光检测器的距离校准的制作方法

光检测器的距离校准
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2019年6月19日提交的美国专利申请第16/445,394号和2019年3月5日提交的美国临时申请第62/814,042号的优先权，其内容通过引用整体结合于此。


背景技术：

3.除非本文中另有说明，否则本部分中描述的材料不是本技术中权利要求的现有技术，并且不被承认是包含在本部分中的现有技术。
4.光检测和测距(light detection and ranging，lidar)设备可以估计到给定环境中的对象的距离。例如，lidar设备的发射器子系统可以发射近红外光脉冲，近红外光脉冲可以与设备环境中的对象进行交互。光脉冲的至少一部分可以被重定向回lidar(例如，由于反射或散射)并且被检测器子系统检测到。传统的检测器子系统可以包括多个检测器和相对应的控制器，控制器被配置为以高时间分辨率(例如，约400ps)确定各个光脉冲的到达时间。lidar设备与给定对象之间的距离可以基于与给定对象进行交互的、相对应的光脉冲的飞行时间(time of flight)来确定。


技术实现要素：

5.本公开涉及光检测器(例如，lidar设备内的光检测器)的距离校准。使用脉冲分析方法来确定在lidar设备中发射/检测的光信号的通过时间(transit time)可能导致基于反射光信号的强度而确定的到对象的距离的误差。这有时被称为“游走误差(walk error)”。为了对游走误差进行校准，可以使用具有带有不同反射率的各种区域的校准目标。lidar设备可以朝向校准目标的各种区域发送一系列光信号，然后检测来自校准目标的一系列反射。使用检测信号的视在距离、反射信号的强度以及到校准目标的实际距离，可以生成用于对各个光检测器中的游走误差进行补偿的校准数据。
6.一方面，提供了一种方法。该方法包括从光检测和测距(lidar)设备的发送器朝向校准目标的具有第一反射率的第一区域发射第一光信号。该方法还包括由lidar设备的检测器检测来自校准目标的第一区域的第一光信号的反射。检测到的第一光信号的反射具有第一强度。进一步地，该方法包括从lidar设备的发送器朝向校准目标的具有第二反射率的第二区域发射第二光信号。此外，该方法包括由lidar设备的检测器检测来自校准目标的第二区域的第二光信号的反射。检测到的第二光信号的反射具有第二强度。第二强度不同于第一强度。更进一步地，该方法包括基于检测到的第一光信号的反射来确定lidar设备与校准目标之间的第一视在距离。此外，该方法包括基于检测到的第二光信号的反射来确定lidar设备与校准目标之间的第二视在距离。第二视在距离不同于第一视在距离。再进一步地，该方法包括基于第一视在距离、第二视在距离、第一强度、第二强度以及lidar设备与校准目标之间的实际距离来生成检测器的游走误差校准数据。
7.在另一方面，提供了一种用于校准光检测和测距(lidar)设备的校准系统。该校准系统包括校准目标，该校准目标具有带有至少六个反射区域的表面。每个反射区域具有不
同的已知反射率，以提供包括至少一个小于10％的反射率和至少一个大于90％的反射率的反射率范围。校准目标相对于lidar设备定位，使得lidar设备的发送器能够朝向校准目标的每个反射区域发射相应的光信号并且lidar设备的检测器能够检测来自校准目标的每个反射区域的每个相应的光信号的反射，其中每个检测到的反射具有不同的强度，并且一个或多个检测到的反射具有不同于lidar设备与校准目标之间的实际距离的视在距离。
8.在另一方面，提供了一种方法。该方法包括为光检测和测距(lidar)设备中的多个发送器和检测器对中的每一对生成相应的游走误差校准数据。为lidar设备中的多个发送器和检测器对中的每一对生成相应的游走误差校准数据包括从发送器发射第一光信号。为lidar设备中的多个发送器和检测器对中的每一对生成相应的游走误差校准数据还包括由检测器检测来自校准目标的具有第一反射率的第一区域的第一光信号的反射。检测到的第一光信号的反射具有第一强度。进一步地，为lidar设备中的多个发送器和检测器对中的每一对生成相应的游走误差校准数据包括基于检测到的第一光信号的反射来确定lidar设备与校准目标之间的第一视在距离。再进一步地，为lidar设备中的多个发送器和检测器对中的每一对生成相应的游走误差校准数据包括从发送器发射第二光信号。另外，为lidar设备中的多个发送器和检测器对中的每一对生成相应的游走误差校准数据包括由检测器检测来自校准目标的具有第二反射率的第二区域的第二光信号的反射。检测到的第二光信号的反射具有第二强度。第二强度不同于第一强度。又进一步地，为lidar设备中的多个发送器和检测器对中的每一对生成相应的游走误差校准数据包括基于检测到的第二光信号的反射来确定lidar设备与校准目标之间的第二视在距离。第二视在距离不同于第一视在距离。又更进一步地，为lidar设备中的多个发送器和检测器对中的每一对生成相应的游走误差校准数据包括基于第一视在距离、第二视在距离、第一强度、第二强度以及lidar设备与校准目标之间的实际距离来生成游走误差校准数据。该方法还包括为多个发送器和检测器对中的每一对调整相应的游走误差校准数据。为多个发送器和检测器对中的每一对调整相应的游走误差校准数据包括从lidar设备中的每个发送器发射重新校准光信号。重新校准光信号各自指向lidar设备的环境内的单个对象。为多个发送器和检测器对中的每一对调整相应的游走误差校准数据还包括由每个检测器检测来自环境内的单个对象的重新校准光信号的反射。每个反射具有相应的强度。进一步地，为多个发送器和检测器对中的每一对调整相应的游走误差校准数据还包括基于每个相应的发送器和检测器对的游走误差校准数据以及每个检测到的重新校准光信号的反射的相应的强度，为每个发送器和检测器对确定到环境内的单个对象的相应的补偿距离。此外，为多个发送器和检测器对中的每一对调整相应的游走误差校准数据还包括基于补偿距离和游走误差校准数据来修改一个或多个相应的游走误差校准数据。
9.在又一方面，提供了一种方法。该方法包括从光发射器发射具有第一强度的第一光信号。该方法还包括使用可变衰减器将第一光信号衰减到第二强度。进一步地，该方法包括由光检测和测距(lidar)设备的检测器检测处于第二强度的第一光信号。此外，该方法包括基于检测到的处于第二强度的第一光信号，从与lidar设备的检测器相关联的模数转换器(adc)捕获第一输出。又进一步地，该方法包括从光发射器发射具有第一强度的第二光信号。此外，该方法包括使用可变衰减器将第二光信号衰减到第三强度。第三强度不同于第二强度。再进一步地，该方法包括由lidar设备的检测器检测处于第三强度的第二光信号。更
进一步地，该方法包括基于检测到的处于第三强度的第二光信号，从与lidar设备的检测器相关联的adc捕获第二输出。又更进一步地，该方法包括基于第二强度、来自adc的第一输出、第三强度和来自adc的第二输出来生成检测器的强度校准数据。
10.通过阅读以下在适当的情况下参考附图的详细描述，这些以及其他方面、优点和替代对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。
附图说明
11.图1是示出根据示例实施例的交通工具的功能框图。
12.图2a是根据示例实施例的交通工具的物理配置的图示。
13.图2b是根据示例实施例的交通工具的物理配置的图示。
14.图2c是根据示例实施例的交通工具的物理配置的图示。
15.图2d是根据示例实施例的交通工具的物理配置的图示。
16.图2e是根据示例实施例的交通工具的物理配置的图示。
17.图3是根据示例实施例的与自主交通工具相关的各种计算系统之间的无线通信的概念性图示。
18.图4a是根据示例实施例的脉冲检测设备的框图。
19.图4b是根据示例实施例的响应曲线的图示。
20.图4c是根据示例实施例的强度校准系统的框图。
21.图5a是根据示例实施例的一系列反射信号相对于时间的图示。
22.图5b是根据示例实施例的一系列反射信号的时间导数的图示。
23.图6是根据示例实施例的校准目标的图示。
24.图7a是根据示例实施例的校准系统的图示。
25.图7b是根据示例实施例的校准系统的图示。
26.图7c是根据示例实施例的校准系统的图示。
27.图8a是根据示例实施例的相对于来自检测器的峰值输出的距离误差的图示。
28.图8b是根据示例实施例的相对于来自检测器的峰值输出的距离误差的图示。
29.图8c是根据示例实施例的相对于来自检测器的峰值输出的距离误差的图示。
30.图9a是根据示例实施例的运行时确认校准的图示。
31.图9b是根据示例实施例的回归分析的图示。
32.图9c是根据示例实施例的运行时确认校准的图示。
33.图9d是根据示例实施例的回归分析的图示。
34.图10是根据示例实施例的方法的图示。
35.图11a是根据示例实施例的方法的图示。
36.图11b是根据示例实施例的方法的子元素的图示。
37.图11c是根据示例实施例的方法的子元素的图示。
38.图12是根据示例实施例的方法的图示。
具体实施方式
39.本文设想了示例方法和系统。本文描述的任何示例实施例或特征不一定被解释为
比其他实施例或特征优选或有利。本文描述的示例实施例并不意味着是限制性的。很容易理解，所公开的系统和方法的某些方面可以以各种各样不同的配置来布置和组合，所有这些都在本文中被考虑。
40.此外，图中所示的特定布置不应被视为限制。应当理解，其他实施例可以包括给定附图中所示的更多或更少的每个元件。又进一步地，一些示出的元件可以被组合或省略。此外，示例实施例可以包括附图中未示出的元件。
41.i.概述
42.lidar设备可以通过确定所发送的光信号与检测到的反射之间的飞行时间来确定到周围环境中的给定对象的距离。所发送的光信号可以包括光脉冲(例如，从脉冲激光源发射)。确定相对应的光脉冲的飞行时间可以包括确定从lidar设备发射光脉冲的时间与lidar设备接收由对象反射的反射光脉冲的接收时间之间的时间差。典型地，反射光脉冲具有上升沿，该上升沿增加到最大值，然后是下降沿。在一些情况下，接收时间可以被取作当反射光脉冲中的最大值出现时的峰值时间。为了找到峰值时间，可以确定反射脉冲的时间导数。反射光脉冲的导数中出现过零点(zero
‑
crossing)的时间对应于反射光脉冲处于其最大值的时间。在实践中，过零点可以基于时间导数何时降到某个小阈值以下来确定(例如，由比较器确定)。比较器输出可以触发时间确定，并且还可以触发反射光脉冲的峰值的模数转换(adc)。这样，可以为每个反射光脉冲确定与峰值出现的时间相对应的接收时间和与峰值相对应的adc值。
43.在时间导数中使用阈值来确定过零点会在确定峰值何时出现时增加少量误差。具体地，在过零点出现之前，时间导数将略微低于阈值，从而低估了接收时间和所得的到对象的距离。也许更成问题的是，误差的幅度随着反射脉冲的强度的减小而增加。反射脉冲的强度又可以是对象的反射率的函数。因此，距lidar设备相同距离但具有不同反射率的对象可能看起来具有不同距离，其中反射率较高的对象看起来比反射率较低的对象更远。这种强度相关的距离误差通常被称为“游走误差”44.为了补偿游走误差，可以为检测器(并且可能为lidar设备的每个检测器)确定一组校准数据(例如，以校准曲线的形式)，校准数据将距离误差与反射脉冲强度(例如，来自adc的输出值)相关联。校准数据可以使用特殊设计的、包括具有不同反射率的区域的校准目标来确定。在一些实施例中，校准目标可以覆盖全部反射率范围(例如，在可行的程度上，以便覆盖被校准的给定检测器的可检测强度的最宽动态范围)。因此，校准目标可以包括具有近0％反射率的一个或多个区域、具有近100％反射率的一个或多个区域以及覆盖0％和100％之间的反射率范围的区域。
45.为了生成校准数据，可以将校准目标放置在距lidar设备某个距离(例如，20米远)的地方，并且可以操作lidar设备来扫描整个目标，以便对全部反射率范围进行采样。还可以使用来自目标边缘的回波来获得非常低强度的反射光脉冲。这样，lidar设备可以对强度范围更广的反射光脉冲进行采样。然后可以确定针对不同强度的距离误差，以生成lidar设备的校准数据。生成校准数据还可以包括使用内插、外推和/或回归技术来生成校准曲线。对于包括多个检测器的lidar设备，可以使用每个检测器扫描校准目标来为每个检测器生成单独的校准曲线。进一步地，lidar设备可以放置在侧倾/倾斜平台上以扫描目标。
46.然而，在确定校准数据之后，检测器的行为可能偏离由校准数据捕获的先前表征
的行为(例如，在使用数小时、数天、数周、数月或数年之后)。考虑这一问题的一种方式是从一开始就使用校准目标重新确定检测器的校准数据。然而，这可能并不总是可行的，尤其是如果自执行原始校准以来，lidar设备已经作为更大系统的组件进行了装配、组装或附接(例如，安装在交通工具上)的话。在这种情况下，仅仅为了重新校准lidar设备而拆卸这种系统的全部或部分可能是不可取的。
47.识别与特定检测器相对应的当前游走误差的替代方式可以包括将其行为与针对环境中的共同目标的检测器集合中的其他检测器的行为进行比较。这种技术在本文也可以称为“检查校准”、“重新校准”或“确认校准”。这种重新校准可以例如在被配置为使用多个光信号扫描场景的lidar设备(即，多通道lidar)中执行。重新校准可以涉及通过经由单独的发送/接收通道检测发送光信号的反射，朝向环境中的对象发送光信号。在操作期间，这种lidar设备可以安装在交通工具上，并且当交通工具在环境中移动时进行测量。
48.如上所述的示例重新校准可以包括通过将当从多个距离(即，当交通工具在环境中移动时)扫描环境中的任何目标时给定通道的回波信号强度与当交通工具移动时从多个距离扫描相同目标的其他通道的回波信号强度的平均值进行比较，来验证和/或调整lidar的给定通道的强度距离校准。
49.利用这种布置，可以执行给定通道(即，发送器/检测器对(transmitter/detector pair))的强度
‑
范围特性的运行时校准，而不使用移动到多个距离的特殊设计的目标。特别地，给定通道的强度
‑
距离响应行为可以与在基本类似的条件下扫描环境的相同区域的其他通道的平均值进行比较。进一步地，利用这种布置，系统可以从初始校准期间(即，当使用特殊设计的校准目标时)表征的预期行为中检测和/或表征给定信道的行为变化(在lidar设备的操作期间)。
50.ii.示例系统
51.以下描述和附图将阐明各种示例实施例的特征。所提供的实施例是示例性的，而不是限制性的。因而，附图的尺寸不一定是按比例的。
52.现在将更详细地描述本公开范围内的示例系统。示例系统可以在汽车中实施或者可以采用汽车的形式。然而，示例系统也可以在其他交通工具中实施或采取其他交通工具的形式，诸如轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船只、飞机、直升机、割草机、推土机、船只、雪地摩托、航空器、休闲交通工具、娱乐交通工具、农业设备、建筑设备、电车、高尔夫球车、火车、手推车和机器人设备。其他交通工具也是可能的。进一步地，在一些实施例中，示例系统可能不包括交通工具。
53.现在参考附图，图1是示出示例交通工具100的功能框图，示例交通工具100可以被配置为完全或部分以自主模式进行操作。更具体地，交通工具100可以通过从计算系统接收控制指令而以没有人机交互的自主模式进行操作。作为以自主模式进行操作的一部分，交通工具100可以使用传感器来检测并且可能识别周围环境的对象，以实现安全导航。在一些实施例中，交通工具100还可以包括使驾驶员能够控制交通工具100的操作的子系统。
54.如图1所示，交通工具100可以包括各种子系统，诸如推进系统102、传感器系统104、控制系统106、一个或多个外围设备108、电源110、计算机系统112(也可以称为计算系统)、数据存储装置114和用户接口116。在其他示例中，交通工具100可以包括更多或更少的子系统，这些子系统可以各自包括多个元件。交通工具100的子系统和组件可以以各种方式
互连。此外，本文描述的交通工具100的功能可以被划分成附加的功能或物理组件，或者在实施例内被组合成更少的功能或物理组件。例如，控制系统106和计算机系统112可以组合成根据各种操作来操作交通工具100的单个系统。
55.推进系统102可以包括一个或多个可操作来为交通工具100提供动力运动的组件，并且可以包括引擎/马达118、能量源119、变速器120和车轮/轮胎121，以及其他可能的组件。例如，引擎/马达118可以被配置为将能量源119转换成机械能，并且可以对应于内燃机、电动机、蒸汽机或斯特林引擎中的一个或组合，以及其他可能的选项。例如，在一些实施例中，推进系统102可以包括多种类型的引擎和/或马达，诸如汽油引擎和电动马达。
56.能量源119表示可以全部或部分地为交通工具100的一个或多个系统(例如，引擎/马达118)提供动力的能量源。例如，能量源119可以对应于汽油、柴油、其他基于石油的燃料、丙烷、其他基于压缩气体的燃料、乙醇、太阳能电池板、电池和/或其他电力源。在一些实施例中，能量源119可以包括燃料箱、电池、电容器和/或飞轮的组合。
57.变速器120可以将机械动力从引擎/马达118传输到车轮/轮胎121和/或交通工具100的其他可能系统。因而，变速器120可以包括齿轮箱、离合器、差速器和驱动轴件，以及其他可能的组件。驱动轴件可以包括连接到一个或多个车轮/轮胎121的轴。
58.交通工具100的车轮/轮胎121可以具有示例实施例内的各种配置。例如，交通工具100可以以独轮车、自行车/摩托车、三轮车或轿车/卡车四轮形式，以及其他可能的配置存在。因而，车轮/轮胎121可以以各种方式连接到交通工具100，并且可以以不同的材料存在，诸如金属和橡胶。
59.传感器系统104可以包括各种类型的传感器，诸如全球定位系统(gps)122、惯性测量单元(imu)124、雷达126、激光测距仪/lidar 128、相机130、转向传感器123和节气门/刹车传感器125，以及其他可能的传感器。在一些实施例中，传感器系统104还可以包括被配置为监测交通工具100的内部系统(例如，o2监测器、燃料表、引擎油温、刹车磨损)的传感器。
60.gps 122可以包括收发器，收发器可操作来提供关于交通工具100相对于地球的位置的信息。imu 124可以具有使用一个或多个加速度计和/或陀螺仪的配置，并且可以基于惯性加速度来感测交通工具100的位置和方位改变。例如，在交通工具100静止或移动的同时，imu 124可以检测交通工具100的俯仰(pitch)和偏航(yaw)。
61.雷达126可以表示被配置为使用无线电信号来感测交通工具100的局部环境内的对象(包括对象的速度和方位)的一个或多个系统。因而，雷达126可以包括被配置为发送和接收无线电信号的天线。在一些实施例中，雷达126可以对应于被配置为获得交通工具100的周围环境的测量的可安装雷达系统。
62.激光测距仪/lidar 128可以包括一个或多个激光源、激光扫描仪和一个或多个检测器，以及其他系统组件，并且可以以相干模式(例如，使用外差检测)或非相干检测模式进行操作。在一些实施例中，激光测距仪/lidar 128的一个或多个检测器可以包括一个或多个光电检测器。这种光电检测器可以是特别灵敏的检测器(例如，雪崩光电二极管(apd))。在一些示例中，这种光电检测器可能甚至能够检测单个光子(例如，单光子雪崩二极管(spad))。进一步地，这种光电检测器可以(例如，通过串联的电连接)被布置成(例如，如在硅光电倍增器(sipm)中的)阵列。
63.相机130可以包括被配置为捕获交通工具100的环境的图像的一个或多个设备(例
如，静态相机或视频相机)。
64.转向传感器123可以感测交通工具100的转向角度，这可以涉及测量方向盘角度或者测量表示方向盘角度的电信号。在一些实施例中，转向传感器123可以测量交通工具100的车轮角度，诸如检测车轮相对于交通工具100的前向轴的角度。转向传感器123还可以被配置为测量方向盘角度、表示方向盘角度的电信号以及交通工具100的车轮角度的组合(或子集)。
65.节气门/刹车传感器125可以检测交通工具100的节气门位置或刹车位置的位置。例如，节气门/刹车传感器125可以测量油门踏板(节气门)和刹车踏板的角度，或者可以测量可表示例如油门踏板(节气门)的角度和/或刹车踏板的角度的电信号。节气门/刹车传感器125还可以测量交通工具100的节气门体的角度，节气门体可以包括向引擎/马达118(例如，蝶形阀或化油器)提供能量源119的调制的物理机构的一部分。此外，节气门/刹车传感器125可以测量交通工具100的转子上的一个或多个刹车片(brake pad)的压力或者油门踏板(节气门)和刹车踏板的角度、表示油门踏板(节气门)和刹车踏板的角度的电信号、节气门体的角度以及至少一个刹车片施加到交通工具100的转子上的压力的组合(或子集)。在其他实施例中，节气门/刹车传感器125可以被配置为测量施加到交通工具的踏板(诸如节气门或刹车踏板)上的压力。
66.控制系统106可以包括被配置为帮助导航交通工具100的组件，诸如转向单元132、节气门134、刹车单元136、传感器融合算法138、计算机视觉系统140、导航/路径系统142和避障系统144。更具体地，转向单元132可操作来调整交通工具100的前进方向，并且节气门134可以控制引擎/马达118的操作速度以控制交通工具100的加速度。刹车单元136可以使交通工具100减速，这可以涉及使用摩擦来使车轮/轮胎121减速。在一些实施例中，刹车单元136可以将车轮/轮胎121的动能转换成电流，以供交通工具100的一个或多个系统随后使用。
67.传感器融合算法138可以包括卡尔曼滤波器、贝叶斯网络或可以处理来自传感器系统104的数据的其他算法。在一些实施例中，传感器融合算法138可以基于传入的传感器数据提供评估，诸如对各个对象和/或特征的评估、对特定情况的评估和/或对给定情况下潜在影响的评估。
68.计算机视觉系统140可以包括可操作来处理和分析图像的硬件和软件，以努力确定对象、环境对象(例如，交通灯、道路边界等)和障碍。因而，计算机视觉系统140可以使用对象识别、运动中恢复结构(sfm)、视频跟踪和计算机视觉中使用的其他算法，例如以识别对象、绘制环境地图、跟踪对象、估计对象的速度等。
69.导航/路径系统142可以确定交通工具100的行驶路径，这可以涉及在操作期间动态地调整导航。因而，导航/路径系统142可以使用来自传感器融合算法138、gps 122和地图以及其他源的数据来导航交通工具100。避障系统144可以基于传感器数据来评估潜在的障碍，并且使交通工具100的系统避开或以其他方式越过潜在的障碍。
70.如图1所示，交通工具100还可以包括外围设备108，诸如无线通信系统146、触摸屏148、麦克风150和/或扬声器152。外围设备108可以为用户提供控件或其他元件来与用户接口116进行交互。例如，触摸屏148可以向交通工具100的用户提供信息。用户接口116还可以经由触摸屏148接受来自用户的输入。外围设备108还可以使交通工具100能够与诸如其他
交通工具设备之类的设备进行通信。
71.无线通信系统146可以直接或经由通信网络与一个或多个设备进行无线通信。例如，无线通信系统146可以使用3g蜂窝通信(诸如码分多址(cdma)、演进数据优化(evdo)、全球移动通信系统(gsm)/通用分组无线服务(gprs))或4g蜂窝通信(诸如全球微波接入互操作性(wimax)或长期演进(lte))。可替代地，无线通信系统146可以使用wifi或其他可能的连接与无线局域网(wlan)进行通信。例如，无线通信系统146还可以使用红外链路、蓝牙或紫蜂直接与设备进行通信。在本公开的上下文内，诸如各种交通工具通信系统之类的其他无线协议也是可能的。例如，无线通信系统146可以包括一个或多个专用短程通信(dsrc)设备，dsrc设备可以包括交通工具和/或路边站点之间的公共和/或私有数据通信。
72.交通工具100可以包括用于给组件供电的电源110。在一些实施例中，电源110可以包括可再充电锂离子电池或铅酸电池。例如，电源110可以包括被配置为提供电力的一个或多个电池。交通工具100也可以使用其他类型的电源。在示例实施例中，电源110和能量源119可以集成到单个能量源中。
73.交通工具100还可以包括计算机系统112来执行操作，诸如其中描述的操作。因而，计算机系统112可以包括至少一个处理器113(其可以包括至少一个微处理器)，处理器113可操作来执行存储在诸如数据存储装置114之类的非暂时性计算机可读介质中的指令115。在一些实施例中，计算机系统112可以表示多个计算设备，这些计算设备可以用于以分布式方式控制交通工具100的各个组件或子系统。
74.在一些实施例中，数据存储装置114可以包含可由处理器113执行以执行交通工具100的各种功能(包括上面结合图1描述的那些功能)的指令115(例如，程序逻辑)。数据存储装置114还可以包含附加指令，包括向推进系统102、传感器系统104、控制系统106和外围设备108中的一个或多个传输数据、从其接收数据、与其交互和/或对其进行控制的指令。
75.除了指令115之外，数据存储装置114还可以存储数据，诸如道路地图、路径信息以及其他信息。在交通工具100以自主、半自主和/或手动模式进行操作期间，交通工具100和计算机系统112可以使用这种信息。
76.交通工具100可以包括用户接口116，以用于向交通工具100的用户提供信息或者从交通工具100的用户接收输入。用户接口116可以控制或使能控制可以在触摸屏148上显示的内容和/或交互式图像的布局。进一步地，用户接口116可以包括一组外围设备108内的一个或多个输入/输出设备，诸如无线通信系统146、触摸屏148、麦克风150和扬声器152。
77.计算机系统112可以基于从各种子系统(例如，推进系统102、传感器系统104和控制系统106)以及从用户接口116接收的输入来控制交通工具100的功能。例如，计算机系统112可以利用来自传感器系统104的输入，以便估计由推进系统102和控制系统106产生的输出。取决于实施例，计算机系统112可操作来监测交通工具100及其子系统的许多方面。在一些实施例中，计算机系统112可以基于从传感器系统104接收的信号来禁用交通工具100的一些或所有功能。
78.交通工具100的组件可以被配置为以互接的方式与它们的相应系统内部或外部的其他组件一起工作。例如，在示例实施例中，相机130可以捕获多个图像，这些图像可以表示关于以自主模式进行操作的交通工具100的环境状态的信息。环境状态可以包括交通工具在其上进行操作的道路的参数。例如，计算机视觉系统140可能能够基于道路的多个图像来
识别坡度(等级)或其他特征。此外，gps 122和计算机视觉系统140所识别的特征的组合可以与存储在数据存储装置114中的地图数据一起使用，以确定特定的道路参数。进一步地，雷达126还可以提供关于交通工具的周围环境的信息。
79.换句话说，各种传感器(可以被称为输入指示和输出指示传感器)和计算机系统112的组合可以进行交互，以提供用于控制交通工具的输入的指示或交通工具的周围环境的指示。
80.在一些实施例中，计算机系统112可以基于由除无线电系统之外的系统提供的数据来进行关于各种对象的确定。例如，交通工具100可以具有被配置为感测交通工具的视场中的对象的激光器或其他光学传感器。计算机系统112可以使用来自各种传感器的输出来确定关于交通工具的视场中的对象的信息，并且可以确定到各种对象的距离和方向信息。计算机系统112还可以基于来自各种传感器的输出来确定对象是期望的还是不期望的。
81.尽管图1示出了集成到交通工具100中的交通工具100的各种组件(即，无线通信系统146、计算机系统112、数据存储装置114和用户接口116)，但是这些组件中的一个或多个可以与交通工具100分开安装或关联。例如，数据存储装置114可以部分或全部与交通工具100分开存在。因此，交通工具100可以以可分开定位或一起定位的设备元件的形式提供。构成交通工具100的设备元件可以以有线和/或无线方式通信耦合在一起。
82.图2a
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图2e示出了示例交通工具200，其可以包括结合参考图1的交通工具100描述的一些或所有功能。尽管出于说明的目的，交通工具200在图2a
‑
图2e中被示为厢式车，但是本公开不限于此。例如，交通工具200可以表示卡车、轿车、半挂卡车、摩托车、高尔夫球车、越野车、农用交通工具等。
83.示例交通工具200包括传感器单元202、第一lidar单元204、第二lidar单元206、第一雷达单元208、第二雷达单元210、第一lidar/雷达单元212、第二lidar/雷达单元214，以及在交通工具200上雷达单元、lidar单元、激光测距仪单元和/或其他类型的一个或多个传感器可以定位的两个附加位置216、218。第一lidar/雷达单元212和第二lidar/雷达单元214中的每一个可以采取lidar单元、雷达单元或两者的形式。
84.此外，示例交通工具200可以包括结合图1的交通工具100描述的任何组件。第一雷达单元208与第二雷达单元210和/或第一lidar单元204与第二lidar单元206可以主动扫描周围环境中潜在障碍的存在，并且可以类似于交通工具100中的雷达126和/或激光测距仪/lidar 128。
85.传感器单元202被安装在交通工具200的顶部，并且包括被配置为检测关于交通工具200周围的环境的信息以及输出信息的指示的一个或多个传感器。例如，传感器单元202可以包括相机、雷达、lidar、测距仪和声学传感器的任何组合。传感器单元202可以包括可操作来调整传感器单元202中的一个或多个传感器的方位的一个或多个可移动安装件。在一个实施例中，可移动安装件可以包括可以扫描传感器以便从交通工具200周围的每个方向获得信息的旋转平台。在另一实施例中，传感器单元202的可移动安装件可以在特定角度和/或方位角范围内以扫描方式移动。传感器单元202可以被安装在车顶上，尽管其他安装位置也是可能的。
86.此外，传感器单元202的传感器可以分布在不同的位置，并且不需要并置在单个位置。一些可能的传感器类型和安装位置包括两个附加位置216、218。此外，传感器单元202的
每个传感器可以被配置为独立于传感器单元202的其他传感器而移动或扫描。
87.在示例配置中，一个或多个雷达扫描仪(例如，第一雷达单元208和第二雷达单元210)可以位于交通工具200的后面附近，以主动扫描交通工具200的背后附近的环境中无线电反射对象的存在。类似地，第一lidar/雷达单元212和第二lidar/雷达单元214可以被安装在交通工具200的前面附近，以主动扫描交通工具200的前面附近的环境。雷达扫描仪可以定位在例如适于照亮包括交通工具200的前向移动路径的区域的位置，而不被交通工具200的其他特征遮挡。例如，雷达扫描仪可以被嵌入在前保险杠、前头灯、前盖板和/或引擎罩等中和/或安装在前保险杠、前头灯、前盖板和/或引擎罩等中或附近。此外，可以定位一个或多个附加的雷达扫描设备(诸如通过将这种设备包括在后保险杠、侧板、门槛板和/或底架中或附近等)，以主动扫描交通工具200的侧面和/或后部中无线电反射对象的存在。
88.尽管在图2a
‑
图2e中未示出，但是交通工具200可以包括无线通信系统。无线通信系统可以包括可被配置为与交通工具200外部或内部的设备进行通信的无线发送器和接收器。具体地，无线通信系统可以包括被配置为与例如在交通工具通信系统或道路站点中的其他交通工具和/或计算设备进行通信的收发器。这种交通工具通信系统的示例包括dsrc、射频识别(rfid)和其他所提出的针对智能交通系统的通信标准。
89.交通工具200可以包括可能在传感器单元202内部的位置的相机。相机可以是被配置为捕获交通工具200的环境的多个图像的光敏仪器，诸如静态相机、视频相机等。为此，相机可以被配置为检测可见光，并且可以附加地或替代地被配置为检测来自光谱的其他部分的光，诸如红外光或紫外光。相机可以是二维检测器，并且可以可选地具有三维空间范围的灵敏度。在一些实施例中，相机可以包括例如被配置为生成指示从相机到环境中的多个点的距离的二维图像的距离检测器。为此，相机可以使用一种或多种距离检测技术。例如，相机可以通过使用结构光技术来提供距离信息，在结构光技术中，交通工具200用预定光图案(诸如网格或棋盘图案)照亮环境中的对象，并且使用相机来检测来自周围环境的预定光图案的反射。基于反射光图案中的失真，交通工具200可以确定到对象上的点的距离。预定光图案可以包括红外光或者用于这种测量的其他合适波长的辐射。在一些示例中，相机可以被安装在交通工具200的前挡风玻璃内部。具体地，相机可以被定位成从相对于交通工具200的方位的前向视角捕获图像。还可以在交通工具200的内部或外部使用相机的其他安装位置和视角。进一步地，相机可以具有可操作来提供可调整视场的相关光学器件。更进一步地，可以用可移动安装件将相机安装到交通工具200上，以诸如经由平移/倾斜机构来改变相机的指向角度。
90.交通工具200可以包括一个或多个其他组件，作为所示组件的补充或替代。附加组件可以包括电气功能或机械功能。
91.交通工具200的控制系统可以被配置为根据多个可能的控制策略当中的控制策略来控制交通工具200。控制系统可以被配置为从耦合到交通工具200(在交通工具200上或离开交通工具200)的传感器接收信息，基于该信息来修改控制策略(和相关的驾驶行为)，并且根据修改的控制策略来控制交通工具200。控制系统还可以被配置为监测从传感器接收的信息，并且连续地评估驾驶条件；并且还可以被配置为基于驾驶条件的改变来修改控制策略和驾驶行为。
92.图3是根据示例实施例的与自主交通工具相关的各种计算系统之间的无线通信的
概念性图示。特别地，无线通信可以经由网络304在远程计算系统302与交通工具200之间发生。无线通信还可以发生在服务器计算系统306与远程计算系统302之间，以及服务器计算系统306与交通工具200之间。
93.交通工具200可以对应于能够在不同位置之间运送乘客或对象的各种类型的交通工具，并且可以采取上述任何一种或多种交通工具的形式。在一些情况下，交通工具200可以以使控制系统能够使用传感器测量在目的地之间安全地导航交通工具200的自主模式进行操作。当以自主模式进行操作时，交通工具200可以在有乘客或没有乘客的情况下导航。作为结果，交通工具200可以在期望的目的地之间接载和放下乘客。
94.远程计算系统302可以表示与远程协助技术相关的任何类型的设备，包括但不限于本文描述的那些。在示例内，远程计算系统302可以表示被配置为进行如下步骤的任何类型的设备：(i)接收与交通工具200相关的信息，(ii)提供通过其人类操作员可以进而感知信息并输入与信息相关的响应的界面，以及(iii)将响应发送到交通工具200或其他设备。远程计算系统302可以采取各种形式，诸如工作站、台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、移动电话(例如，智能电话)和/或服务器。在一些示例中，远程计算系统302可以包括在网络配置中一起操作的多个计算设备。
95.远程计算系统302可以包括与交通工具200的子系统和组件相似或相同的一个或多个子系统和组件。至少，远程计算系统302可以包括被配置用于执行本文描述的各种操作的处理器。在一些实施例中，远程计算系统302还可以包括包含输入/输出设备(诸如触摸屏和扬声器)的用户接口。其他示例也是可能的。
96.网络304表示实现远程计算系统302与交通工具200之间的无线通信的基础设施。网络304还实现了服务器计算系统306与远程计算系统302之间以及服务器计算系统306与交通工具200之间的无线通信。
97.远程计算系统302的位置可以在示例内变化。例如，远程计算系统302可以具有远离交通工具200的位置，该位置具有经由网络304的无线通信。在另一示例中，远程计算系统302可以对应于交通工具200内的计算设备，它与交通工具200分开，但是人类操作员可以利用它与交通工具200的乘客或驾驶员进行交互。在一些示例中，远程计算系统302可以是带有可由交通工具200的乘客操作的触摸屏的计算设备。
98.在一些实施例中，本文描述的由远程计算系统302执行的操作可以附加地或替代地由交通工具200(即，由交通工具200的任何(多个)系统或(多个)子系统)执行。换句话说，交通工具200可以被配置为提供远程协助机制，交通工具的驾驶员或乘客可以与该远程协助机制进行交互。
99.服务器计算系统306可以被配置为经由网络304与远程计算系统302和交通工具200进行无线通信(或者也许直接与远程计算系统302和/或交通工具200进行通信)。服务器计算系统306可以表示被配置为接收、存储、确定和/或传送与交通工具200及其远程协助相关的信息的任何计算设备。因而，服务器计算系统306可以被配置为执行本文描述为由远程计算系统302和/或交通工具200执行的任何(多个)操作或这种(多个)操作的一部分。与远程协助相关的无线通信的一些实施例可以利用服务器计算系统306，而其他实施例可以不利用。
100.服务器计算系统306可以包括与远程计算系统302和/或交通工具200的子系统和
组件相似或相同的一个或多个子系统和组件，诸如被配置用于执行本文描述的各种操作的处理器，以及用于从远程计算系统302和交通工具200接收信息并向其提供信息的无线通信接口。
101.上述各种系统可以执行各种操作。现在将描述这些操作和相关特征。
102.根据以上讨论，计算系统(例如，远程计算系统302、服务器计算系统306或交通工具200本地的计算系统)可以进行操作以使用相机来捕获自主交通工具的环境的图像。一般来说，至少一个计算系统将能够分析图像并且可能控制自主交通工具。
103.在一些实施例中，为了便于自主操作，交通工具(例如，交通工具200)可以以各种方式接收表示交通工具进行操作的环境中的对象的数据(本文也称为“环境数据”)。交通工具上的传感器系统可以提供表示环境对象的环境数据。例如，交通工具可以具有各种传感器，包括相机、雷达单元、激光测距仪、麦克风、无线电单元和其他传感器。这些传感器中的每一个可以向交通工具中的处理器传送关于每个相应的传感器所接收的信息的环境数据。
104.在一个示例中，相机可以被配置为捕获静止图像和/或视频。在一些实施例中，交通工具可以具有定位在不同方位的一个以上的相机。此外，在一些实施例中，相机可能能够移动以在不同方向上捕获图像和/或视频。相机可以被配置为将捕获的图像和视频存储到存储器中，以供交通工具的处理系统稍后处理。捕获的图像和/或视频可以是环境数据。进一步地，相机可以包括如本文所述的图像传感器。
105.在另一示例中，雷达单元可以被配置为发送将被交通工具附近的各种对象反射的电磁信号，然后捕获从对象反射的电磁信号。捕获的反射的电磁信号可以使雷达系统(或处理系统)能够进行关于反射电磁信号的对象的各种确定。例如，可以确定到各种反射对象的距离和各种反射对象的位置。在一些实施例中，交通工具可以具有在不同的方位的一个以上的雷达。雷达系统可以被配置为将捕获的信息存储到存储器中，以供交通工具的处理系统稍后处理。雷达系统所捕获的信息可以是环境数据。
106.在另一示例中，激光测距仪可以被配置为发送电磁信号(例如，红外光，诸如来自气体或二极管激光器或其他可能的光源的红外光)，该电磁信号将被交通工具附近的目标对象反射。激光测距仪可能能够捕获反射的电磁(例如，激光)信号。捕获的反射的电磁信号可以使测距系统(或处理系统)能够确定到各种对象的距离。激光测距仪还可能能够确定目标对象的速度或速率，并且将其存储为环境数据。
107.此外，在一个示例中，麦克风可以被配置为捕获交通工具的周围环境的音频。麦克风所捕获的声音可以包括紧急交通工具警笛声和其他交通工具的声音。例如，麦克风可以捕获救护车、消防车或警车的警笛声。处理系统可能能够识别出捕获的音频信号指示紧急交通工具。在另一示例中，麦克风可以捕获另一交通工具的排气声音，诸如来自摩托车的排气声音。处理系统可能能够识别捕获的音频信号指示摩托车。麦克风所捕获的数据可以形成环境数据的一部分。
108.在又一示例中，无线电单元可以被配置为发送电磁信号，电磁信号可以采取蓝牙信号、802.11信号和/或其他无线电技术信号的形式。第一电磁辐射信号可以经由位于无线电单元中的一个或多个天线来发送。进一步地，第一电磁辐射信号可以用许多不同的无线电信令模式之一来发送。然而，在一些实施例中，期望用请求来自位于自主交通工具附近的设备的响应的信令模式来发送第一电磁辐射信号。处理系统可能能够基于传送回无线电单
元的响应来检测附近的设备，并且将该传送的信息用作环境数据的一部分。
109.在一些实施例中，处理系统可能能够组合来自各种传感器的信息，以便进一步确定交通工具的环境。例如，处理系统可以组合来自雷达信息和捕获图像的数据，以确定另一交通工具或行人是否在自主交通工具前方。在其他实施例中，处理系统可以使用传感器数据的其他组合来进行关于环境的确定。
110.在以自主模式进行操作的同时，交通工具可以在很少或没有人工输入的情况下控制其操作。例如，人类操作员可以将地址输入到交通工具中，然后交通工具可能能够在没有来自人类的进一步输入的情况下(例如，人类不必转向或触摸刹车/油门踏板)驾驶到指定目的地。进一步地，在交通工具自主操作的同时，传感器系统可能正在接收环境数据。交通工具的处理系统可以基于从各种传感器接收的环境数据来变更交通工具的控制。在一些示例中，交通工具可以响应于来自各种传感器的环境数据来变更交通工具的速度。交通工具可以改变速度以便避开障碍、遵守交通法规等。当交通工具中的处理系统识别出交通工具附近的对象时，交通工具可能能够改变速度，或者以另一方式变更运动。
111.当交通工具检测到对象但对对象的检测没有高度信心时，交通工具可以请求人类操作员(或更强大的计算机)执行一个或多个远程协助任务，诸如(i)确认对象是否实际存在于环境中(例如，如果实际存在停止标志或如果实际不存在停止标志)，(ii)确认交通工具对对象的识别是否正确，(iii)如果识别不正确则校正识别，和/或(iv)为自主交通工具提供补充指令(或修改当前指令)。远程协助任务还可以包括人类操作员提供指令来控制交通工具的操作(例如，如果人类操作员确定对象是停止标志，则指令交通工具在停止标志处停止)，尽管在一些情况下，交通工具本身可以基于人类操作员与对象的识别相关的反馈来控制其本身的操作。
112.为便于此，交通工具可以分析表示环境对象的环境数据，以确定检测置信度低于阈值的至少一个对象。交通工具中的处理器可以被配置为基于来自各种传感器的环境数据来检测环境的各种对象。例如，在一个实施例中，处理器可以被配置为检测对交通工具进行识别来说可能重要的对象。这种对象可以包括行人、街道标志、其他交通工具、其他交通工具上的指示器信号以及在捕获的环境数据中检测到的其他各种对象。
113.检测置信度可以指示所确定的对象在环境中被正确识别或者存在于环境中的可能性。例如，处理器可以对接收到的环境数据中的图像数据内的对象执行对象检测，并且基于无法识别检测置信度高于阈值的对象来确定至少一个对象具有低于阈值的检测置信度。如果对对象的对象检测或对象识别的结果不确定，则检测置信度可能较低或低于设定的阈值。
114.交通工具可以取决于环境数据的源以各种方式检测环境对象。在一些实施例中，环境数据可以来自相机，并且可以是图像或视频数据。在其他实施例中，环境数据可以来自lidar单元。交通工具可以分析捕获的图像或视频数据，以识别图像或视频数据中的对象。这些方法和装置可以被配置为监测图像和/或视频数据中的环境对象的存在。在其他实施例中，环境数据可以是雷达、音频或其他数据。交通工具可以被配置为基于雷达、音频或其他数据来识别环境对象。
115.在一些实施例中，交通工具用来检测对象的技术可以基于一组已知数据。例如，与环境对象相关的数据可以被存储到位于交通工具中的存储器中。交通工具可以将接收到的
数据与存储的数据进行比较，以确定对象。在其他实施例中，交通工具可以被配置为基于数据的上下文来确定对象。例如，与建筑相关的街道标志通常可能具有橙色。相应地，交通工具可以被配置为检测橙色的并且位于道路侧面附近的对象，作为建筑相关的街道标志。此外，当交通工具的处理系统在捕获的数据中检测到对象时，它还可以计算每个对象的置信度。
116.进一步地，交通工具还可以具有置信度阈值。置信度阈值可以取决于检测到的对象的类型而变化。例如，对于可能需要来自交通工具的快速响应动作的对象，诸如另一交通工具上的刹车灯，置信度阈值可以较低。然而，在其他实施例中，对于所有检测到的对象，置信度阈值可以相同。当与检测到的对象相关联的置信度大于置信度阈值时，交通工具可以假设对象被正确识别，并且基于该假设响应性地调整交通工具的控制。
117.当与检测到的对象相关联的置信度小于置信度阈值时，交通工具所采取的动作可以变化。在一些实施例中，交通工具可以做出好像检测到的对象存在的反应，尽管置信度较低。在其他实施例中，交通工具可以做出好像检测到的对象不存在的反应。
118.当交通工具检测到环境对象时，它还可以计算与特定的检测到的对象相关联的置信度。取决于实施例，置信度可以以各种方式计算。在一个示例中，当检测到环境对象时，交通工具可以将环境数据与有关已知对象的预定数据进行比较。环境数据与预定数据之间的匹配越紧密，置信度越高。在其他实施例中，交通工具可以使用环境数据的数学分析来确定与对象相关联的置信度。
119.响应于确定对象具有低于阈值的检测置信度，交通工具可以向远程计算系统发送对于对象识别的远程协助的请求。如上所述，远程计算系统可以采取各种形式。例如，远程计算系统可以是交通工具内的计算设备，该计算设备与交通工具分开，但是人类操作员可以利用该计算设备与交通工具的乘客或驾驶员进行交互，该计算设备诸如是用于显示远程协助信息的触摸屏界面。附加地或替代地，作为另一示例，远程计算系统可以是位于不靠近交通工具的位置的远程计算机终端或其他设备。
120.对于远程协助的请求可以包括包含对象的环境数据，诸如图像数据、音频数据等。交通工具可以通过网络(例如，网络304)并且在一些实施例中经由服务器(例如，服务器计算系统306)，将环境数据发送到远程计算系统。远程计算系统的人类操作员可以进而使用环境数据作为响应请求的基础。
121.在一些实施例中，当对象被检测为具有低于置信度阈值的置信度时，对象可以被给予初步识别，并且交通工具可以被配置为响应于初步识别来调整交通工具的操作。操作的这种调整可以采取停止交通工具、将交通工具切换到人工控制模式、改变交通工具的速度(例如，速度和/或方向)以及其他可能调整的形式。
122.在其他实施例中，即使交通工具检测到具有满足或超过阈值的置信度的对象，交通工具也可以根据检测到的对象进行操作(例如，如果对象被高置信度地识别为停止标志，则停止下来)，但是可以被配置为在交通工具根据检测到的对象进行操作的同时(或在之后的时间)请求远程协助。
123.图4a是根据示例实施例的脉冲检测设备400的简化流程图。脉冲检测设备400可以是lidar设备(例如，图1所示的lidar 128)的一部分。在一个示例中，脉冲检测设备400可以耦合到与lidar设备相关联的计算设备(例如，图1所示的计算机系统112、图3所示的远程计
算系统302和/或图3所示的服务器计算系统306)并由其控制。
124.如图所示，脉冲检测设备400包括输入402、信号分割器404、微分器406、比较器408、触发器/锁存器410、时间数字转换器(tdc)416、延迟器412、adc 414、以及数字输出418和420。在一个示例中，输入402可以被配置为接收表示反射光的模拟输入信号，如前所述。在该示例中，输入402可以耦合到被配置为接收反射光的光电检测器的输出。在一些情况下，输入402可以经由信号处理器耦合到光电检测器的输出，其中光电检测器的输出被过滤和放大，以向输入402提供具有改善信噪比的更干净的输入信号。
125.信号分割器404耦合到输入402，并且被配置为将输入信号的第一部分引导到微分器406，并且将输入信号的第二部分引导到延迟器412。信号分割器404可以是例如无源电路组件、有源电路组件、或无源电路组件和有源电路组件的组合，其可以输出在输入402接收的模拟信号的两个基本相同的部分。
126.然后，微分器406可以从分割器404接收模拟信号的第一部分，并且相应地提供微分信号(即，相对于时间而微分的信号)。在一个示例中，微分器406可以是包括耦合到输入电容器和反馈电阻器的高输入阻抗运算放大器的电路。在该示例中，流过电容器的电流可以与电容器两端的电压的时间导数成比例，并且可以从流过反馈电阻器的电流中生成与电压的时间导数成比例的电压输出。在另一示例中，微分器406可以是无源电阻器
‑
电容器(rc)电路，包括与输入和输出电阻器串联的电容器。微分器406的其他电路设计也是可能的。
127.然后，比较器408可以从微分器406接收微分信号，并且提供指示微分信号是正(输入信号递增)还是负(输入信号递减)的输出。在一个示例中，比较器408可以包括运算放大器，该运算放大器具有耦合到地的一个输入和耦合到微分器406以接收微分信号的另一输入。在操作中，如果微分信号大于0、接地，则比较器408可以提供输出1(“开”)，如果微分信号小于0，则提供输出0(“关”)。相应地，比较器408的输出从1到0或从0到1的转变可以指示微分信号中的过零点。比较器408的其他电路设计也是可能的。
128.然后，比较器408的输出可以被提供给触发器/锁存器410，触发器/锁存器410可以是多个不同的触发器或锁存器电路中的一个，诸如置位和复位锁存器、选通锁存器或d触发器。在一个示例中，触发器/锁存器410可以被配置为存储先前的输入(或状态)，并且基于先前的输入和当前的输入两者来提供输出。如适用于脉冲检测设备400的，触发器/锁存器410可以被配置为如果到触发器/锁存器410的连续输入从1转变为0，则提供1(“开”)输出，否则提供0(“关”)输出。因而，当检测到指示模拟输入信号中的脉冲峰值的过零点时，触发器/锁存器410可以输出1。触发器/锁存器410的其他电路配置也是可能的。
129.如图4a所示，来自触发器/锁存器410的输出可以作为输入提供给tdc 416和adc 414两者。在一个示例中，tdc 416可以被配置为响应于来自触发器/锁存器410的输出而提供表示时间的数字输出418。在一种情况下，该时间可以是参考时间与从触发器/锁存器410接收到输出1的时间之间的持续时间。如适用于lidar设备的，参考时间可以是由lidar设备提供与从周围环境中的对象反射的检测光脉冲相对应的生成光脉冲的时间。tdc 416可以包括可被配置为当提供生成的光脉冲时开始递增的高频计数器，并且当从触发器/锁存器410接收到输出1时输出计数器的值作为时间测量。在一些情况下，如果计数器的频率不足，则tdc 416还可以包括时间内插能力以提供具有额外精度的时间表示。tdc 416的其他配置
也是可能的。
130.除了从触发器/锁存器410接收输出之外，如图4a所示的adc 414还可以从延迟器412接收输出。如前所述，延迟器412可以被配置为提供输入模拟信号的时间延迟版本，使得时间延迟的模拟信号中的点对应于由原始模拟信号中的相同点产生的触发器/锁存器410的输出。如图所示，延迟器412可以从输入402接收输入模拟信号的第二部分，并且相应地将时间延迟的模拟信号提供给adc 414。在一个示例中，延迟器412可以包括一系列信号缓冲器和/或逆变器，以在接收模拟输入信号与提供现在时间延迟的模拟信号之间创建时间延迟。在另一示例中，延迟器412可以涉及在输出时间延迟的模拟信号之前、在高频计数器递增到预定延迟量的同时保持模拟输入信号的电路。延迟器412的其他配置也是可能的。
131.然后，adc 414可以被配置为响应于来自触发器/锁存器410的输出1而对时间延迟的模拟信号进行测量，并且提供数字输出420。假定延迟器412提供输入模拟信号的时间延迟版本，使得时间延迟的模拟信号中的点对应于由原始模拟信号中的相同点产生的触发器/锁存器410的输出，时间延迟的模拟信号的测量将对应于检测到的脉冲的波峰处的幅度或值。在一个示例中，adc 414可以包括比较器阵列，比较器阵列被配置为对时间延迟的模拟信号进行采样，并且输出时间延迟的模拟信号的值的递增的数字表示。adc 414的其他实施方式也是可能的。
132.如图4a所示，输出418对应于来自tdc 416的时间测量输出，并且输出420对应于来自adc 414的时间延迟的模拟信号中的脉冲的幅度测量。输出418和420然后可以被提供给计算设备422以供进一步处理，以确定关于环境中从其反射模拟输入信号中检测到的脉冲的对象的信息。计算设备422可以基于从tdc 416接收的时间测量(输出418)来确定诸如对象距lidar设备的距离的信息，并且可以基于从adc 414接收的脉冲的幅度测量(输出420)来确定诸如对象的纹理或反射率之类的信息。
133.上面结合图4a所示的脉冲检测设备400讨论的示例提供了用于动态测量脉冲峰值的一些实施例，本领域普通技术人员将理解，在本技术的范围内，讨论的实施例的变化也是可能的。
134.例如，可能不需要与测量脉冲峰值相关联的时间。当lidar设备中的另一组件被配置为确定周围环境中的对象的距离时，可能会出现这种情况。因而，tdc 416可以从脉冲检测设备400中移除。类似地，在另一情况下，如果lidar设备中的另一组件被配置为确定脉冲峰值，则adc 414可以从脉冲检测设备400中移除。在这种情况下，延迟器412也可以被移除。其他变化也是可能的。
135.在一些实施例中，lidar设备可以被配置为不仅测量反射信号中的时间延迟以确定距离，而且测量反射信号的强度。测量反射信号的强度除了可以提供距离之外，还可以提供关于周围环境中的对象的信息。例如，反射信号的强度可以提供关于周围场景中的对象表面的颜色、涂覆周围场景中的对象表面的材料(例如，基于对象表面的反射率)、周围场景中的对象的方位、和/或周围场景中的对象和/或lidar设备中的成像光学器件之一是否具有裂纹或其他表面缺陷的信息。由于这些原因，以及其他，除了测量反射信号的时间延迟之外，测量反射信号的强度也是有益的。
136.在一些情况下，为了有意义地评估反射信号的强度，lidar设备的检测器(例如，脉冲检测设备400)可以被校准以使得输出电信号(例如，来自adc 414的输出420)与施加在检
测器上的光的强度(例如，在光电二极管或sipm的表面处)之间的关系可以被精确地推导出。该关系可以用作强度校准数据。进一步地，这种关系有时被称为检测器的“响应”，并且可以由响应曲线(例如，输入光强度或功率与来自检测器的输出电信号的响应曲线)来表征。示例响应曲线在图4b示出。横轴可以对应于检测器上的入射光强度，并且纵轴可以对应于输出电信号(例如，来自adc 414)。在许多情况下，如图4b所示，响应曲线可以是非线性的(例如，这可能是通过设计和/或由于检测器的固有设备特性)。进一步地，由于半导体设备的物理特性和制造公差，不同检测器(甚至是在相同设施中和/或使用相同设备规格制造的检测器)的响应曲线可能彼此不同。由于这些原因，单独地表征每个检测器的响应可能是有益的(例如，在lidar设备中制造和/或安装之后)。响应曲线随后可以在运行时使用，以基于输出电信号而回退入射光信号的实际强度。
137.本文描述的一些实施例包括用于确定图4b所示的响应曲线的技术。一种这样的技术涉及强度校准系统450的使用。图4c是根据示例实施例的示例强度校准系统450的框图。强度校准系统450可以包括脉冲光源452、可变衰减器454和光脉冲检测设备(例如，图4a所示的脉冲检测设备400)。
138.脉冲光源452可以是特性明显的光源，这意味着由脉冲光源452输出的光信号的特性可以被准确和精确地预定。例如，可以为脉冲光源452预定输出波长、光脉冲的峰值输出功率、光脉冲的频率、光脉冲的脉冲形状等。脉冲光源452可以包括一个或多个脉冲激光器(例如，调q激光器)。在替代实施例中，可以替代地使用连续波(cw)光源。进一步地，脉冲光源452可以与脉冲检测设备400同步。例如，脉冲光源452和脉冲检测设备400可以参考共用时钟信号。这种同步可以确保能够确定从脉冲光源452到达脉冲检测设备400的波形的精确定时(例如，不管可变衰减器454所施加的任何衰减)。
139.可变衰减器454可以是特性明显的衰减器，使得可以结合特性明显的脉冲光源452来精确地确定从可变衰减器454输出的校准信号的强度。精确确定的输出校准信号的强度可以用于增强使用强度校准系统450为脉冲检测设备400生成的响应曲线(例如，如图4b所示)的质量。在一些实施例中，可变衰减器454可以包括一个或多个可变中性密度滤光器和/或有损耗长度的光纤。
140.使用强度校准系统450确定图4b的响应曲线可以包括使用特性明显的光源(例如，脉冲光源452)发射校准信号，使校准信号经过可变衰减器454，以及使用被测检测器(例如，脉冲检测设备400)检测校准信号。校准信号可以是作为一系列脉冲而发送的给定波长的光信号。进一步地，可变衰减器可以按一系列级别来衰减校准信号(例如，衰减校准信号的连续脉冲)。例如，可变衰减器可以将校准信号的强度衰减0％，然后1％，然后2％，然后3％，然后4％等，直到100％。在替代实施例中，衰减模式可以或多或少是颗粒状的(granular)。附加地或替代地，在替代实施例中，衰减模式可以以最大衰减(例如，100％衰减)开始，然后转而减少。由于一系列衰减，由脉冲检测设备400检测到的校准信号的强度将在强度范围内变化。基于检测到的强度的这个范围，脉冲检测设备400可以生成响应曲线。为了最精确地确定响应曲线，脉冲光源452和脉冲检测设备400可以在时间上同步。此外，脉冲光源452与脉冲检测设备400之间的相位差(如果有的话)可以在校准测量期间保持稳定(或者，如果不稳定，则可以被确定为使得它可以被考虑)。
141.由脉冲检测设备400响应于校准信号而测量的响应曲线(例如，来自脉冲检测设备
400的模数转换器(adc)的输出)可以被记录(例如，存储在非暂时性计算机可读介质中)。该响应曲线可以将从脉冲检测设备400输出的值与由可变衰减器454调制的、由脉冲光源452发射的校准信号的强度相关联。如上所述，该响应曲线可以是非线性的。在一些实施例中，可以执行内插和/或回归来生成响应曲线。进一步地，在一些实施例中，可以为一系列不同波长的光生成一系列响应曲线(例如，一条针对红光的响应曲线、一条针对绿光的响应曲线和一条针对蓝光的响应曲线)。这一系列响应曲线可以使用相对应的一系列光源或者通过调制由脉冲光源452输出的校准信号来生成。
142.响应曲线可以被存储(例如，数字地)并随后在运行时使用(例如，当捕获lidar设备周围的环境的测量时)，以评估由周围环境中的对象反射的光信号的强度和/或功率，从而确定相应对象的特性(例如，表面质量)。在使用响应曲线评估反射信号的强度和/或功率时，非线性响应曲线可以基于检测器在给定的检测器操作参数下的小信号斜率而被映射到线性近似。可以基于设备规格/半导体设备物理特性来准确地表征半导体检测器的小信号斜率。
143.现在将讨论图5a和图5b，以更具体地说明游走误差的一个可能原因。图5a是根据示例实施例的一系列反射信号相对于时间的图示。第一检测到的反射信号502可以对应于具有低峰值强度的反射，第二检测到的反射信号504可以对应于具有中等峰值强度的反射，并且第三检测到的反射信号506可以对应于具有高峰值强度的反射。检测到的反射信号502、504、506中的每一个可以对应于由lidar设备的光源发送、从lidar设备周围的环境中的对象反射、然后由脉冲检测设备(例如，图4a的脉冲检测设备400)检测到的光脉冲。如图所示，检测到的反射信号502、504、506可以对应于来自adc(例如，图4a所示的adc 414)的输出。
144.图5a中到从其反射光脉冲的各个对象的距离是相同的。因此，各个检测到的反射信号502、504、506达到它们相应的最大值的时间508是相同的。各个检测到的反射信号502、504、506之间的唯一差异在于检测到的脉冲的强度。换句话说，检测到的反射信号502、504、506从lidar设备到环境中的对象并再次返回的通过时间是相同的，但是反射强度是不同的。反射强度的这种差异可能是由于来自lidar发送器的各个光信号的发射强度不同。附加地或替代地，反射强度的差异可能是由于环境中各个对象的反射率不同，或者是由于环境内的发送信号/反射信号的衰减差异(例如，由于雾、烟、尘、雨、雪等)。
145.因为在检测到的反射信号502、504、506的三个实例中到对象的距离是相同的，并且强度最大值出现在同一时间508处，所以由lidar设备确定的到各个对象的任何距离对于每个信号来说理想地应当是相同的。确定到对象的距离的一种方式涉及相对于时间对检测到的反射信号502、504、506进行微分(例如，使用图4a所示的微分器406)以及然后确定微分信号中的过零点(例如，如上面参考图4a所述)。
146.图5b是根据示例实施例的图5a中的一系列检测到的反射信号的时间导数的图示。例如，第一时间导数信号512可以对应于第一检测到的反射信号502，第二时间导数信号514可以对应于第二检测到的反射信号504，并且第三时间导数信号516可以对应于第三检测到的反射信号506。时间导数信号512、514、516可以由微分器(例如，图4a所示的微分器406)生成。图5b中还示出了正阈值522和负阈值524。正阈值522和负阈值524可以对应于足够接近于零的时间导数的值，使得与阈值522、524的相交可以用于确定时间导数信号512、514、516
的有效过零点(例如，当时间导数信号512、514、516下降到正阈值522以下或上升到负阈值524以上时)。阈值522、524可以被预定(例如，基于使用具有标准化强度和/或具有标准化波形的光信号的过零点校准)。在一些实施例中，可以使用阈值522、524而不是零值来确定过零点，以便防止由于噪声而引起的误报(false positive)。如果使用实际的过零点，则由于强度的小振荡而引起的检测到的反射信号502、504、506中的局部最大值/最小值可能会基于时间导数信号512、514、516中的过零点而被不正确地检测为最大强度点。
147.时间导数信号512、514、516中的阈值522、524的相交点的确定可以由比较器(例如，图4a所示的比较器408)来执行。进一步地，阈值522、524的相交点的确定可以使用时间导数信号512、514、516的上升沿和下降沿之一或两者来执行。更进一步地，将上升沿和下降沿的阈值522、524的相交点彼此比较可以用于估计检测到的反射信号502、504、506的脉冲宽度。脉冲宽度可以用于其他计算/校准(例如，可以将确定的脉冲宽度与lidar设备的发送器的操作规格进行比较，以确保发送器正常工作)。
148.然而，由于时间导数信号512、514、516对各个阈值522、524的相交，因而存在一个游走误差的来源。所有三个检测到的反射信号502、504、506在相同时间点处达到最大强度(如图5a所示)，因此时间导数信号512、514、516中的每一个在相同时间点处具有过零点(如图5b所示)。然而，因为检测到的反射光信号502、504、506的波形彼此不同，所以出现阈值相交点的时间不相同。如图5b所示，第一时间导数信号512在第一时间532处与正阈值522相交，第二时间导数信号514在第二时间534处与正阈值522相交，并且第三时间导数信号516在第三时间536处与正阈值522相交。类似地，第三时间导数信号516在第四时间546处与负阈值524相交，第二时间导数信号514在第五时间544处与负阈值524相交，并且第一时间导数信号512在第六时间542处与负阈值524相交。
149.因为第一时间532、第二时间534和第三时间536不相同，所以基于光信号的通过时间(例如，到由lidar系统检测到的对象的距离)进行的评估同样将会是不相等的。进一步地，信号的强度越低，实际过零点与阈值的相交点之间的区别变得越明显(例如，第一检测到的反射信号502具有比第三检测到的反射信号506更低的强度，并且相应地，第一时间532比第三时间536更远离实际过零点时间)。如上所述，这种强度相关的误差有时被称为“游走误差”。游走误差的其他来源也是可能的。为了补偿这种游走误差，可以执行本文描述的校准技术。
150.图6是根据示例实施例的校准目标600的图示。校准目标600可以用于校准lidar设备的检测器。例如，校准目标600可以位于距lidar设备的预定距离处，并且一系列光信号可以：由lidar设备的发送器投影在校准目标600处，从校准目标600反射，并且由lidar设备的检测器检测(例如，使用图4a所示的脉冲检测设备400)。使用检测到的反射光信号的波形，可以通过基于检测到的反射信号的时间导数(例如，类似于图5b所示的时间导数信号512、514、516)的阈值相交点将lidar设备与校准目标600之间的预定距离同lidar设备与校准目标600之间的视在距离进行比较，来进行校准测量。
151.校准目标600可以包括第一反射区域602、第二反射区域604、第三反射区域606、第四反射区域608、第五反射区域610、第六反射区域612以及一个或多个边缘614。反射区域602、604、606、608、610、612中的每一个可以具有不同的反射率。这样，来自具有单个输出强度的lidar设备的发送器可以用于通过在校准目标600的不同区域发送信号来生成具有一
定反射强度范围的信号。例如，反射信号的强度可以在lidar设备的发送器的输出强度的1％到99％的范围内。由于发送器/检测器对中的发送器与检测器之间的对准可能影响反射信号的强度，因此使用与检测器配对的发送器作为光源(例如，而不是仅仅用于校准的分开的光源)来执行检测器的校准可能是有益的。进一步地，所使用的特定发送器可以发射具有唯一强度波形的光信号，这同样使得使用与检测器成对的发送器来执行检测器的校准是有益的，因此所发射的光信号的强度波形在运行时与校准期间相同。
152.如图所示，第一反射区域602可以包括校准目标600在第二反射区域604与第五反射区域610之间的部分。进一步地，第一反射区域602还可以包括校准目标600的外周边/外边界，如图所示。在其他实施例中，第一反射区域602可以占据校准目标600的其他部分(例如，校准目标600的附加或更少的部分)。第一反射区域602可以具有在5％和10％之间的反射率。例如，第一反射区域602可以是黑色的，使得它主要是吸收性的。
153.如图所示，第二反射区域604可以包括校准目标600的左上部分。在其他实施例中，第二反射区域604可以占据校准目标600的其他部分(例如，校准目标600的附加或更少的部分)。第二反射区域604可以具有在95％和100％之间的反射率。例如，第二反射区域604可以包括一种或多种回射(retroreflective)材料(例如，角反射器)。
154.如图所示，第三反射区域606可以包括校准目标600的左下部分。在其他实施例中，第三反射区域606可以占据校准目标600的其他部分(例如，校准目标600的附加或更少的部分)。第三反射区域606可以具有在15％和20％之间的反射率。例如，第三反射区域606可以是灰色的，使得它主要是吸收性的。
155.如图所示，第四反射区域608可以包括校准目标600在第三反射区域606与第六反射区域612之间的部分。第四反射区域608可以包括夹杂有高反射率部分的低反射率部分。例如，第四反射区域608可以包括被黑色胶带(例如，黑色遮蔽胶带)部分覆盖的回射材料(例如，与第二反射区域604相同的回射材料)。例如，暴露的回射区域的宽度可以构成第四反射区域608相对于黑色胶带部分的面积的1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％。其他百分比也是可能的。
156.如图所示，第五反射区域610可以包括校准目标600的右上部分。在其他实施例中，第五反射区域610可以占据校准目标600的其他部分(例如，校准目标600的附加或更少的部分)。第五反射区域610可以主要是透射性的(例如，可以使入射到该区域上的大部分光穿过该区域)。因而，第五反射区域610可以具有低反射率(例如，在1％和5％之间)。例如，第五反射区域610可以包括光学窗口。在一些实施例中，光学窗口可以涂覆有抗反射涂层(例如，与lidar设备的发送器所发射的波长相对应的四分之一波长涂层)，以进一步降低光学窗口的反射率。
157.如图所示，第六反射区域612可以包括校准目标600的右下部分。在其他实施例中，第六反射区域612可以占据校准目标600的其他部分(例如，校准目标600的附加或更少部分)。在一些实施例中，第六反射区域612可以具有在60％和80％之间的反射率。例如，第六反射区域612可以包括一张白纸。
158.在一些实施例中，校准目标的一个或多个反射区域可以是附接到限定校准目标周边的框架的面板。在其他实施例中，一个或多个反射区域可以是安装在平坦背板(例如，玻
璃板或其他透射性材料)上的覆盖层。在一些实施例中，校准目标的一个或多个反射区域和/或其他组件可以被低反射率材料(例如，黑色电工胶带)包围(例如，围绕相应的反射区域或组件的周边)，以防止生成高强度回波(例如，以维持校准的大范围可用反射率)。这在安装位置处特别有用(例如，在一个或多个反射区域粘附到校准目标的金属框架和/或背板的情况下)。
159.在一些实施例中，由lidar设备的发送器发射的一个或多个光信号可以朝向校准目标600的边缘614发射。例如，光信号可以朝向校准目标600的边缘614发射，使得只有一部分光信号与校准目标600相交，并且非相交部分继续经过校准目标600，而不被校准目标600反射。这样，检测到的反射信号的强度可以进一步降低，因为一部分入射强度由于没有被校准目标600反射而损失。因此，除了仅仅将各个反射区域的反射率乘以由lidar设备的发送器发射的光信号的入射强度之外，可获得更宽范围的反射强度。
160.在替代实施例中，反射区域602、604、606、608、610、612中的一个或多个可以具有不同于图6所示的形状或大小。例如，反射区域602、604、606、608、610、612中的一个或多个可以是圆形、三角形、五边形、六边形等。附加地或替代地，在一些实施例中，反射区域602、604、606、608、610、612中的一个或多个可以具有与其他反射区域602、604、606、608、610、612中的一个或多个不同的大小或形状。例如，在一些实施例中，第一反射区域602可以具有与第二反射区域604不同的大小或形状。进一步地，在一些实施例中，可以有多于或少于六个反射区域。更进一步地，各个反射区域的反射率可以大于或小于上述值(例如，一个或多个反射区域可以由一种或多种不同于本文所述的材料制成)。再进一步地，在一些实施例中，校准目标的反射区域602、604、606、608、610、612可以基于待测试的lidar设备的发送器的一个或多个特性(例如，基于lidar设备的发送器的发射波长)来设计。
161.在其他实施例中，校准目标可以替代地包括反射率值的连续体(例如，从0％到100％的连续范围)，而不是各自具有不同反射率值的离散的多个反射区域。这种连续体可以使用被一个或多个具有各种透射率的中性密度(nd)滤光器(例如，连续可变的nd滤光器)覆盖的几乎100％反射的材料来制造。这种连续体可以增加可使用校准目标生成的、检测到的反射信号的可能强度值的数量(即，可以允许在被校准的检测器的整个动态范围内的增强强度分布)。
162.图7a是根据示例实施例的校准系统700的图示。校准系统700可以包括校准目标(例如，图6所示的校准目标600)和，lidar设备包括第一检测器702和第一发送器704。校准系统700还可以包括lidar平台706和目标平台716。如上所述，lidar设备可以与校准目标600分隔开预定距离(例如，5米、10米、15米、20米、25米等)。此外，第一检测器702可以包括一个或多个光电检测器(例如，sipm、apd、spad等)，并且第一发送器704可以包括一个或多个激光源。
163.校准系统700可以用于校准第一检测器702(例如，以生成一组校准数据(诸如校准曲线)，从而考虑第一检测器702中的游走误差)。校准第一检测器702的一个步骤可以包括从第一发送器704朝向校准目标600的第一区域(例如，第二反射区域604)发射光信号。在光信号基于校准目标600的相应区域的反射率以相对应的强度从校准目标600反射之后，反射光信号可以被第一检测器702检测到。然后，可以基于检测到的反射信号(例如，使用检测到的反射信号的时间导数的阈值相交点，类似于图5b所示的时间导数信号)来确定lidar设备
(例如，第一检测器702和第一发送器704)与校准目标600之间的视在距离。校准目标600与lidar设备(例如，第一检测器702和第一发送器704)之间的实际距离、检测到的反射信号的波形、检测到的反射信号的最大强度、检测到的反射信号的时间导数和/或lidar设备与校准目标600之间的视在距离可以被存储(例如，在非暂时性计算机可读介质中)以供运行时使用(例如，作为一组校准数据(诸如校准曲线和/或查找表)中的点)。例如，一对值可以被存储在查找表中以在运行时期间使用。第一个值可以是检测到的反射信号的最大强度，并且第二个值可以是lidar设备和校准目标600之间的实际距离与lidar设备和校准目标600之间的视在距离之间的差值(由检测到的反射信号的时间导数中的阈值相交点来确定)。因此，在运行时(即，当lidar设备正被用于检测到环境中的对象的未知距离时)，通过基于相对应的时间导数信号的阈值相交点和检测到的反射信号的最大强度来考虑所确定的距离的误差，可以校正所确定的到对象的距离。
164.图7b示出了使用校准系统700进行的第二校准测量。类似于图7a所示的测量，图7b所示的测量包括从lidar设备的第一发送器704发射光信号，该光信号从校准目标600反射并由lidar设备的第一检测器702检测到。然而，在图7b中，光信号可以朝向与图7a中校准目标600的不同反射区域发射。例如，光信号可以朝向图6所示的校准目标600的第一反射区域602发射。这样，可以使用校准目标600的不同反射率，从而允许不同信号强度的校准。
165.类似于图7a所示的校准测量，校准目标600与lidar设备(例如，第一检测器702和第一发送器704)之间的实际距离、检测到的反射信号的波形、检测到的反射信号的最大强度、检测到的反射信号的时间导数和/或lidar设备与校准目标600之间的视在距离可以被存储(例如，在非暂时性计算机可读介质中)以供运行时使用(例如，作为一组校准数据(诸如校准曲线和/或查找表)中的点)。
166.图7c示出了包括朝向校准目标的又一反射区域(例如，如图6所示的第五反射区域610)发射信号的第三校准测量。从图7a
‑
图7c中的每个校准测量收集的数据可以被存储在相同的查找表中。附加地或替代地，从校准测量中收集的数据可以被存储在校准曲线(例如，通过内插和/或回归生成的、将所确定的到目标的距离的误差与检测到的反射信号的最大强度相关联的校准曲线)中。
167.为了将光信号导向校准目标600的不同区域，lidar设备可以在校准测量之间(例如，在图7a与图7b的测量之间)旋转。如图7a
‑
图7c所示，这种旋转可以由lidar平台706执行。lidar平台706可以包括机动化的侧倾/倾斜平台，其被配置为在偏航、俯仰或滚动方向上旋转lidar设备。此外，lidar平台706可以被配置为相对于校准目标600线性地平移lidar设备(例如，在x、y和z方向上)。例如，这种线性平移可以允许表征lidar设备与校准目标600之间的不同校准距离。进一步地，lidar平台706可以由计算机设备(例如，马达控制器)控制。
168.附加地或替代地，目标平台716可以被配置为在偏航、俯仰或滚动方向上旋转校准目标600(例如，经由机动化的侧倾/倾斜平台)和/或相对于lidar设备线性地平移校准目标600(例如，在x、y和z方向上)。目标平台716同样可以由计算设备(例如，马达控制器)控制。在一些实施例中，可以相对于lidar设备来平移和/或旋转(例如，使用目标平台716)校准目标600，而不是相对于校准目标600来平移和/或旋转lidar设备(或除此之外)以表征不同的视角。
169.基于lidar设备在校准测量之间的旋转，lidar设备与校准目标600之间的距离对于校准目标600的不同反射区域来说可以不同。在一些实施例中，可以在存储的实际距离中考虑这一点(例如，通过基于第一发送器704朝向平坦校准目标600的方位角的差异对实际距离的差异进行三角计算)。在替代实施例中，可以使用具有适当曲率半径的弯曲校准目标(例如，球形弯曲的或圆柱形弯曲的)，使得即使在旋转lidar设备的情况下，lidar设备与校准目标的各个反射区域中的每一个之间的距离也是相同的。
170.还可以执行除了图7a
‑
图7c所示的校准测量之外的校准测量，以生成用于lidar设备的第一检测器702的校准数据。例如，第一发送器704可以朝向校准目标600的附加反射区域发射附加信号(例如，以表征具有不同强度波形的附加的检测到的反射信号)。附加地或替代地，校准目标600可以相对于lidar设备移动，使得可以捕获在lidar设备与校准目标600之间的不同距离处获取的附加数据点。可以通过从校准目标600的与校准目标600相对于lidar设备移动之前相同的反射区域和/或校准目标600的不同反射区域反射光信号，来捕获这种附加数据点。
171.图8a
‑
图8c示出了基于由发送器发送的一系列信号生成的一些示例校准曲线。校准曲线可以将距离误差(例如，当与到校准目标的实际距离相比较时，基于时间导数信号内的阈值交叉确定的到校准目标的视在距离的误差)与检测到的反射信号(例如，作为来自脉冲检测设备400中的adc的输出)的最大强度相关联。进一步地，校准曲线可以对应于被存储以在运行时期间使用的、关联相同变量的一个或多个查找表。
172.图8a
‑
图8c所示的校准曲线可以各自对应于不同对的发送器/检测器(例如，单个lidar设备中的不同对或不同lidar设备中的不同对)。在一些实施例中，如下面参考图9a
‑
图9d所述，一些lidar设备可以包括多对发送器/检测器。因为每对发送器/检测器的操作(例如，基于检测器的半导体设备物理特性)有可能至少略有不同，所以可以为lidar设备内的每对发送器/检测器生成单独的校准曲线。例如，图8a中的校准曲线可以对应于lidar设备的第一发送器/第一检测器的校准，图8b中的校准曲线可以对应于lidar设备的第二发送器/第二检测器的校准，并且图8c中的校准曲线可以对应于lidar设备的第三发送器/第三检测器的校准。进一步地，包括多个发送器/检测器对的lidar设备的视场可以跨越比校准目标600所占据的面积更宽的面积。因此，为了获得这种lidar设备的整个视场的全套校准曲线，lidar设备可以在每个发送器/检测器对的发送/检测事件之间(例如，由lidar平台706)平移和/或旋转。
173.在生成校准曲线之后，可以在运行时使用校准曲线对给定检测器内存在的任何固有的游走误差进行补偿。例如，如图8a所示，当从lidar设备的adc检测到第一输出802时，可以基于校准曲线来确定第一距离误差804。第一输出802可以对应于在相对应的时间导数信号的阈值相交点处检测到的反射信号的强度(例如，如参考图5a和图5b所示和所述)。第一距离误差804可以被加到确定有lidar设备的固有游走误差存在的视在距离，或者从该视在距离中减去。类似地，分别如图8b和图8c所示，第二距离误差814和第三距离误差824可以分别对应于来自不同光检测器的adc的第二输出812和第三输出822。进一步地，如图所示，尽管第一输出802、第二输出812和第三输出822可以各自具有相同的数值，但是由于第一、第二与第三发送器/检测器对之间的固有差异，相对应的第一距离误差804、第二距离误差814和第三距离误差824可能在数值上彼此不同。
174.在一些情况下(例如，在执行生成图8a
‑
图8c所示的校准数据之后)，光检测器可能偏离校准期间表征的行为。因而，随着时间的推移，对于各种波形来说校准数据可能增加或减少。例如，环境温度可能影响检测器的半导体设备物理特性，从而导致与校准期间所表征的不同的游走误差。脉冲检测设备内的漂移的其他原因也是可能的(例如，由比较器设定的阈值可能不会随时间保持恒定)。
175.一种考虑检测器行为随时间的变化的技术是使用校准系统(例如，最初用于校准发送器/检测器对的相同校准系统，诸如图7a
‑
图7c所示的校准系统700)重新运行校准以获得新的校准数据。然而，这种技术在某些应用中可能不切实际。例如，如果lidar设备在初始校准之后被附接到不同系统(例如，用于对象检测的自主交通工具)，则从系统中移除lidar设备可能耗时、昂贵和/或不可行。进一步地，自主交通工具可能具有这样一种大小，使得自主交通工具与附接的lidar设备的组合不能与校准系统一起使用(例如，如果检测器被放置在校准系统中，则校准目标将不在检测器的视场中，或者一旦lidar设备被安装到自主交通工具上，则检测器的整个视场不能使用校准系统来校准)。因此，使用校准系统再次执行lidar设备的检测器的整个校准可能是困难的或不可取的。因而，本文描述了执行重新校准的其他方法。
176.确认校准可以在运行时执行(例如，当lidar设备在使用所发送的光信号扫描周围环境以执行对象检测时)。例如，当采用lidar设备的自主交通工具正在道路上导航时，可以执行确认校准。附加地或替代地，每当采用lidar设备的自主交通工具正在对一个或多个电池充电、补充燃料和/或停放在存车库中时，可以发生确认校准。
177.进一步地，这种确认校准可以使用一个或多个机载计算设备(例如，lidar设备和/或采用lidar设备的系统(诸如图1所示的计算机系统112)的一个或多个机载控制器)来执行。替代地，确认校准可以由远程计算设备(诸如图3所示的服务器计算系统306或远程计算系统302)执行。在其他实施例中，来自测量的数据可以被远程存储(例如，在诸如云服务器之类的非暂时性计算机可读介质上)，并且确认校准可以在稍后的时间(例如，由一个或多个机载计算设备和/或一个或多个远程计算设备)执行。在稍后的时间执行确认校准可以释放计算资源以用于其他任务(例如，在自主交通工具中执行对象检测和回避任务)。
178.本文预期的一些确认校准可以将所确定的到场景中的相同对象的距离在先前校准的多个发送器/检测器对之间进行比较(例如，使用上述校准技术)。例如，lidar设备中的每个发送器/检测器对可以确定到周围场景中的对象的距离。相应距离可以基于检测到的反射信号的时间导数的阈值相交点。进一步地，相应距离可以基于先前为相应发送器/检测器对确定的校准数据(例如，校准曲线)来尝试考虑所确定的距离中的任何游走误差。此后，可以执行回归过程以确定对象在空间中的最可能位置(例如，通过选择空间中最小化每个相应距离偏离实际距离的总误差的定位)。然后，基于所确定的对象的最可能位置，可以更新每个发送器/检测器对的校准数据(例如，可以基于lidar设备与对象的最可能位置之间的距离来更新查找表中的点)。此外，在一些实施例中，当从不同角度观看时到对象的距离的任何差异或对象的反射率的差异也可以在执行确认校准时被考虑。进一步地，lidar设备中发送器/检测器对的数量越多，这种回归过程可能产生的结果就越准确。
179.图9a是根据示例实施例的运行时确认校准的图示。运行时确认校准可以由包括一系列成对的发送器和检测器的lidar设备(例如，在自主交通工具上使用的lidar设备，诸如
图1所示的lidar 128)来执行。例如，lidar设备可以包括第一检测器702、第一发送器704、第二检测器712、第二发送器714、第三检测器722和第三发送器724。运行时确认校准可以通过lidar设备发送信号并从lidar设备周围的环境中的对象902接收这些信号的反射来执行。应当理解，包括图9a在内的附图是为了说明的目的而包括的。例如，图9a中发送器和检测器相对于自主交通工具的位置/方位不一定反映发送器/检测器的精确位置/方位。
180.如上所述，每个发送器/检测器对可以确定发送器/检测器对与对象902之间的补偿距离。这些补偿距离可以通过以下步骤来确定：首先，发送器/检测器对中的发送器朝向对象902发射光信号，并且发送器/检测器对中的检测器检测来自对象902的反射光信号；然后，基于检测到的反射信号，可以(例如，由与发送器/检测器对相关联和/或与整个lidar设备相关联的计算设备)确定通过时间(例如，基于相对应的时间导数信号中的阈值相交点)，这可以用于确定原始距离(例如，基于光速)；并且最后，可以通过使用先前获取的校准数据和检测到的反射信号(例如，检测到的反射信号的波形的最大强度)确定游走误差校正值、然后将游走误差校正值加到视在距离上以确定补偿距离，从而确定补偿距离。
181.一旦确定了每个发送器/检测器对的补偿距离，就可以将补偿距离彼此比较。进一步地，当比较补偿距离时，可以更新一个或多个发送器/检测器对的校准数据(例如，校准曲线)。更新校准数据可以包括绘制相对于彼此的补偿距离和执行回归分析。
182.图9b是根据示例实施例的回归分析的图示。图9b中的纵轴对应于距离，并且横轴绘制了lidar设备中的各个发送器/检测器对。在图9b中示出了第一补偿距离952、第二补偿距离954和第三补偿距离956。第一补偿距离952可以是第一发送器704/第一检测器702与对象902之间的补偿距离(例如，基于根据光信号的飞行时间而确定的原始距离并且基于先前确定的校准数据)，如图9a所示。同样，第二补偿距离954可以是第二发送器714/第二检测器712与对象902之间的补偿距离(例如，基于根据光信号的飞行时间而确定的原始距离并且基于先前确定的校准数据)，如图9a所示。此外，第三补偿距离956可以是第三发送器724/检测器722与对象902之间的补偿距离(例如，基于根据光信号的飞行时间而确定的原始距离并且基于先前确定的校准数据)，如图9a所示。
183.假设每个发送器/检测器对与对象902之间的真实距离彼此相同，如果每个发送器/检测器对被完美地校准，则补偿距离952、954、956应当彼此相等并且等于到对象902的真实距离。在每个发送器/检测器对与对象902之间的真实距离不相同的情况下，可以考虑真实距离的差异，如下面参考图9c和图9d所述。
184.在绘制补偿距离952、954、956中的每一个时，可以采用回归技术来尝试确定对象902在场景内的真实位置。例如，可以执行线性回归(例如，线性最小二乘回归)技术来确定回归线960，回归线960通过最小化补偿距离952、954、956中的每一个与回归线960之间的误差来定义对象902的真实位置。同样假设每个发送器/检测器对与对象902之间的真实距离相同，回归线960将是水平的。其他类型的回归也是可能的(例如，多项式回归或加权最小二乘回归)。基于回归分析而确定的回归线960可以用于基于相应的补偿距离与回归线960上的对应点之间的比较(这种比较由图9b中的虚线误差示出)来修改一个或多个发送器/检测器对的校准数据。
185.回归线960的实际距离值可能不会准确地表示地面实况，但是它比补偿距离952、954、956中的任何一个更有可能是对象902的真实位置的准确反映。此外，发送器/检测器对
的数量越大，回归线960可能变得越可靠。例如，在lidar设备包括多于三个发送器/检测器对(例如，5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90或100个发送器/检测器对)的实施例中，所生成的回归线可能比图9b所示的回归线960更接近地面实况。
186.图9c是根据示例实施例的运行时确认校准的图示。运行时确认校准可以由包括一系列成对的发送器和检测器的lidar设备来执行。例如，lidar设备可以包括第一检测器702、第一发送器704、第二检测器712、第二发送器714、第三检测器722和第三发送器724。运行时确认校准可以通过lidar设备发送信号并从lidar设备周围的环境中的对象902接收这些信号的反射来执行。
187.如上所述，场景中各个发送器/检测器对与对象902之间的距离可能不相同。这可能是由于各个发送器/检测器对位于lidar设备内稍微不同的位置。附加地或替代地，距离的差异可能是由于检测到的反射信号在不同时间点被捕获并且lidar设备可能在该时间期间相对于对象902移动的事实。这就是图9c所示的情况。
188.如图所示，lidar设备可以附接到交通工具(例如，lidar设备用于对象检测的自主交通工具)。当交通工具在环境中移动时，可以执行确认校准。第一发送器704/第一检测器702对可以发送光信号并检测来自交通工具的第一位置处的对象902的反射信号。此后，第二发送器714/第二检测器712对可以发送光信号并检测来自交通工具的第二位置处的对象902的反射信号。再稍后，第三发送器724/第三检测器722对可以发送光信号并检测来自交通工具的第三位置处的对象902的反射信号。
189.因为发送器/检测器对与对象902之间的实际距离对于每个检测到的反射信号来说都不相同，所以为了适当地比较基于检测到的反射信号而确定的补偿距离以评估与先前表征的校准的任何偏差，到对象902的实际距离的差异可以被确定为基线。确定到对象902的实际距离的差异可以包括考虑lidar设备在不同检测到的反射信号之间移动了多少以及发送器/检测器对在lidar设备内的任何间隔。例如，图9c中示出了当捕获第一检测到的反射信号时第一发送器704/第一检测器702的位置与当捕获第二检测到的反射信号时第二发送器714/第二检测器712的位置之间的第一差异962。类似地，图9c中还示出了当捕获第二检测到的反射信号时第二发送器714/第二检测器712的位置与当捕获第三检测到的反射信号时第三发送器724/第三检测器722的位置之间的第二差异964。第一差异962和第二差异964可以例如基于检测到的反射信号何时被捕获的时间戳以及在时间戳之间的时间期间由交通工具的控制系统监测的速度数据来确定。
190.第一差异962和第二差异964可以与检测到的反射信号一起使用，以基于每个检测到的反射信号来比较到对象902的补偿距离。进一步地，如果对象902本身在检测到的反射信号的捕获期间是静止的(或者，即使对象902在移动，但是对象902的移动也可以被确定)，则可以确定在反射信号的捕获之间相对于对象902的角度。这种角度如图9c所示(标记为θ1和θ2)。当比较由不同发送器/检测器对捕获的检测到的反射信号时，也可以考虑这种角度。例如，对象902的反射率和/或形状可以不是各向同性的(例如，对象902可以在一个或多个方向上显著拉长，使得当从这些方向中的一个方向观看时，到对象902的距离与从另一方向观看对象902时显著不同，和/或当从侧面观看时，对象902可以是高反射性的，而当从前面观看时，对象902可以是最低反射性的，这将影响检测到的反射信号)。
191.图9d是根据示例实施例的回归分析的图示。如图所示，可以绘制第一补偿距离972
(例如，基于图9c所示的第一发送器704/第一检测器702对的检测到的反射信号和第一发送器704/第一检测器702对的先前校准数据来确定)、第二补偿距离974(例如，基于图9c所示的第二发送器714/第二检测器712对的检测到的反射信号和第二发送器714/第二检测器712对的先前校准数据来确定)以及第三补偿距离976(例如，基于图9c所示的第三发送器724/第三检测器722对的检测到的反射信号和第三发送器724/第三检测器722对的先前校准数据来确定)。因为当捕获检测到的反射信号时lidar设备在移动，所以各个发送器/检测器对与对象902之间的实际距离是不同的。因而，即使补偿距离972、974、976精确地等于到对象902的实际距离，它们也不会彼此相等。
192.基于lidar设备在捕获检测到的反射信号的时间间隔期间的相对移动，距离可以减小到最小值(例如，在该时间点，用于确定到对象902的补偿距离的信号将恰好垂直于交通工具的行进方向被发送)，并且随着lidar设备远离将产生最小距离的点而增加。因而，用于执行确认校准的回归技术可以是线性最小二乘回归(例如，多项式最小二乘回归)之外的某种技术。这种回归曲线980如图9d所示。类似于图9b所示的回归线960，回归曲线980可以用于基于相应的补偿距离与回归曲线980上的对应点之间的比较(这种比较由图9d中的虚线误差示出)来修改一个或多个发送器/检测器对的校准数据。
193.上面参考图9a
‑
图9d描述的确认校准过程可以包括这样一种假设，即对象902没有在lidar设备的各种检测器对各种反射光信号的检测之间移入。相反，如果对象902正在移动，则可以执行附加的步骤来确定对象902的移动并将该移动结合到确认校准中。例如，雷达或lidar速度确定设备(诸如雷达速度枪)可以用于确定对象902的速度，并且对象902的速度可以与检测到的反射信号之间的时间组合，以确定对象902相对于lidar设备移动的距离。在一些实施例中，对象902相对于lidar设备移动的距离可以被归因到回归分析中。
194.iii.示例过程
195.图10是根据示例实施例的方法1000的流程图。在一些实施例中，图10的一个或多个框可以由计算设备(例如，图1所示的计算机系统112)来执行。计算设备可以包括计算组件(诸如非易失性存储器(例如，硬盘驱动器或只读存储器(rom))、易失性存储器(例如，随机存取存储器(ram)，诸如动态随机存取存储器(dram)或静态随机存取存储器(sram)))、用户输入设备(例如，鼠标或键盘)、显示器(例如，发光二极管(led)显示器或液晶显示器(lcd))和/或网络通信控制器(例如，基于ieee 802.11标准的控制器或以太网控制器)。例如，计算设备可以执行存储在非暂时性计算机可读介质(例如，硬盘驱动器)上的指令，以执行本文预期的一个或多个操作。
196.在框1002处，方法1000可以包括从光检测和测距(lidar)设备的发送器朝向校准目标的具有第一反射率的第一区域发射第一光信号。
197.在框1004处，方法1000可以包括由lidar设备的检测器检测来自校准目标的第一区域的第一光信号的反射。检测到的第一光信号的反射具有第一强度。
198.在框1006处，方法1000可以包括从lidar设备的发送器朝向校准目标的具有第二反射率的第二区域发射第二光信号。
199.在框1008处，方法1000可以包括由lidar设备的检测器检测来自校准目标的第二区域的第二光信号的反射。检测到的第二光信号的反射具有第二强度。第二强度不同于第一强度。
200.在框1010处，方法1000可以包括基于检测到的第一光信号的反射来确定lidar设备与校准目标之间的第一视在距离。
201.在框1012处，方法1000可以包括基于检测到的第二光信号的反射来确定lidar设备与校准目标之间的第二视在距离。第二视在距离不同于第一视在距离。
202.在框1014处，方法1000可以包括基于第一视在距离、第二视在距离、第一强度、第二强度以及lidar设备与校准目标之间的实际距离来生成检测器的游走误差校准数据。
203.在方法1000的一些实施例中，第一反射率可以大于第二反射率。进一步地，校准目标的第一区域可以包括回射材料。此外，校准目标的第二区域可以包括光学透明材料。“光学透明”材料是至少95％不反射具有可见波长的光的材料。
204.在一些实施例中，方法1000可以包括从lidar设备的发送器朝向校准目标的边缘发射第三光信号。方法1000还可以包括由lidar设备的检测器检测来自校准目标的边缘的第三光信号的部分反射。检测到的第三光信号的部分反射具有第三强度。第三强度可以不同于第一强度和第二强度。方法1000还可以包括基于检测到的第三光信号的部分反射来确定lidar设备与校准目标之间的第三视在距离。第三视在距离可以不同于第一视在距离和第二视在距离。进一步地，生成检测器的游走误差校准数据还基于第三视在距离和第三强度。
205.在方法1000的一些实施例中，第一强度和第二强度可以基于模数转换器(adc)的输出来确定。
206.在方法1000的一些实施例中，检测到的第一光信号的反射可以包括第一波形，并且确定第一视在距离可以包括确定第一波形的时间导数。进一步地，检测到的第二光信号的反射可以包括第二波形，并且确定第二视在距离可以包括确定第二波形的时间导数。此外，在一些实施例中，确定第一视在距离可以包括确定第一波形的时间导数何时降到阈值以下。确定第二视在距离还可以包括确定第二波形的时间导数何时降到阈值以下。
207.在方法1000的一些实施例中，游走误差校准数据可以包括查找表。方法1000还可以包括使用lidar设备来确定到感兴趣对象的视在距离。进一步地，方法1000可以包括基于到感兴趣对象的视在距离和查找表来确定到感兴趣对象的实际距离。此外，方法1000可以包括基于到感兴趣对象的实际距离来调整交通工具的方向或速度。
208.在一些实施例中，方法1000还可以包括倾斜、旋转或平移lidar设备，使得第二光信号朝向校准目标的第二区域发射。
209.在一些实施例中，方法1000可以包括从lidar设备的附加发送器朝向校准目标的具有第一反射率的第一区域发射第三光信号。方法1000还可以包括由lidar设备的附加检测器检测来自校准目标的第一区域的第三光信号的反射。检测到的第三光信号的反射具有第三强度。进一步地，方法1000可以包括从lidar设备的附加发送器朝向校准目标的具有第二反射率的第二区域发射第四光信号。此外，方法1000可以包括由lidar设备的附加检测器检测来自校准目标的第二区域的第四光信号的反射。检测到的第四光信号的反射具有第四强度。第四强度不同于第三强度。更进一步地，方法1000可以包括基于检测到的第三光信号的反射来确定lidar设备与校准目标之间的第三视在距离。又进一步地，方法1000可以包括基于检测到的第四光信号的反射来确定lidar设备与校准目标之间的第四视在距离。第四视在距离可以不同于第三视在距离。此外，方法1000可以包括基于第三视在距离、第四视在
距离、第三强度、第四强度以及lidar设备与校准目标之间的实际距离来生成附加检测器的游走误差校准数据。在一些实施例中，方法1000可以包括从lidar设备的发送器朝向lidar设备周围的环境中的对象发射第五光信号。进一步地，方法1000可以包括由lidar设备的检测器检测来自lidar设备周围的环境中的对象的第五光信号的反射。检测到的第五光信号的反射具有第五强度。更进一步地，方法1000可以包括从lidar设备的附加发送器朝向lidar设备周围的环境中的对象发射第六光信号。又进一步地，方法1000可以包括由lidar设备的附加检测器检测来自lidar设备的周围环境中的对象的第六光信号的反射。检测到的第六光信号的反射具有第六强度。此外，方法1000可以包括基于检测器的游走误差校准数据和第五强度来确定lidar设备与对象之间的第一补偿距离。再进一步地，方法1000可以包括基于附加检测器的游走误差校准数据和第六强度来确定lidar设备与对象之间的第二补偿距离。又更进一步地，方法1000可以包括比较第一补偿距离和第二补偿距离。又再进一步地，方法1000可以包括基于第一补偿距离与第二补偿距离之间的比较来修改检测器的游走误差校准数据或附加检测器的游走误差校准数据。在方法1000的一些实施例中，lidar设备可以安装在交通工具上。在方法1000的一些实施例中，比较第一补偿距离和第二补偿距离可以包括考虑检测器的位置和附加检测器的位置相对于环境中的对象的差异。在方法1000的一些实施例中，考虑检测器的位置和附加检测器的位置相对于环境中的对象的差异可以包括考虑相对于环境中的对象的距离差异。在方法1000的一些实施例中，考虑检测器的位置和附加检测器的位置相对于环境中的对象的差异还可以包括基于相对于环境中的对象的角度考虑该对象的反射率差异。
210.图11a是根据示例实施例的方法1100的流程图。在一些实施例中，图11a的一个或多个框可以由计算设备(例如，图1所示的计算机系统112)来执行。计算设备可以包括计算组件(诸如非易失性存储器(例如，硬盘驱动器或rom)、易失性存储器(例如，ram，诸如dram或sram))、用户输入设备(例如，鼠标或键盘)、显示器(例如，led显示器或lcd)和/或网络通信控制器(例如，基于ieee 802.11标准的控制器或以太网控制器)。例如，计算设备可以执行存储在非暂时性计算机可读介质(例如，硬盘驱动器)上的指令，以执行本文预期的一个或多个操作。
211.在框1110处，方法1100可以包括为光检测和测距(lidar)设备中的多个发送器和检测器对(transmitter and receiver pair)中的每一对生成相应的游走误差校准数据。
212.在框1150处，方法1100可以包括为多个发送器和检测器对中的每一对调整相应的游走误差校准数据。
213.图11b是框1110(例如，被执行来为光检测和测距(lidar)设备中的多个发送器和检测器对中的每一对生成相应的游走误差校准数据的框)的子元素的流程图。
214.在子元素1112处，框1110可以包括从发送器发射第一光信号。
215.在子元素1114处，框1110可以包括由检测器检测来自校准目标的具有第一反射率的第一区域的第一光信号的反射。检测到的第一光信号的反射具有第一强度。
216.在子元素1116处，框1110可以包括基于检测到的第一光信号的反射来确定lidar设备与校准目标之间的第一视在距离。
217.在子元素1118处，框1110可以包括从发送器发射第二光信号。
218.在子元素1120处，框1110可以包括由检测器检测来自校准目标的具有第二反射率
的第二区域的第二光信号的反射。检测到的第二光信号的反射具有第二强度。第二强度不同于第一强度。
219.在子元素1122处，框1110可以包括基于检测到的第二光信号的反射来确定lidar设备与校准目标之间的第二视在距离。第二视在距离不同于第一视在距离。
220.在子元素1124处，框1110可以包括基于第一视在距离、第二视在距离、第一强度、第二强度以及lidar设备与校准目标之间的实际距离来生成游走误差校准数据。
221.图11c是框1150(例如，被执行来为多个发送器和检测器对中的每一对调整相应的游走误差校准数据的框)的子元素的流程图。
222.在子元素1152处，框1150可以包括从lidar设备中的每个发送器发射重新校准光信号。重新校准光信号各自指向lidar设备环境内的单个对象。
223.在子元素1154处，框1150可以包括由每个检测器检测来自环境内的单个对象的重新校准光信号的反射。每个反射具有相应的强度。
224.在子元素1156处，框1150可以包括基于每个相应的发送器和检测器对的游走误差校准数据以及每个检测到的重新校准光信号的反射的相应的强度，来确定每个发送器和检测器对的到环境内的单个对象的相应的补偿距离。
225.在子元素1158处，框1150可以包括基于补偿距离和游走误差校准数据来修改一个或多个相应的游走误差校准数据。
226.图12是根据示例实施例的方法1200的流程图。在一些实施例中，图12的一个或多个框可以由计算设备(例如，图1所示的计算机系统112)来执行。计算设备可以包括计算组件(诸如非易失性存储器(例如，硬盘驱动器或rom)、易失性存储器(例如，ram，诸如dram或sram))、用户输入设备(例如，鼠标或键盘)、显示器(例如，led显示器或lcd)和/或网络通信控制器(例如，基于ieee 802.11标准的控制器或以太网控制器)。例如，计算设备可以执行存储在非暂时性计算机可读介质(例如，硬盘驱动器)上的指令，以执行本文预期的一个或多个操作。进一步地，在一些实施例中，图12的一个或多个框可以由强度校准系统(例如，图4b所示的强度校准系统450)来执行。
227.在框1202处，方法1200可以包括从光发射器发射具有第一强度的第一光信号。
228.在框1204处，方法1200可以包括使用可变衰减器将第一光信号衰减到第二强度。
229.在框1206处，方法1200可以包括由光检测和测距(lidar)设备的检测器检测处于第二强度的第一光信号。
230.在框1208处，方法1200可以包括基于检测到的处于第二强度的第一光信号，从与lidar设备的检测器相关联的模数转换器(adc)捕获第一输出。
231.在框1210处，方法1200可以包括从光发射器发射具有第一强度的第二光信号。
232.在框1212处，方法1200可以包括使用可变衰减器将第二光信号衰减到第三强度。第三强度可以不同于第二强度。
233.在框1214处，方法1200可以包括由lidar设备的检测器检测处于第三强度的第二光信号。
234.在框1216处，方法1200可以包括基于检测到的处于第三强度的第二光信号，从与lidar设备的检测器相关联的adc捕获第二输出。
235.在框1218处，方法1200可以包括基于第二强度、来自adc的第一输出、第三强度和
来自adc的第二输出来生成检测器的强度校准数据。
236.iv.结论
237.本公开不限于本技术中描述的旨在说明各种方面的特定实施例。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变化。除了本文列举的方法和装置之外，根据前面的描述，在本公开范围内功能上等效的方法和装置对于本领域技术人员来说将是显而易见的。这种修改和变化旨在落入所附权利要求的范围内。
238.以上详细描述参考附图描述了所公开的系统、设备和方法的各种特征和功能。在附图中，相似的符号典型地标识相似的组件，除非上下文另有规定。本文和附图中描述的示例实施例并不意味着是限制性的。在不脱离本文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。将容易理解的是，如本文一般描述的和附图中示出的，本公开的各方面可以以各种各样不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都在本文明确地考虑。
239.关于附图中的任何或所有消息流程图、场景和流程图解并且如本文所讨论的，每个步骤、框、操作和/或通信可以表示根据示例实施例的信息处理和/或信息传输。替代实施例包括在这些示例实施例的范围内。在这些替代实施例中，例如，取决于所涉及的功能，被描述为步骤、框、传输、通信、请求、响应和/或消息的操作可以不按所示或所讨论的次序来执行，包括基本上同时执行或以相反的次序执行。进一步地，更多或更少的框和/或操作可以与本文讨论的任何消息流程图、场景和流程图解一起使用，并且这些消息流程图、场景和流程图解可以部分或全部彼此组合。
240.表示信息处理的步骤、框或操作可以对应于可被配置为执行本文描述的方法或技术的特定逻辑功能的电路。替代地或附加地，表示信息处理的步骤或框可以对应于程序代码(包括相关数据)的模块、段或部分。程序代码可以包括可由处理器执行以实施方法或技术中的特定逻辑操作或动作的一个或多个指令。程序代码和/或相关数据可以被存储在任何类型的计算机可读介质上，诸如包括ram的存储设备、磁盘驱动器、固态驱动器或另一存储介质。
241.此外，表示一个或多个信息传输的步骤、框或操作可以对应于同一物理设备中的软件模块和/或硬件模块之间的信息传输。然而，其他信息传输可以在不同物理设备中的软件模块和/或硬件模块之间进行。
242.附图中所示的特定布置不应被视为限制。应当理解，其他实施例可以包括给定附图中所示的更多或更少的每个元件。进一步地，一些示出的元件可以被组合或省略。更进一步地，示例实施例可以包括附图中未示出的元件。
243.尽管本文已经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将是显而易见的。本文公开的各种方面和实施例是为了说明的目的，而不是为了限制，其真正的范围由所附权利要求来指示。