CN111175721B - Lidar传感器和用于lidar传感器的方法 - Google Patents

Lidar传感器和用于lidar传感器的方法 Download PDF

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Abstract

本申请提出一种LIDAR传感器。LIDAR传感器包括第一反射表面，第一反射表面设计为围绕第一旋转轴振荡，用于将光束转向LIDAR传感器的环境中。另外，LIDAR传感器包括第二反射表面，第二反射表面设计为围绕第二旋转轴振荡，用于将从LIDAR传感器的环境所接收的光引导到LIDAR传感器的光电探测器上。第一旋转轴和第二旋转轴彼此平行延伸。LIDAR传感器还包括控制电路，控制电路设置为：驱控第一反射表面用于以第一最大偏转角围绕第一旋转轴振荡；和用于驱控第二反射表面用于以第二最大偏转角围绕第二旋转轴振荡。第一最大偏转角大于第二最大偏转角，并且第一反射表面的面积小于第二反射表面的面积。

Description

LIDAR传感器和用于LIDAR传感器的方法
技术领域
实施例涉及用于LIDAR(光检测和测距，英文LIght Detection And Ranging)传感器以及用于LIDAR传感器的方法。
背景技术
基于MEMS(微机电***，英文MicroElectroMechanical System)镜的LIDAR扫描***使用基于MEMS镜的扫描***，用于在一维(1D)或二维(2D)中对环境进行横向扫描，以降低所需的激光照射功率、提高扫描分辨率，和/或能够将1D探测器阵列或点探测器用于LIDAR应用。由于镜面振荡的最大角幅度有限，这种基于MEMS镜的扫描***仅具有缩减的视野(英文Field Of View，FOV)。视野可以通过光学器件扩展，但这会导致横向扫描的角分辨率更差。
此外，发送路径中的1D扫描镜组合接收路径中的1D探测器阵列并不允许150米或更远的长距离LIDAR。在某些应用中，例如在汽车领域，使用150米及以上范围的长距离LIDAR将会是有益的。
发明内容
因此，需要提供一种改进的LIDAR传感器。
权利要求的主题可以满足这种需要。
一个实施例涉及LIDAR传感器。LIDAR传感器包括第一反射表面，第一反射表面设计为围绕第一旋转轴振荡，用于将光束转向LIDAR传感器的环境中。另外，LIDAR传感器包括第二反射表面，第二反射表面设计为围绕第二旋转轴振荡，用于将从LIDAR传感器的环境所接收的光引导到LIDAR传感器的光电探测器上。第一旋转轴和第二旋转轴彼此平行延伸。LIDAR传感器还包括控制电路，控制电路设置为：驱控第一反射表面用于以第一最大偏转角围绕第一旋转轴振荡；和用于驱控第二反射表面用于以第二最大偏转角围绕第二旋转轴振荡。第一最大偏转角大于第二最大偏转角，并且第一反射表面的面积小于第二反射表面的面积。
另一个实施例涉及一种用于LIDAR传感器的方法。该方法包括借助于围绕第一旋转轴振荡的第一反射表面将光束转向LIDAR传感器的环境中。此外，该方法包括借助于围绕第二旋转轴振荡的第二反射表面将从LIDAR传感器的所述环境所接收的光引导到LIDAR传感器的光电检测器上。第一旋转轴和第二旋转轴彼此平行地延伸，并且第一反射表面的面积小于第二反射表面的面积。该方法还包括驱控第一反射表面以第一最大偏转角围绕第一旋转轴振荡。此外，该方法包括驱控第二反射表面，使得第二反射表面以第二最大偏转角围绕第二旋转轴振荡。第一最大偏转角大于所述第二最大偏转角。
另外，一个实施例涉及另一种LIDAR传感器。LIDAR传感器包括第一反射表面，该第一反射表面设计为围绕第一旋转轴振荡，用于将第一光束转向LIDAR传感器的环境中。此外，LIDAR传感器包括第二反射表面，该第二反射表面设计为围绕第二旋转轴振荡，用于将第二光束转向LIDAR传感器的环境中。
一个实施例还涉及用于LIDAR传感器的另一种方法。该方法包括借助于围绕第一旋转轴振荡的第一反射表面将第一光束转向LIDAR传感器的环境中。此外，该方法包括借助于围绕第二旋转轴振荡的第二反射表面将第二光束转向LIDAR传感器的环境中。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考附图更详细地解释装置和/或方法的一些示例。在图中：
图1示出了LIDAR传感器的第一实施例；
图2示出了机械耦合的MEMS镜的实施例；
图3示出了LIDAR传感器的第二实施例；
图4示出了LIDAR传感器的第三实施例。
图5示出了用于LIDAR传感器的方法的一个实施例的流程图。和
图6示出了用于LIDAR传感器的另一方法的实施例的流程图。
具体实施方式
现在将参照示出了一些示例的附图更全面地描述各种示例。在附图中，为了清楚可以放大线、层和/或区域的厚度。
因此，虽然另外的示例能够具有各种修改和替换形式，但是其一些特定示例在图中示出并且随后进行详细描述。然而，这种详细描述并不将另外的示例限于所描述的特定形式。另外示例可以覆盖落在本公开范围内的所有修改、等价和备选。相似的附图标记在附图的描述中表示相似或类似的元件，当相互比较时可以以相同的或以修改的形式实施，同时提供相同或类似的功能。
应当理解，当一个元件被称作“连接”或“耦合”至另一个元件时，这些元件可以直接连接或耦合或者经由一个或多个中间元件连接或耦合。如果使用“或者”组合两个元素A和B，则理解为公开了所有可能的组合，即仅A、仅B以及A和B，除非另有明确或隐含的定义。相同组合的备选措辞是“A和B中的至少一个”。这同样适用于两个以上元素的组合。
本文用于描述特定示例的术语并不旨在限制另外的示例。无论何时使用诸如“一个”和“一”的单数形式，以及仅使用单个元素既不是明示或暗示定义为强制性的，另外的示例也可以使用多个元素来实施相同的功能。类似地，当随后将功能描述为使用多个元素实施时，另外的示例可以使用单个元素或处理实体来实施相同的功能。将进一步理解，术语“包括”、“所包括的”和/或“具有”在使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、处理、元素、组件和/或它们的组的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、处理、动作、元素、组件和/或它们的组的存在或添加。
除非另有定义，否则所有术语(包括技术和科学术语)在本文中以其在该示例所属领域的普通含义使用。
图1示出了用于环境扫描的LIDAR传感器100。LIDAR传感器100包括用于将光发射到LIDAR传感器100的环境中的发送路径101以及用于接收和任选从LIDAR传感器100的环境所接收的光的接收路径102。
在发送路径101中，LIDAR传感器100具有第一反射表面110，第一反射表面110设计为围绕第一旋转轴111振荡，用于将光束131转向LIDAR传感器100的环境中。也就是说，第一反射表面110沿第一旋转方向绕第一旋转轴从第一端部位置旋转到第二端部位置，反之亦然。取决于第一反射表面110相对于第一旋转轴111的旋转位置，光束131沿另一空间方向转向LIDAR传感器100的环境中。
光束131由至少一个光源130产生。在图1所示的示例中，光束131是激光束。例如，光束131可以是脉冲激光束。脉冲激光束可以是例如具有在10和200kHz之间的脉冲重复频率(英语pulse repetition frequency)。光源130包括由驱控器132控制的激光二极管133，用于及时受控地产生光束131。此外，光源130包括透镜布置134，其包括一个或多个透镜以调整射束光学性质(例如，射束宽度)和/或将光束131引导或聚焦到第一反射表面110上。在此示例性地选择图1中所示的光源130。根据实施例，光源130可以包括比图1中所示更多的其他元件(例如，分束器)或更少的元件(例如，没有透镜布置134)。同样，光束131不需要是激光束，而是也可以是任何其他合适的光束。尽管在这些实施例中仅示出各一个光源，但是在实施例中可以分别提供多个光源130以照亮视野的不同区域。例如在这些实施例中，可以设置第一光源以在第一垂直区域中照亮视野，设置第二光源130以在第二垂直区域中照亮视野，并且设置第三光源130以在第二垂直区域中照亮视野，其中第一、第二和第三垂直区域分别不同。
此外，在接收路径102中的LIDAR传感器100包括第二反射面120，其设计为相对于第二旋转轴121振荡，以将从LIDAR传感器的环境所接受的光103引导到LIDAR传感器的光电检测器140上。
第一反射表面110和第二反射表面120可以具有基本相同的外轮廓或形状，或具有不同的外轮廓或形状(然而不同的尺寸)。例如，两个反射表面110和120可以具有圆形外轮廓、椭圆形外轮廓或角形外轮廓。在一些实施例中，第一反射表面110的面积可以例如与光束131的横截面积(即，光束131在反射表面的平面中的面积)一样大或稍大。
第一反射面110的面积在根据图1所示的实施例中小于第二反射面120的面积。相比于第一反射面110更大的第二反射表面120可允许将更多的光从LIDAR传感器的环境引导到光电探测器140上。例如，在外轮廓等大时，第二反射面120的外轮廓至第二旋转轴121的最大垂直距离比第一反射面110的外轮廓至第一旋转轴111的最大垂直距离大了因数1.5至10。例如，第二反射面120的外轮廓至第二旋转轴121的最大垂直距离比第一反射面110的外轮廓至第一旋转轴111的最大垂直距离大了三倍、四倍或五倍。由于尺寸较大，第二反射表面120在厚度相同的情况下具有相比于第一反射表面110增加的惯性矩。由于需要反射表面的刚度，在实际应用中通常不可能减小厚度以使所增加的惯性矩降低。
可选地，沿着第二反射表面120和光电检测器140之间的所接收的光的射束路径，透镜布置150可以布置为将从LIDAR传感器100的环境所接收的光成像到光电检测器140上。
光电检测器140是光敏元件，其取决于入射光提供输出信号141。例如，光电检测器140可以是一维或二维布置的单个光敏传感器元件(即，单点传感器)或光敏传感器元件。在一维布置中，光敏传感器元件仅沿一个空间方向布置，而在二维布置中，光敏传感器元件沿两个不同(例如，正交)的空间方向布置。光敏传感器元件可以例如是光电二极管(英文photo diode)、雪崩光电二极管(英文photon avalanche diode，APD)、单光子雪崩二极管(英文single photon avalanche diode，SPAD)或作为硅光电倍增管(英文siliconphotomultiplier，SiPM)的SPAD阵列。除了关于入射时间、入射光的脉冲形状和/或强度的信息之外，输出信号141还包括关于光在光检测器140上的入射位置的信息。输出信号141可以通过读出电路145读出并提供给评估电路(未示出)。例如，评估电路可以使用已知评估方法从输出信号141中确定光束131的脉冲的光传播时间，并且由此确定一对象的距离，光束131在该对象处被反射回LIDAR传感器100。以类似的方式，评估电路还可以包含其他参数，例如，确定反射对象的表面特性(例如反射率)或倾斜度。
第一旋转轴111和第二旋转轴121彼此平行地延伸。例如，平行延伸的旋转轴可以定向成使得第一旋转轴111和第二旋转轴121位于一条唯一的线(同轴)上，即，第一旋转轴111和第二旋转轴121可以沿着共同的空间方向无偏移地对准。同样地，第一旋转轴111和第二旋转轴121可以平行但是彼此偏移地放置，即，第一旋转轴111和第二旋转轴121可以沿着平行的空间方向彼此偏移地定向。在一些实施例中，第一反射表面110和第二反射表面120都设计为微机械镜，它们各自仅可绕一个旋转轴旋转，即只有一个旋转自由度。这种镜也称为一维镜(1D镜)。因此，在这些实施例中，第一旋转轴111和第二旋转轴121相对于发送路径101和接收路径102的其他部件是固定的(starr)。
LIDAR传感器100还包括一个控制电路160，控制电路设置用于：驱控第一反射表面110，以第一最大偏转角θTX围绕第一旋转轴111振荡；和驱控第二反射表面120，以第二最大偏转角θRX围绕第二旋转轴121振荡。也就是说，反射表面110的第一端部位置和第二端部位置(振荡的反转点)对应于反射表面110围绕第一最大偏转角θTX从静止位置或反射表面110的中心位置的偏转。在从第一端部位置至第二端部位置期间，反射表面110因此将其取向改变了角度2θTX。相应地，第二反射表面120的振荡运动的端部位置通过第二最大偏转角θRX确定。
第一最大偏转角θTX大于第二最大偏转角θRX。例如，第一最大偏转角θTX可以是第二最大偏转角θRX的至少两倍或三倍。在一些实施例中，第一最大偏转角θTX可以例如比第二最大偏转角θRX大三到十倍。例如，第一最大偏转角可以是θTX＝±15°，第二最大偏转角可以是θRX＝±3°。换句话说，第一反射表面110比第二反射表面120更明显地偏转。利用振荡进行比较，在第一最大偏转角与第二反射表面相等或相比更小时，允许所描述的实施例实现显著增加的视野。
第二反射表面120允许将光选择性地引导到光电检测器140上，以抑制来自LIDAR传感器100的环境中的一些区域的光，这些区域恰恰未被转向光束131扫描或辐射。相应地，可以减少入射到光电检测器140上的背景光的份额。换句话说，与入射的背景光相比，第二反射表面120可以允许转向光束131入射到光电检测器140上的反射光的份额增加。此外，第二反射表面120的较大区域允许将较大量的光引导到光电检测器140上。第二反射表面120的较小角度幅度(例如，相对于第一反射表面110的五倍)允许在小角度范围内的方向敏感接收。因此，在发送路径101和接收路径102中使用振荡反射表面可以允许(显著)提高光电探测器140中的信号噪声比(英文Signal-to-Noise-Rati，SNR)。由于SNR被改进，LIDAR传感器100还可以提供100米或更大范围内的LIDAR测量。例如，LIDAR传感器100可以启用范围为150米或更长的长距离LIDAR。
LIDAR传感器100可以例如应用在车辆(未示出)中，以便即使在日光或阳光下也在150米或更远的距离中检测车辆的环境。
LIDAR传感器100的第一视野区域(光束131可以转向到其中)取决于第一最大偏转角θTX。在图1中，第一视野区域由用于偏转光束131的(基于第一反射表面110的振荡)最大可能光路103和104指出。因此，借助于第一反射表面110的振荡，光束131可以在从-αTX至+αTX的角度范围内转向。换句话说，第一视野的孔径角是2·αTX。在图1所示的实施例中，αTX对应于最大偏转角θTX的两倍。可选地，发送路径101还可以具有透镜***170，该透镜***170设置为将被第一反射表面110转向的光束131发送到LIDAR传感器100的环境中。透镜***170可以包括一个或多个透镜，并且例如使用透镜以增大第一视野区域。由于第一视野加宽，转向光束131也被加宽，即，光束131的发散度δTX提高。因此，当借助于透镜***170加宽第一视野区域时，LIDAR扫描的分辨率变差。
第二视野区域是由第二最大偏转角θRX确定的，在振荡期间入射在镜120上的光从该第二视野区域可以转向到光电探测器140上。在图1中，第二视野区域由用于从LIDAR传感器100的环境入射的光的(由于第二反射表面120的振荡)最大可能光路105和106指出。由于第二最大偏转角θRX较小，所以第二视野区域小于第一视野区域，即第二视野区域的孔径角小于第一视野区域的孔径角。
为了将第二视野区域扩展到对应于第一视野区域的接收视野区域，LIDAR传感器100可以包括光学接收***180。例如，光学接收***180也可以是透镜***，但其与透镜***170不同(例如，在焦距方面)。在图1中，接收视野区域由用于从LIDAR传感器100环境入射的光的最大可能光路105′和106′指出。因此，借助于光学接收***180结合第二反射表面120的振荡，可以从-αTX至+αTX的角度范围中转向。因此，接收视野的孔径角是2·αRX，其中αRX＝αTX。换句话说，光学接收***180(以及可能的透镜***170)可以允许为LIDAR传感器100的发送路径101和接收路径102调整相同或近似相同的视野区域。
光学接收***180使得光学接收***180所接收的光的发散度δRX增加。例如，由于光学接收***180增加了发散度δRX，接收路径中的分辨率可以是1°，而出射到环境中的光束的分辨率是0.1°。这在图1中例如对于接收光束107示出。代替窄接收光束107，由于光学接收***180增加了接收路径中的发散度δRX，光从较大的立体角或角区域中转向到光检测器140的在采样时间点激活的光敏区域上。但是，接收路径中增加的发散度δRX是可以接受的，因为接收路径可以容忍它们。换言之，光学接收***180设计为将来自第二立体角的光成像到第二反射表面120上，其中第二立体角(等于或)大于第一立体角，第一反射表面110将光束131转向到第一立体角中。借助于更简单的接收光学***，因此可以实现高灵敏度。
因此，LIDAR传感器100可以允许以大孔径来简单且廉价地进行光学设计。在目光操作中，由此可以(显著地)改善光电检测器140的SNR。
例如，第一反射表面110可以具有2.5mm的直径，第二反射表面120可以具有5mm或更大(例如，8mm)的直径。在0.1°的扫描分辨率时，第二视野区域可以具有例如2°的孔径角。这样可以例如对于光电探测器140的一维光敏传感器元件布置实现高SNR，使得可以在150和250米之间进行LIDAR测量，这例如对于车辆的长距离LIDAR应用是必需。
控制电路160设置为驱控第一反射表面110和第二反射表面120，使得它们同步地围绕第一旋转轴111或第二旋转轴121振荡。例如，控制电路160可以设置为驱控第一反射表面110和第二反射表面120，使得它们以相同的频率和彼此预定的相位关系围绕第一旋转轴111或第二旋转轴121振荡。换句话说，第一反射表面110的振荡频率fTX可以(基本上)与第二反射表面120的振荡频率fRX相同。控制电路160可以设置为驱控第一反射表面110和第二反射表面120，使得它们同相位地或以预定的相位偏移地围绕第一旋转轴111或第二旋转轴121振荡。用于第二反射表面120上的较小的最大偏转角可以允许以减少作用在第二反射表面120上的机械应力，使得第二反射表面120以与较小的第一反射表面110相同的频率振荡。换句话说，借助于较小的最大偏转角，第二反射表面120的较高的惯性力矩(至少部分地)被补偿，并且避免了在反射表面120的外边缘处的高加速度(该加速度导致反射表面120的变形，并因此导致成像误差)，以使第二反射表面120能以与第一反射表面110相同的频率振荡。
第一反射表面110以及第二反射表面120可以例如是MEMS镜。
第一反射表面110和第二反射表面120可以机械耦合和机械去耦合。例如，第一反射表面110和第二反射表面120可以机械地耦合在(公共的)半导体芯片上。这例如对于半导体芯片200在图2中示出。这两个反射表面110和120经由腹板结构250保持在框架240上。通过由控制电路160相应控制的致动器230-1，230-2，230-3，例如借助于静电或磁效应激发反射表面110和120以进行振荡。激发可以是共振的或者可替代地是准静态的。准静态激发是指一种***，它不能共振地工作(即，可以静态地保持预定角度)，但不是静态操作而是以受控振荡的方式操作。在图2所示的半导体芯片200中，反射表面110和120例示性地作为MEMS镜示出。
如果反射表面110和120没有机械耦合并且例如设计在两个不同的半导体芯片上，则如在图1中所示，控制电路160包括两个子电路161和162，以便分别单独驱控反射表面110和120。
在一些实施例中，图1中所示的LIDAR传感器100还可以包括发送路径101和接收路径102中的一个或多个其他反射表面。
例如，LIDAR传感器100可以进一步包括第三反射表面(未示出)，其设计为与第一反射表面同步地围绕第三旋转轴振荡，以将另一光束转向到LIDAR传感器100的环境中。第三旋转轴与第一旋转轴111平行(例如，同轴)。在一些实施例中，第三反射表面可以与第一反射表面110相同地设计。相应地，控制电路160可以设计为驱控第三反射表面，用于以第一最大偏转角围绕第三旋转轴振荡。可替代地，第三反射表面也可以具有与第一反射表面110不同的尺寸，并且相应地由控制电路160控制，用于以与第一最大偏转角不同的偏转角围绕第三旋转轴振荡。控制电路160可以例如驱控第三反射表面，用于相对于第一反射表面110以预定的相位偏移地或同相位地振荡。
可替换地或补充地，LIDAR传感器100还可以包括第四反射表面，其设计为与第二反射表面120同步地围绕第四旋转轴振荡，用于将从LIDAR传感器100的环境中所接收的光引导到光检测器140上。第四旋转轴与第二旋转轴121平行(例如，同轴)。在一些实施例中，第四反射表面可以与第二反射表面120相同地设计。相应地，控制电路160可以设计为驱控第四反射表面，用于以第二最大偏转角围绕第四旋转轴振荡。可替代地，第四反射表面也可以具有与第二反射表面120不同的尺寸，并且相应地由控制电路160控制，用于以与第二最大偏转角不同的偏转角围绕第四旋转轴振荡。控制电路160可以例如控制第四反射表面，用于相对于第二反射表面120以预定的相位偏移地或同相位地振荡。
LIDAR传感器100振荡地应用在发送和接收路径中。由此与传统的LIDAR***相比，可以提高扫描速度，即可以改善图像刷新率并且可以检测更快的对象。此外，可以允许针对每个位置的所获取的LIDAR数据的较高平均，从而可以进一步提升SNR。
图3示出了LIDAR传感器300的另一实施例。LIDAR传感器300又包括发送路径301和接收路径302，发送路径用于将光发送到LIDAR传感器300的环境中，接收路径用于接收和评估从LIDAR传感器300的环境中所接收的光。
发送路径301具有第一反射表面310，第一反射表面310设计为围绕第一旋转轴311振荡，用于将第一光束331转向到LIDAR传感器300的环境中。另外，发送路径301具有第二反射表面320，第二反射表面320设计为围绕第二旋转轴321振荡，用于将第二光束332转向到LIDAR传感器300的环境中。这两个反射表面310和320各自将LIDAR传感器300内的光束331和332引导到一元件上，该元件能将光束331和332传输到LIDAR传感器300的环境中。例如，这两个反射表面310和320可以将光束331和332转向到发射光学器件370(例如，包括一个或多个透镜)上，光束331和332通过该发射光学器件传输到LIDAR传感器300的环境中。因此，反射表面310和320分别允许光束331或332借助于单次反射转向到LIDAR传感器300的环境中。
第一反射表面310以及第二反射表面320可以例如是MEMS镜。
第一旋转轴311和第二旋转轴321彼此平行地延伸。例如，第一旋转轴311和第二旋转轴321可以位于一条唯一的线上，即，第一旋转轴311和第二旋转轴321可以同轴地对齐，而不沿共同的空间方向偏移。可替代地，第一旋转轴311和第二旋转轴321可以彼此偏移地放置，即，第一旋转轴311和第二旋转轴321可以沿着平行的空间方向彼此偏移。
光束331和332分别从光源330照射或定向到第一反射表面310或第二反射表面320上。在图1所示的示例中，光束331和332是激光束。光源330基本上与上述光源130类似地构造。光源330包括由驱控器332控制的至少一个激光二极管333和光学器件334。在一些实施例中，光源包括多个受控激光二极管。多个激光二极管可以沿着与旋转轴311和321平行的方向布置。因此，可以产生光束，其光点区域在平行于旋转轴311和321的方向上纵向扩展。在一些实施例中，一个或多个激光二极管333可以产生光束331和332，并且光学器件334然后可以将这些光束引导到第一反射表面310或第二反射表面320上。在可替代的实施例中，激光二极管333产生单个光束，该光束被光学器件334的分束器(例如，棱镜)分成光束331和332。在此示例性地选择图3中所示的光源330。根据实施例，光源330可以包括比图1中所示更多或更少的元件。同样，光束331不必是激光束，而可以是任何其他合适的光束。
接收路径302具有光电检测器340，其设计为接收从LIDAR传感器300的环境中所接收的光。光电探测器340与上述光电探测器140基本相同。光电探测器340的输出信号341可以通过读出电路345读出，并根据上述原理由评估电路(未示出)评估。
此外，LIDAR传感器300包括控制电路360，控制电路360设置为驱控第一反射表面310和第二反射表面320，使得它们同步地围绕第一旋转轴311或第二旋转轴321振荡。例如，控制电路360可以设置为驱控第一反射表面310和第二反射表面320，用于以相同的频率和彼此预定的相位关系围绕第一旋转轴311和第二旋转轴321振荡。因此，第一反射表面310的振荡频率fTX可以(基本上)与第二反射表面320的振荡频率fRX相同。控制电路360可以设置为驱控第一反射表面310和第二反射表面320，用于同相位地或以预定的相位偏移地围绕第一旋转轴311和第二旋转轴321振荡。
第一反射表面310和第二反射表面320设计为将第一光束331和第二光束332转向LIDAR传感器300的不同视野区域中。
LIDAR传感器300的第一视野区域(第一光束331可以转向到其中)由第一反射表面310的振荡运动确定。在图3中，第一视野区域由用于第一光束331的(由于第一反射表面310的振荡)最大可能光路303和304指出。LIDAR传感器300的第二视野区域(第二光束332可以转向到其中)由第二反射表面320的振荡运动确定。在图3中，第二视野区域由用于第二光束332的(由于第二反射表面320的振荡)最大可能光路304和305指出。
第一光束331和第二光束332可以转向到其中的不同视野区域可以例如通过不同旋转角度范围来调整，反射表面310和320可以在这些旋转角度范围中振荡。例如，第二反射表面320的静止位置或中心位置不同于第一反射表面310的静止位置或中心位置(例如，旋转)，以使反射表面310和320在此外振荡运动相同时将光束331和332转向到LIDAR传感器300的不同视野区域中。
在发送路径301中使用同步振荡的多个反射表面可以允许由LIDAR传感器300扫描的范围扩展。例如，LIDAR传感器300可以采用比仅具有唯一的振荡MEMS镜的普通传感器更大的横向范围。
与具有唯一的振荡MEMS镜的普通传感器相比，整个视野区域因此可以被分成几个子区域，这些子区域分别借助于反射表面之一被扫描。因此，在图像或采样率相同时，LIDAR传感器300的分辨率因此与普通传感器相比可以提高。可替代地，在分辨率相同时，LIDAR传感器300图像或采样率与普通传感器相比可以提高。
第一反射表面310和第二反射表面320又可以机械耦合和机械去耦。例如，第一反射表面310和第二反射表面320可以设计为机械地耦合在(共同的)半导体芯片上或者设计为在两个单独的半导体芯片上机械地去耦合。
图3中所示的LIDAR传感器300具有两个反射表面310和320，用于分别将两个光束331和332转向到传感器的环境中。根据实施例，LIDAR传感器300还可以可选地包括其他反射表面(未示出)，用于将其他光束转向到传感器的环境中。例如，LIDAR传感器300可以具有三个、四个、五个或更多个反射表面，用于将光束转向到传感器的环境中。因此，LIDAR传感器300可以允许将整个被扫描的视野划分为n个子区域，其中n表示发送路径301中的传输中为了扫描而使用的反射表面的数量。
可选地，LIDAR传感器300还可以包括接收路径302中的一个或多个反射表面，用于将从LIDAR传感器300的环境中所接收的光引导到光电检测器340上。例如，LIDAR传感器300具有第三反射表面(未示出)，其设计为同步于第一反射表面310围绕第三旋转轴振荡，用于将从LIDAR传感器300的环境中所接收的光引导到光检测器340上。第三旋转轴与第一旋转轴321平行(例如，同轴)。第三反射表面可以与第一反射表面相同地设计，或者如上结合图1中所示大于第一反射表面。控制电路360对第三反射表面的驱控可以例如根据以上结合图1所示的原理实现。例如，控制电路360可以设计为驱控第三反射表面，用于与反射表面310和320之一同步地振荡。
此外，LIDAR传感器300还可以可选地包括接收光学器件380(例如，透镜***)，用于将从环境射入的光成像到光电检测器380或第三反射表面上。
在图4中示出了另一个LIDAR传感器400。LIDAR传感器400基本上与LIDAR传感器300相同，但第一反射表面310和第二反射表面320设计为将第一光束331和第二光束332转向到LIDAR传感器的相同的视野区域中。
例如，这可以通过反射表面310和320可以在其中振荡的相同旋转角度范围来实现。第二反射表面320的静止位置或中心位置可以是例如与第一反射表面310的静止位置或中心位置相同，从而使反射表面310和320在此外振荡运动相同时将光束331和332偏转LIDAR传感器400的相同的视野区域张。
通过将多个光束转向LIDAR传感器400的相同视野区域中，与仅具有唯一的振荡MEMS镜的普通传感器相比，可以提高测量点的数量。相应地，可以改善LIDAR传感器400的采样分辨率。另外，由于借助于多个反射表面扫描相同的视野区域，与普通传感器相比，LIDAR传感器400的图像或采样率可以提高。
为了再次概述用于操作LIDAR传感器的上述方面，在图5和图6中还示出了用于LIDAR传感器的方法的两种流程图。
图5示出了用于LIDAR传感器的第一方法500的流程图。方法500包括借助于围绕第一旋转轴振荡的第一反射表面将光束偏转502到LIDAR传感器的环境中。此外，方法500包括借助于围绕第二旋转轴振荡的第二反射表面将从LIDAR传感器的环境中所接收的光引导504到LIDAR传感器的光电探测器上。第一旋转轴和第二旋转轴彼此平行地延伸，并且第一反射表面的面积小于第二反射表面的面积。方法500还包括驱控506第一反射表面，用于以第一最大偏转角围绕第一旋转轴振荡。此外，方法500包括驱控508第二反射表面，用于以第二最大偏转角围绕第二旋转轴振荡。第一最大偏转角大于第二最大偏转角。
以上结合其他实施例(例如，图1和2)描述了方法500的进一步细节和方面。方法500可以包括根据另外的实施例的一个或多个可选特征。
用于LIDAR传感器的第二方法600的流程图在图2中示出。方法600包括借助于围绕第一旋转轴振荡的第一反射表面将第一光束偏转602到LIDAR传感器的环境中。此外，方法600包括借助于围绕第二旋转轴振荡的第二反射表面将第二光束偏转604到LIDAR传感器的环境中。
以上结合其他实施例(例如，图3和4)描述了方法600的进一步细节和方面。方法600可以包括根据另外的实施例的一个或多个可选特征。
这里描述的实施例可以总结如下：
一些实施例涉及一种LIDAR传感器。LIDAR传感器包括第一反射表面，该第一反射表面设计为围绕第一旋转轴振荡，用于将光束转向到LIDAR传感器的环境中。另外，LIDAR传感器包括第二反射表面，该第二反射表面设计为围绕第二旋转轴振荡，用于将从LIDAR传感器的环境所接收的光引导到LIDAR传感器的光电探测器上。第一旋转轴和第二旋转轴彼此平行地延伸。LIDAR传感器还包括控制电路，该控制电路设置为驱控第一反射表面，用于以第一最大偏转角围绕第一旋转轴振荡，并驱控第二反射表面，用于以第二最大偏转角围绕第二旋转轴振荡。第一最大偏转角大于第二最大偏转角，第一反射表面的面积小于第二反射表面的面积。
在一些实施例中，控制电路设置为驱控第一反射表面和第二反射表面，用于同步地围绕第一旋转轴或第二旋转轴振荡。
例如，控制电路可以设置为驱控第一反射表面和第二反射表面，用于以相同的频率和彼此预定的相位关系围绕第一旋转轴或第二旋转轴振荡。
根据一些实施例，LIDAR传感器还包括光学接收***，光学接收***设计为将来自第二立体角的光成像到第二反射表面上，其中第二立体角等于或大于第一立体角，第一反射表面转向到第一立体角中。
例如，该光学接收***是第一透镜***，并且LIDAR传感器还包括与第一透镜***不同的第二透镜***，第二透镜***设置为允许由第一反射表面偏转的光束传输到LIDAR传感器的环境中。
在一些实施例中，第一最大偏转角是第二最大偏转角的至少三倍。
根据一些实施例，光电检测器是光敏传感器元件的一维或二维布置。
在一些实施例中，第一反射表面和第二反射表面机械耦合。
可替代地，第一反射表面和第二反射表面也可以机械地去耦合。
根据一些实施例，第一反射表面是MEMS镜。
在一些实施例中，LIDAR传感器还包括第三反射表面，该第三反射表面设计为与第一反射表面)同步地围绕第三旋转轴振荡，用于将另一光束转向到LIDAR传感器的环境中。
根据一些实施例，LIDAR传感器还包括第四反射表面，该第四反射表面设计为与第二反射表面同步地围绕第四旋转轴振荡，用于将从LIDAR传感器的环境所接收的光引导到光电检测器上。
在一些实施例中，LIDAR传感器还包括光源，该光源设置为产生光束并且可选地产生另一光束。
此外，实施例涉及另一LIDAR传感器。LIDAR传感器包括第一反射表面，该第一反射表面设计为围绕第一旋转轴振荡，用于将第一光束转向到LIDAR传感器的环境中。此外，LIDAR传感器包括第二反射表面，该第二反射表面设计为围绕第二旋转轴振荡，用于将第二光束转向到LIDAR传感器的环境中。
在一些实施例中，LIDAR传感器还包括控制电路，该控制电路设置为驱控第一反射表面和第二反射表面，用于同步地围绕第一旋转轴或第二旋转轴振荡。
例如，控制电路可以设置为驱控第一反射表面和第二反射表面，用于以相同的频率和彼此预定的定相位关系围绕第一旋转轴或第二旋转轴振荡。
根据一些实施例，第一反射表面和第二反射表面设计为将第一光束和第二光束转向到LIDAR传感器的相同视野区域中。
在一些实施例中，第一反射表面和第二反射表面设计为将第一光束和第二光束转向到LIDAR传感器的不同视野区域中。
根据一些实施例，LIDAR传感器还包括光电检测器，光电检测器设计为接收从LIDAR传感器的环境所接收的光。
在一些实施例中，LIDAR传感器包括第三反射表面，该第三反射表面设计为与第一反射表面同步地围绕第三旋转轴振荡，用于将从LIDAR传感器的环境所接收的光引导到光检测器上。
在一些实施例中，LIDAR传感器还包括光源，该光源设置为分别将第一光束和第二光束辐射到第一反射表面或第二反射表面上。
进一步的实施例涉及一种用于LIDAR传感器的方法。该方法包括借助于围绕第一旋转轴振荡的第一反射表面将光束转向到LIDAR传感器的环境中。此外，该方法包括借助于围绕第二旋转轴振荡的第二反射表面将从LIDAR传感器的环境所接收的光引导到LIDAR传感器的光电探测器上。第一旋转轴和第二旋转轴彼此平行地延伸，并且第一反射表面的面积小于第二反射表面的面积。该方法还包括驱控第一反射表面，用于以第一最大偏转角围绕第一旋转轴振荡。此外，该方法包括驱控第二反射表面，用于以第二最大偏转角围绕第二旋转轴振荡。第一最大偏转角大于第二最大偏转角。
实施例还涉及另一种用于LIDAR传感器的方法。该方法包括借助于围绕第一旋转轴振荡的第一反射表面将第一光束转向到LIDAR传感器的环境中。此外，该方法包括借助于围绕第二旋转轴振荡的第二反射表面将第二光束转向到LIDAR传感器的环境中。
在发送路径中使用多个关于振动频率和相位同步的镜，可以提高横向FOV。在发送和接收路径中的发送路径中使用多个镜可以通过调整其孔径角(例如，减小环境光)来改善扫描接收器的SNR，并且通过功率上升来实现长距离LIDAR。
与一个或多个之前详细描述的示例和附图一起描述的方面和特征也可以与一个或多个其他示例组合，以便代替其他示例的类似特征或者将该特征附加地引入其他示例中。
通过说明书和附图仅描绘了本公开的原理。另外，在此列举的所有实施例应明确地仅用于说明目的，以帮助读者理解本公开的原理和发明人所贡献的概念用于技术改进。关于本公开的原理、方面和示例的所有陈述及其具体示例包括它们的等同物。
例如，框图可以图示实施本公开原理的高级电路图。类似地，流程图、状态转换图、伪代码等可以表示各种过程、操作或步骤，这例如可以在由计算机或处理器执行的计算机可读介质中基本表示，无论这种计算机或处理器是否被明确示出。在说明书或权利要求中公开的方法可以通过具有用于执行这些方法的每个相应动作的装置的设备来实施。
可以理解，说明书和权利要求中公开的多个动作、过程、操作、步骤或功能的公开可以不以特定顺序构建，除非另有明示或暗示，例如出于技术原因。因此，多个动作或功能的公开将不将它们限于特定顺序，除非这些动作或功能由于技术原因而不可互换。另外，在一些示例中，单个动作、功能、过程、操作或步骤可以分别包括或者可以分为多个子动作、子功能、子过程、子操作或子步骤。这些子动作可以被包括在该单个动作的公开中或是其一部分，除非其被明确排除。
另外，权利要求在此被并入到详细描述中，其中每个权利要求自身可以作为独立示例。虽然每个权利要求自身可以作为独立示例，但应当注意，尽管从属权利要求可以在权利要求中引用与一个或多个其他权利要求的特定组合，但其他示例还可以包括该从属权利要求与每个其他从属权利要求或独立权利要求的主题的组合。本文明确提出这种组合，除非该特定组合是不想要的。另外，还将权利要求的特征包括到任何其他独立权利要求，即使该权利要求并不直接从属于该独立权利要求。

Claims (13)

1.一种LIDAR传感器(100)，包括：
第一反射表面(110)，所述第一反射表面设计为围绕第一旋转轴(111)振荡，用于将光束(131)转向到所述LIDAR传感器的环境中；
第二反射表面(120)，所述第二反射表面设计为围绕第二旋转轴(121)振荡，用于将从所述LIDAR传感器的所述环境所接收的光引导到所述LIDAR传感器的光电检测器(140)上，其中所述第一旋转轴(111)和所述第二旋转轴(121)彼此平行地延伸；和
控制电路(160)，所述控制电路设置为：驱控所述第一反射表面(110)，用于以第一最大偏转角围绕所述第一旋转轴(111)振荡；并且驱控所述第二反射表面(120)，用于以第二最大偏转角围绕所述第二旋转轴(121)振荡，
其中所述第一最大偏转角大于所述第二最大偏转角，并且
其中所述第一反射表面(110)的面积小于所述第二反射表面(120)的面积。
2.根据权利要求1所述的LIDAR传感器，其中，所述控制电路(160)设置为驱控所述第一反射表面(110)和所述第二反射表面(120)，用于同步地围绕所述第一旋转轴(111)或所述第二旋转轴(121)振荡。
3.根据权利要求2所述的LIDAR传感器，其中，所述控制电路(160)设置为驱控所述第一反射表面(110)和所述第二反射表面(120)，用于以相同的频率和彼此预定的相位关系围绕所述第一旋转轴(111)或所述第二旋转轴(121)振荡。
4.根据形成权利要求1至3中任一项所述的LIDAR传感器，还包括：光学接收***(180)，所述光学接收***设计为将来自第二立体角的光成像到所述第二反射表面(120)上，其中所述第二立体角等于或大于第一立体角，所述第一反射表面(110)转向到所述第一立体角中。
5.根据权利要求4所述的LIDAR传感器，其中，所述光学接收***(180)是第一透镜***，并且其中所述LIDAR传感器包括与所述第一透镜***不同的第二透镜***，所述第二透镜***设置为允许将由所述第一反射表面(110)偏转的光束传输到所述LIDAR传感器的所述环境中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的LIDAR传感器，其中，所述第一最大偏转角是所述第二最大偏转角的至少三倍。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的LIDAR传感器，其中，所述光电检测器(140)是一维或二维布置的光敏传感器元件。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的LIDAR传感器，其中，所述第一反射表面(110)和所述第二反射表面(120)机械耦合。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的LIDAR传感器，其中，所述第一反射表面(110)和所述第二反射表面(120)机械地去耦合。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的LIDAR传感器，其中，所述第一反射表面(110)是MEMS镜。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的LIDAR传感器，还包括第三反射表面，所述第三反射表面设计为与所述第一反射表面(110)同步地围绕第三旋转轴振荡，用于将另一光束转向到所述LIDAR传感器的所述环境中。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的LIDAR传感器，还包括第四反射表面，所述第四反射表面设计为与所述第二反射表面(120)同步地围绕第四旋转轴振荡，用于将从所述LIDAR传感器的所述环境所接收的光引导到所述光电检测器上。
13.一种用于LIDAR传感器的方法(500)，包括：
借助于围绕第一旋转轴振荡的第一反射表面将光束偏转(502)到所述LIDAR传感器的环境中；
借助于围绕第二旋转轴振荡的第二反射表面将从所述LIDAR传感器的所述环境所接收的光引导(504)到所述LIDAR传感器的光电检测器上，其中所述第一旋转轴和第二旋转轴彼此平行地延伸，并且其中所述第一反射表面的面积小于所述第二反射表面的面积；
驱控所述第一反射表面以第一最大偏转角围绕所述第一旋转轴振荡；和
驱控所述第二反射表面以第二最大偏转角围绕所述第二旋转轴振荡，其中所述第一最大偏转角大于所述第二最大偏转角。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018132923B4 (de) 2018-12-19 2022-05-19 Wenglor sensoric elektronische Geräte GmbH Optoelektronische Messvorrichtung
WO2022101349A1 (en) * 2020-11-11 2022-05-19 Tørring Invest As Ranging detection

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6259414B1 (en) * 1997-04-16 2001-07-10 The Secretary Of State For Defence Scanning apparatus
CN201974159U (zh) * 2008-04-01 2011-09-14 感知器公司 包括mems反射镜的轮廓传感器
CN103472455A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 中国科学院空间科学与应用研究中心 稀疏孔径压缩计算关联飞行时间四维光谱成像***及方法
US9063549B1 (en) * 2013-03-06 2015-06-23 Google Inc. Light detection and ranging device with oscillating mirror driven by magnetically interactive coil
US9086273B1 (en) * 2013-03-08 2015-07-21 Google Inc. Microrod compression of laser beam in combination with transmit lens
CN107024686A (zh) * 2015-12-08 2017-08-08 波音公司 光检测和测距扫描***和方法
WO2017148583A1 (de) * 2016-02-29 2017-09-08 Karlsruher Institut für Technologie Mechanisch robustes optisches messsystem mittels lichtlaufzeit- und/oder reflektivitätsmessung
CN107356930A (zh) * 2017-08-28 2017-11-17 广州市杜格数控设备有限公司 一种振镜全景扫描装置及其扫描方法
US9835853B1 (en) * 2014-11-26 2017-12-05 Apple Inc. MEMS scanner with mirrors of different sizes
KR20180052379A (ko) * 2016-11-10 2018-05-18 엘지이노텍 주식회사 광출력 모듈 및 이를 포함하는 라이다 모듈
CN108387908A (zh) * 2018-03-13 2018-08-10 成都楼兰科技有限公司 激光雷达光学结构以及激光雷达装置
CN108427123A (zh) * 2017-02-14 2018-08-21 百度（美国）有限责任公司 Lidar装置和用于操作lidar装置的方法
CN108732577A (zh) * 2018-03-28 2018-11-02 宁波傲视智绘光电科技有限公司 一种激光探测装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1010233A (ja) * 1996-06-24 1998-01-16 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd レーザ式障害物検知方法およびセンサ
US6650407B2 (en) * 2001-09-04 2003-11-18 Rosemount Aerospace Inc. Wide field scanning laser obstacle awareness system
US7277607B2 (en) * 2004-04-19 2007-10-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical multiplexer/demultiplexer, optical device, and optical transmission system
US8958057B2 (en) 2006-06-27 2015-02-17 Arete Associates Camera-style lidar setup
JP5266739B2 (ja) * 2007-02-28 2013-08-21 株式会社デンソーウェーブ レーザレーダ装置
JP5332138B2 (ja) * 2007-06-01 2013-11-06 株式会社リコー 表示システム
DE102008064652B4 (de) * 2008-04-18 2014-03-27 Ingenieurbüro Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter: Hans Spies, Martin Spies, 86558 Hohenwart) Optischer Laufzeitsensor zur Raumabtastung
US8810796B2 (en) * 2009-04-21 2014-08-19 Michigan Aerospace Corporation Light processing system and method
CA2815393C (en) 2010-10-22 2019-02-19 Neptec Design Group Ltd. Wide angle bistatic scanning optical ranging sensor
JP5532003B2 (ja) * 2011-03-31 2014-06-25 株式会社デンソーウェーブ レーザレーダ装置
JP2013072770A (ja) * 2011-09-28 2013-04-22 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
US10405222B2 (en) * 2012-10-18 2019-09-03 Gil Zwirn Acquiring information regarding a volume using wireless networks
US9128190B1 (en) * 2013-03-06 2015-09-08 Google Inc. Light steering device with an array of oscillating reflective slats
KR102140307B1 (ko) * 2013-07-02 2020-08-03 한국전자통신연구원 레이저 레이더 시스템
DE102014118149A1 (de) * 2014-12-08 2016-06-09 Sick Ag Optoelektronischer Sensor und Verfahren zum Erfassen von Objekten
JP6520407B2 (ja) * 2015-05-29 2019-05-29 株式会社デンソーウェーブ レーザレーダ装置
US10324171B2 (en) * 2015-12-20 2019-06-18 Apple Inc. Light detection and ranging sensor
KR102547582B1 (ko) * 2016-09-20 2023-06-26 이노비즈 테크놀로지스 엘티디 Lidar 시스템 및 방법
WO2018055513A2 (en) * 2016-09-20 2018-03-29 Innoviz Technologies Ltd. Methods circuits devices assemblies systems and functionally associated machine executable code for light detection and ranging based scanning
DE102016225797B4 (de) * 2016-12-21 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Lidar-Sensor zur Erfassung eines Objektes
US11022688B2 (en) * 2017-03-31 2021-06-01 Luminar, Llc Multi-eye lidar system
JP2019058491A (ja) * 2017-09-27 2019-04-18 株式会社トプコン 眼科装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6259414B1 (en) * 1997-04-16 2001-07-10 The Secretary Of State For Defence Scanning apparatus
CN201974159U (zh) * 2008-04-01 2011-09-14 感知器公司 包括mems反射镜的轮廓传感器
US9063549B1 (en) * 2013-03-06 2015-06-23 Google Inc. Light detection and ranging device with oscillating mirror driven by magnetically interactive coil
US9086273B1 (en) * 2013-03-08 2015-07-21 Google Inc. Microrod compression of laser beam in combination with transmit lens
CN103472455A (zh) * 2013-09-13 2013-12-25 中国科学院空间科学与应用研究中心 稀疏孔径压缩计算关联飞行时间四维光谱成像***及方法
US9835853B1 (en) * 2014-11-26 2017-12-05 Apple Inc. MEMS scanner with mirrors of different sizes
CN107024686A (zh) * 2015-12-08 2017-08-08 波音公司 光检测和测距扫描***和方法
WO2017148583A1 (de) * 2016-02-29 2017-09-08 Karlsruher Institut für Technologie Mechanisch robustes optisches messsystem mittels lichtlaufzeit- und/oder reflektivitätsmessung
KR20180052379A (ko) * 2016-11-10 2018-05-18 엘지이노텍 주식회사 광출력 모듈 및 이를 포함하는 라이다 모듈
CN108427123A (zh) * 2017-02-14 2018-08-21 百度（美国）有限责任公司 Lidar装置和用于操作lidar装置的方法
CN107356930A (zh) * 2017-08-28 2017-11-17 广州市杜格数控设备有限公司 一种振镜全景扫描装置及其扫描方法
CN108387908A (zh) * 2018-03-13 2018-08-10 成都楼兰科技有限公司 激光雷达光学结构以及激光雷达装置
CN108732577A (zh) * 2018-03-28 2018-11-02 宁波傲视智绘光电科技有限公司 一种激光探测装置

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