光探测和测距系统中的射出重排序的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月1日提交的第62/753957号美国专利申请和2018年12月20日提交的第16/227341号美国专利申请的权益，其内容通过引用并入本文。

背景技术：

除非本文另有说明，否则本节中描述的材料不是本申请中权利要求所要求保护的现有技术，并且不允许通过包含在本节中而成为现有技术。

光探测和测距(lidar或lidar)系统根据预定的光脉冲时间表向其环境发射光脉冲。例如，一些lidar系统根据预定频率和预定光发射器顺序从多个光发射器件发射光脉冲(或射出(shot))，在时间上相邻的射出之间具有恒定的时间延迟。然而，这样的周期性光脉冲时间表可以允许更易受混叠(例如，错误识别与给定射出相关联的范围)和来自攻击者的故意干扰的影响。

在激光发射之间引入额外的伪随机时间延迟(射出抖动(shotdither))可以降低距离混叠和干扰的风险。伪随机延迟的可变性越大，减少的风险就越多。然而，过度扩展伪随机延迟的可变性可能有缺点。例如，为了获得到给定预定距离的返回信号的明确解释，接收器可以在两次射出之间等待相应的侦听窗口时间。因此，增加较大的伪随机射出抖动分量可以降低lidar系统的整体射出率。因此，需要一种方法和系统来降低lidar干扰的风险，同时减少对lidar系统性能的负面影响。

技术实现要素：

本文描述的系统和方法涉及lidar系统及其操作方法。

在第一方面中，提供了一种系统。该系统包括被划分成多个组的多个光发射器件。每个光发射器件与多个组中的给定组相关联。每个组包括布置在相应的相邻区域内的光发射器件。该系统还包括执行操作的控制器。操作包括使多个光发射器件中的每个发射脉冲。脉冲包括至少一个光脉冲。基于发射顺序从多个光发射器件发射多个脉冲。在从给定组中的光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自至少一个其他组中的光发射器件的脉冲被定时发生。在从给定的光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自相同组中的每个其他光发射器件的脉冲被定时发生。

在第二方面中，提供了一种系统。该系统包括被划分成多个组的多个光发射器件。每个光发射器件与多个组中的给定组相关联。每个组包括布置在相应的相邻区域内的光发射器件。该系统还包括控制器。控制器执行包括使多个光发射器件中的每个发射脉冲的操作。脉冲包括至少一个光脉冲。基于发射顺序从多个光发射器件发射多个脉冲。在从给定组中的光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自至少一个其他组中的光发射器件的脉冲被定时发生。在从给定光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自相同组中的至少一个其他光发射器件的脉冲被定时发生。

在第三方面中，提供了一种方法。该方法包括使多个光发射器件中的每个发射脉冲。多个光发射器件被划分成多个组。每个组包括布置在相应的相邻区域内的光发射器件。每个脉冲包括至少一个光脉冲。基于发射顺序从多个光发射器件发射多个脉冲。在从给定组中的光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自至少一个其他组中的光发射器件的脉冲被定时发生。在从给定光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自相同组中的至少一个其他光发射器件的脉冲被定时发生。

在第四方面中，提供了一种设备。该设备包括发送器、控制器和接收器。控制器被配置为获得视场(fov)的扫描序列。对于扫描序列的第一扫描，控制器使发送器向fov发射第一多个脉冲，其中每个脉冲包括至少一个光脉冲，使得：(i)发送器向fov的第一部分发射第一多个脉冲中的一个或多个脉冲；(ii)发送器向fov的第二部分发射第一多个脉冲中的一个或多个其他脉冲；以及(iii)在向fov的第一部分发射相应的脉冲之后，发送器向fov的第二部分发射每个脉冲。接收器拦截来自fov的光。

在第五方面中，提供了一种系统。该系统包括多个光发射器件，光发射器件至少包括第一组光发射器件和第二组光发射器件。该系统被配置为将由第一组光发射器件发射的光朝向视场(fov)的第一部分并且将由第二组光发射器件发射的光朝向fov的第二部分。该系统还包括执行操作的控制器。操作包括以特定顺序使多个光发射器件中的每个发射光。第一组光发射器件中的每个光发射器件以特定顺序在第二组光发射器件中的相应光发射器件之后。

其他方面、实施例和实现对于本领域的普通技术人员将通过阅读以下详细描述(在适当情况下参考附图)而变得显而易见。

附图说明

图1示出了根据示例实施例的系统。

图2a示出了根据示例实施例的多个光发射器件和相对应的组。

图2b示出了根据示例实施例的预定的组顺序。

图3a示出了根据示例实施例的标称射出时间表。

图3b示出了根据示例实施例的射出重新排序时间表。

图3c示出了根据示例实施例的射出重新排序时间表。

图3d示出了根据示例实施例的全局发射时间表。

图4a示出了根据示例实施例的射出抖动时间表。

图4b示出了根据示例实施例的射出定时循环。

图5示出了根据示例实施例的车辆。

图6示出了根据示例实施例的设备。

图7示出了根据示例实施例的方法。

具体实施方式

本文描述了示例性方法、设备和系统。应当理解，本文中的词语“示例”和“示例性”是指“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例”或“示例性”的任何实施例或特征不一定被解释为优选于或优于其他实施例或特征。在不脱离本文所呈现的主题的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。

因此，本文描述的示例性实施例并不意味着是限制性的。本发明的各个方面，如本文中一般描述的和在附图中示出的，可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些配置都在本文中被考虑。

此外，除非上下文另有建议，否则在每个附图中示出的特征可以彼此组合使用。因此，附图一般应被视为一个或多个整体实施例的组成方面，理解并非所有图示特征对于每个实施例都是必需的。

i.概述

在本发明中，一种lidar系统和方法可以包括，在任何射出上，在多个可能的发射器(从这些发射器发射下一个射出)之间灵活地选择。也就是说，该lidar系统可以重新排序射出。例如，这可以用于减少对整个系统射出率的潜在影响。

在示例性实施例中，多个光发射器件可以被划分成多个组。该划分可以基于光发射器件在二维平面或表面上的布置。例如，二维平面/表面可以被划分为多个区域，并且位于给定区域内的光发射器件可以被分配到相应的组。在一些实施例中，可以将5到20个光发射器件分配给每个组，尽管其他范围也是可能的和预期的。

在一些实施例中，每个光发射器件可以耦合到相应的脉冲发生器电路。脉冲发生器电路可以包括硬件，以使发射电流或电压脉冲能够发射到光发射器件，从而使其发射光脉冲。

在本发明中，给定组中的光发射器件的发射顺序可以包括至少一个无序排列(例如，射出重新排序的实例)。通过重新排序射出，由于可变射出时间可以更灵活地混合，因此可以减少总的完整扫描时间。

ii.示例系统和设备

图1示出了根据示例实施例的系统100。在一些实施例中，系统100可以是lidar系统。替代地，系统100可以表示这样的lidar系统的子系统。lidar系统可以被配置为提供给定环境中一个或多个对象(例如位置、形状等)的信息(例如，点云数据)。在示例实施例中，lidar系统可以向运载工具提供点云信息、对象信息、地图信息或其他信息。运载工具可以是半自动或全自动运载工具。例如，运载工具可以是自动驾驶汽车、自动驾驶无人机、自动驾驶卡车或自动机器人。本文考虑其他类型的运载工具和lidar系统。

系统100包括被划分成多个组的多个光发射器件。此外，每个光发射器件与多个组中的给定组相关联。例如，如图1所示，系统100包括多个光发射器件：光发射器件112、122、132、142、152和162。每个多个光发射器件112、122、132、142、152和162分别与组110、120、130、140、150和160相关联。因此，多个光发射器件中的每个光发射器件与多个组中的单个组(例如，组110、120、130、140、150或160)相关联。

在一些实施例中，多个光发射器件可以被布置在一个或多个基板上。例如，多个光发射器件可以沿基板的表面被布置在平面阵列中。替代地，多个光发射器件可以分布在多个基板之间。在这种情况下，每个光发射器件可以沿着多个(例如，六个)基板中的一个的刻面(facet)边缘表面布置。每个刻面边缘可以对应于不同的仰角。这样，沿着刻面边缘表面的各个光发射器件的安装位置可以例如定义各个光发射器件的指向轴和/或仰角。

在一些实施例中，多个组中的每个组可以包括多个空间上相邻的光发射器件。例如，光发射器件的分组可以基于光发射器件阵列内光发射器件相对于彼此的空间接近度。换句话说，可以将彼此非常接近的光发射器件(例如，在光发射器件阵列的预定空间区域内)分组在一起。

另外地或替代地，光发射器件的分组可以基于各个光发射器件的仰角或指向轴。也就是说，具有相似的指向轴方向(例如，相似的仰角和/或相似的偏航角)的光发射器件可以被分组在一起。例如，具有负(向下)仰角的光发射器件可以被分组在一起。在这种情况下，具有基本水平仰角的光发射器件也可以被分组在一起。此外，具有正(向上)仰角的光发射器件可以被分组在一起。

在一些实施例中，系统100可以包括布置在3x2阵列中的六个组(例如，三行两列)。然而，考虑了不同的分组布置。此外，更多或更少的组是可能的。

在一些实施例中，光发射器件112、122、132、142、152和162可以包括被配置为发射波长约为903纳米的光的ingaas/gaas激光二极管。在一些实施例中，光发射器件112、122、132、142、152和162可以包括：激光二极管、激光棒或激光堆栈中的至少一个。然而，其他类型的发光器件、材料和发射波长是可能的并且是预期的。

系统100还包括多个脉冲发生器电路170。多个光发射器件(例如，光发射器件112、122、132、142、152和162)的每个光发射器件耦合到多个脉冲发生器电路170的相对应的脉冲发生器电路。脉冲发生器电路170可以被配置为提供电流脉冲以便使耦合的光发射器件发射光脉冲。在示例实施例中，每个脉冲发生器电路170可以包括一个或多个场效应晶体管(fet)。例如，每个脉冲发生器电路170可以包括多个ganfet，用于控制从相对应的光发射器件发射的光的一个或多个特性。例如，可控特性可以包括脉冲持续时间、脉冲功率等。而一些实施例包括耦合到单个光发射器件的单个脉冲发生器电路(例如，用于每个光发射器件的唯一脉冲发生器电路)，其他实施例可以包括耦合到多于一个光发射器件的单个脉冲发生器电路(例如，用于两个或多个光发射器件的唯一脉冲发生器电路)。

系统100还包括控制器180。控制器180可以包括车载计算机、外部计算机或移动计算平台，诸如智能手机、平板设备、个人计算机、可穿戴设备等。另外地或替代地，控制器180可以包括或连接到远程定位的计算机系统，诸如云服务器网络。在示例实施例中，控制器180可以被配置为执行本文所述的一些或所有方法块或步骤。

控制器180可以包括一个或多个处理器182和至少一个存储器184。处理器182可以包括例如专用集成电路(asic)或现场可编程门阵列(fpga)。本文考虑被配置为执行软件指令的其他类型的处理器、计算机或设备。存储器184可以包括非暂时性计算机可读介质，诸如但不限于只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、非易失性随机存取存储器(例如闪存)，固态驱动器(ssd)、硬盘驱动器(hdd)、光盘(cd)、数字视频盘(dvd)、数字磁带、读/写(r/w)cd、r/wdvd等。

控制器180的一个或多个处理器182可以被配置为执行存储在存储器184中的指令，以便执行本文所描述的各种操作。

另外地或替代地，控制器180可以包括可操作以执行本文所述的各种操作的电路(例如，同步数字电路)。例如，电路可以包括射出表。电路的其他功能(例如，读取和排序)可以由同步数字逻辑电路执行。在一些实施例中，可以用verilog或另一硬件描述语言来指定电路及其操作。在这种情况下，控制器180不需要包括处理器。

由控制器180执行的操作包括根据预定的组顺序从多个组中选择组(例如，组110、120、130、140、150或160)。例如，在一个实施例中，预定的组顺序可以包括(从第一个到最后一个)组110、组120、组130、组140、组150和组160。然而，其他预定的组顺序也是可能的和预期的。在一些实施例中，可以配置预定的组顺序，以便在时间上分离由空间上相邻的光发射器件发射的光脉冲。

控制器180的操作还包括根据发射顺序从所选组的多个光发射器件中选择光发射器件。在一些实施例中，发射顺序可以包括至少一个无序排列。在这种情况下，该至少一个无序排列包括下一个将要发射的光发射器件，其不相邻于在标称发射顺序中所述的最后发射的光发射器件。在一些实施例中，标称发射顺序被配置使得给定组内的空间上相邻的光发射器件在发射顺序上彼此在时间上相邻。在示例中，标称发射顺序可以包括基于最近邻近的预定发射模式。也就是说，从给定组发射的下一个光发射器件可以在空间上与从该组发射的前一个光发射器件相邻。例如，给定组内的光发射器件可以在光发射器件阵列中以“蛇形”模式发射，直到该组中的所有光发射器件都被发射。与其他设计相比，这种标称发射指令更易于设计和实施，而且成本更低。然而，这种标称发射顺序没有考虑到环境的动态特性，特别是移动运载工具的动态特性。

控制器180的操作还包括，在预定的射出抖动时间，经由其对应的脉冲发生器电路，使得所选择的光发射器件发射至少一个光脉冲。预定的射出抖动时间基于射出抖动时间表。在一些实施例中，射出抖动时间表可以包括多个伪随机射出抖动时间。例如，可以从0到50纳秒之间的一组射出抖动时间中伪随机地选择射出抖动时间。其他范围的射出抖动时间是可能的和预期的。另外地或替代地，射出抖动时间表可以包括预定值，诸如在固定的查找表中。

在一些实施例中，射出抖动时间表可以在整数个完整扫描之后重复。例如，射出抖动时间表可以在1、10、100、1000或其他整数个完整扫描之后重复。

控制器180的操作还包括重复操作以提供完整扫描，其中多个光发射器件中的每个光发射器件已经发射至少一个光脉冲。在一些实施例中，发射顺序可以在整数个完整扫描之后重复。例如，发射顺序可以在1、10、100、1000或其他整数个完整扫描之后重复。

在一些实施例中，系统100还包括接收器单元190。在这种情况下，控制器180的操作还可以包括在经由其对应的脉冲发生器电路使所选择的光发射器件发射至少一个光脉冲之后，使得接收器单元190能够在侦听时段期间检测反射光。在这种情况下，预定的射出抖动时间可以包括在先前的侦听时段之后在0到50纳秒之间的等待时间。

接收器单元190包括被配置为提供关于反射光的信息的一个或多个光电探测器192。光电探测器192可以包括硅光电倍增管(siliconphotomultipliers，sipms)、雪崩光电二极管(avalanchephotodiodes，apd)或另一类型的光电传感器，其可以被布置在线性或面阵列中。

图2a示出了根据示例性实施例的示意图200，其包括多个光发射器件(例如，光发射器件112、122、132、142、152和162)和相对应的组(例如，组110、120、130、140、150和160)。多个光发射器件可以以二维阵列(例如，沿着公共基板的平坦或弯曲表面)提供。替代地，可以沿平行布置的多个基板的各自刻面边缘提供多个光发射器件。提供多个光发射器件的其他方式在本文中是可能的和预期的。

如图2a所示，组110可以包括多个光发射器件112。具体地，多个光发射器件112可以包括11个光发射器件，但是在组110中可以有更多或更少的光发射器件。组120可以包括多个光发射器件122。具体地，多个光发射器件122可以包括9个光发射器件，但是在组120中可以有更多或更少的光发射器件。组130可以包括多个光发射器件132。具体地，多个光发射器件132可以包括11个光发射器件，但是在组130中可以有更多或更少的光发射器件。组140可以包括多个光发射器件142。具体地，多个光发射器件142可以包括12个光发射器件，但是在组140中可以有更多或更少的光发射器件。组150可以包括多个光发射器件152。具体地，多个光发射器件152可以包括10个光发射器件，但是在组150中可以有更多或更少的光发射器件。组160可以包括多个光发射器件162。具体地，多个光发射器件162可以包括11个光发射器件，但是在组160中可以有更多或更少的光发射器件。

综上所述，多个光发射器件112、122、132、142、152和162可以包括总共64个光发射器件。然而，更多或更少的光发射器件是可能的并且是预期的。此外，尽管图2a示出了多个光发射器件的特定布置或图案，但是其他布置或图案是可能的并且是预期的。

图2b是示出根据示例实施例的预定的组顺序220的示意图210。在一些实施例中，预定的组顺序220包括多个组的顺序。具体地，一次提供一个光发射器件发射时隙，并且预定的组顺序220指示在给定时间向哪个组提供发射时隙。如图2b所示，预定的组顺序如下：组110(用1表示)、组120(用2表示)、组130(用3表示)、组140(用4表示)、组150(用5表示)和组160(用6表示)。如图2b所示，在从组110的射出之后，从不同的水平组(例如组120)发射一个射出，接下来的两个射出来自不同的垂直组(例如组130，然后是组140)。因此，可以以这种方式固定和确定组射出顺序，尽管这里也考虑和描述了其他方式。

在一些实施例中，预定的组顺序220被配置为使得从空间上不相邻的组中的光发射器件发射时间上相邻的射出。此外，预定的组顺序220可以被配置为最小化或消除从邻近的组发射的临时相邻射出。其他预定的组顺序是可能的并且是预期的。

图3a、3b和3c示出了可以在本公开的上下文中执行的各种射出时间表300、340和350。为了清晰和一致，射出时间表300、340和350提供了关于8个光发射器件的发射顺序的信息。然而，用于更多或更少的光发射器件的射出时间表在本文中是可能的和预期的。

图3a示出了根据示例实施例的标称射出时间表300。标称射出时间表300可以包括标称射出顺序302，其中八个光发射器件根据其标识号依次发射。也就是说，标称发射顺序302首先在发射时隙1期间发射光发射器件1。随后，在发射时隙2期间发射光发射器件2，在发射时隙3期间发射光发射器件3，依此类推，直到在发射时隙8期间发射光发射器件8。

图3b和3c示出了提供不同于标称发射顺序302的替代发射顺序的可能性的射出重新排序时间表。即，在某些情况下，射出重新排序时间表340和350提供了在给定发射时隙期间可以发射光发射器件的“选项”。在一些实施例中，如参考图1所示和描述的，控制器180可以在多个发射选项之间进行确定。例如，在一些实施例中，控制器180可以基于但不限于外部环境中的对象、先前的点云图、到目标的预期距离等。具体地，控制器180可以选择在给定的射出重新排序时间表的约束内使射出重复率最大化的可能的发射顺序。另外地或替代地，选择给定的发射选项可以基于伪随机数生成器、用户选择或用户偏好等可能性。

本文描述的射出重新排序时间表可以应用于给定组内的射出，并且组之间的连续射出可以被确定地交织(例如，根据预定的组顺序220)。即，在一些实施例中，在每个组内应用射出重新排序，并且在不同组之间以“循环”方式发射来自每个组的单个射出。

换句话说，每个组可以发射一个根据射出重新排序时间表排列的射出，并且组以预定的组顺序发射。例如，对于六个组，在根据特定组的射出重新排序时间表发射给定射出后，在根据特定组的射出重新排序时间表发射后续射出之前，将发射另外五个射出(其他组各发射一个)。在这种情况下，组内+/-1发射时隙的重新排序可能意味着任何特定射出可以相对于整体标称射出序列移动+/-6个整体发射时隙。

图3b示出了根据示例实施例的射出重新排序时间表340。在本示例中，在发射时隙#1中发射的光发射器件可以是光发射器件#1(与标称射出时间表一致)或光发射器件#2(作为从标称射出时间表的变化)。射出重新排序时间表340也允许随后的变化。例如，如果光发射器件#1在发射时隙#1中发射，然后，射出重新排序时间表340提供了用于发射时隙#2的两个不同选项：可以在发射时隙#2中发射光发射器件#2或光发射器件#3。在图3b中通过虚线指示在发射时隙n-1中发射特定光发射器件之后，在发射时隙n中发射光发射器件的选项。图3b还示出可以被约束的重新排序时间表340的部分，例如，以确保在扫描期间最终发射所有的光发射器件。具体地，如果光发射器件#2在发射时隙#1中被发射，则光发射器件#1需要在发射时隙#2中被发射，并且光发射器件#3需要在发射时隙#3中被发射。图3b中用实线指示重新排序时间表340的约束的部分。

如果在发射时隙n期间发射光发射器件n(例如，当光发射器件以其标称发射顺序被发射时)，则可以将射出重新排序时间表340概括为允许排列。具体地，如果在发射时隙n期间发射光发射器件n，则在发射时隙n+1期间，可以发射光发射器件n+1或光发射器件n+2。对于在射出重新排序时间表340中示出的八个光发射器件，在该场景中，n将被约束在1-6之间。

在发射时隙#8(具有8个光发射器件的组的最后一个发射时隙)期间发射光发射器件#7或#8时，该组的每个光发射器件将根据射出重新排序时间表340被发射。对于随后的发射循环，射出重新排序时间表340可被重用以提供来自该组的每个光发射器件的光脉冲的相同或不同的行进。替代地，可以利用不同的射出重新排序时间表或标称射出时间表。

图3c示出了根据示例实施例的射出重新排序时间表350。即，如果根据光发射器件的标称射出时间表或在时间上“落后于”其标称射出时间表来发射光发射器件，则射出重排序时间表350可以允许以发射顺序排列。

在本示例中，在发射时隙#1中发射的光发射器件可以是光发射器件#1(与标称射出时间表一致)或光发射器件#2(作为与标称射出时间表的变化)。射出重新排序时间表350也允许随后的变化。例如，如果光发射器件#1在发射时隙#1中发射，则时间表350为发射时隙#2提供了两个不同的选项：可以在发射时隙#2中发射光发射器件#2或光发射器件#3。

替代地，如果光发射器件#2在发射时隙#1期间被发射，则光发射器件#1必须在发射时隙#2期间被发射。在这种情况下，在发射时隙#3期间，射出重新排序时间表350然后允许光发射器#3或光发射器#4被发射。

换句话说，对于该场景中从2到6的n的值，如果在发射时隙n期间发射光发射器n-1，则射出重新排序时间表350允许在发射时隙n+1期间发射光发射器n+1或发射光发射器件n+2的选项。

此外，类似于如参考图3b所示和描述的射出重新排序时间表340，射出重新排序时间表350允许排列，其中如果在发射时隙n期间发射光发射器件n，则可以在发射时隙n+1期间发射光发射器件n+1或光发射器件n+2(n＝1到6)。

在图3c中用虚线指示在发射时隙n-1中发射特定光发射器件之后，在发射时隙n中发射光发射器件的选项。图3c还示出了可以被约束的重新排序时间表350的部分，例如，以确保在扫描期间最终发射所有的光发射器件。具体地，如果光发射器件#2在发射时隙#1中被发射，则光发射器件#1需要在发射时隙#2中被发射。图3b中用实线表示重新排序时间表340的约束的部分。

在发射时隙#8(具有8个光发射器件的组的最后一个发射时隙)期间发射光发射器件#7或#8时，该组的每个光发射器件将根据射出重新排序时间表350被发射。对于后续循环，射出重新排序时间表350可以用于提供来自该组的每个光发射器件的光脉冲的相同或不同的行进。替代地，可以利用不同的射出重新排序时间表或标称射出时间表。

虽然图3b和3c示出了特定的射出重新排序时间表，但是可以理解，其他时间表也是可能的。例如，可以是具有退出(drop-out)(跳过的光发射器件)的时间表、具有重复(来自相同光发射器件的临时相邻光脉冲)的时间表或具有更多或更少排列(可选的发射顺序)的时间表。此外，应当理解，虽然发射时隙通常将在时间上递增地进行(例如，发射时隙1，然后发射时隙2，等等)，但是光发射器件编号仅仅是给定组中的光发射器件的名称，其不必与该组中的给定光发射器件的空间位置相关。换句话说，光发射器件#2可以是与其共享组内的光发射器件#1和光发射器件#3的近的或最近的(空间)邻居，但是对于本文所设想的所有实施例，不一定需要这种空间关系。

图3d示出了根据示例实施例的全局发射时间表380。全局发射时间表380示出了如何在六组光发射器件之间利用发射时隙。例如，组1-6(例如，如参考图1所示和描述的组110、120、130、140、150和160)中的每个可以在各自的发射时隙#1期间，按照各自的射出时间表的允许，依次发射各自的光发射器件。此后，组1-6中的每个可以在各自的发射时隙#2期间，根据各自的射出时间表的允许，依次发射各自的光发射器件，依此类推。虽然全局发射时间表380示出了组和发射时隙的特定进展，但是在本文中其他进展是可能的和预期的。具体地，如果组不具有相同数量的光发射器件，则无重复发射的发射周期可以提供组之间的连续发射时隙#(例如，组#1、发射时隙#1可以由组#2、发射时隙#6等在时间上跟随)。

在一些实施例中，每组光发射器件可以具有不同的射出重排序时间表。例如，组110可以根据第一射出重新排序时间表进行操作，组120可以根据与第一射出重新排序时间表不同的第二射出重新排序时间表进行操作，等等。

图4a示出了根据示例实施例的射出抖动时间表400。如本文所述，发射周期中可以包括射出抖动时间，以便降低串扰干扰的可能性和/或防止恶意攻击(例如，欺骗)。也就是说，通过引入伪随机射出抖动延迟，lidar系统可以更安全、更稳健地操作。在一些实施例中，射出抖动时间可以表示在发射下一个光脉冲之前从侦听窗口的末端(例如，接收器侦听来自先前光脉冲的反射光的时间)的延迟。

如图4a所示，不同的射出抖动时间可以被分配给各个射出重排序时间表内的每个组和每个发射时隙。例如，组#1、发射时隙#1可以与23纳秒的射出抖动时间相关联。组#1、发射时隙#2可以与41纳秒的射出抖动时间相关联，依此类推。在其他实施例中，相同的射出抖动时间可以被分配给给定周期的每个发射时隙(以及对于后续周期的改变)。在一些实施例中，射出抖动时间可以在0到50纳秒之间变化。然而，其他射出抖动时间也是可能的和预期的。

图4b示出了根据示例实施例的射出定时循环450。射出定时循环450示出了全系统(system-wide)发射时间表的一般进展。然而，块可以被重复、跳过、乱序等。

块452包括等待与当前组内的当前发射时隙相对应的预定射出抖动时间。参考图4a的射出抖动时间表400，如果当前组是#1并且当前发射时隙是#1，则块452可以包括在先前的侦听窗口之后等待23纳秒。

块454包括根据当前组内的发射顺序发射光发射器件。换句话说，当前组(例如，组1)的光发射器件可以在当前发射时隙(例如，发射时隙#1)期间根据例如射出重新排序时间表340或350被发射。

块456包括等待对应于所述发射光发射器件和/或发射光发射器件的相对应组的侦听时段。例如，如果发射光发射器件向地面发射光脉冲，则侦听时段可以相对短(例如，100-250纳秒)。在这种情况下，如果光脉冲以更高的仰角(例如，在地平线上方)被发射，则侦听时段可以相对较长(例如，650纳秒到2微秒或更长)。其他的侦听时段也是可能的。

块458包括以预定的组顺序进行到下一组。例如，如果来自组1的光发射器件刚刚被发射，则预定的组顺序中的下一组将是组2。

块460包括进行到下一组中的下一发射时隙。换句话说，对于下一组的射出重新排序时间表，当前射出时隙可能会增加(或重置为射出时隙#1)。

此后，可以连续地或在用户交互和/或用户命令时重复射出定时周期450。因此，lidar系统可以通过多个这样的设备中的每个光发射器件循环，以便获得关于系统的环境的信息。

图5示出了根据示例实施例的车辆。车辆500可以包括一个或多个传感器系统502、504、506、508和510。一个或多个传感器系统502、504、506、508和510可以与系统100相似或相同，如下面参考图1所示和描述的。例如，传感器系统502、504、506、508和510可以包括组110、120、130、140，即，传感器系统502、504、506、508和510可以包括具有多个光发射器件的lidar传感器，所述多个光发射器件被布置在相对于给定平面(例如，x-y平面)的仰角范围内。

传感器系统502、504、506、508和510中的一个或多个可以被配置为绕垂直于给定平面的轴(例如，z轴)旋转，以便用光脉冲照亮车辆500周围的环境。基于检测反射光脉冲的各个方面(例如，飞行时间、偏振等)，可以确定关于环境的信息。

在一个示例实施例中，传感器系统502、504、506、508和510可以被配置为提供各自的点云信息，所述点云信息可以与车辆500的环境内的物理对象有关。虽然系统100、车辆500和传感器系统502、504、506、508和510被示为包括某些特征，但是应当理解，在本公开的范围内还考虑其他类型的系统。

图6是根据示例实施例的设备600的简化框图。如图所示，设备600包括电源布置602、控制器604、发送器606、一个或多个光学元件608、接收器610、旋转平台612、一个或多个致动器614、固定平台616、旋转连杆618和壳体620。在一些实施例中，设备600可以包括更多、更少、或不同的组件。另外，所示的组件可以以任意数量的方式被组合或分割。

电源布置602可以被配置为向设备600的各种组件供应、接收和/或分配功率。为此，电源布置602可以包括电源或以其他方式采取电源的形式(例如，电池单元，等)被布置在设备600内并以任何可行的方式连接到设备600的各种组件，以便向这些组件供电。另外地或替代地，电源布置602可以包括或以其他方式采取电源适配器的形式，该电源适配器被配置为从一个或多个外部电源(例如，从设备600安装到的车辆中布置的电源)接收功率，并将接收到的功率发送到设备600的各种组件。

控制器604可以类似于系统100的控制器180。

发送器606可以被配置为向设备600的环境发送信号。为此，如图所示，发送器606包括一个或多个发射器622。发射器622可以类似于系统100的光发射器件112、122、132、142、152和166。

例如，设备600可以被配置为lidar传感器，其操作发送器606以扫描lidar传感器的视场(fov)。在该示例中，控制器604可以被配置为获得视场的扫描序列。对于扫描序列的每次扫描，控制器604可以控制发送器606向fov发射多个脉冲。根据上述讨论，每个脉冲可以包括至少一个光脉冲。

在一个实现中，控制器604可以使发送器606向fov的第一部分发射多个脉冲中的一个或多个脉冲，并向fov的第二部分发射一个或多个其他脉冲。例如，回到图2a，发送器606的发射器622可以在空间上被布置为充足的光发射器件的多个组110、120、130、140、150、160。通过这种布置，fov的第一部分可以对应于设备600的环境的第一区域，该设备600接收来自第一组110的光发射器件112的光，fov的第二部分可以对应于从第二组120的光发射器件122接收光的环境的第二区域，以此类推。

此外，在该实现中，控制器604可以使发送器606在向fov的第一部分发射相应脉冲之后向fov的第二部分发射每个脉冲。例如，发送器606的发射器622可以被配置为根据图1、2a-2b、3a-3d和4a-4b的描述中的预定的组顺序和/或发射顺序发射相应的脉冲。

根据上述讨论，光学元件608可以被布置成将来自发送器606的发射器622的光导向设备600的fov。另外，在一些示例中，光学元件608可以被布置成聚焦来自fov的光以供接收器610接收。因此，光学元件608可以包括镜、波导、透镜或其他类型光学元件的任何可行组合，其被布置为引导光在物理空间中的传播和/或调整光的某些特性。

接收器610可以类似于接收器单元190。例如，接收器610可以被布置成接收来自发送器606照明的fov的光。

旋转平台612可以被配置为绕轴旋转。为此，旋转平台612可以由适于支撑安装在其上的一个或多个组件的任何固体材料形成。例如，发送器606和接收器610可以被布置在旋转平台612上，使得这些组件中的每个基于旋转平台612的旋转而相对于环境移动。具体地，这些组件可绕轴旋转，以便设备600可以从各种方向获得信息。以这种方式，可以通过致动旋转平台610来水平地调整设备600的指向方向，以在各种方向上调整设备600的fov。

为了以这种方式旋转平台612，一个或多个致动器614可以致动旋转平台610。为此，致动器614可以包括电机、气动致动器、液压活塞和/或压电致动器等。

利用这种布置，控制器604可以操作致动器614以各种方式旋转旋转平台612，以便获得关于环境的信息。在一个示例中，旋转平台612可以沿任一方向旋转。在另一个示例中，旋转平台612可以执行完整的旋转，使得设备600扫描设备360°环境视图。此外，旋转平台612可以以各种频率旋转，以便使设备600以各种刷新率扫描环境。在一个实施例中，设备600可以被配置为具有10hz的刷新率(例如，设备600每秒十次完整旋转)。其他刷新率也是可能的。

替代地或另外地，设备600可以被配置为以各种方式调整发射信号(由发送器606发射)的指向方向。在一个示例中，发送器606的发射器622可以耦合到控制由光源发射的光波的相位的相控阵光学器件。例如，控制器604可以被配置为调整相控阵光学器件(例如，相控阵波束控制)以改变由发送器606发射的光信号的有效指向方向(例如，即使旋转平台612不旋转)。

在一些示例中，设备600可以通过改变设备600(和/或发送器606和接收器610)的旋转速率来选择或调整水平扫描分辨率。另外地或替代地，可以通过调整发送器606发射的信号的脉冲率来修改水平扫描分辨率。在第一示例中，发送器606可以被配置为以每秒15,650个脉冲的脉冲率发射脉冲，并且在发射脉冲的同时以10hz(即，每秒十个完整的360°旋转)旋转。在该示例中，接收器610可以具有0.23°水平角分辨率(例如，连续脉冲之间的水平角度间隔)。在第二示例中，如果设备600改为以20hz旋转，同时保持每秒15650个脉冲的脉冲率，则水平角分辨率可以变为0.46°。在第三示例中，如果发送器606以每秒31300个脉冲的速率发射脉冲，同时保持10hz的旋转速率，则水平角分辨率可以变为0.115°。在一些示例中，设备600可以被替代地配置为在设备600的不到一个完整的360°旋转内扫描特定范围的可视范围。其他实现也是可能的。

注意，上面描述的脉冲率、角分辨率、旋转速率和可视范围仅仅是为了示例，因此这些扫描特性中的每个可以根据设备600的各种应用而变化。

固定平台616可以具有任何形状或形式，并且可以被配置为耦合到各种结构，诸如耦合到车辆(例如，车辆500)的顶部、机器人平台、装配线机器或使用设备600扫描其周围环境的任何其他系统。此外，可以经由任何可行的连接器布置(例如，螺栓、螺钉等)来进行固定平台的耦合。

旋转连杆618直接或间接地将固定平台616耦合到旋转平台612。为此，旋转连杆618可以采用任何形状、形式和材料，以使旋转平台612围绕相对于固定平台616的轴旋转。例如，旋转连杆618可以采用轴或类似物的形式，该轴或类似物基于来自致动器614的致动而旋转，从而将机械力从致动器614转移到旋转平台612。在一种实施方式中，旋转连杆618可以具有中心腔，其中可以布置设备600的一个或多个部件。在一些示例中，旋转连杆618还可以提供用于在固定平台616和旋转平台612(和/或其上的组件，诸如发送器606和接收器610)之间传送数据和/或指令的通信链路。

壳体620可以具有任何形状、形式和材料，并且可以被配置为容纳设备600的一个或多个组件。在一个示例中，壳体620可以是圆顶形壳体。此外，在一些示例中，壳体620可以由至少部分不透明的材料构成，其可允许阻止至少一些信号进入壳体620的内部空间，从而有助于减轻环境信号对设备600的一个或多个组件的热影响和噪声影响。壳体620的其他配置也是可能的。

在一些示例中，壳体620可以耦合到旋转平台612，使得壳体620被配置为基于旋转平台612的旋转而旋转。在这些示例中，发送器606、接收器610和设备600的可能其他组件可以各自被布置在壳体620内。以这种方式，发送器606和接收器610可以在被布置在壳体620内时随壳体620旋转。在其他示例中，壳体620可以耦合到固定平台616或其他结构，使得壳体620不随由旋转平台612旋转的其他部件一起旋转。

注意，上述设备600的布置仅用于示例性目的，并不意味着是限制性的。如上所述，在一些示例中，设备600可以用比所示更少的组件来替代地实现。在一个示例中，设备600可以在没有旋转平台612的情况下实现。例如，发送器606可以被配置为发送空间上布置的多个信号，以定义设备600的特定fov(例如，水平和垂直)而不必旋转发送器606和接收器610。其他示例也是可能的。

iii.示例方法

图7示出了根据示例实施例的方法700。应当理解，方法700可以包括比本文中明确说明或以其他方式公开的步骤或块更少或更多的步骤或块。此外，方法700的各个步骤或块可以以任何顺序执行，并且每个步骤或块可以被执行一次或多次。在一些实施例中，方法700的部分或全部块或步骤可以由控制器180执行，如关于图1所示和描述的。

块702包括将多个光发射器件划分为多个组。每个光发射器件与多个组中的给定组相关联。例如，多个组可以包括组110、120、130、140、150和160，如关于图1、2a和2b所示和描述的。在一些实施例中，多个组包括3x2组阵列。然而，多个组的其他布置是可能的并且是预期的。

块704包括根据预定的组顺序从多个组中选择组。作为示例，所选择的组可以基于预定的组顺序210，如参考图2b所示和描述的。

块706包括根据发射顺序从所选组的多个光发射器件中选择光发射器件。在一些实施例中，发射顺序可以包括至少一个无序排列。例如，所述至少一个无序排列包括下一个将要发射的光发射器件，其不相邻于在标称发射顺序中所述的最后发射的光发射器件。在这种情况下，标称发射顺序可以被配置为使得给定组中的空间上相邻的光发射器件在发射顺序上彼此在时间上相邻。

在一些实施例中，如参考图3b和3c所示和描述的，可以根据射出重排序时间表340和350来执行选择要发射的光发射器件。

块708包括在预定的射出抖动时间处使所选择的光发射器件发射至少一个光脉冲，其中预定的射出抖动时间是基于射出抖动时间表的。在一些实施例中，可以配置预定的组顺序，以便在时间上分离从空间上相邻的光发射器件发射的光脉冲。在一些实施例中，射出抖动时间表可以包括多个伪随机射出抖动时间。

块710包括重复方法700的至少一些块以提供完整扫描，其中多个光发射器件中的每个光发射器件已经发射至少一个光脉冲。在示例实施例中，至少一个光脉冲的脉冲长度可以在10皮秒到10纳秒之间的范围内。应当理解，其他脉冲长度是可能的并且是预期的。

在一些实施例中，光脉冲的脉冲重复率可以在50千赫和1兆赫之间。其他脉冲重复率是可能的并且是预期的。

在一些实施例中，多个光发射器件中的每个光发射器件可以耦合到多个脉冲器电路中的相对应的脉冲器电路。在这种情况下，使所选光发射器件发射至少一个光脉冲可以包括使相对应的脉冲发生器电路向所选光发射器件提供电流或电压脉冲。

此外，方法700可以包括，在使相对应的脉冲发生器电路向光发射器件提供电流或电压脉冲之后，使得接收器单元能够在侦听时段期间检测反射光。在一些实施例中，预定的射出抖动时间可以包括在先前侦听时段之后的0到50纳秒之间的等待时间。

在一些实施例中，发射顺序可以在整数个完整扫描之后重复。例如，发射顺序可以在1、10、100、1000或其他整数个完整扫描之后重复。以类似的方式，射出抖动时间表可以在完成整数次扫描后重复。

在一些实现中，方法700涉及将由多个组的光发射器件的第一组发射的光引导朝向视场(fov)的第一部分，并且将由多个组的第二组发射的光引导朝向fov的第二部分。举例来说，光学元件608(如图6所示)可以被布置成将由第一组110发射的光(如图2a所示)引导朝向fov的第一部分，并将由第二组120发射的光(如图2a所示)引导朝向fov的第二部分。因此，例如，系统100的fov的每个部分可以对应于系统100的环境的区域，该区域接收来自相应的一组光发射器件的光。

在这些实现中，方法700还可以涉及以特定顺序使多个光发射器件中的每个发射光。此外，第一组中的每个光发射器件以特定顺序在第二组中的各个光发射器件之后。例如，特定顺序可以是基于在块704-708中描述的预定的组顺序和/或发射顺序。

图中所示的特定布置不应被视为限制性的。应当理解，其他实施例可以包括更多或更少给定图中所示的每个元件。此外，所示的一些元件可以被组合或省略。此外，示例性实施例可以包括图中未示出的元件。

表示信息处理的步骤或块可以对应于可以被配置为执行本文所述方法或技术的特定逻辑功能的电路。替代地或另外地，表示信息处理的步骤或块可以对应于模块、段、物理计算机(例如，现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic))或程序代码的一部分(包括相关数据)。程序代码可以包括可由处理器执行的一个或多个指令，用于实现该方法或技术中的特定逻辑功能或动作。程序代码和/或相关数据可以存储在任何类型的计算机可读介质上，诸如包括磁盘、硬盘驱动器或其他存储介质的存储设备。计算机可读介质还可以包括非暂时性计算机可读介质，诸如用于短时段存储数据的计算机可读介质，如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(ram)。计算机可读介质还可以包括存储程序代码和/或数据更长时段的非暂时性计算机可读介质。因此，计算机可读介质可以包括辅助或持久长期存储，如只读存储器(rom)、光盘或磁盘、光盘只读存储器(cd-rom)。计算机可读介质还可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可以被视为计算机可读存储介质，例如，或有形存储设备。

虽然本文公开了各种方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明的实施例可以涉及下面列出的列举示例实施例(eee)之一。

eee1是一个系统，包括：

被划分成多个组的多个光发射器件，其中每个光发射器件与多个组中的给定组相关联，其中每个组包括布置在各自相邻的区域内的光发射器件；以及

控制器，其中所述控制器执行操作，所述操作包括：

使所述多个光发射器件中的每个发射脉冲，其中所述脉冲包括至少一个光脉冲，其中所述多个脉冲是基于发射顺序从所述多个光发射器件被发射的，其中在从给定组中的光发射器件发射的时间相邻脉冲之间，来自至少一个其他组中的光发射器件的脉冲被定时发生，并且其中在从给定的光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自相同组中的每个其他光发射器件的脉冲被定时发生。

eee2是eee1的系统，其中，基于预定的组顺序在多个组中发射多个脉冲，其中预定的组顺序被配置为在时间上分离由空间上相邻的组发射的光脉冲。

eee3是eee1的系统，其中，所述多个组中的每一组包括在各自的连续区域内的多个空间上相邻的光发射器件。

eee4是eee3的系统，其中，所述发射顺序包括至少一个无序排列，其中所述至少一个无序排列包括下一个要发射的光发射器件，所述光发射器件与标称发射顺序中所述的最后一个发射的光发射器件不相邻。

eee5是eee4的系统，其中，标称发射顺序被配置为使得给定组内的空间上相邻的光发射器件在发射顺序上彼此在时间上相邻。

eee6是eee4的系统，其中，在多个光发射器件的所有光发射器件发射脉冲之后重复发射顺序。

eee7是eee1的系统，其中，根据射出抖动时间表发射时间上相邻的脉冲，其中射出抖动时间表包括多个伪随机射出抖动时间。

eee8是eee7的系统，其中，在多个光发射器件的所有光发射器件已经发射脉冲之后，重复射出抖动时间表。

eee9是eee1的系统，还包括接收器单元，其中所述操作还包括：

在使给定的光发射器件发射脉冲之后，使接收器单元能够在侦听时段期间检测反射光。

eee10是eee9的系统，其中，根据射出抖动时间表发射时间上相邻的脉冲，其中射出抖动时间表包括在前一侦听时段之后的0到50纳秒之间的预定射出抖动时间。

eee11是eee1的系统，其中，在从给定组中的光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自每隔一组中的光发射器件的脉冲被定时发生。

eee12是一种系统，包括：

被划分成多个组的多个光发射器件，其中每个光发射器件与多个组中的给定组相关联，其中每个组包括被布置在各自相邻的区域内的光发射器件；以及

控制器，其中所述控制器执行操作，所述操作包括：

使所述多个光发射器件中的每个发射脉冲，其中所述脉冲包括至少一个光脉冲，其中所述多个脉冲是基于发射顺序从所述多个光发射器件被发射的，其中在从给定组中的光发射器件发射的时间相邻脉冲之间，来自至少一个其他组中的光发射器件的脉冲被定时发生，并且其中在从给定的光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自相同组中的至少一个其他光发射器件的脉冲被定时发生。

eee13是eee12的系统，其中，在从给定组中的光发射器件发射的时间相邻脉冲之间，来自每隔一组中的光发射器件的脉冲被定时发生。

eee14是一种方法，包括：

使多个光发射器件中的每个光发射器件发射脉冲，其中所述多个光发射器件被划分为多个组，其中每个组包括被布置在各自相邻的区域内的光发射器件，其中每个脉冲包括至少一个光脉冲，其中，所述多个脉冲是基于发射顺序从所述多个光发射器件被发射的，其中，在从给定组中的光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自至少一个其他组中的光发射器件的脉冲被定时发生，以及其中，在从给定的光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自相同组中的至少一个其他光发射器件的脉冲被定时发生。

eee15是eee14的方法，其中，多个光发射器件中的每个光发射器件耦合到多个脉冲器电路中的相对应的脉冲器电路，其中，使每个光发射器件发射多个脉冲包括使相对应的脉冲发生器电路向光发射器件提供一个或多个电流或电压脉冲。

eee16是eee15的方法，还包括在使相对应的脉冲发生器电路提供一个或多个电流或电压脉冲之后，使得接收器单元能够在侦听时段期间检测反射光。

eee17是eee14的方法，其中，所述多个组包括3x2组阵列，并且其中所述预定的组顺序被配置为在时间上分离空间上相邻的射出。

eee18是eee14的方法，其中，所述发射顺序包括至少一个无序排列，其中所述至少一个无序排列包括下一个要发射的光发射器件，所述光发射器件与标称发射顺序中所述的最后一个发射的光发射器件不相邻。

eee19是eee18的方法，其中，标称发射顺序被配置为使得给定组内的空间上相邻的光发射器件在发射顺序上彼此在时间上相邻。

eee20是eee14的方法，还包括在多个光发射器件的所有光发射器件已经发射脉冲之后重复发射顺序。

eee21是eee14的方法，其中，根据射出抖动时间表发射时间上相邻的脉冲，其中射出抖动时间表包括多个伪随机射出抖动时间。

eee22是eee21的方法，其中。所述射出抖动时间表包括在前一侦听时段之后在0到50纳秒之间的预定射出抖动时间。

eee23是eee21的方法，还包括在多个光发射器件的所有光发射器件已经发射脉冲之后重复射出抖动时间表。

eee24是eee14的方法，其中，在从给定组中的光发射器件发射的时间相邻脉冲之间，来自每隔一组中的光发射器件的脉冲被定时发生。

eee25是eee14的方法，其中，在从给定的光发射器件发射的时间上相邻的脉冲之间，来自相同组中的每个其他光发射器件的脉冲被定时发生。

eee26是一种设备，包括：

发送器；

控制器，被配置为获得视场(fov)的扫描序列，其中，对于扫描序列的第一扫描，控制器使发送器向fov发射第一多个脉冲，每个脉冲包括至少一个光脉冲，使得：(i)发送器向fov的第一部分发射第一多个脉冲中的一个或多个脉冲(ii)发送器向fov的第二部分发射第一多个脉冲中的一个或多个其他脉冲；以及(iii)发送器在向fov的第一部分发射相应的脉冲之后，向fov的第二部分发射每个脉冲；以及

接收器，从fov截获光。

eee27是一种系统，包括：

多个光发射器件，至少包括第一组光发射器件和第二组光发射器件，其中，所述系统被配置为将所述第一组光发射器件发射的光引导朝向视场(fov)的第一部分并且将所述第二组光发射器件发射的光引导朝向fov的第二部分；以及

控制器，其中所述控制器执行包括以下操作的操作：

使所述多个光发射器件中的每个以特定顺序发射光，

其中，第一组光发射器件中的每个光发射器件以特定顺序在第二组光发射器件中的相应光发射器件之后。

所公开的各个方面和实施例是为了说明的目的，并不意在限制，真正的范围由以下权利要求指示。