любые блок-схемы, схемы процессов, диаграммы изменения состояния, псевдокоды и т.п. соответствуют различным процессам, которые могут быть представлены на машиночитаемом физическом носителе информации и могут выполняться компьютером или процессором, независимо от того, показан такой компьютер или процессор явно или нет.[065] The description of principles, aspects, and embodiments of the present technology, as well as their specific examples, are intended to cover their structural and functional equivalents, whether they are currently known or will be developed in the future. For example, those skilled in the art will appreciate that any structural diagrams described correspond to conceptual representations of illustrative circuit diagrams embodying the principles of the present technology. It should also be understood that any flowcharts, process diagrams, state transition diagrams, pseudocodes, and the like. correspond to various processes that may be represented on a computer-readable physical storage medium and may be performed by a computer or processor, whether such a computer or processor is explicitly shown or not.
[066] Функции различных элементов, показанных на чертежах, включая любой функциональный блок, обозначенный как «процессор», могут быть реализованы с использованием специализированных аппаратных средств, а также аппаратных средств, способных выполнять соответствующее программное обеспечение. Если используется процессор, эти функции могут выполняться одним выделенным процессором, одним совместно используемым процессором или множеством отдельных процессоров, некоторые из которых могут использоваться совместно. Кроме того, явное использование термина «процессор» или «контроллер» не должно трактоваться как указание исключительно на аппаратные средства, способные выполнять программное обеспечение, и может подразумевать, помимо прочего, аппаратные средства цифрового сигнального процессора (DSP), сетевой процессор, специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую вентильную матрицу (FPGA), ПЗУ для хранения программного обеспечения, ОЗУ и энергонезависимое ЗУ. Также могут подразумеваться другие аппаратные средства, общего назначения и/или заказные.[066] The functions of the various elements shown in the drawings, including any functional block designated as "processor", can be implemented using dedicated hardware, as well as hardware capable of executing the corresponding software. If a processor is used, these functions may be performed by a single dedicated processor, a single shared processor, or multiple individual processors, some of which may be shared. In addition, explicit use of the term "processor" or "controller" should not be construed as referring solely to the hardware capable of executing the software and may refer to, but is not limited to, digital signal processor (DSP) hardware, network processor, ASIC (ASIC), Field Programmable Gate Array (FPGA), Software ROM, RAM, and NVRAM. Other hardware, general purpose and/or custom, may also be contemplated.
[067] Программные модули или просто модули, реализация которых предполагается в виде программных средств, могут быть представлены здесь в виде любого сочетания элементов блок-схемы или других элементов, указывающих на выполнение шагов процесса и/или содержащих текстовое описание. Такие модули могут выполняться аппаратными средствами, показанными явно или подразумеваемыми.[067] Software modules, or simply modules that are intended to be implemented in software, may be represented here as any combination of flowchart elements or other elements that indicate the steps of a process and/or contain a textual description. Such modules may be implemented in hardware, as shown or implied.
[068] Далее с учетом вышеизложенных принципов рассмотрены некоторые не имеющие ограничительного характера примеры, иллюстрирующие различные варианты реализации аспектов настоящей технологии.[068] In the following, in light of the foregoing principles, some non-limiting examples are provided illustrating various embodiments of aspects of the present technology.
Компьютерная системаcomputer system
[069] На фиг. 1 схематически представлена компьютерная система 100, пригодная для использования с некоторыми вариантами осуществления настоящей технологии и содержащая различные элементы аппаратных средств, включая один или несколько одно- или многоядерных процессоров, совместно представленных процессором 110, твердотельный накопитель 120 и память 130, которая может представлять собой ОЗУ или память любого другого вида.[069] FIG. 1 is a schematic representation of a
[070] Связь между элементами компьютерной системы 100 может осуществляться через одну или несколько внутренних и/или внешних шин (не показаны) (таких как шина PCI, шина USB, шина FireWire стандарта IEEE 1394, шина SCSI, шина Serial-ATA и т.д.), с которыми различные аппаратные элементы соединены электронным образом. Согласно вариантам осуществления настоящей технологии, твердотельный накопитель 120 хранит программные команды, пригодные для загрузки в память 130 и выполнения процессором 110 с целью определения наличия объекта. Например, программные команды могут входить в состав управляющего приложения транспортного средства, выполняемого процессором 110. Следует отметить, что компьютерная система 100 может содержать дополнительные и/или необязательные элементы (не показаны), такие как модули передачи данных по сети, модули определения местоположения и т.д.[070] Communication between elements of
Сетевая компьютерная средаnetworked computing environment
[071] На фиг. 2 представлена сетевая компьютерная среда 200, пригодная для использования с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии. Сетевая компьютерная среда 200 содержит электронное устройство 210, связанное с транспортным средством 220 и/или с пользователем (не показан), который связан с транспортным средством 220 (в частности, с оператором транспортного средства 220). Сетевая компьютерная среда 200 также содержит сервер 235, соединенный с электронным устройством 210 через сеть 240 связи (например, через сеть Интернет и т.п., как более подробно описано ниже).[071] In FIG. 2 depicts a
[072] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сетевая компьютерная среда 200 может содержать спутник системы GPS (не показан), передающий сигнал GPS электронному устройству 210 и/или принимающий сигнал GPS от него. Должно быть понятно, что настоящая технология не ограничивается системой GPS и может использовать технологию определения местоположения, отличную от системы GPS. Следует отметить, что спутник GPS может вовсе отсутствовать.[072] In some non-limiting embodiments of the present technology, the
[073] Транспортное средство 220, с которым связано электронное устройство 210, может представлять собой любое транспортное средство для отдыха или иных целей, например, автомобиль для индивидуального или коммерческого использования, грузовой автомобиль, мотоцикл и т.д. Несмотря на то, что транспортное средство 220 изображено как наземное транспортное средство, оно может быть иным в каждом не имеющем ограничительного характера варианте осуществления настоящей технологии. Например, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии транспортное средство 220 может быть водным транспортным средством, таким как лодка, или летательным аппаратом, таким как летающий дрон.[073] The
[074] Транспортное средство 220 может управляться пользователем или представлять собой самоуправляемое транспортное средство. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии предполагается, что транспортное средство 220 может быть реализовано как самоуправляемый автомобиль (SDC, Self-Driving Car). Следует отметить, что не накладывается каких-либо ограничений на конкретные параметры транспортного средства 200, такие как производитель транспортного средства, модель транспортного средства, год выпуска транспортного средства, масса транспортного средства, размеры транспортного средства, распределение массы транспортного средства, площадь поверхности транспортного средства, высота транспортного средства, вид трансмиссии (например, привод на два или четыре колеса), вид шин, тормозная система, топливная система, пробег, идентификационный номер транспортного средства и рабочий объем двигателя.[074]
[075] Согласно настоящей технологии, на реализацию электронного устройства 210 не накладывается каких-либо особых ограничений. Например, электронное устройство 210 может быть реализовано в виде блока управления двигателем транспортного средства, центрального процессора транспортного средства, навигационного устройства транспортного средства (например, TomTom™, Garmin™), планшета, персонального компьютера, встроенного в транспортное средство 220, и т.д. Следует отметить, что электронное устройство 210 может быть связано или не связано с транспортным средством 220 постоянным образом. Дополнительно или в качестве альтернативы, электронное устройство 210 может быть реализовано в виде устройства беспроводной связи, такого как мобильный телефон (например, смартфон или радиотелефон). В некоторых вариантах осуществления изобретения электронное устройство 210 содержит дисплей 270.[075] According to the present technology, there are no particular restrictions on the implementation of the
[076] Электронное устройство 210 может содержать некоторые или все элементы компьютерной системы 100, представленной на фиг. 1, в зависимости от конкретного варианта осуществления изобретения. В некоторых вариантах осуществления изобретения электронное устройство 210 представляет собой бортовое компьютерное устройство и содержит процессор 110, твердотельный накопитель 120 и память 130. Иными словами, электронное устройство 210 содержит аппаратные средства и/или программное обеспечение и/или микропрограммное обеспечение или их комбинацию для осуществления обработки данных, как более подробно описано ниже.[076]
[077] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сеть 240 связи представляет собой сеть Интернет. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сеть 240 связи может быть реализована как любая подходящая локальная сеть (LAN, Local Area Network), глобальная сеть (WAN, Wide Area Network), частная сеть связи и т.п. Должно быть понятно, что варианты осуществления сети 240 связи приведены лишь в иллюстративных целях. Между электронным устройством 210 и сетью 240 связи предусмотрена линия связи (отдельно не обозначена), реализация которой зависит, среди прочего, от реализации электронного устройства 210. Лишь в качестве примера, не имеющего ограничительного характера, в тех вариантах осуществления настоящей технологии, где электронное устройство 210 реализовано в виде устройства беспроводной связи, такого как смартфон или навигационное устройство, линия связи может быть реализована в виде беспроводной линии связи. Примеры беспроводных линий связи включают в себя канал сети связи 3G, канал сети связи 4G и т.п. В сети 240 связи также может использоваться беспроводное соединение с сервером 235.[077] In some non-limiting embodiments of the present technology,
[078] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии сервер 235 реализован как компьютерный сервер и может содержать некоторые или все элементы компьютерной системы 100, показанной на фиг. 1. В одном не имеющем ограничительного характера примере сервер 235 реализован в виде сервера Dell™ PowerEdge™, работающего под управлением операционной системы Microsoft™ Windows Server™, но он также может быть реализован с использованием любых других подходящих аппаратных средств, программного обеспечения и/или микропрограммного обеспечения либо их сочетания. В представленных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сервер 235 представляет собой одиночный сервер. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии (не показаны) функции сервера 235 могут быть распределены между несколькими серверами.[078] In some embodiments of the present technology,
[079] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии процессор 110 электронного устройства 210 может быть связан с сервером 235 для получения одного или нескольких обновлений. Такие обновления могут включать в себя обновления программного обеспечения, обновления карт, обновления маршрутов, обновления погодных данных и т.п., но не ограничиваясь ими. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии процессор 110 также может отправлять серверу 235 некоторые рабочие данные, такие как пройденные маршруты, данные о дорожном движении, рабочие характеристики и т.п. Некоторые или все данные, передаваемые между транспортным средством 220 и сервером 235, могут быть зашифрованы и/или обезличены.[079] In some non-limiting embodiments of the present technology, the
[080] Следует отметить, что электронное устройство 210 может использовать множество датчиков и систем для сбора информации об окружающем пространстве 250 транспортного средства 220. Как показано на фиг. 2, транспортное средство 220 может быть оборудовано множеством систем 280 датчиков. Следует отметить, что для сбора данных различного вида об окружающем пространстве 250 транспортного средства 220 могут использоваться различные системы датчиков из множества систем 280 датчиков.[080] It should be noted that the
[081] В одном примере множество систем 280 датчиков может содержать различные оптические системы, в том числе одну или несколько систем датчиков типа «камера», установленных на транспортном средстве 220 и подключенных к процессору 110 электронного устройства 210. В целом, одна или несколько систем датчиков типа «камера» может собирать данные изображения о различных частях окружающего пространства 250 транспортного средства 220. В некоторых случаях данные изображения, предоставленные одной или несколькими системами датчиков типа «камера», могут использоваться электронным устройством 210 для выполнения процедур обнаружения объекта. Например, электронное устройство 210 может передавать данные изображения, предоставленные одной или несколькими системами датчиков типа «камера», в нейронную сеть обнаружения объектов (ODNN, Object Detection Neural Network), обученную локализации и классификации потенциальных объектов в окружающем пространстве 250 транспортного средства 220.[081] In one example,
[082] В другом примере множество систем 280 датчиков может содержать одну или несколько систем датчиков типа «радиолокатор», установленных на транспортном средстве 220 и подключенных к процессору 110. В целом, одна или несколько систем датчиков типа «радиолокатор» может использовать радиоволны для сбора данных о различных частях окружающего пространства 250 транспортного средства 220. Например, одна или несколько систем датчиков типа «радиолокатор» может собирать радиолокационные данные о потенциальных объектах в окружающем пространстве 250 транспортного средства 220 и такие данные могут относиться к расстоянию от системы датчиков типа «радиолокатор» до объектов, ориентации объектов, скорости объектов и т.п.[082] In another example, the plurality of
[083] Следует отметить, что множество систем 280 датчиков может содержать системы датчиков других типов в дополнение к описанным выше примерам в пределах объема настоящей технологии.[083] It should be noted that the plurality of
Лидарная системаLidar system
[084] В соответствии с настоящей технологией, как показано на фиг. 2, транспортное средство 220 оборудовано по меньшей мере одной лазерной системой обнаружения и измерения дальности (лидаром), такой как лидарная система 300, для сбора информации об окружающем пространстве 250 транспортного средства 220. Несмотря на то, что лидарная система 300 описана здесь только как установленная на транспортном средстве 220, также предполагается, что она может работать автономно или с подключением к другой системе.[084] In accordance with the present technology, as shown in FIG. 2,
[085] В зависимости от варианта осуществления изобретения, транспортное средство 220 может содержать больше или меньше лидарных систем 300, чем показано на чертежах. В зависимости от конкретного варианта осуществления изобретения, решение о количестве конкретных систем 280 датчиков из множества таких систем может зависеть от конкретного варианта осуществления лидарной системы 300. Лидарная система 300 может быть установлена на транспортном средстве 220 изначально или при его модернизации в разных местах и/или в различных вариантах исполнения.[085] Depending on the embodiment of the invention, the
[086] Например, в зависимости от реализации транспортного средства 220 и лидарной системы 300, лидарная система 300 может быть установлена на внутренней верхней части лобового стекла транспортного средства 220. При этом, как показано на фиг. 2, установка лидарной системы 300 в других местах, включая заднее окно, боковые окна, передний капот, крышу, переднюю решетку, передний бампер или боковую сторону транспортного средства 220, не выходит за пределы объема настоящей технологии. В некоторых случаях лидарная система 300 может быть смонтирована в специальном корпусе, установленном сверху на транспортном средстве 220.[086] For example, depending on the implementation of the
[087] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления изобретения, таких как показанный на фиг. 2, одна лидарная система 300 из множества таких систем установлена на крыше транспортного средства 220 и способна вращаться. Например, лидарная система 300, установленная на транспортном средстве 220 и способная вращаться, может содержать по меньшей мере некоторые элементы, способные поворачиваться на 360 градусов вокруг оси вращения данной лидарной системы 300. Лидарная система 300, установленная с возможностью вращения, может собирать данные о большей части окружающего пространства 250 транспортного средства 220.[087] In some non-limiting embodiments of the invention, such as shown in FIG. 2, one
[088] В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии, таких как показанный на фиг. 2, лидарная система 300 установлена на боковой стороне или на передней решетке и выполнена, например, без возможности вращения. В том числе, лидарная система 300, установленная на транспортном средстве 220 и выполненная без возможности вращения, может содержать по меньшей мере некоторые элементы, не способные поворачиваться на 360 градусов, но способные собирать данные о заданных частях окружающего пространства 250 транспортного средства 220.[088] In other non-limiting embodiments of the present technology, such as shown in FIG. 2, the
[089] Независимо от конкретного местоположения и/или конкретного варианта исполнения, лидарная система 300 способна собирать данные об окружающем пространстве 250 транспортного средства 220, например, для построения многомерной карты объектов в окружающем пространстве 250 транспортного средства 220. Ниже описано, как лидарная система 300 осуществляет сбор данных об окружающем пространстве 250 транспортного средства 220.[089] Regardless of the particular location and/or particular embodiment, the
[090] Следует отметить, что в приведенном здесь описании лидарная система 300 реализована как «времяпролетная лидарная система» и, как таковая, содержит соответствующие элементы, свойственные такой реализации, но также возможны и другие варианты реализации лидарной системы 300 без отклонения от существа и объема настоящей технологии. Например, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии лидарная система 300 может быть реализована как лидарная система с непрерывным частотно-модулированным сигналом (FMCW, Frequency-Modulated Continuous Wave) согласно одному или нескольким вариантам реализации и на основе их соответствующих элементов, как изложено в патентной заявке «LiDAR detection methods and systems» («Лидарные системы и способы обнаружения») этого же заявителя с номером дела патентного поверенного 102691-023 (заявка на патент США еще не опубликована), содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.[090] It should be noted that in the description herein, the
[091] На фиг. 3 представлена схема одного конкретного варианта осуществления лидарной системы 300, реализованного в соответствии с не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[091] FIG. 3 is a diagram of one particular embodiment of
[092] В целом, лидарная система 300 включает в себя множество внутренних элементов, в том числе: (а) источник 302 света (также называемый «лазерным источником» или «источником излучения»), (б) светорасщепляющий элемент 304, (в) сканирующий элемент 308 (также называемый «сканирующим узлом»), (г) приемный элемент 306 (также называемый «системой обнаружения», «приемным узлом» или «детектором») и (д) контроллер 310, но не ограничиваясь ими. Предполагается, что в дополнение к внутренним элементам, перечисленным выше, лидарная система 300 может дополнительно содержать множество датчиков (таких как, например, датчик температуры, датчик влажности и т.д.), не показанных на фиг. 3 для упрощения.[092] In general, the
[093] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии один или несколько внутренних элементов лидарной системы 300 могут быть реализованы в общем корпусе 330, как показано на фиг. 3. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии контроллер 310 может располагаться вне общего корпуса 330 и соединяться с находящимися в нем элементами.[093] In some non-limiting embodiments of the present technology, one or more internal elements of the
[094] В общем случае лидарная система 300 работает следующим образом: источник 302 света лидарной системы 300 излучает импульсы света, формируя выходной луч 314, сканирующий элемент 308 сканирует выходным лучом 314 окружающее пространство 250 транспортного средства 220 для обнаружения или получения данных о находящихся в нем априори неизвестных объектов (таких как объект 320), например, для создания многомерной карты окружающего пространства 250, где объекты (включая объект 320) представлены в виде одной или нескольких точек данных. Источник 302 света и сканирующий элемент 308 более подробно описаны ниже.[094] In general, the
[095] В некоторых не имеющих ограничительного характера примерах объект 320 может включать в себя, полностью или частично, человека, транспортное средство, мотоцикл, грузовик, поезд, велосипед, инвалидную коляску, прогулочную коляску, пешехода, животное, дорожный знак, светофор, разметку полосы движения, разметку дорожного покрытия, парковочное пространство, пилон, ограждение, дорожный барьер, выбоину, железнодорожный переезд, препятствие на дороге или рядом с ней, бордюр, остановившееся транспортное средство на дороге или рядом с ней, столб, дом, здание, мусорный бак, почтовый ящик, дерево, любой другой подходящий объект или любое подходящее сочетание, полностью или частично, двух и более объектов.[095] In some non-limiting examples, object 320 may include, in whole or in part, a person, vehicle, motorcycle, truck, train, bicycle, wheelchair, stroller, pedestrian, animal, road sign, traffic light, marking lanes, pavement markings, parking space, pylon, guardrail, road barrier, pothole, railroad crossing, obstacle on or near the road, curb, stopped vehicle on or near the road, pole, house, building, trash can , mailbox, tree, any other suitable object, or any suitable combination, in whole or in part, of two or more objects.
[096] Пусть объект 320 расположен на некотором расстоянии 318 от лидарной системы 300. Когда выходной луч 314 достигает объекта 320, то в общем случае свет выходного луча 314, по меньшей мере частично, может отражаться от объекта 320, при этом некоторые из отраженных световых лучей могут возвращаться обратно к лидарной системе 300 в виде входного луча 316. Термин «отражается» означает, что свет выходного луча 314 по меньшей мере частично отражается от объекта 320. Частично свет выходного луча 314 может поглощаться или рассеиваться объектом 320.[096] Let the
[097] Таким образом, входной луч 316 улавливается и обнаруживается лидарной системой 300 с помощью приемного элемента 306. В ответ на это приемный элемент 306 может формировать один или нескольких сигналов репрезентативных данных. Например, приемный элемент 306 может формировать выходной электрический сигнал (не показан), представляющий входной луч 316. Кроме того, приемный элемент 306 может передавать сформированный таким образом электрический сигнал контроллеру 310 для дальнейшей обработки. Наконец, измеряя время между моментом излучения выходного луча 314 и моментом приема входного луча 316, контроллер 310 вычисляет расстояние 318 до объекта 320.[097] Thus, the
[098] Как более подробно описано ниже, светорасщепляющий элемент 304 направляет выходной луч 314 от источника 302 света к сканирующему элементу 308 и входной луч 316 от сканирующего элемента к приемному элементу 306.[098] As described in more detail below, the
[099] Использование и варианты реализации этих элементов лидарной системы 300 в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии описаны ниже.[099] The use and implementation of these elements of the
Источник светаLight source
[0100] Источник 302 света связан с контроллером 310 и способен излучать свет с заданной рабочей длиной волны. Для этого в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 302 света может содержать по меньшей мере один лазер, предварительно настроенный для работы на данной рабочей длине волны. Рабочая длина волны источника 302 света может находиться в инфракрасной, видимой и/или ультрафиолетовой частях электромагнитного спектра. Например, источник 302 света может содержать по меньшей мере один лазер с рабочей длиной волны в диапазоне приблизительно 650-1150 нм. В другом варианте источник 302 света может содержать лазерный диод, способный излучать свет с длиной волны в диапазоне приблизительно 800-1000 нм, приблизительно 850-950 нм или приблизительно 1300-1600 нм. В некоторых других вариантах осуществления изобретения источник 302 света может содержать светоизлучающий диод.[0100] The
[0101] Обычно источник 302 света лидарной системы 300 представляет собой безопасный для зрения лазер, иными словами, лидарная система 300 может быть классифицирована как безопасная для зрения лазерная система или лазерное изделие. В целом, безопасный для зрения лазер, лазерная система или лазерное изделие может быть системой с определенной комбинацией следующих характеристик: длины волны излучения, средней мощности, пиковой мощности, пиковой интенсивности, энергии импульса, размера луча, расходимости луча, времени экспозиции, характеристик сканирования выходным лучом, при которых вероятность нарушения зрения человека при воздействии излучаемого этой системой света мала или равна нулю.[0101] Typically, the
[0102] Согласно некоторым не имеющим ограничительного характера вариантам осуществления настоящей технологии, рабочая длина волны источника 302 света может лежать в области электромагнитного спектра, соответствующей излучаемому Солнцем свету. Поэтому в некоторых случаях солнечный свет может действовать как фоновый шум, способный маскировать световой сигнал, обнаруживаемый лидарной системой 300. Этот солнечный фоновый шум может приводить к ложноположительным обнаружениям и/или иным образом искажать результаты измерений, выполняемых лидарной системой 300. Несмотря на то, что в некоторых случаях может быть целесообразно увеличивать отношение сигнал-шум (SNR) лидарной системы 300 за счет увеличения уровня мощности выходного луча 314, в по меньшей мере некоторых ситуациях это может быть нежелательно. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения может быть нежелательно увеличивать уровень мощности выходного луча 314 до величины, превышающей безопасное для зрения пороговое значение.[0102] According to some non-limiting embodiments of the present technology, the operating wavelength of the
[0103] Источник 302 света содержать импульсный лазер, способный создавать или излучать импульсы света определенной длительности. Например, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 302 света может излучать импульсы с длительностью (т.е. с шириной импульса) в диапазоне от 10 пс до 100 нс. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 302 света может излучать импульсы с частотой повторения в диапазоне приблизительно 100 кГц-5 МГц или с периодом повторения импульсов (т.е. с временным интервалом между соседними импульсами) в диапазоне приблизительно от 200 нс до 10 мкс. В целом, источник 302 света может формировать выходной луч 314 с любой подходящей средней оптической мощностью, а выходной луч 314 может представлять собой оптические импульсы с любой энергией импульса или пиковой оптической мощностью, подходящей для данного применения.[0103] The
[0104] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 302 света может содержать один или несколько лазерных диодов, таких как лазерный диод Фабри-Перо, лазер на квантовых ямах, лазер с распределенным брэгговским отражателем (DBR), лазер с распределенной обратной связью (DFB) или поверхностно-излучающий лазер с вертикальным резонатором (VCSEL), но не ограничиваясь ими. Лишь в качестве примера, лазерный диод в источнике 302 света может представлять собой лазерный диод на арсениде алюминия-галлия (AlGaAs), лазерный диод на арсениде индия-галлия (InGaAs) или лазерный диод на арсенид-фосфиде индия-галлия (InGaAsP) или любой другой подходящий лазерный диод. Также предполагается, что источник 302 света может содержать один или несколько лазерных диодов, модулируемых током для формирования оптических импульсов.[0104] In some non-limiting embodiments of the present technology, the
[0105] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления изобретения источник 302 света обычно способен излучать выходной луч 314, который является коллимированным оптическим лучом, но предполагается, что этт луч может иметь любую расходимость, подходящую для данного применения. В целом, расходимость выходного луча 314 является угловой мерой увеличения размера луча (например, радиуса или диаметра луча) по мере удаления выходного луча 314 от источника 302 света или лидарной системы 300. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии выходной луч 314 может иметь практически круглое поперечное сечение.[0105] In some non-limiting embodiments of the invention,
[0106] Также предполагается, что выходной луч 314, излучаемый источником 302 света, может быть неполяризованным или случайно поляризованным, может не иметь определенной или постоянной поляризации (например, поляризация может изменяться со временем) или может иметь определенную поляризацию (например, выходной луч 314 может иметь линейную, эллиптическую или круговую поляризацию).[0106] It is also contemplated that the
[0107] В по меньшей мере некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии выходной луч 314 и входной луч 316 могут быть практически коаксиальными. Иными словами, выходной луч 314 и входной луч 316 могут по меньшей мере частично перекрываться или иметь общую ось распространения, при этом входной луч 316 и выходной луч 314 проходят практически по одному и тому же оптическому пути (но в противоположных направлениях). При этом в других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии выходной луч 314 и входной луч 316 могут не быть коаксиальными или, иными словами, могут не перекрываться или не иметь общей оси распространения внутри лидарной системы 300, без отступления от существа и объема настоящей технологии.[0107] In at least some non-limiting embodiments of the present technology,
[0108] Следует отметить, что в по меньшей мере некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 302 света может поворачиваться, например, на угол на 360 градусов или меньше вокруг оси вращения (не показана) лидарной системы 300, если лидарная система 300 реализована с возможностью вращения. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения источник 302 света может быть неподвижным, даже если лидарная система 300 реализована с возможностью вращения, без отступления от существа и объема настоящей технологии.[0108] It should be noted that in at least some non-limiting embodiments of the present technology, the
Светорасщепляющий элементlight splitting element
[0109] Как показано на фиг. 3, дополнительно предусмотрен светорасщепляющий элемент 304, расположенный в корпусе 330. Например, как упоминалось ранее, светорасщепляющий элемент 304 способен направлять выходной луч 314 от источника 302 света к сканирующему элементу 308. Светорасщепляющий элемент 304 также способен направлять входной луч 316, отраженный от объекта 320, к приемному элементу 306 для дальнейшей обработки контроллером 310.[0109] As shown in FIG. 3, a
[0110] Тем не менее, в соответствии с другими не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии, светорасщепляющий элемент 304 может обеспечивать расщепление выходного луча 314 на по меньшей мере две составляющих меньшей интенсивности - сканирующий луч (отдельно не показан) для сканирования окружающего пространства 250 лидарной системы 300 и опорный луч (отдельно не показан), который далее направляется к приемному элементу 306.[0110] However, in accordance with other non-limiting embodiments of the present technology, the
[0111] Иными словами, можно сказать, что в этих вариантах осуществления изобретения светорасщепляющий элемент 304 может разделять интенсивность (оптическую мощность) выходного луча 314 между сканирующим лучом и опорным лучом. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии светорасщепляющий элемент 304 может разделять интенсивность выходного луча 314 между поровну сканирующим лучом и опорным лучом. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии светорасщепляющий элемент 304 может разделять интенсивность выходного луча 314 между сканирующим лучом и опорным лучом с любым заданным коэффициентом расщепления. Например, светорасщепляющий элемент 304 может быть способен использовать до 80% интенсивности выходного луча 314 для формирования сканирующего луча, а оставшуюся часть, составляющую до 20% интенсивности выходного луча 314 - для формирования опорного луча. Кроме того, в других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии светорасщепляющий элемент 304 может изменять коэффициент расщепления для формирования сканирующего луча (например, от 1% до 95% интенсивности выходного луча 314).[0111] In other words, it can be said that in these embodiments, the
[0112] Кроме того, следует отметить, что некоторая часть (например, до 10%) интенсивности выходного луча 314 может поглощаться материалом светорасщепляющего элемента 304, что зависит от его конструкции.[0112] In addition, it should be noted that some (eg, up to 10%) of the intensity of the
[0113] В зависимости от реализации лидарной системы 300, светорасщепляющий элемент 304 может быть реализован в различной форме, в том числе - как светорасщепляющий элемент на основе стеклянной призмы, светорасщепляющий элемент на основе полупосеребренного зеркала, светорасщепляющий элемент на основе дихроичной зеркальной призмы, волоконнооптический светорасщепляющий элемент и т.п., но не ограничиваясь этим.[0113] Depending on the implementation of the
[0114] Таким образом, в соответствии с не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии, открытый список регулируемых параметров, связанных со светорасщепляющим элементом 304, в зависимости от его конкретного применения, может содержать, например, рабочий диапазон длин волн, который может варьироваться от конечного числа длин волн до расширенного светового спектра (например, от 1200 до 1600 нм), входной угол падения, наличие/отсутствие поляризации и т.п.[0114] Thus, in accordance with non-limiting embodiments of the present technology, an open list of adjustable parameters associated with the
[0115] В конкретном не имеющем ограничительного характера примере светорасщепляющий элемент 304 может быть реализован как волоконно-оптический светорасщепляющий элемент, выпускаемый компанией OZ Optics Ltd., 219 Westbrook Rd Ottawa, Ontario K0A 1L0 Canada (Канада). Должно быть понятно, что светорасщепляющий элемент 304 может быть реализован в виде любого другого подходящего оборудования.[0115] In a specific non-limiting example, the
Внутренние пути прохождения лучаInternal beam paths
[0116] Как схематически показано на фиг. 3, лидарная система 300 образует множество внутренних путей 312 прохождения луча, по которым проходит выходной луч 314 (формируемый источником 302 света) и входной луч 316 (принимаемый из окружающего пространства 250). В частности, свет распространяется по внутренним путям 312 прохождения луча следующим образом: свет от источника 302 света проходит через светорасщепляющий элемент 304 к сканирующему элементу 308, а сканирующий элемент 308, в свою очередь, направляет выходной луч 314 наружу в окружающее пространство 250.[0116] As shown schematically in FIG. 3, the
[0117] Аналогично, входной луч 316 следует по множеству внутренних путей 312 прохождения луча к приемному элементу 306. В частности, входной луч 316 направляется сканирующим элементом 308 в лидарную систему 300 через светорасщепляющий элемент 304 к приемному элементу 306. В некоторых вариантах реализации в лидарной системе 300 могут быть предусмотрены пути прохождения луча, направляющие входной луч 316 прямо из окружающего пространства 250 в приемный элемент 306 (без прохождения входного луча 316 через сканирующий элемент 308).[0117] Similarly,
[0118] Следует отметить, что в различных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии множество внутренних путей 312 прохождения луча может содержать различные оптические элементы. Например, лидарная система 300 может содержать один или несколько оптических элементов, способных нормировать, корректировать форму, фильтровать, модифицировать, изменять направление выходного луча 314 и/или входного луча 316. Например, лидарная система 300 может содержать одну или несколько линз, зеркал, фильтров (например, полосовых или интерференционных фильтров), оптических волокон, циркуляторов, светорасщепителей, поляризаторов, поляризационных светорасщепителей, волновых пластин (например, полуволновых или четвертьволновых пластин), дифракционных элементов, микроэлектромеханических (MEM) элементов, коллиматорных элементов или голографических элементов.[0118] It should be noted that in various non-limiting embodiments of the present technology, the plurality of
[0119] Предполагается, что в по меньшей мере некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии данный и какой-либо другой внутренние пути прохождения луча из множества внутренних путей 312 прохождения луча могут совместно использовать по меньшей мере некоторые общие оптические элементы, но не во всех вариантах осуществления настоящей технологии.[0119] It is contemplated that in at least some non-limiting embodiments of the present technology, this and any other internal beam paths of the plurality of
Сканирующий элементScanning element
[0120] В общем случае сканирующий элемент 308 направляет выходной луч 314 по одному или нескольким направлениям в окружающее пространство 250. Сканирующий элемент 308 соединен с контроллером 310. Таким образом, контроллер 310 может управлять сканирующим элементом 308, чтобы направлять выходной луч 314 в требуемом направлении от источника и/или в соответствии с заданной характеристикой сканирования. В целом, в контексте настоящего описания «характеристикой сканирования» может быть схема или путь, по которому сканирующий элемент 308 направляет выходной луч 314 во время работы.[0120] In general, the
[0121] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии контроллер 310 может оказывать воздействие на сканирующий элемент 308 для сканирования выходным лучом 314 в нескольких горизонтальных и/или вертикальных угловых диапазонах. Совокупность углов, под которыми сканирующий элемент 308 направляет выходной луч 314, здесь называется полем обзора (FoV, Field of View). Предполагается, что конкретная конструкция, ориентация и/или угловые диапазоны могут зависеть от конкретной реализации лидарной системы 300. Обычно поле обзора содержит множество интересующих областей (ROI, Region Of Interest), определяемых как часть поля обзора, включая, например, представляющие интерес объекты. В некоторых вариантах реализации сканирующий элемент 308 может дополнительно обследовать выбранную интересующую область 325. Интересующей областью 325 лидарной системы 300 может быть площадь, объем, область, угловой диапазон и/или часть (части) окружающего пространства 250, на сканирование которой и/или сбор данных в которой может быть настроена лидарная система 300.[0121] In some non-limiting embodiments of the present technology,
[0122] Следует отметить, что местоположение объекта 320 в окружающем пространстве 250 транспортного средства 220 может перекрываться с интересующей областью, охватываться интересующей областью или охватывать, по меньшей мере частично, интересующую область 325 лидарной системы 300.[0122] It should be noted that the location of the
[0123] В соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии, сканирующий элемент 308 может сканировать выходным лучом 314 по горизонтали и/или вертикали. Соответственно, интересующая область 325 лидарной системы 300 может быть ориентирована в горизонтальном и вертикальном направлении. Например, интересующая область 325 может быть определена угловым сектором величиной 45° в горизонтальном направлении и 45° в вертикальном направлении. В некоторых вариантах реализации разные оси сканирования могут иметь разную ориентацию.[0123] In accordance with some non-limiting embodiments of the present technology, scanning
[0124] В некоторых вариантах реализации сканирующий элемент 308 содержит зеркало 309, связанное с гальванометром (отдельно не показан) и управляет им. Соответственно, контроллер 310 с помощью гальванометра обеспечивает вращение зеркала вокруг связанной с ним перпендикулярной оси, реализуя сканирование интересующей области 325 в соответствии с заранее заданной характеристикой сканирования.[0124] In some implementations, the
[0125] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сканирующий элемент 308 может дополнительно содержать множество других оптических и/или механических элементов для сканирования выходным лучом 314. Например, сканирующий элемент 308 может содержать одно или несколько зеркал, призм, линз, микроэлектромеханических элементов, пьезоэлектрических элементов, оптических волокон, расщепителей, дифракционных элементов, коллиматорных элементов и т.п. Следует отметить, что сканирующий элемент 308 может также содержать один или несколько дополнительных приводных элементов (отдельно не показаны), приводящих в движение по меньшей мере некоторые другие оптические элементы, например, для их вращения, наклона, поворота или углового перемещения вокруг одной или нескольких осей.[0125] In some non-limiting embodiments of the present technology, scanning
[0126] Таким образом, лидарная система 300 может использовать заранее заданную характеристику сканирования для формирования облака точек, практически перекрывающего интересующую область 325 лидарной системы 300. Как будет более подробно описано ниже, это облако точек лидарной системы 300 может использоваться для визуализации многомерной карты объектов в окружающем пространстве 250 транспортного средства 220.[0126] Thus, the
[0127] Из приведенного ниже описания должно быть понятно, что в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сканирующая поверхность зеркала может быть связана с соответствующей частотой сканирования.[0127] From the description below, it should be understood that in some non-limiting embodiments of the present technology, the scanning surface of a mirror may be associated with an appropriate scanning frequency.
Приемный элементreceiving element
[0128] Согласно некоторым не имеющим ограничительного характера вариантам осуществления настоящей технологии, приемный элемент 306 соединен с контроллером 310 и может быть реализован множеством способов. В соответствии с настоящей технологией, приемный элемент 306 содержит фотодетектор, но может содержать фотоприемник, оптический приемник, оптический датчик, детектор, оптический детектор, оптические волокна и т.п., но не ограничиваясь ими. Как указано выше, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии приемный элемент 306 может принимать или обнаруживать по меньшей мере часть входного луча 316 и формировать электрический сигнал, соответствующий входному лучу 316. Например, если входной луч 316 представляет собой оптический импульс, приемный элемент 306 может формировать импульс электрического тока или напряжения, соответствующий оптическому импульсу, обнаруженному приемным элементом 306.[0128] According to some non-limiting embodiments of the present technology, the receiving
[0129] Предполагается, что в различных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии приемный элемент 306 может быть реализован с использованием одного или нескольких лавинных фотодиодов (APD, Avalanche Photo Diode), одного или нескольких однофотонных лавинных диодов (SPAD, Single-Photon Avalanche Diode), одного или нескольких PN-фотодиодов (например, фотодиодной структуры, образованной полупроводником p-типа и полупроводником n-типа), одного или несколько PIN-фотодиодов (например, фотодиодной структуры, образованной нелегированной областью полупроводника с собственной проводимостью, расположенной между областями p-типа и n-типа) и т.п.[0129] It is assumed that in various non-limiting embodiments of the present technology, the receiving
[0130] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления изобретения приемный элемент 306 также может содержать схемные элементы, выполняющие усиление сигнала, дискретизацию, фильтрацию, преобразование формы сигнала, аналого-цифровое преобразование, преобразование времени в цифровой сигнал, обнаружение импульсов, пороговое обнаружение, обнаружение нарастающего фронта, обнаружение спадающего фронта и т.п. Например, приемный элемент 306 может содержать электронные элементы, способные преобразовывать принятый фототок (например, ток, создаваемый диодом APD при приеме оптического сигнала) в сигнал напряжения. Приемный элемент 306 также может содержать дополнительные схемы для формирования аналогового или цифрового выходного сигнала, соответствующего одной или нескольким характеристикам (например, переднему фронту, заднему фронту, амплитуде, длительности и т.п.) принятого оптического импульса.[0130] In some non-limiting embodiments of the invention, the
КонтроллерController
[0131] В зависимости от реализации, контроллер 310 может содержать один или несколько процессоров, специализированную интегральную схему (ASIC, Application-Specific Integrated Circuit), программируемую пользователем логическую матрицу (FPGA, Field-Programmable Gate Array) и/или другие подходящие схемные элементы. Контроллер 310 также может содержать долговременную машиночитаемую память для хранения команд, выполняемых контроллером 310, а также данных, которые контроллер 310 может формировать на основе сигналов, полученных от других внутренних элементов лидарной системы 300, и/или для сигналов, выдаваемых другим внутренним элементам лидарной системы 300. Память может содержать энергозависимые элементы (например, ОЗУ) и/или энергонезависимые элементы (например, флэш-память, жесткий диск). Контроллер 310 может формировать данные во время работы и сохранять их в памяти. Например, данные, формируемые контроллером 310, могут быть связаны с точками данных в облаке точек лидарной системы 300.[0131] Depending on the implementation, the
[0132] Предполагается, что в по меньшей мере некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии контроллер 310 может быть реализован аналогично электронному устройству 210 и/или компьютерной системе 100 без отступления от существа и объема настоящей технологии. В дополнение к сбору данных от приемного элемента 306, контроллер 310 также может выдавать управляющие сигналы источнику 302 света и сканирующему элементу 308 и принимать диагностические данные от них.[0132] It is contemplated that in at least some non-limiting embodiments of the present technology,
[0133] Как указывалось ранее, контроллер 310 подключен к источнику 302 света, сканирующему элементу 308 и приемному элементу 306. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии контроллер 310 может принимать электрические запускающие импульсы от источника 302 света, где каждый электрический запускающий импульс соответствует излучению оптического импульса источником 302 света. Контроллер 310 может дополнительно выдавать источнику 302 света команды, управляющий сигнал и/или сигнал запуска, указывающие на то, когда источник 302 света должен формировать оптические импульсы, например, выходной луч 314.[0133] As previously stated,
[0134] Лишь в качестве примера, контроллер 310 может выдавать электрический сигнал запуска, содержащий электрические импульсы, при этом источник 302 света излучает оптический импульс, представленный оптическим лучом 314, в ответ на каждый электрический импульс электрического сигнала запуска. Также предполагается, что контроллер 310 может воздействовать на источник 302 света для регулирования одной или нескольких характеристик выходного луча 314, создаваемого источником 302 света, таких как частота, период, длительность, энергия импульса, пиковая мощность, средняя мощность и длина волны оптических импульсов, но не ограничиваясь ими.[0134] By way of example only,
[0135] Согласно настоящей технологии, контроллер 310 способен определять значение «времени пролета» оптического импульса для вычисления расстояния между лидарной системой 300 и одним или несколькими объектами в интересующей области, как описано ниже. Время пролета основано на информации о времени, связанной (а) с первым моментом времени, когда оптический импульс (например, выходной луч 314) был излучен источником 302 света, и (б) со вторым моментом времени, когда часть этого оптического импульса (например, входной луч 316) была обнаружена или принята приемным элементом 306. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии первый момент времени может соответствовать моменту формирования контроллером 310 электрического импульса, связанного с оптическим импульсом, а второй момент времени может соответствовать моменту приема контроллером 310 от приемного элемента 306 электрического сигнала, формируемого в ответ на прием части оптического импульса из входного луча 316.[0135] According to the present technology, the
[0136] В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии, где светорасщепляющий элемент 304 способен расщеплять выходной луч 314 на сканирующий луч (не показан) и опорный луч (не показан), первый момент времени может быть моментом приема от приемного элемента 306 первого электрического сигнала, формируемого в ответ на прием части опорного луча. Соответственно, в этих вариантах осуществления изобретения второй момент времени может быть определен как момент получения контроллером 310 от приемного элемента 306 второго электрического сигнала, формируемого в ответ на прием другой части оптического импульса из входного луча 316.[0136] In other non-limiting embodiments of the present technology, where the
[0137] Согласно настоящей технологии, контроллер 310 способен определять на основе первого и второго моментов времени значение времени пролета и/или фазового сдвига для излучаемого импульса выходного луча 314. Значение времени T пролета, в определенном смысле, является временем прохождения «туда и обратно» излучаемого импульса от лидарной системы 300 до объекта 320 и обратно до лидарной системы 300. Таким образом, контроллер 310 способен ориентировочно определять расстояние 318 по следующей формуле:[0137] According to the present technology, the
где D - расстояние 318, T - время пролета, c - скорость света (приблизительно 3,0×108 м/с).where D is the
[0138] Как было указано ранее, лидарная система 300 может использоваться для определения расстояния 318 до одного или нескольких других потенциальных объектов, расположенных в окружающем пространстве 250. Выполняя сканирование выходным лучом 314 интересующей области 325 лидарной системы 300 в соответствии с заданной характеристикой сканирования, контроллер 310 способен отображать расстояние (подобно расстоянию 318) до соответствующих точек данных в интересующей области 325 лидарной системы 300. Исходя из этого, контроллер 310 обычно способен визуализировать эти поочередно получаемые точки данных (например, облака точек), в виде многомерной карты. В некоторых вариантах реализации данные, связанные с определенным временем пролета и/или расстоянием до объекта, могут отображаться в разном информационном формате.[0138] As previously stated, the
[0139] Например, такая многомерная карта может использоваться электронным устройством 210 для обнаружения или идентификации объектов либо для определения формы потенциальных объектов в интересующей области 325 лидарной системы 300 или расстояния до них. Предполагается, что лидарная система 300 может многократно/итеративно получать и/или формировать облака точек с любой скоростью, пригодной для данного применения.[0139] For example, such a multidimensional map may be used by the
Сканирующий элементScanning element
[0140] Ниже более подробно описаны некоторые варианты осуществления сканирующего элемента 308 в соответствии с фиг. 4-11. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящей технологии, сканирующий элемент 308 способен выборочно направлять выходной луч 314, определяя различные области 325 наблюдения в пределах поля обзора. Поэтому с использованием некоторых вариантов осуществления изобретения переключение с одной интересующей области 325 на другую может осуществляться более быстрым и/или более эффективным способом. Кроме того, сканирующий элемент 308 позволяет быстро и/или эффективно адаптировать заданные характеристики сканирования при выполнении одного или нескольких условий, что более подробно описано ниже.[0140] Described in more detail below are some embodiments of the
[0141] Для этого в сканирующем элементе 308 предусмотрена сканирующая поверхность 340 с множеством отражающих зон 342 (фиг. 4 и фиг. 5). Каждая отражающая зона 342 содержит отражающую поверхность 344 для приема выходного луча 314 и его передачи в виде распространяющегося луча 346 вдоль оси 348 распространения с целью определения по меньшей мере части интересующей области 325 в пределах поля обзора. По меньшей мере некоторые из отражающих зон 342 способны передавать другие распространяющиеся лучи 346 с другой осью 348 распространения.[0141] To do this, the
[0142] В примере, приведенном на фиг. 6, на сканирующей поверхности 340 сканирующего элемента 308 предусмотрена первая отражающая зона 343 из числа отражающих зон 342, имеющая первую отражающую поверхность 347 для приема выходного луча 314 и передачи его как первого распространяющегося луча 355 вдоль первой оси 363 распространения с целью определения первой части 359 интересующей области в пределах поля обзора, и вторая отражающая зона 345, имеющая вторую отражающую поверхность 349 для приема по меньшей мере части выходного луча 314 и передачи его как второго распространяющегося луча 357 вдоль второй оси 365 распространения с целью определения второй части 361 интересующей области в пределах поля обзора. В некоторых вариантах осуществления изобретения первая ось 363 распространения отличается от второй оси 365 распространения.[0142] In the example shown in FIG. 6, a first
[0143] На фиг. 7 первый и второй распространяющиеся лучи 355 и 357 первой и второй отражающих поверхностей 347 и 349 показаны более подробно. Как видно на чертеже, первый и второй распространяющиеся лучи 355 и 357 не перекрываются и между ними возникает слепая зона 350. Поэтому можно считать, что интересующая область 325 содержит первую часть 352, определяемую первым распространяющимся лучом 355, вторую часть 354, определяемую вторым распространяющимся лучом 357, и третью часть 356, представляющую собой слепую зону. В некоторых вариантах осуществления изобретения первая и вторая части 352 и 354 являются периферийными частями интересующей области 325, а третья часть 356 является центральной частью. Один такой вариант осуществления изобретения представлен на фиг. 8, где показан вид сверху интересующей области 325, которая в этом варианте осуществления изобретения имеет практически круглый периметр. Как видно на чертеже, первая и вторая части 352 и 354 являются периферийными частями интересующей области, а третья часть 356 является центральной частью. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что интересующая область 325, определяемая сканирующим элементом 308, может иметь форму и/или конфигурацию, отличную от показанной на фиг. 8.[0143] In FIG. 7, the first and second propagating
[0144] Преимущество некоторых вариантов осуществления изобретения состоит в том, что полученная таким образом ширина интересующей области 325 может быть максимально увеличен за счет слепой зоны 350, разделяющей первую и вторую части 352 и 354. Например, если ширина первого распространяющегося луча 355 и второго распространяющегося луча 357 составляет 5°, то общая ширина интересующей области 325 составляет более 10°.[0144] An advantage of some embodiments of the invention is that the thus obtained width of the region of
[0145] На форму каждой отражающей зоны 342 не накладывается ограничений, поэтому каждая отражающая зона 342 может иметь любую подходящую форму и размеры в соответствии с требуемой интересующей областью 325. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения по меньшей мере часть периметра одной из отражающих зон 342 может иметь прямые участки. В некоторых вариантах осуществления изобретения весь периметр отражающей зоны 342 имеет прямые участки, а отражающая зона 342 имеет трапециевидную форму. В другом примере по меньшей мере у одной из отражающих зон 342 по меньшей мере часть периметра имеет дугообразную форму.[0145] There are no restrictions on the shape of each
[0146] Количество отражающих зон 342 на сканирующей поверхности 340 может быть любым. В некоторых вариантах осуществления изобретения на сканирующей поверхности 340 выполнено не менее двух отражающих зон 342.[0146] The number of
[0147] В некоторых вариантах осуществления изобретения сканирующая поверхность 340 является неплоской. Иными словами, сканирующая поверхность 340 может быть многогранной. Можно сказать, что по меньшей мере одна из множества отражающих поверхностей 344 отличается от других отражающих поверхностей 344 этого множества.[0147] In some embodiments of the invention, the
[0148] В некоторых вариантах осуществления изобретения по меньшей мере одна из отражающих поверхностей 344 является плоской. В некоторых вариантах осуществления изобретения по меньшей мере одна из отражающих поверхностей 344 является неплоской и может быть криволинейной, например, вогнутой или выпуклой.[0148] In some embodiments of the invention, at least one of the reflective surfaces 344 is flat. In some embodiments of the invention, at least one of the reflective surfaces 344 is non-planar and may be curved, such as concave or convex.
[0149] В вариантах осуществления изобретения с плоскими отражающими поверхностями 344 по меньшей мере некоторые из отражающих поверхностей 344 могут быть расположены под углом друг к другу. Термин «под углом» означает, что отражающие поверхности 344 не находятся в одной плоскости. Угол 358 по меньшей мере между двумя отражающими поверхностями 344 может находиться в диапазоне приблизительно 0,1°-180°, более предпочтительно - в диапазоне приблизительно 0°-90°. Иными словами, можно считать, что каждая плоская отражающая поверхность 344 находится под базовым углом 360 к базовой плоскости 362. Таким образом, можно сказать, что отражающие зоны 342 содержат множество отражающих поверхностей 344, из которых по меньшей мере две расположены под разными базовыми углами 360 к базовой плоскости 362 (фиг. 9). В некоторых вариантах осуществления изобретения базовые углы 360 разных отражающих поверхностей 344 могут быть одинаковыми, например, когда сканирующая поверхность 340 содержит криволинейные зоны, симметричные относительно базовой плоскости 362.[0149] In embodiments with flat reflective surfaces 344, at least some of the reflective surfaces 344 may be angled to each other. The term "at an angle" means that the reflective surfaces 344 are not in the same plane.
[0150] При этом выходной луч 314 пересекается с по меньшей мере двумя отражающими поверхностями 344, расположенными под углом друг к другу, при разных углах падения, формируя распространяющиеся лучи 346 с разными осями 348 распространения.[0150] In this case, the
[0151] В некоторых вариантах осуществления изобретения интересующая область 325 определяется двумя отражающими поверхностями 344, как показано на фиг. 6-9. В других вариантах осуществления изобретения интересующая область 325 определяется более чем двумя отражающими поверхностями 344 (не показаны).[0151] In some embodiments, the region of
[0152] В некоторых вариантах осуществления изобретения сканирующий элемент 308 по меньшей мере частично выполнен в виде призмы 364 со множеством поверхностей 366 призмы (фиг. 10). Призма 364 может вращаться вокруг оси 368 вращения. По меньшей мере одна из поверхностей 366 призмы представляет собой сканирующую поверхность 340 со множеством отражающих зон 342.[0152] In some embodiments, the
[0153] В некоторых вариантах осуществления изобретения сканирующий элемент 308 по меньшей мере частично выполнен в виде колеблющегося зеркала 370, например, колеблющегося гальванометрического зеркала, имеющего зеркальную поверхность 372 и способного вращаться вокруг оси 374 колебаний (фиг. 11). Зеркальная поверхность 372 - это сканирующая поверхность 340 со множеством отражающих зон 342.[0153] In some embodiments of the invention, the
[0154] В некоторых вариантах осуществления изобретения сканирующий элемент 308 по меньшей мере частично реализован в виде колеблющегося зеркала 370 и призмы 364. Множество отражающих зон 342 может быть реализовано в виде колеблющегося зеркала 370 и призмы 364.[0154] In some embodiments of the invention, the
[0155] В некоторых вариантах осуществления любого из приведенных выше примеров сканирующего элемента 308 по меньшей мере две отражающие поверхности 344 могут быть выполнены из разных материалов с разными оптическими свойствами или могут содержать один или несколько слоев из разных материалов. Эти материалы могут, например, изменять оптические свойства выходного луча 314, такие как его поляризация, длина волны, частота и т.д. В результате этого распространяющиеся лучи могут иметь разные оптические свойства, например, разную длину волны.[0155] In some embodiments of any of the above examples of
[0156] В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер 310, подключенный к источнику 302 света и сканирующему элементу 308, способен обеспечивать относительное перемещение выходного луча 314 и сканирующего элемента 308 для выборочного контакта выходного луча 314 с определенной отражающей зоной 342 из множества отражающих зон 342.[0156] In some embodiments of the invention, the
[0157] При этом контроллер 310 может перемещать сканирующий элемент 308 или выходной луч 314, либо активировать другие источники света, направленные на отражающие поверхности 344.[0157] In this case, the
[0158] В первом примере контроллер 310 может перемещать сканирующий элемент 308 в направлении, параллельном удлиненной плоской поверхности 376 сканирующего элемента 308 (фиг. 6). Должно быть понятно, что при этом выходной луч 314 не перемещается, а сканирующий элемент 308 перемещается, чтобы обеспечить контакт отражающей поверхности 344 с выходным лучом 314.[0158] In the first example, the
[0159] Во втором примере выходной луч 314 может быть направлен на заданную отражающую поверхность 344 путем перемещения источника света или использования оптических элементов, таких как зеркала или микроэлектромеханические элементы, для изменения направления излучения источника света.[0159] In a second example, the
[0160] В третьем примере лидарная система 300 может содержать множество источников света, по меньшей мере некоторые из которых направлены на по меньшей мере некоторые из отражающих поверхностей 344. Должно быть понятно, что источник света, связанный с отражающей поверхностью 344, может быть активирован при необходимости.[0160] In a third example, the
[0161] В дополнение к первому примеру, в некоторых вариантах осуществления изобретения со сканирующим элементом 308, реализованным в виде колеблющегося зеркала 370, сканирующий элемент 308 может выборочно выполнять колебания вокруг разных осей колебаний. Это показано на фиг. 11, где первая отражающая поверхность 347 граничит со второй отражающей поверхностью 349, а осями вращения являются первая ось 376 вращения для первой отражающей поверхности 347 и вторая ось вращения 378 для второй отражающей поверхности 349.[0161] In addition to the first example, in some embodiments of the invention with
[0162] В некоторых вариантах осуществления изобретения первая ось 376 вращения имеет центральное расположение относительно первой отражающей поверхности 347, а вторая ось 378 вращения имеет центральное расположение относительно второй отражающей поверхности 349. Соответственно, для определения нужной части интересующей области 325 контроллер 310 способен сдвигать ось вращения таким образом, чтобы она имела практически центральное расположение относительно отражающей зоны 342. После этого выходной луч 314 попадает на отражающую поверхность 344 отражающей зоны 342.[0162] In some embodiments, the first axis of
[0163] В других вариантах осуществления изобретения, чтобы обеспечить попадание выходного луча 314 на отражающую поверхность 344, контроллер 310 способен сдвигать ось вращения в заданное положение на сканирующей поверхности 340. Это положение не обязательно находится рядом с отражающей поверхностью. На практике оно может находиться в любом месте в пределах корпуса сканирующего элемента 308.[0163] In other embodiments of the invention, to ensure that the
[0164] В некоторых вариантах осуществления изобретения сдвиг положения оси вращения выполняется с использованием линейного исполнительного механизма. В других вариантах осуществления изобретения сдвиг положения оси вращения может выполняться любой другой механической системой. Сдвиг положения оси вращения может изменяться контроллером 310.[0164] In some embodiments of the invention, shifting the position of the rotation axis is performed using a linear actuator. In other embodiments of the invention, the rotation axis position shift can be performed by any other mechanical system. The rotation axis position shift can be changed by the
[0165] Контроллер 310 также может модулировать амплитуду колебаний колеблющегося зеркала 370. Под модуляцией понимается изменение амплитуды или поддержание амплитуды на заданном уровне. В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер 310 способен поддерживать амплитуду колебаний при изменении положения оси вращения контроллером 310.[0165] The
[0166] В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер 310 может определять последовательность отражающих поверхностей 344, контактирующих с выходным лучом 314, для формирования интересующей области 325 с заданными частями. Это, например, может быть реализовано контроллером 310 с использованием определенных соотношений между одним или несколькими параметрами, такими как угол между отражающей поверхностью 344 и базовой плоскостью 362, угол падения на отражающую поверхность 344 и угол отражения оси 348 распространения относительно отражающей поверхности 344.[0166] In some embodiments of the invention, the
[0167] С точки зрения возможных условий выборочного контакта выходных лучей 314 с отражающей поверхностью 344 для формирования нужной интересующей области 325, в некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер 310 может обеспечивать выборочный контакт выходных лучей 314 с отражающими поверхностями 344 по заданному графику. Заданный график может содержать одну или несколько заранее заданных последовательностей осуществления контакта с отражающими поверхностями 344 заранее заданной продолжительности для каждой отражающей поверхности 344.[0167] In terms of possible conditions for selective contact of
[0168] В некоторых других вариантах осуществления изобретения условие выборочного контакта выходного луча 314 с отражающей зоной 342 возникает при определении любым способом необходимости сканирования интересующей области 325 в пределах поля обзора.[0168] In some other embodiments of the invention, the condition of selective contact of the
[0169] При этом каждая отражающая поверхность 344 может соответствовать части интересующей области 325. Эта информация может храниться в базе данных, доступной контроллеру 310, поэтому при определении необходимости сканирования в интересующей области контроллер 310 может обеспечивать контакт выходного луча 314 с соответствующей отражающей поверхностью 344.[0169] In this case, each reflective surface 344 may correspond to a portion of the region of
[0170] Одним из примеров этого сценария является обнаружение лидарной системой 300 неопознанного объекта в одной области поля обзора транспортного средства 220, требующее дальнейшего обследования. Другой пример - обнаружение неопознанного объекта после беглого предварительного сканирования (например, инородных предметов на дороге). В этом случае контроллер 310 может определять необходимость сканирования интересующей области (или нескольких интересующих областей), в которых расположены эти инородные предметы, и обеспечивать контакт выходного луча 314 с отражающей поверхностью 344.[0170] One example of this scenario is the detection by the
[0171] В некоторых других вариантах осуществления изобретения условие для избирательного контакта выходного луча представляет собой заранее заданное географическое условие. Контроллер 310 может определять выполнение такого географического условия, например, местоположения по данным системы GPS и т.д. В частности, такое заранее заданное географическое условие может содержать местоположение известного опасного места, такого как крутой поворот на дороге, сильный уклон, крутой спуск, закрытый поворот, продуваемый переход, школьный переход, переход для животных, оживленный перекресток, район с высотными зданиями, район без высотных зданий, но не ограничиваясь ими. Контроллер 310 может обеспечивать выполнение заранее заданного сканирования с учетом заранее заданного географического условия. Например, на школьном переходе выходной луч 314 может контактировать с отражающими поверхностями 344 для сканирования тех интересующих областей в поле обзора, которые соответствуют росту детей и скорости их движения. В другом примере, когда транспортное средство 220 находится в районе без высотных зданий, выходной луч 314 может контактировать с теми отражающими поверхностями 344, которые обеспечивают сканирование интересующих областей на меньшей высоте в поле обзора.[0171] In some other embodiments of the invention, the condition for selective contact of the output beam is a predetermined geographic condition. The
[0172] В некоторых других вариантах осуществления изобретения условием осуществления избирательного контакта выходного луча является возникновение определенной окружающей обстановки. Например, при выявлении датчиком определенных условий окружающей обстановки, в частности, сильного дождя, контроллер 310 может инициировать относительное перемещение сканирующего элемента 308 и выходного луча 314, обеспечивающее попадание выходного луча 314 на отражающую поверхность 344 из множества отражающих поверхностей для сканирования интересующей области.[0172] In some other embodiments of the invention, the condition for the implementation of selective contact of the output beam is the occurrence of a certain environment. For example, when the sensor detects certain environmental conditions, such as heavy rain, the
[0173] В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер 310 может осуществлять способ 1000 функционирования лидарной системы, например, лидарной системы 300, обеспечивая переключение на разные интересующие области в пределах поля обзора для обнаружения объектов в разных частях окружающего пространства транспортного средства 220.[0173] In some embodiments, the
Компьютерные способыComputer methods
[0174] На фиг. 12 представлена блок-схема способа 1000 в соответствии с не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии. Способ 1000 может выполняться контроллером 310.[0174] FIG. 12 is a flow diagram of a
[0175] Шаг 1010: воздействие на источник излучения для излучения выходных лучей по внутреннему пути излучения лидарной системы.[0175] Step 1010: exercising the radiation source to emit output beams along the internal radiation path of the lidar system.
[0176] Способ 1000 предусматривает воздействие на источник излучения для излучения выходных лучей по внутреннему пути излучения лидарной системы. Лидарная система может представлять собой вариант осуществления лидарной системы 300, содержащей источник 302 света и выходной луч 314.[0176]
[0177] Шаг 1020: воздействие на сканер лидарной системы, расположенный на внутреннем пути излучения, для направления выходных лучей в интересующую область окружающего пространства транспортного средства, при этом сканер содержит первую и вторую отражающие поверхности для формирования первой и второй частей интересующей области со слепой зоной между ними.[0177] Step 1020: exposing the scanner of the lidar system, located in the internal radiation path, to direct the output beams to the region of interest of the surrounding space of the vehicle, while the scanner contains the first and second reflective surfaces to form the first and second parts of the region of interest with a blind zone between them.
[0178] На шаге 1020 способ 1000 предусматривает воздействие на сканер, например, на сканирующий элемент 308, для направления выходных лучей 314 на заданную отражающую поверхность 344 с целью определения интересующей области 325. Интересующая область 325 состоит из разных частей, например, из первой части 352, второй части 354 и третьей части 356.[0178] In
[0179] В некоторых вариантах осуществления изобретения сканирующий элемент 308 содержит сканирующую поверхность 340, имеющую множество отражающих зон 342 с соответствующими отражающими поверхностями 344, в том числе первую отражающую зону 343 с первой отражающей поверхностью 347 для приема по меньшей мере части выходных лучей 314 и передачи ее как первого луча 355, распространяющегося вдоль первой оси 363 распространения, с целью определения первой части 353 интересующей области 325 и вторую отражающую зону 345 со второй отражающей поверхностью 349 для приема по меньшей мере части выходных лучей 314 и передачи ее как второго луча 357, распространяющегося вдоль второй оси 365 распространения, с целью определения второй части 354 интересующей области 325. Первая ось 363 распространения отличается от второй оси 365 распространения.[0179] In some embodiments, the
[0180] В некоторых вариантах осуществления изобретения обеспечение направления выходных лучей 314 включает в себя обеспечение контроллером 310 относительного перемещения выходных лучей 314 и сканирующего элемента 308 для избирательного контакта выходных лучей 314 с отражающей поверхностью 344.[0180] In some embodiments, guiding the output beams 314 includes allowing the
[0181] В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер 310 может обеспечивать относительное перемещение выходных лучей 314 и сканирующего элемента 308 для выборочного контакта выходных лучей 314 с отражающей поверхностью 344 в соответствии с одним или несколькими из следующих правил: (а) по заранее заданному графику, (б) в ответ на определение из сигнала датчика необходимости сканирования интересующей области в пределах поля обзора, (в) в ответ на возникновение определенных географических условий и (г) в ответ на возникновение определенной окружающей обстановки.[0181] In some embodiments of the invention, the
[0182] В некоторых вариантах осуществления изобретения обеспечение относительного перемещения включает в себя обеспечение контроллером 310 перемещения сканера в направлении, параллельном удлиненной плоской поверхности 376 сканирующего элемента 308.[0182] In some embodiments of the invention, providing relative movement includes causing the
[0183] В некоторых других вариантах осуществления изобретения обеспечение относительного перемещения включает в себя обеспечение контроллером 310 изменения направления движения выходного луча 314.[0183] In some other embodiments of the invention, providing relative movement includes causing the
[0184] В некоторых других вариантах осуществления изобретения обеспечение относительного перемещения включает в себя обеспечение выборочного колебания сканирующего элемента 308 относительно разных осей колебаний, опционально, с модуляцией амплитуды колебаний.[0184] In some other embodiments of the invention, providing relative movement includes allowing
[0185] Для специалиста в данной области могут быть очевидными возможные изменения и усовершенствования описанных выше вариантов осуществления настоящей технологии. Предшествующее описание приведено лишь в иллюстративных целях, а не для ограничения объема изобретения. Объем охраны настоящей технологии определяется исключительно объемом приложенной формулы изобретения.[0185] For a person skilled in the art, possible changes and improvements to the above-described embodiments of the present technology may be obvious. The foregoing description is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the invention. The scope of protection of this technology is determined solely by the scope of the appended claims.
[0186] Несмотря на то, что выше описаны варианты реализации изобретения с указанием конкретных шагов, выполняемых в конкретном порядке, должно быть понятно, что эти шаги могут быть объединены, разделены на части или переупорядочены без отступления от существа и объема настоящей технологии. Соответственно, порядок выполнения и группирование этих шагов не являются ограничением настоящей технологии.[0186] While embodiments of the invention have been described above with specific steps performed in a specific order, it should be understood that these steps can be combined, subdivided, or reordered without departing from the spirit and scope of the present technology. Accordingly, the order of execution and grouping of these steps is not a limitation of the present technology.
Аспекты и варианты осуществленияAspects and Embodiments
[0187] 1. Лидарная система для обнаружения объектов в окружающем пространстве автономного транспортного средства, содержащая источник излучения, выполненный с возможностью излучения выходных лучей по внутреннему пути излучения, и сканер, расположенный на внутреннем пути излучения, способный направлять выходные лучи в интересующую область в пределах поля обзора и содержащий первую отражающую поверхность, способную принимать по меньшей мере часть выходных лучей и передавать ее как первый распространяющийся луч вдоль первой оси распространения, и вторую отражающую поверхность, способную принимать по меньшей мере часть выходных лучей и передавать ее как второй распространяющийся луч вдоль второй оси распространения, отличной от первой оси распространения, при этом интересующая область содержит первую часть, определяемую первым распространяющимся лучом, вторую часть, определяемую вторым распространяющимся лучом, и третью часть между первой и второй частями, представляющую собой слепую зону.[0187] 1. A lidar system for detecting objects in the surrounding space of an autonomous vehicle, comprising a radiation source configured to emit output beams along an internal radiation path, and a scanner located on the internal radiation path capable of directing output beams to an area of interest within field of view and containing a first reflective surface capable of receiving at least a portion of the output rays and transmitting it as a first propagating beam along the first propagation axis, and a second reflecting surface capable of receiving at least a portion of the output rays and transmitting it as a second propagating beam along the second a propagation axis other than the first propagation axis, wherein the region of interest comprises a first part defined by the first propagating beam, a second part defined by the second propagating beam, and a third part between the first and second parts representing a blind zone.
[0188] 2. Лидарная система по п. 1, в которой первая и вторая части являются периферийными частями интересующей области, а третья часть является центральной частью интересующей области.[0188] 2. The lidar system of claim 1, wherein the first and second portions are peripheral portions of the region of interest, and the third portion is the central portion of the region of interest.
[0189] 3. Лидарная система по п. 1 или 2, в которой первая отражающая поверхность расположена под первым углом к базовой плоскости, а вторая отражающая поверхность - под вторым углом к базовой плоскости, отличным от первого угла.[0189] 3. The lidar system of claim 1 or 2, wherein the first reflective surface is at a first angle to the base plane and the second reflective surface is at a second angle to the base plane other than the first angle.
[0190] 4. Лидарная система по п. 1 или 2, в которой первая отражающая поверхность расположена под первым углом к базовой плоскости, а вторая отражающая поверхность - под вторым углом к базовой плоскости, при этом сканер способен изменять первый и/или второй угол.[0190] 4. Lidar system according to claim 1 or 2, in which the first reflective surface is located at a first angle to the base plane, and the second reflective surface is located at a second angle to the base plane, while the scanner is able to change the first and / or second angle .
[0191] 5. Лидарная система по любому из пп. 1-4, в которой первая и вторая отражающие поверхности являются частью единой сканирующей поверхности сканера.[0191] 5. Lidar system according to any one of paragraphs. 1-4, in which the first and second reflective surfaces are part of a single scanning surface of the scanner.
[0192] 6. Лидарная система по п. 5, в которой единая сканирующая поверхность является неплоской, а первая и вторая отражающие поверхности размещены под углом друг к другу.[0192] 6. The lidar system of claim 5, wherein the single scanning surface is non-planar and the first and second reflective surfaces are placed at an angle to each other.
[0193] 7. Лидарная система по любому из пп. 1-4, в которой первая и вторая отражающие поверхности являются частью разных сканирующих поверхностей сканера.[0193] 7. Lidar system according to any one of paragraphs. 1-4, in which the first and second reflective surfaces are part of different scanning surfaces of the scanner.
[0194] 8. Лидарная система по п. 6, в которой разные сканирующие поверхности выполнены в виде по меньшей мере одного колеблющегося зеркала или призмы.[0194] 8. The lidar system of claim 6, wherein the different scanning surfaces are in the form of at least one oscillating mirror or prism.
[0195] 9. Лидарная система по любому из пп. 1-8, дополнительно содержащая контроллер, подключенный к источнику излучения и к сканеру, способный обеспечивать относительное перемещение выходных лучей и сканера для выборочного контакта выходных лучей с первой и второй отражающими поверхностями.[0195] 9. Lidar system according to any one of paragraphs. 1-8, further comprising a controller connected to the radiation source and to the scanner, capable of providing relative movement of the output beams and the scanner for selective contact of the output beams with the first and second reflective surfaces.
[0196] 10. Лидарная система по п. 9, в которой контроллер способен перемещать сканер для выборочного контакта выходных лучей с первой и второй отражающими поверхностями.[0196] 10. The lidar system of claim 9, wherein the controller is capable of moving the scanner to selectively contact the output beams with the first and second reflective surfaces.
[0197] 11. Лидарная система по п. 9, в которой контроллер способен перемещать выходные лучи для выборочного контакта выходных лучей с первой и второй отражающими поверхностями.[0197] 11. The lidar system of claim 9, wherein the controller is capable of moving the output beams to selectively contact the output beams with the first and second reflective surfaces.
[0198] 12. Лидарная система по любому из пп. 1-10, в которой сканер представляет собой колеблющееся зеркало, а первая и вторая отражающие поверхности находятся на лицевой стороне этого зеркала.[0198] 12. Lidar system according to any one of paragraphs. 1-10, in which the scanner is an oscillating mirror, and the first and second reflective surfaces are on the front side of this mirror.
[0199] 13. Лидарная система по любому из пп. 1-12, в которой первая и вторая отражающие поверхности изготовлены из разных материалов.[0199] 13. Lidar system according to any one of paragraphs. 1-12, in which the first and second reflective surfaces are made of different materials.
[0200] 14. Лидарная система по любому из пп. 1-10, в которой сканер представляет собой вращающуюся призму, а первая и вторая отражающие поверхности находятся на поверхности этой вращающейся призмы.[0200] 14. Lidar system according to any one of paragraphs. 1-10, in which the scanner is a rotating prism, and the first and second reflective surfaces are on the surface of this rotating prism.
[0201] 15. Лидарная система по любому из пп. 1-14, в которой первая и/или вторая отражающая поверхность неподвижна относительно другой.[0201] 15. Lidar system according to any one of paragraphs. 1-14, in which the first and/or second reflective surface is fixed relative to the other.
[0202] 16. Лидарная система по любому из пп. 1-15, дополнительно содержащая приемник для приема отраженных выходных лучей из интересующей области.[0202] 16. Lidar system according to any one of paragraphs. 1-15, further comprising a receiver for receiving reflected output beams from the region of interest.
[0203] 17. Способ обнаружения объектов в окружающем пространстве автономного транспортного средства, выполняемый контроллером лидарной системы, включающий в себя воздействие на источник излучения лидарной системы для излучения выходных лучей по внутреннему пути излучения лидарной системы и воздействие на сканер лидарной системы, расположенный на внутреннем пути излучения, для направления выходных лучей в окружающее пространство автономного транспортного средства с интересующей областью в поле обзора, при этом сканер содержит первую и вторую отражающие поверхности для формирования первой и второй частей интересующей области со слепой зоной между ними.[0203] 17. A method for detecting objects in the surrounding space of an autonomous vehicle, performed by the controller of the lidar system, including affecting the radiation source of the lidar system to emit output beams along the internal radiation path of the lidar system and affecting the scanner of the lidar system located on the internal path radiation, for directing output rays into the surrounding space of an autonomous vehicle with an area of interest in the field of view, while the scanner contains first and second reflective surfaces for forming the first and second parts of the area of interest with a blind zone between them.
[0204] 18. Способ по п. 17, в котором контроллер способен обеспечивать относительное перемещение выходных лучей и сканера для выборочного контакта выходных лучей с отражающей поверхностью в соответствии с одним или несколькими из следующих правил: (а) по заранее заданному графику, (б) в ответ на определение из сигнала датчика необходимости сканирования интересующей области в пределах поля обзора, (в) в ответ на возникновение определенных географических условий и (г) в ответ на возникновение определенной окружающей обстановки.[0204] 18. The method of claim 17, wherein the controller is capable of relatively moving the output beams and the scanner to selectively contact the output beams with a reflective surface in accordance with one or more of the following rules: (a) on a predetermined schedule, (b ) in response to a determination from the sensor signal to scan an area of interest within the field of view, (c) in response to the occurrence of certain geographic conditions, and (d) in response to the occurrence of a certain environment.
[0205] 19. Способ по п. 17 или 18, в котором обеспечение относительного перемещения включает в себя обеспечение контроллером перемещения сканера в направлении, параллельном удлиненной плоской поверхности сканера.[0205] 19. The method of claim 17 or 18, wherein providing the relative movement includes causing the controller to move the scanner in a direction parallel to the elongated flat surface of the scanner.
[0206] 20. Способ по п. 17 или 18, в котором обеспечение относительного перемещения включает в себя обеспечение контроллером изменения направления прохождения выходного луча.[0206] 20. The method of claim 17 or 18, wherein providing the relative movement includes causing the controller to change the direction of the output beam.
[0207] 21. Способ по п. 17 или 18, в котором обеспечение относительного перемещения включает в себя выборочное обеспечение колебаний сканера относительно разных осей колебаний.[0207] 21. The method of claim 17 or 18, wherein providing relative movement includes selectively causing the scanner to oscillate about different axes of oscillation.
Claims (26)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133318A RU2798364C2 (en) | 2020-10-09 | Lidar systems and methods | |
US17/478,859 US20220206163A1 (en) | 2020-10-09 | 2021-09-17 | Lidar systems and methods |
EP21198071.9A EP3982152A1 (en) | 2020-10-09 | 2021-09-21 | Lidar systems and methods |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133318A RU2798364C2 (en) | 2020-10-09 | Lidar systems and methods |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020133318A RU2020133318A (en) | 2022-04-25 |
RU2798364C2 true RU2798364C2 (en) | 2023-06-21 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160078043A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-04 | 전자부품연구원 | Optical system of 2-dimensioal lidar scanner and apparatus for controlling the 2-d lidar scanner |
RU2655040C1 (en) * | 2017-08-16 | 2018-05-23 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минромторг России) | Doppler scanning lidar of an onboard basing |
WO2018209073A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Massachusetts Institute Of Technology | A lidar device based on scanning mirrors array and multi-frequency laser modulation |
CN109254276A (en) * | 2017-07-12 | 2019-01-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | The heterogeneous of curved mirror structure for the packaging passive alignment in chip-scale laser radar integrates |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160078043A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-04 | 전자부품연구원 | Optical system of 2-dimensioal lidar scanner and apparatus for controlling the 2-d lidar scanner |
WO2018209073A1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-11-15 | Massachusetts Institute Of Technology | A lidar device based on scanning mirrors array and multi-frequency laser modulation |
CN109254276A (en) * | 2017-07-12 | 2019-01-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | The heterogeneous of curved mirror structure for the packaging passive alignment in chip-scale laser radar integrates |
RU2655040C1 (en) * | 2017-08-16 | 2018-05-23 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минромторг России) | Doppler scanning lidar of an onboard basing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP4202486A1 (en) | Lidar system and a method of calibrating the lidar system | |
EP3982156A1 (en) | Lidar systems and methods with selective scanning | |
US20220113385A1 (en) | Lidar systems and methods with selective scanning | |
US20220113428A1 (en) | Lidar systems and methods | |
US20220196809A1 (en) | Scanner for a lidar system and lidar systems and methods including a scanner | |
EP4202485A1 (en) | Lidar system and a method of calibrating the lidar system | |
EP3982155A2 (en) | Lidar systems and methods | |
US20220206163A1 (en) | Lidar systems and methods | |
US20220113429A1 (en) | Lidar systems and methods | |
RU2752016C2 (en) | Lidar methods and systems with scanning with selective density based on mems | |
RU2762744C2 (en) | METHODS AND SYSTEMS FOR DETECTING USING LIDAR (LiDAR) WITH FIBER-OPTICAL MATRIX | |
RU2745882C1 (en) | Methods and systems based on lidar with extended field of view based on passive elements | |
US12135376B2 (en) | LiDAR detection methods and systems with FBG filter | |
RU2798364C2 (en) | Lidar systems and methods | |
RU2798363C2 (en) | Lidar systems and methods | |
RU2762618C2 (en) | LIDAR (LiDAR) SYSTEM FOR DETECTING OBJECTS IN REGION OF INTEREST AND METHOD BASED ON IT | |
RU2792951C2 (en) | Lidar systems and methods with selective scanning | |
RU2778383C2 (en) | Lidar systems and detection methods | |
RU2789827C2 (en) | Lidar systems and methods | |
RU2829088C1 (en) | Lidar system and method of calibrating lidar system | |
RU2792948C2 (en) | Multispectral lidar systems and methods | |
EP3982152A1 (en) | Lidar systems and methods | |
EP3982154A1 (en) | Lidar systems and methods | |
RU2829187C1 (en) | Lidar systems and methods | |
RU2781619C2 (en) | Scanner for lidar system, lidar systems, and methods using scanner |