[发明专利]具有垂直腔面发射激光器(VCSEL)发射器的光检测和测距(LIDAR)设备在审

专利信息
申请号: 202180073598.5 申请日: 2021-10-29
公开(公告)号: CN116507936A 公开(公告)日: 2023-07-28
发明(设计)人: D·施莱宁;J·杜菲;A·塔佐利;M·拉斯特 申请(专利权)人: 伟摩有限责任公司
主分类号: G01S7/481 分类号: G01S7/481
代理公司: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 金玉洁
地址: 美国加利*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 具有 垂直 发射 激光器 vcsel 发射器 检测 测距 lidar 设备
【说明书】:

示例实施例涉及具有垂直腔面发射激光器(VCSEL)发射器的光检测和测距(lidar)设备。示例lidar设备包括配置为发射光脉冲到lidar设备的周围环境中的可单独寻址的VCSEL的阵列。lidar设备还包括配置为选择性地激发阵列中的可单独寻址的VCSEL的激发电路。此外,lidar设备包括配置为使用控制信号控制激发电路的控制器。此外,lidar设备包括多个检测器。多个检测器中的每个检测器配置为检测由阵列中的一个或更多个可单独寻址的VCSEL发射并由lidar设备周围环境中的一个或更多个对象反射的光脉冲的反射。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年10月30日向美国专利商标局提交的第63/107,929号临时专利申请的优先权,该临时专利申请的内容通过引用合并于此。

背景技术

除非在此另有说明,否则本部分中描述的材料不是此申请中权利要求的现有技术,并且不因包含在本部分中而被承认为现有技术。

自主运载工具或以自主模式操作的运载工具可以使用各种传感器来检测它们的周围环境。例如,光检测和测距(lidar)设备、无线电检测和测距(雷达)设备和/或相机可用于识别自主运载工具周围环境中的对象。例如,这样的传感器可用于对象检测和避开和/或导航。

lidar设备可以确定到环境特征的距离,同时扫描场景以收集可集合成指示环境中的反射表面的“点云”的数据。例如通过发送激光脉冲并检测从环境中的对象反射的返回脉冲(如果有)、然后根据脉冲的发送和反射脉冲的接收之间的时间延迟确定到对象的距离,可以确定点云中的各个点。结果,例如,可以生成指示反射特征在环境中的位置的点的三维地图。

发明内容

本公开涉及具有垂直腔面发射激光器(VCSEL)发射器的光检测和测距(lidar)设备。VCSEL发射器可以包括用于发送信号的VCSEL阵列,所述信号稍后被lidar设备的对应检测器检测以确定到周围环境中的一个或更多个对象的距离。阵列中的VCSEL可以是可单独寻址的。此外,lidar控制器可以使用(多个)控制信号来控制用于选择性地激发一个或更多个VCSEL的激发电路。阵列中的VCSEL的可单独寻址性和选择性激发可以允许实现多个激发模式。例如,这样的发射模式可用于减轻相邻通道中的串扰(例如,来自基于周围环境中的回射器的反射),减少观察周围环境所消耗的功率,和/或提高lidar设备生成的点云的分辨率。

在一个方面中,提供了一种光检测和测距(lidar)设备。该lidar设备包括可单独寻址的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的阵列,该阵列配置为发射光脉冲到lidar设备的周围环境中。该lidar设备还包括配置为选择性地激发阵列中的可单独寻址的VCSEL的激发电路。此外,该lidar设备包括配置为使用控制信号控制激发电路的控制器。此外,该lidar设备包括多个检测器。多个检测器中的每个检测器配置为检测由阵列中的一个或更多个可单独寻址的VCSEL发射并由lidar设备周围环境中的一个或更多个对象反射的光脉冲的反射。

在另一方面中,提供了一种方法。该方法包括从光检测和测距(lidar)设备的控制器向lidar设备的激发电路发送控制信号。该方法还包括基于控制信号通过激发电路使可单独寻址的垂直腔面发射激光器(VCSEL)发射光脉冲到lidar设备的周围环境中。可单独寻址的VCSEL是阵列内的多个可单独寻址的VCSEL之一。此外,该方法包括由lidar设备的检测器检测来自lidar设备周围环境的光脉冲的反射。检测器是lidar设备的多个检测器之一。

通过阅读以下详细描述并在适当情况下参照附图,这些以及其它方面、优点和可选方案对于本领域普通技术人员将变得明显。

附图说明

图1是示出根据示例实施例的运载工具的功能框图。

图2A是根据示例实施例的运载工具的物理配置的图。

图2B是根据示例实施例的运载工具的物理配置的图。

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