[发明专利]激光雷达系统和操作方法

说明书

一种激光雷达系统，优选地包括以下中的一个或更多个：光发射器、光检测器、光束导向器、和/或处理模块。一种激光雷达系统的操作方法，优选地包括：确定信号，输出信号，接收一个或更多个回波信号，和/或分析回波信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年10月13日提交的序列号为63/091,055的美国临时申请的权益，该美国临时申请通过该引用以其全部内容并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及目标检测(object detection)和/或成像领域，并且更具体地，涉及目标检测和/或成像领域中的新的且有用的激光雷达系统(lidar system)和操作方法。

背景

典型的激光雷达系统和方法依赖于光的脉冲来表征其周围的目标。此外，由于在发射下一个光脉冲之前需要等待每个光脉冲返回，因此它们(例如在侦测范围(range)、分辨率、精度等方面的)性能通常受到显著限制。因此，在目标检测领域需要创建新的和有用的激光雷达系统和操作方法。

附图简述

图1A至图1B分别是方法的实施例和该实施例的示例的流程图表示。

图2A是系统的实施例的示意表示。

图2B是使用中的系统的实施例的示意表示。

图3A-图3B是确定信号的示例的示意表示。

图4A-图4B分别是一组相位有界低互相关码(phase-bounded low cross-correlation codes)的第一示例的互相关和自相关的表示。

图4C是一组相位有界低互相关码的第二示例的互相关的表示。

图5A-图5B是分析回波信号(return signal)的示例的示意表示。

图6A-图6B分别是在时域中应用匹配滤波器的第一示例和第二示例的示意表示。

图7是分析回波信号的具体示例的示意表示。

优选实施例的描述

对本发明优选实施例的以下描述并不旨在将本发明限于这些优选实施例，而是旨在使本领域的任何技术人员能够制作和使用本发明。

1.概述。

激光雷达系统操作的方法100优选地包括：确定信号S110；输出信号S120；接收回波信号S130；和/或分析回波信号S140(例如，如图1A-图1B所示)。然而，方法100可以另外或可替代地包括以任何合适的方式执行的任何其他合适的要素。方法100优选地使用激光雷达系统200执行，但可以另外或可替代地使用任何其他合适的系统执行。

许多激光雷达系统和方法基于(例如，与由系统发射的光的脉冲相关联的)时间延迟来表征到其周围目标的距离。相比而言，本文描述的方法100和/或激光雷达系统200的实施例使用(例如，诸如下面更详细描述的，由激光雷达系统200发射的编码光信号(诸如周期信号)的)相位延迟来表征到它们周围目标的距离(和/或与目标相关联的其他信息)。由于这些相位延迟与距离有关(例如，并且被用于表征潜在未知的和/或不断变化的目标布置)，所使用的编码通常是异步的。因此，本文描述了符合本申请的一种新型编码。

2.系统。

激光雷达系统200优选地包括一个或更多个以下元件：光发射器210；光检测器220；光束导向器230；和/或处理模块240(例如，如图2A-图2B所示)。

光发射器210优选地用于(例如，可操作以)发射一个或更多个光信号。光信号优选地为光束状的(例如，激光束)，但可以另外或可替代地具有任何其他合适的光学特性。