本公開大體上涉及掃描系統(tǒng)，并且更具體地涉及光探測和測距(light?detectionand?ranging，lidar)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、lidar系統(tǒng)廣泛用于包括高級駕駛輔助系統(tǒng)(advanced?driver-assistancesystems，adas)、自主車輛、機器人等的多個不同應用中的建圖、對象檢測和識別以及導航。通常，lidar系統(tǒng)通過用來自光源(通常是激光器)的相干光照射遠場場景中的目標并用傳感器檢測返回光來工作。由lidar系統(tǒng)分析光返回時間和波長的差異，以測量到目標的距離，并且在一些應用中，以點云的形式呈現(xiàn)目標的數(shù)字3-d表示。
2、傳統(tǒng)lidar系統(tǒng)采用機械掃描儀，諸如旋轉(zhuǎn)或移動鏡，以將光束掃描到目標上。然而，這些機械掃描儀相當龐大且相對昂貴，使得它們不適合于許多應用。
3、更新近的技術(shù)是固態(tài)lidar系統(tǒng)，其中掃描儀由微機電系統(tǒng)(mems)相控陣代替，該mems相控陣包括基于mems的空間光調(diào)制器(slm)。于2020年8月24日提交的題為“memsphased-array?for?lidar?applications(用于光探測和測距應用的微機電系統(tǒng)相控陣)”的第us?2021/0072531al號美國專利公開公開了mems相控陣在lidar系統(tǒng)中的示例使用。
4、示例的基于mems的slm是光柵光閥裝置，其可從silicon?lightmachines,inc(硅光機器公司)商購獲得。裝置是公知的條帶型slm。簡而言之，條帶型slm可以被布置為一維(1-d)相控陣，所述一維(1-d)相控陣包括用作調(diào)制元件的多個條帶。條帶包括反射表面，當在條帶的電極與形成在基板中或基板上的基底電極之間施加電壓時，該反射表面可以被致動以通過間隙或空腔朝向基板垂直偏轉(zhuǎn)。條帶能夠被單獨尋址以用于致動。通過致動條帶以反射或衍射入射在其上的光來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向(steering)。
5、基于mems的slm的另一示例是平面光閥裝置，其也是可從硅光機器公司商購獲得的公知裝置。平面光閥裝置是1-d?裝置的二維(2-d)等效物，平面光閥裝置包括作為調(diào)制元件的二維像素陣列。2-d像素布置能夠?qū)崿F(xiàn)更大的像素數(shù)以用于持續(xù)的吞吐量增強。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、在一個實施例中，lidar系統(tǒng)包含具有隨機訪問指向(random?access?pointing)的掃描系統(tǒng)。掃描系統(tǒng)具有：光源，其生成相干光；mems相控陣，其在垂直方向上轉(zhuǎn)向相干光；以及共振掃描儀，其在水平方向上以共振頻率掃描相干光。相干光被投射到遠場場景上。mems相控陣轉(zhuǎn)向相干光以將投射光以隨機訪問方式指向遠場場景上的選定光斑上。來自遠場場景的返回光可以由單站(monostatic)或雙站(bistatic)配置中的一個或多個檢測器接收。
2、在閱讀包括附圖和權(quán)利要求的本公開的整體后，本公開的這些和其他特征對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見的。
1.一種光探測和測距(lidar)系統(tǒng)，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lidar系統(tǒng)，其中，所述檢測器包括光電檢測器的二維(2-d)陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的lidar系統(tǒng)，其中，所述mems相控陣包括條帶型空間光調(diào)制器(slm)，所述條帶型slm包括多個靜電致動的條帶作為調(diào)制元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的lidar系統(tǒng)，其中，所述共振掃描儀包括共振鏡掃描儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的lidar系統(tǒng)，其中，在單站配置中，所述檢測器與所述光源相鄰設置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的lidar系統(tǒng)，其中，在雙站配置中，所述檢測器不與所述光源相鄰設置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的lidar系統(tǒng)，還包括4f系統(tǒng)，所述4f系統(tǒng)設置在所述mems相控陣與所述共振掃描儀之間的光路中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或6所述的lidar系統(tǒng)，其中，所述mems相控陣被配置為將所述返回光轉(zhuǎn)向到所述檢測器上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的lidar系統(tǒng)，其中，所述lidar系統(tǒng)位于車輛中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的lidar系統(tǒng)，其中，所述lidar系統(tǒng)位于飛行器中。
11.一種光探測和測距(lidar)系統(tǒng)的操作方法，所述方法包括：
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括：
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，響應于檢測到所述遠場場景中的變化來調(diào)整所述mems相控陣的fov。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，響應于檢測到包含所述lidar系統(tǒng)的車輛正在接近山坡，向上調(diào)整所述mems相控陣的fov。
15.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的方法，其中，通過所述mems相控陣在垂直方向上將所述相干光轉(zhuǎn)向到所述遠場場景上包括：