[发明专利]相干激光雷达系统的校准与对准

说明书

一种激光雷达系统包括：光源，用于产生调频连续波(FMCW)信号；以及波导分离器，用于将FMCW信号分离成输出信号和局部振荡器(LO)信号。发射耦合器提供输出信号以进行发射。接收透镜获得由目标反射输出信号产生的接收信号。波导耦合器将接收信号和LO信号组合成第一组合信号和第二组合信号。第一相位调制器和第二相位调制器分别调整第一组合信号和第二组合信号的相位，以将第一相位调制信号和第二相位调制信号提供给第一光电检测器和第二光电检测器。处理器处理来自第一和第二光电检测器的第一电信号和第二电信号，以获得关于目标的信息。

技术领域

本主题公开涉及相干激光雷达系统的校准和对准。

背景技术

车辆(例如，汽车、卡车、建筑设备、农场设备、自动化工厂设备)越来越多地配备有提供信息以增强或自动化车辆操作的传感器。示例性传感器包括无线电检测和测距(雷达)系统、照相机、麦克风以及光检测和测距(激光雷达)系统。示例性激光雷达系统是相干激光雷达系统，其发射调频连续波(FMCW)信号并依赖于发射信号与由目标发射信号的反射散射产生的返回信号之间的光学相干性以执行目标的检测。为了从激光雷达系统获得可靠的信息，需要正确对准透射光线的透镜并获得返回信号，并且校准光学相位调制器以最大化光电检测器获得的信号。因此，期望提供相干激光雷达系统的校准和对准。

发明内容

在一个示例性实施例中，一种激光雷达系统包括：光源，用于产生调频连续波(FMCW)信号；以及波导分离器，用于将FMCW信号分离成输出信号和局部振荡器(LO)信号。所述激光雷达系统还包括：发射耦合器，用于提供输出信号用于通过发射透镜进行发射；以及接收透镜，用于获得由目标反射输出信号产生的接收信号，并将其提供给接收耦合器。波导耦合器组合接收信号和LO信号，并将组合结果分离成第一组合信号和第二组合信号。第一相位调制器调整第一组合信号的相位，并将第一相位调制信号提供给第一光电检测器。第二相位调制器调整第二组合信号的相位，并将第二相位调制信号提供给第二光电检测器。处理器从第一光电检测器获得第一电信号和从第二光电检测器获得第二电信号，并处理第一电信号和第二电信号以获得指示关于目标的信息的激光雷达结果。

除了本文描述的一个或多个特征之外，校准第一相位调制器和第二相位调制器，使得第一相位调制信号和第二相位调制信号具有相同的相位。

除了本文描述的一个或多个特征之外，所述激光雷达系统还包括第二光源以产生光信号。

除了本文描述的一个或多个特征之外，所述激光雷达系统还包括第二波导耦合器，以在通过发射透镜发射输出信号的同时引导光信号通过接收透镜发射，以便于在对准操作期间对准发射透镜和接收透镜。

除了本文描述的一个或多个特征之外，第二波导耦合器在正常操作期间将接收信号引导到波导耦合器。

除了本文描述的一个或多个特征之外，所述激光雷达系统还包括：发射波束转向设备，用于引导输出信号通过发射透镜发射；以及接收波束转向设备，以将接收信号引导到接收透镜。

除了本文描述的一个或多个特征之外，波导分离器还被配置为将FMCW信号的大部分分离为输出信号。

除了本文描述的一个或多个特征之外，所述激光雷达系统设置在车辆中。

除了本文描述的一个或多个特征之外，所述激光雷达系统还向车辆控制器提供关于目标的信息，以增强或自动化车辆的操作。