[发明专利]基于参考表面的激光雷达传感器组件校准

说明书

LIDAR系统包括一个或多个LIDAR传感器组件，其可以安装到载具或其他物体。每个LIDAR传感器组件包括激光光源以发射激光，以及光传感器以响应于感测反射光而产生光信号，该反射光对应于激光光源所发射的激光从参考表面的反射，参考表面相对于LIDAR传感器组件是固定的。LIDAR传感器组件的控制器可以至少部分地基于来自光传感器的信号来校准LIDAR传感器组件，该信号指示检测到对应于从参考表面反射的激光脉冲的反射的反射光。

相关申请的交叉引用

本申请是2017年4月13日提交的美国申请No.15/487,363的PCT国际申请，其要求2016年12月30日提交的题为“基于参考面的激光雷达传感器组件校准”的美国临时申请No.62/440,761的优先权，其全部内容出于所有目的通过引用整体并入本文。

背景技术

术语“激光雷达(LIDAR)”是指通过发射光并测量光的反射的特性来测量到可见物体的距离的技术。LIDAR系统具有光发射器和光传感器。光发射器可以包括激光器，该激光器将高度聚焦的光朝物体引导，然后物体将光反射回光传感器。光传感器可以包括光电检测器，诸如光电倍增管或雪崩光电二极管(APD)，其将光强度转换成对应的电信号。根据LIDAR系统的特定性质，光学部件，诸如透镜可以用于光传输和接收路径中以聚焦光。

LIDAR系统具有信号处理部件，该信号处理部件分析反射光信号以确定距所发射激光被反射的表面的距离。例如，当光信号从激光器行进到表面并返回到光传感器时，系统可以测量光信号的“飞行时间”。然后基于已知的光速计算距离。然而，距离测量的准确度可取决于LIDAR系统的部件(例如，电源、光源、光传感器等)的性能特性。另外，环境条件的变化(例如温度和/或湿度)可能随时间影响距离测量。

附图说明

参考附图描述详细描述。在附图中，附图标记的最左边的一位或多位数字标识首次出现该附图标记的图。在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的组件或特征。

图1是示出示例性LIDAR传感器组件的局部剖视图，该LIDAR传感器组件可使用相对于LIDAR传感器组件固定的参考表面来校准。

图2是由示例性LIDAR传感器组件发射的脉冲和对应于从固定参考表面反射的光的接收脉冲的时序图。

图3A是示例性LIDAR传感器组件的透视图，该LIDAR传感器组件包括固定支撑结构，该固定支撑结构包括固定参考表面，并且为清楚起见省略了外壳。

图3B是图3A的示例性LIDAR传感器组件的简化俯视图，为清楚起见省略了顶部支撑肋。

图4A是图3A的示例性LIDAR传感器组件的透视图，示出了包括环形透镜的外壳。

图4B是图4A的示例性LIDAR传感器组件的沿图4A的B-B线截取的简化横截面图。

图5是具有无阻碍360度检测角度的另一示例性LIDAR传感器组件的简化横截面图。

图6是具有安装至载具的多个LIDAR传感器组件示例性载具的俯视图。

图7是示例性载具的侧视图，示出了针对LIDAR传感器组件的示例性安装定向。

图8是示出使用相对于LIDAR传感器组件固定的参考表面校准LIDAR传感器组件的示例方法的流程图。

具体实施方式

典型的LIDAR系统发射光脉冲并检测对应于从环境中的物体反射的光脉冲的反射光。然后分析反射光信号以确定从LIDAR系统到所发射激光被反射的表面的距离。例如，当光信号从激光器行进到物体并返回到光传感器时，系统可以测量光信号的“飞行时间”(TOF)。然后基于所测量的飞行时间和已知的光速计算距离。但是，现有的LIDAR系统并未考虑LIDAR系统的部件的性能特征。