用于投送-捕获扩展的光检测和测距（LIDAR）传感器系统的制作方法

背景技术：

1、使用激光进行距离的光学检测，通常以助记符 lidar——即光检测与测距——来指代，被用于从进行高度测量到进行成像再到进行碰撞避免的各种应用。与传统的微波测距系统——如无线电波检测与测距（雷达）——相比，lidar以更小的波束尺寸提供更精细的距离分辨率。距离的光学检测可以通过若干不同技术来实现，包括基于光脉冲到物体的往返行程时间的直接测距、基于所发射的啁啾光学信号与从物体散射回来的信号之间的频率差的啁啾检测，以及基于与自然信号可区分的一系列单频相位变化的相位编码检测。

2、在雷达或lidar中，单边带调制（ssb）或单边带抑制载波调制（ssb-sc）可用于通过无线电波或光波传输信息。ssb可以避免原始基带信号的带宽增加，并减少浪费在载波上的功率，同时以高成本增加设备复杂度。同相/正交（iq）采样（也称为“复采样”或“正交采样”）是雷达或lidar中常用的一种强大技术，用于恢复接收信号的完整幅度和相位信息。光学iq采样通常依赖于具有多个检测和数字化通道以及复杂光学系统（如光学混合器）。

3、当激光照射漫反射物体时，可能产生称为散斑图案的随机干涉效应。如果物体存在运动，散斑强度会波动。这种散斑（展宽）效应可能由于目标上的随机干涉图案而导致相位/幅度的随机游走，展宽多普勒（载波）峰值频率，和/或导致信噪比（snr）降低超过8db。在具有多个接收器的lidar传感器系统中，由于来自目标的散斑，来自两个物理上分离的接收器的相位可能是随机的，并且对于低snr目标，相位校正可能不切实际。需要一种机制来优化lidar传感器系统（例如rx/tx系统、扫描器等）以解决散斑展宽效应。

技术实现思路

1、本公开的实现涉及一种用于光检测和测距（lidar）传感器系统的系统和方法，更具体地涉及一种用于投送-捕获扩展（pitch-catch extension）的相干lidar系统和方法。

2、在本公开的一些实现方式中，一种检测和测距（lidar）系统可包括发射器、接收器和混频器。发射器可包括第一光栅耦合器。发射器可以被配置为发射光学信号。接收器可包括一对光栅耦合器，所述一对光栅耦合器被配置为响应于发射光学信号而接收一对返回光学信号。混频器可以被配置为从接收器接收该对返回光学信号，从本地振荡器接收本地振荡器（lo）信号，将该对返回光学信号与lo信号混频，并输出多个混频光学信号。多个混频光学信号中的两个可具有90度的相对相位差。

3、在本公开的一些实现方式中，一种自主车辆控制系统可包括一个或多个处理器和一个或多个计算机可读存储介质。介质可存储指令，当由一个或多个处理器执行时，使一个或多个处理器使包括第一光栅耦合器的发射器发射光学信号。一个或多个处理器可以被配置为使包括一对光栅耦合器的接收器响应于发射光学信号而接收一对返回光学信号。一个或多个处理器可以被配置为使混频器从接收器接收该对返回光学信号，从本地振荡器接收本地振荡器（lo）信号，将该对返回光学信号与lo信号混频，并输出多个混频光学信号。多个混频光学信号中的两个可具有90度的相对相位差。一个或多个处理器可以被配置为使用多个混频光学信号控制车辆的操作。

4、在本公开的一些实现方式中，一种自主车辆可包括转向系统或制动系统中的至少一个，以及包括一个或多个处理器的车辆控制器。一个或多个处理器可以被配置为使包括第一光栅耦合器的发射器发射光学信号。一个或多个处理器可以被配置为使包括一对光栅耦合器的接收器响应于发射光学信号而接收一对返回光学信号。一个或多个处理器可以被配置为使混频器从接收器接收该对返回光学信号，从本地振荡器接收本地振荡器（lo）信号，将该对返回光学信号与lo信号混频，并输出多个混频光学信号。多个混频光学信号中的两个可具有90度的相对相位差。一个或多个处理器可以被配置为使用多个混频光学信号控制转向系统或制动系统中的至少一个。

5、本领域技术人员将理解， 技术实现要素： 仅是说明性的，并非旨在以任何方式限制。本文描述的任何特征可与任何其他特征一起使用，并且此类特征的任何子集可根据各种实施例组合使用。本文描述的设备和/或过程的其它方面、发明特征和优点，仅由权利要求限定，将在本文阐述的详细描述中并结合附图变得显而易见。

1.一种用于车辆的光检测和测距（lidar）传感器系统，包括：

2.根据权利要求1所述的lidar系统，其中，所述混频器被配置为同时（1）将所述一对返回光学信号中的一个与所述lo信号混频，以及（2）将所述一对返回光学信号中的另一个与所述lo信号混频。

3.根据权利要求1所述的lidar系统，其中，

4.根据权利要求1所述的lidar系统，其中，

5.根据权利要求1所述的lidar系统，还包括光学检测器，所述光学检测器被配置为：

6.根据权利要求1所述的lidar系统，还包括：

7.根据权利要求1所述的lidar系统，其中，所述混频器是具有4个输入端口和4个输出端口的90度光学混合器。

8.根据权利要求1所述的lidar系统，其中，所述混频器是4x4多模干涉（mmi）结构。

9.根据权利要求1所述的lidar系统，还包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：

10.一种自主车辆控制系统，包括：

11.根据权利要求10所述的自主车辆控制系统，其中，所述一个或多个处理器被配置为使所述混频器：

12.根据权利要求10所述的自主车辆控制系统，其中，

13.根据权利要求10所述的自主车辆控制系统，其中，

14.一种自主车辆，包括：

15.根据权利要求14所述的自主车辆，其中，所述一个或多个处理器被配置为使所述混频器：

16.根据权利要求14所述的自主车辆，其中，

17.根据权利要求14所述的自主车辆，其中，

18.一种用于车辆的光检测和测距（lidar）传感器系统，包括：

19.根据权利要求18所述的lidar系统，其中，所述多模环行器包括以下中的至少一个：一个或多个多模光栅耦合器、一个或多个多模波导、一个或多个多模光纤，或多个端口。

20.根据权利要求18所述的lidar系统，其中，