CN111542765A - 具有大动态范围的lidar - Google Patents

具有大动态范围的lidar Download PDF

Info

Publication number
CN111542765A
CN111542765A CN201880081927.9A CN201880081927A CN111542765A CN 111542765 A CN111542765 A CN 111542765A CN 201880081927 A CN201880081927 A CN 201880081927A CN 111542765 A CN111542765 A CN 111542765A
Authority
CN
China
Prior art keywords
returned
signal
pulse
sequence
pulse signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880081927.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张锐
李义民
鲍君威
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taida Intelligent American Co ltd
Original Assignee
Tuttartone Ireland Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tuttartone Ireland Ltd filed Critical Tuttartone Ireland Ltd
Publication of CN111542765A publication Critical patent/CN111542765A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4818—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements using optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/4808—Evaluating distance, position or velocity data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4865—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4868—Controlling received signal intensity or exposure of sensor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/487—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/499—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using polarisation effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H01S3/06783—Amplifying coupler
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
    • H01S3/302—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in an optical fibre
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H01S3/06758—Tandem amplifiers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

提供了一种用于扩展光检测和测距（LiDAR）***的动态范围的方法。所述方法包括通过使用LiDAR***的光源来发射脉冲信号的序列，所述脉冲信号的序列包括两个或更多愈发更强的脉冲信号。所述方法此外包括通过使用LiDAR***的光检测器来接收与所发射的脉冲信号的序列相对应的一个或多个所返回的脉冲信号。所述一个或多个所返回的脉冲信号在光检测器的噪声水平以上。所述方法此外包括选择在光检测器的动态范围内的所返回的脉冲信号，标识与所选择的所返回的脉冲信号相对应的所发射的序列中的所发射的脉冲信号，以及基于所选择的所返回信号以及所标识的所发射信号来计算距离。

Description

具有大动态范围的LIDAR
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年10月19日提交的、题为“LIDAR WITH LARGE DYNAMIC RANGE”的美国临时专利申请序列号为62/574,679的优先权，所述美国临时专利申请的内容特此通过引用被并入以用于所有目的。
本申请涉及2016年12月31日提交的、题为“COAXIAL INTERLACED RASTERSCANNING SYSTEM FOR LiDAR”的美国临时专利申请号62/441,280、以及2017年7月7日提交的、题为“2D SCANNING HIGH PRECESION LiDAR USING COMBINATION OF ROTATINGCONCAVE MIRROR AND BEAM STEERING DEVICES”的美国临时专利申请号62/529,955，所述专利申请的内容特此通过引用以其全部被并入以用于所有目的。
技术领域
本公开一般涉及光检测和测距（LiDAR）***，并且更具体地涉及用于扩展LiDAR***的动态范围的***和方法。
背景技术
LiDAR***可以被用来测量在对象和***之间的距离。具体地，所述***可以发射信号（例如通过使用光源）、记录所返回的信号（例如通过使用光电检测器），以及通过计算在所返回的信号与所发射的信号之间的延迟来确定距离。作为示例，图1描绘了LiDAR***100，其具有发射器102和接收器104。LiDAR***发射脉冲信号106、接收所返回的信号108，并且相应地计算到对象110的距离。
典型的LiDAR***的精度是近似3-10cm，其受激光源的脉冲持续时间以及接收器的响应时间所限制。一些技术用来将精度改善到几厘米，例如通过比较所返回的信号与对应的原始信号（即参考信号）。在美国临时专利申请62/529,955、“2D SCANNING HIGHPRECISION LiDAR USING COMBINATION OF ROTATING CONCAVE MIRROR AND BEAMSTEERING DEVICES”中提供了改善LiDAR***的精度的附加描述，所述专利申请特此通过引用以其全部被并入。
LiDAR***要求大动态范围，因为所返回的信号的功率水平与距离的平方成反比。例如，从10米的距离处的对象所散射的返回信号通常是从100米的距离处的对象所散射的返回信号的100倍强。此外，针对不同对象的所散射的光可以按数百倍或更大而不同。针对LiDAR***而言所需要的动态范围通常是如10^3-10^4那么大。然而，用来测量所返回的信号的功率的典型光电检测器的动态范围仅为10^2。
发明内容
下面呈现一个或多个示例的简化概要以提供对本公开的基本理解。此概要不是所有设想的示例的广泛概览，并且不意图标识所有示例的关键或决定性元素或者描画任何或所有示例的范围。其目的是以简化的形式来呈现一个或多个示例的一些概念来作为对于以下呈现的更详细描述的序言。
根据一些实施例，提供了LiDAR扫描***。所述***包括光源，所述光源被配置成提供两个或更多光脉冲的序列（例如顺序脉冲群（sequential pulse train））。所述两个或更多光脉冲具有不同的峰值功率，并且按某个延迟而彼此分离。顺序脉冲的次序遵循如下规则：即较弱的信号比较强的信号出来得更早。所述***还包括一个或多个接收器，以接收与顺序光脉冲相对应的（多个）返回光脉冲。在光源的近邻脉冲的每对之间的功率比可以如接收器的动态范围那么大，例如10^2。因为顺序脉冲群中的每个顺序脉冲的峰值功率覆盖大范围至10^4、但不限于10^4，所以脉冲之一必须返回信号，所述信号使它自身舒适地适应在接收器的动态范围中。
在一些实施例中，一种用于扩展光检测和测距（LiDAR）***的动态范围的计算机实现的方法包括：通过使用LiDAR***的光源来发射脉冲信号的序列，其中所述脉冲信号的序列包括两个或更多愈发更强的脉冲信号；在LiDAR***的光检测器处接收与所发射的脉冲信号的序列相对应的一个或多个所返回的脉冲信号，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号在光检测器的噪声水平以上；从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号，其中所选择的所返回的脉冲信号在光检测器的动态范围内；标识与所选择的所返回的脉冲信号相对应的所发射的序列中的所发射的脉冲信号；以及基于所选择的所返回的信号和所标识的所发射的信号来计算距离。
在一些实施例中，一种光检测和测距（LiDAR）***包括：存储器；激光***，其被配置成发射脉冲信号的序列，其中脉冲信号的序列包括两个或更多愈发更强的脉冲信号；光检测器，其被配置成接收与所发射的脉冲信号的序列相对应的一个或多个所返回的脉冲信号，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号在光检测器的噪声水平以上；以及一个或多个处理器，其被配置成：从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号，其中所选择的所返回的脉冲信号在光检测器的动态范围内；标识与所选择的所返回的脉冲信号相对应的所发射的序列中的所发射的脉冲信号；以及基于所选择的所返回的信号和所标识的所发射的信号来计算距离。
附图说明
为了更好地理解各种所述实施例，应当结合下面的附图来参考以下实施例的描述，在所述附图中类似的参考数字贯穿各图指代对应的部分。
图1描绘了根据一些实施例的具有光源和接收器的示例性LiDAR***。
图2描绘了根据一些实施例的来自光源的脉冲信号的示例性序列。
图3A描绘了根据一些实施例的从相对近旁的对象所散射的所接收的返回信号。
图3B描绘了根据一些实施例的从相对中程的对象所散射的所接收的返回信号。
图3C描绘了根据一些实施例的从相对遥远的对象所散射的所接收的返回信号。
图4描绘了根据一些实施例的用于扩展LiDAR***的动态范围的示例性过程。
图5描绘了根据一些实施例的纤维激光器的示例性示意图。
图6A描绘了根据一些实施例的用于实现光源的顺序脉冲的示例性配置。
图6B描绘了根据一些实施例的用于实现光源的顺序脉冲的示例性配置。
图6C描绘了根据一些实施例的用于实现光源的顺序脉冲的示例性配置。
图6D描绘了根据一些实施例的用于实现光源的顺序脉冲的示例性配置。
图7描绘了根据一些实施例的用于实现具有顺序脉冲的参考射束的示例性配置。
具体实施方式
如上面所讨论的，LiDAR***要求大动态范围，因为所返回的信号的功率水平与距离的平方成反比。针对LiDAR***而言所需要的动态范围通常是如10^3-10^4那么大。然而，用来测量所返回的信号的功率的典型光电检测器的动态范围仅为10^2。
为了增大***的动态范围，可以使用若干技术。如果激光源是半导体激光器，则激光源的驱动电流可以被调制以调整输出功率，使得小信号被发送以检测近旁的对象，并且大信号被发送以检测遥远的对象。然而，此技术要求根据先前的帧来预测环境，并且增大计算负载和控制电路的复杂性。此外，此技术不能被用于某些激光源，例如掺杂了铒的纤维激光器，针对其的活性掺杂具有3-10毫秒的长荧光时间。来自这样的激光器的输出功率不能从脉冲到脉冲来被调整，因为激光响应的时间尺度通常在几微秒的区中。一些其它技术可以被应用到这样的激光器，包括例如调整激光源的脉冲持续时间，调谐光电检测器的供给电压，以及使用光电检测器的多个集合。然而，这些技术中没有任何一个能够有效地将光电检测器的动态范围从10^2增大到10^4，并且成本可能是高的。本公开引入了高效并且节省成本的方法来实现具有为10^4但不限于10^4的大动态范围的LiDAR***。
以下描述被呈现以使得本领域普通技术人员能够制成并且使用各种实施例。特定设备、技术和应用的描述仅仅作为示例被提供。对于本文中所描述的示例的各种修改对于本领域普通技术人员而言将容易地显而易见，并且本文中所限定的一般原理可以被应用到其它示例和应用而不偏离各种实施例的精神和范围。因而，各种实施例不意图被限制到本文中所述和所示的示例，而是要被给予与权利要求一致的范围。
在以下对示例的描述中，参考附图，所述附图形成所述描述的一部分，并且在所述附图中作为图示而示出了能够被实践的特定示例。要理解到，可以使用其它示例，并且可以作出结构性改变而不偏离所公开的示例的范围。
虽然以下描述使用术语“第一”、“第二”等等来描述各种元素，但是这些元素不应当被所述术语所限制。这些术语仅仅用来区别一个元素与另一个。例如，第一脉冲信号可以被称为第二脉冲信号，并且类似地，第二脉冲信号可以被称为第一脉冲信号，而不偏离各种所述实施例的范围。所述第一脉冲信号和第二脉冲信号两者是脉冲信号，但是它们可能不是相同的脉冲信号。
在本文中的各种所述实施例的描述中所使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的并且不意图是限制性的。如在各种所述实施例的描述和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文另行清楚地指示。还将理解到，如本文中所使用的术语“和/或”指代并且包括一个或多个相关联的所列项的任何以及所有可能的组合。此外将理解到，术语“包括”、“包括着”、“包含”和/或“包含着”当在本说明书中被使用的时候指定存在所声明的特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其群组。
术语“如果”可选地被解释成意指“当……的时候”或“在……时”或“响应于确定了”或“响应于检测到”，其取决于上下文。类似地，短语“如果确定了”或“如果[所声明的条件或事件]被检测到”可选地被解释成意指“在确定了……时”或“响应于确定了”或“在检测到[所声明的条件或事件]时”或“响应于检测到[所声明的条件或事件]”，其取决于上下文。
本公开描述了一种用于通过使用标准光电检测器而将LiDAR***的动态范围增大到（但不限于）10^4的方法。典型的光电检测器具有动态范围，其中经放大的电子信号与入射功率线性成比例，直到10^2。然而，为了以几厘米的精度来确定在对象与LiDAR***之间的距离，接收器应当能够以10^4的动态范围来测量所返回的信号。为了扩展LiDAR***的动态范围，光源的顺序脉冲***纵以照射视场中的对象。通过典型的光电检测器来测量所返回的信号，如以下所讨论的。
图2图示了由光源所生成的脉冲信号的两个示例性序列（即两个顺序脉冲群）。所述脉冲信号的两个序列中的每一个包括两个或更多顺序的光脉冲信号。在每个序列中，每个脉冲信号的峰值功率是不同的，并且邻近的脉冲通过某个延迟而被分离。在每个序列中，顺序脉冲信号的次序遵循如下规则：即较弱的信号比较强的信号出来得更早。如图2中所描绘的，每个示例性的顺序脉冲群包括脉冲信号
Figure DEST_PATH_IMAGE001
的序列。
Figure 837094DEST_PATH_IMAGE002
代表脉冲信号的序列之间的时段，并且是激光的重复率的倒数。顺序脉冲群中的脉冲信号可以具有相同的脉冲持续时间或不同的脉冲持续时间。在近邻脉冲信号之间（例如在P1和P2之间、在P2和P3之间）的延迟可以是相同或不同的。
图3A-C图示了示例性的场景，其中LiDAR***发射两个顺序脉冲群，并且分别地接收从相对近旁的对象、相对中程的对象、以及相对遥远的对象所散射的所返回信号的两个群组。如通过典型的光电检测器所测量的所接收的所返回信号（被注解为
Figure DEST_PATH_IMAGE003
）分别地对应于
Figure 941185DEST_PATH_IMAGE004
。
参考图3A，所发射的顺序脉冲群被近旁的对象散射，从而导致所返回的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE005
的群组。由于短距离以及因此的强返回信号，仅仅R1停留在光电检测器的动态范围内，并且所有其它信号饱和。所述饱和的信号稍后被对所测量的所返回信号进行处理的软件丢弃。因此，R1（连同P1）被用来确定在对象与LiDAR***之间的距离。
参考图3B，所发射的顺序脉冲群被中程对象散射，从而导致所测量的所返回信号
Figure 924184DEST_PATH_IMAGE006
的群组。一些返回信号（例如对应于P1的R1）隐藏在光电检测器的噪声水平以下，并且不能被分析。一些返回信号（例如对应于Pn的Rn）使光电检测器饱和，并且稍后被丢弃。中程脉冲的所返回信号（对应于P3的R3）停留在光电检测器的动态范围中，并且被用来分析在中程对象与LiDAR***之间的距离。
参考图3C，所发射的顺序脉冲群被遥远的对象散射，从而导致所测量的所返回信号
Figure 53814DEST_PATH_IMAGE007
的群组。由于长距离以及因此的弱返回信号，仅有Rn停留在光电检测器的动态范围内，并且所有其它信号在***的噪声水平以下。因而，Rn被用来分析在遥远对象与LiDAR***之间的距离。
图4图示了根据各种示例的用于为LiDAR***提供大动态范围的过程400。过程400例如通过使用LiDAR***来被执行，所述LiDAR***具有光源（例如纤维激光器）、光检测器、存储器以及一个或多个处理器。虽然过程400的部分在本文中被描述为由LiDAR***的特定部件来执行，但是将领会到，过程400不这样被限制。在过程400中，一些框可选地被组合，一些框的次序可选地被改变，并且一些框可选地被省略。在一些示例中，可以结合过程400来执行附加的步骤。因此，如所图示（并且在以下更详细描述）的操作按性质是示例性的，并且因而不应被视为是限制性的。
在框402处，LiDAR***通过使用LiDAR***的光源（例如纤维激光器）来发射脉冲信号的序列（例如图2中的顺序脉冲群
Figure 87760DEST_PATH_IMAGE008
）。脉冲信号的序列包括两个或更多愈发更强的脉冲信号。例如，如在图2中所描绘的，P1在P2之前被发射，并且P1的功率水平低于P2的功率水平。在一些示例中，在脉冲信号的序列的两个近邻脉冲信号（例如P1和P2）之间的功率比不超过检测器的动态范围。
在框404处，LiDAR***通过使用LiDAR***的光检测器来接收与所发射的脉冲信号的序列相对应的一个或多个所返回的脉冲信号。所述一个或多个所返回的脉冲信号在光检测器的噪声水平以上。例如，如在图3A中所描绘的，LiDAR***接收n个所返回的脉冲信号（
Figure DEST_PATH_IMAGE009
），其对应于所发射的脉冲信号（
Figure 379064DEST_PATH_IMAGE010
）的序列。此外，所有n个所返回的脉冲信号（
Figure DEST_PATH_IMAGE011
）在光检测器的噪声水平之上。作为另一示例，在图3B中，LiDAR***接收在光检测器的噪声水平以上的小于n个所返回的脉冲信号，因为由LiDAR***所接收的第一返回信号R1隐藏在光电检测器的噪声水平以下并且不能被分析。
在框406处，LiDAR***从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号。所选择的所返回的脉冲信号在光检测器的动态范围内（例如，不饱和并且不在光检测器的噪声水平以下）。例如，如在图3B中所描绘的，LiDAR***选择R3，其在光电检测器的动态范围内，将被用来分析在中程对象与LiDAR***之间的距离。在此示例中，Rn（对应于Pn）是饱和信号并且因而不被选择。
在一些示例中，为了选择所返回的脉冲信号，LiDAR***标识所返回的信号中不是饱和信号的最后接收的脉冲信号。例如，参考图3B，***可以将R3标识为不是饱和信号的最后接收的脉冲信号，因为R4-Rn全部是饱和信号。因此，选择R3。
在一些示例中，存在仅一个与所发射的脉冲信号序列相对应的、在光检测器的动态范围内的所返回脉冲信号。因此，选择那一个所返回的脉冲信号。
在一些示例中，LiDAR***发射多个脉冲信号序列，并且对于所述多个脉冲信号序列中的每个序列，所述***接收在光检测器的动态范围内的至少一个所返回的脉冲信号。例如，如果***发射两个顺序脉冲群（如图2中所描绘的），并且第一群由近旁对象散射，并且第二群由遥远对象散射，则***可以能够接收针对所述第一群和第二群两者的、在光检测器的动态范围内的（多个）所返回的脉冲信号，如在图3A和3C中所图示的。
在一些示例中，***可以确定所有所返回的脉冲信号都是饱和信号（即，所返回的脉冲信号中没有任何一个在光检测器的动态范围内）。这可指示：所发射的脉冲信号（例如图2中的
Figure 380518DEST_PATH_IMAGE010
）的序列不合适于被勘测的环境。因此，LiDAR***可以被调整使得脉冲信号的不同序列被生成，并且然后被发射。脉冲信号的新序列可以在脉冲的数目、脉冲的峰值功率水平、或其组合方面不同于先前的序列。在一些示例中，由人类操作员来调整LiDAR***，所述人类操作员手动地改变LiDAR***的配置。在一些示例中，由***的一个或多个处理器自动地调整LiDAR***。
在框408处，LiDAR***标识与所选择的所返回的脉冲信号相对应的所发射的序列中的所发射的脉冲信号。在框410处，LiDAR***基于所选择的所返回信号以及所标识的所发射信号来计算距离。
下面提供用于选择所返回的信号以及标识与所选择的所返回的脉冲信号相对应的所发射的脉冲信号的示例性过程。在此示例中，LiDAR***发射脉冲信号的序列，其包括三个愈发强的脉冲信号，并且接收与所发射的序列相对应的一个或多个所返回的信号。
如果LiDAR***接收在噪声水平以上的仅一个所返回信号，则***选择所返回的信号（假定该信号在光检测器的动态范围内），并且确定所返回的信号对应于所发射的序列中的第三/最后的脉冲信号。因此，所述***基于一个所返回的脉冲信号以及在所发射的脉冲信号序列中的第三脉冲信号来计算距离。
如果LiDAR***接收在光检测器的噪声水平之上的两个所返回信号，则***选择那两个中的较早接收的所返回信号（假定该较早的信号在光检测器的动态范围内），并且确定所选择的所返回信号对应于所发射的序列中的第二脉冲信号。因此，***基于所述较早接收的脉冲信号以及所发射的脉冲信号序列中的第二脉冲信号来计算距离。
如果LiDAR***接收在光检测器的噪声水平之上的三个所返回信号，则***选择那三个中的最早接收的所返回信号（假定该最早的信号在光检测器的动态范围内），并且确定所选择的所返回信号对应于所发射的序列中的第一脉冲信号。因此，***计算距离包括基于所述最早接收的脉冲信号以及所发射的脉冲信号序列中的第一脉冲信号来计算距离。
在本文中公开用于实现光源的顺序脉冲的各种示例性配置。在一些实施例中，LiDAR***使用纤维激光器作为光源。纤维激光器具有其独特的优点，包括完美的射束剖面、从脉冲到脉冲的稳定性，如果使用1550nm波长的眼睛安全等等。然而，纤维激光器也具有其缺点。例如，纤维激光器中的活性离子的荧光时间是几毫秒，因而阻止激光器从脉冲到脉冲来调整功率。因此，通过调整激光功率来增大动态范围的方法不能被容易地实现在标准纤维激光器中。以下描述的是在纤维激光器中生成顺序脉冲群的技术，其提供实际并且高效的方式来增大动态范围。
图5图示了纤维激光器的示例性示意图。通过一个或多个前置放大器和/或升压放大器来放大种子源，以达到合期望的输出功率。如果***是纳秒激光器，则种子可以是DFB激光器，其脉冲持续时间和重复率受外部电路所控制。如果***是皮秒激光器或更短的，则种子可以是经模式锁定的纤维激光器，其脉冲持续时间和重复率受激光腔所控制。本公开讨论了作为示例的纳秒纤维激光器，但是应当领会到，所公开的技术可以被应用到任何类型的激光器。
图6A-E图示了实现顺序脉冲群的示例性配置。虽然图6A-E中所描绘的每个配置生成2-脉冲顺序脉冲群，但是配置可以被扩展以实现具有任何数目的脉冲的顺序脉冲群。
参考图6A，激光***610包括激光拆分器C1，所述激光拆分器C1具有输入端口612、第一输出端口614和第二输出端口616。激光拆分器被配置成经由输入端口612（例如从前置放大器）接收激光束，并且基于所接收的激光束，经由第一输出端口614来提供第一拆分的激光束，并且经由第二输出端口616来提供第二拆分的激光束。
激光***610此外包括激光组合器C2，所述激光组合器C2具有第一输入端口618、第二输入端口620和输出端口622。激光组合器被配置成经由所述两个输入端口来接收第一拆分的激光束和第二拆分的激光束，并且经由输出端口来提供脉冲信号的序列，其包括与第一拆分的射束的至少一部分相对应的第一脉冲信号，以及与第二拆分的射束相对应的第二脉冲信号的至少一部分。
在一些示例中，激光组合器是具有两个输出端口的耦合器，所述两个输出端口之一是输出端口622。具体地，耦合器被配置成将第一拆分的激光束的一部分（例如10%）发射到输出端口622，并且将第一拆分的激光束的其余部分发射到其它输出端口，并且将第二拆分的激光束的一部分（例如90%）发射到输出端口622，并且将第二拆分的激光束的其余部分发射到其它输出端口。在此示例中，经由其它输出端口所输出的激光束被丢弃。此外，经由输出端口622所输出的激光束将是脉冲信号的序列，其具有与第一拆分的射束的一部分（例如10%）相对应的第一脉冲信号，以及与第二拆分的射束的一部分（例如90%）相对应的第二脉冲信号。
在一些示例中，激光组合器包括偏振分束器。所述偏振分束器被配置成：接收具有线性偏振的第一射束以及具有与第一射束垂直的偏振的第二射束；将所述第一射束和第二射速组合成第三射束；以及将所述第三射束提供到激光组合器的输出端口。因此，假如第一拆分的激光束和第二拆分的激光束具有如上所述的偏振，则偏振分束器可以将第一拆分的激光束和第二激光束组合成脉冲信号的序列，其具有与第一拆分的射束的100%相对应的第一脉冲信号以及与第二拆分的射束的100%相对应的第二脉冲信号。
激光***610此外包括：第一纤维624，其被配置成将来自激光拆分器的第一输出端口614的第一拆分的射束中继到激光组合器的第一输入端口618；以及第二纤维626，其被配置成将来自激光拆分器的第二输出端口616的第二拆分的射束中继到激光组合器的第二输入端口620。所述第一纤维和第二纤维被配置成向第二拆分的激光束引起相对于第一拆分的激光束的延迟。在一些示例中，第二纤维的长度长于第一纤维的长度，以引入延迟。在一些示例中，激光***610此外包括前置放大器和/或升压放大器，如图6A中所描绘的。
在图6A中提供了特定的量以图示顺序脉冲群的示例性实现方式。如所描绘的，最后的前置放大器的功率Wpre是30 mW，并且纤维激光器的输出功率Wout是1000 mW。拆分器C1被定位在最后的前置放大器和升压放大器之间以将Wpre拆分成两个拆分的激光束。来自端口616的拆分的激光束具有20 mW的功率水平，并且馈给升压放大器以生成1000 mW输出。来自端口614的拆分的激光束具有10 mW的功率水平。组合器C2组合两个拆分的射束以形成顺序脉冲群。在组合过程期间，如果输入被偏振维持，则可以使用偏振分束器。对于未经偏振的***的情况，可以使用具有某个比（例如90:10）的耦合器，但是以损失某个功率为代价。纤维624、626和/或630的长度可以被控制以限定在小脉冲与大脉冲之间的延迟。在小脉冲与大脉冲之间的脉冲强度比近似是10^2，其被设计成匹配光电检测器的动态范围。如以上所讨论的，与小脉冲相对应的所返回信号被用来确定短距离，并且与大脉冲相对应的那个被用来确定长距离。通过使用两个脉冲的组合，最后的动态范围可以达到
Figure 313839DEST_PATH_IMAGE012
。
在一些示例中，通过使用环行器（circulator）和反射器来实现激光拆分器。图6B图示了实现顺序脉冲群的另一示例性配置。如所描绘的，在升压放大器之后使用环行器。环行器被配置成经由输入端口636来接收激光束，并且经由环行器的输出端口632来将所接收的激光束提供到部分反射器的输入端口。部分反射器（例如1%反射器）将小量（例如1%）的脉冲反射回到环行器。所述环行器是方向感知的，并且被配置成经由端口634而将行进的任何激光束传播到输出端口632中。脉冲的其余部分（即没有被反射器所反射的）被反射器输出。
与图6A中的那个类似的组合器组合来自端口634的小脉冲以及离开环行器的大脉冲。在大脉冲和小脉冲之间的强度比可以受反射器的反射率所控制。在配置中的纤维长度（例如来自端口634和端口632的）被控制以确定在小脉冲和大脉冲之间的延迟。如果使用1%反射器，则大脉冲和小脉冲的强度比是大约10^2，匹配其动态范围是10^2的光电检测器。最后的动态范围是10^4，如同关于图6A所描述的技术那样。
在一些示例中，LiDAR***包括激光组合器，所述激光组合器具有第一输入端口、第二输入端口、以及两个输出端口；并且所述激光组合器被配置成经由所述两个输出端口而提供脉冲信号的两个序列。图5C-D图示了用于具有两个激光束作为光源的***的、用于实现顺序脉冲群的两个示例性配置。如所描绘的，50:50耦合器被用来组合小射束与大射束。在耦合器的输出处，两个端口中的每一个获得大射束的50%以及小射束的50%。因此，对于具有1000 mW的输出功率的纤维激光器，提供两个激光源作为光源，所述两个激光源中的每一个包含小脉冲（5 mW）和大脉冲（500 mW）。
为了以几厘米的高精度来确定对象的距离，需要参考射束来用于分析。在美国临时专利申请62/529,955“2D SCANNING HIGH PRECISION LiDAR USING COMBINATION OFROTATING CONCAVE MIRROR AND BEAM STEERING DEVICES”中提供了改善LiDAR***的精度的附加描述，所述美国临时专利申请特此通过引用以其全部被并入。可以通过耦合器来提供参考射束（例如在纤维激光器中），如图7中所见。主脉冲的小部分经由耦合器而被传播到参考臂中，并且被光检测器所记录。参考信号的脉冲形状和射束剖面与所发射的脉冲信号的序列相同。通过分析参考射束和所返回信号的脉冲形状，可以更精确地计算在对象与LiDAR***之间的距离。
在一些示例中，参考射束被提供到LiDAR***的光检测器，并且***引起在参考信号的提供与脉冲信号序列的发射之间的延迟，使得参考射束的所测量信号不干扰所返回信号中的任何信号。例如，参考臂的纤维长度被布置以引起这样的延迟。当基于参考信号与（多个）所返回的信号来计算距离的时候，***考虑延迟（例如通过使用软件来校正延迟）。
对于LiDAR***而言重要的是通过编码和解码技术来区分其自己的信号与其它的那些。实现顺序脉冲群可以提供这样的编码和解码功能。通过使用脉冲之间的不同延迟以及脉冲之间的不同幅度比率，LiDAR***相关联唯一的签名，并且因此可以区分它自身与其它的。例如，在LiDAR***发射了脉冲信号序列之后，***可以接收在光检测器的动态范围中的多个所返回信号。然而，所返回信号中的仅一些由被对象所散射的所发射序列产生。LiDAR***可以基于在所发射的脉冲信号序列中的近邻脉冲信号之间的已知延迟来将所述多个所返回的信号的子集标识为对应于所发射的脉冲信号序列。另外地或替换地，LiDAR***可以基于在所发射的脉冲信号序列中的近邻脉冲信号之间的已知幅度差异而将所述多个所返回信号的子集标识为对应于所发射的脉冲信号序列。
为了实现不同的延迟，在一些示例中，可以调整图7中的纤维延迟线的长度。为了实现不同的幅度比，在一些示例中，可以调整图7中的反射器的反射比。此外，在序列中的近邻脉冲之间的一个或多个功率比被设置成低于光检测器的动态范围，使得***可以接收在光检测器的动态范围内的多个所返回信号，因而获得将在上述分析中使用的在这些所返回的信号之间的延迟。
在以下项目的示例实现方式中阐述示例性的方法、非暂时性计算机可读存储介质、***和电子设备。
项目1. 一种用于扩展光检测和测距（LiDAR）***的动态范围的计算机实现的方法，所述LiDAR***具有光源和光检测器，所述方法包括：
通过使用LiDAR***的光源来发射脉冲信号的序列，其中脉冲信号的序列包括两个或更多愈发更强的脉冲信号；
通过使用LiDAR***的光检测器来接收与所发射的脉冲信号的序列相对应的一个或多个所返回的脉冲信号，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号在光检测器的噪声水平以上；
从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号，其中所选择的所返回的脉冲信号在光检测器的动态范围内；
标识与所选择的所返回的脉冲信号相对应的所发射的序列中的所发射的脉冲信号；以及
基于所选择的所返回信号以及所标识的所发射信号来计算距离。
项目2. 项目1的方法，其中在所发射的脉冲信号的序列的两个近邻脉冲信号之间的功率比不超过检测器的动态范围。
项目3. 项目1-2中任一项的方法，其中所选择的所返回的脉冲信号是第一返回脉冲信号，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号此外包括在所述第一返回脉冲信号之后所接收的第二返回脉冲信号，其中所述第二返回脉冲信号是饱和信号。
项目4. 项目1-2中任一项的方法，此外包括：在接收在光检测器的噪声水平以上的所述一个或多个所返回信号之前接收在光检测器的噪声水平以下的所返回信号。
项目5. 项目1-4中任一项的方法，此外包括：发射多个脉冲信号序列；对于所述多个脉冲信号序列中的每个序列，接收在光检测器的动态范围内的至少一个所返回的脉冲信号。
项目6. 项目1-5中任一项的方法，其中从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号包括：标识所述一个或多个所返回信号中不是饱和信号的最后接收的脉冲信号。
项目7. 项目1-5中任一项的方法，其中从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号包括：确定仅存在一个与所发射的脉冲信号的序列相对应并且在光检测器的噪声水平以上的所返回的脉冲信号。
项目8. 项目1-7中任一项的方法，其中所发射的脉冲信号的序列是第一序列，所述方法此外包括：确定所述一个或多个所返回的脉冲信号中的每一个是饱和信号；在所述确定之后，发送在以下方面中不同于所述第一序列的脉冲信号的第二序列：脉冲的数目、脉冲的峰值功率水平、或其组合。
项目9. 项目1-8中任一项的方法，其中所发射的脉冲信号的序列包括第一脉冲信号、在所述第一脉冲信号之后发射的并且比所述第一脉冲信号更强的第二脉冲信号、以及在所述第二脉冲信号之后发射的并且比所述第二脉冲信号更强的第三脉冲信号。
项目10. 项目9的方法，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号包括在噪声水平以上的一个返回的脉冲信号，其中所述一个返回的脉冲信号是所选择的所返回信号，并且其中计算距离包括基于所述一个返回的脉冲信号以及所发射的脉冲信号的序列中的第三脉冲信号来计算距离。
项目11. 项目9的方法，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号包括在噪声水平以上的两个所返回信号，其中所述两个中较早接收的所返回信号是所选择的所返回信号，并且其中计算距离包括基于所述较早接收的脉冲信号以及所发射的脉冲信号的序列中的第二脉冲信号来计算距离。
项目12. 项目9的方法，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号包括三个所返回信号，其中所述三个中最早接收的所返回信号是所选择的所返回信号，并且其中计算距离包括基于所述最早接收的脉冲信号以及所发射的脉冲信号的序列中的第一脉冲信号来计算距离。
项目13. 项目1-12中任一项的方法，此外包括：接收在光检测器的动态范围中的多个所返回信号；将所述多个所返回信号的子集标识为对应于所发射的脉冲信号的序列，其中所述标识基于在所发射的脉冲信号的序列中的近邻脉冲信号之间的一个或多个延迟。
项目14. 项目1-12中任一项的方法，此外包括：接收在光检测器的动态范围中的多个所返回信号；将所述多个所返回信号的子集标识为对应于所发射的脉冲信号的序列，其中所述标识基于在所发射的脉冲信号的序列中的近邻脉冲信号之间的一个或多个幅度差异。
项目15. 项目1-14中任一项的方法，此外包括：通过光源来向光检测器提供参考信号，其中所述参考信号的脉冲形状和射束剖面与所发射的脉冲信号的序列相同。
项目16. 项目15的方法，此外包括：引起在参考信号的提供与脉冲信号的序列的发射之间的延迟，其中基于所述延迟来计算距离。
项目17. 项目1-16中任一项的方法，其中所述光源包括纤维激光器。
项目18. 项目1-17中任一项的方法，其中所述光源包括分束器、组合器、以及至少两个不同长度的纤维。
项目19. 一种光检测和测距（LiDAR）***，包括：
存储器；
激光***，其被配置成发射脉冲信号的序列，其中脉冲信号的序列包括两个或更多愈发更强的脉冲信号；
光检测器，其被配置成接收与所发射的脉冲信号的序列相对应的一个或多个所返回的脉冲信号，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号在光检测器的噪声水平以上；以及
一个或多个处理器，其被配置成：
从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号，其中所选择的所返回的脉冲信号在光检测器的动态范围内；
标识与所选择的所返回的脉冲信号相对应的所发射的序列中的所发射的脉冲信号；以及
基于所选择的所返回信号以及所标识的所发射信号来计算距离。
项目20. 项目19的***，其中所述激光***包括分束器，所述分束器具有输入端口、第一输出端口、和第二输出端口，其中所述分束器被配置成经由输入端口来接收激光束，并且基于所接收的激光束，经由所述第一输出端口来提供第一拆分的激光束并且经由所述第二输出端口来提供第二拆分的激光束。
项目21. 项目20的***，其中所述分束器包括环行器；以及反射器，其中所述环行器被配置成经由环行器的输出端口来将所接收的激光束提供到反射器的输入端口，其中所述反射器被配置成将所接收的激光束的第一部分反射回到环行器的输出端口，并且经由反射器的输出端口来发射所接收的激光束的第二部分。
项目22. 项目21的***，其中所接收的激光束的第一部分对应于第一拆分的激光束，并且其中所接收的激光束的第二部分对应于第二拆分的激光束。
项目23. 项目20-22中任一项的***，其中所述激光***包括激光组合器，所述激光组合器具有第一输入端口、第二输入端口、以及输出端口；其中所述激光组合器被配置成经由输出端口来提供脉冲信号的序列，其包括与第一拆分的射束的至少一部分相对应的第一脉冲信号以及与延迟的第二拆分的射束的至少一部分相对应的第二脉冲信号。
项目24. 项目23的***，其中所述激光组合器包括耦合器，所述耦合器具有第一输出端口和第二输出端口，并且其中所述激光组合器的输出端口是所述耦合器的第一输出端口和第二输出端口之一。
项目25. 项目23的***，其中所述激光组合器包括偏振射束组合器，所述偏振射束组合器被配置成：接收具有线性偏振的第一射束以及具有与所述第一射束垂直的偏振的第二射束；将所述第一射束和第二射束组合成第三射束；以及将所述第三射束提供到激光组合器的输出端口，其中所述第三射束包括脉冲信号的序列。
项目26. 项目19-22中任一项的***，其中所述激光***包括激光组合器，所述激光组合器具有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、以及第二输出端口；其中所述激光组合器被配置成经由激光组合器的第一输出端口来提供脉冲信号的第一序列，并且经由激光组合器的第二输出端口来提供脉冲信号的第二序列。
项目27. 项目19-26中任一项的***，其中所述激光***此外包括：第一纤维，其被配置成将来自分束器的第一输出端口的第一拆分的射束中继到激光组合器的第一输入端口；以及第二纤维，其被配置成将来自分束器的第二输出端口的第二拆分的射束中继到激光组合器的第二输入端口，其中第一纤维和第二纤维被配置成向第二拆分的激光束引起相对于第一拆分的激光束的延迟。
项目28. 项目27的***，其中所述第一纤维的长度不同于第二纤维的长度。
项目29. 项目19-28中任一项的***，其中所述激光***此外包括前置放大器。
项目30. 项目19-29中任一项的***，其中所述激光***此外包括升压放大器。
项目31. 项目19-30中任一项的***，其中所述激光***此外被配置成将参考信号提供到光检测器，其中所述参考信号的脉冲形状和射束剖面与所发射的脉冲信号的序列相同。
虽然已经参考附图而充分描述了本公开和示例，但是要注意到，对于本领域技术人员而言，各种改变和修改将变得显而易见。这样的改变和修改将被理解为被包括在如通过权利要求所限定的本公开和示例的范围内。
已经参考特定的实施例而描述了用于解释目的的前述描述。然而，以上说明性的讨论不意图是穷举的或将本发明限制到所公开的确切形式。鉴于以上教导，许多修改和变型是可能的。实施例被选择和描述以便最佳地解释技术原理及其实际应用。由此使得本领域其他技术人员能够最佳地利用技术和各种实施例，其具有如对于所设想的特定使用而言合适的各种修改。

Claims (31)

1.一种用于扩展光检测和测距（LiDAR）***的动态范围的计算机实现的方法，所述LiDAR***具有光源和光检测器，所述方法包括：
通过使用LiDAR***的光源来发射脉冲信号的序列，其中所述脉冲信号的序列包括两个或更多愈发更强的脉冲信号；
通过使用LiDAR***的光检测器来接收与所发射的脉冲信号的序列相对应的一个或多个所返回的脉冲信号，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号在光检测器的噪声水平以上；
从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号，其中所选择的所返回的脉冲信号在光检测器的动态范围内；
标识与所选择的所返回的脉冲信号相对应的所发射的序列中的所发射的脉冲信号；以及
基于所选择的所返回信号以及所标识的所发射信号来计算距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所发射的脉冲信号的序列的两个近邻脉冲信号之间的功率比不超过检测器的动态范围。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所选择的所返回的脉冲信号是第一返回脉冲信号，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号此外包括在所述第一返回脉冲信号之后所接收的第二返回脉冲信号，其中所述第二返回脉冲信号是饱和信号。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，此外包括：在接收在光检测器的噪声水平以上的所述一个或多个所返回信号之前接收在光检测器的噪声水平以下的所返回信号。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，此外包括：
发射多个脉冲信号序列；
对于所述多个脉冲信号序列中的每个序列，接收在光检测器的动态范围内的至少一个所返回的脉冲信号。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号包括：
标识所述一个或多个所返回信号中不是饱和信号的最后接收的脉冲信号。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号包括：
确定仅存在一个与所发射的脉冲信号的序列相对应并且在光检测器的噪声水平以上的所返回的脉冲信号。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所发射的脉冲信号的序列是第一序列，所述方法此外包括：
确定所述一个或多个所返回的脉冲信号中的每一个是饱和信号；
在所述确定之后，发送在以下方面中不同于所述第一序列的脉冲信号的第二序列：脉冲的数目、脉冲的峰值功率水平或其组合。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所发射的脉冲信号的序列包括第一脉冲信号、在所述第一脉冲信号之后发射的并且比所述第一脉冲信号更强的第二脉冲信号、以及在所述第二脉冲信号之后发射的并且比所述第二脉冲信号更强的第三脉冲信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号包括在噪声水平以上的一个返回的脉冲信号，其中所述一个返回的脉冲信号是所选择的所返回信号，并且其中计算距离包括基于所述一个返回的脉冲信号以及所发射的脉冲信号的序列中的第三脉冲信号来计算距离。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号包括在噪声水平以上的两个所返回信号，其中所述两个中较早接收的所返回信号是所选择的所返回信号，并且其中计算距离包括基于所述较早接收的脉冲信号以及所发射的脉冲信号的序列中的第二脉冲信号来计算距离。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号包括三个所返回信号，其中所述三个中最早接收的所返回信号是所选择的所返回信号，并且其中计算距离包括基于所述最早接收的脉冲信号以及所发射的脉冲信号的序列中的第一脉冲信号来计算距离。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，此外包括：
接收在光检测器的动态范围中的多个所返回信号；
将所述多个所返回信号的子集标识为对应于所发射的脉冲信号的序列，其中所述标识基于在所发射的脉冲信号的序列中的近邻脉冲信号之间的一个或多个延迟。
14.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，此外包括：
接收在光检测器的动态范围中的多个所返回信号；
将所述多个所返回信号的子集标识为对应于所发射的脉冲信号的序列，其中所述标识基于在所发射的脉冲信号的序列中的近邻脉冲信号之间的一个或多个幅度差异。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，此外包括：
通过光源来向光检测器提供参考信号，其中所述参考信号的脉冲形状和射束剖面与所发射的脉冲信号的序列相同。
16.根据权利要求15所述的方法，此外包括：引起在参考信号的提供与脉冲信号的序列的发射之间的延迟，其中基于所述延迟来计算距离。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法，其中所述光源包括纤维激光器。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中所述光源包括分束器、组合器、以及至少两个不同长度的纤维。
19.一种光检测和测距（LiDAR）***，包括：
存储器；
激光***，其被配置成发射脉冲信号的序列，其中所述脉冲信号的序列包括两个或更多愈发更强的脉冲信号；
光检测器，其被配置成接收与所发射的脉冲信号的序列相对应的一个或多个所返回的脉冲信号，其中所述一个或多个所返回的脉冲信号在光检测器的噪声水平以上；以及
一个或多个处理器，其被配置成：
从所述一个或多个所返回的脉冲信号中选择所返回的脉冲信号，其中所选择的所返回的脉冲信号在光检测器的动态范围内；
标识与所选择的所返回的脉冲信号相对应的所发射的序列中的所发射的脉冲信号；以及
基于所选择的所返回信号以及所标识的所发射信号来计算距离。
20.根据权利要求19所述的***，其中所述激光***包括分束器，所述分束器具有输入端口、第一输出端口和第二输出端口，
其中所述分束器被配置成经由输入端口来接收激光束，并且基于所接收的激光束，经由所述第一输出端口来提供第一拆分的激光束并且经由所述第二输出端口来提供第二拆分的激光束。
21.根据权利要求20所述的***，其中所述分束器包括：
环行器；以及
反射器，
其中所述环行器被配置成经由环行器的输出端口来将所接收的激光束提供到反射器的输入端口，
其中所述反射器被配置成将所接收的激光束的第一部分反射回到环行器的输出端口，并且经由反射器的输出端口来发射所接收的激光束的第二部分。
22.根据权利要求21所述的***，其中所接收的激光束的第一部分对应于第一拆分的激光束，并且其中所接收的激光束的第二部分对应于第二拆分的激光束。
23.根据权利要求20-22中任一项所述的***，其中所述激光***包括激光组合器，所述激光组合器具有第一输入端口、第二输入端口、以及输出端口；其中所述激光组合器被配置成经由输出端口来提供脉冲信号的序列，其包括与第一拆分的射束的至少一部分相对应的第一脉冲信号以及与延迟的第二拆分的射束的至少一部分相对应的第二脉冲信号。
24.根据权利要求23所述的***，其中所述激光组合器包括耦合器，所述耦合器具有第一输出端口和第二输出端口，并且其中所述激光组合器的输出端口是所述耦合器的第一输出端口和第二输出端口之一。
25.根据权利要求23所述的***，其中所述激光组合器包括偏振射束组合器，所述偏振射束组合器被配置成：
接收具有线性偏振的第一射束以及具有与所述第一射束垂直的偏振的第二射束；
将所述第一射束和所述第二射束组合成第三射束；以及
将所述第三射束提供到激光组合器的输出端口，其中所述第三射束包括脉冲信号的序列。
26.根据权利要求19-22中任一项所述的***，其中所述激光***包括激光组合器，所述激光组合器具有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、以及第二输出端口；其中所述激光组合器被配置成经由激光组合器的第一输出端口来提供脉冲信号的第一序列，并且经由激光组合器的第二输出端口来提供脉冲信号的第二序列。
27.根据权利要求19-26中任一项所述的***，其中所述激光***此外包括：
第一纤维，其被配置成将来自分束器的第一输出端口的第一拆分的射束中继到激光组合器的第一输入端口；以及
第二纤维，其被配置成将来自分束器的第二输出端口的第二拆分的射束中继到激光组合器的第二输入端口，
其中所述第一纤维和第二纤维被配置成向第二拆分的激光束引起相对于第一拆分的激光束的延迟。
28.根据权利要求27所述的***，其中所述第一纤维的长度不同于第二纤维的长度。
29.根据权利要求19-28中任一项所述的***，其中所述激光***此外包括前置放大器。
30.根据权利要求19-29中任一项所述的***，其中所述激光***此外包括升压放大器。
31.根据权利要求19-30中任一项所述的***，其中所述激光***此外被配置成将参考信号提供到光检测器，其中所述参考信号的脉冲形状和射束剖面与所发射的脉冲信号的序列相同。
CN201880081927.9A 2017-10-19 2018-10-18 具有大动态范围的lidar Pending CN111542765A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762574679P 2017-10-19 2017-10-19
US62/574679 2017-10-19
PCT/US2018/056577 WO2019079642A1 (en) 2017-10-19 2018-10-18 LIDAR WITH EXTENDED DYNAMIC RANGE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111542765A true CN111542765A (zh) 2020-08-14

Family

ID=66170474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880081927.9A Pending CN111542765A (zh) 2017-10-19 2018-10-18 具有大动态范围的lidar

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11460554B2 (zh)
EP (1) EP3698168A4 (zh)
CN (1) CN111542765A (zh)
WO (1) WO2019079642A1 (zh)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11609336B1 (en) 2018-08-21 2023-03-21 Innovusion, Inc. Refraction compensation for use in LiDAR systems
CN110506220B (zh) 2016-12-30 2023-09-15 图达通智能美国有限公司 多波长lidar设计
US10942257B2 (en) 2016-12-31 2021-03-09 Innovusion Ireland Limited 2D scanning high precision LiDAR using combination of rotating concave mirror and beam steering devices
US11009605B2 (en) 2017-01-05 2021-05-18 Innovusion Ireland Limited MEMS beam steering and fisheye receiving lens for LiDAR system
EP3566070A4 (en) 2017-01-05 2020-08-12 Innovusion Ireland Limited METHOD AND SYSTEM FOR ENCODING AND DECODING A LIDAR
US11054508B2 (en) 2017-01-05 2021-07-06 Innovusion Ireland Limited High resolution LiDAR using high frequency pulse firing
CN111542765A (zh) 2017-10-19 2020-08-14 图达通爱尔兰有限公司 具有大动态范围的lidar
WO2021146954A1 (en) 2020-01-21 2021-07-29 Hesai Technology Co., Ltd. Systems and methods for light detection and ranging
US11493601B2 (en) 2017-12-22 2022-11-08 Innovusion, Inc. High density LIDAR scanning
US11675050B2 (en) 2018-01-09 2023-06-13 Innovusion, Inc. LiDAR detection systems and methods
US11977184B2 (en) 2018-01-09 2024-05-07 Seyond, Inc. LiDAR detection systems and methods that use multi-plane mirrors
WO2019164961A1 (en) 2018-02-21 2019-08-29 Innovusion Ireland Limited Lidar systems with fiber optic coupling
WO2019165130A1 (en) 2018-02-21 2019-08-29 Innovusion Ireland Limited Lidar detection systems and methods with high repetition rate to observe far objects
US11988773B2 (en) 2018-02-23 2024-05-21 Innovusion, Inc. 2-dimensional steering system for lidar systems
US20190265339A1 (en) 2018-02-23 2019-08-29 Innovusion Ireland Limited Distributed lidar systems
US11808888B2 (en) 2018-02-23 2023-11-07 Innovusion, Inc. Multi-wavelength pulse steering in LiDAR systems
WO2019245614A2 (en) 2018-03-09 2019-12-26 Innovusion Ireland Limited Lidar safety systems and methods
US11289873B2 (en) 2018-04-09 2022-03-29 Innovusion Ireland Limited LiDAR systems and methods for exercising precise control of a fiber laser
WO2019199796A1 (en) 2018-04-09 2019-10-17 Innovusion Ireland Limited Compensation circuitry for lidar receiver systems and method of use thereof
CN114114295A (zh) 2018-06-15 2022-03-01 图达通爱尔兰有限公司 用于聚焦感兴趣的范围的lidar***和方法
US11579300B1 (en) 2018-08-21 2023-02-14 Innovusion, Inc. Dual lens receive path for LiDAR system
US11860316B1 (en) 2018-08-21 2024-01-02 Innovusion, Inc. Systems and method for debris and water obfuscation compensation for use in LiDAR systems
US11796645B1 (en) 2018-08-24 2023-10-24 Innovusion, Inc. Systems and methods for tuning filters for use in lidar systems
US11614526B1 (en) 2018-08-24 2023-03-28 Innovusion, Inc. Virtual windows for LIDAR safety systems and methods
US11579258B1 (en) 2018-08-30 2023-02-14 Innovusion, Inc. Solid state pulse steering in lidar systems
US11686824B2 (en) 2018-11-14 2023-06-27 Innovusion, Inc. LiDAR systems that use a multi-facet mirror
JP2022020871A (ja) * 2018-12-06 2022-02-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 物体認識装置、物体認識方法、およびプログラム
US11675055B2 (en) 2019-01-10 2023-06-13 Innovusion, Inc. LiDAR systems and methods with beam steering and wide angle signal detection
US11486970B1 (en) 2019-02-11 2022-11-01 Innovusion, Inc. Multiple beam generation from a single source beam for use with a LiDAR system
US11977185B1 (en) 2019-04-04 2024-05-07 Seyond, Inc. Variable angle polygon for use with a LiDAR system
US11422267B1 (en) 2021-02-18 2022-08-23 Innovusion, Inc. Dual shaft axial flux motor for optical scanners
US11789128B2 (en) 2021-03-01 2023-10-17 Innovusion, Inc. Fiber-based transmitter and receiver channels of light detection and ranging systems
US11555895B2 (en) 2021-04-20 2023-01-17 Innovusion, Inc. Dynamic compensation to polygon and motor tolerance using galvo control profile
US11614521B2 (en) 2021-04-21 2023-03-28 Innovusion, Inc. LiDAR scanner with pivot prism and mirror
EP4305450A1 (en) 2021-04-22 2024-01-17 Innovusion, Inc. A compact lidar design with high resolution and ultra-wide field of view
CN117280242A (zh) 2021-05-12 2023-12-22 图达通智能美国有限公司 用于减轻LiDAR噪声、振动和声振粗糙度的***和设备
US11662440B2 (en) 2021-05-21 2023-05-30 Innovusion, Inc. Movement profiles for smart scanning using galvonometer mirror inside LiDAR scanner
US11768294B2 (en) 2021-07-09 2023-09-26 Innovusion, Inc. Compact lidar systems for vehicle contour fitting
US20230051395A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 Argo AI, LLC Scout pulsing
US11871130B2 (en) 2022-03-25 2024-01-09 Innovusion, Inc. Compact perception device
EP4318025A1 (en) * 2022-08-02 2024-02-07 Hexagon Technology Center GmbH Scanning measuring device with fiber network

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1923721A1 (en) * 2005-08-15 2008-05-21 Topcon Corporation Measuring device
EP2157445A2 (en) * 2008-08-19 2010-02-24 Rosemount Aerospace Inc. Lidar system using a pseudo-random pulse sequence
EP2395368A1 (de) * 2010-06-11 2011-12-14 Sick AG Entfernungsmessender Laserscanner zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich
CN102460209A (zh) * 2009-06-26 2012-05-16 特林布尔公司 距离测量装置
CN103576162A (zh) * 2013-10-25 2014-02-12 中国科学院半导体研究所 激光雷达装置及利用该装置测量目标物距离的方法
CN104412120A (zh) * 2012-06-18 2015-03-11 赫克斯冈技术中心 利用动态脉冲宽度调节的测距方法
CN105988119A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 莱卡地球***公开股份有限公司 光电测距方法和相应的测距仪
US20170155225A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Luminar Technologies, Inc. Pulsed laser for lidar system
CN107085218A (zh) * 2016-02-15 2017-08-22 机载水道学公司 低光子计数计时
WO2017143217A1 (en) * 2016-02-18 2017-08-24 Aeye, Inc. Adaptive ladar receiver

Family Cites Families (166)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5245479B2 (zh) 1972-02-19 1977-11-16
US3897150A (en) 1972-04-03 1975-07-29 Hughes Aircraft Co Scanned laser imaging and ranging system
DE2726999C2 (de) 1977-06-15 1983-05-05 Impulsphysik Gmbh, 2000 Hamburg Verfahren zur Wolkenhöhenmessung und langlebiger augensicherer Wolkenhöhenmesser nach dem Laufzeitprinzip
US4464048A (en) 1981-03-25 1984-08-07 Barr & Stroud Limited Laser rangefinders
US4923263A (en) 1988-09-22 1990-05-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Rotating mirror optical scanning device
US5006721A (en) 1990-03-23 1991-04-09 Perceptron, Inc. Lidar scanning system
JPH04255280A (ja) 1991-02-07 1992-09-10 Nippon Steel Corp 半導体レーザ励起固体レーザ装置
US5157451A (en) 1991-04-01 1992-10-20 John Taboada Laser imaging and ranging system using two cameras
US5442358A (en) 1991-08-16 1995-08-15 Kaman Aerospace Corporation Imaging lidar transmitter downlink for command guidance of underwater vehicle
GB2266620B (en) 1992-04-27 1996-08-28 Univ Southampton Optical power limited amplifier
US5838239A (en) 1992-10-20 1998-11-17 Robotic Vision Systems, Inc. System for detecting ice or snow on surface which specularly reflects light
US5546188A (en) 1992-11-23 1996-08-13 Schwartz Electro-Optics, Inc. Intelligent vehicle highway system sensor and method
US5793491A (en) 1992-12-30 1998-08-11 Schwartz Electro-Optics, Inc. Intelligent vehicle highway system multi-lane sensor and method
US5319434A (en) 1992-12-30 1994-06-07 Litton Systems, Inc. Laser rangefinder apparatus with fiber optic interface
US5657077A (en) 1993-02-18 1997-08-12 Deangelis; Douglas J. Event recording system with digital line camera
US7209221B2 (en) 1994-05-23 2007-04-24 Automotive Technologies International, Inc. Method for obtaining and displaying information about objects in a vehicular blind spot
US5623335A (en) * 1995-05-04 1997-04-22 Bushnell Corporation Laser range finder with target quality display
US5691808A (en) 1995-07-31 1997-11-25 Hughes Electronics Laser range finder receiver
US5936756A (en) 1996-01-10 1999-08-10 Ricoh Company Ltd. Compact scanning optical system
JP3446466B2 (ja) 1996-04-04 2003-09-16 株式会社デンソー 車間距離制御装置用の反射測定装置及びこれを利用した車間距離制御装置
JP2000147124A (ja) 1998-11-12 2000-05-26 Denso Corp 車載レーダ装置
US6163378A (en) 1999-06-14 2000-12-19 Khoury; Jehad Spectroscopic time integrative correlation for rapid medical diagnostic and universal image analysis
JP2002221574A (ja) 2001-01-25 2002-08-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 飛翔体の空中位置同定方法及びそのシステム
US6594000B2 (en) 2001-01-25 2003-07-15 Science And Technology Corporation Automatic gain control system for use with multiple wavelength signal detector
US6847477B2 (en) * 2001-02-28 2005-01-25 Kilolamdia Ip Limited Optical system for converting light beam into plurality of beams having different wavelengths
US6593582B2 (en) 2001-05-11 2003-07-15 Science & Engineering Services, Inc. Portable digital lidar system
JP3939541B2 (ja) 2001-12-04 2007-07-04 日本電信電話株式会社 光クロック位相同期ループ回路
US7489865B2 (en) 2002-02-01 2009-02-10 Cubic Corporation Integrated optical communication and range finding system and applications thereof
US6650404B1 (en) * 2002-05-28 2003-11-18 Analog Modules, Inc. Laser rangefinder receiver
DE10244641A1 (de) 2002-09-25 2004-04-08 Ibeo Automobile Sensor Gmbh Optoelektronische Erfassungseinrichtung
AU2003295944A1 (en) 2002-11-26 2005-02-04 James F. Munro An apparatus for high accuracy distance and velocity measurement and methods thereof
JP4335816B2 (ja) 2003-05-30 2009-09-30 三菱電機株式会社 コヒーレントレーザレーダ装置
JP4096823B2 (ja) 2003-06-18 2008-06-04 三菱電機株式会社 レーザ装置
DE10331467A1 (de) 2003-07-11 2005-02-10 Sick Ag Vorrichtung zum optischen Abtasten von Objekten, insbesondere von Markierungen
US6950733B2 (en) 2003-08-06 2005-09-27 Ford Global Technologies, Llc Method of controlling an external object sensor for an automotive vehicle
DE102004009496A1 (de) 2004-02-27 2005-09-15 Sick Ag Verfahren und Vorrichtung zum optischen Abtasten von Objekten
US7505196B2 (en) 2004-03-31 2009-03-17 Imra America, Inc. Method and apparatus for controlling and protecting pulsed high power fiber amplifier systems
WO2005100613A2 (en) 2004-04-13 2005-10-27 Hyo Sang Lee Ultraviolet lidar for detection of biological warfare agents
US7649616B2 (en) 2004-07-08 2010-01-19 Lockheed Martin Corporation Fiber laser ladar
IL165212A (en) 2004-11-15 2012-05-31 Elbit Systems Electro Optics Elop Ltd Device for scanning light
US7440084B2 (en) 2004-12-16 2008-10-21 Arete' Associates Micromechanical and related lidar apparatus and method, and fast light-routing components
EP1842082A2 (en) * 2005-01-20 2007-10-10 Elbit Systems Electro-Optics Elop Ltd. Laser obstacle detection and display
US8270440B2 (en) 2005-04-07 2012-09-18 Panasonic Corporation Laser light source and optical device
JP4444159B2 (ja) 2005-05-17 2010-03-31 日本信号株式会社 光通信装置
US7391561B2 (en) 2005-07-29 2008-06-24 Aculight Corporation Fiber- or rod-based optical source featuring a large-core, rare-earth-doped photonic-crystal device for generation of high-power pulsed radiation and method
WO2007025363A1 (en) 2005-09-02 2007-03-08 Neptec Apparatus and method for tracking an object
JP2007144667A (ja) 2005-11-24 2007-06-14 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置及び形成画像補正方法
US7936448B2 (en) 2006-01-27 2011-05-03 Lightwire Inc. LIDAR system utilizing SOI-based opto-electronic components
US7724423B2 (en) 2006-03-16 2010-05-25 Alcatel-Lucent Usa Inc. Optical fiber laser having improved efficiency
CN101688774A (zh) 2006-07-13 2010-03-31 威力登音响公司 高精确度激光雷达***
US7576837B2 (en) 2006-08-29 2009-08-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Micro-mirror optical tracking and ranging system
JP4897430B2 (ja) 2006-10-27 2012-03-14 三井造船株式会社 画像情報取得装置
CN101589316B (zh) 2006-10-30 2012-08-29 奥拓诺塞斯有限公司 用于激光雷达的扫描***
CN101652689B (zh) 2007-02-14 2012-04-11 菲尼萨公司 用于光学三路复用器的准直球透镜
US7830527B2 (en) 2007-04-13 2010-11-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Multiple frequency optical mixer and demultiplexer and apparatus for remote sensing
US7746450B2 (en) 2007-08-28 2010-06-29 Science Applications International Corporation Full-field light detection and ranging imaging system
JP2009156666A (ja) 2007-12-26 2009-07-16 Panasonic Corp 超音波測定方法及び超音波測定装置
DE102008031681A1 (de) 2008-07-04 2010-01-14 Eads Deutschland Gmbh LIDAR-Verfahren zur Messung von Geschwindigkeiten und LIDAR-Vorrichtung mit zeitgesteuerter Detektion
US7982861B2 (en) 2008-07-31 2011-07-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Time delay and distance measurement
JP2010035385A (ja) 2008-07-31 2010-02-12 Kyocera Mita Corp モータ駆動制御装置
EP2154769B1 (de) 2008-08-11 2014-02-26 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur Leistungszuführung an ein System
JP5462462B2 (ja) 2008-10-01 2014-04-02 株式会社トプコン レーザ装置および距離測定装置
EP3396416A1 (en) 2008-11-25 2018-10-31 Tetravue, Inc. Systems and methods of high resolution three-dimensional imaging
US8125622B2 (en) 2009-07-28 2012-02-28 Applied Concepts, Inc. Lidar measurement device with target tracking and method for use of same
TWI407081B (zh) 2009-09-23 2013-09-01 Pixart Imaging Inc 利用成像位置差異以測距之測距裝置及其校正方法
LU91688B1 (en) 2010-05-17 2011-11-18 Iee Sarl Scanning 3D imager
DE102010030603A1 (de) 2010-06-28 2011-12-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Erzeugen eines Signals zur Entfernungsmessung und Verfahren und System zur Entfernungsmessung zwischen einem Sender und einem Empfänger
WO2012011037A1 (en) * 2010-07-23 2012-01-26 Leddartech Inc. 3d optical detection system and method for a mobile storage system
JP2012026921A (ja) 2010-07-26 2012-02-09 Sharp Corp 光学式測距装置およびそれを搭載した機器
KR101162177B1 (ko) 2010-08-05 2012-07-04 (주)이오시스템 광학측정장치의 아발란치 포토 다이오드 이득 보상 장치
US8736818B2 (en) 2010-08-16 2014-05-27 Ball Aerospace & Technologies Corp. Electronically steered flash LIDAR
CA2815393C (en) 2010-10-22 2019-02-19 Neptec Design Group Ltd. Wide angle bistatic scanning optical ranging sensor
US9300321B2 (en) 2010-11-05 2016-03-29 University of Maribor Light detection and ranging (LiDAR)data compression and decompression methods and apparatus
US8812149B2 (en) 2011-02-24 2014-08-19 Mss, Inc. Sequential scanning of multiple wavelengths
JP5541410B2 (ja) 2011-03-02 2014-07-09 トヨタ自動車株式会社 レーザレーダ装置
KR101301453B1 (ko) 2011-12-15 2013-09-03 여우순엽 지상라이다부·무타켓토탈스테이션부·사면지형 변위 제어모듈의 트레블측량제어를 통한 사면지형 변위 모니터링장치 및 방법
EP2607924A1 (de) 2011-12-23 2013-06-26 Leica Geosystems AG Entfernungsmesser-Justage
US20130241761A1 (en) 2012-03-16 2013-09-19 Nikon Corporation Beam steering for laser radar and other uses
US9915726B2 (en) 2012-03-16 2018-03-13 Continental Advanced Lidar Solutions Us, Llc Personal LADAR sensor
GB201204792D0 (en) 2012-03-19 2012-05-02 Qinetiq Ltd Detection techniques
WO2014011241A2 (en) 2012-04-30 2014-01-16 Zuk David M System and method for scan range gating
US9354485B2 (en) 2012-05-01 2016-05-31 Imra America, Inc. Optical frequency ruler
US9835490B2 (en) 2012-05-10 2017-12-05 Voxtel, Inc. Discriminating photo counts and dark counts in an avalanche photodiode
US9638799B2 (en) * 2012-11-21 2017-05-02 Nikon Corporation Scan mirrors for laser radar
EP2746808B1 (de) 2012-12-18 2015-02-25 Sick Ag Optoelektronischer Sensor zur Erfassung von Objekten
US9086273B1 (en) 2013-03-08 2015-07-21 Google Inc. Microrod compression of laser beam in combination with transmit lens
NO335488B1 (no) 2013-03-22 2014-12-22 Kongsberg Seatex As Posisjonsreferansesystem og fremgangsmåte for posisjonering og sporing av ett eller flere objekter
US9069080B2 (en) 2013-05-24 2015-06-30 Advanced Scientific Concepts, Inc. Automotive auxiliary ladar sensor
JPWO2014203654A1 (ja) 2013-06-17 2017-02-23 株式会社日立製作所 距離測定装置、形状測定装置、加工システム、距離測定方法、形状測定方法および加工方法
DE102013215117A1 (de) 2013-08-01 2015-02-05 Robert Bosch Gmbh Objektbestimmung mittels Radarsensor
US9702966B2 (en) 2013-09-16 2017-07-11 Appareo Systems, Llc Synthetic underwater visualization system
KR102136401B1 (ko) 2013-10-21 2020-07-21 한국전자통신연구원 다-파장 이미지 라이다 센서장치 및 이의 신호처리 방법
US9048616B1 (en) 2013-11-21 2015-06-02 Christie Digital Systems Usa, Inc. Method, system and apparatus for automatically determining operating conditions of a periodically poled lithium niobate crystal in a laser system
WO2015077614A1 (en) 2013-11-22 2015-05-28 Schwarz Brent S Lidar scanner calibration
KR101480651B1 (ko) 2013-12-09 2015-01-09 현대자동차주식회사 오브젝트 처리 방법 및 이를 지원하는 차량
US9575184B2 (en) 2014-07-03 2017-02-21 Continental Advanced Lidar Solutions Us, Inc. LADAR sensor for a dense environment
KR20230042386A (ko) 2014-08-15 2023-03-28 에이아이, 아이엔씨. 레이더 전송을 위한 방법 및 시스템
US9720072B2 (en) 2014-08-28 2017-08-01 Waymo Llc Methods and systems for vehicle radar coordination and interference reduction
US9605998B2 (en) 2014-09-03 2017-03-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Measurement system
US9927915B2 (en) 2014-09-26 2018-03-27 Cypress Semiconductor Corporation Optical navigation systems and methods for background light detection and avoiding false detection and auto-movement
US9510505B2 (en) 2014-10-10 2016-12-06 Irobot Corporation Autonomous robot localization
JP2016115740A (ja) 2014-12-12 2016-06-23 オムロン株式会社 光増幅装置およびレーザ加工装置
KR20160075231A (ko) 2014-12-19 2016-06-29 한화테크윈 주식회사 라이다 시스템
WO2016123320A1 (en) 2015-01-29 2016-08-04 Massachusetts Institute Of Technology Systems and methods for light amplification
US10557923B2 (en) 2015-02-25 2020-02-11 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Real-time processing and adaptable illumination lidar camera using a spatial light modulator
US9880263B2 (en) 2015-04-06 2018-01-30 Waymo Llc Long range steerable LIDAR system
JP6353398B2 (ja) 2015-04-28 2018-07-04 日本電信電話株式会社 光変調回路
US10215847B2 (en) 2015-05-07 2019-02-26 GM Global Technology Operations LLC Pseudo random sequences in array lidar systems
JP2017003347A (ja) 2015-06-08 2017-01-05 日本信号株式会社 物体検知装置及び物体検知方法
KR101699273B1 (ko) * 2015-06-30 2017-01-24 한국표준과학연구원 테라헤르츠파를 이용한 실시간 비접촉 비파괴 두께 측정장치
CN204885804U (zh) 2015-07-21 2015-12-16 北京杏林睿光科技有限公司 一种窄线宽合束模块及具有该模块的多波长拉曼激光器
CN204758260U (zh) 2015-07-21 2015-11-11 北京杏林睿光科技有限公司 一种多管芯特性监测的半导体激光器结构
US9992477B2 (en) 2015-09-24 2018-06-05 Ouster, Inc. Optical system for collecting distance information within a field
JP6851985B2 (ja) 2015-12-21 2021-03-31 株式会社小糸製作所 車両用画像取得装置、制御装置、車両用画像取得装置または制御装置を備えた車両および車両用画像取得方法
JP2017138301A (ja) 2016-01-28 2017-08-10 株式会社デンソー レーザレーダ装置
US10627490B2 (en) * 2016-01-31 2020-04-21 Velodyne Lidar, Inc. Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging
US10908262B2 (en) 2016-02-18 2021-02-02 Aeye, Inc. Ladar transmitter with optical field splitter/inverter for improved gaze on scan area portions
US10042159B2 (en) 2016-02-18 2018-08-07 Aeye, Inc. Ladar transmitter with optical field splitter/inverter
US10754015B2 (en) 2016-02-18 2020-08-25 Aeye, Inc. Adaptive ladar receiver
JP6860656B2 (ja) 2016-05-18 2021-04-21 オキーフェ, ジェームスO’KEEFEE, James 車両の形状に適応したダイナミックステアドｌｉｄａｒ
US10393877B2 (en) 2016-06-01 2019-08-27 Velodyne Lidar, Inc. Multiple pixel scanning LIDAR
US20170365105A1 (en) 2016-06-17 2017-12-21 Ford Global Technologies, Llc Method and apparatus for inter-vehicular safety awareness and alert
US9940761B2 (en) 2016-08-02 2018-04-10 International Business Machines Corporation Self-driving vehicle sensor fault remediation
US10137903B2 (en) 2016-08-16 2018-11-27 Uber Technologies, Inc. Autonomous vehicle diagnostic system
US10157630B2 (en) 2016-12-02 2018-12-18 Breakaway Records, L.L.C. Record stabilizer for multiple vinyl sizes
US10942272B2 (en) 2016-12-13 2021-03-09 Waymo Llc Power modulation for a rotary light detection and ranging (LIDAR) device
CN110506220B (zh) 2016-12-30 2023-09-15 图达通智能美国有限公司 多波长lidar设计
US10942257B2 (en) 2016-12-31 2021-03-09 Innovusion Ireland Limited 2D scanning high precision LiDAR using combination of rotating concave mirror and beam steering devices
US11009605B2 (en) 2017-01-05 2021-05-18 Innovusion Ireland Limited MEMS beam steering and fisheye receiving lens for LiDAR system
EP3566070A4 (en) 2017-01-05 2020-08-12 Innovusion Ireland Limited METHOD AND SYSTEM FOR ENCODING AND DECODING A LIDAR
US11054508B2 (en) 2017-01-05 2021-07-06 Innovusion Ireland Limited High resolution LiDAR using high frequency pulse firing
DE102017101501B3 (de) 2017-01-26 2018-01-04 Sick Ag Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Bestimmung der Entfernung eines Objekts in einem Überwachungsbereich
US9869754B1 (en) 2017-03-22 2018-01-16 Luminar Technologies, Inc. Scan patterns for lidar systems
KR101946870B1 (ko) 2017-03-22 2019-02-11 (주)위키옵틱스 패턴의 회전 현상을 개선한 라이다 발광 시스템
US20180275274A1 (en) 2017-03-23 2018-09-27 Innovusion Ireland Limited High resolution lidar using multi-stage multi-phase signal modulation, integration, sampling, and analysis
US10061019B1 (en) 2017-03-28 2018-08-28 Luminar Technologies, Inc. Diffractive optical element in a lidar system to correct for backscan
US10732281B2 (en) 2017-03-28 2020-08-04 Luminar Technologies, Inc. Lidar detector system having range walk compensation
US10641874B2 (en) 2017-03-29 2020-05-05 Luminar Technologies, Inc. Sizing the field of view of a detector to improve operation of a lidar system
US10191155B2 (en) 2017-03-29 2019-01-29 Luminar Technologies, Inc. Optical resolution in front of a vehicle
US10684360B2 (en) 2017-03-30 2020-06-16 Luminar Technologies, Inc. Protecting detector in a lidar system using off-axis illumination
US9989629B1 (en) 2017-03-30 2018-06-05 Luminar Technologies, Inc. Cross-talk mitigation using wavelength switching
EP3593166B1 (en) 2017-03-31 2024-04-17 Velodyne Lidar USA, Inc. Integrated lidar illumination power control
US20180284246A1 (en) 2017-03-31 2018-10-04 Luminar Technologies, Inc. Using Acoustic Signals to Modify Operation of a Lidar System
US11022688B2 (en) 2017-03-31 2021-06-01 Luminar, Llc Multi-eye lidar system
DE202018006300U1 (de) 2017-04-19 2019-12-19 Beijing Surestar Technology Co., Ltd Laserabtastvorrichtung, Laserradarsatz und Abtastverfahren des Laserradarsatzes
US11175405B2 (en) 2017-05-15 2021-11-16 Ouster, Inc. Spinning lidar unit with micro-optics aligned behind stationary window
SG11201913642VA (en) 2017-07-05 2020-01-30 Ouster Inc Light ranging device with electronically scanned emitter array and synchronized sensor array
US10663596B2 (en) 2017-09-15 2020-05-26 Aeye, Inc. Ladar receiver with co-bore sited camera
US11415676B2 (en) 2017-10-09 2022-08-16 Luminar, Llc Interlaced scan patterns for lidar system
CN111542765A (zh) 2017-10-19 2020-08-14 图达通爱尔兰有限公司 具有大动态范围的lidar
DE102017124535A1 (de) 2017-10-20 2019-04-25 Sick Ag Sende-Empfangsmodul für einen optoelektronischen Sensor und Verfahren zur Erfassung von Objekten
DE102017127420A1 (de) 2017-11-21 2019-05-23 Sick Ag Polygonscanner und Verfahren zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich
US10451716B2 (en) 2017-11-22 2019-10-22 Luminar Technologies, Inc. Monitoring rotation of a mirror in a lidar system
US10324185B2 (en) 2017-11-22 2019-06-18 Luminar Technologies, Inc. Reducing audio noise in a lidar scanner with a polygon mirror
US11675050B2 (en) 2018-01-09 2023-06-13 Innovusion, Inc. LiDAR detection systems and methods
US20190257924A1 (en) 2018-02-22 2019-08-22 Innovusion Ireland Limited Receive path for lidar system
US11808888B2 (en) 2018-02-23 2023-11-07 Innovusion, Inc. Multi-wavelength pulse steering in LiDAR systems
US20190265339A1 (en) 2018-02-23 2019-08-29 Innovusion Ireland Limited Distributed lidar systems
US11988773B2 (en) 2018-02-23 2024-05-21 Innovusion, Inc. 2-dimensional steering system for lidar systems
DE102018203534A1 (de) 2018-03-08 2019-09-12 Ibeo Automotive Systems GmbH Empfängeranordnung zum Empfang von Lichtimpulsen, LiDAR-Modul und Verfahren zum Empfangen von Lichtimpulsen
CN108445468B (zh) 2018-04-03 2019-11-05 上海禾赛光电科技有限公司 一种分布式激光雷达
US10429495B1 (en) 2018-04-03 2019-10-01 Hesai Photonics Technology Co., Ltd. Lidar system and method
US10324170B1 (en) 2018-04-05 2019-06-18 Luminar Technologies, Inc. Multi-beam lidar system with polygon mirror
US11029406B2 (en) 2018-04-06 2021-06-08 Luminar, Llc Lidar system with AlInAsSb avalanche photodiode
WO2019237581A1 (en) 2018-06-13 2019-12-19 Hesai Photonics Technology Co., Ltd. Lidar systems and methods
US11486986B2 (en) 2019-06-21 2022-11-01 Aeva, Inc. LIDAR system with solid state spectral scanning

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1923721A1 (en) * 2005-08-15 2008-05-21 Topcon Corporation Measuring device
EP2157445A2 (en) * 2008-08-19 2010-02-24 Rosemount Aerospace Inc. Lidar system using a pseudo-random pulse sequence
CN102460209A (zh) * 2009-06-26 2012-05-16 特林布尔公司 距离测量装置
EP2395368A1 (de) * 2010-06-11 2011-12-14 Sick AG Entfernungsmessender Laserscanner zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich
CN104412120A (zh) * 2012-06-18 2015-03-11 赫克斯冈技术中心 利用动态脉冲宽度调节的测距方法
CN103576162A (zh) * 2013-10-25 2014-02-12 中国科学院半导体研究所 激光雷达装置及利用该装置测量目标物距离的方法
CN105988119A (zh) * 2015-03-18 2016-10-05 莱卡地球***公开股份有限公司 光电测距方法和相应的测距仪
US20170155225A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Luminar Technologies, Inc. Pulsed laser for lidar system
CN107085218A (zh) * 2016-02-15 2017-08-22 机载水道学公司 低光子计数计时
WO2017143217A1 (en) * 2016-02-18 2017-08-24 Aeye, Inc. Adaptive ladar receiver

Also Published As

Publication number Publication date
US11460554B2 (en) 2022-10-04
US20190120942A1 (en) 2019-04-25
US20220357432A1 (en) 2022-11-10
EP3698168A4 (en) 2021-07-21
WO2019079642A1 (en) 2019-04-25
EP3698168A1 (en) 2020-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111542765A (zh) 具有大动态范围的lidar
CN108132471B (zh) 发射及接收激光脉冲的方法、介质及激光雷达***
CN105403877B (zh) 大动态范围光学分视场探测激光雷达
CN102589593B (zh) 相位敏感式光时域反射传感***及方法
JP2022120032A (ja) 多波長ライダー設計
KR101795113B1 (ko) 텔레메트리 및 고 비트 레이트 통신을 위한 광학 장치 및 방법
US6700655B2 (en) Optical fiber characteristic measuring device
US20160291137A1 (en) Laser radar device
US7710547B2 (en) Coherent optical range finder
WO2014024196A4 (en) Friend or foe identification system and method
CN103576162A (zh) 激光雷达装置及利用该装置测量目标物距离的方法
JP2022527889A (ja) 戻り路に光増幅器を備えたｌｉｄａｒ装置
CN105674950A (zh) 具有类激光光源的测距仪
CN103592651A (zh) 一种猫眼目标探测的主被动成像***
JP2001326608A (ja) 光空間通信装置
US11047959B2 (en) Apparatus and method for generating multiple-wavelength distributed continuous wave and pulse optical transmission signal
US11808659B2 (en) Parallel optics based optical time domain reflectometer acquisition
CA3088581C (en) A device and a method for distance measurement for a laser processing system, and a laser processing system
US20220276382A1 (en) Homodyne receive architecture in a spatial estimation system
CN209878985U (zh) 一种激光雷达接收调整装置
RU160836U1 (ru) Устройство для регистрации усиления и ослабления обратного рассеяния в атмосфере
EP3786606A1 (en) Parallel optics based optical time domain reflectometer acquisition
CN103335967A (zh) 基于布里渊慢光效应的光纤环形腔衰荡光谱装置
CN106646427B (zh) 一种低散射噪声的光学望远镜
RU163016U1 (ru) Устройство для регистрации усиления обратного рассеяния в атмосфере

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220424

Address after: California, USA

Applicant after: TAIDA INTELLIGENT AMERICAN Co.,Ltd.

Address before: California, USA

Applicant before: Tuttartone Ireland Ltd.