CN110770600B - 分布式光检测和测距（lidar）管理*** - Google Patents

Abstract

本文公开的是用于实现具有管理***(例如，控制器)的分布式传感器(LIDAR)***的技术，该管理***控制分布式传感器***中的多个传感器并与多个传感器接口。代表性管理***可以控制操作状态(例如，通电、复位、过电流保护等)、操作模式(例如，与各种性能级别相对应的模式)等。管理***可以将来自各个传感器的独立的输出组合成组合输出(例如，点云)。管理***可以辅助传感器的安装、管理传感器的自检和/或自校准或其组合。

Description

分布式光检测和测距(LIDAR)管理***

技术领域

本技术总体***管理，并且更具体地，涉及管理光检测和测距(LIDAR)应用中的相关部件、装置、过程和技术。

背景技术

随着载具不断提高的性能和成本的降低，许多载具(例如，自主自动驾驶载具、被配置为执行计算机辅助操作或自动驾驶操作的载具、无人飞行器(UAV)、和/或其它自主移动装置)现在被广泛用于许多领域中。例如，UAV经常被用于农作物监视、不动产摄影、建筑物和其他结构的检查、消防和安全任务、边境巡查以及产品交付等。同样，道路载具现在被配置为自主执行平行停车操作，并且在一些受限的环境中，进行完全自主驾驶。

对于障碍物检测以及其他功能，为这些载具配备有障碍物检测和周围环境扫描装置是有益的。因为光检测和测距(LIDAR，也称为“光学雷达”)可以在几乎所有天气条件下工作，因此LIDAR是一种可靠且稳定的检测技术。传统LIDAR装置通常在尺寸上很大且很昂贵，因为传统LIDAR装置均被配置为提供围绕载具的完整的360°视图。通常，许多LIDAR/雷达***包括设置在载具的顶端上的旋转发射器/接收器。这样的传统设计可能限制测量范围的宽度，除非LIDAR/雷达在载具上被安装得很高，这可能负面地影响载具的外观。因此，仍然需要用于实现由自主载具和其他物体承载的LIDAR扫描模块的改进技术和***。

发明内容

以下概述为了读者的方便而提供，并且指出所公开的技术的几个代表性实施例。一种用于检测移动平台周围的环境的代表性***包括：

(1)多个距离测量装置(例如，包括一个或多个LIDAR装置)，各个距离测量装置在对应的不同位置被耦接至移动平台(对应的不同位置例如是移动平台的对应的不同位置，以下中的两项或更多项：上部、下部、前部、后部、中心部分或侧部)，其中，各个距离测量装置被配置为：生成表示移动平台和环境的特征之间的距离的对应的各个距离测量数据集合(例如，与各个不同的参考坐标系相对应的点云数据)；以及

(2)控制器，所述控制器被耦接至所述多个距离测量装置，其中，所述控制器包括：与外部计算装置的接口，并且其中，所述控制器被配置为：

(a)从多个距离测量装置接收各个距离测量数据集合，

(b)基于各个距离测量数据集合(例如，基于将各个距离测量数据集合转换到单个参考坐标系中，基于载具速度和/或数据时间戳来同步至少一些距离测量数据集合)来计算组合距离测量数据集合，所述组合距离测量数据集合表示移动平台周围的环境的至少一部分，并且比各个距离测量数据集合覆盖更大的视场，

(c)经由所述接口向外部计算装置传送所述组合距离测量数据集合，从至少一个距离测量装置接收状态数据(例如，针对至少一个距离测量装置的电力数据或错误数据中的一个或多个)，

(d)响应于所述状态数据发送控制信号，接收指示所述移动平台或所述环境中的一个或多个的状态的上下文数据，和/或

(e)响应于所述上下文数据，向所述多个距离测量装置发送模式切换信号，其中，所述模式切换信号使所述多个距离测量装置根据操作模式(例如，高性能模式、低性能模式、均衡性能模式、休眠模式或用户定义的定制模式)操作。

作为示例，当所述上下文数据指示所述移动平台是静态的和/或空闲的时，所述控制器可以发送使所述多个距离测量装置以低性能模式或休眠模式操作的模式切换信号。作为另一示例，当所述上下文数据指示所述移动平台在高复杂度环境中和/或在高速度操作时，所述控制器可以发送使所述多个距离测量装置以高性能模式操作的模式切换信号。在一些情况下，可以基于(例如，经由初始或并行处理例程)初始处理传感器数据来计算所述移动平台的速度。

在一些实施例中，所述控制器可以包括印刷电路板(PCB)，所述印刷电路板具有附接在其上的处理电路、控制中枢、数据中枢、一个或多个接口或其组合。所述控制中枢可以被配置为：向所述多个距离测量装置传送一个或多个控制信号、一个或多个状态数据、或其组合，或者从所述多个距离测量装置接收一个或多个控制信号、一个或多个状态数据、或其组合。所述数据中枢可以被配置为：从所述多个距离测量装置中的每个距离测量装置接收并处理各个距离测量数据集合。所述处理电路可以被配置为：控制所述控制中枢和/或数据中枢。所述控制器还可以被配置为：基于所述各个距离测量数据集合，计算表示所述移动平台周围的环境的至少一部分的组合距离测量数据集合。所述接口中的一个或多个可以向外部计算装置传送所述组合距离测量数据集合。所述控制器还可以被配置为：接收并处理包括针对所述至少一个距离测量装置的电力数据或错误数据中的一个或多个的状态数据。所述控制器还可以从被耦接至所述移动平台的至少一个其他传感器(例如，GPS传感器、IMU、立体视觉相机、气压计、温度传感器或旋转编码器)接收并处理传感器数据。在一些情况下，与所述控制器相关联的移动平台可以是无人载具、自主载具或机器人。

在一个或多个实施例中，所述***可以包括电源和多个保护电路，其中，各个距离测量装置经由对应的各个保护电路连接至电源。所述状态数据可以包括电力数据，所述电力数据还可以包括在所述至少一个距离测量装置处的电压值和/或在电源和所述至少一个距离测量装置之间的电流值。如果所述电流值超过门限值，则所述控制信号可以被发送至对应的保护电路，以使所述保护电路将所述至少一个距离测量装置从电源断开。在一些情况下，所述状态数据可以包括指示所述至少一个距离测量装置是否处于错误状态的错误数据(例如，温度数据、电压数据或自检数据中的一个或多个)。如果所述错误数据指示所述至少一个距离测量装置处于错误状态，则所述控制信号可以被发送至所述至少一个距离测量装置，以使所述至少一个距离测量装置重启。在一些实施例中，为了减小与启动所述多个距离测量装置相关联的瞬时电流峰值，所述***可以被配置为：通过在另一距离测量装置之前启动所述至少一个距离测量装置(例如，给所述至少一个距离测量装置上电)，针对多个距离测量装置实现交错的启动序列。

在一些实例中，所述控制器、电源和/或多个保护电路可以针对所述距离测量装置中的一个或多个设置优先级顺序。例如，对于主要沿正向行进的道路载具，前向LIDAR可以比侧向和/或后向LIDAR装置被给予更高的优先级。因此，当异常事件发生(例如，低电力/燃料)时，所述控制器、电源和/或多个保护电路可以根据优先级操作所述距离测量装置，以确保持续的航行/行进。因此，当电源提供的电压低于门限水平时，所述控制器可以关闭具有较低优先级的距离测量装置。当电压回到操作水平(例如，大于门限水平)时，所述控制器可以恢复或重启所述距离测量装置。

在一些实施例中，所述控制器可以确定所述距离测量装置的操作状态。所述控制器可以监视或测量在各个端口/连接处的电流/电力消耗，以确定操作状态。例如，在对应端口/连接处的电流水平超过预定门限时，所述控制器可以确定操作状态以指示电机正接近其操作寿命的终点。响应于所述确定，所述控制器可以向操作者传送警报(例如，经由用户接口)，使得可以采取补救动作。

一些实施例提供了，***被配置为辅助多个距离测量装置(例如，LIDAR传感器)中的一个或多个。所述***可以检测在多个各自不同的安装位置处被安装在移动平台上的各个距离测量装置的各个安装位置，检测各个距离测量装置的对应的各自的安装状态，其中，各自的安装状态表示对应的距离测量装置是否被正确地安装在移动平台上；和/或经由图形用户界面显示针对所述距离测量装置的安装位置和安装状态。在一些情况下，所述***可以辅助LIDAR传感器在附接至移动平台的安装支架上的预定位置处的安装或直接在移动平台上的安装。在一些情况下，所述***可以辅助LIDAR传感器的定制安装(例如，在安装支架和/或移动平台的主体上的用户定义的位置处)。所述***可以基于用户输入、自校准数据、位置/朝向中的变化、或其组合来检测安装位置。基于所述安装，所述***可以基于从所述距离测量装置接收的自检数据来检测所述安装状态。在一些情况下，GUI可以被用于显示表示移动平台上对应的多个安装位置的多个视觉元件。每个视觉元件可以包括显示以下的一个或多个指示符：(1)对应的安装位置处的距离测量装置被正确地安装，(2)对应的安装位置处的距离测量装置被不正确地安装，或(3)在对应的安装位置没有安装距离测量装置。所述控制器可以被配置为：向至少一个距离测量装置发送控制信号，其中，所述控制信号使所述至少一个距离测量装置基于所述至少一个距离测量装置的安装状态输出通知(例如，视觉通知、音频通知、和/或触觉通知)。

在一个或多个实施例中，所述***可以被配置为：执行产生针对所述多个距离测量装置的多个校准参数(例如，针对各个距离测量装置的位置信息和朝向信息)的白校准过程。所述校准参数可以基于以下计算：观察移动平台周围的已知环境(例如，如通过将移动平台移动至多个预定位置)，从所述多个距离测量装置获得对应的多个校准数据集合，基于所述多个校准数据集合来计算组合校准数据集合，和/或基于所述组合校准数据集合确定多个校准参数。一旦计算出校准参数，所述校准参数就可以被用于基于所述多个校准参数将所述多个距离测量数据集合转换到单个参考坐标系中。

又一个实施例包括制造上述装置的任意和所有组合的方法。不同的实施例包括操作如上文所述的***或其中的装置/部分的任意或所有组合的方法(例如，包括在存储器中存储并且一个或多个处理器可执行的指令)。

附图说明

图1是具有根据本技术的一个或多个实施例布置的元件的代表性***的示意图。

图2是根据本技术的一个或多个实施例配置的控制器的功能框图。

图3是根据本技术的实施例配置的控制器的数据链路的框图。

图4是用于管理根据本技术的实施例布置的分布式感测***的操作的流程图。

图5是根据本技术的实施例配置的图形用户界面的示意图。

图6是用于校准根据本技术的实施例布置的分布式感测***的过程的流程图。

图7是用于根据本技术的实施例布置的分布式感测***的校准过程的流程图。

具体实施方式

能够独立检测障碍物和/或自动参与避让操作对于自主载具(例如，具有计算机辅助操作特征的完全自主载具或部分自主载具)是重要的。由于光检测和测距(LIDAR)几乎可以在所有的天气条件下工作，所以LIDAR是一种可靠而稳定的检测技术。此外，与仅可以在两个维度上感测周围环境的传统图像传感器(例如，相机)不同，LIDAR可以通过检测物体的深度或距离、和/或反射性来获得三维信息。为了便于之后的讨论，示例类型的LIDAR的基本工作原理可以被理解如下：首先，LIDAR***发射光信号(例如，脉冲激光)；随后，LIDAR***检测反射的光信号，测量在光被发射时和反射光被检测到时之间经历的时间，并根据时间差计算反射物体的距离。可以基于时间差和估计的光速来计算到周围物体的距离，例如，“距离＝(光速×飞行时间)/2”。利用诸如发射光的角度之类的附加信息，可以通过LIDAR***来获得周围环境的三维信息。在一些实施例中，LIDAR***可以测量物体的反射率，识别物体的材料，和/或初步识别物体(例如，识别为载具的周围环境中存在的人、载具、道路标记、树木和/或其他物体)。

传统LIDAR***通常包括设置在载具的顶部上(例如，顶端上)的旋转发送器和/或发射器。对于更宽的测量范围和更全面的测量角度，旋转发送器/发射器被设置或提升至高于载具。由于提升了载具的重心，这种配置通常不利地影响载具的外观和/或机动性。

因此，目前的技术提出用于实现分布式传感器***(例如，分布式LIDAR***)的技术，以实现对外部环境的感知。代替扫描载具周围的连续区域(例如，围绕载具高达360°)的一个中心传感器(例如，旋转发送器和/或发射器)，分布式LIDAR***可以包括多个LIDAR扫描器的集合，每个LIDAR扫描器具有较小的/有限的扫描范围，所述多个LIDAR扫描器被设置成组合以扫描载具周围的连续区域。分布式LIDAR扫描器可以被安装在载具周围(例如，嵌入载具的外部壳体中或使用附接的框架或底座安装)，由此消除架高的中心扫描器，同时仍然提供宽的测量范围和全面的测量角度。

为了把独立传感器的集合操作为单个单元，分布式传感器***可以包括中心管理***(例如，包括诸如一个或多个处理器之类的数据处理电路的控制器)，该中心管理***被配置为统一传感器集合上的数据接口、协调独立传感器的操作和/或设置、和/或提供其他功能。例如，中心管理***可以被配置为：汇总来自分布式传感器的传感器数据，使得外部接口可以把来自中心管理***的汇总后的传感器数据视为来自单个LIDAR装置的输出。因此，中心管理***可以执行传感器输出转换、协调点云计算、和/或拼合以汇总传感器数据。作为另一示例，中心管理***可以被配置为：例如通过提供通电和断电控制、短路保护、故障检测和/或操作模式管理来提供分布式LIDAR传感器的电力管理。在一些实施例中，中心管理***可以被配置为：检测传感器相对于载具的安装、位置、朝向和/或其他物理特性。在一些实施例中，中心管理***可以被配置为校准传感器。基于中心管理***，载具的其他消费***/装置(例如，板载计算机、操作***和/或载具电力管理***)可以以与其他集中式LIDAR***相同的方式来与分布式LIDAR传感器交互。

在以下描述中，仅出于说明性目的，使用自主载具的示例来解释可以使用比传统的LIDAR更小且更轻质的分布式LIDAR***实现的各种技术。在其他实施例中，这里描述的技术适用于其他合适的扫描模块、载具或两者。例如，尽管结合这些技术描述的一个或多个附图示出了载人汽车，但是在其他实施例中，这些技术以类似的方式适用于其他类型的可移动物体，包括但不限于UAV、手持式装置或机器人。在另一示例中，尽管这些技术特别适用于LIDAR***，但在其他实施例中其他类型的距离测量传感器(例如，使用其他类型的激光器或发光二极管(LED)的雷达和/或传感器)也可以适用。

在下文中，阐述了许多具体细节以提供对当前公开的技术的透彻理解。在其他实施例中，在此介绍的技术可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例中，为了避免不必要地模糊本公开，没有详细描述诸如具体制造技术之类的众所周知的特征。在本说明书中对“实施例”、“一个实施例”等的引用表示所描述的特定特征、结构、材料或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，本说明书中这些短语的出现不一定都指相同的实施例。另一方面，这些引用也不一定是相互排斥的。而且，可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式来组合特定特征、结构、材料或特性。应理解，附图中示出的各种实施例仅仅是说明性的表示，并且不一定按比例绘制。

为了清楚起见，在下面的描述中没有阐述若干细节或过程，这些细节或过程是众所周知的并经常与自主载具以及对应的***和子***相关联，但这些细节或过程可以不必要地模糊所公开的技术的一些重要方面。而且，尽管以下公开阐述本技术的不同方面的若干实施例，但是若干其他实施例可以具有与本部分中所描述的配置或部件不同的配置或不同的部件。因此，所公开的技术可以具有其他实施例，这些其他实施例具有附加元件或者不具有下面描述的若干元件。

以下描述的本公开的许多实施例可以采取计算机可执行指令或控制器可执行指令的形式，包括由可编程计算机或控制器执行的例程。相关领域的技术人员将认识到，所公开的技术可以在除以下所示和所述的那些计算机或控制器***之外的计算机或控制器***上实践。本文描述的技术可以体现在被专门编程、配置或构造为执行下面描述的一个或多个计算机可执行指令的专用计算机或数据处理器中。因此，本文中通常使用的术语“计算机”和“控制器”指任何数据处理器，并且可以包括互联网设备和手持装置(包括掌上计算机、可穿戴计算机、蜂窝或移动电话、多处理器***、基于处理器的或可编程的消费电子产品、网络计算机、微型计算机等)。由这些计算机和控制器处理的信息可以呈现在包括液晶显示器(LCD)在内的任何合适的显示介质上。用于执行计算机或控制器可执行任务的指令可以存储在任何合适的计算机可读介质中或其上，包括硬件、固件、或硬件和固件的组合。指令可以被包含在任何合适的存储装置中，包括例如闪存驱动器、USB装置和/或其它合适的介质。

本文可以使用术语“耦接”和“连接”及其派生词来描述部件之间的结构关系。应当理解，这些术语不旨在作为彼此的同义词。相反，在特定实施例中，“连接”可以用于指示两个或更多个元件彼此直接接触。除非在上下文中另外说明，否则术语“耦接”可以用于指示两个或更多个元件直接或间接地(其间具有其他中间元件)彼此接触、或者两个或更多个元件彼此协作或相互作用(例如，具有因果关系)、或两者。

本文中出于讨论的目的，术语“水平”、“水平地”、“竖直”或“竖直地”以相对的意义来使用，并且更具体地，相对于无人载具的主体来使用。例如，“水平”扫描意味着扫描平面总体上平行于由主体形成的平面的扫描，而“竖直”扫描意味着扫描平面总体上垂直于由主体形成的平面的扫描。

1.概述

图1是具有根据本技术的一个或多个实施例布置的元件的代表性***100的示意图。***100包括移动平台102(例如，自主或半自主载具，包括自动驾驶汽车、UAV和/或其他自主移动装置)，移动平台102具有附接或嵌入在其上的传感器104a-104c的集合(例如，具有有限扫描范围的LIDAR装置)。传感器104a-104c可以包括LIDAR发送器和/或接收器，所述LIDAR发送器和/或接收器被配置为检测围绕移动平台102的环境中的物体和/或表面的位置。传感器104a-104c可以具有覆盖移动平台102周围的唯一区域的对应视野106a-106c。传感器104a-104c中的每个传感器可以具有有限的且小于360°的视野。基于传感器104a-104c的不同布置和朝向，即使利用有限的视野106a-106c，传感器104a-104c的集合也可以提供移动平台102周围的全面扫描(例如，包括完整的360°扫描的连续视野、或选择预定的区域)。在一些实施例中，视野106a-106c可以重叠。

代表性***100可以包括可操作地被耦接至传感器104a-104c的控制器200。控制器200(例如，包括一个或多个处理器、印刷电路板(PCB)、和/或数字/模拟部件的电路)可以被配置为：作为管理传感器104a-104c的集合的操作的中心管理***工作。例如，控制器200可以被配置为：统一传感器集合上的数据接口和/或协调独立传感器的操作和/或设置。控制器200可以汇总来自传感器104a-104c的传感器输出，提供传感器104a-104c的电力管理和/或针对传感器104a-104c的其他管理功能。在一些实施例中，控制器200可以被配置为：检测传感器104a-104c相对于移动平台102的安装、位置、朝向和/或-其他物理特性。在一个或多个实施例中，控制器200可以被配置为：校准传感器104a-104c。

2.分布式传感器/LIDAR管理***

图2是控制器200a(例如，图1的控制器200)的功能框图，控制器200a被配置为根据本技术的一个或多个实施例管理分布式传感器的集合。控制器200a可以被可操作地与在图1的移动平台102的各处设置的n个传感器104a-104n(例如，类似于图1的传感器104a-104c)的集合、和/或外部计算装置210(例如，移动平台102的与传感器104a-104n交互的一个或多个子***)耦接。

例如，控制器200a可以包括传感器接口204a-204n的集合，每个传感器接口204a-204n被配置为与传感器104a-104n的集合通信。传感器接口204a-204n可以被配置为：在控制器200a和传感器104a-104n之间传送传感器数据和调整、控制信息、和/或状态信息。传感器接口204a-204n还可以从电源206向传感器104a-104n提供电力。作为另一示例，控制器200a可以包括外部接口212，外部接口212被配置为：与移动平台102的载具电力管理***、自主操作***、和/或其他功能子***通信。外部接口212可以在控制器200a和外部计算装置210之间传送状态信息、命令、传感器信息、组合传感器输出、和/或其他与传感器相关的信息。

在与传感器104a-104n的集合交互时，控制器200a可以被配置为：管理供应给传感器104a-104n的电力。例如，控制器200a可以包括控制和数据处理电路202(例如，一个或多个处理器)，所述控制和数据处理电路202被配置为控制将电源206连接至传感器接口204a-204n的保护电路208a-208n的集合。保护电路208a-208n和/或传感器接口204a-204n可以包括一个或多个检测电路(例如，传感器)，所述一个或多个检测电路被配置为测量被供应给对应的传感器接口的电压、电流、电力和/或其他与能量相关的参数。控制和数据处理电路202可以从保护电路208a-208n接收测量结果(例如，电流读数)，并将该值与一个或多个门限值比较。当该测量结果在由门限值定义的操作水平或范围之外时，控制和数据处理电路202可以向对应的保护电路和/或传感器接口发送中断命令。在一些实施例中，保护电路208a-208n和/或传感器接口204a-204n可以各自包括可以基于中断命令打开的电力开关。在一些实施例中，中断命令可以被传送至对应的传感器，对应的传感器可以基于中断命令进入待机模式或关闭模式。因此，控制和数据处理电路202可以控制电力连接，以在一些场景中保护传感器和/或整个***免于烧毁。在一些实施例中，控制器200a可以在保护电路208a-208n中包括电流限制芯片、保险丝或断路器和/或其他保护电路/部件以提供电力控制。

在一些实施例中，控制和数据处理电路202可以被配置为：例如通过发出重启命令或通过循环电力来重启传感器104a-104n中的一个或多个。在一些实施例中，控制和数据处理电路202可以被配置为：例如通过交错传感器104a-104n的启动操作来管理***启动。当传感器被上电时，供电电流可能比其他时间大(例如，瞬时尖峰)。当电力被接通时，电力链路上的电容器可以充电且电流可以增大。因此，为了减少***的最大电流汲取，控制和数据处理电路202可以依次对传感器104a-104n上电，而不是执行同时上电。

此外，控制器200a可以被配置为管理传感器104a-104n的功能。例如，控制和数据处理电路202可以被配置为：确定和控制传感器104a-104n的操作状态/模式。在一些实施例中，控制和数据处理电路202可以向传感器104a-104n发送状态查询指令，并且随后接收并跟踪针对传感器104a-104n中的每个传感器的状态应答(例如，针对操作模式和/或故障或错误状态)。

在一些实施例中，控制和数据处理电路202可以基于电流汲取读数来确定传感器104a-104n的操作模式。例如，在休眠或待机模式下传感器可以汲取最小电流。此外，传感器可以以不同性能模式(例如，高或最大性能模式、低或最小性能模式、和/或一个或多个均衡或中间性能模式)操作，不同性能模式汲取成正比例的电流量。因此，为了确定传感器的操作模式，控制和数据处理电路202可以比较电流汲取读数和作为不同操作模式的特性的门限范围。

各种用例和应用可以基于控制多个传感器104a-104n的控制和数据处理电路202实现或实施。例如，不同性能模式(例如，高速驾驶模式、低速驾驶模式、高速公路导航模式等)可以与针对传感器104a-104n的设置的不同数量/组合相关联。每个性能模式可以根据传感器104a-104n的感测方向与针对传感器104a-104n的特定设置(例如，开/关状态、采样速率等)相关联---。因此，根据与性能模式相关联的上下文，控制和数据处理电路202可以均衡功耗、噪声和检测结果。

此外，控制器200a可以被配置为：根据移动平台102的上下文(例如，不同操作条件或状态、操作环境、和/或与载具/环境相关联的其他状况/形势)控制或调整操作模式。例如，类似于操作模式，控制和数据处理电路202可以确定(例如，经由定期发生的查询和接收、通过开放数据流和/或其他合适的技术)移动平台102的操作状态或条件和/或周围环境。控制和数据处理电路202可以确定当前速度、当前操作、制动或传动状态、当前位置、剩余的***电力、和/或载具的其他操作状态或条件。此外，控制和数据处理电路202可以确定道路条件、穿过的道路的类型和/或与周围环境相关联的其他信息。控制和数据处理电路202可以基于移动平台102的操作状态或条件来调整传感器104a-104n中的一个或多个的操作模式。

在一些实施例中，当载具正在运行但不处于正常状态中、速度读数为零、和/或载具的其他特性处于停驻状态时，控制和数据处理电路202可以将传感器104a-104n的操作模式设置为休眠/待机模式。当载具处于正常状态中、接收到路线或目的地、和/或载具在移动或将移动的其他指示时，控制和数据处理电路202可以命令传感器104a-104n进入主动扫描模式。类似地，控制和数据处理电路202可以调整操作模式以随载具速度的增加(例如，基于比较载具速度和基于速度的触发)而提高性能。在一些情况下，基于来自载具的表示存在行人或行人增加的确定或指示(例如，在峰值通勤时间期间、大众喜爱的位置)和/或与行人的数量相关联的其他指示符，控制和数据处理电路202可以调整操作模式以提高性能。在一些实施例中，根据与位置(例如，载具在停止灯处停止时比载具在更复杂的环境中时(例如，学校区域或繁忙的十字路口)需要更低的性能)、时间(例如，午餐时间和峰值通勤时间需要提高的性能)、识别出的上下文(例如，接近施工区域、和/或检测到前方事故)相关联的其他信息或指示，控制和数据处理电路202可以调整操作模式。

在一些实施例中，根据由载具执行的操作，控制和数据处理电路202可以调整操作模式。例如，控制和数据处理电路202可以提高匹配行驶方向的前向传感器和后向传感器的性能。在另一个示例中，控制和数据处理电路202可以提高与即将发生的转弯相对应的侧向传感器或对角向传感器的性能。

在一些实施例中，当传感器输出与门限距离内的已知物体(例如，针对行人或其他载具)匹配时，控制和数据处理电路202可以暂时提高性能。在一些实施例中，当传感器输出指示物体在门限距离内时，控制和数据处理电路202可以暂时提高性能。

在一些实施例中，控制和数据处理电路202可以调整操作模式以管理电力消耗。例如，当载具数据或条件没有指示任何极端条件时，控制和数据处理电路202可以命令传感器以适当的中间模式操作。作为另一示例，当***电力低于门限水平时，控制和数据处理电路202可以降低传感器性能(例如，作为一组载具调整的一部分)。

此外，在一些实施例中，控制器200a可以被配置为：根据载具数据进一步执行针对传感器104a-104n的电力管理。例如，根据载具开/关状态、停车或传动状态、和/或其他上下文确定，控制和数据处理电路202可以控制传感器104a-104n的电力状态(例如，传感器开/关、主动模式或待机/休眠模式和/或其他操作模式)。当控制和数据处理电路202确定移动平台102关闭、停驻和/或其他上下文指示符时，控制和数据处理电路202可以断开电力连接，命令传感器进入待机/休眠模式、和/或执行其他相关动作。

在与外部计算装置210交互时，控制器200a可以被配置为：组合或汇总来自独立的传感器104a-104n的集合的传感器数据。在一些实施例中，控制和数据处理电路202可以在其中包括数据汇总电路，该数据汇总电路被配置为汇总LIDAR数据并且通过外部接口212向外发送。例如，数据汇总电路可以被配置为：基于组合独立的点云来生成组合点云，每个独立的点云与LIDAR传感器相对应。因此，数据汇总电路可以提供单个LIDAR数据集合，例如，来自单个转动LIDAR***。基于数据汇总电路，移动平台102可以与分布式传感器***交互，该交互与其同转动LIDAR***交互相同，无需协议、硬件、软件等上的任何调整。

图3是根据本技术的实施例配置的控制器200b(例如，图1的控制器200)的数据链路的框图。控制器200b可以包括主控制电路252，主控制电路252被配置为控制控制器200b和传感器104a-104n、外部计算装置210等之间的通信。例如，主控制电路252(例如，图2的控制和数据处理电路202内的电路或被连接至图2的控制和数据处理电路202的电路)可以被配置为：控制连接和数据通信，包括从所连接的传感器收集数据。在一些实施例中，主控制电路252可以被配置为：控制与其他可扩缩装置(例如，GPS、IMU等)的连接。

主控制电路252可以可操作地耦接至控制中枢254、数据中枢256等。控制中枢254可以包括电路，该电路被配置为与外部计算装置210和/或传感器104a-104n传送控制信号、命令、状态、应答等。数据中枢256可以包括电路，该电路被配置为与传感器104a-104n、外部计算装置210等传送数据。所述中枢(例如，控制中枢254、数据中枢256等)可以被配置为：针对来自外部计算装置210和/或主控制电路252的控制命令识别指定的目标。基于目标的识别，所述中枢可以向指定的目标分配控制命令或向指定的目标路由控制命令。

通过独立接口(例如，数据接口260a-260n和/或控制接口262a-262n)，控制器200b可以可操作地耦接至传感器104a-104n中的每个传感器，使得每个传感器是独立的(例如，用于最小化传感器之间的干扰并确保稳定的数据带宽)。例如，控制中枢254可以可操作地耦接至控制接口262a-262n，并且数据中枢256可以可操作地耦接至数据接口260a-260n。数据接口260a-260n可以是图2中的传感器接口204a-204n的一部分，传感器接口204a-204n被配置为向对应的传感器传送数据/从对应的传感器接收数据。控制接口262a-262n可以是传感器接口204a-204n的一部分，传感器接口204a-204n被配置为：向对应的传感器传送控制、命令、状态、应答等，或者从对应的传感器接收控制、命令、状态、应答等。

数据链路可以包括部件之间的(例如，控制器200b内的、控制器200b与外部计算装置210和/或传感器104a-104n等之间的)有线连接(例如，以太网连接、有线总线、双绞线等)或无线连接(例如，WIFI、蓝牙等)。数据链路可以基于一个或多个通信结构或协议，例如，IP协议、以太网协议等。在一些实施例中，控制器200b可以经由以太网被连接至传感器104a-104n。控制器200b可以相应地将IP地址分配给传感器104a-104n中的每个传感器，建立/保持与传感器104a-104n中的每个传感器等的连接。装置(例如，控制器200b或其中的一部分、传感器104a-104n等)可以发送和接收用于传送命令、状态、有效载荷数据(例如，传感器输出)等的网络分组。

例如，基于根据不同硬件接口将IP地址初始动态地分配给传感器104a-104n中的每个传感器，控制器200b(例如，其中的主控制电路252、控制中枢254、数据中枢256等)可以与传感器104a-104n建立连接。一旦分配了IP地址，控制器200b就可以从传感器获得(例如，经由查询或识别命令)基本或初始的信息集合，例如，序列号、硬件版本和/或标识符、固件版本和/或标识符、和/或其他标识符。控制器200b还可以向传感器发送控制信息，例如，控制器200b的IP地址、数据端口和/或控制端口。控制器200b可以通过数据端口(例如，数据接口260a-260n)从传感器获得(例如，经由开放数据流或周期性查询)传感器输出数据。控制器200b可以通过控制端口(例如，控制接口262a-262n)获得状态信息(例如，温度、工作模式、错误代码等)。控制器200b还可以通过心跳包(例如，公共时钟或定时信号)保持与传感器的连接。

如图3中所示和上文描述的，控制器200b可以根据硬件接口将IP地址和端口号分配给传感器104a-104n中的每个传感器，而无需用于连接各个传感器的任何交换机/路由器。诸如SN编码之类的信息可以在通信期间自动获取，并且每个硬件端口不需要绑定至特定的LIDAR传感器，使得不同装置可以被完全替换。

在一些实施例中，控制器200b可以与外部计算装置210(例如，主机计算机)建立以太网连接。控制器200b可以申请IP地址，并且网络中的DHCP服务器可以将IP地址分配给控制器200b。控制器200b可以在IP地址分配之后广播SN码。在接收广播之后，外部计算装置210(例如，主机计算机)可以对外部计算装置210的IP地址、控制端口和数据端口进行应答。控制器200b可以向外部计算装置210发送传感器104a-104n的集合的组合传感器数据(例如，点云数据)。控制器200b还可以实时地响应由外部计算装置210发送的控制请求。在发送组合传感器数据的过程中，控制器200b(例如，图2的主控制电路252、控制和数据处理电路202、数据中枢256等)可以从每个传感器获取LIDAR数据分组或点云数据。在组合传感器输出时，由每个传感器发送的数据可以基于数据聚合、缓冲、处理、重组、转发等被汇总。控制器200b可以基于坐标变换、同步时间戳转换等，执行数据融合。

在一些实施例中，在获取点云的同时，控制器200b可以从每个传感器请求状态数据。控制器200b可以分析状态数据以获得每个传感器的工作状态。在操作期间，当某个传感器具有异常工作状态时，控制器200b可以实现强制重启(例如，经由复位命令、电力循环等)以修复传感器的错误工作状态。当某个传感器的异常工作状态不能被消除时，控制器200b可以改变一个或多个传感器的扫描模式、扫描频率等，由此提高其他工作传感器的工作频率，以弥补问题传感器的负面效果。

作为数据处理和/或状态分析的示例，图4是用于管理根据本技术的实施例布置的分布式感测***的操作400的流程图。图4可以示出用于检测移动平台周围的环境的示例方法。-管理操作400可以被用于操作图1的控制器200(例如，图2的控制器200a、图3的控制器200b等)或其中的一个或多个部件以控制图2的传感器104a-104n、与图2的外部计算装置210交互等。

在框410处，控制器200可以从传感器104a-104n的集合接收多个距离测量数据集合。在一些实施例中，传感器104a-104n中的每个传感器可以例如通过开放数据流向控制器200连续地输出传感器数据。在一些实施例中，传感器104a-104n中的每个传感器的可以向控制器200周期性地输出传感器数据而无需来自其他装置的任何提示。在一些实施例中，控制器200可以周期性地发送查询或报告命令，所述查询或命令提示传感器104a-104n报告传感器数据。输出传感器数据可以通过对应的数据接口、数据中枢256、连接部件的数据链路和/或任何其他部件被传送。

在框420处，控制器200(例如，数据中枢256、主控制电路252、控制和数据处理电路202等)可以基于多个距离测量数据集合来计算组合距离测量数据集合。控制器200可以组合每个传感器基于相对于图1中的移动平台102的区域或方向输出的独立点云。换言之，控制器200可以组合点云，使得组合距离测量数据集合表示载具周围的多个独立区域或连续环境/空间。例如，控制器200可以确定统一坐标***(例如，单个参考坐标系)，所述统一坐标***对围绕移动平台102的空间制图。控制器200还可以识别传感器中的每个传感器的参考位置或方向。控制器200可以计算针对每个传感器的转换函数，该转换函数将每个传感器的参考位置/方向(以及由此将传感器各自的参考坐标系)映射和转变到统一坐标***或同一地图。控制器200可以针对给定时间帧将转换函数应用于来自传感器的点云中的每个点云(例如，同步时间戳转换)，并组合转变后的结果，以计算组合距离测量数据集合(例如，组合点云)。在独立的步骤(未示出)，控制器200可以向外部计算装置210发送组合距离测量数据集合。

在框430处，控制器200可以从至少一个距离测量装置(例如，传感器104a-104n中的一个或多个)接收状态数据。在一些实施例中，传感器可以被配置为：与传感器输出数据一起报告状态信息(例如，在不同的数据链路上同时、在之前或之后偏移一个持续时间等)。在一些实施例中，传感器可以被配置为：周期性地发送状态信息而没有任何提示。在一些实施例中，控制器200可以被配置为：发布查询或命令，该查询或命令提示传感器中的一个或多个传感器报告状态信息。

在框440处，控制器200(例如，数据中枢256、主控制电路252、控制和数据处理电路202等)可以响应于状态数据发送控制信号。控制器200可以分析接收到的针对任意异常的状态信息，例如，不期望的操作模式、错误代码、温度读数超过预定门限、电流读数超过门限等。控制器200可以被配置为(例如，经由分支语句(switch cases)、人工智能、和/或其他硬件/软件机制)发布匹配状态信息的命令。例如，控制器200可以在传感器报告异常时启动强制复位。作为另一示例，当对应的传感器报告超过门限条件的温度和/或电流汲取时，控制器200可以中断电力连接。

在一些实施例中，当相邻的传感器报告异常时，控制器200可以例如通过调整操作模式(例如，高性能模式、低性能模式、一个或多个中间性能模式、和/或任何其他模式)、采样参数(例如，采样频率、采样间隔、和/或其他参数)等，改变一个或多个传感器的性能级别。例如，不同的性能级别可以基于信号/脉冲功率或幅度、脉冲速率、脉冲频率、最大可测量距离、输出密度、滤波器复杂度等。因此，更高的性能模式相比于更低的性能模式可以提供提高的准确性和可靠性、增加的测量范围、附加的处理输出(例如，反射率的确定、物体的初步识别等)、点云内的附加的测量结果或数据点等。此外，在提供改进的输出和测量结果时，更高的性能模式相比于更低的性能模式可以消耗更多的电力或需要更多的处理资源。

在框450处，控制器200可以接收上下文数据，例如，移动平台102或其中的一部分的状态/条件、移动平台102执行的即将发生的或当前的操作、与载具位置相关联的位置或指示/代码、与围绕载具的空间中发生/存在的条件相关联的指示/代码等。在一些实施例中，控制器200可以通过开放数据流从外部计算装置210接收上下文数据。在一些实施例中，控制器200可以基于定期地提供的通信来接收上下文数据(即，无需提示或查询外部计算装置210)。在一些实施例中，控制器200可以被配置为：针对上下文数据，周期性地提示外部计算装置210。

在框460处，控制器200可以响应于上下文数据来发送模式切换信号。控制器200可以根据接收到的上下文数据来调整一个或多个传感器104a-104n的操作模式。在一些实施例中，控制器200可以基于载具状态发送信号。例如，当使用前进档时，控制器200可以发送信号以提高传感器的第一子集(例如，前向传感器)的性能和/或降低传感器的第二子集(例如，后向传感器)的性能，当使用后退档时，反之。作为另一示例，控制器200可以基于载具速度和/或刹车的应用来提高或降低传感器性能。

在一些实施例中，控制器200可以基于路线和/或操作信息来调整操作模式。例如，控制器200可以接收在时间或距离的门限量之内即将发生转弯的指示。基于即将发生的操作(例如，左转弯或右转弯、车道变化等)，控制器200可以提高与即将发生的操作相对应的传感器的子集的传感器性能(例如，对应转弯的左向传感器或右向传感器、盲点传感器和/或用于车道变化的侧传感器等)。

在一些实施例中，控制器200可以根据基于位置的指示来调整操作模式。例如，控制器200可以从载具中的子***(例如，路线选择***、自主驾驶***等)接收指示或码，指示载具停放在停车场或红灯处、正在通过学校区域或行人密集地区(例如，购物区或旅游场所)、施工区域、和/或其他上下文相关的位置。当载具停在停车场或停止灯处时，控制器200可以针对一个或多个传感器降低性能或命令待机模式。当载具在学校区域、行人密集地区、施工区域等中时，控制器200可以提高一个或多个传感器的性能。在生成或响应于基于位置的指示时，控制器200和/或载具子***可以考虑当前时间、历史数据等。

在一些实施例中，控制器200可以基于视觉信号或独立点云数据的初始分析来调整操作模式。例如，当(例如，如在数据中枢处分析的)传感器的点云数据表示距离载具在门限距离内的物体、或超过门限的物体的距离的变化速率时，控制器200可以提高传感器的性能。在其他示例中，当控制器200从视觉数据处理***接收到某个物体(例如，诸如施工或警告道路标记之类的特定的道路标记、行人等)的指示时，控制器200可以提高性能。

3.分布式传感器/LIDAR启动***

在一些实施例中，图2的控制器200可以包括应用软件工具包，该应用软件工具包被配置为辅助操作者安装/检查/检修和/或以其他方式支持传感器104a-104n的集合。例如，软件工具可以包括视觉用户交互功能(例如，GUI 500)、***配置功能、状态检测/显示功能、模式定义/切换功能、辅助安装功能、自检功能、自校准功能、和/或其他合适的功能。

图5是根据本技术的实施例配置的图形用户界面(GUI)500的示意图。GUI 500可以被配置为：提供与操作者的(例如，图1的移动平台102操作者/驾驶者、制造者或安装者、检修技术人员等)的视觉交互。GUI 500还可以允许用户选择和实现工具/功能中的一个或多个。

在一些实施例中，GUI 500可以被配置为：传送与安装传感器或(例如针对图2的传感器104a-104n中的一个或多个的)LIDAR相关联的-信息。在一些实施例中，GUI 500可以传送移动平台102上或各处安装的传感器或LIDAR的位置、状态、标识等。例如，GUI 500可以显示和/或接收安装状态502a-502e、位置指示符504a-504e、状态指示符506a-506e、标识信息508a-508e等。如由存在或不存在其他参数(例如，状态指示符506a-506e、标识信息508a-508e等)所示出的安装状态502a-502e--可以表示传感器是否被安装在或被检测到在特定的位置。位置指示符504a-504e可以表示对应的传感器相对于移动平台102的位置和/或朝向的描述。状态指示符506a-506e可以显示不同颜色(由图5中的阴影表示)以指示对应传感器的操作模式和/或所报告的状态(例如，错误、延迟应答等)。标识信息508a-508e可以包括标识对应的传感器/LIDAR装置的IP地址、部件或序列号等。

在一些实施例中，GUI 500可以辅助操作者安装(例如，直接附接至载具主体/底盘或直接附接至安装支架上、直接附接至用户预定的安装或位置上等)并且可操作地将传感器耦接至移动平台120。例如，传感器可以例如根据用于载具或预置安装支架的设计规范而被安装在已知位置或预定位置。GUI 500可以可视地显示在每个预定安装位置(例如，在接受器或传感器底座的位置)处的传感器的安装状态。如果用户在某个位置连接传感器，控制器200可以(例如，经由诸如通过发布IP地址和/或查询标识信息之类的注册过程)与已连接的传感器交互。接收到的标识信息可以被存储并且进一步根据对应的位置指示符而显示。

在一些情况下，装置中的一个或多个(例如，底座、安装传感器、已安装的传感器等)可以包括用于检测最佳安装状态(例如，使传感器的位置和/或朝向满足其门限范围)的功能。安装状态可以被传送至控制器200并且使用GUI 500显示为状态指示符。在一些实施例中，安装错误可以由控制器200和/或传感器基于分析来自传感器的初始点云或来自传感器集合(例如，包括与已安装的传感器或目标传感器相邻的传感器)的点云集合来确定。该分析类似于下文描述的校准操作，可以提供错误级别和/或错误方向。GUI 500可以通过状态指示符显示错误级别和/或方向，使得操作者可以相应地调整对应的传感器的布置和/或朝向。

代替预定位置，在一些实施例中，传感器可以被安装在载具各处的用户定义的位置(例如，定制位置)处。在这些情况下，GUI 500可以被配置为：接收与一个或多个传感器有关的预安装参数(例如，部件号、装置类型、最大/最小范围或其他操作参数等)。应用工具包可以根据预安装参数建议传感器中的每个传感器的位置和/或朝向。操作者可以例如通过同意建议或针对特定传感器指定用户自已的位置，经由GUI 500报告传感器的安装位置。在一些实施例中，操作者可以例如基于手工转动一个或多个传感器和/或将已知物体放置在载具各处的特定位置来安装传感器并提供环境的全面描述。应用工具包可以将来自传感器中的每个传感器的点云匹配到全面描述的部分，以自动地确定传感器中的每个传感器的位置/朝向。在检测用户指定/设置的传感器的位置/朝向之后，工具包可以以类似于上文描述的方式操作(例如，通过GUI 500显示针对已安装的传感器的标识信息、状态、已确定的位置等)。

图6是用于根据本技术的实施例布置的分布式感测***的代表性传感器安装过程600的流程图。图6示出了用于辅助用于移动平台的环境检测***(例如，分布式LIDAR***)的安装的示例方法。传感器安装过程600可以用于操作图1的控制器200、图2的控制器200a、图3的控制器200b、其中的一个或多个部件、或其组合，以辅助安装一个或多个传感器(例如，图2的传感器104a-104n中的一个或多个)。

在框610处，控制器200和/或工具包可以检测各个距离测量装置(例如，诸如LIDAR装置之类的传感器104a-104n)的各个安装位置(例如，与图5的标识信息508a-508e有关的图5的位置指示符504a-504e)。可以基于上述的一个或多个过程检测安装位置。例如，控制器200和/或工具包可以与操作者、各个传感器、在底座位置处的其他传感装置等交互，以(例如根据载具规范或安装架配置)检测在预定位置处的特定传感器的安装。另一个示例可以包括控制器200和/或工具包，控制器200和/或工具包与操作者、各个传感器等交互，以检测在用户定义位置或定制位置处的特定传感器的安装。

在框620处，控制器200和/或工具包可以检测各个距离测量装置各自的安装状态(例如，图5的状态指示符506a-506e)。例如，控制器200和/或工具包可以提示和/或接收来自已安装的传感器、操作者、其他安装/底座传感器等的报告，以检测其安装状态。在不同的示例实施例中，控制器200和/或工具包可以对照已知的模板分析从传感器中的一个或多个传感器接收到的点云，以检测所述一个或多个传感器的安装状态。

在框630处，控制器200和/或工具包可以经由GUI(例如，GUI 500)显示安装位置和安装状态。控制器200和/或工具包可以将传感器位置、传感器标识、安装状态等关联，以针对每个传感器生成并显示图5的各个安装状态502a-502e。

4.***测试和校准

在一些实施例中，图1的***100(例如，图1的控制器200、工具包、图2的传感器104a-104n等)可以被配置为：实现自检功能和/或校准功能。对于自检功能，控制器200或其中的一个或多个部件可以执行自检，以验证被测试的装置自身正按照预期操作。自检功能可以包括实现***100(例如，控制器200、工具包、传感器104a-104n等)中包括的自检例程，以测试控制器200和/或传感器104a-104n。自检功能还可以包括为操作者显示(例如，通过图5的GUI 500或不同GUI)自检结果(例如，作为图5的状态指示符506a-506e)。自检功能可以针对在离开生产厂之后或在安装厂的产品的初次使用而实现。另外，操作者(例如，载具所有者或用户)可以在任何时间启动自检或设置定期的自检程序。

对于校准功能，***100(例如，控制器200、工具包、传感器104a-104n等)可以规定每个传感器在大地坐标系中的位置和/或朝向。校准功能可以考虑用户的定制安装和对传感器位置/朝向的任何变化，它们可能在图1的移动平台102的定期操作和移动期间发生。校准功能可以包括自校准过程，自校准过程基于由传感器104a-104n收集的数据，而无需使用传感器/移动平台外部的任何检测装置。在一些实施例中，校准功能可以实现两个或更多个模式，所述两个或更多个模式包括与传感器集合和其他载具传感器相关联的多传感器自校准模式和联合自校准模式。

图7是用于校准根据本技术的实施例的分布式感测***的过程700的流程图。图7示出了用于自校准图1的***100(例如，用于图1的移动平台102)的图2的传感器104a-104n的示例方法。校准过程700可以使用整个***100或其中的一个或多个部分(例如，图1的控制器200、图2的外部计算装置210等)实现。

在框710处，***100可以例如通过使移动平台移动通过一系列位置/地点(position/location)和/或通过控制移动平台周围的场景/环境，将移动平台显露于一个或多个预定场景的集合。不同场景的显露可以基于围绕一个或多个轴线(例如，根据六轴线移动)转动/移动移动平台102和/或预定目标。例如，控制器200和/或外部计算装置(例如，移动平台102的自主驾驶***)可以使移动平台102穿过预定地点/位置或一系列预定地点/位置，例如，预定校准位置或路线。在一些实施例中，操作者可以将已知物体相对于移动平台102放置在一个或多个预定位置以再建预定位置/地点。作为示例，预定地点/位置可以包括至少20米乘20米的开放区域。预定地点/位置还可以包括所设置的数量(例如，10-20个)的预定物体。物体可以包括例如在预定位置/区域内的指定位置处的1米乘1米的方形校准板。在其他实施例中，移动平台102可以被放置在校准设施处，该校准设施提供用于校准的各种已知的场景或目标。

在框720中，***100可以获得与位置/地点的集合相对应的一个或多个数据集合。例如，当移动平台102被设置在预定位置/区域时或当移动平台102穿过预定地点/位置时，控制器200可以从传感器104a-104n获得传感器输出。移动平台102可以执行与校准过程相关联的预定操作集合。在一些实施例中，预定操作集合可以包括通过所设置的次数来转动载具360°。在执行特定的操作等之后，控制器200可以以特定的间隔收集云点。

在框730处，基于对应的数据集合，***100可以针对位置/地点中的每个位置/地点计算组合数据集合。例如，控制器200可以收集或识别点云，所述点云与相同的点戳相对应，并且把它们映射至统一坐标集。控制器200可以将与相同的时间戳相对应的转换后的点云的集合组合成单个点云，以生成针对对应的时间戳的组合校准数据集合。

在框740处，***100可以基于组合校准数据集合来计算校准参数的集合。例如，通过计算每个传感器在大地/统一坐标系中的位置和角度参数，控制器200可以执行自校准过程。在计算位置和角度参数之后，控制器200可以存储校准参数以融合来自多个传感器的点云数据输出。在一些实施例中，控制器200和/或工具包可以为操作者提供用于读取参数(例如，位置和角度参数)和/或修改参数的接口(例如，通过图5的GUI 500或不同GUI)。

在一些实施例中，***100可以基于上述传感器校准过程(例如，校准过程700)来执行联合校准过程。例如，联合校准过程可以包括如在上文描述的在框710处的移动平台穿越至/穿过一个或多个预定地点/位置。类似于针对框720的上述描述，***100可以在地点/位置处和/或在其处执行预定操作的集合的同时，从LIDAR传感器和其他传感器(例如，一个或多个相机、GPS电路、IMU等)获得感测到的输出。此外，类似于针对框730和/或框740的上述描述，***100可以处理或组合独立传感器输出，计算传感器中的每个传感器的位置/朝向等。

如上文所述的，与单个的360°LIDAR装置相比，包括多个独立的LIDAR装置的分布式传感器***改善了载具的美学。在一些情况下，通过减少与LIDAR装置相关联的任何扩展的长度，分布式传感器***可以提高载具的性能和安全性。例如，分布式传感器***可以降低或消除载具的主体的顶部上的任何结构(例如，如通常需要提高单个360°LIDAR装置)，由此降低载具的重心和提高载具的稳定性、转弯能力等。

在使用分布式传感器***(其包括多个不同的传感器装置)时，所述控制器(例如，用于分布式LIDAR***的管理***)可以作为一个单元或装置来管理和控制传感器集合。如上所述，控制器可以被配置为：管理每个传感器的操作(例如，电力状态、操作模式等)，并将来自每个传感器的独立的感测输出(例如，各个点云)组合成一个组合感测结果(例如，表示载具周围的360°环境的组合点云)。因此，由于控制器可以有效地将传感器集合集成为一个单元，分布式传感器***可以替换单个360°LIDAR装置而无需改变或更新载具***或软件。

而且，控制器可以根据载具上下文和相关的范围调整传感器的集合的性能水平和/或灵敏度。因此，控制器可以降低较不相关的范围的性能水平或灵敏度(例如，当载具正在向前行进时针对后向传感器)。例如与操作在载具周围(包括较不相关的区域)应用了相同的性能水平的单个360°LIDAR装置相比，基于载具的上下文的性能水平的方向控制由此可以提供足够和相关的传感器数据，同时减少总功耗和/或处理资源消耗。

5.结论

从上文中可以了解，为了说明的目的，本文已经描述了本技术的具体实施例，但是可以做出各种修改而不偏离本技术。在代表性实施例中，LIDAR装置和/或控制器可以具有除本文中具体示出和描述的配置以外的配置，包括其他半导体结构。本文描述的各种电路在其他实施例中可以具有其他配置，这些配置也产生本文描述的期望特性(例如，抗饱和)。

在特定实施例的上下文中描述的本技术的某些方面可以在其他实施例中被组合或排除。此外，尽管已经在本技术的某些实施例的上下文中描述了与这些实施例相关联的优点，但是其他实施例也可以表现出这些优点，并且并非所有实施例都需要显示出这些优点才能落入本技术的范围内。因此，本公开和相关技术可以涵盖未在本文中明确示出或描述的其他实施例。例如，虽然以给定的顺序呈现了过程或框，但是其他实施例可以以不同的顺序来执行具有多个步骤的例程或使用具有多个框的***，并且一些过程或框可以被删除、移动、添加、细分、组合、和/或修改，以提供备选方案或子组合。这些过程或框中的每一个可以以各种不同的方式来实现。而且，虽然过程或框有时被示为串行地执行，但是这些过程或框可以替代地并行执行，或者可以在不同的时间执行。此外，本文提及的任何特定数字仅是示例：备选实现方式可以采用不同的值或范围。

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Claims (40)

1.一种用于检测移动平台周围的环境的***，所述***包括：

多个距离测量装置，各个距离测量装置在对应的不同位置被耦接至所述移动平台，其中，所述各个距离测量装置被配置为：生成表示所述移动平台和所述环境的特征之间的距离的对应的各个距离测量数据集合；以及

控制器，所述控制器被耦接至所述多个距离测量装置，其中，所述控制器包括与外部计算装置的接口，并且其中，所述控制器被配置为：

从所述多个距离测量装置接收所述各个距离测量数据集合，

基于所述各个距离测量数据集合，计算表示所述移动平台周围的环境的至少一部分的组合距离测量数据集合，

经由所述接口将所述组合距离测量数据集合传送至所述外部计算装置，

从至少一个距离测量装置接收状态数据，其中，所述状态数据包括所述至少一个距离测量装置的电力数据或错误数据中的一个或多个，

响应于所述状态数据发送控制信号，

接收指示所述移动平台或所述环境中的一个或多个的状态的上下文数据，以及

响应于所述上下文数据，向所述多个距离测量装置发送模式切换信号，其中，所述模式切换信号使所述多个距离测量装置根据操作模式操作。

2.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器包括印刷电路板。

3.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器包括公共接口，所述公共接口用于将所述组合距离测量数据集合传送至外部计算装置。

4.根据权利要求1所述的***，其中，所述移动平台是无人载具、自主载具或机器人。

5.根据权利要求1所述的***，其中，所述多个距离测量装置包括至少一个LIDAR装置。

6.根据权利要求1所述的***，其中，所述不同位置包括以下中的两项或更多项：所述移动平台的上部、所述移动平台的下部、所述移动平台的前部、所述移动平台的后部、所述移动平台的中心部分或所述移动平台的侧部。

7.根据权利要求1所述的***，其中，所述各个距离测量数据集合包括点云数据。

8.根据权利要求1所述的***，其中，所述各个距离测量数据集合包括各个不同的参考坐标系，并且其中，所述控制器被配置为将所述各个距离测量数据集合转换到单个参考坐标系中。

9.根据权利要求1所述的***，其中，所述组合距离测量数据集合比所述各个距离测量数据集合覆盖更大的视野。

10.根据权利要求1所述的***，还包括电源和多个保护电路，其中，所述各个距离测量装置经由对应的各个保护电路与所述电源连接。

11.根据权利要求10所述的***，其中，所述电力数据包括所述电源和所述至少一个距离测量装置之间的电流值。

12.根据权利要求11所述的***，其中，如果所述电流值超过门限值，则所述控制信号被发送至对应的保护电路，以使所述保护电路将所述至少一个距离测量装置从所述电源断开。

13.根据权利要求1所述的***，其中，所述电力数据包括在所述至少一个距离测量装置处的电压值。

14.根据权利要求1所述的***，其中，所述错误数据指示所述至少一个距离测量装置是否处于错误状态。

15.根据权利要求14所述的***，其中，如果所述错误数据指示所述至少一个距离测量装置处于所述错误状态，则所述控制信号被发送至所述至少一个距离测量装置，以使所述至少一个距离测量装置重启。

16.根据权利要求1所述的***，其中，所述错误数据包括温度数据、电压数据或自检数据中的一项或多项。

17.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器被配置为针对所述多个距离测量装置实现交错的启动序列，其中，所述交错的启动序列包括在启动第二距离测量装置之前至少启动第一距离测量装置，以减小与启动所述多个距离测量装置相关联的瞬时电流峰值。

18.根据权利要求1所述的***，还包括耦接至所述移动平台的至少一个传感器，其中，所述控制器被配置为接收由所述至少一个传感器生成的传感器数据。

19.根据权利要求18所述的***，其中，所述至少一个传感器包括GPS传感器、IMU、立体视觉相机或旋转编码器。

20.根据权利要求1所述的***，其中，所述操作模式包括以下中的至少一项：高性能模式、低性能模式、均衡性能模式、休眠模式或用户定义的定制模式。

21.根据权利要求1所述的***，其中，所述上下文数据指示所述移动平台是静态的和/或空闲的，并且所述模式切换信号使所述多个距离测量装置以低性能模式或休眠模式操作。

22.根据权利要求1所述的***，其中，所述上下文数据指示所述移动平台在高复杂度环境中和/或以高速度操作，并且所述模式切换信号使所述多个距离测量装置以高性能模式操作。

23.一种用于检测移动平台周围的环境的方法，所述方法包括：

从在对应的不同位置被耦接至所述移动平台的多个距离测量装置接收表示所述移动平台和所述环境的特征之间的对应距离的对应的多个距离测量数据集合；

基于所述多个距离测量数据集合，计算表示所述移动平台周围的环境的至少一部分的组合距离测量数据集合；

从至少一个距离测量装置接收状态数据，其中，所述状态数据包括所述至少一个距离测量装置的电力数据或错误数据中的一个或多个，以及

响应于接收所述状态数据，发送控制信号；

接收指示所述移动平台或所述环境中的一个或多个的状态的上下文数据；以及

响应于所述上下文数据，向所述多个距离测量装置发送模式切换信号，其中，所述模式切换信号使所述多个距离测量装置根据操作模式操作。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述多个距离测量装置包括至少一个LIDAR装置。

25.根据权利要求23所述的方法，其中，所述多个距离测量数据集合包括点云数据。

26.根据权利要求23所述的方法，其中，所述多个距离测量数据集合包括对应的多个不同的参考坐标系，并且其中，所述方法还包括将所述多个距离测量数据集合转换到单个参考坐标系中。

27.根据权利要求26所述的方法，还包括：

接收针对所述多个距离测量装置的对应的多个校准参数；以及

基于所述多个校准参数，将所述多个距离测量数据集合转换到所述单个参考坐标系中。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述多个校准参数包括针对各个距离测量装置的位置信息和朝向信息。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述多个校准参数是根据以下方法计算的：

将所述移动平台移动至多个预定位置，

从所述多个距离测量装置获得对应的多个校准数据集合，

基于所述多个校准数据集合来计算组合校准数据集合，以及

基于所述组合校准数据集合来确定所述多个校准参数。

30.根据权利要求23所述的方法，其中，所述状态数据包括电力数据，并且电力数据包括电源和所述至少一个距离测量装置之间的电流值。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，如果所述电流值超过门限值，则所发送的控制信号使所述至少一个距离测量装置从所述电源断开。

32.根据权利要求23所述的方法，其中，所述状态数据包括所述错误数据，并且所述错误数据指示所述至少一个距离测量装置是否处于错误状态。

33.根据权利要求32所述的方法，其中，如果所述错误数据指示所述至少一个距离测量装置处于所述错误状态，则所发送的控制信号使所述至少一个距离测量装置重启。

34.根据权利要求23所述的方法，还包括：

从被耦接至所述移动平台的至少一个传感器接收传感器数据；以及

基于所述传感器数据和所述多个距离测量数据集合来计算所述组合距离测量数据集合。

35.根据权利要求34所述的方法，还包括：基于所述传感器数据来计算所述移动平台的速度。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述多个距离测量数据集合中的至少一些是在不同时间获得的，并且其中，所述方法还包括：基于所述移动平台的速度来同步所述至少一些距离测量数据集合。

37.根据权利要求23所述的方法，其中，所述操作模式包括以下中的至少一项：高性能模式、低性能模式、均衡性能模式、休眠模式或用户定义的定制模式。

38.根据权利要求23所述的方法，其中，所述上下文数据指示所述移动平台是静态的和/或空闲的，并且所述模式切换信号使所述多个距离测量装置以低性能模式或休眠模式操作。

39.根据权利要求23所述的方法，其中，所述上下文数据指示所述移动平台在高复杂度环境中和/或以高速度操作，并且所述模式切换信号使所述多个距离测量装置以高性能模式操作。

40.根据权利要求23所述的方法，还包括：向所述多个距离测量装置发送上电信号，其中，所述上电信号使所述多个距离测量装置依次上电。

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