[发明专利]自动驾驶车辆的具有单旋转镜的光检测和测距LIDAR装置

说明书

在一个实施方式中，自动驾驶车辆(ADV)的LIDAR装置包括光发射器的阵列，以发射多个光束来感测与目标相关的物理范围。LIDAR装置还包括具有倾斜表面和由可旋转平台支承的平坦表面的倾斜镜。可旋转平台配置成相对于与平坦表面垂直的竖直轴线旋转。光发射器配置成将光束投射到倾斜镜的倾斜表面上，光束朝向目标偏转。倾斜镜与可旋转平台一起旋转，同时光发射器的阵列保持稳定。LIDAR装置还包括一个或多个光检测器，以接收从目标反射的光束中的至少一部分。

技术领域

本公开的实施方式总体上涉及操作自动驾驶车辆。更具体地，本公开的实施方式涉及自动驾驶车辆中使用的LIDAR装置。

背景技术

以自动驾驶模式运行(例如，无人驾驶)的车辆可以将乘员、尤其是驾驶员从一些驾驶相关的职责中解放出来。当以自动驾驶模式运行时，车辆可以使用车载传感器导航到各个位置，从而允许车辆在最少人机交互的情况下或在没有任何乘客的一些情况下行驶。

LIDAR技术已广泛用于军事、地理学、海洋学，并且在最近十年中，广泛应用于自动驾驶车辆中。除了其他因素之外，LIDAR在自动驾驶车辆中的应用因高成本而受到阻碍。LIDAR装置可以在扫描场景时估计出与对象的距离，以聚集表示对象的反射表面的点云。点云中的各个点可以通过发射激光脉冲并检测从对象反射的返回脉冲(如果有的话)并根据发射脉冲与接收到的反射脉冲之间的时间延迟确定与对象的距离来确定。可以在场景中快速且重复地扫描一个或多个激光，以提供关于与场景中的反射对象的距离的连续实时信息。

传统的LIDAR装置通常利用在两个方向上旋转或转动的镜子，以覆盖整个360度环境。此外，传统的LIDAR装置需要光发射器和光检测器与镜子一起旋转，这会消耗更多的电力来驱动电机。

发明内容

本公开的一方面提供了自动驾驶车辆中使用的光检测和测距(LIDAR)装置，该LIDAR装置包括：光发射器的阵列，用于发射多个光束以感测与目标相关的物理范围；倾斜镜，具有倾斜表面和平坦表面；可旋转平台，支承倾斜镜的平坦表面，可旋转平台能够相对于与平坦表面垂直的竖直轴线旋转，其中，光发射器将光束投射到倾斜表面上，光束朝向目标偏转，以及其中，倾斜镜与可旋转平台一起旋转，而光发射器的阵列保持稳定；以及一个或多个光检测器，用于接收从目标反射的光束中的至少一部分。

本公开的另一方面提供了一种自动驾驶车辆，其包括光检测和测距(LIDAR)装置和感知与规划系统，其中，LIDAR装置包括：光发射器的阵列，用于发射多个光束以感测与目标相关的物理范围；倾斜镜，具有倾斜表面和平坦表面；可旋转平台，支承倾斜镜的平坦表面，可旋转平台能够相对于与平坦表面垂直的竖直轴线旋转，其中，光发射器将光束投射到倾斜表面上，光束朝向目标偏转，以及其中，倾斜镜与可旋转平台一起旋转，而光发射器的阵列保持稳定，以及一个或多个光检测器，用于接收从目标反射的光束中的至少一部分，以及感知与规划系统联接至LIDAR装置，以基于由LIDAR装置提供的LIDAR传感器数据来感知自动驾驶车辆周围的行驶环境并控制自动驾驶车辆在行驶环境中行驶。

本公开的又一方面提供了一种用于操作自动驾驶车辆的LIDAR装置的计算机实施的方法，该方法包括：使用光发射器的阵列发射多个光束以感测与目标相关的物理范围；设置具有倾斜表面和平坦表面的倾斜镜；旋转支承倾斜镜的平坦表面的可旋转平台，可旋转平台能够相对于与平坦表面垂直的竖直轴线旋转，其中，倾斜镜与可旋转平台一起旋转，而光发射器的阵列保持稳定；将光束投射到倾斜镜的倾斜表面上，其中，光束通过倾斜表面朝向目标偏转；以及使用一个或多个光检测器接收从目标反射的光束中的至少一部分。

附图说明

本公开的实施方式在附图的各图中以举例而非限制的方式示出，附图中的相同的附图标记指代相似的元件。

图1是示出根据一个实施方式的网络化系统的框图。

图2是示出根据一个实施方式的自动驾驶车辆的示例的框图。