用于自主可运动对象的飞行时间成像系统的制作方法

本发明涉及一种用于引导自主可运动对象的飞行时间成像系统、一种包括成像系统的引导系统、包括配备有成像系统或引导系统的至少两个自主可运动对象的系统、一种用于引导自主可运动对象的方法以及一种相应的计算机程序载体。

背景技术：

us2016/0231746a1公开了一种以自主模式操作车辆的自主引导系统。系统包括相机模块、雷达模块和控制器。相机模块输出表示车辆周围区域中的对象的图像的图像信号。雷达模块输出表示被对象反射的反射的信号的反射信号。控制器基于车辆在地图上的车辆位置、图像信号和反射信号来确定对象在该区域的地图上的对象位置。当与对象相关联的反射信号的大小小于信号阈值时，控制器将对象分类为小的。

us2017/242109a1公开了一种自适应激光雷达接收器及相关方法，其中，用于接收激光雷达脉冲返回的光电检测器阵列中的有源像素可以至少部分地基于激光雷达脉冲的目标位置被自适应地控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种改进的飞行时间成像系统和一种用于引导自主可运动对象的方法。自主可运动对象可以是自主道路车辆、自主无人驾驶飞行器等。要求保护的主题由独立权利要求限定。从属权利要求限定了有利的实施例。

根据第一方面，提供了一种用于引导自主可运动对象的飞行时间成像系统。成像系统包括第一光源。第一光源被布置为能够照射第一检测场。成像系统包括至少一个光传感器。所述至少一个光传感器被布置为能够检测反射光。检测的反射光包括第一反射光和第二反射光。第一反射光包括通过第一光源发射的在第一检测场处反射的光。第二反射光源自通过第二光源照射的第二检测场。第二光源独立于第一光源。特别地，第二光源是联接到不同的可运动对象、特别是不同的自主可运动对象的光源。成像系统被布置为能够在第一反射光和第二反射光之间进行区分。成像系统被布置为能够基于检测的第一反射光来确定第一检测场的深度图。成像系统被布置为能够基于(响应于和/或参考)检测的第二反射光产生用于触发反馈动作的反馈信号。深度图基于执行的飞行时间测量被计算。飞行时间测量通过记录通过第一光源发射到第一检测场的光的发射时间以及借助于所述至少一个光传感器检测光的时间来执行，其中，检测的光通过第一光源发射并且通过第一检测场中的对象反射。

光传感器可以被布置为能够在检测到接收的光时提供非线性响应。非线性响应可以使得能够检测到由接收的光引起的非常低的光强度。光传感器可以例如包括非常适合于检测飞行时间信号的一个或两个以上(例如，阵列)单光子雪崩二极管(spad：singlephotonavalanchediode)。

第一光源可以包括在扫描布置结构中的单个光发射器。第一光源可以替代地或另外地包括被布置为能够向第一检测场发射光的多个光发射器(阵列布置结构)。第一光源可包括一个或两个以上光学装置(例如，透镜等)，以照射第一检测场。

成像系统可以通过考虑到深度图的确定可能受到例如检测范围内的其他发光自主可运动对象、特别是自主车辆的影响来改善检测的性能。用于消除例如噪声的现有解决方案会是复杂的，并且不能主动响应其他车辆的成像行为。这些系统也无法利用可从其他车辆产生的光反射中获得的信息，所述信息可如下面进一步描述地用于包括成像、扫描、地图绘制、路线规划和导航在内的各种目的。

光传感器的视场可以例如被进一步扩展作为第一检测场。在这种情况下，光传感器可以检测从第一检测场以及未被第一光源照射的邻近区域反射的光。这可以使得能够在重叠之前检测第二反射光。在这种情况下，可以在由通过第二光源发射的光引起的相互作用和潜在干扰之前产生相应的反馈信号。

成像系统的光传感器可以至少包括第一光感测装置和第二光感测装置，其中，第一光感测装置被布置为能够检测第一反射光，其中，第二光感测装置被布置为能够检测第二反射光。第一光感测装置被布置为能够检测自诱发照射。第二光感测装置被布置为能够检测外部诱发照射。第一光感测装置和第二光感测装置可以具有不同的检测范围、不同的光谱灵敏度或某些其他检测参数。成像系统可以可选地包括两个、三个、四个或更多个光感测装置。

第二反射光可以包括通过飞行时间检测系统发射的光。成像系统被布置为能够基于检测的第二反射光来识别源自飞行时间检测系统的光。反馈信号根据检测的通过飞行时间检测系统发射的光来适配。通过飞行时间检测系统发射的光可以例如基于短脉冲长度和其他特性成像参数来识别。反馈信号可以包括关于检测图案的信息以及可选地包括用于适配飞行时间检测系统的检测图案的信息。飞行时间检测系统可以可选地是上面和下面描述的成像系统。

成像系统可以被布置为使得第二反射光从第一检测场和第二检测场的重叠处接收。从第一检测场和第二检测场的重叠处接收的光指示第二自主可运动对象(例如，自主汽车)可以扫描或观察第一检测场的至少一部分。关于这种重叠的知识使得能够获得多个反馈信号及相应的反应。

成像系统可以例如被布置为能够基于反馈信号来修改第一检测场。成像系统可以特别地被布置为如果通过飞行时间检测系统发射第二光，则能够将第一检测场修改为使得减小第一检测场与第二检测场之间的重叠。减少重叠可以减少由飞行时间检测系统引起的干扰。

成像系统可以替代地或另外地被布置为能够修改第一光源的发射波长。发射波长可以被改变，以减少与第二光源的串扰。第一光源可以包括可调光发射器或以不同的发射波长为特征的光发射器组。光传感器可以根据第一光源的发射波长是可调的(例如，可调滤光器)。替代地，光传感器可以包括在不同的波长范围中敏感的光感测装置。被光传感器所包括的光感测装置可以根据第一光源的发射波长来选择。

成像系统可以被布置为能够响应于检测的第二反射光而调制光源，以将光学信息信号整合在第一检测场中。光学信息可以例如包括关于发射时间、发射时的位置、速度、预期驾驶方向等的信息。在一个简单的实施例中，信息可以是符号、例如箭头。信息可以替代地或另外地包括可以借助于被第二(可选地自主的)可运动对象所包括的第二成像系统来检测的编码信息(脉冲图案)。

成像系统可以包括通信模块或与通信模块联接。通信模块被布置为能够响应于检测的第二反射光而建立通信通道，以交换与检测的第二反射光有关的信息数据。通信通道独立于第一光源。通信通道可以基于任何适合的通信技术(基于射频的通信、光通信等)。与检测的第二反射光有关的信息的交换可以使成像系统能够与例如第二、第三或第四(自主)可运动对象、例如为自主道路车辆的飞行时间检测或成像系统交互。

成像系统可以例如被布置为能够基于经由通信通道接收的信息数据来修改第一检测场。成像系统可以(可选地与包括成像系统的自主可运动对象的系统合作)被布置为能够根据正与成像系统通信的检测场、例如车辆的检测场的相应适配来适配第一检测场。为了抑制串扰，两个车辆可以例如使相应的检测场适配。成像系统还可以被布置为能够交换描述周围环境、例如车辆的周围环境的数据(例如，飞行时间测量数据、深度图的一部分等)。因此，成像系统可以共享信息，并且还可选地经由其他通信通道接收信息，以提高关于自主可运动对象的周围环境的知识。成像系统还可以被布置为能够交换驾驶数据，所述驾驶数据包括关于预期的运动或驾驶方向、预期的加速度、预期的中断事件等的信息。检测第二反射光使得能够验证信息源。第二反射光的源必须在包括成像系统的自主可运动对象附近。此外，信息可以被整合在第二反射光中，以验证经由通信通道联系的通信伙伴。认证码可以经由接收的第二反射光来交换，以认证包括成像系统的自主可运动对象。借助于通信通道交换的数据或信息还可以被用于(特别是与第二反射光结合)验证驾驶或更一般地从其他信息源接收的与运动有关的信息。

第一光源包括至少一个激光器。优选地，所述至少一个激光器可以是基于半导体的激光器等、例如边缘发射激光器或者vcsel或vcsel阵列。特别地，vcsel阵列可非常适合于实现具有成本效益的成像系统。所述至少一个激光器可以被布置为能够利用红外激光照射第一检测场。红外激光的波长范围可以例如在750nm至1500nm之间。第一反射光和第二反射光可以在相同的波长范围内。

根据另一方面，提供一种用于引导自主可运动对象的引导系统。引导系统包括根据上述实施例中的任一个的成像系统。引导系统还包括运动控制模块。运动控制模块被布置为能够接收(基于或指示第二检测的光的)反馈信号。运动控制模块被布置为能够基于反馈信号来修改自主可运动对象的运动。运动控制系统可以使用反馈信号来触发反馈动作。反馈动作例如可以是驾驶方向的适配。为了减小与另一飞行时间检测系统的串扰和/或提高安全性，可以适配驾驶方向。适配驾驶方向可以包括适配自主可运动对象的速度。自主可运动对象可以指完全自主可运动对象或部分自主可运动对象、例如提供驾驶员辅助、例如辅助转向和/或(紧急)制动的车辆。例如，引导系统可以基于对第二检测的光的检测将驾驶检测适配为执行碰撞避免或碰撞减轻。例如，第二检测的光可以源自第二车辆的第二飞行时间成像系统。

根据另一方面，提供一种包括第一自主可运动对象和第二自主可运动对象的第一系统。第一自主可运动对象和第二自主可运动对象中的每个包括根据上述任何实施例的成像系统或引导系统。第一自主可运动对象和第二自主可运动对象被布置为能够响应于反馈信号而交换数据。第一自主可运动对象或第二自主可运动对象被布置为能够修改相应的检测场，或修改第一自主可运动对象或第二自主可运动对象的运动，或响应于交换的数据而将通过另一自主可运动对象确定的深度图的数据考虑在内。如上所述，可通过第一自主可运动对象或第二自主可运动对象产生的数据可以经由检测场或借助于单独的通信通道来交换。通信模块可以是成像系统或引导系统的一部分，或者是与成像系统或引导系统通信的单独的通信模块。数据可以可选地包括第一自主可运动对象或第二自主可运动对象中的哪个可以充当主对象而哪个可以作为从属对象的信息。

根据另一方面，提供第二系统。第二系统包括多个自主可运动对象。自主可运动对象中的每个包括上述引导系统。自主可运动对象中的每个被布置为能够响应于在检测到另一自主可运动对象的至少一个检测场时产生的反馈信号来修改相应自主可运动对象的运动。可以存在两个、三个、四个或更多个其他自主可运动对象的两个、三个、四个或更多个检测场。第二系统可以被布置为能够实现多个自主可运动对象的机群行为。机群行为对于自主道路车辆、特别是对于无人驾驶飞行器可以是有利的。

根据另一方面，提供一种引导自主可运动对象的方法。所述方法包括以下步骤：

照射第一检测场，

检测反射光，其中，检测的反射光包括第一反射光和第二反射光，其中，第一反射光包括照射第一检测场的光，其中，第二反射光源自独立于第一检测场的照射而照射的第二检测场，

在第一反射光与第二反射光之间进行区分，

基于检测的第一反射光确定第一检测场的深度图，以用于引导自主可运动对象，

基于检测的第二反射光产生用于触发反馈动作的反馈信号，以用于引导自主可运动对象。

根据另一方面，提供一种计算机程序载体。所述计算机程序载体包括代码工具，所述代码工具能够保存在根据上面讨论的任何实施例的成像系统的至少一个存储装置上或者保存在包括成像系统的装置的至少一个存储装置上。代码装置被布置为能够使得上面呈现的方法能够借助于成像系统的至少一个处理装置或借助于包括成像系统的装置的至少一个处理装置来执行。

存储装置或处理装置可以被成像系统(例如，电驱动器、分析评估器等)或包括飞行时间深度相机的装置所包括。包括成像系统的装置的第一存储装置和/或第一处理装置可以与被成像系统所包括的第二存储装置和/或第二处理装置交互。

存储装置可以是被布置为存储信息、特别是数字信息的任何物理装置。存储装置可以从组固态存储器或光学存储器中选择。

处理装置可以是被布置为执行数据处理、特别是数字数据的处理的任何物理装置。处理装置可以从组处理器、微处理器或专用集成电路(asic：application-specificintegratedcircuit)中选择。

应理解的是，根据上述任何实施例的成像系统和引导自主可运动对象的方法具有相似和/或相同的实施例、特别是如借助于上面的不同实施例所描述的实施例以及如从属权利要求中所限定的实施例。

应理解的是，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应的独立权利要求的任意组合。

下面限定另外的有利实施例。

附图说明

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得清楚并且得到阐明。

现将参考附图，基于实施例，以示例的方式描述本发明。

在附图中：

图1示出了包括第一成像系统的第一自主车辆的原理简图；

图2示出了包括第二成像系统的第一自主车辆和第二自主车辆的原理简图；

图3示出了包括均包括根据第三实施例的成像系统的第一自主车辆和第二自主车辆的第一系统的第一实施例的原理简图；

图4示出了包括根据第四实施例的成像系统的第一自主车辆和第二自主车辆的原理简图；

图5示出了包括根据第五实施例的成像系统的第一自主车辆和第二自主车辆的原理简图；

图6示出了包括第一自主车辆和第二自主车辆的第一系统的第二实施例的原理简图；

图7示出了包括根据第七实施例的成像系统的无人驾驶飞行器的机群的原理简图；

图8示出了引导自主可运动对象的方法的原理简图。

在附图中，相似的附图标记始终指代相似的对象。附图中的对象不必然按比例绘制。

具体实施方式

现将借助于附图描述本发明的各实施例。

图1示出了包括根据第一实施例的成像系统100的第一自主车辆11的原理简图。成像系统100包括被布置为能够将激光束的图案投射到第一检测场151的光源(未示出的vcsel阵列)。成像系统100还包括光传感器，光传感器包括被布置为能够检测从第一检测场151反射的激光的第一光感测装置(未示出的spad阵列)。借助于spad阵列产生的检测信号借助于成像系统100处理，以基于飞行时间测量来确定距第一检测场151中的对象的距离。成像系统100基于飞行时间测量来确定第一检测场151的深度图。光学传感器还包括第二光感测装置。第二光感测装置检测从观察场150反射的光。在该实施例中，观察场150包括第一检测场151。第二光感测装置包括被布置为能够响应于从观察场150接收的光产生电信号的光电二极管阵列。成像装置100还被布置为能够处理产生的电信号，以确定从观察场150接收的光是否包括借助于第二车辆投射到与观察场150重叠的第二检测场(未示出)的光。成像系统100响应于检测到通过第二车辆发射的光而产生反馈信号。反馈信号用于触发反馈动作。关于图2-图6讨论了反馈动作的若干示例。

图2示出了根据第二实施例的第一自主车辆和第二自主车辆的原理简图。第一车辆11包括与关于图1所讨论的相似的成像系统100。在该实施例中，第一检测场151与观察场重合。成像系统100包括被布置为能够向第一检测场151发射激光束的vcsel阵列。在该实施例中，光传感器包括被布置为能够检测第一反射光和第二反射光的一个spad阵列。成像系统100被布置为能够在第一时间段中读取spad阵列，以检测包括反射的通过vcsel阵列发射的激光的第一反射光。测量数据被用于确定第一车辆11周围的(一部分)的深度图。成像系统100还被布置为能够在第二时间段中读取spad阵列，以检测第二反射光。第二反射光由通过第二车辆12发射的光产生，第二车辆12可以包括与关于第一车辆所讨论的相似的成像系统。第二车辆向第二检测场152发射光，第二检测场152与第一检测场151在重叠区域或场151’中重叠。第一车辆的成像系统100在第二时间段中检测来自重叠区域151’的反射光。成像系统100被布置为能够确定由通过第二车辆发射的光引起的第二反射光不包括源自vcsel阵列的任何反射光。例如，可以通过将在通过vcsel阵列发射的激光的发射时间与第二时间段的开始时间之间的持续时间选择为足够长，使得第二反射光基本上不可能包括反射的通过vcsel阵列发射的激光，来执行区分。成像系统100响应于源自通过第二车辆发射到第二检测场152的光的第二反射光产生反馈信号。反馈信号可用于触发反馈动作、例如如关于图4或图5所描述的那样。

图3示出了第一系统的原理简图，第一系统包括具有根据第三实施例的成像系统100的第一自主车辆11和具有成像系统(未示出)的第二自主车辆12。第一车辆11包括引导系统180。引导系统180包括成像系统100和被布置为能够与成像系统100通信的运动控制模块185。成像系统100包括成像参数控制模块105，成像参数控制模块105设置成像参数106、例如脉冲调制频率、照射方向、扫描旋转速度等。成像系统100还包括被布置为能够向第一检测场151发射光的第一光源125。第一光源125的发射被控制以产生所需的脉冲、脉冲串或闪光。发射到第一检测场151的光从第一车辆11周围的各个表面反射。成像系统100还包括被布置为能够检测从第一光源发射的反射回到第一车辆11的光的光传感器130。光传感器130可以被布置为能够使用飞行时间原理来计算深度信息，由此，发射并被反射的光的飞行时间指示光已行进的距离。通过光传感器130获得的信息或测量数据可用于确定第一车辆11与另一对象分隔的距离、在周围环境中定位对象或用于建立该环境的点云以用于导航。光传感器130将光传感器数据131传送到照射分析模块110。光传感器130还被布置为能够检测通过至少一个另外的成像系统的有源光源产生的光反射。第二车辆12包括被布置为能够向第二检测场152发射用于飞行时间测量的光的一个另外的成像系统(未示出)。与关于图2所讨论的相似，第二检测场152与第一检测场151在重叠区域151’中重叠。借助于光传感器130的第二反射光的检测可以通过双功能光传感器130来实现。替代地，可以使用不同类型的光传感器来分别检测来自第一车辆11的发射以及检测来自第二车辆12的发射、例如使用宽视场或单像素传感器来检测。被照射分析模块110所包括的照射分析算法从光传感器130接收光传感器数据131，并且从成像参数控制模块105接收成像参数106，并且使用该数据来识别光传感器数据131中的由以下项所引起的分量：

a.自诱发照射的——通过第一车辆11发射并且通过光传感器130检测的光。

b.外部诱发照射的——通过第二车辆12发射并且通过第一车辆11的光传感器130检测的光。

绘图模块115被布置为能够从照射分析模块110接收自诱发照射数据111并且使用该数据来创建和增加周围环境的地图。绘图模块115接收包含通过第一车辆11产生的飞行时间测量值的自诱发照射数据111。绘图模块115使用飞行时间数据来产生关于周围环境的空间信息(“空间数据116”)，所述空间信息指示通过第一光源125照射的在光传感器130的检测范围内的对象的位置。地图数据库120被布置为能够接收和存储从绘图模块115接收的空间数据116。空间数据116被合并到保持在地图数据库120中的关于周围区域的任何现有数据中或与所述现有数据结合。在一个替代的实施例中，地图数据库120可以是基于云的存储位置，所述基于云的存储位置可以从包括可提供空间数据116的检测系统的所有车辆(特别是启用lidar的自主车辆)接收空间数据116。当启用lidar的自主车辆行进通过新位置时，地图数据库120可以被填入。地图数据库120中的空隙可以被协作地填充、例如通过向已经持有相关空间数据116的另一车辆发起请求来协作地填充，从而最小化不必要的扫描，或者通过在行进通过该区域的两个或更多个自主车辆之间分配扫描载量并且共享空间数据116来协作地填充，以用于提高扫描效率。成像系统100还包括从照射分析模块110接收外部诱发照射数据112的子系统(“反馈模块135”)。外部诱发照射数据112用于产生可以触发多个反馈动作的反馈信号。外部诱发照射数据112可以例如指示第二车辆12(或其他车辆)的扫描行为，从而提供信息、例如：

i.关于第二车辆12的扫描参数、例如扫描位置、脉冲频率或光强度的信息；

ii.可能使用先前采集的空间数据116导出的指示第二车辆12在环境内的位置的空间轮廓；

iii.可以指示第二车辆12的过去或即将发生的扫描行为的数据。

反馈模块135接收并分析外部诱发照射数据112。该分析可以实现被设计为能够增强或改变第一车辆11或其各种构件的性能或行为的一系列动作。可以经由两个或更多个子系统来进行分析和后续动作，所述两个或更多个子系统可以包括将外部诱发照射数据112作为输入并且从该数据中提取一个或两个以上相关参数的组件。反馈模块135还可包括接收提取的相关参数并且触发或执行第一车辆11中的一个或两个以上动作或行为的组件。

反馈模块135可以例如将成像参数反馈数据136提供给成像参数控制模块105。通过成像参数控制模块105准备的成像参数106可以借助于成像参数反馈数据136来适配。第一车辆的成像参数控制模块105可以调整成像参数106来优化第一车辆11的绘图行为。这可以包括：

a.适配扫描参数、例如光调制频率或位置，以使增加的扫描活动的区域中的噪声最小化；

b.停止或推迟扫描已经或正在被另一车辆扫描的区域；

c.发起在尚未被另一车辆扫描的区域中的扫描。

反馈模块135还可以被布置为能够发起与第二车辆12(或其他车辆)的数据通信，使得传输的数据25可以经由被第一车辆11所包括的通信模块(未示出)被第二车辆12或云接收。第一车辆11与第二车辆12之间的协作扫描可以经由借助于通信模块的控制来实现。协作动作可包括：

a.共享成像参数106和/或相对位置，以优化未知区域的协作扫描。这可以包括定制扫描例程，所述定制扫描例程基于每辆车的参数将协作车辆(例如，第一车辆11和第二车辆12)的相对视场(例如，第一检测场151和第二检测场152)划分为部分，以优化扫描效率；

b.共享地图数据，以增强区域的空间知识。这可包括从其他车辆请求丢失的地图数据的能力或通过地图数据冗余提供安全性的能力。

反馈模块135还可以实现预测驾驶辅助。从第二车辆12获得的信息可以用于预测其行为并且定制作为响应的特定动作。信息可以指示：

a.第二车辆12进行特定运动或接近特定区域的可能性增大；

b.第二车辆12位于第一车辆11的视线之外的位置的可能性增大；

c.拥堵区域的可能性增大。

通过反馈模块135提供的反馈信息还可以用于通知第一车辆11的驾驶员。此外，可以针对例如第一车辆11与第二车辆12之间的距离来适配安全裕度。反馈模块135还可以提供被发送到运动控制模块185的运动控制反馈数据137。运动控制模块185可以响应于运动控制反馈数据137的接收而改变第一车辆11的运动参数。第一车辆11的包括其速度、轨迹和制动行为的当前运动或计划运动可以响应于运动控制反馈数据137来改变。

第二车辆12包括可以根据上面提供的第一车辆11所包括的成像系统100的描述来布置的成像系统(未示出)。

图4示出了第一自主车辆11和第二自主车辆12的原理简图。第一车辆包括根据第四实施例的成像系统100。起始情况可以与关于图2所讨论的相似。成像系统100在检测到通过第二车辆发射到重叠区域151’的光时提供反馈数据，使得第一车辆的通信模块21打开到第二车辆的通信模块22的通信通道。第一车辆11和第二车辆12经由该通信通道传输数据25。第一车辆11或更准确地说成像系统100获得关于第二车辆12的第二检测场152的信息和关于第二车辆12的运动的信息。成像系统100使第一检测场151适配为使得第一检测场和第二检测场之间的重叠被最小化。

图5示出了第一自主车辆11和第二自主车辆12的原理简图，其中，第一车辆包括根据第五实施例的成像系统100。起始情况可以与关于图2所讨论的相似。成像系统100在检测到通过第二车辆12发射到在第一检测场151与第二车辆12的第二检测场152之间的重叠区域151’的光时提供反馈数据。反馈数据包括如关于图3所讨论的运动控制反馈数据137，其被传递到引导系统180。引导系统180改变第一车辆的运动方向，使得在不改变第一检测场151的尺寸的情况下减小重叠区域151’。

图6示出了根据第二实施例的包括第一车辆11和第二车辆12的第一系统的原理简图。第一车辆11和第二车辆12均包括成像系统(未示出)。每个成像系统被布置为能够提供第一检测场151或第二检测场152。各个检测场151、152的形状基于地图数据库中可用的空间数据来适配。第一车辆11和第二车辆12接近十字路口。第一检测场151和第二检测场152在重叠区域151’中重叠。第一车辆11投射包括在发射到第一检测场151的光中的信息信号。信息信号包括关于第一车辆11的运动的信息。第二车辆检测在重叠区域151’中可见的信息。第二车辆12向第二检测场152投射确认信号和附加信息。附加信息可以包括以下信息：因为第二车辆12的乘客打算离开第二车辆12，所以第二车辆12将在第二车辆到达十字路口之前停止。第一车辆11确认接收并且通过十字路口而不改变其速度。第一车辆11可以可选地经由如关于图4所讨论的单独的无线复杂通道发起与第二车辆12的通信。

图7示出了包括根据第七实施例的成像系统(未示出)的无人驾驶飞行器51、52、53、54的机群的原理简图。光源和光传感器形成基于飞行时间的成像系统。第二无人驾驶飞行器52的成像系统将光脉冲发送到第二检测场152到地面，然后光脉冲被反射并被相应的光传感器捕获。捕获的光脉冲用于例如测量第二无人驾驶飞行器52的距地距离，以检查下面的地形或植被等。无人驾驶飞行器51、52、53、54中的每个包括相应的检测场151、152、153、154。无人驾驶飞行器51、52、53、54的光传感器的特征在于宽视场，以捕获通过相邻的无人驾驶飞行器发射的光脉冲的反射。例如，第二无人驾驶飞行器52的光传感器接收源自其自身的光源(第二检测场152)以及源自第一无人驾驶飞行器51的第一检测场151和第三无人驾驶飞行器53的第三检测场153的反射光155。捕获反射的通过第二无人驾驶飞行器52发射的光脉冲可以用于各种目的、例如：

a.测量第二无人驾驶飞行器52与例如第一无人驾驶飞行器51之间的距离、即相对高度和横向距离。

b.从第二无人驾驶飞行器52经由地面向第一无人驾驶飞行器51或第三无人驾驶飞行器53发送具有编码信息的光信号。

c.协调第二无人驾驶飞行器52与第一无人驾驶飞行器51及第三无人驾驶飞行器53之间的集体运动，以避免碰撞和/或使它们的飞行形态同步。

d.协调出于主动成像目的的集体照射图案。

在以下情况下，可对上述使用例特别感兴趣：

a.无人驾驶飞行器51、52、53、54不知晓它们的精确相对位置，从而将地面用作共同的参考系。

b.无人驾驶飞行器51、52、53、54具有可用的有限通信带宽(例如，经由独立通信通道的无线电通信)，或者出于冗余或安全原因而希望经由替代的通道进行通信。

c.对于无人驾驶飞行器51、52、53、54编队的分散控制算法的执行，需要低功率和小尺寸的解决方案。

d.无人驾驶飞行器51、52、53、54具有有限的能量储存能力来照射给定区域，因此需要协调它们之间的主动照射，以便共同提供期望的照射功率。

图8示出了引导自主可运动对象的方法的原理简图。在步骤210中，第一车辆11遵循通过成像参数控制模块105(见图3)设置的成像参数106从其第一光源以预定图案向第一检测场151发射光。光照射第一检测场151并且从在第一车辆11周围的不同空间位置处的各个表面反射。在附近位置，第二车辆12也在特定扫描设置下发射光。在步骤220中，光传感器130检测光传感器数据131，光传感器数据131包括自诱发照射数据111(反射的第一车辆11发射的光)和外部诱发照射数据112(通过第二车辆12的光源发射的光)。在单个光传感器的系统中，将自诱发照射数据111和外部诱发照射数据112检测作为单个信息流，以稍后在该过程中单独提取。在两个光传感器的系统中，将自诱发照射数据111和外部诱发照射数据112分别检测作为两个不同的信息流。光传感器130将光传感器数据131提交给照射分析模块110，照射分析模块110在步骤230中识别并提取自诱发照射数据111，并且在步骤250中识别并提取外部诱发照射数据112。照射分析模块110可以确定接收的光传感器数据131的各种参数、例如方向、脉冲频率和光强度。然后将这些参数与通过成像参数控制模块105设置的已知成像参数106进行比较。将光传感器数据131分为两个数据组，其中，第一组具有与成像参数106的高相关性(自诱发照射数据111)，第二组具有与成像参数106的低相关性(外部诱发照射数据112)。照射分析模块110将自诱发照射数据111发送到绘图模块115。照射分析模块110将外部诱发照射数据112发送到反馈模块135。在步骤240中，绘图模块115分析包含在自诱发照射数据111中的飞行时间信息。绘图模块115使用通过飞行时间数据描述的深度测量值来生成指示与各种空间位置相关联的环境特征的周围区域的深度图。将深度图发送到地图数据库120，在地图数据库120处，将其与扫描区域上的任何现有数据合并并且存储。在步骤260中，反馈模块135分析外部诱发照射数据112，以提取可用于影响或增强第一车辆11的行为的信息。反馈模块135使用提取的信息来触发期望的动作，其产生可包括针对成像、扫描、地图绘制、路线规划、导航和安全方面的车辆内的性能优化以及车辆之间的协作行为的输出。

在不久的将来，lidar将克服目前在影响其广泛集成、特别是与道路车辆的集成的成本-尺寸-性能之间的权衡。此时，在我们的道路上的配备lidar的车辆的数量将增大，从而出现了新的问题：大量的发射lidar的车辆会增大串扰的可能性，从而影响这些车辆准确且安全地导航的能力。

同时，随着车辆感测能力增强的发展，其他基于飞行时间的感测和成像系统有望在汽车应用中获得提高的适配性。

通过主动监测其他车辆的基于飞行时间的感测、测距和成像行为并且对其做出反应，本发明使得例如车辆能够修改其自身的主动成像设置，以优化针对其自身和其他车辆的信息收集。所获得的实时信息还可以与自生成的绘图数据结合并且用于自主触发车辆内的特定动作，从而可以增强其安全性和性能。

本发明提供以下优点：

对通过与附近车辆重叠的主动成像产生的串扰进行反应性检测和响应；

通过检测和分析来自其他车辆的光发射来促进包括飞行时间系统的车辆中的预测能力。这些能力可包括预测其他车辆的运动和成像行为以及周围区域的道路拥堵情况。

通过将车辆的飞行时间成像能力与从其他车辆的飞行时间成像行为中提取的信息相结合，能够增强区域及在其内的行为者的空间知识。

尽管已经在附图和前述描述中详细示出和描述了本发明，但是这样的示出和描述应被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的。

通过阅读本公开，其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的。这样的修改可以包括本领域中已知的并且可以代替或附加于已经在此描述的特征使用的其他特征。

通过研究附图、公开内容和所附的权利要求，本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，而单数形式不排除多个元件或步骤。特定措施被记载在相互不同的从属权利要求中的这个事实不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。

附图标记列表：

11第一车辆

12第二车辆

21第一车辆的通信模块

22第二车辆的通信模块

25传输的数据

51第一无人驾驶飞行器

52第二无人驾驶飞行器

53第三无人驾驶飞行器

54第四无人驾驶飞行器

100成像系统

105成像参数控制模块

106成像参数

110照射分析模块

111自诱发照射数据

112外部诱发照射数据

115绘图模块

116空间数据

120地图数据库

125第一光源

130光传感器

131光传感器数据

135反馈模块

136成像参数反馈数据

137运动控制反馈数据

150观察场

151第一检测场

151’重叠检测场

152第二检测场

153第三检测场

154第四检测场

155反射的光

180引导系统

185运动控制模块

210照射第一检测场的步骤

220检测反射的光的步骤

230识别自诱发照射数据的步骤

240创建空间数据的步骤

250识别外部诱发照射数据的步骤

260提供反馈数据的步骤