[go: up one dir, main page]

RU2824434C2 - Lidar systems and methods - Google Patents

Lidar systems and methods Download PDF

Info

Publication number
RU2824434C2
RU2824434C2 RU2021135482A RU2021135482A RU2824434C2 RU 2824434 C2 RU2824434 C2 RU 2824434C2 RU 2021135482 A RU2021135482 A RU 2021135482A RU 2021135482 A RU2021135482 A RU 2021135482A RU 2824434 C2 RU2824434 C2 RU 2824434C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
speed
rotation
scanning mirror
scanning
lidar system
Prior art date
Application number
RU2021135482A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021135482A (en
Inventor
Николай Евгеньевич Орлов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Алисы"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Алисы" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Алисы"
Priority to EP22210395.4A priority Critical patent/EP4191277A1/en
Priority to US18/074,337 priority patent/US20230176213A1/en
Publication of RU2021135482A publication Critical patent/RU2021135482A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2824434C2 publication Critical patent/RU2824434C2/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to lidar systems. Method of controlling scanning in a lidar system is carried out by a controller and involves controlling a scanning mirror for scanning space with a plurality of light beams exiting the lidar system and formed by the light source of the system, rotating the scanning mirror at a first speed in a first direction of rotation and at a second speed greater than the first speed in a second direction of rotation, detection by the array of sensors of the lidar system of light reflected from the scanning mirror to the array of sensors, formation of a cloud of distance data points during rotation of the scanning mirror in the first direction and forming an image of the scanning area around the lidar system during rotation of the scanning mirror in the second direction.
EFFECT: high density of data obtained using a lidar system.
16 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

[001] Настоящая технология относится к лазерным системам обнаружения и измерения дальности – лидарным (LIDAR, Light Detection and Ranging) системам, в целом – к способам обнаружения объектов в окружающем пространстве автономного транспортного средства и в частности – к формированию изображений в лидарных системах.[001] This technology relates to laser detection and ranging systems – lidar (LIDAR, Light Detection and Ranging) systems, in general – to methods of detecting objects in the surrounding space of an autonomous vehicle and, in particular, to the formation of images in lidar systems.

Уровень техникиState of the art

[002] В устройствах, использующих лидарные системы, например, в транспортных средствах с автономным управлением, в процессе адаптации лидарной системы зачастую приходится решать проблемы, связанные с точностью и плотностью информации. В общем случае окружающее пространство сканируется световым лучом и лидарная система собирает световой поток, отраженный от окружающих объектов.[002] In devices using lidar systems, such as self-driving vehicles, the adaptation of the lidar system often involves solving problems related to the accuracy and density of information. In general, the surrounding space is scanned by a light beam and the lidar system collects the light flux reflected from surrounding objects.

[003] Из уровня техники известен (US 2021325663) сканер для лидарной системы, выполненный для направления излучаемого света для сканирования поля зрения лидарной системы. Сканер включает в себя зеркало, которое имеет отражающую поверхность и заднюю поверхность и может поворачиваться вдоль оси зеркала. Узел привода расположен вдоль задней поверхности зеркала и выполнен с возможностью приложения крутящего момента к зеркалу, чтобы заставить зеркало поворачиваться вокруг оси зеркала.[003] The prior art discloses (US 2021325663) a scanner for a lidar system designed to direct emitted light to scan the field of view of the lidar system. The scanner includes a mirror that has a reflective surface and a back surface and can rotate along the mirror axis. A drive unit is located along the back surface of the mirror and is designed to apply a torque to the mirror to cause the mirror to rotate around the mirror axis.

[004] В некоторых случаях целесообразно одновременно получать несколько изображений окружающего пространства конкретной лидарной системы. Как правило, для этого требуются дополнительные каналы формирования изображения, например, дополнительные камеры или двумерные датчики, расположенные в корпусе лидарной системы или рядом с ним. При этом установка дополнительного оборудования для формирования изображений может оказаться недостатком, например, из-за увеличения стоимости изготовления и/или массы лидарной системы.[004] In some cases, it may be useful to simultaneously acquire multiple images of the surrounding space of a particular lidar system. This typically requires additional imaging channels, such as additional cameras or two-dimensional sensors located in or near the lidar system housing. However, installing additional imaging equipment may be a disadvantage, such as increasing the manufacturing cost and/or weight of the lidar system.

[005] Следовательно, сохраняется потребность в усовершенствовании лидарных систем.[005] Therefore, there remains a need to improve lidar systems.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

[006] Таким образом, существует потребность в системах и способах, позволяющих исключить, уменьшить или преодолеть эти недостатки известных технических решений.[006] Thus, there is a need for systems and methods that can eliminate, reduce or overcome these shortcomings of known technical solutions.

[007] В соответствии с первым широким аспектом настоящей технологии реализована лидарная система, способная работать как в режиме лидарного измерения дальности на основе облака точек, так и в режиме формирования изображений. Когда сканирующее зеркало лидарной системы движется в первом направлении сканирования, формируется облако точек расстояний, определенных на основе времени пролета. Когда сканирующее зеркало движется во втором направлении сканирования для возврата в начальное положение сканирования, система, реализующая настоящую технологию, дополнительно получает изображения окружающего пространства. Для проведения лидарных измерений времени пролета и для получения изображений используется одна и та же матрица датчиков. Получение изображений окружающего пространства во время возврата сканирующего зеркала в начальное положение, когда лидарные измерения отсутствуют, дает возможность собирать дополнительную информацию об окружающем пространстве, не прерывая обычной работы лидарной системы. Поскольку для получения изображений используется та же матрица датчиков, что и для измерений с целью формирования облака точек, дополнительных отдельных камер и датчиков не требуется.[007] According to a first broad aspect of the present technology, a lidar system is implemented that is capable of operating in both a lidar ranging mode based on a point cloud and an imaging mode. When a scanning mirror of the lidar system moves in a first scanning direction, a point cloud of distances determined based on the time of flight is formed. When the scanning mirror moves in a second scanning direction to return to the initial scanning position, the system implementing the present technology additionally obtains images of the surrounding space. The same sensor array is used to perform lidar time-of-flight measurements and to obtain images. Obtaining images of the surrounding space during the return of the scanning mirror to the initial position, when lidar measurements are not available, makes it possible to collect additional information about the surrounding space without interrupting the normal operation of the lidar system. Since the same sensor array is used to obtain images as for measurements for the purpose of forming a point cloud, additional separate cameras and sensors are not required.

[008] В соответствии со вторым широким аспектом настоящей технологии реализован способ управления сканированием в лидарной системе, осуществляемый контроллером лидарной системы. Способ предусматривает управление сканирующим зеркалом лидарной системы с целью сканирования пространства множеством световых лучей, выходящих из лидарной системы и формируемых источником света лидарной системы, которое включает в себя обеспечение вращения сканирующего зеркала с первой скоростью в первом направлении вращения и обеспечение вращения сканирующего зеркала со второй скоростью, большей первой скорости, во втором направлении вращения, противоположном первому направлению вращения, обнаружение матрицей датчиков лидарной системы света, отраженного от сканирующего зеркала на матрицу датчиков, формирование облака точек данных о расстоянии на основе света, собранного матрицей датчиков во время вращения сканирующего зеркала с первой скоростью в первом направлении вращения, и формирование изображения зоны сканирования вокруг лидарной системы на основе света, собранного матрицей датчиков во время вращения сканирующего зеркала со второй скоростью во втором направлении вращения.[008] According to a second broad aspect of the present technology, a method for controlling scanning in a lidar system is implemented, which is implemented by a lidar system controller. The method involves controlling a scanning mirror of the lidar system for scanning a space with a plurality of light beams exiting the lidar system and generated by a light source of the lidar system, which includes providing rotation of the scanning mirror at a first speed in a first direction of rotation and providing rotation of the scanning mirror at a second speed greater than the first speed in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation, detecting by a sensor array of the lidar system light reflected from the scanning mirror onto the sensor array, forming a cloud of data points about the distance based on the light collected by the sensor array during rotation of the scanning mirror at the first speed in the first direction of rotation, and forming an image of the scanning zone around the lidar system based on the light collected by the sensor array during rotation of the scanning mirror at the second speed in the second direction of rotation.

[009] В некоторых вариантах осуществления формирование облака точек данных о расстоянии на основе света, собранного матрицей датчиков, включает в себя формирование облака точек данных о расстоянии на основе света, собранного выбранным датчиком из матрицы датчиков.[009] In some embodiments, generating a point cloud of distance data based on light collected by a sensor array includes generating a point cloud of distance data based on light collected by a selected sensor of the sensor array.

[010] В некоторых вариантах осуществления вращение сканирующего зеркала со второй скоростью включает в себя вращение сканирующего зеркала со скоростью, по меньшей мере в два раза превышающей первую скорость.[010] In some embodiments, rotating the scanning mirror at the second speed includes rotating the scanning mirror at a speed that is at least twice the first speed.

[011] В некоторых вариантах осуществления вращение сканирующего зеркала со второй скоростью включает в себя вращение сканирующего зеркала со скоростью, приблизительно в десять раз превышающей первую скорость.[011] In some embodiments, rotating the scanning mirror at the second speed includes rotating the scanning mirror at a speed that is approximately ten times greater than the first speed.

[012] В некоторых вариантах осуществления формирование изображения зоны сканирования включает в себя получение информации о свете от каждого из множества детекторов, образующих матрицу датчиков, и построение изображения методом реконструкции изображений на основе по меньшей мере полученной информации о свете.[012] In some embodiments, forming an image of a scanning area includes receiving light information from each of a plurality of detectors forming a sensor array and constructing an image using an image reconstruction method based on at least the received light information.

[013] В некоторых вариантах осуществления управление сканирующим зеркалом для сканирования включает в себя вращение сканирующего зеркала с первой скоростью в течение по меньшей мере 90% времени работы и вращение сканирующего зеркала со второй скоростью в течение не более 10% времени работы.[013] In some embodiments, controlling the scanning mirror for scanning includes rotating the scanning mirror at a first speed for at least 90% of the operating time and rotating the scanning mirror at a second speed for no more than 10% of the operating time.

[014] В некоторых вариантах осуществления сканирующее зеркало вращается вокруг первой оси и дополнительно предусмотрено управление сканирующим элементом для реализации его вращения вокруг второй оси, перпендикулярной первой оси.[014] In some embodiments, the scanning mirror rotates about a first axis and the scanning element is further controlled to rotate about a second axis perpendicular to the first axis.

[015] В некоторых вариантах осуществления управление сканирующим элементом включает в себя управление сканирующим элементом для реализации его вращения со скоростью вращения, приблизительно в десять раз превышающей первую скорость сканирующего зеркала.[015] In some embodiments, controlling the scanning element includes controlling the scanning element to rotate it at a rotation speed that is approximately ten times greater than the first speed of the scanning mirror.

[016] В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно предусматривает управление источником света, при котором множество световых лучей формируется только во время вращения сканирующего зеркала с первой скоростью в первом направлении вращения.[016] In some embodiments, the method further comprises controlling the light source such that the plurality of light beams are generated only during rotation of the scanning mirror at the first speed in the first direction of rotation.

[017] В соответствии с другим широким аспектом настоящей технологии реализована лидарная система, содержащая контроллер, источник света, функционально связанный с контроллером, матрицу датчиков, функционально связанную с контроллером и содержащую множество детекторов, и сканирующую систему, функционально связанную с контроллером. Сканирующая система содержит сканирующее зеркало, способное совершать колебания относительно первой оси, а также вращаться вокруг первой оси с первой скоростью в первом направлении вращения и со второй скоростью во втором направлении вращения, сканирующий элемент, способный вращаться вокруг второй оси, перпендикулярной первой оси, матрицу датчиков и контроллер, способные формировать облако точек данных о расстоянии на основе света, собранного матрицей датчиков во время вращения сканирующего зеркала с первой скоростью в первом направлении вращения, и формировать изображение зоны сканирования на основе света, собранного матрицей датчиков во время вращения сканирующего зеркала со второй скоростью во втором направлении вращения.[017] According to another broad aspect of the present technology, a lidar system is implemented, comprising a controller, a light source operatively connected to the controller, a sensor array operatively connected to the controller and comprising a plurality of detectors, and a scanning system operatively connected to the controller. The scanning system comprises a scanning mirror capable of oscillating about a first axis, as well as rotating about the first axis at a first speed in a first direction of rotation and at a second speed in a second direction of rotation, a scanning element capable of rotating about a second axis perpendicular to the first axis, a sensor array and a controller, capable of forming a cloud of distance data points based on light collected by the sensor array during rotation of the scanning mirror at the first speed in the first direction of rotation, and forming an image of the scanning zone based on the light collected by the sensor array during rotation of the scanning mirror at the second speed in the second direction of rotation.

[018] В некоторых вариантах осуществления вторая скорость вращения сканирующего зеркала выше первой скорости вращения сканирующего зеркала.[018] In some embodiments, the second rotation speed of the scanning mirror is higher than the first rotation speed of the scanning mirror.

[019] В некоторых вариантах осуществления вторая скорость вращения приблизительно в десять раз превышает первую скорость вращения.[019] In some embodiments, the second rotational speed is approximately ten times the first rotational speed.

[020] В некоторых вариантах осуществления система способна формировать облако точек данных о расстоянии на основе времени пролета, определенного с использованием по меньшей мере одного из множества детекторов.[020] In some embodiments, the system is capable of generating a point cloud of distance data based on the time of flight determined using at least one of the plurality of detectors.

[021] В некоторых вариантах осуществления множество детекторов включает в себя по меньшей мере шестнадцать детекторов, расположенных в одной плоскости.[021] In some embodiments, the plurality of detectors includes at least sixteen detectors located in the same plane.

[022] В некоторых вариантах осуществления сканирующий элемент представляет собой вращающуюся призму, способную поворачиваться вокруг второй оси.[022] In some embodiments, the scanning element is a rotating prism capable of rotating about a second axis.

[023] В некоторых вариантах осуществления вращающаяся призма способна вращаться вокруг второй оси со скоростью, приблизительно в десять раз превышающей первую скорость сканирующего зеркала.[023] In some embodiments, the rotating prism is capable of rotating about the second axis at a speed approximately ten times greater than the first speed of the scanning mirror.

[024] В некоторых вариантах осуществления сканирующее зеркало способно вращаться с первой скоростью в течение по меньшей мере 90% времени работы системы и со второй скоростью в течение не более 10% времени работы системы.[024] In some embodiments, the scanning mirror is capable of rotating at a first speed for at least 90% of the time the system is operating and at a second speed for no more than 10% of the time the system is operating.

[025] В контексте данного описания термин «источник света» в широком смысле относится к любому устройству, способному испускать излучение, в частности, излучать сигнал в виде луча, например, среди прочего, светового луча с одной или несколькими длинами волн в спектре электромагнитного излучения. В одном примере осуществления источником света может быть лазерный источник. Таким образом, указанные источники света могут содержать по меньшей мере один 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, лазерные источники могут испускать световые лучи в различных формах, например, световые импульсы, непрерывные колебания, квазинепрерывные колебания и т.д. В некоторых не имеющих ограничительного характера примерах лазерные источники могут содержать лазерный диод, способный излучать свет с длиной волны в диапазоне приблизительно 650–1150 нм. В альтернативном варианте источники света могут 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. Например, длина волны источников света может варьироваться от 400 до 2000 нм в зависимости от конкретных элементов. Если не указано иное, термин «приблизительно» применительно к числовому значению определяется как отклонение, не превышающее 10% от указанного значения.[025] In the context of this description, the term "light source" in a broad sense refers to any device capable of emitting radiation, in particular emitting a signal in the form of a beam, such as, inter alia, a light beam with one or more wavelengths in the electromagnetic radiation spectrum. In one embodiment, the light source may be a laser source. Thus, said light sources may comprise at least one laser, such as a solid-state laser, a laser diode, a high-power laser, or an alternative light source, such as a light source based on light emitting diodes. Some (non-limiting) examples of a laser source are a Fabry-Perot laser diode, a quantum well laser, a Distributed Bragg Reflector (DBR) laser, a Distributed FeedBack (DFB) laser, a fiber laser, or a Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser (VCSEL). In addition, laser sources may emit light beams in various forms, such as light pulses, continuous oscillations, quasi-continuous oscillations, etc. In some non-limiting examples, laser sources may comprise a laser diode capable of emitting light with a wavelength in the range of about 650-1150 nm. Alternatively, light sources may comprise a laser diode capable of emitting light with a wavelength in the range of about 800-1000 nm, about 850-950 nm, about 1300-1600 nm, or any other suitable range. For example, the wavelength of light sources may vary from 400 to 2000 nm depending on the specific elements. Unless otherwise specified, the term "about" with respect to a numerical value is defined as a deviation that does not exceed 10% of the specified value.

[026] В контексте настоящего описания термин «выходной луч» может также относиться к пучку излучения, например, к лучу света, формируемому источником излучения и направленному в сторону интересующей области (ROI, Region Of Interest). 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 определенную поляризацию (например, линейную, эллиптическую или круговую поляризацию).[026] In the context of the present description, the term "output beam" may also refer to a beam of radiation, such as a beam of light generated by a radiation source and directed toward a region of interest (ROI). The output beam may 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, emitted pulse sequence, pulse duty cycle, wavelength, phase, etc. The output beam may be unpolarized or randomly polarized, may have no defined or constant polarization (e.g., polarization may change over time), or may have a defined polarization (e.g., linear, elliptical, or circular polarization).

[027] В контексте настоящего описания «входной луч» представляет собой излучение или свет, попадающий в систему, как правило, после отражения или рассеяния от одного или нескольких объектов в интересующей области. Входной луч также может называться пучком излучения или световым лучом. Под термином «отраженный» подразумевается, что по меньшей мере часть выходного луча падает на один или несколько объектов в интересующей области и отражается от них. 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 некоторых случаях применения часть излучения или света во входном луче может являться не отраженным выходным лучом, а излучением 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.[027] As used herein, an "input beam" is radiation or light that enters the system, typically after being reflected or scattered 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., the time from the moment of emission to the moment of detection), instantaneous power (e.g., power signature), average power of the return pulse, distribution of photons in the signal over the period of the return pulse, etc. In some applications, some of the radiation or light in the input beam may not be the reflected output beam, but radiation from other sources. For example, at least some portion of the input beam may represent glitches, light noise from the surrounding environment (including diffuse sunlight) or from other light sources external to the system.

[028] В контексте настоящего описания термин «окружающее пространство» или «окружающая среда» транспортного средства относится к области или объему вокруг этого транспортного средства, включая часть его текущей окружающей среды, доступную для сканирования с использованием одного или нескольких датчиков, установленных на этом транспортном средстве, например, для формирования трехмерной карты окружающего пространства или для обнаружения в нем объектов. В некоторых не имеющих ограничительного характера примерах объекты могут включать в себя, полностью или частично, человека, транспортное средство, мотоцикл, грузовик, поезд, велосипед, инвалидную коляску, детскую 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, электрический столб, дом, здание, мусорный бак, почтовый ящик, дерево, любой другой подходящий объект или любое подходящее сочетание, полностью или частично, двух или большего количества объектов.[028] In the context of the present description, the term "surrounding space" or "environment" of a vehicle refers to the area or volume around that vehicle, including that portion of its current environment that is accessible for scanning using one or more sensors mounted on that vehicle, such as to form a three-dimensional map of the surrounding space or to detect objects therein. In some non-limiting examples, objects may include, in whole or in part, a person, a vehicle, a motorcycle, a truck, a train, a bicycle, a wheelchair, a baby carriage, a pedestrian, an animal, a road sign, a traffic light, a lane marking, a pavement marking, a parking space, a pylon, a guardrail, a road barrier, a pothole, a railroad crossing, an obstruction on or near a road, a curb, a stopped vehicle on or near a road, a utility pole, a house, a building, a garbage can, a mailbox, a tree, any other suitable object, or any suitable combination, in whole or in part, of two or more objects.

[029] В контексте настоящего описания термин «интересующая область» в широком смысле может 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, среди прочего, 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. Интересующая область лидарной системы может задаваться, например, плоским или телесным углом. В одном примере интересующая область также может быть задана диапазоном дальности (например, приблизительно до 200 м).[029] In the context of the present description, the term "region of interest" in a broad sense may include a portion 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 may be influenced by various conditions, such as, among others, the orientation of the lidar system (e.g., the direction of the optical axis of the lidar system), the position of the lidar system in the surrounding space (e.g., the distance above the ground, as well as the terrain and obstacles in the immediate vicinity of the system), the operating parameters of the lidar system (e.g., the radiant power, computing settings, specified operating angles), etc. The region of interest of the lidar system can be defined, for example, by a plane or solid angle. In one example, the region of interest can also be defined by a range (e.g., up to approximately 200 m).

[030] В контексте настоящего описания «контроллер» или «электронное устройство» представляет собой любые компьютерные аппаратные средства, способные обеспечивать работу программного обеспечения, подходящего для поставленной задачи, и/или управлять функционированием подключенных элементов. В контексте настоящего описания термин «электронное устройство» подразумевает, что устройство может функционировать в качестве сервера для других электронных устройств, впрочем, это не носит обязательного характера для настоящей технологии. Таким образом, примерами (не имеющими ограничительного характера) электронных устройств являются беспилотный модуль, персональные компьютеры (настольные компьютеры, ноутбуки, нетбуки и т.п.), смартфоны и планшеты, а также сетевое оборудование, например, маршрутизаторы, коммутаторы и шлюзы. Следует понимать, что в данном контексте факт функционирования оборудования в качестве электронного устройства не означает, что оно не может функционировать в качестве сервера для других электронных устройств.[030] In the context of the present description, a "controller" or "electronic device" is any computer hardware capable of running software suitable for the task and/or controlling the operation of connected elements. In the context of the present description, the term "electronic device" implies that the device can function as a server for other electronic devices, although this is not a requirement for the present technology. Thus, non-limiting examples of electronic devices are an unmanned module, personal computers (desktop computers, laptops, netbooks, etc.), smartphones and tablets, as well as network equipment such as routers, switches and gateways. It should be understood that in this context, the fact that equipment functions as an electronic device does not mean that it cannot function as a server for other electronic devices.

[031] Функции различных элементов, описанных или показанных на чертежах, включая все функциональные блоки, обозначенные как «процессор», могут быть реализованы с использованием специализированных аппаратных средств, а также аппаратных средств, способных обеспечивать работу соответствующего программного обеспечения. Если используется процессор, эти функции могут выполняться одним выделенным процессором, одним совместно используемым процессором или несколькими отдельными процессорами, некоторые из которых могут использоваться совместно. Кроме того, явное использование термина «процессор» или «контроллер» не должно трактоваться как указание исключительно на аппаратные средства, способные обеспечивать работу программного обеспечения, и может подразумевать, среди 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.[031] The functions of the various elements described or shown in the drawings, including all functional blocks designated as a "processor", may be implemented using dedicated hardware as well as hardware capable of running associated software. If a processor is used, these functions may be performed by a single dedicated processor, a single shared processor, or multiple separate processors, some of which may be shared. Furthermore, explicit use of the term "processor" or "controller" shall not be construed as referring exclusively to hardware capable of running software, and may include, but are not limited to, a digital signal processor (DSP), a network processor, an application-specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), ROM for storing software, RAM, and non-volatile memory. Other general-purpose and/or custom hardware may also be included.

[032] 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 реализовываться с помощью аппаратных средств, показанных явно или подразумеваемых.[032] Software modules or simply modules, the implementation of which is intended to be in the form of software, may be represented here as any combination of flow chart elements or other elements indicating the execution of process steps and/or containing a text description. Such modules may be implemented using hardware, shown explicitly or implied.

[033] В контексте настоящего описания числительные «первый», «второй», «третий» и т.д. служат лишь для указания на различие между существительными, к которым они относятся, а не для описания каких-либо определенных взаимосвязей между этими существительными. Кроме того, как встречается в настоящем описании в другом контексте, ссылки на «первый» элемент и «второй» элемент не исключают того, что эти два элемента в действительности могут быть одним и тем же элементом.[033] In the context of the present description, the numerals "first," "second," "third," etc., serve merely to indicate a distinction between the nouns to which they refer, and do not describe any specific relationships between those nouns. Furthermore, as occurs in other contexts in the present description, references to a "first" element and a "second" element do not exclude the possibility that these two elements may in fact be the same element.

[034] Каждый вариант осуществления настоящей технологии относится по меньшей мере к одной из вышеупомянутых целей и/или к одному из вышеупомянутых аспектов, но не обязательно ко всем ним. Следует понимать, что некоторые аспекты настоящей технологии, связанные с попыткой достижения вышеупомянутой цели, могут не соответствовать этой цели и/или могут соответствовать другим целям, не упомянутым здесь явным образом.[034] Each embodiment of the present technology relates to at least one of the above-mentioned objectives and/or one of the above-mentioned aspects, but not necessarily to all of them. It should be understood that some aspects of the present technology associated with an attempt to achieve the above-mentioned objective may not correspond to this objective and/or may correspond to other objectives not explicitly mentioned herein.

[035] Дополнительные и/или альтернативные признаки, аспекты и преимущества вариантов осуществления настоящей технологии содержатся в дальнейшем описании, на приложенных чертежах и в формуле изобретения.[035] Additional and/or alternative features, aspects and advantages of embodiments of the present technology are contained in the following description, in the attached drawings and in the claims.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

[036] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящей технологии содержатся в дальнейшем описании, в приложенной формуле изобретения и на следующих чертежах.[036] 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.

[037] На фиг. 1 схематически представлена сетевая компьютерная среда, пригодная для использования с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии. [037] Fig. 1 is a schematic representation of a networked computing environment suitable for use with certain non-limiting embodiments of the present technology.

[038] На фиг. 2 схематически представлено электронное устройство, пригодное для реализации некоторых не имеющих ограничительного характера вариантов осуществления настоящей технологии.[038] Fig. 2 is a schematic representation of an electronic device suitable for implementing certain non-limiting embodiments of the present technology.

[039] На фиг. 3 схематически представлена лидарная система согласно не имеющим ограничительного характера вариантам осуществления настоящей технологии.[039] Fig. 3 is a schematic representation of a lidar system according to non-limiting embodiments of the present technology.

[040] На фиг. 4 схематически представлена матрица датчиков лидарной системы, представленной на фиг. 3, в первом режиме работы. [040] Fig. 4 schematically shows the sensor matrix of the lidar system shown in Fig. 3 in the first operating mode.

[041] На фиг. 5 схематически представлена матрица датчиков, представленная на фиг. 4, во втором режиме работы.[041] Fig. 5 is a schematic representation of the sensor array shown in Fig. 4 in a second operating mode.

[042] На фиг. 6 приведена блок-схема, иллюстрирующая принцип действия лидарной системы, представленной на фиг. 3.[042] Fig. 6 is a block diagram illustrating the operating principle of the lidar system shown in Fig. 3.

[043] Если не указано иное, масштаб на фигурах может не соблюдаться.[043] Unless otherwise stated, figures may not be drawn to scale.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

[044] Представленные здесь 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. Следует понимать, 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.[044] The examples and conventional language provided herein are intended to provide a better understanding of the principles of the present technology, and not to limit its scope to such specifically provided 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 implement the principles of the present technology within its spirit and scope.

[045] Кроме того, чтобы способствовать лучшему пониманию, последующее описание может содержать упрощенные варианты реализации настоящей технологии. Специалисты в данной области должны понимать, что различные варианты осуществления настоящей технологии могут быть значительно сложнее.[045] In addition, to facilitate better understanding, the following description may contain simplified embodiments of the present technology. Those skilled in the art will understand that various embodiments of the present technology may be significantly more complex.

[046] В некоторых случаях приводятся предположительно полезные примеры модификаций настоящей технологии. Они призваны способствовать пониманию и 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.[046] In some cases, supposedly useful examples of modifications of the present technology are given. They are intended to facilitate understanding and also do not define the scope or boundaries of the present technology. The presented list of modifications is not exhaustive and a person skilled in the art can develop other modifications within the scope of the present technology. In addition, if in some cases modifications are not described, this does not mean that they are impossible and/or that the description contains the only possible embodiment of a particular element of the present technology.

[047] 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, специалисты в данной области техники должны понимать, что все приведенные здесь блок-схемы соответствуют концептуальным представлениям иллюстративных принципиальных схем, реализующих принципы настоящей технологии. Также следует понимать, что все 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 в явном виде или нет.[047] The description of the principles, aspects and embodiments of the present technology, as well as specific examples thereof, are intended to cover their structural and functional equivalents, regardless of whether they are currently known or will be developed in the future. For example, those skilled in the art should understand that all block diagrams provided herein correspond to conceptual representations of illustrative circuit diagrams implementing the principles of the present technology. It should also be understood that all block diagrams, process diagrams, state transition diagrams, pseudocodes, etc. correspond to various processes that can be represented on a machine-readable physical storage medium and can be executed by a computer or processor, regardless of whether such a computer or processor is shown explicitly or not.

[048] С учетом вышеизложенных принципов ниже рассмотрены некоторые не имеющие ограничительного характера примеры, иллюстрирующие различные варианты реализации аспектов настоящей технологии.[048] Taking into account the above principles, some non-limiting examples are discussed below to illustrate various embodiments of aspects of the present technology.

[049] На фиг. 1 представлена сетевая компьютерная среда 100, пригодная для использования с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии. Сетевая компьютерная среда 100 содержит электронное устройство 110, связанное с транспортным средством 120 и/или с пользователем (не показан), связанным с транспортным средством 120 (в частности, с оператором транспортного средства 120). Сетевая компьютерная среда 100 также содержит сервер 135, соединенный с электронным устройством 110 через сеть 140 связи (например, через сеть Интернет и т.п., как более подробно описано ниже).[049] Referring now to Fig. 1, a networked computing environment 100 suitable for use with certain non-limiting embodiments of the present technology is illustrated. The networked computing environment 100 comprises an electronic device 110 coupled to a vehicle 120 and/or to a user (not shown) coupled to the vehicle 120 (in particular, an operator of the vehicle 120). The networked computing environment 100 also comprises a server 135 coupled to the electronic device 110 via a communications network 140 (e.g., via the Internet, etc., as described in more detail below).

[050] На фиг. 2 представлена схема варианта осуществления электронного устройства 110, подходящего для использования в некоторых вариантах реализации настоящей технологии. Электронное устройство 110 содержит различные аппаратные элементы, включая один или несколько одноядерных или многоядерных процессоров, совместно представленных процессором 113, твердотельный накопитель 115 и память 117, которая может быть памятью с произвольным доступом или памятью любого другого вида.[050] Fig. 2 is a diagram of an embodiment of an electronic device 110 suitable for use in some embodiments of the present technology. Electronic device 110 comprises various hardware elements, including one or more single-core or multi-core processors, collectively represented by processor 113, solid-state drive 115, and memory 117, which may be random access memory or any other type of memory.

[051] Связь между элементами устройства 110 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 электронными средствами. Согласно вариантам осуществления настоящей технологии, твердотельный накопитель 115 хранит программные команды, пригодные для загрузки в память 117 и исполнения процессором 113 с целью определения наличия объекта. Например, программные команды могут входить в состав управляющего приложения транспортного средства, выполняемого процессором 113. Следует отметить, что устройство 110 может содержать дополнительные и/или необязательные элементы (не показаны), например, модули передачи данных по сети, модули определения местоположения и т.д.[051] Communication between the elements of device 110 may be accomplished via one or more internal and/or external buses (not shown), such as a PCI bus, a USB bus, an IEEE 1394 FireWire bus, a SCSI bus, a Serial-ATA bus, etc., to which the various hardware elements are electronically connected. According to embodiments of the present technology, solid-state drive 115 stores software instructions suitable for loading into memory 117 and executing by processor 113 to determine the presence of an object. For example, software instructions may be part of a vehicle control application executed by processor 113. It should be noted that device 110 may contain additional and/or optional elements (not shown), such as network communication modules, location determination modules, etc.

[052] Согласно настоящей технологии, на реализацию электронного устройства 110 не накладывается каких-либо особых ограничений. Например, электронное устройство 110 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 120, и т.д. Следует отметить, что электронное устройство 110 может быть связано или не связано с транспортным средством 120 постоянным образом. Дополнительно или в качестве альтернативы, электронное устройство 110 может быть реализовано в виде устройства беспроводной связи, такого как мобильный телефон (например, смартфон или радиотелефон). В некоторых вариантах осуществления изобретения электронное устройство 110 содержит дисплей 170.[052] According to the present technology, there are no particular limitations on the implementation of the electronic device 110. For example, the electronic device 110 can be implemented as a vehicle engine control unit, a vehicle central processor, a vehicle navigation device (e.g., TomTom™, Garmin™), a tablet, a personal computer built into the vehicle 120, etc. It should be noted that the electronic device 110 may or may not be permanently connected to the vehicle 120. Additionally or alternatively, the electronic device 110 can be implemented as a wireless communication device, such as a mobile phone (e.g., a smartphone or a radiotelephone). In some embodiments of the invention, the electronic device 110 comprises a display 170.

[053] В настоящем варианте осуществления электронное устройство 110 содержит элементы компьютерной системы 100, представленной на фиг. 2, при этом некоторые элементы могут быть исключены или модифицированы в зависимости от конкретного варианта осуществления. В некоторых вариантах осуществления электронное устройство 110 представляет собой бортовое компьютерное устройство и содержит процессор 113, твердотельный накопитель 115 и память 117. Иными словами, электронное устройство 110 содержит аппаратные средства и/или программное обеспечение и/или микропрограммное обеспечение либо их комбинацию для осуществления обработки данных, как более подробно описано ниже.[053] In the present embodiment, the electronic device 110 comprises elements of the computer system 100 shown in Fig. 2, where some elements may be excluded or modified depending on the particular embodiment. In some embodiments, the electronic device 110 is an on-board computer device and comprises a processor 113, a solid-state drive 115, and a memory 117. In other words, the electronic device 110 comprises hardware and/or software and/or firmware, or a combination thereof, for performing data processing, as described in more detail below.

[054] Как показано на фиг. 1, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сетевая компьютерная среда 100 может содержать спутник системы GPS (не показан), передающий сигнал GPS электронному устройству 110 и/или принимающий сигнал GPS от него. Следует понимать, что настоящая технология не ограничивается применением системы GPS и может быть реализована на базе любой другой технологии определения местоположения. Следует отметить, что спутник GPS может вообще отсутствовать.[054] As shown in Fig. 1, in some non-limiting embodiments of the present technology, the networked computer environment 100 may include a GPS satellite (not shown) that transmits a GPS signal to the electronic device 110 and/or receives a GPS signal from it. It should be understood that the present technology is not limited to the use of the GPS system and can be implemented based on any other positioning technology. It should be noted that a GPS satellite may be completely absent.

[055] Транспортное средство 120, с которым связано электронное устройство 110, 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 120 изображено как наземное транспортное средство, это не является обязательным для каждого не имеющего ограничительного характера варианта осуществления настоящей технологии. В частности, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии транспортным средством 120 может быть водное транспортное средство, например, лодка, или летательный аппарат, например, летающий дрон.[055] The vehicle 120 to which the electronic device 110 is associated may be any recreational or other vehicle, such as a personal or commercial automobile, a truck, a motorcycle, etc. Although the vehicle 120 is depicted as a land vehicle, this is not required for every non-limiting embodiment of the present technology. In particular, in some non-limiting embodiments of the present technology, the vehicle 120 may be a watercraft, such as a boat, or an aircraft, such as a flying drone.

[056] Транспортное средство 120 может управляться пользователем или представлять собой беспилотное транспортное средство. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии предполагается, что транспортное средство 120 может быть реализовано в виде беспилотного автомобиля (SDC, Self-Driving Car). Следует отметить, что при этом не накладывается ограничений на конкретные параметры транспортного средства 120, к числу которых, например, относятся 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, с приводом на два или четыре колеса), вид шин, тормозная система, топливная система, пробег, идентификационный номер транспортного средства и рабочий объем двигателя.[056] The vehicle 120 may be controlled by a user or may be an unmanned vehicle. In some non-limiting embodiments of the present technology, it is contemplated that the vehicle 120 may be implemented as a self-driving car (SDC). It should be noted that there are no restrictions on the specific parameters of the vehicle 120, which include, for example, the manufacturer of the vehicle, the model of the vehicle, the year of manufacture of the vehicle, the mass of the vehicle, the dimensions of the vehicle, the distribution of the mass of the vehicle, the surface area of the vehicle, the height of the vehicle, the type of transmission (e.g., two-wheel drive or four-wheel drive), the type of tires, the braking system, the fuel system, the mileage, the identification number of the vehicle, and the engine displacement.

[057] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сеть 140 связи представляет собой сеть Интернет. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сеть 140 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. Следует понимать, что варианты осуществления сети 140 связи приведены лишь в иллюстративных целях. Между электронным устройством 110 и сетью 140 связи предусмотрена линия связи (отдельно не обозначена), реализация которой зависит, среди прочего, от реализации электронного устройства 110. Для примера можно отметить, что в тех не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии, где электронное устройство 110 реализовано в виде устройства беспроводной связи, такого как смартфон или навигационное устройство, линия связи может быть реализована в виде беспроводной линии связи. Примерами беспроводных линий связи могут служить, помимо прочего, канал сети связи 3G, канал сети связи 4G и т.п. В сети 140 связи также может использоваться беспроводное соединение с сервером 135.[057] In some non-limiting embodiments of the present technology, the communication network 140 is the Internet. In other non-limiting embodiments of the present technology, the communication network 140 may be implemented as any suitable local area network (LAN), wide area network (WAN), private communication network, etc. It should be understood that the embodiments of the communication network 140 are provided for illustrative purposes only. A communication line (not separately indicated) is provided between the electronic device 110 and the communication network 140, the implementation of which depends, among other things, on the implementation of the electronic device 110. For example, in those non-limiting embodiments of the present technology where the electronic device 110 is implemented as a wireless communication device, such as a smartphone or a navigation device, the communication line may be implemented as a wireless communication line. Examples of wireless communication lines may include, among other things, a 3G communication network channel, a 4G communication network channel, etc. Network 140 may also use a wireless connection to server 135.

[058] В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии сервер 135 реализован в виде компьютерного сервера и может содержать некоторые или все элементы устройства 110, представленного на фиг. 2, например, процессоры, твердотельные накопители и/или запоминающие устройства. В одном не имеющем ограничительного характера примере сервер 135 реализован в виде сервера Dell™ PowerEdge™, работающего под управлением операционной системы Microsoft™ Windows Server™, при этом он также может быть реализован на базе любых других подходящих видов аппаратных средств, программного обеспечения и/или микропрограммного обеспечения либо их сочетания. В представленных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сервер 135 представляет собой одиночный сервер. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии функции сервера 135 могут быть распределены между несколькими серверами (не показаны).[058] In some embodiments of the present technology, server 135 is implemented as a computer server and may include some or all of the elements of device 110 shown in Fig. 2, such as processors, solid-state drives, and/or memory devices. In one non-limiting example, server 135 is implemented as a Dell™ PowerEdge™ server running a Microsoft™ Windows Server™ operating system, but it may also be implemented on any other suitable types of hardware, software, and/or firmware, or a combination thereof. In the presented non-limiting embodiments of the present technology, server 135 is a single server. In other non-limiting embodiments of the present technology, the functions of server 135 may be distributed among multiple servers (not shown).

[059] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии процессор 113 электронного устройства 110 может быть связан с сервером 135 для получения одного или нескольких обновлений. Такие обновления могут включать в себя, среди прочего, обновления программного обеспечения, обновления карт, обновления маршрутов, обновления погодных данных и т.п. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии процессор 113 также способен отправлять на сервер 135 некоторые рабочие данные, например, информацию о пройденных маршрутах, данные о дорожной обстановке, эксплуатационные данные и т.п. Некоторые или все такие данные, передаваемые между транспортным средством 120 и сервером 135, могут быть зашифрованы и/или обезличены.[059] In some non-limiting embodiments of the present technology, processor 113 of electronic device 110 may be coupled to server 135 to receive one or more updates. Such updates may include, among other things, software updates, map updates, route updates, weather data updates, and the like. In some non-limiting embodiments of the present technology, processor 113 is also capable of sending to server 135 some operational data, such as information about routes taken, traffic data, operational data, and the like. Some or all of such data transmitted between vehicle 120 and server 135 may be encrypted and/or anonymized.

[060] Следует отметить, что электронное устройство 110 может использовать целый ряд датчиков и систем для сбора информации об окружающем пространстве 150 транспортного средства 120. Как показано на фиг. 1, транспортное средство 120 может быть оборудовано множеством систем 180 датчиков. Следует отметить, что для сбора различных видов данных об окружающем пространстве 150 транспортного средства 120 могут применяться различные системы датчиков из множества систем 180 датчиков.[060] It should be noted that the electronic device 110 may use a variety of sensors and systems to collect information about the surrounding space 150 of the vehicle 120. As shown in Fig. 1, the vehicle 120 may be equipped with a plurality of sensor systems 180. It should be noted that different sensor systems from the plurality of sensor systems 180 may be used to collect different types of data about the surrounding space 150 of the vehicle 120.

[061] В одном примере множество систем 180 датчиков может содержать различные оптические системы, в том числе одну или несколько систем датчиков типа «камера», установленных на транспортном средстве 120 и связанных с процессором 113 электронного устройства 110. В целом, одна или несколько систем датчиков типа «камера» может собирать данные изображения о разных частях окружающего пространства 150 транспортного средства 120. В некоторых случаях данные изображения, предоставленные одной или несколькими системами датчиков типа «камера», могут использоваться электронным устройством 110 для выполнения процедур обнаружения объектов. Например, электронное устройство 110 может передавать данные изображения, предоставленные одной или несколькими системами датчиков типа «камера», в нейронную сеть обнаружения объектов (ODNN, Object Detection Neural Network), обученную определению местоположения и классификации потенциальных объектов в окружающем пространстве 150 транспортного средства 120.[061] In one example, the plurality of sensor systems 180 may comprise various optical systems, including one or more camera-type sensor systems mounted on the vehicle 120 and coupled to the processor 113 of the electronic device 110. In general, the one or more camera-type sensor systems may collect image data about different portions of the surrounding space 150 of the vehicle 120. In some cases, the image data provided by the one or more camera-type sensor systems may be used by the electronic device 110 to perform object detection procedures. For example, the electronic device 110 may transmit the image data provided by the one or more camera-type sensor systems to an Object Detection Neural Network (ODNN) trained to determine the location and classify potential objects in the surrounding space 150 of the vehicle 120.

[062] В другом примере множество систем 180 датчиков может содержать одну или несколько систем датчиков типа «радиолокатор», установленных на транспортном средстве 120 и связанных с процессором 113. В целом, одна или несколько систем датчиков типа «радиолокатор» может использовать радиоволны для сбора данных о разных частях окружающего пространства 150 транспортного средства 120. Например, одна или несколько систем датчиков типа «радиолокатор» может собирать радиолокационные данные о потенциальных объектах в окружающем пространстве 150 транспортного средства 120 и такие данные могут относиться к расстоянию от системы датчиков типа «радиолокатор» до объектов, к ориентации объектов, к абсолютной и/или относительной скорости объектов и т.п.[062] In another example, the plurality of sensor systems 180 may comprise one or more radar sensor systems mounted on the vehicle 120 and coupled to the processor 113. In general, the one or more radar sensor systems may use radio waves to collect data about different portions of the surrounding space 150 of the vehicle 120. For example, the one or more radar sensor systems may collect radar data about potential objects in the surrounding space 150 of the vehicle 120, and such data may relate to the distance from the radar sensor system to the objects, the orientation of the objects, the absolute and/or relative speed of the objects, and the like.

[063] Следует отметить, что в рамках объема настоящей технологии множество систем 180 датчиков может включать в себя системы датчиков других видов в дополнение к тем, что описаны выше в качестве примеров.[063] It should be noted that within the scope of the present technology, the plurality of sensor systems 180 may include sensor systems of other types in addition to those described above as examples.

[064] В соответствии с настоящей технологией, как показано на фиг. 1, транспортное средство 120 оборудовано по меньшей мере одной лазерной системой обнаружения и измерения дальности (лидарной системой), например, лидарной системой 200, для сбора информации об окружающем пространстве 150 транспортного средства 120. Несмотря на то, что описание здесь приводится в контексте установки на транспортном средстве 120, также предполагается, что лидарная система 200 может работать автономно или с подключением к другой системе.[064] In accordance with the present technology, as shown in Fig. 1, the vehicle 120 is equipped with at least one laser detection and ranging system (lidar system), such as a lidar system 200, for collecting information about the surrounding space 150 of the vehicle 120. Although described herein in the context of installation on the vehicle 120, it is also contemplated that the lidar system 200 may operate independently or in connection with another system.

[065] В зависимости от варианта осуществления, транспортное средство 120 может содержать больше или меньше лидарных систем 300, чем показано на чертежах. В зависимости от конкретного варианта осуществления, выбор конкретных систем из множества систем 180 датчиков может соответствовать конкретному варианту осуществления лидарной системы 200. Лидарная система 200 может быть установлена на транспортном средстве 120 изначально или при его модернизации в разных местах и/или в разных конфигурациях.[065] Depending on the embodiment, the vehicle 120 may include more or fewer lidar systems 300 than shown in the drawings. Depending on the particular embodiment, the selection of particular systems from the plurality of sensor systems 180 may correspond to a particular embodiment of the lidar system 200. The lidar system 200 may be installed on the vehicle 120 initially or as a retrofit in different locations and/or in different configurations.

[066] Например, в зависимости от исполнения транспортного средства 120 и лидарной системы 200, лидарная система 200 может быть установлена в верхней части лобового стекла транспортного средства 120 с его внутренней стороны. При этом, как показано на фиг. 1, установка лидарной системы 200 в других местах, включая заднее окно, боковые окна, передний капот, крышу, переднюю решетку, передний бампер и боковину транспортного средства 120, не выходит за рамки объема настоящей технологии. В некоторых случаях лидарная система 200 может монтироваться в специальном корпусе, установленном сверху транспортного средства 120. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления изобретения, например, в показанном на фиг. 1, одна лидарная система 200 из множества таких систем установлена на крыше транспортного средства 120 и способна вращаться. Например, лидарная система 100, установленная на транспортном средстве 120 и способная вращаться, может содержать по меньшей мере некоторые элементы, способные поворачиваться на 360 градусов вокруг оси вращения лидарной системы 200. Лидарная система 200, установленная с возможностью вращения, может собирать данные о большей части окружающего пространства 150 транспортного средства 120.[066] For example, depending on the design of the vehicle 120 and the lidar system 200, the lidar system 200 may be mounted in the upper portion of the windshield of the vehicle 120 on the inside thereof. However, as shown in FIG. 1, mounting the lidar system 200 in other locations, including the rear window, side windows, front hood, roof, front grille, front bumper, and side of the vehicle 120, is within the scope of the present technology. In some cases, the lidar system 200 may be mounted in a special housing installed on top of the vehicle 120. In some non-limiting embodiments of the invention, such as that shown in FIG. 1, one lidar system 200 of a plurality of such systems is mounted on the roof of the vehicle 120 and is capable of rotation. For example, a lidar system 100 mounted on a vehicle 120 and capable of rotation may include at least some elements capable of rotating 360 degrees about the axis of rotation of the lidar system 200. The lidar system 200 mounted with the ability to rotate may collect data about a large portion of the surrounding space 150 of the vehicle 120.

[067] В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии, также проиллюстрированных на фиг. 1, лидарная система 200 может быть установлена на боковине или на передней решетке, например, без возможности вращения. В частности, лидарная система 200, установленная на транспортном средстве 120 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 150 транспортного средства 120.[067] In other non-limiting embodiments of the present technology, also illustrated in Fig. 1, the lidar system 200 may be mounted on a sidewall or on a front grille, for example, without the ability to rotate. In particular, the lidar system 200 mounted on the vehicle 120 without the ability to rotate may include at least some elements that are not capable of rotating 360 degrees, but are capable of collecting data about specified portions of the surrounding space 150 of the vehicle 120.

[068] Независимо от конкретного места установки и/или от конкретного варианта исполнения, лидарная система 200 способна собирать данные об окружающем пространстве 150 транспортного средства 120, например, для построения многомерной карты объектов в окружающем пространстве 150 транспортного средства 120. В тех вариантах осуществления, где лидарная система 200 установлена вне транспортного средства 120, лидарная система 200 может собирать данные о тех или иных заданных частях окружающего пространства в месте установки лидарной системы 200.[068] Regardless of the specific installation location and/or the specific embodiment, the lidar system 200 is capable of collecting data about the surrounding space 150 of the vehicle 120, for example, to construct a multidimensional map of objects in the surrounding space 150 of the vehicle 120. In those embodiments where the lidar system 200 is installed outside the vehicle 120, the lidar system 200 can collect data about certain specified portions of the surrounding space at the installation location of the lidar system 200.

[069] Следует отметить, что в приведенном здесь описании лидарная система 200 реализована как «времяпролетная лидарная система» и в связи этим содержит соответствующие элементы, свойственные такой реализации, при этом также возможны и другие варианты осуществления лидарной системы 200 без отклонения от существа и объема настоящей технологии.[069] It should be noted that in the description given herein, the lidar system 200 is implemented as a “time-of-flight lidar system” and therefore contains the corresponding elements characteristic of such an implementation, while other embodiments of the lidar system 200 are also possible without departing from the essence and scope of the present technology.

[070] На фиг. 3 представлена схема одного конкретного варианта осуществления лидарной системы 200, реализованного в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии.[070] Fig. 3 is a diagram of one specific embodiment of a lidar system 200 implemented in accordance with certain non-limiting embodiments of the present technology.

[071] В общем случае лидарная система 200 содержит множество внутренних элементов, в том числе (1) источник 210 света (также называемый «лазерным источником» или «источником излучения»), (2) светорасщепляющий элемент 220, (3) сканирующую систему 230 (также называемую «сканирующим узлом»), (4) матрицу 250 датчиков (также называемую «системой обнаружения», «приемным узлом» или «матрицей детекторов») и (5) контроллер 280. Предполагается, что в дополнение к элементам, неисчерпывающе перечисленным выше, лидарная система 200 может содержать множество датчиков (например, датчик температуры, датчик влажности и т.д.), которые для простоты не показаны на фиг. 3.[071] In general, lidar system 200 includes a plurality of internal components, including (1) a light source 210 (also referred to as a “laser source” or “radiation source”), (2) a light-splitting element 220, (3) a scanning system 230 (also referred to as a “scanning node”), (4) a sensor array 250 (also referred to as a “detection system,” “receiver node,” or “detector array”), and (5) a controller 280. It is contemplated that, in addition to the components non-exhaustively listed above, lidar system 200 may include a plurality of sensors (e.g., a temperature sensor, a humidity sensor, etc.), which are not shown in Fig. 3 for simplicity.

[072] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии один или несколько внутренних элементов лидарной системы 200 размещены в общем корпусе 205, как показано на фиг. 3. В некоторых вариантах осуществления настоящей технологии контроллер 280 может быть расположен вне общего корпуса 205, но связан с находящимися в нем элементами. Например, в по меньшей мере некоторых вариантах осуществления контроллер 280 может быть реализован на базе электронного устройства 110.[072] In some non-limiting embodiments of the present technology, one or more internal components of the lidar system 200 are housed in a common housing 205, as shown in Fig. 3. In some embodiments of the present technology, the controller 280 may be located outside of the common housing 205, but is connected to the components therein. For example, in at least some embodiments, the controller 280 may be implemented on the basis of the electronic device 110.

[073] В общем случае лидарная система 200 работает следующим образом: источник 210 света лидарной системы 200 излучает импульсы света, формируя выходной луч 212, сканирующая система 230 сканирует выходным лучом 212 окружающее пространство 150 транспортного средства 120 для сбора данных о находящихся в нем заранее неизвестных объектах и для определения их местоположения, например, с целью формирования многомерной карты окружающего пространства 150, объекты на которой представляются в виде одной или нескольких точек данных. Источник 210 света и сканирующая система 230 более подробно описаны ниже.[073] In general, the lidar system 200 operates as follows: the light source 210 of the lidar system 200 emits light pulses, forming an output beam 212, the scanning system 230 scans the surrounding space 150 of the vehicle 120 with the output beam 212 to collect data about previously unknown objects located therein and to determine their location, for example, in order to form a multidimensional map of the surrounding space 150, the objects on which are represented as one or more data points. The light source 210 and the scanning system 230 are described in more detail below.

[074] Когда выходной луч 212 достигает одного или нескольких объектов в окружающем пространстве, по меньшей мере часть света выходного луча 212, как правило, отражается от таких объектов, и некоторые из отраженных световых лучей могут возвращаться в лидарную систему 200 в виде входного луча 214. Следует отметить, что свет выходного луча 212 может частично поглощаться или рассеиваться объектами в окружающем пространстве.[074] When the output beam 212 reaches one or more objects in the surrounding space, at least a portion of the light from the output beam 212 is typically reflected from such objects, and some of the reflected light beams may be returned to the lidar system 200 as the input beam 214. It should be noted that the light from the output beam 212 may be partially absorbed or scattered by objects in the surrounding space.

[075] При поступлении в лидарную систему 200 входной луч 214 принимается сканирующей системой 230, которая направляет его на матрицу 250 датчиков. Затем входной луч 214 улавливается и регистрируется матрицей 250 датчиков. В ответ матрица 250 датчиков способна формировать один или нескольких репрезентативных сигналов данных. Например, матрица 250 датчиков может формировать выходной электрический сигнал (не показан), который представляет входной луч 214. Кроме того, матрица 250 датчиков может передавать сформированный таким образом электрический сигнал в контроллер 280 для дальнейшей обработки. Наконец, измеряя время между моментом излучения выходного луча 212 и моментом приема входного луча 214, контроллер 280 вычисляет расстояния до объектов в окружающем пространстве 150 (как описано ниже).[075] Upon entering the lidar system 200, the input beam 214 is received by the scanning system 230, which directs it toward the sensor array 250. The input beam 214 is then captured and recorded by the sensor array 250. In response, the sensor array 250 is capable of generating one or more representative data signals. For example, the sensor array 250 can generate an output electrical signal (not shown) that represents the input beam 214. In addition, the sensor array 250 can transmit the electrical signal thus generated to the controller 280 for further processing. Finally, by measuring the time between the emission of the output beam 212 and the reception of the input beam 214, the controller 280 calculates distances to objects in the surrounding space 150 (as described below).

[076] Использование и варианты реализации этих элементов лидарной системы 200 в соответствии с некоторыми не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии описаны ниже.[076] Uses and embodiments of these elements of the lidar system 200 in accordance with certain non-limiting embodiments of the present technology are described below.

[077] Источник 210 света связан с контроллером 280 и способен излучать свет с заданной рабочей длиной волны. Для этого в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 210 света может содержать по меньшей мере один лазер, предназначенный для работы на определенной рабочей длине волны. Рабочая длина волны источника 210 света может находиться в инфракрасной, видимой или ультрафиолетовой части электромагнитного спектра. Выбор рабочей длины волны в общем случае может ограничиваться различными факторами, к числу которых, помимо прочего, относятся параметры узкополосных фильтров, используемых в системе, и чувствительность детекторов в системе. Например, источник 210 света может содержать по меньшей мере один лазер с рабочей длиной волны в диапазоне приблизительно 650–1150 нм. В другом варианте источник 210 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 210 света может содержать светоизлучающий диод.[077] Light source 210 is coupled to controller 280 and is capable of emitting light at a predetermined operating wavelength. To this end, in some non-limiting embodiments of the present technology, light source 210 may comprise at least one laser configured to operate at a predetermined operating wavelength. The operating wavelength of light source 210 may be in the infrared, visible, or ultraviolet portion of the electromagnetic spectrum. The selection of the operating wavelength may generally be limited by various factors, including, but not limited to, the parameters of narrow-band filters used in the system and the sensitivity of the detectors in the system. For example, light source 210 may comprise at least one laser with an operating wavelength in the range of approximately 650-1150 nm. In another embodiment, light source 210 may comprise a laser diode capable of emitting light with a wavelength in the range of approximately 800-1000 nm, approximately 850-950 nm, or approximately 1300-1600 nm. In some other embodiments of the invention, light source 210 may comprise a light emitting diode.

[078] Как правило, источник 210 света лидарной системы 200 представляет собой безопасный для зрения лазер, иными словами, лидарная система 200 может быть классифицирована как безопасная для зрения лазерная система или безопасное для зрения лазерное изделие. В общем случае безопасными для зрения лазером, лазерной системой или лазерным изделием может считаться система с таким сочетанием характеристик, а именно длины волны излучения, средней мощности, пиковой мощности, пиковой интенсивности, энергии импульса, размера луча, расходимости луча, длительности облучения, или таким сканирующим выходным лучом, при котором вероятность нарушения зрения человека из-за воздействия излучаемого этой системой света мала или равна нулю.[078] Typically, the light source 210 of the lidar system 200 is a vision-safe laser, in other words, the lidar system 200 may be classified as a vision-safe laser system or a vision-safe laser product. In general, a vision-safe laser, laser system, or laser product may be considered to be a system with such a combination of characteristics, namely, emission wavelength, average power, peak power, peak intensity, pulse energy, beam size, beam divergence, irradiation duration, or such a scanning output beam, that the probability of visual impairment of a person due to exposure to light emitted by this system is small or equal to zero.

[079] Чтобы обеспечить проведение времяпролетных лидарных измерений, источник 210 света, как правило, представляет собой импульсный источник, способный формировать или излучать импульсы света определенной длительности. Например, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 210 света может излучать импульсы с длительностью (т.е. с шириной импульса) в диапазоне от 10 до 100 нс. В других не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 210 света способен излучать импульсы с частотой повторения в диапазоне приблизительно от 100 кГц до 5 МГц или с периодом повторения импульсов (т.е. временным интервалом между соседними импульсами) в диапазоне приблизительно от 200 нс до 10 мкс. Тем не менее, в общем случае, источник 210 света может формировать выходной луч 212 с любой подходящей средней оптической мощностью, при этом выходной луч 212 может представлять собой оптические импульсы с любой энергией импульса или пиковой оптической мощностью, подходящей для данной области применения.[079] In order to provide time-of-flight lidar measurements, the light source 210 is typically a pulsed source capable of generating or emitting light pulses of a certain duration. For example, in some non-limiting embodiments of the present technology, the light source 210 can emit pulses with a duration (i.e., a pulse width) in the range of 10 to 100 ns. In other non-limiting embodiments of the present technology, the light source 210 can emit pulses with a repetition rate in the range of approximately 100 kHz to 5 MHz or with a pulse repetition period (i.e., a time interval between adjacent pulses) in the range of approximately 200 ns to 10 μs. However, in general, the light source 210 may generate an output beam 212 with any suitable average optical power, wherein the output beam 212 may represent optical pulses with any pulse energy or peak optical power suitable for a given application.

[080] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 210 света может содержать один или несколько лазерных диодов, в том числе, среди прочего, 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). Лишь в качестве примера, лазерный диод в источнике 210 света может представлять собой лазерный диод на основе арсенида алюминия-галлия (AlGaAs), арсенида индия-галлия (InGaAs), арсенид-фосфида индия-галлия (InGaAsP) или любой другой подходящий лазерный диод. Также предполагается, что источник 210 света может содержать один или несколько лазерных диодов с модуляцией током для формирования оптических импульсов.[080] In some non-limiting embodiments of the present technology, light source 210 may comprise one or more laser diodes, including, but not limited to, a Fabry-Perot laser diode, a quantum well laser, a distributed Bragg reflector (DBR) laser, a distributed feedback (DFB) laser, or a vertical-cavity surface emitting laser (VCSEL). By way of example only, the laser diode in light source 210 may be an aluminum gallium arsenide (AlGaAs), indium gallium arsenide (InGaAs), indium gallium arsenide phosphide (InGaAsP) laser diode, or any other suitable laser diode. It is also contemplated that light source 210 may comprise one or more current-modulated laser diodes for generating optical pulses.

[081] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии источник 210 света, как правило, способен формировать выходной луч 212, который является коллимированным оптическим лучом, тем не менее, предполагается, что такой луч может иметь любую расходимость, подходящую для данной области применения. В общем случае расходимость выходного луча 212 является угловой мерой увеличения поперечного размера луча (например, радиуса или диаметра луча) по мере удаления выходного луча 212 от источника 210 света или лидарной системы 200. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии выходной луч 212 может иметь практически круглое поперечное сечение. Также предполагается, что выходной луч 212, излучаемый источником 210 света, может быть неполяризованным или случайно поляризованным, может не иметь определенной или постоянной поляризации (например, его поляризация может изменяться со временем) или может иметь определенную поляризацию (например, выходной луч 212 может иметь линейную, эллиптическую или круговую поляризацию).[081] In some non-limiting embodiments of the present technology, the light source 210 is typically capable of generating an output beam 212 that is a collimated optical beam, however, it is contemplated that such a beam may have any divergence suitable for a given application. In general, the divergence of the output beam 212 is an angular measure of the increase in the transverse size of the beam (e.g., the radius or diameter of the beam) as the output beam 212 moves away from the light source 210 or the lidar system 200. In some non-limiting embodiments of the present technology, the output beam 212 may have a substantially circular cross-section. It is also contemplated that the output beam 212 emitted by the light source 210 may be unpolarized or randomly polarized, may not have a specific or constant polarization (e.g., its polarization may change over time), or may have a specific polarization (e.g., the output beam 212 may have a linear, elliptical, or circular polarization).

[082] В по меньшей мере некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии выходной луч 212 и входной луч 214 могут быть практически коаксиальными. Иными словами, выходной луч 212 и входной луч 214 могут по меньшей мере частично перекрываться или иметь общее направление распространения, при этом входной луч 214 и выходной луч 212 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 214 и входной луч 214 могут быть некоаксиальными или, иными словами, могут не перекрываться или не иметь общего направления распространения внутри лидарной системы 200 без отступления от существа и объема настоящей технологии. На схематическом изображении на фиг. 3 лучи 212, 214 показаны разнесенными просто для удобства обозначения.[082] In at least some non-limiting embodiments of the present technology, the output beam 212 and the input beam 214 may be substantially coaxial. That is, the output beam 212 and the input beam 214 may at least partially overlap or have a common direction of propagation, and the input beam 214 and the output beam 212 travel along substantially the same optical path (but in opposite directions). However, in other non-limiting embodiments of the present technology, the output beam 214 and the input beam 214 may be non-coaxial, or, in other words, may not overlap or have a common direction of propagation within the lidar system 200, without departing from the spirit and scope of the present technology. In the schematic illustration of Fig. 3, the beams 212, 214 are shown spaced apart simply for ease of reference.

[083] Как показано на фиг. 3, дополнительно предусмотрен светорасщепляющий элемент 220, расположенный в корпусе 205. Например, как упоминалось ранее, светорасщепляющий элемент 220 способен направлять выходной луч 212 от источника 210 света к сканирующей системе 230. Светорасщепляющий элемент 220 также способен направлять входной луч 314, отраженный от окружающего пространства, к матрице 250 датчиков для его дальнейшей обработки контроллером 310. Следует отметить, что некоторая доля (например, до 10%) интенсивности выходного луча 212 может поглощаться материалом светорасщепляющего элемента 220 в зависимости от конструкции последнего.[083] As shown in Fig. 3, a light-splitting element 220 is further provided, located in the housing 205. For example, as mentioned earlier, the light-splitting element 220 is capable of directing the output beam 212 from the light source 210 to the scanning system 230. The light-splitting element 220 is also capable of directing the input beam 314, reflected from the surrounding space, to the sensor array 250 for further processing by the controller 310. It should be noted that some portion (for example, up to 10%) of the intensity of the output beam 212 may be absorbed by the material of the light-splitting element 220, depending on the design of the latter.

[084] В зависимости от варианта осуществления лидарной системы 200, светорасщепляющий элемент 220 может быть представлен в различных формах, в том числе, среди прочего, как светорасщепляющий элемент на основе стеклянной призмы, светорасщепляющий элемент на основе полупосеребренного зеркала, светорасщепляющий элемент на основе дихроичной зеркальной призмы, волоконно-оптический светорасщепляющий элемент и т.п. Таким образом, в соответствии с не имеющими ограничительного характера вариантами осуществления настоящей технологии, открытый перечень регулируемых параметров, связанных со светорасщепляющим элементом 220, в зависимости от конкретной области его применения, может включать в себя, например, рабочий диапазон длин волн, который может варьироваться от конечного числа длин волн до более широкого светового спектра (например, от 1200 до 1600 нм), входной угол падения, наличие или отсутствие поляризации и т.п. В конкретном не имеющем ограничительного характера примере светорасщепляющий элемент 220 может быть реализован как волоконно-оптический светорасщепляющий элемент, выпускаемый компанией OZ Optics Ltd., 219 Westbrook Rd Ottawa, Ontario K0A 1L0 Canada (Канада). Очевидно, что светорасщепляющий элемент 304 может быть реализован на базе любого другого подходящего оборудования.[084] Depending on the embodiment of the lidar system 200, the beam-splitting element 220 may be in various forms, including, but not limited to, a glass prism-based beam-splitting element, a half-silvered mirror-based beam-splitting element, a dichroic mirror prism-based beam-splitting element, a fiber optic beam-splitting element, and the like. Thus, in accordance with non-limiting embodiments of the present technology, an open list of adjustable parameters associated with the beam-splitting element 220, depending on the specific area of its application, may include, for example, an operating wavelength range, which may vary from a finite number of wavelengths to a broader light spectrum (e.g., from 1200 to 1600 nm), an input angle of incidence, the presence or absence of polarization, and the like. In a specific non-limiting example, the beam-splitting element 220 may be implemented as a fiber optic beam-splitting element available from OZ Optics Ltd., 219 Westbrook Rd Ottawa, Ontario K0A 1L0 Canada. It is understood that the beam-splitting element 304 may be implemented using any other suitable equipment.

[085] Следует отметить, что в различных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии лидарная система 200 может содержать дополнительные оптические элементы. Например, лидарная система 200 может содержать один или несколько оптических элементов, способных изменять параметры и форму, производить фильтрацию и модификацию, а также изменять или задавать направление выходного луча 212 и/или входного луча 214. Например, лидарная система 200 может содержать линзы, зеркала, фильтры (например, полосовые или режекторные), оптические волокна, циркуляторы, светорасщепители, поляризаторы, поляризационные светорасщепители, волновые (например, полуволновые или четвертьволновые) пластины, дифракционные элементы, микроэлектромеханические (MEM) элементы, коллиматорные элементы или голографические элементы в количестве одной или нескольких единиц.[085] It should be noted that in various non-limiting embodiments of the present technology, the lidar system 200 may include additional optical elements. For example, the lidar system 200 may include one or more optical elements that are capable of changing the parameters and shape, filtering and modifying, and changing or setting the direction of the output beam 212 and/or the input beam 214. For example, the lidar system 200 may include lenses, mirrors, filters (e.g., bandpass or notch), optical fibers, circulators, beam splitters, polarizers, polarizing beam splitters, wave (e.g., half-wave or quarter-wave) plates, diffraction elements, microelectromechanical (MEM) elements, collimating elements, or holographic elements in an amount of one or more units.

[086] В общем случае сканирующая система 230 направляет выходной луч 212 в одном или нескольких направлениям в сторону окружающего пространства 150, и наоборот, направляет входной луч 214 после его поступления в лидарную систему 200 к матрице 250 датчиков. Сканирующая система 230 связана с контроллером 280. Соответственно, контроллер 280 способен управлять сканирующей системой 230, направляя выходной луч 212 в нужном направлении и/или в соответствии с заданной схемой сканирования. В целом, в контексте настоящего описания «характеристикой сканирования» может быть схема или путь, по которому сканирующая система 230 направляет выходной луч 212 во время работы.[086] In general, the scanning system 230 directs the output beam 212 in one or more directions toward the surrounding space 150, and vice versa, directs the input beam 214 after it enters the lidar system 200 toward the sensor array 250. The scanning system 230 is coupled to a controller 280. Accordingly, the controller 280 is capable of controlling the scanning system 230 by directing the output beam 212 in a desired direction and/or in accordance with a predetermined scanning pattern. In general, in the context of the present description, a “scanning characteristic” may be a pattern or path along which the scanning system 230 directs the output beam 212 during operation.

[087] В соответствии с настоящими вариантами осуществления, сканирующая система 230 содержит сканирующее зеркало 232, предназначенное для совершения колебаний вокруг первой оси 233. В настоящем варианте осуществления сканирующее зеркало 232 представляет собой сканирующее зеркало с гальванометром, также называемое гальванометрическим зеркалом 232. Предполагается, что особенности сканирующего зеркала 232 могут варьироваться в зависимости от варианта осуществления. В настоящем варианте осуществления первая ось 233 располагается, как правило, горизонтально (как показано на схематическом виде сверху на фиг. 3) с тем, чтобы во время колебаний сканирующего зеркала 232 отраженный от него свет производил сканирование вверх или вниз по вертикали.[087] According to the present embodiments, the scanning system 230 comprises a scanning mirror 232 configured to oscillate about a first axis 233. In the present embodiment, the scanning mirror 232 is a scanning mirror with a galvanometer, also referred to as a galvanometric mirror 232. It is contemplated that the features of the scanning mirror 232 may vary depending on the embodiment. In the present embodiment, the first axis 233 is positioned generally horizontally (as shown in the schematic top view of Fig. 3) so that when the scanning mirror 232 oscillates, the light reflected therefrom scans up or down vertically.

[088] Совершая колебания относительно оси 233, сканирующее зеркало 232 вращается в двух направлениях. В частности, сканирующее зеркало 232 вращается вокруг оси 233 в первом направлении 241 вращения и во втором направлении 243 вращения, причем второе направление 243 вращения прямо противоположно первому направлению 241 вращения (см. фиг. 4 и 5). Когда сканирующее зеркало 232 движется в первом направлении 241 вращения, выходной луч 212 источника 210 света отражается от него и выполняет сканирование окружающего пространства 150, как правило, вниз по вертикали. Когда сканирующее зеркало 232 достигает конца области сканирования, оно возвращается в начальное положение сканирования, двигаясь во втором направлении 243 вращения, при этом отражающая поверхность сканирующего зеркала 232 поворачивается вверх. Когда сканирующее зеркало 232 поворачивается во втором направлении 243 вращения для возврата в начальное положение сканирования, источник 210 света не формирует выходного луча (т.е. точки данных лидарной системы не собираются).[088] While oscillating about the axis 233, the scanning mirror 232 rotates in two directions. In particular, the scanning mirror 232 rotates about the axis 233 in a first direction 241 of rotation and in a second direction 243 of rotation, wherein the second direction 243 of rotation is directly opposite to the first direction 241 of rotation (see Figs. 4 and 5). When the scanning mirror 232 moves in the first direction 241 of rotation, the output beam 212 of the light source 210 is reflected from it and scans the surrounding space 150, as a rule, downwards vertically. When the scanning mirror 232 reaches the end of the scanning area, it returns to the initial scanning position, moving in the second direction 243 of rotation, wherein the reflective surface of the scanning mirror 232 is rotated upwards. When the scanning mirror 232 is rotated in the second rotation direction 243 to return to the initial scanning position, the light source 210 does not generate an output beam (i.e., lidar system data points are not collected).

[089] Как отмечалось выше, сканирующее зеркало 232 поворачивается в первом направлении 241 вращения при сканировании окружающего пространства 150 и во втором направлении 243 вращения при возврате сканирующего зеркала 232 в начальное положение. Поскольку во время вращения сканирующего зеркала 232 во втором направлении 243 вращения лидарные измерения не проводятся, предпочтительно быстро возвращать сканирующее зеркало 232 в начальное положение сканирования, чтобы сканирующее зеркало 232 выполняло сканирование (вращалось в первом направлении 241 вращения) по меньшей мере большую часть времени работы лидарной системы 200. Таким образом, в настоящем варианте осуществления сканирующее зеркало 232 способно вращаться с первой скоростью в первом направлении 241 вращения в течение по меньшей мере 90% времени работы системы 200 и со второй скоростью во втором направлении 243 вращения в течение не более 10% времени работы системы 200. Чтобы обеспечить такой временной баланс между режимом сканирования (движением в первом направлении 241 вращения) и режимом возврата в начальное положение (движением во втором направлении 243 вращения), вторая скорость вращения сканирующего зеркала 232 задается выше первой скорости вращения сканирующего зеркала 232. В настоящем варианте осуществления вторая скорость вращения приблизительно в десять раз превышает первую скорость вращения. Предполагается, что относительное время работы в каждом режиме и, следовательно, относительная разность между первой и второй скоростями вращения в разных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления могут различаться.[089] As noted above, the scanning mirror 232 rotates in a first direction 241 of rotation when scanning the surrounding space 150 and in a second direction 243 of rotation when the scanning mirror 232 returns to its initial position. Since lidar measurements are not performed during the rotation of the scanning mirror 232 in the second rotation direction 243, it is preferable to quickly return the scanning mirror 232 to the initial scanning position so that the scanning mirror 232 scans (rotates in the first rotation direction 241) for at least most of the operating time of the lidar system 200. Thus, in the present embodiment, the scanning mirror 232 is capable of rotating at the first speed in the first rotation direction 241 for at least 90% of the operating time of the system 200 and at the second speed in the second rotation direction 243 for no more than 10% of the operating time of the system 200. In order to ensure such a time balance between the scanning mode (movement in the first rotation direction 241) and the returning to the initial position mode (movement in the second rotation direction 243), the second rotation speed of the scanning mirror 232 is set higher than the first rotation speed of the scanning mirror 232. In the present embodiment, the second rotation speed is approximately ten times exceeds the first rotation speed. It is contemplated that the relative operating time in each mode and, therefore, the relative difference between the first and second rotation speeds may vary in different non-limiting embodiments.

[090] Сканирующая система 230 также содержит сканирующий элемент 236, способный принимать выходной луч 212 от сканирующего зеркала 232 и сканировать окружающее пространство 150 с помощью выходного луча 212. Сканирующий элемент 236 в настоящих вариантах осуществления представляет собой, в частности, вращающуюся (поворотную) призму 236, при этом особенности сканирующего элемента 236 могут варьироваться в зависимости от варианта осуществления. Призма 236 вращается вокруг второй оси 237, которая перпендикулярна первой оси 233 и, в частности, в настоящем варианте осуществления является, как правило, вертикальной. Во время вращения призмы 236 вокруг оси 237 выходной луч 212 сканирует окружающее пространство 150, как правило, по горизонтали. Таким образом, при вертикальном сканировании сканирующим зеркалом 232 обеспечивается сканирование выходным лучом 212 двумерной области окружающего пространства. В настоящем варианте осуществления вращающаяся призма 236 способна вращаться вокруг оси 237 со скоростью, приблизительно в десять раз превышающей первую скорость вращения (в первом направлении 241) сканирующего зеркала 232, при этом относительные скорости призмы 236 и зеркала 232 могут варьироваться в зависимости от варианта осуществления.[090] The scanning system 230 also comprises a scanning element 236 capable of receiving the output beam 212 from the scanning mirror 232 and scanning the surrounding space 150 with the output beam 212. The scanning element 236 in the present embodiments is, in particular, a rotating (rotary) prism 236, wherein the features of the scanning element 236 may vary depending on the embodiment. The prism 236 rotates about a second axis 237, which is perpendicular to the first axis 233 and, in particular, in the present embodiment is, as a rule, vertical. During the rotation of the prism 236 about the axis 237, the output beam 212 scans the surrounding space 150, as a rule, horizontally. Thus, when scanning vertically, the scanning mirror 232 ensures that the output beam 212 scans a two-dimensional region of the surrounding space. In the present embodiment, the rotating prism 236 is capable of rotating about the axis 237 at a speed approximately ten times greater than the first rotation speed (in the first direction 241) of the scanning mirror 232, wherein the relative speeds of the prism 236 and the mirror 232 may vary depending on the embodiment.

[091] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии сканирующая система 230 может дополнительно содержать ряд других оптических и/или механических элементов для сканирования выходным лучом 212. Например, сканирующая система 230 в некоторых вариантах осуществления может содержать зеркала, призмы, линзы, микроэлектромеханические элементы, пьезоэлектрические элементы, оптические волокна, делители, дифракционные элементы, коллиматорные элементы и т.п. в количестве одной или нескольких единиц. Следует отметить, что сканирующая система 230 также может содержать один или несколько дополнительных исполнительных механизмов (отдельно не показанных), приводящих в действие по меньшей мере некоторые другие оптические элементы, например, для их вращения, наклона, поворота или изменения угла относительно одной или нескольких осей.[091] In some non-limiting embodiments of the present technology, the scanning system 230 may further comprise a number of other optical and/or mechanical elements for scanning the output beam 212. For example, the scanning system 230 in some embodiments may comprise mirrors, prisms, lenses, microelectromechanical elements, piezoelectric elements, optical fibers, splitters, diffractive elements, collimating elements, and the like in an amount of one or more units. It should be noted that the scanning system 230 may also comprise one or more additional actuators (not separately shown) that actuate at least some other optical elements, such as for rotating, tilting, rotating, or changing their angle about one or more axes.

[092] Согласно некоторым не имеющим ограничительного характера вариантам осуществления настоящей технологии, матрица 250 датчиков связана с контроллером 310 и может быть реализована множеством способов. В соответствии с настоящей технологией, матрица 250 датчиков содержит множество детекторов 252 (см. фиг. 4 и 5). В показанном примере матрица 250 датчиков представляет собой линейную решетку, состоящую из шестнадцати детекторов 252, расположенных в одной плоскости, причем конкретное расположение и общее количество детекторов 252 могут варьироваться. Также следует отметить, что матрица 250 схематично показана расположенной вертикально, однако возможны и другие способы размещения детекторов 252, например, горизонтальный, диагональный, с неравномерным распределением и/или в виде двумерной решетки. Конкретный способ размещения выбирается с учетом ряда факторов, включая, среди прочего, тип детектора, особенности конструкции сканирующей системы 230, особенности метода реконструкции изображений и требуемое разрешение изображения. Как более подробно описано ниже, для лидарных измерений используется определенный детектор 255 из числа детекторов 252, тогда как остальные детекторы 252 работают в режиме захвата изображений (описан ниже).[092] According to some non-limiting embodiments of the present technology, the sensor array 250 is coupled to the controller 310 and can be implemented in a variety of ways. In accordance with the present technology, the sensor array 250 comprises a plurality of detectors 252 (see FIGS. 4 and 5). In the illustrated example, the sensor array 250 is a linear array consisting of sixteen detectors 252 arranged in a single plane, wherein the specific arrangement and total number of detectors 252 can vary. It should also be noted that the array 250 is schematically shown as being arranged vertically, but other arrangements of the detectors 252 are also possible, such as horizontally, diagonally, with a non-uniform distribution and/or in the form of a two-dimensional array. The specific arrangement method is selected taking into account a number of factors, including, among other things, the type of detector, the design features of the scanning system 230, the features of the image reconstruction method and the desired image resolution. As described in more detail below, a specific detector 255 of the 252 detectors is used for lidar measurements, while the remaining 252 detectors operate in image acquisition mode (described below).

[093] В данном примере каждый детектор 252 представляет собой фотодетектор, но может содержать и фотоприемник, оптический приемник, оптический датчик, детектор, оптический детектор, оптические волокна и т.п., не ограничиваясь ими. Как указано выше, в некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии матрица 250 датчиков может принимать или обнаруживать по меньшей мере часть входного луча 214 и формировать электрический сигнал, соответствующий входному лучу 214. Например, если входной луч 214 включает в себя оптический импульс, один или несколько детекторов 252 из матрицы 250 датчиков может формировать импульс электрического тока или напряжения, соответствующий оптическому импульсу, обнаруженному матрицей 250 датчиков. Предполагается, что в различных не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии детекторы 252 могут быть реализованы 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 с полупроводником p-типа и полупроводником n-типа), одного или несколько PIN-фотодиодов (например, фотодиодной структуры с нелегированной областью полупроводника, обладающей собственной проводимостью и расположенной между областями p-типа и n-типа) и т.п.[093] In this example, each detector 252 is a photodetector, but may also include a photodetector, an optical receiver, an optical sensor, a detector, an optical detector, optical fibers, and the like, without limitation. As noted above, in some non-limiting embodiments of the present technology, the sensor array 250 may receive or detect at least a portion of the input beam 214 and generate an electrical signal corresponding to the input beam 214. For example, if the input beam 214 includes an optical pulse, one or more detectors 252 of the sensor array 250 may generate an electrical current or voltage pulse corresponding to the optical pulse detected by the sensor array 250. It is contemplated that in various non-limiting embodiments of the present technology, detectors 252 may be implemented using one or more avalanche photo diodes (APD), one or more single-photon avalanche diodes (SPAD), one or more PN photodiodes (e.g., a photodiode structure with a p-type semiconductor and an n-type semiconductor), one or more PIN photodiodes (e.g., a photodiode structure with an undoped region of the semiconductor that has intrinsic conductivity and is located between the p-type and n-type regions), etc.

[094] В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления матрица 250 датчиков и/или контроллер 280 также может содержать электронные схемы или программные средства, выполняющие усиление, дискретизацию, фильтрацию сигнала, преобразование формы сигнала, аналого-цифровое преобразование, время-цифровое преобразование, детектирование импульсов, пороговое детектирование, детектирование переднего фронта, детектирование заднего фронта и т.п. В частности, матрица 250 датчиков может содержать электронные элементы, способные преобразовывать принятый фототок (например, ток, создаваемый диодом APD под действием принимаемого оптического сигнала) в сигнал напряжения. Матрица 250 датчиков 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.[094] In some non-limiting embodiments, the sensor array 250 and/or the controller 280 may also comprise electronic circuitry or software that performs amplification, sampling, signal filtering, waveform conversion, analog-to-digital conversion, time-to-digital conversion, pulse detection, threshold detection, leading edge detection, trailing edge detection, and the like. In particular, the sensor array 250 may comprise electronic elements that are capable of converting a received photocurrent (e.g., a current produced by an APD diode in response to a received optical signal) into a voltage signal. The sensor array 250 may also comprise additional circuitry for generating an analog or digital output signal corresponding to one or more characteristics (e.g., a leading edge, a trailing edge, an amplitude, a duration, and the like) of the received optical pulse.

[095] В зависимости от реализации, контроллер 280 может содержать один или несколько процессоров, специализированную интегральную схему (ASIC, Application-Specific Integrated Circuit), программируемую вентильную матрицу (FPGA, Field-Programmable Gate Array) и/или другие подходящие схемы. Контроллер 280 также может содержать долговременную машиночитаемую память для хранения команд, исполняемых контроллером 280, а также данных, которые контроллер 280 может формировать на основе сигналов, полученных от других внутренних элементов лидарной системы 200, и/или для сигналов, выдаваемых другим внутренним элементам лидарной системы 200. Память может содержать энергозависимые (например, ОЗУ) и/или энергонезависимые (например, флэш-память, жесткий диск) элементы. Контроллер 280 способен формировать данные во время работы и сохранять их в памяти. Например, такие данные, формируемые контроллером 280, могут быть связаны с точками данных в облаке точек данных о расстоянии относительно лидарной системы 200.[095] Depending on the implementation, the controller 280 may comprise one or more processors, an application-specific integrated circuit (ASIC), a field-programmable gate array (FPGA), and/or other suitable circuits. The controller 280 may also comprise non-volatile computer-readable memory for storing instructions executed by the controller 280, as well as data that the controller 280 may generate based on signals received from other internal elements of the lidar system 200 and/or for signals output to other internal elements of the lidar system 200. The memory may comprise volatile (e.g., RAM) and/or non-volatile (e.g., flash memory, hard drive) elements. The controller 280 is capable of generating data during operation and storing it in the memory. For example, such data generated by controller 280 may be associated with data points in a distance data point cloud relative to lidar system 200.

[096] Предполагается, что в по меньшей мере некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии контроллер 280 может быть реализован аналогично электронному устройству 110 без отступления от существа и объема настоящей технологии. В дополнение к сбору данных от матрицы 250 датчиков, контроллер 280 также способен выдавать управляющие сигналы для источника 210 света и сканирующей системы 230 и, возможно, принимать от них данные диагностики.[096] It is contemplated that in at least some non-limiting embodiments of the present technology, the controller 280 may be implemented similarly to the electronic device 110 without departing from the spirit and scope of the present technology. In addition to collecting data from the sensor array 250, the controller 280 is also capable of providing control signals to the light source 210 and the scanning system 230 and, possibly, receiving diagnostic data from them.

[097] Как указано выше, контроллер 280 связан с источником 210 света, сканирующей системой 230 и матрицей 250 датчиков. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии контроллер 280 способен принимать электрические пусковые импульсы от источника 210 света, причем каждый электрический пусковой импульс соответствует излучению оптического импульса источником 210 света. Контроллер 280 может дополнительно выдавать источнику 210 света команды, управляющий сигнал и/или пусковой сигнал, указывающие на то, когда источник 210 света должен формировать оптические импульсы, например, для выходного луча 212. Также предполагается, что контроллер 280 может обеспечивать изменение источником 210 света одной или нескольких характеристик выходного луча 212, формируемого источником 210 света, таких как, среди прочего, частота, период, длительность, энергия импульса, пиковая мощность, средняя мощность и длина волны оптических импульсов.[097] As noted above, controller 280 is coupled to light source 210, scanning system 230, and sensor array 250. In some non-limiting embodiments of the present technology, controller 280 is configured to receive electrical trigger pulses from light source 210, wherein each electrical trigger pulse corresponds to the emission of an optical pulse by light source 210. Controller 280 may further provide light source 210 with commands, a control signal, and/or a trigger signal indicating when light source 210 is to generate optical pulses, such as for output beam 212. It is also contemplated that controller 280 may cause light source 210 to change one or more characteristics of output beam 212 generated by light source 210, such as, among other things, frequency, period, duration, pulse energy, peak power, average power, and wavelength of the optical pulses.

[098] В соответствии с настоящей технологией, контроллер 280 способен определять значение «времени пролета» оптического импульса для вычисления расстояния между лидарной системой 200 и одним или несколькими объектами в поле обзора, как описано ниже. Время пролета определяется на основе информации о времени, связанной (1) с первым моментом времени, когда оптический импульс (например, выходной луч 212) был излучен источником 210 света, и (2) со вторым моментом времени, когда часть этого оптического импульса (например, из входного луча 214) была зарегистрирована или принята матрицей 250 датчиков, в частности, если входной луч 214 регистрируется определенным детектором 255 из числа детекторов 252 матрицы 250 датчиков. В некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления настоящей технологии первый момент времени может соответствовать моменту передачи контроллером 280 электрического импульса, связанного с оптическим импульсом, а второй момент времени может соответствовать моменту приема контроллером 280 от матрицы 250 датчиков электрического сигнала, сформированного в ответ на прием части оптического импульса входного луча 214.[098] According to the present technology, the controller 280 is configured to determine a "time of flight" value of an optical pulse for calculating a distance between the lidar system 200 and one or more objects in the field of view, as described below. The time of flight is determined based on timing information associated with (1) a first time when an optical pulse (e.g., output beam 212) was emitted by light source 210, and (2) a second time when a portion of this optical pulse (e.g., from input beam 214) was detected or received by sensor array 250, in particular if input beam 214 is detected by a specific detector 255 of detectors 252 of sensor array 250. In some non-limiting embodiments of the present technology, the first time may correspond to the time when the controller 280 transmits an electrical pulse associated with the optical pulse, and the second time may correspond to the time when the controller 280 receives from the sensor array 250 an electrical signal generated in response to receiving a portion of the optical pulse of the input beam 214.

[099] В соответствии с настоящей технологией, контроллер 280 способен определять на основе первого и второго моментов времени значение времени пролета и/или величину фазовой модуляции для излученного импульса выходного луча 212. Значение времени T пролета в некотором смысле представляет собой время прохождения излученного импульса «туда и обратно», т.е. от лидарной системы 200 до объекта и обратно до лидарной системы 200. Таким образом, контроллер 280 в общем случае способен определять расстояние до объекта по следующей формуле:[099] According to the present technology, the controller 280 is capable of determining, based on the first and second instants of time, a time-of-flight value and/or a phase modulation value for the emitted pulse of the output beam 212. The time-of-flight value T in a sense represents the time it takes for the emitted pulse to travel “there and back”, i.e., from the lidar system 200 to the object and back to the lidar system 200. Thus, the controller 280 is generally capable of determining the distance to the object using the following formula:

(1) (1)

где D – определяемое расстояние, T – время пролета, а c – скорость света (приблизительно 3,0×108 м/с).where D is the distance being determined, T is the time of flight, and c is the speed of light (approximately 3.0×10 8 m/s).

[0100] Таким образом, лидарная система 200 способна определять расстояние до одного или нескольких других потенциальных объектов, расположенных в окружающем пространстве 150. Производя сканирование выходным лучом 212 интересующей области лидарной системы 200 в соответствии с заданной схемой сканирования (как правило, как уже отмечалось, в двумерной области окружающего пространства 150), контроллер 280 способен отображать расстояния до соответствующих точек данных в интересующей области лидарной системы 200. Исходя из этого, контроллер 280 обычно способен представлять эти поочередно получаемые точки данных (например, облака точек) в виде многомерной карты. В некоторых вариантах реализации данные, связанные с определенным временем пролета и/или с расстоянием до объекта, могут отображаться в разном информационном формате.[0100] Thus, the lidar system 200 is capable of determining a distance to one or more other potential objects located in the surrounding space 150. By scanning the output beam 212 of the region of interest of the lidar system 200 in accordance with a predetermined scanning pattern (typically, as already noted, in a two-dimensional region of the surrounding space 150), the controller 280 is capable of displaying distances to corresponding data points in the region of interest of the lidar system 200. Based on this, the controller 280 is typically capable of representing these successively obtained data points (e.g., point clouds) in the form of a multi-dimensional map. In some embodiments, data associated with a certain time of flight and/or distance to an object can be displayed in a different information format.

[0101] Например, такая многомерная карта может использоваться электронным устройством 110 для обнаружения или иной идентификации объектов либо для определения формы или расстояния до потенциальных объектов в интересующей области лидарной системы 200. Предполагается, что лидарная система 200 способна многократно или итеративно получать и/или формировать облака точек с любой скоростью, пригодной для данного применения.[0101] For example, such a multidimensional map may be used by the electronic device 110 to detect or otherwise identify objects or to determine the shape or distance to potential objects in the area of interest of the lidar system 200. It is contemplated that the lidar system 200 is capable of repeatedly or iteratively acquiring and/or generating point clouds at any rate suitable for the application.

[0102] Согласно вариантам осуществления настоящей технологии, лидарная система 200 дополнительно способна работать в режиме захвата изображений в дополнение к режиму лидарного измерения. Режим лидарного измерения в широком смысле относится к излучению и сбору света для формирования описанного выше облака точек данных о расстоянии во время движения сканирующего зеркала 232 в первом направлении 241 вращения с первой скоростью вращения. В соответствии с настоящей технологией, система 200 дополнительно способна получать изображения окружающего пространства 150, что относится к режиму захвата изображений, когда сканирующее зеркало 232 движется во втором направлении 243 вращения со второй скоростью вращения.[0102] According to embodiments of the present technology, the lidar system 200 is further capable of operating in an image capturing mode in addition to the lidar measurement mode. The lidar measurement mode broadly refers to emitting and collecting light to form the above-described distance data point cloud during movement of the scanning mirror 232 in the first rotational direction 241 at a first rotational speed. In accordance with the present technology, the system 200 is further capable of obtaining images of the surrounding space 150, which refers to the image capturing mode, when the scanning mirror 232 moves in the second rotational direction 243 at a second rotational speed.

[0103] Для реализации этих режимов матрица 250 датчиков и контроллер 280 способны формировать облако точек данных о расстоянии на основе света, собранного матрицей 250 датчиков во время вращения сканирующего зеркала 232 с первой скоростью в первом направлении 241 вращения (см. фиг. 4). В частности, сканирующая система 230 может направлять входной луч 214 на выбранный детектор 255 матрицы 250 датчиков, благодаря чему контроллер 280 получает информацию о времени пролета для формирования облака точек данных о расстоянии, как описано выше. Как показано на фиг. 5, в режиме захвата изображений матрица 250 датчиков и контроллер 280 способны формировать изображение зоны сканирования (окружающего пространства 150) на основе света, собранного матрицей 250 датчиков во время вращения сканирующего зеркала 232 со второй скоростью во втором направлении 243 вращения. В частности, сигналы отдельных световых лучей, поступающих в сканирующую систему 230 и падающих на один из детекторов 252, собираются контроллером 280 во время возврата сканирующего зеркала 232 в начальное положение сканирования. Как показано на чертежах, свет, поступающий из различных областей поля обзора системы 200, направляется сканирующей системой 230 на отдельные детекторы 252 матрицы 250 датчиков. Поскольку источник 210 света не излучает свет, когда сканирующее зеркало 232 движется во втором направлении 243 вращения, световые лучи, поступающие в систему 200 и собираемые для формирования изображений, относятся к свету окружающей среды в окружающем пространстве 150. В по меньшей мере некоторых вариантах осуществления детекторы 232 матрицы 250 датчиков могут иметь ограниченный диапазон принимаемых длин волн. Несмотря на то что свет, попадающий на матрицу 250 датчиков в режиме захвата изображений, может характеризоваться большим разбросом длин волн, следует отметить, что для формирования изображений собирается только свет в диапазоне принимаемых длин волн.[0103] To implement these modes, the sensor array 250 and the controller 280 are capable of generating a cloud of distance data points based on light collected by the sensor array 250 during rotation of the scanning mirror 232 at a first speed in a first direction of rotation 241 (see Fig. 4). In particular, the scanning system 230 can direct an input beam 214 to a selected detector 255 of the sensor array 250, whereby the controller 280 receives time-of-flight information to generate a cloud of distance data points, as described above. As shown in Fig. 5, in the image capturing mode, the sensor array 250 and the controller 280 are capable of generating an image of the scanning zone (surrounding space 150) based on light collected by the sensor array 250 during rotation of the scanning mirror 232 at a second speed in a second direction of rotation 243. In particular, signals from individual light beams entering the scanning system 230 and incident on one of the detectors 252 are collected by the controller 280 during the return of the scanning mirror 232 to the initial scanning position. As shown in the drawings, light entering from different regions of the field of view of the system 200 is directed by the scanning system 230 to individual detectors 252 of the sensor array 250. Since the light source 210 does not emit light when the scanning mirror 232 moves in the second direction 243 of rotation, the light beams entering the system 200 and collected to form images are related to the ambient light in the surrounding space 150. In at least some embodiments, the detectors 232 of the sensor array 250 may have a limited range of received wavelengths. Although the light reaching the 250 sensor array in image acquisition mode may have a wide range of wavelengths, it should be noted that only light within the range of receivable wavelengths is collected to form images.

[0104] Контроллер 280 дополнительно способен формировать изображение по меньшей мере некоторых частей окружающего пространства 150, используя метод реконструкции изображений. Конкретный метод реконструкции изображений выбирается в зависимости от целого ряда факторов, связанных с системой 200, и поэтому дополнительно здесь не описывается. Поскольку свет из окружающего пространства 150 собирается вне процесса измерений для формирования облака точек расстояний, изображения окружающего пространства можно собирать, не увеличивая времени простоя системы 200, при этом также не требуется предусматривать дополнительный оптический путь или отдельные наборы датчиков (помимо множества детекторов 252 в плоскости обнаружения).[0104] The controller 280 is further configured to form an image of at least some portions of the surrounding space 150 using an image reconstruction method. The particular image reconstruction method is selected depending on a variety of factors associated with the system 200 and is therefore not further described here. Because light from the surrounding space 150 is collected outside of the measurement process to form a distance point cloud, images of the surrounding space can be collected without increasing the downtime of the system 200, and no additional optical path or separate sets of sensors (other than the plurality of detectors 252 in the detection plane) are required.

[0105] Соответственно, контроллер 280 способен реализовывать способ 300 функционирования лидарной системы, например, лидарной системы 200, обеспечивая формирование облака точек данных о расстоянии и изображений. На фиг. 6 представлена блок-схема способа 300, соответствующего не имеющим ограничительного характера вариантам осуществления настоящей технологии. Способ 300 может быть реализован контроллером 280.[0105] Accordingly, the controller 280 is capable of implementing a method 300 for operating a lidar system, such as the lidar system 200, to generate a point cloud of distance data and images. Fig. 6 is a flow chart of a method 300 that corresponds to non-limiting embodiments of the present technology. The method 300 may be implemented by the controller 280.

[0106] Шаг 310: управление сканирующим зеркалом для сканирования пространства множеством световых лучей, выходящих из лидарной системы.[0106] Step 310: controlling the scanning mirror to scan the space with a plurality of light beams emitted from the lidar system.

[0107] Реализация способа 300 начинается с шага 310 – управления сканирующим зеркалом 232 для сканирования пространства множеством световых лучей, выходящих из лидарной системы 200, например, при повторяющемся формировании выходного луча 212. Управление сканирующим зеркалом 232 включает в себя вращение сканирующего зеркала 232 с первой скоростью в первом направлении 241 вращения. Управление сканирующим зеркалом 232 также включает в себя вращение сканирующего зеркала 232 со второй скоростью во втором направлении 243 вращения. Как упомянуто выше, вторая скорость вращения выше первой скорости вращения, а второе направление вращения противоположно первому направлению.[0107] The implementation of the method 300 begins with step 310 - controlling the scanning mirror 232 for scanning the space with a plurality of light beams output from the lidar system 200, for example, with repeated formation of the output beam 212. Controlling the scanning mirror 232 includes rotating the scanning mirror 232 at a first speed in a first direction of rotation 241. Controlling the scanning mirror 232 also includes rotating the scanning mirror 232 at a second speed in a second direction of rotation 243. As mentioned above, the second speed of rotation is higher than the first speed of rotation, and the second direction of rotation is opposite to the first direction.

[0108] В по меньшей мере некоторых вариантах осуществления вращение сканирующего зеркала 232 со второй скоростью включает в себя вращение сканирующего зеркала 232 со скоростью, по меньшей мере в два раза превышающей первую скорость. Чтобы свести к минимуму время, в течение которого система 200 не формирует облако точек данных о расстоянии, при возврате в начальное положение сканирующее зеркало 232 вращается быстрее, чем при выполнении сканирования. В настоящем не имеющем ограничительного характера варианте осуществления вращение сканирующего зеркала 232 со второй скоростью, в частности, включает в себя вращение сканирующего зеркала 232 со скоростью, приблизительно в десять раз превышающей первую скорость. В по меньшей мере некоторых вариантах осуществления управление сканирующим зеркалом 232 для сканирования включает в себя вращение сканирующего зеркала 232 с первой скоростью в течение по меньшей мере 90% времени работы и вращение сканирующего зеркала 232 со второй скоростью в течение не более 10% времени работы.[0108] In at least some embodiments, rotating the scanning mirror 232 at the second speed includes rotating the scanning mirror 232 at a speed that is at least twice the first speed. In order to minimize the time during which the system 200 is not generating a cloud of distance data points, when returning to the initial position, the scanning mirror 232 rotates faster than when performing the scan. In the present non-limiting embodiment, rotating the scanning mirror 232 at the second speed specifically includes rotating the scanning mirror 232 at a speed that is approximately ten times the first speed. In at least some embodiments, controlling the scanning mirror 232 for scanning includes rotating the scanning mirror 232 at the first speed for at least 90% of the operating time and rotating the scanning mirror 232 at the second speed for no more than 10% of the operating time.

[0109] В по меньшей мере некоторых вариантах осуществления способ 300 дополнительно предусматривает управление сканирующим элементом 236 (призмой 236) для вращения вокруг второй оси 237, перпендикулярной первой оси 233. В некоторых случаях вращение призмы 236 включает в себя вращение призмы 236 со скоростью вращения, приблизительно в десять раз превышающей первую скорость сканирующего зеркала 232 (в режиме сканирования).[0109] In at least some embodiments, method 300 further comprises controlling scanning element 236 (prism 236) to rotate about a second axis 237 that is perpendicular to the first axis 233. In some cases, rotating prism 236 includes rotating prism 236 at a rotation speed that is approximately ten times greater than the first speed of scanning mirror 232 (in scanning mode).

[0110] Шаг 320: обнаружение матрицей датчиков света, отраженного от сканирующего зеркала на матрицу датчиков.[0110] Step 320: detecting by the sensor array light reflected from the scanning mirror onto the sensor array.

[0111] Следующим шагом в способе 300 является шаг 320 – обнаружение матрицей 250 датчиков света, отраженного от сканирующего зеркала 232 на матрицу 250 датчиков. Во время вращения сканирующего зеркала 232 в первом направлении 241 вращения входной луч 214 регистрируется выбранным детектором матрицы 250 датчиков для формирования массива облака точек данных о расстоянии. Во время вращения сканирующего зеркала 232 во втором направлении 243 вращения свет, отраженный от окружающего пространства 150, регистрируется по меньшей мере одним из детекторов 252 матрицы 250 датчиков для построения изображений частей окружающего пространства 150.[0111] The next step in the method 300 is step 320 - detecting by the sensor array 250 light reflected from the scanning mirror 232 onto the sensor array 250. During rotation of the scanning mirror 232 in the first rotation direction 241, the input beam 214 is detected by a selected detector of the sensor array 250 to form an array of point clouds of distance data. During rotation of the scanning mirror 232 in the second rotation direction 243, light reflected from the surrounding space 150 is detected by at least one of the detectors 252 of the sensor array 250 to construct images of portions of the surrounding space 150.

[0112] Шаг 330: формирование облака точек данных о расстоянии на основе света, собранного матрицей датчиков во время вращения сканирующего зеркала с первой скоростью в первом направлении вращения.[0112] Step 330: generating a distance data point cloud based on light collected by the sensor array during rotation of the scanning mirror at a first speed in a first rotation direction.

[0113] Следующим шагом в способе 300 является шаг 330 – формирование облака точек данных о расстоянии на основе света, собранного матрицей 250 датчиков во время вращения сканирующего зеркала 232 с первой скоростью в первом направлении 241 вращения.[0113] The next step in the method 300 is step 330 - generating a cloud of distance data points based on the light collected by the sensor array 250 during rotation of the scanning mirror 232 at a first speed in a first direction 241 of rotation.

[0114] В некоторых вариантах осуществления формирование облака точек данных о расстоянии на основе света, собранного матрицей 250 датчиков, включает в себя формирование облака точек данных о расстоянии на основе света, собранного выбранным датчиком 255 из матрицы 250 датчиков.[0114] In some embodiments, generating a distance data point cloud based on light collected by sensor array 250 includes generating a distance data point cloud based on light collected by a selected sensor 255 of sensor array 250.

[0115] Шаг 340: формирование изображения зоны сканирования вокруг лидарной системы на основе света, собранного матрицей датчиков во время вращения сканирующего зеркала со второй скоростью во втором направлении вращения.[0115] Step 340: forming an image of the scanning zone around the lidar system based on the light collected by the sensor array during rotation of the scanning mirror at the second speed in the second direction of rotation.

[0116] Следующим шагом в способе 300 является шаг 340 – формирование изображения зоны сканирования вокруг лидарной системы 200 на основе света, собранного матрицей 250 датчиков во время вращения сканирующего зеркала 232 со второй скоростью во втором направлении 243 вращения. Следует отметить, что зона сканирования может включать в себя как то же поле обзора, что и при формировании облака точек данных о расстоянии, так и другое поле обзора.[0116] The next step in the method 300 is step 340 - forming an image of the scanning zone around the lidar system 200 based on the light collected by the sensor array 250 during rotation of the scanning mirror 232 at the second speed in the second direction 243 of rotation. It should be noted that the scanning zone can include both the same field of view as when forming the point cloud of distance data, and a different field of view.

[0117] В некоторых вариантах осуществления формирование одного или нескольких изображений окружающего пространства 150 включает в себя получение информации о свете от каждого из детекторов 252, образующих матрицу 250 датчиков. Далее способ 300 дополнительно предусматривает построение изображения или нескольких изображений контроллером 180 с применением метода реконструкции изображений на основе по меньшей мере полученной информации о свете.[0117] In some embodiments, forming one or more images of the surrounding space 150 includes receiving light information from each of the detectors 252 forming the sensor array 250. Then, the method 300 further includes constructing an image or several images by the controller 180 using an image reconstruction method based on at least the received light information.

[0118] На этом реализация способа 300 завершается.[0118] This completes the implementation of method 300.

[0119] В по меньшей мере некоторых не имеющих ограничительного характера вариантах осуществления способ 300 дополнительно предусматривает управление источником 210 света, при котором множество световых лучей формируется только во время вращения сканирующего зеркала 232 с первой скоростью в первом направлении 241 вращения.[0119] In at least some non-limiting embodiments, the method 300 further comprises controlling the light source 210 such that the plurality of light beams are generated only during rotation of the scanning mirror 232 at the first speed in the first direction of rotation 241.

[0120] Несмотря на то, что выше описаны варианты осуществления изобретения с указанием конкретных шагов, выполняемых в определенном порядке, следует понимать, что эти шаги могут быть объединены, разделены на части или переупорядочены без отступления от существа и объема настоящей технологии. Соответственно, порядок и группирование шагов не носят ограничительного характера для настоящей технологии.[0120] Although embodiments of the invention have been described above with specific steps performed in a particular order, it should be understood that these steps may be combined, divided into parts, or reordered without departing from the spirit and scope of the present technology. Accordingly, the order and grouping of steps are not limiting for the present technology.

[0121] 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.[0121] Possible changes and improvements to the above-described embodiments of the present technology may be obvious to a person skilled in the art. The preceding description is provided for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the invention. The scope of protection of the present technology is determined solely by the scope of the appended claims.

Claims (25)

1. Способ управления сканированием в лидарной системе, осуществляемый контроллером лидарной системы и включающий в себя:1. A method for controlling scanning in a lidar system, carried out by a lidar system controller and including: - управление сканирующим зеркалом лидарной системы для сканирования пространства множеством световых лучей, выходящих из лидарной системы и формируемых источником света лидарной системы, включая обеспечение вращения сканирующего зеркала с первой скоростью в первом направлении вращения и обеспечение вращения сканирующего зеркала со второй скоростью, большей первой скорости, во втором направлении вращения, противоположном первому направлению вращения;- controlling the scanning mirror of the lidar system for scanning the space with a plurality of light beams emerging from the lidar system and formed by the light source of the lidar system, including ensuring rotation of the scanning mirror at a first speed in a first direction of rotation and ensuring rotation of the scanning mirror at a second speed greater than the first speed in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation; - обнаружение матрицей датчиков лидарной системы света, отраженного от сканирующего зеркала на матрицу датчиков;- detection by the matrix of sensors of the lidar system of light reflected from the scanning mirror onto the matrix of sensors; - формирование облака точек данных о расстоянии на основе света, собранного матрицей датчиков во время вращения сканирующего зеркала с первой скоростью в первом направлении вращения; и- generating a distance data point cloud based on light collected by the sensor array during rotation of the scanning mirror at a first speed in a first direction of rotation; and - формирование изображения зоны сканирования вокруг лидарной системы на основе света, собранного матрицей датчиков во время вращения сканирующего зеркала со второй скоростью во втором направлении вращения,- forming an image of the scanning zone around the lidar system based on light collected by the sensor matrix during rotation of the scanning mirror at a second speed in a second direction of rotation, при этом множество световых лучей формируется источником света только во время вращения сканирующего зеркала с первой скоростью в первом направлении вращения.wherein the plurality of light rays are formed by the light source only during rotation of the scanning mirror at the first speed in the first direction of rotation. 2. Способ по п. 1, в котором формирование облака точек данных о расстоянии на основе света, собранного матрицей датчиков, включает в себя формирование облака точек данных о расстоянии на основе света, собранного выбранным датчиком из матрицы датчиков.2. The method according to claim 1, wherein generating a cloud of distance data points based on light collected by the sensor array includes generating a cloud of distance data points based on light collected by a selected sensor from the sensor array. 3. Способ по п. 1, в котором вращение сканирующего зеркала со второй скоростью включает в себя вращение сканирующего зеркала со скоростью, по меньшей мере в два раза превышающей первую скорость.3. The method of claim 1, wherein rotating the scanning mirror at the second speed includes rotating the scanning mirror at a speed at least twice the first speed. 4. Способ по п. 1, в котором вращение сканирующего зеркала со второй скоростью включает в себя вращение сканирующего зеркала со скоростью, приблизительно в десять раз превышающей первую скорость.4. The method of claim 1, wherein rotating the scanning mirror at the second speed includes rotating the scanning mirror at a speed approximately ten times greater than the first speed. 5. Способ по п. 1, в котором формирование изображения зоны сканирования включает в себя получение информации о свете от каждого из множества детекторов, образующих матрицу датчиков, и построение изображения методом реконструкции изображений на основе по меньшей мере полученной информации о свете.5. The method according to claim 1, wherein forming an image of the scanning zone includes receiving information about light from each of a plurality of detectors forming a matrix of sensors, and constructing an image using an image reconstruction method based on at least the received information about light. 6. Способ по п. 1, в котором управление сканирующим зеркалом для сканирования включает в себя вращение сканирующего зеркала с первой скоростью в течение по меньшей мере 90% времени работы и вращение сканирующего зеркала со второй скоростью в течение не более 10% времени работы.6. The method according to claim 1, wherein controlling the scanning mirror for scanning includes rotating the scanning mirror at a first speed for at least 90% of the operating time and rotating the scanning mirror at a second speed for no more than 10% of the operating time. 7. Способ по п. 1, в котором сканирующее зеркало вращается вокруг первой оси и дополнительно предусмотрено управление сканирующим элементом для реализации его вращения вокруг второй оси, перпендикулярной первой оси.7. The method according to claim 1, wherein the scanning mirror rotates around the first axis and additional control of the scanning element is provided to implement its rotation around a second axis perpendicular to the first axis. 8. Способ по п. 7, в котором управление сканирующим элементом включает в себя управление сканирующим элементом для реализации его вращения со скоростью вращения, приблизительно в десять раз превышающей первую скорость сканирующего зеркала.8. The method according to claim 7, wherein controlling the scanning element includes controlling the scanning element to implement its rotation at a rotation speed approximately ten times greater than the first speed of the scanning mirror. 9. Лидарная система, содержащая9. A lidar system containing - контроллер;- controller; - источник света, функционально связанный с контроллером;- a light source functionally connected to the controller; - матрицу датчиков, функционально связанную с контроллером и содержащую множество детекторов; и- a sensor matrix functionally connected to the controller and containing a plurality of detectors; and - сканирующую систему, функционально связанную с контроллером, которая содержит сканирующее зеркало, способное совершать колебания относительно первой оси, и сканирующий элемент, способный вращаться вокруг второй оси, перпендикулярной первой оси, при этом сканирующее зеркало способно вращаться вокруг первой оси с первой скоростью в первом направлении вращения и вращаться вокруг первой оси со второй скоростью во втором направлении вращения, а матрица датчиков и контроллер способны формировать облако точек данных о расстоянии на основе света, собранного матрицей датчиков во время вращения сканирующего зеркала с первой скоростью в первом направлении вращения, и формировать изображение зоны сканирования на основе света, собранного матрицей датчиков во время вращения сканирующего зеркала со второй скоростью во втором направлении вращения, при этом источник света формирует множество световых лучей только во время вращения сканирующего зеркала с первой скоростью в первом направлении вращения.- a scanning system operatively connected to a controller, which comprises a scanning mirror capable of oscillating relative to a first axis, and a scanning element capable of rotating about a second axis perpendicular to the first axis, wherein the scanning mirror is capable of rotating about the first axis at a first speed in a first direction of rotation and rotating about the first axis at a second speed in a second direction of rotation, and the sensor array and the controller are capable of forming a cloud of distance data points based on light collected by the sensor array during rotation of the scanning mirror at a first speed in the first direction of rotation, and of forming an image of the scanning zone based on light collected by the sensor array during rotation of the scanning mirror at a second speed in the second direction of rotation, wherein the light source forms a plurality of light beams only during rotation of the scanning mirror at the first speed in the first direction of rotation. 10. Система по п. 9, в которой вторая скорость вращения сканирующего зеркала выше первой скорости вращения сканирующего зеркала.10. The system according to claim 9, wherein the second speed of rotation of the scanning mirror is higher than the first speed of rotation of the scanning mirror. 11. Система по п. 10, в которой вторая скорость вращения приблизительно в десять раз превышает первую скорость вращения.11. The system of claim 10, wherein the second rotation speed is approximately ten times greater than the first rotation speed. 12. Система по п. 9, которая способна формировать облако точек данных о расстоянии на основе времени пролета, определенного с использованием по меньшей мере одного из множества детекторов.12. The system of claim 9, which is capable of generating a point cloud of distance data based on the time of flight determined using at least one of the plurality of detectors. 13. Система по п. 9, в которой множество детекторов включает в себя по меньшей мере шестнадцать детекторов, расположенных в одной плоскости.13. The system of claim 9, wherein the plurality of detectors includes at least sixteen detectors located in the same plane. 14. Система по п. 9, в которой сканирующий элемент представляет собой вращающуюся призму, которая поворачивается вокруг второй оси.14. The system of claim 9, wherein the scanning element is a rotating prism that rotates around a second axis. 15. Система по п. 14, в которой вращающаяся призма способна вращаться вокруг второй оси со скоростью, приблизительно в десять раз превышающей первую скорость сканирующего зеркала.15. The system of claim 14, wherein the rotating prism is capable of rotating about the second axis at a speed approximately ten times greater than the first speed of the scanning mirror. 16. Система по п. 9, в которой сканирующее зеркало способно вращаться с первой скоростью в течение по меньшей мере 90% времени работы системы и вращаться со второй скоростью в течение не более 10% времени работы системы.16. The system of claim 9, wherein the scanning mirror is capable of rotating at the first speed for at least 90% of the time the system is operating and rotating at the second speed for no more than 10% of the time the system is operating.
RU2021135482A 2021-12-02 2021-12-02 Lidar systems and methods RU2824434C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22210395.4A EP4191277A1 (en) 2021-12-02 2022-11-29 Lidar systems and methods
US18/074,337 US20230176213A1 (en) 2021-12-02 2022-12-02 Lidar systems and methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021135482A RU2021135482A (en) 2023-10-05
RU2824434C2 true RU2824434C2 (en) 2024-08-07

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1348981A2 (en) * 2002-03-28 2003-10-01 Rosemount Aerospace Inc. Distributed laser obstacle awareness system
RU2738588C1 (en) * 2020-04-22 2020-12-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) Combined lidar

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1348981A2 (en) * 2002-03-28 2003-10-01 Rosemount Aerospace Inc. Distributed laser obstacle awareness system
RU2738588C1 (en) * 2020-04-22 2020-12-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) Combined lidar

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
US20220113411A1 (en) Lidar system and method with coherent detection
EP4202485A1 (en) Lidar system and a method of calibrating the lidar system
US20220113385A1 (en) Lidar systems and methods with selective scanning
EP3982149A1 (en) Multispectral lidar systems and methods
RU2824434C2 (en) Lidar systems and methods
US12111399B2 (en) Lidar detection methods and systems with optical fiber array
EP3982155A2 (en) Lidar systems and methods
US20220113429A1 (en) Lidar systems and methods
EP4191277A1 (en) Lidar systems and methods
RU2829904C1 (en) Lidar system and method of calibrating lidar system
RU2792948C2 (en) Multispectral lidar systems and methods
RU2829088C1 (en) Lidar system and method of calibrating lidar system
RU2793241C2 (en) Optical systems and methods for their control
RU2836391C1 (en) Method and server for updating map representation
RU2792951C2 (en) Lidar systems and methods with selective scanning
RU2829187C1 (en) Lidar systems and methods
RU2792949C2 (en) Lidar system and coherent detection method
RU2798364C2 (en) Lidar systems and methods
RU2821361C1 (en) Lidar systems and methods
RU2798363C2 (en) Lidar systems and methods
EP3988963A1 (en) Optical systems and methods for controlling thereof
US12017678B2 (en) Multispectral LIDAR systems and methods
RU2745882C1 (en) Methods and systems based on lidar with extended field of view based on passive elements