CN108351413B - 紧凑芯片级lidar解决方案 - Google Patents

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Abstract

在所描述实例中，LIDAR***(102)包含静态单片LIDAR收发器(202)、准直光学器件(204)及第一可旋转楔形棱镜(206)。所述静态单片LIDAR收发器(202)经配置以发射激光束(106)及从第一目标物体接收反射激光(108)。所述准直光学器件(204)经配置以使所发射激光束(106)变窄以产生准直激光束。所述第一可旋转楔形棱镜(206)经配置以基于所述第一可旋转楔形棱镜(206)处于第一位置中而在所述第一目标物体的方向上将所述准直激光束转向。

Description

紧凑芯片级LIDAR解决方案
技术领域
本发明大体上涉及LIDAR，且更具体来说，涉及一种紧凑芯片级LIDAR解决方案。
背景技术
LIDAR***通过从目标反射激光脉冲及分析反射光来测量到目标物体的距离。更具体来说，LIDAR***通常确定激光脉冲从激光行进到目标物体并返回的飞行时间(TOF)。随后可基于TOF确定到目标物体的距离。这些***可用于多个应用中，例如：地形、地质、地形学、地震学、运输及远程感测。举例来说，在交通中，汽车可包含LIDAR***以监视车辆与其它物体(例如，另一车辆)之间的距离。而且，举例来说，车辆可利用通过LIDAR***确定的距离来确定另一物体，例如另一车辆是否太接近，并自动地施加制动。常规的LIDAR***可需要多芯片解决方案，其中用于激光器的驱动电路及用于确定TOF的计时电路是分离的电路。
发明内容
在所描述的实例中，LIDAR***包含静态单片LIDAR收发器、准直光学器件及第一可旋转楔形棱镜。静态单片LIDAR收发器经配置以发射激光束及从第一目标物体接收反射激光。准直光学器件经配置以使所发射激光束变窄以产生准直激光束。第一可旋转楔形棱镜经配置以基于第一可旋转楔形棱镜处于第一位置中而在第一目标物体的方向上将准直激光束转向。
另一实例是包括通过单片LIDAR收发器在第一方向上发射激光束的方法。所述方法还可包括通过第一位置中的第一楔形棱镜及第二位置中的第二楔形棱镜在第二方向上折射激光束。所述方法还可包括从第一目标物体反射激光束以在与第二方向相反的方向上产生第一反射光束。所述方法还可包括通过第一楔形棱镜及第二楔形棱镜在与第一方向相反的方向上折射第一反射光束。所述方法还可包括通过单片LIDAR收发器接收第一反射光束。
又另一实例是单个集成电路中的单片LIDAR收发器，所述单片LIDAR收发器包括激光器及耦合到激光器的光电二极管。所述激光器经配置以产生激光束，及在第一方向上将所述激光束发射到第一可旋转楔形棱镜及第二可旋转楔形棱镜。第一及第二可旋转楔形棱镜经配置以在第二方向上将激光束转向。光电二极管经配置以接收第一反射光束。第一反射光束包括在与第二方向相反的方向上从第一目标物体反射的激光束。
附图说明
图1是根据各种实施例的用于确定到目标物体的距离的***的框图。
图2是根据各种实施例的LIDAR***的框图。
图3是根据各种实施例的LIDAR***的框图。
图4是根据各种实施例的单片LIDAR收发器。
图5是根据各种实施例的用于确定到目标物体的距离的方法的流程图。
图6是根据各种实施例的用于确定到目标物体的距离的方法的流程图。
具体实施方式
在本说明书中，如果第一装置耦合到第二装置，则此连接可能通过直接连接，或者通过经由其它装置及连接的间接连接。叙述“基于”意指“至少部分基于”。因此，如果X基于Y，则X可基于Y及任何数目的其它因素。
LIDAR***可利用激光脉冲(即，驱动脉冲)到目标物体的飞行时间(TOF)及其从目标物体反射回LIDAR***(返回脉冲)来确定到不同目标物体的距离。这些***可用于多个应用中，例如：地形、地质、地形学、地震学、运输及远程感测。举例来说，在交通中，汽车可包含LIDAR***以监视车辆与其它物体(例如，另一车辆)之间的距离。举例来说，车辆可利用通过LIDAR***确定的距离来确定另一物体，例如另一车辆是否太接近，并自动地施加制动。
在常规LIDAR***中，光电二极管接收返回脉冲(即，从目标物体反射的激光)及将返回脉冲中的光子转换成电流。随后，计时电路使用此电流来确定TOF。额外处理随后可允许LIDAR***确定到目标物体的距离。因为接收返回脉冲的光电二极管需要大的增益，使得计时电路可识别TOF，所以常规LIDAR***利用多芯片解决方案，其中用于激光器及光电二极管的驱动电路及其相关联的计时电路是分离的电路。然而，多芯片解决方案比单芯片解决方案效率低。因此，需要生产集成到具有驱动电路及激光器的单个集成电路中的光电二极管，以便利用LIDAR有效地确定到目标物体的距离。
单片LIDAR收发器可包含与驱动电路及激光器集成的光电二极管。单片LIDAR收发器可耦合到一系列楔形棱镜以将激光脉冲(激光束)转向到目标物体。此***允许光电二极管产生足够增益，使得计时电路可准确地计时返回脉冲。因此，LIDAR收发器可为比多芯片LIDAR解决方案产生更高效率的单个集成电路。
图1是根据各种实施例的用于确定到目标物体的距离的***100的框图。用于确定到目标物体的距离的***100可包含LIDAR***102及目标物体104a-n。目标物体104a与104n之间的省略号指示可存在任何数目的目标物体104，但(为了清晰起见)仅展示两个。在一些实施例中，LIDAR***104经配置以安装到机动车，例如，安装在汽车的前保险杠及/或后保险杠上及/或中、安装在车顶上及/或安装在汽车的一侧上。在其它实施例中，LIDAR***104可安装在汽车或任何其它物体上的任何位置中。
LIDAR***104经配置以产生及发射激光束106(即，驱动脉冲)，并将激光束106转向(即，引导)到目标物体，例如，目标物体104a。在一些实施例中，激光束106是相对较短的光脉冲。激光束106从目标物体104a反射为反射激光束108(即，返回脉冲)。反射激光束108通过LIDAR***102接收。LIDAR***102随后可经配置以基于激光束106及反射激光束108的飞行时间(TOF)识别从LIDAR***102到目标物体104a的距离。更具体来说，LIDAR***102可确定激光束106的发射与通过反射激光束108的LIDAR***102的接收之间的时间(即，TOF)。利用此经过时间及知晓光速，LIDAR***102可计算及识别到目标物体104a的距离。
以此方式，LIDAR***102可确定到任何数目的其它目标物体104的距离。举例来说，LIDAR***102可产生第二激光束110(即，第二驱动脉冲)及将激光束106转向到目标物体104n。激光束110从目标物体104n反射为反射激光束112(即，第二返回脉冲)。反射激光束112通过LIDAR***102接收。LIDAR***102随后可在一些实施例中基于激光束110及反射激光束112的TOF而计算及识别从LIDAR***102到目标物体104n的距离。
图2是根据各种实施例的LIDAR***102的框图。在实施例中，LIDAR***102包含单片收发器202、准直光学器件204、可旋转楔形棱镜206及208、电机210及212、控制器214、数据端口/电源连接器216，及外壳218。单片收发器202经配置以发射激光束，例如激光束106，及从目标物体，例如目标物体104a接收反射激光，例如反射激光束108。在一些实施例中，单片收发器202是静态的。因此，单片收发器202可经配置，使得其不会关于LIDAR***102的其它组件移动。在至少一个实例中，单片收发器202可与其上安装LIDAR***102的汽车一起移动，但是单片收发器202可不关于准直光学器件204、电机210及212，及外壳218移动。因此，单片收发器202可总是相对于准直光学器件204及外壳218在相同方向上发射激光束，例如，激光束106及110。
准直光学器件204是经配置以使所发射激光束，例如激光束106变窄以产生准直激光束的光学器件。因此，准直光学器件204经配置以使所发射激光束的颗粒的运动方向在通过单片收发器202发射的方向上变得更加对准。因此，准直激光束是具有平行光线的所发射激光束。
准直激光束(即，具有平行光线的所发射激光束)随后可穿过楔形棱镜206及208。楔形棱镜206及208可旋转并且经配置以通过折射在第一目标物体，例如目标物体104a的方向上将准直激光束转向。楔形棱镜206及208可用作里斯莱棱镜对。因此，通过使楔形棱镜206关于楔形棱镜208旋转，当准直激光束穿过楔形棱镜206及208时，准直激光束可由于其折射而转向。举例来说，如果楔形棱镜206在与楔形棱镜208相同的方向上成角度，则折射角变得较大。然而，如果楔形棱镜206在与楔形棱镜208相反的方向上成角度，则折射角减小，在一些情况下，减小到准直激光束直线通过楔形棱镜206及208的点。因此，通过使楔形棱镜206及208旋转，准直激光束可转向。
电机210耦合到楔形棱镜206并且可经配置以使楔形棱镜206旋转。电机212耦合到楔形棱镜208并且可经配置以使楔形棱镜208旋转。电机210及212可为能够使楔形棱镜206及208旋转的任何类型的电机。在一些实施例中，电机210及212是伺服电机。在其它实施例中，电动机210及212是步进电机或任何其它类型的电动机。控制器214耦合到电机210及212，并且可用于将控制信号提供到电机210及212。在一些实施例中，控制器214可通过数据端口/电源连接器216从LIDAR***102外部的处理器接收控制指令。控制指令随后可用于控制电机210及214，使得楔形棱镜206及208经定位以将准直激光束转向到目标物体104。举例来说，控制指令可致使控制器214将控制信号发送到电机210及212，以使楔形棱镜206及208旋转到某一位置，使得目标物体104通过准直激光束照明。外壳218可为包围及保护LIDAR***102的其余组件的刚性壳体。在图2中所描绘的实施例中，外壳218具有与激光束106的发射方向加或减30度成一直线的开口。因此，激光束106可在所发射激光束106的方向的30度内的任何方向上转向。
举例来说，LIDAR***102可经配置以针对物体直接在移动汽车前方加或减30度扫描，及在汽车正面对的方向的加或减30度内确定到任何物体的距离。在此实例中，控制器214可接收指示电机210及212使楔形棱镜206及208旋转的控制指令。单片LIDAR收发器202可穿过第一方向上的准直光学器件204及楔形棱镜206及208发射激光束106(即，驱动脉冲)。由于楔形棱镜206及208的相对位置(就旋转而言)，折射激光束106(作为准直激光束)。因此，楔形棱镜206可处于第一位置，而楔形棱镜208处于第二位置。这致使楔形棱镜206及208将激光束106在第二方向上转向。在激光束106到达目标物体104a之后，反射激光束108(即，返回脉冲)在与第二方向相反(即，与第二方向成180度)的方向(即，与激光束106在由楔形棱镜206及208折射之后立即行进的方向相反的方向)上返回到LIDAR***102。保持其位置的楔形棱镜206及208随后用于在与第一方向相反(即，与第一方向成180度)的方向(即，与在发射时激光束106行进的方向相反的方向)上折射反射激光束108。因此，楔形棱镜206及208用作激光束106及反射激光束108的发射及返回路径两者。这致使反射激光束108由单片收发器202接收。单片收发器202随后可基于TOF识别到目标物体104a的距离。
图3是根据各种实施例的LIDAR***102的框图。在此实施例中，LIDAR***102包含单片收发器202、准直光学器件204、可旋转楔形棱镜206及208、电机210及212、控制器214、数据端口/电源连接器216、外壳318及锥体镜320。因此，图3中所描绘的LIDAR***与图2中所描绘的LIDAR***相同，不同之处在于外壳318及添加锥体镜320。外壳318可为包围及保护LIDAR***102的其余组件的刚性壳体。在图3中所描绘的实施例中，外壳318具有与激光束106的发射方向成直角加或减30度的开口。锥体镜320可为呈锥体形状的任何镜子，在一些实施例中，其经配置以在与激光束106的发射方向成直角加或减30度的方向上反射激光束，例如激光束106。
举例来说，LIDAR***102可经配置以围绕移动汽车扫描360度全景及确定到全景内任何物体的距离。在此实例中，控制器214可接收指示电机210及212使楔形棱镜206及208旋转的控制指令。在此实例中可直接向上指向的单片LIDAR收发器202可穿过第一方向上的准直光学器件204及楔形棱镜206及208发射激光束106(即，驱动脉冲)。由于楔形棱镜206及208的相对位置(就旋转而言)，折射激光束106(作为准直激光束)。因此，楔形棱镜206可处于第一位置，而楔形棱镜208处于第二位置。这致使楔形棱镜206及208将激光束106在第二方向上转向。激光束106随后可在目标104a的方向上从锥体镜320反射。从锥体镜320反射可致使激光束106在第三方向，即与从第一方向(即，当发射时激光束106行进的方向)成直角加或减30度的方向上行进。在此实例中，因为激光束106通过单片收发器202直接向上发射，所以激光通过锥体镜320大致水平(平行于车顶)加或减30度反射。在激光束106到达目标物体104a之后，反射激光束108(即，返回脉冲)在与第三方向相反(即，与第三方向成180度)的方向(即，与激光束106从锥体镜320反射之后立即行进的方向相反的方向)上返回到LIDAR***102。反射激光束108随后在与第二方向直接相反(即，与第二方向成180度)的方向(即，与激光束106在由楔形棱镜206及208折射之后立即行进的方向相反的方向)上从锥体镜329反射。保持其位置的楔形棱镜206及208随后用于在与第一方向相反(即，与第一方向成180度)的方向(即，与在发射时激光束106行进的方向相反的方向)上折射反射激光束108。因此，楔形棱镜206及208及锥体镜320用作激光束106及反射激光束108的发射及返回路径两者。这致使反射激光束108由单片收发器202接收。单片收发器202随后可基于TOF识别到目标物体104a的距离。因此，激光束106可在所发射激光束106的方向的直角的30度内的任何方向上转向。这允许通过LIDAR***102的360度扫描在扫描场内映射到不同目标物体的距离。
图4是根据各种实施例的单片LIDAR收发器202。单片LIDAR收发器202可包括单个集成电路中的激光器402、光电检测器电路/脉冲移相器电路404、重合计时电路406、计时电路408、处理电路410及偏置/脉冲驱动器电路412。激光器402可为通过基于辐射的受激发射的放大而发光的任何装置。在一些实施例中，激光器402是任何类型的激光二极管。更具体来说，在实施例中，激光器402是在脉冲模式下操作的垂直腔面发射激光器(VCSEL)，而在其它实施例中，激光器402是双异质结构激光器、量子阱激光器、量子级联激光器、分隔限制异质结构激光器、分布式布拉格反射器激光器(DBR)、分布反馈激光器(DFB)，或垂直外腔表面发射激光器(VECSEL)。激光器402可以任何操作功率操作，并且在一些实施例中，以2mW到5mW操作。偏置/脉冲驱动器电路412是引起跨越激光器402的前向电偏置以给激光器402供电的硬件。另外，偏置/脉冲驱动器电路412可经配置以设定由激光器402产生的激光束106、110的脉宽。在一些实施例中，激光束106及110的脉宽小于30ns。因此，偏置/脉冲驱动器电路412可致使激光器402发射激光束106及110，每个激光束具有小于30ns的脉冲持续时间。
光电检测器电路/脉冲整形器404可包含光电二极管414，其经配置以将从反射激光束108及112接收到的光子吸收到将由单片LIDAR收发器202的其它组件处理的电流中。在一些实施例中，光电二极管414是雪崩二极管(APD)。光电检测器电路/脉冲整形器404还可经配置以将所发射激光束106、110及/或所接收反射激光束108及112脉冲整形。重合计时电路406包含确定所接收反射激光束108及112的重合计时的硬件。计时电路408包含确定激光束106及110及其对应反射激光束108及112的TOF的硬件。处理电路410经配置以基于由计时电路408确定的TOF来确定到目标物体104的距离。处理电路410可为任何类型的处理器，包含数字信号处理器。
图5是根据各种实施例的用于确定到目标物体，例如目标物体104的距离的方法500的流程图。图6是根据各种实施例的用于确定到目标物体，例如目标物体104的距离的方法600的流程图。虽然为了方便起见依序描绘，但是可以不同次序执行及/或并行地执行方法500及600中展示的动作中的至少一些。另外，一些实施例可执行仅所展示动作中的一些或可执行额外动作。在一些实施例中，方法500及600的操作的至少一些及本文所描述的其它操作可通过由存储在非暂时性计算机可读存储媒体或状态机中的处理器执行指令实施的LIDAR***102执行，包含单片收发器202、准直光学器件204、控制器214、楔形棱镜206及208、电机210及212，及/或锥体镜320。
方法500在框502中通过利用单片LIDAR收发器，例如单片LIDAR收发器202在第一方向上发射第一激光束，例如激光束106开始。在框504中，方法500通过利用两个楔形棱镜，例如楔形棱镜206及208在第二方向上折射所发射第一激光束继续。在实施例中，两个楔形棱镜相对于彼此的旋转位置确定折射方向。在一些实施例中，激光束可通过两个楔形棱镜在所发射激光束的方向的30度内的任何方向上折射。方法500在框506中通过从第一目标物体，例如目标物体104a反射所发射激光束，从而产生反射激光束，例如第一反射激光束108继续。第一反射激光束可在与第二方向相反(即，与第一激光束即将从第一目标物体反射之前的行进方向成180度)的方向上行进。在框508中，方法500通过利用两个楔形棱镜在与第一方向相反(即，与通过单片LIDAR收发器发射的第一激光束的行进方向成180度)的方向上折射反射光束继续。方法500在框510中通过由单片LIDAR收发器接收第一反射激光束继续。在框512中，方法500通过识别到第一目标物体的距离继续。在一些实施例中，可基于第一激光束通过单片LIDAR收发器的发射与第一反射激光束通过单片LIDAR收发器的接收之间的时间量(即，TOF)识别到第一目标物体的距离。
方法500在框514中通过使两个楔形棱镜旋转继续。在实施例中，一或多个电机，例如电机210及212可响应于从控制器214接收到的控制信号而使两个楔形棱镜旋转。在框516中，方法500通过利用两个楔形棱镜在第三方向上折射第二激光束，例如激光束110继续。第二激光束可相对于两个楔形棱镜在与第一激光束相同的方向上通过单片LIDAR收发器发射。在实施例中，两个楔形棱镜相对于彼此的旋转位置确定折射方向。在一些实施例中，第二激光束可通过两个楔形棱镜在所发射第二激光束的方向的30度内的任何方向上折射。方法500在框518中通过从第二目标物体，例如目标物体104n反射第二激光束，从而产生第二反射激光束，例如反射激光束112继续。第二反射激光束可在与第三方向相反(即，与第二激光束即将从第二目标物体反射之前的行进方向成180度)的方向上行进。在框520中，方法500通过利用两个楔形棱镜在与第一方向相反(即，与通过单片LIDAR收发器发射的第二激光束的行进方向成180度)的方向上折射第二反射光束继续。方法500在框522中通过由单片LIDAR收发器接收第二反射激光束继续。在框524中，方法500通过识别到第二目标物体的距离继续。在一些实施例中，可基于第二激光束通过单片LIDAR收发器的发射与第二反射激光束通过单片LIDAR收发器的接收之间的时间量(即，TOF)识别到第二目标物体的距离。
图6是根据各种实施例的用于确定到目标物体，例如目标物体104的距离的方法600的流程图。方法600在框602中通过利用单片LIDAR收发器，例如单片LIDAR收发器202在第一方向上发射激光束，例如激光束106开始。在框604中，方法600通过利用两个楔形棱镜，例如楔形棱镜206及208在第二方向上折射所发射激光束继续。在实施例中，两个楔形棱镜相对于彼此的旋转位置确定折射方向。在一些实施例中，激光束可通过两个楔形棱镜在所发射激光束的方向的30度内的任何方向上折射。方法600在框606中通过利用锥体镜，例如锥体镜320在第三方向上反射激光束继续。在一些实施例中，锥体镜可在与激光束的发射方向成直角加或减30度的方向上反射激光束。在框608中，方法通过从目标物体，例如目标物体104a反射所发射激光束，从而产生反射激光束，例如反射激光束108继续。反射激光束可在与第三方向相反(即，与激光束即将从第一目标物体反射之前的行进方向成180度)的方向上行进。所述方法在框610中通过在与第二方向相反(即，与激光束在由两个楔形棱镜折射之后立即行进的方向成180度)的方向上从锥体镜反射反射激光束继续。在框612中，方法600通过利用两个楔形棱镜在与第一方向相反(即，与通过单片LIDAR收发器发射的激光束的行进方向成180度)的方向上折射反射光束继续。方法600在框614中通过由单片LIDAR收发器接收反射激光束继续。在框616中，方法600通过识别到第一目标物体的距离继续。在一些实施例中，可基于激光束通过单片LIDAR收发器的发射与反射激光束通过单片LIDAR收发器的接收之间的时间量(即，TOF)识别到第一目标物体的距离。
在所描述的实施例中可能进行修改，且其它实施例在权利要求的范围内为可能的。

Claims (20)

1.一种LIDAR***，其包括：
单片LIDAR收发器，其经配置以发射激光束及接收反射激光，所述单片LIDAR收发器包括经配置以将所述激光束和所述反射激光脉冲整形的脉冲整形器；
准直光学器件，其经配置以使所发射激光束变窄以产生准直激光束；及
可旋转楔形棱镜，其经配置以基于所述可旋转楔形棱镜处于特定位置中而将所述准直激光束引导在特定方向上。
2.根据权利要求1所述的LIDAR***，其中所述可旋转楔形棱镜为第一可旋转楔形棱镜，所述特定位置为第一位置，且所述LIDAR***进一步包括耦合到所述第一可旋转楔形棱镜的第二可旋转楔形棱镜，所述第二可旋转楔形棱镜经配置以基于所述第二可旋转楔形棱镜处于第二位置中而将所述准直激光束引导在所述特定方向上。
3.根据权利要求2所述的LIDAR***，其进一步包括：
第一电机，其耦合到所述第一可旋转楔形棱镜，所述第一电机经配置以使所述第一可旋转楔形棱镜旋转到第三位置；及
第二电机，其耦合到所述第二可旋转楔形棱镜，所述第二电机经配置以使所述第二可旋转楔形棱镜旋转到第四位置。
4.根据权利要求3所述的LIDAR***，其中所述特定方向为第一方向，第一及第二可旋转楔形棱镜进一步经配置以基于所述第一可旋转楔形棱镜处于所述第三位置中及所述第二可旋转楔形棱镜处于所述第四位置中而将所述准直激光束引导在第二方向上。
5.根据权利要求3所述的LIDAR***，其进一步包括耦合到第一及第二电机的控制器，所述控制器经配置以接收电机控制指令及根据所述电机控制指令的所述第一及第二电机的控制操作。
6.根据权利要求3所述的LIDAR***，其中第一及第二电机是伺服电机。
7.根据权利要求1所述的LIDAR***，其进一步包括锥体镜，所述锥体镜经配置以将所述准直激光束引导在所述特定方向上。
8.根据权利要求7所述的LIDAR***，其中所述锥体镜进一步经配置以将所述准直激光束引导在与从所发射激光束的方向成直角加或减30度的方向上。
9.根据权利要求1所述的LIDAR***，其中所述可旋转楔形棱镜进一步经配置以将所述准直激光束引导在所述所发射激光束加或减30度的方向上。
10.一种用于检测及测距方法，其包括：
通过单片LIDAR收发器在第一方向上发射激光束；
通过所述单片LIDAR收发器将所述激光束脉冲整形；
通过第一位置中的第一楔形棱镜及第二位置中的第二楔形棱镜在第二方向上折射经脉冲整形的所述激光束；
在与所述第二方向相反的方向上接收反射光；
通过所述第一楔形棱镜及所述第二楔形棱镜在与所述第一方向相反的方向上折射所述反射光；
通过所述单片LIDAR收发器接收所述反射光；及
通过所述单片LIDAR收发器将所接收的所述反射光束脉冲整形。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括基于发射所述激光束与接收所述反射光之间的时间量识别距离。
12.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：
使所述第一楔形棱镜旋转到第三位置中及使所述第二楔形棱镜旋转到第四位置中；及
通过所述第一楔形棱镜及所述第二楔形棱镜在第三方向上折射所述激光束。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述反射光为第一反射光，且所述方法进一步包括：
在与所述第三方向相反的方向上接收第二反射光；
通过所述第一楔形棱镜及所述第二楔形棱镜在与所述第一方向相反的方向上折射所述第二反射光；及
通过所述单片LIDAR收发器接收所述第二反射光。
14.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：
通过锥体镜在第三方向上反射所述激光束。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第三方向与所述第一方向成直角加或减30度。
16.一种单片LIDAR收发器，其包括：
激光器，其经配置以产生激光束及发射所述激光束；
光电二极管，其耦合到所述激光器，且所述光电二极管经配置以接收反射光；及
脉冲整形器，其经配置以将所述激光束和所述反射光脉冲整形。
17.根据权利要求16所述的单片LIDAR收发器，其中光电二极管是雪崩二极管。
18.根据权利要求16所述的单片LIDAR收发器，其进一步包括计时电路，所述计时电路经配置以确定包括发射所述激光束与接收所述反射光之间的时间量的飞行时间。
19.根据权利要求18所述的单片LIDAR收发器，其进一步包括处理电路，所述处理电路经配置以基于所述飞行时间识别距离。
20.根据权利要求16所述的单片LIDAR收发器，其中所述激光器是垂直腔面发射激光器VCSEL。
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