СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛИДАРОВ

1. Лидарная система, имеющая пороговое расстояние определения дальности, причем пороговое расстояние определения дальности указывает на наибольшее расстояние, на котором лидарная система выполнена с возможностью обнаружения объекта, причем лидарная система содержит:
- источник света, выполненный с возможностью генерирования сигнала непрерывного излучения ;
- частотный модулятор, выполненный с возможностью модуляции частоты непрерывной волны,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с частотной модуляцией (FMCW); и
- амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды сигнала FMCW,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с амплитудно-частотной модуляцией (AFMCW),
причем амплитуда сигнала FMCW модулируется в соответствии с периодом амплитудной модуляции, и
период амплитудной модуляции предварительно определяется на основе порогового расстояния определения дальности;
- светоделитель, выполненный с возможностью деления сигнала AFMCW на первую часть и вторую часть,
причем первая часть может выводиться лидарной системой для отражения от объекта, тем самым генерируя отраженный сигнал, и
вторая часть может использоваться для усиления отраженного сигнала; и
- детектор, выполненный с возможностью усиления отраженного сигнала на основе второй части путем увеличения усиления отраженного сигнала в зависимости от расстояния до объекта от лидарной системы,
тем самым генерируя усиленный отраженный сигнал, и
усиленный отраженный сигнал указывает на расстояние до объекта от лидарной системы.
2. Лидарная система по п. 1, в которой детектор имеет пороговую амплитуду, а усиленный отраженный сигнал имеет амплитуду, которая ниже пороговой амплитуды.
3. Лидарная система по п. 2, в которой амплитудный модулятор выполнен с возможностью модулировать амплитуду сигнала FMCW в соответствии с периодической функцией амплитудной модуляции, причем периодическая функция амплитудной модуляции выбирается оператором таким образом, что амплитуда усиленного отраженного сигнала ниже пороговой амплитуды детектора.
4. Лидарная система по п. 3, в которой детектор дополнительно выполнен с возможностью приема отраженного сигнала.
5. Лидарная система по п. 3, в которой:
светоделитель выполнен с возможностью деления сигнала AFMCW; и
детектор дополнительно выполнен с возможностью приема второй части сигнала AFMCW для усиления отраженного сигнала.
6. Лидарная система по п. 3, в которой:
светоделитель выполнен с возможностью деления сигнала FMCW;
амплитудный модулятор дополнительно выполнен с возможностью приема второй части сигнала FMCW;
амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды сигнала FMCW, содержит амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды второй части сигнала FMCW; и
детектор дополнительно выполнен с возможностью приема сигнала AFMCW от амплитудного модулятора для усиления отраженного сигнала.
7. Лидарная система по п. 3, в которой амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды сигнала FMCW, содержит амплитудный модулятор, выполненный с возможностью:
создавать сигнал AFMCW, имеющий непрерывно увеличивающуюся амплитуду в пределах периода амплитудной модуляции.
8. Лидарная система по п. 3, в которой амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды сигнала FMCW, содержит амплитудный модулятор, выполненный с возможностью:
создавать сигнал AFMCW, имеющий асимптотически возрастающую амплитуду в пределах периода амплитудной модуляции.
9. Лидарная система по п. 3, в которой амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды сигнала FMCW, содержит амплитудный модулятор, выполненный с возможностью:
создавать сигнал AFMCW, имеющий линейно возрастающую амплитуду в пределах периода амплитудной модуляции.
10. Лидарная система по п. 3, в которой:
частота непрерывной волны модулируется в соответствии с периодом частотной модуляции; и
период частотной модуляции равен периоду амплитудной модуляции.
11. Лидарная система по п. 3, в которой период амплитудной модуляции предварительно определяется как значение времени, соответствующее количеству времени между:
(i) первым моментом времени, когда вторая часть выводится из лидарной системы; и
(ii) вторым моментом времени, когда отраженный сигнал будет принят детектором, если объект находится на пороговом расстоянии определения дальности от лидарной системы.
12. Лидарная система по п. 3, в которой частотный модулятор выполнен заодно с источником света.
13. Лидарная система по п. 3, в которой амплитудный модулятор выполнен единым с источником света.
14. Лидарная система по п. 3, в которой амплитудный модулятор представляет собой по меньшей мере одно из:
- регулируемый оптический модулятор MEMS;
- электрооптический модулятор;
- магнитооптический модулятор;
- волоконно-оптический усилитель;
- полупроводниковый оптический усилитель; и
- другой источник света.
15. Лидарная система по п. 3, причем лидарной системой укомплектован беспилотный автомобиль (SDC).
16. Лидарная система по п. 3, в которой усиленный отраженный сигнал дополнительно указывает скорость объекта относительно лидарной системы.
17. Лидарная система по п. 16, в которой расстояние до объекта используется для управления работой SDC.
18. Лидарная система, имеющая пороговое расстояние определения дальности, причем пороговое расстояние определения дальности указывает на наибольшее расстояние, на котором лидарная система выполнена с возможностью обнаружения объекта, причем лидарная система содержит:
- источник света, выполненный с возможностью генерирования непрерывной волны;
- частотный модулятор, выполненный с возможностью модуляции частоты непрерывной волны,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с частотной модуляцией (FMCW); и
- светоделитель, выполненный с возможностью деления сигнала FMCW на первую часть и вторую часть,
причем первая часть может выводиться лидарной системой для отражения от объекта, тем самым генерируя отраженный сигнал, и
вторая часть может использоваться для усиления отраженного сигнала;
- амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды второй части сигнала FMCW,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с амплитудно-частотной модуляцией (AFMCW),
причем амплитуда второй части сигнала FMCW модулируется в соответствии с периодом амплитудной модуляции, и
период амплитудной модуляции предварительно определяется на основе порогового расстояния определения дальности; и
- детектор, выполненный с возможностью усиления отраженного сигнала на основе сигнала AFMCW путем увеличения усиления отраженного сигнала в зависимости от расстояния до объекта от лидарной системы,
тем самым генерируя усиленный отраженный сигнал, и
усиленный отраженный сигнал указывает на расстояние до объекта от лидарной системы.
19. Лидарная система, имеющая пороговое расстояние определения дальности, причем пороговое расстояние определения дальности указывает на наибольшее расстояние, на котором лидарная система выполнена с возможностью обнаружения объекта, причем лидарная система содержит:
- источник света, выполненный с возможностью генерирования непрерывной волны;
- частотный модулятор, выполненный с возможностью модуляции частоты непрерывной волны,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с частотной модуляцией (FMCW); и
- светоделитель, выполненный с возможностью деления сигнала FMCW на первую часть и вторую часть,
причем вторая часть может использоваться для усиления отраженного сигнала;
- амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды первой части сигнала FMCW,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с амплитудно-частотной модуляцией (AFMCW),
причем амплитуда первой части сигнала FMCW модулируется в соответствии с периодом амплитудной модуляции, и
период амплитудной модуляции предварительно определяется на основе порогового расстояния определения дальности,
сигнал AFMCW может выводиться лидарной системой для отражения от объекта,
тем самым генерируя отраженный сигнал; и
- детектор, выполненный с возможностью усиления отраженного сигнала на основе второй части путем увеличения усиления отраженного сигнала в зависимости от расстояния до объекта от лидарной системы,
тем самым генерируя усиленный отраженный сигнал, и
усиленный отраженный сигнал указывает на расстояние до объекта от лидарной системы.
20. Лидарная система, имеющая пороговое расстояние определения дальности, причем пороговое расстояние определения дальности указывает на наибольшее расстояние, на котором лидарная система выполнена с возможностью обнаружения объекта, причем лидарная система содержит:
- источник света, выполненный с возможностью генерирования непрерывной волны;
- частотный модулятор, выполненный с возможностью модуляции частоты непрерывной волны,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с частотной модуляцией (FMCW); и
- светоделитель, выполненный с возможностью деления сигнала FMCW на первую часть и вторую часть;
- первый амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды первой части сигнала FMCW,
тем самым генерируя первый сигнал непрерывного излучения с амплитудно-частотной модуляцией (AFMCW),
причем амплитуда первой части сигнала FMCW модулируется в соответствии с периодом амплитудной модуляции, и
период амплитудной модуляции предварительно определяется на основе порогового расстояния определения дальности,
первый сигнал AFMCW может выводиться лидарной системой для отражения от объекта,
тем самым генерируя отраженный сигнал; и
- второй амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды второй части сигнала FMCW,
тем самым генерируя второй сигнал AFMCW,
причем амплитуда второй части сигнала FMCW модулируется в соответствии с периодом амплитудной модуляции, и
период амплитудной модуляции предварительно определяется на основе порогового расстояния определения дальности,
второй сигнал AFMCW может использоваться для усиления отраженного сигнала;
- детектор, выполненный с возможностью усиления отраженного сигнала на основе второго сигнала AFMCW путем увеличения усиления отраженного сигнала в зависимости от расстояния до объекта от лидарной системы,
тем самым генерируя усиленный отраженный сигнал, и
усиленный отраженный сигнал указывает на расстояние до объекта от лидарной системы.
21. Лидарная система, имеющая пороговое расстояние определения дальности, причем пороговое расстояние определения дальности указывает на наибольшее расстояние, на котором лидарная система выполнена с возможностью обнаружения объекта, причем лидарная система содержит:
- источник света, выполненный с возможностью генерирования непрерывной волны;
- частотный модулятор, выполненный с возможностью модуляции частоты непрерывной волны,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с частотной модуляцией (FMCW); и
- амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды сигнала FMCW,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с амплитудно-частотной модуляцией (AFMCW),
причем амплитуда сигнала FMCW модулируется в соответствии с периодом амплитудной модуляции, и
период амплитудной модуляции предварительно определяется на основе порогового расстояния определения дальности;
- светоделитель, выполненный с возможностью деления одного из сигнала FMCW и сигнала AFMCW на первую часть и вторую часть,
причем первая часть может выводиться лидарной системой для отражения от объекта, тем самым генерируя отраженный сигнал, и
вторая часть может использоваться для усиления отраженного сигнала; и
- детектор, выполненный с возможностью усиления отраженного сигнала на основе второй части путем увеличения усиления отраженного сигнала пропорционально расстоянию до объекта от лидарной системы,
тем самым генерируя усиленный отраженный сигнал, и
усиленный отраженный сигнал указывает на расстояние до объекта от лидарной системы.
22. Лидарная система, имеющая пороговое расстояние определения дальности, причем пороговое расстояние определения дальности указывает на наибольшее расстояние, на котором лидарная система выполнена с возможностью обнаружения объекта, причем лидарная система содержит:
- источник света, выполненный с возможностью генерирования непрерывной волны;
- частотный модулятор, выполненный с возможностью модуляции частоты непрерывной волны,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с частотной модуляцией (FMCW); и
- амплитудный модулятор, выполненный с возможностью модуляции амплитуды по меньшей мере части сигнала FMCW,
тем самым генерируя сигнал непрерывного излучения с амплитудно-частотной модуляцией (AFMCW),
причем амплитуда по меньшей мере части сигнала FMCW модулируется в соответствии с периодом амплитудной модуляции, и
период амплитудной модуляции предварительно определяется на основе порогового расстояния определения дальности;
- светоделитель, выполненный с возможностью деления одного из сигнала FMCW и сигнала AFMCW на первую часть и вторую часть,
причем первая часть предназначена для генерирования выходного сигнала лидарной системой для отражения от объекта, тем самым генерируя отраженный сигнал, и
причем вторая часть предназначена для генерирования опорного сигнала для усиления отраженного сигнала; и
- детектор, выполненный с возможностью усиления отраженного сигнала на основе опорного сигнала путем увеличения усиления отраженного сигнала в зависимости от расстояния до объекта от лидарной системы,
тем самым генерируя усиленный отраженный сигнал, и
усиленный отраженный сигнал указывает на расстояние до объекта от лидарной системы.
23. Способ работы лидарной системы, причем лидарная система имеет пороговое расстояние определения дальности, причем пороговое расстояние определения дальности указывает на наибольшее расстояние, на котором лидарная система выполнена с возможностью обнаружения объекта, способ выполняется лидарной системой, причем способ включает в себя:
- создание, посредством лидарной системы, непрерывной волны;
- модуляцию, посредством лидарной системы, частоты непрерывной волны для генерирования сигнала непрерывной волны с частотной модуляцией (FMCW);
- модуляцию, посредством лидарной системы, амплитуды сигнала FMCW для генерирования сигнала непрерывной волны с амплитудно-частотной модуляцией (AFMCW),
причем модуляция амплитуды включает в себя модуляцию, посредством лидарной системы, амплитуды в соответствии с периодом амплитудной модуляции, и
период амплитудной модуляции предварительно определяется на основе порогового расстояния определения дальности;
- разделение, посредством лидарной системы, одного из сигнала FMCW и сигнала AFMCW на первую часть и вторую часть,
причем первая часть может выводиться лидарной системой для отражения от объекта, тем самым генерируя отраженный сигнал, и
вторая часть может использоваться для усиления отраженного сигнала; и
- усиление, посредством лидарной системы, отраженного сигнала на основе второй части путем увеличения усиления отраженного сигнала в зависимости от расстояния до объекта от лидарной системы,
тем самым генерируя усиленный отраженный сигнал, и
усиленный отраженный сигнал указывает на расстояние до объекта от лидарной системы.
24. Способ по п. 23, причем способ дополнительно включает в себя прием, посредством лидарной системы, отраженного сигнала.
25. Способ по п. 23, в котором:
лидарная система разделяет сигнал AFMCW; и
вторая часть сигнала AFMCW используется для усиления отраженного сигнала.
26. Способ по п. 23, в котором:
лидарная система разделяет сигнал FMCW; и
модуляция амплитуды сигнала FMCW включает в себя модуляцию, посредством лидарной системы, амплитуды второй части сигнала FMCW.
27. Способ по п. 23, в котором модуляция амплитуды сигнала FMCW включает в себя:
создание, посредством лидарной системы, сигнала AFMCW, имеющего непрерывно увеличивающуюся амплитуду в пределах периода амплитудной модуляции.
28. Способ по п. 23, в котором:
частота непрерывной волны модулируется в соответствии с периодом частотной модуляции; и
период частотной модуляции равен периоду амплитудной модуляции.
29. Способ по п. 23, в котором период амплитудной модуляции предварительно определяется как значение времени, соответствующее количеству времени между:
(i) первый момент времени, когда вторая часть выводится из лидарной системы; и
(ii) второй момент времени, когда отраженный сигнал будет принят детектором, если объект находится на пороговом расстоянии определения дальности от лидарной системы.
30. Способ по п. 23, в котором усиленный отраженный сигнал дополнительно указывает скорость объекта относительно лидарной системы.
31. Способ по п. 23, отличающийся тем, что лидарная система установлена в самоуправляемый автомобиль (SDC).
32. Способ по п. 31, причем способ дополнительно содержит управление работой SDC на основе расстояния до объекта.