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CN107024686A - 光检测和测距扫描系统和方法 - Google Patents

光检测和测距扫描系统和方法 Download PDF

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CN107024686A CN201611102734.6A CN201611102734A CN107024686A CN 107024686 A CN107024686 A CN 107024686A CN 201611102734 A CN201611102734 A CN 201611102734A CN 107024686 A CN107024686 A CN 107024686A
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Abstract

本公开涉及光检测和测距扫描系统和方法。公开了用于扫描感兴趣区域的扫描系统和方法。扫描系统可包括偏转光信号的第一扫描器。由第一扫描器偏转的光信号被输出作为初始偏转光信号。第二扫描器接收初始偏转光信号并偏转初始偏转光信号。由第二扫描器偏转的初始偏转的信号被输出作为后续偏转光信号。

Description

光检测和测距扫描系统和方法
技术领域
本公开的实施例总体上涉及利用光信号扫描感兴趣区域的系统和方法，并且更具体地涉及光检测和测距(Light Detection and Ranging，光雷达)(LIDAR)扫描系统和方法。
背景技术
LIDAR表示可用于检测如地球表面上的各个区域的目标表面特征的感测方法。典型的LIDAR系统包括激光器、扫描器和检测器。激光器发射用于测量相对于特定目标的各个区域的距离的光脉冲。扫描器使光脉冲在目标的表面上移动。光脉冲反射离开目标并被检测器接收。在检测器处接收的反射光脉冲用于产生关于目标的表面形状和面积的三维信息。
典型的LIDAR系统包括使发射的光脉冲在包括目标的感兴趣区域上移动的单个扫描器。确定每个反射光脉冲的渡越时间以及光脉冲扫描的角度。渡越时间(time offlight)和扫描角度的组合用于产生感兴趣区域的三维图像。
一般来说，扫描器包括单个光束转向元件和光学元件。LIDAR系统在发射后续激光脉冲之前在检测器处接收反射的激光脉冲。此外，扫描器通常包括用于扫描并反射光脉冲的大反射镜。然而，借助具有大反射镜的扫描器常难以实现快速的扫描速率。相反，如果使用较小的反射镜，在扫描速率增大时，在检测器处收集较少的返回光，因为较小的反射镜可能过小以致不能以特定角度接收从目标反射的某些光脉冲。
发明内容
存在对更有效的LIDAR扫描系统和方法的需要。存在对准确地产生在感兴趣区域内的物体的图像的较快速的LIDAR扫描系统和方法的需要。
考虑到这些需要，本公开的某些实施例提供被配置为扫描感兴趣区域的扫描系统。扫描系统可包括被配置为使光信号偏转的第一扫描器。由第一扫描器偏转的光信号被输出作为初始偏转光信号(initially-deflected light signal)。第二扫描器被配置为接收初始偏转光信号并使该初始偏转光信号偏转。由第二扫描器偏转的初始偏转的信号被输出作为后续偏转光信号(subsequently-deflected light signal)。
第一扫描器和第二扫描器配合以使后续偏转光信号在组合扫描路径上移动。第一扫描器可被配置为以第一速率偏转光信号，并且第二扫描器可被配置为以不同于第一速率的第二速率偏转初始偏转光信号。第一扫描速率可比第二扫描速率快。第一扫描器可被配置为以第一扫描角度偏转光信号，并且第二扫描器可被配置为以不同于第一扫描角度的第二扫描角度偏转初始偏转光信号。第二扫描角度可大于第一扫描角度。
第一扫描器可为一维扫描器。第二扫描器可为二维扫描器。第一扫描器可为声光扫描器、电光扫描器、压电扫描器或高速机械扫描器。第二扫描器可包括被配置为相对于两个不同的轴线致动的反射镜。
扫描系统还可包括被配置为发射光信号到第一扫描器中的光源。检测器可被配置为接收来自在感兴趣区域内的物体的反射光信号。至少一个透镜可被配置为将反射光信号聚焦到检测器中。偏转反射镜可被设置在第一扫描器与第二扫描器之间。偏转反射镜可包括使初始偏转光信号通过的孔。
本公开的某些实施例提供被配置为扫描感兴趣区域的扫描方法。扫描方法可包括：在第一扫描器处接收光信号；借助第一扫描器初始偏转该光信号；输出被第一扫描器偏转的光信号作为初始偏转光信号；在第二扫描器处接收初始偏转光信号；借助第二扫描器偏转该初始偏转光信号；并且输出被第二扫描器偏转的初始偏转光信号作为后续偏转光信号。方法可包括使后续偏转光信号在组合扫描路径上移动。
本公开的某些实施例提供被配置为扫描感兴趣区域的LIDAR扫描系统。LIDAR扫描系统可包括被配置为发射光信号的光源。第一扫描器被配置为接收来自光源的光信号并以第一速率在第一扫描角度上偏转光信号。由第一扫描器偏转的光信号被输出作为初始偏转光信号。第二扫描器被配置为接收该初始偏转光信号并以慢于第一速率的第二速率在大于第一扫描角度的第二扫描角度上偏转该初始偏转光信号。由第二扫描器偏转的初始偏转的信号被输出作为后续偏转光信号。第二扫描器可包括被配置为相对于两个不同轴线被致动的反射镜。第一扫描器和第二扫描器配合以使后续偏转光信号在组合扫描路径上移动。偏转反射镜可被设置在第一扫描器与第二扫描器之间。偏转反射镜可包括使初始偏转光信号通过的孔。至少一个透镜可被配置为聚焦来自感兴趣区域内的物体的反射光信号，该反射光信号通过偏转反射镜被偏转到(一个或多个)透镜中。检测器可被配置为接收通过(一个或多个)透镜聚焦的反射光信号。控制单元可被配置为基于通过检测器所接收的反射光信号形成一个或多个图像。
附图说明
图1示出根据本公开的一个实施例扫描系统的示意图。
图2示出根据本公开的一个实施例在感兴趣区域内第一扫描路径和第二扫描路径的透视图。
图3示出根据本公开的一个实施例第一扫描器的示意图。
图4示出根据本公开的一个实施例第一扫描器的示意图。
图5示出根据本公开的一个实施例扫描感兴趣区域的方法的流程图。
具体实施方式
当结合附图研读时，将更好地理解前述内容以及以下某些实施例的详细描述。如本文所用，以单数形式叙述并且前缀有词语“一”或“一个”的要素或步骤应理解为不排除多个要素或步骤。此外，参考“一个实施例”并非旨在解释为排他性的，也包括存在的所记载的特征的附加实施例。此外，除非明确说明并非如此，否则“包括”或“具有”一个具有特定条件的要素或多个具有特定条件的要素的实施例可包括不具有所述条件的附加要素。
本公开的某些实施例提供可包括两个单独且不同的扫描器的LIDAR扫描系统和方法。扫描器中的一个可以以第一扫描速度提供相对大的扫描角度。另一个扫描器可以以比第一扫描速度快的第二扫描速度提供较小的扫描角度。来自诸如激光源的光源的光脉冲通过两个扫描器并被转向特定速度和角度。在光脉冲反射离开在感兴趣区域内的目标时，反射光脉冲可照射在第一扫描器上并反射到检测器。
本公开的某些实施例提供了一种双级扫描系统(duel stage scanning system)，该双级扫描系统组合两个扫描器以实现增强的扫描模式同时维持大的返回信号收集效率。在至少一个实施例中，双级扫描系统可包括：激光源、高速扫描器、低速扫描器、可包括孔以允许光信号(例如，激光束或脉冲)通过高速扫描器的选截(pick off)反射镜、检测器以及可用于将多个光束从目标引导到检测器中的聚焦透镜。
图1示出根据本公开的一个实施例扫描系统100的示意图。扫描系统100可为用于产生在感兴趣区域104内的目标102的三维图像的LIDAR扫描系统。目标102可为自然或人造结构。例如，目标102可为风景的特征，诸如平原、丘陵、山、水体、自然地标或地层等。又如，目标102可为人造物体，诸如建筑物、车辆、道路、铁路的一部分、纪念碑等。
扫描系统100可包括光源106、第一扫描器108、偏转反射镜110、第二扫描器112、透镜114以及检测器116。控制单元117可操作地耦接到光源106、第一扫描器108、第二扫描器112以及检测器116，诸如通过有线或无线连接。控制单元117可被配置为控制扫描系统100的操作。任选地，扫描系统100可不包括单独且不同的控制单元117。
一般来说，第一扫描器108被配置为接收通过光源106发射或以其他方式输出的光信号126并偏转光信号126以形成初始偏转光信号130。第二扫描器接收初始偏转光信号130并偏转(例如，转向)初始偏转光信号130，从而输出后续偏转光信号131，可在感兴趣区域上扫描该后续偏转光信号。
光源106可为激光源，该激光源被配置为发射或以其他方式输出光信号126，诸如一个或多个激光脉冲、光束等。第一扫描器108可为高速扫描器，该高速扫描器被配置为在一个维度或一个自由度中在扫描角度或角度范围上偏转光信号126。例如，第一扫描器108可被配置为以第一速率沿着一个线性方向118在第一扫描角度或角度范围α上偏转光信号126，以形成初始偏转光信号130。第一扫描器108可以以高速率或频率(诸如1MHz-10MHz)进行扫描。可替换地，第一扫描器108可以以1MHz以下的较低速率或频率扫描或以高于10MHz的较高速率或频率扫描。
例如，第一扫描器108可为高速扫描器，诸如声光扫描器、电光扫描器、压电扫描器、高速机械扫描器等。例如，声光扫描器可使用布拉格散射从而以与声波成比例的角度偏转光束。第一扫描器108可被配置为进行高速、精确、低行进范围扫描。一般来说，随着扫描速率增大，扫描角度可减小，并且反之亦然。
如另一个实例，第一扫描器108可为高速扫描器，诸如电光扫描器。某些光学质量晶体可具有根据施加至该晶体的电场的量值改变的折射率。当施加特定电压时，具有由此类晶体形成的楔形的光学元件可用作高速偏转器。
偏转反射镜110可被设置在第一扫描器108与第二扫描器112之间。偏转反射镜110可包括具有孔122的主反射主体120，该孔122形成通过该主体。孔122的尺寸和形状设定为允许初始偏转光信号130通过该孔并照射在第二扫描器112上。孔122的尺寸和形状设定成适应扫描角度α。
第二扫描器112可为(相对于第一扫描器108的)低速扫描器并且包括可操作地耦接到一个或多个致动器130的反射镜128(诸如2轴线反射镜-即，可相对于两个不同轴线被致动的反射镜)。第二扫描器112可以以低于第一扫描器的速率进行扫描。例如，第二扫描器112可以以1kHz-10kHz的速率或频率扫描。或者，第二扫描器112可以以小于1MHz或大于10kHz的速率或频率扫描。第二扫描器112以可以小于第一扫描器108的一个或多个数量级的速率进行扫描。例如，第一扫描器108可以以第二扫描器112扫描的速率的100倍的速率进行扫描。
第二扫描器112(相比于第一扫描器108)可提供大的视野，视野被配置为允许全目标扫描区域。致动器129被配置为在两个维度或两个自由度中转向通过第一扫描器108偏转的光信号(初始偏转光信号130)。第一扫描器108在扫描角度β上偏转初始偏转光信号130，从而输出后续偏转光信号131。
例如，致动器129在扫描角度或角度范围β上使反射镜128移动通过距离132并且在扫描角度或角度范围γ上使反射镜128移动通过距离134。角度范围γ可大于角度范围α。角度范围β可足够大以覆盖感兴趣区域104的横向距离136。在至少一个实施例中，角度范围γ可为角度范围α的至少两倍。因此，在第二扫描器112从左到右在第一横向扫描中转向后续偏转光信号131时，后续偏转光信号131一半部分在中心138上，并且另一半在中心138下，从而在第二扫描器112从边到边扫描后续偏转光信号131时提供更厚或更宽的扫描区域。在第二扫描器112到达距离132的右端(对应于横向距离136的右端)后，第二扫描器112向下转向或以其他方式使后续偏转光信号131偏转经过距离134。然后，第二扫描器112从右到左转向或其他方式使后续偏转光信号131偏转经过距离132。在此类移动期间，后续偏转光信号131的顶部部分到达在先前左到右扫描中后续偏转光信号131扫描的较低水平。以这种方式，第一扫描器108可以相对快速的速率连续地偏转光信号126经过距离118，而第二扫描器112缓慢地转向或以其他方式偏转的光信号131经过距离132，距离132可与距离118正交。在至少一个实施例中，第一扫描器108可以为第二扫描器112转向或以其他方式使后续偏转光信号131偏转经过距离132的速率的50、100或更多倍的速率使光信号126偏转经过距离118。在第二扫描器112到达末端距离140或142(分别对应于感兴趣区域104的末端侧144和146)后，第二扫描器112沿正交方向134调节后续偏转光信号131以覆盖不同水平或高度的感兴趣区域104。
在操作中，光源106朝向第一扫描器108发射光信号126。例如，控制单元117可操作光源106以朝向第一扫描器108发射光信号126。
光信号126通过第一扫描器108，第一扫描器108以角度范围α偏转光信号126距离118以输出初始偏转光信号130。这样，第一扫描器108输出比光信号126宽的初始偏转光信号130。
初始偏转光信号130通过偏转反射镜110的孔122并照射在第二扫描器112的反射镜128上。或者，扫描系统100可不包括偏转反射镜110。相反，检测器116可被对准，从物体102反射的此类光信号照射在反射镜128上并被检测器116接收而不需使用偏转反射镜110。
第二扫描器112转向或以其他方式使该偏转光信号130偏转经过距离132，如上所述，以形成后续偏转光信号131。第二扫描器112在第一扫描路径150上偏转该后续偏转光信号131，第一扫描路径150从左到右并且上下交替，如图1所示。在后续偏转光信号131在第一扫描路径上转向时，第一扫描器108继续偏转该光信号126(从而形成初始偏转光信号130)，这形成叠加在第一扫描路径150上的第二扫描路径152。通过偏转的光信号130沿着与距离132的方向正交的方向的连续偏转形成第二扫描路径152。例如，在第二扫描器112沿横向方向(例如，从右到左，并且反之亦然)使后续偏转光信号131转向时，第一扫描器108沿垂直方向(例如，从底部到顶部，并且反之亦然)偏转光信号126。这样，第一光路径150和第二光路径152提供组合光路径，该组合光路径借助每个横向扫描覆盖感兴趣区域104内的增大的区域(如相比于仅使用单个扫描器)。以这种方式，第一扫描器108和第二扫描器112能够比单个扫描器快得多有效地覆盖感兴趣区域104。同时，第一反射镜108和第二反射镜112不易丢失反射光信号(诸如具有小反射镜的高速扫描器)，因为第二扫描器112的大反射镜128接收来自物体102的反射信号。
第一扫描器108和第二扫描器112配合以在感兴趣区域104上扫描偏转的光信号130。物体102反射被反射回反射镜128的反射光信号160。反射光信号160反射离开反射镜128并照射在偏转反射镜110上，偏转反射镜110然后偏转反射光信号160到检测器116中。透镜114可将反射光信号160聚焦成由检测器116所接收的聚焦光信号162。或者，扫描系统100可不包括透镜114。相反，反射光信号160可直接照射在检测器116上而不需通过透镜聚焦。
控制单元117可基于在检测器116处接收的光信号确定物体102的特征，以及从光源106发射的光信号的渡越时间和扫描角度。此外，控制单元117可控制第一扫描器108和第二扫描器112的操作。例如，控制单元117第一扫描器108和第二扫描器112偏转和/或转向光信号的速率和距离。在至少一个实施例中，控制单元117可不控制第一扫描器108和第二扫描器112的操作。在这样的实施例中，第一扫描器108和第二扫描器112可基于预设在内部控制单元中的设置自动地操作以偏转和/或转向光信号。
如上所述，控制单元117可用于控制扫描系统100的操作。如本文所用，术语“控制单元”、“单元”、“中央处理单元”、“CPU”、“计算机”等可包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，包括使用微控制器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路以及包括能够执行本文所述功能的硬件、软件或其组合的任何其它电路或处理器的系统。这些仅是示例性的，并且因此并非旨在以任何方式限制此类术语的定义和/或含义。例如，控制单元117可为或包括被配置为控制扫描系统100的操作的一个或多个处理器。
控制单元117被配置为执行存储在一个或多个存储元件(诸如一个或多个存储器)中的指令集，以便处理数据。例如，控制单元117可包括或耦接到一个或多个存储器。根据需要，存储元件还可存储数据或其它信息。存储元件可为在处理机内的信息源或物理存储器元件的形式。
指令集可包括各种命令，这些命令指示控制单元117作为处理机执行具体操作，诸如本文所述的主题的各种实施例的方法和过程。指令集可为软件程序的形式。软件可为各种形式，诸如系统软件或应用软件。此外，软件可为单独程序的集合、在较大程序内的程序子集或程序的一部分的形式。软件还可包括以面向对象编程形式的模块编程。通过处理机处理输入数据可响应于用户命令，或响应于先前处理的结果，或响应于由另一处理机做出的请求。
本文中的实施例的示图可示出一个或多个控制或处理单元，诸如控制单元117。应当理解的是，处理或控制单元可表示可借助执行本文所述的操作的相关联的指令(例如，存储在有形和非暂态计算机可读存储介质(诸如计算机硬盘驱动器、ROM、RAM等)上的软件)实施为硬件的电路、电路或电路的部分。硬件可包括硬连线以执行本文所述的功能的状态机电路。任选地，硬件可包括电子电路，电子电路包括和/或连接至一个或多个基于逻辑的装置，诸如微处理器、处理器、控制器等。任选地，控制单元117可表示处理电路，诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、微处理器等中的一个或多个。在各种实施例中的电路可被配置为执行一种或多种算法以执行本文所述的功能。一种或多种算法可包括本文公开的实施例的方面，不论是否在流程图或方法中明确地识别。
如本文所用，术语“软件”和“固件”可互换，并且包括存储在存储器中用于通过计算机执行的任何计算机程序，存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器以及非易失性RAM(NVRAM)存储器。以上存储器类型仅为示例性的，并且因此不限制可用于计算机程序的存储的存储器类型。
图2示出根据本公开的一个实施例在感兴趣区域104内的第一扫描路径150和第二扫描路径152的透视图。第一扫描路径150和第二扫描路径152组合以形成快速且有效地覆盖感兴趣区域104的组合扫描路径156。参考图1和图2，第二扫描器112在第一扫描路径150上转向后续偏转光信号131，第一扫描路径150从左到右并且上下交替，如图2所示。例如，第一扫描路径150可开始于在左末端侧144处的原点170并且从左向右移动到右末端侧146。第一扫描路径150然后向下移动距离134，并且然后从左向右移动到左末端侧144。第一扫描路径150继续此类移动，在向右和向左移动之间交替，直到到达端部172。端部172可基于感兴趣区域104的期望的尺寸和形状来确定。感兴趣区域104可比所示大或小。第一扫描路径150可比所示出的大或小。例如，第一扫描路径150可包括多于或少于六次横向扫描。
在第二扫描器112在第一扫描路径150上使后续偏转光信号131转向时，第一扫描器108继续且交替地偏转光信号126经过距离118以对后续偏转光信号进行垂直调制。第一扫描器108可沿着与通过第二扫描器112施加的扫描的横向方向正交的方向偏转光信号126。即，第一扫描器108可沿着与第二扫描器112的横向转向的方向正交的方向偏转光信号126。因此，在第二扫描器112在第一扫描路径150上使后续偏转光信号131转向时，第一扫描器108摆动、枢转或以其他方式调节光信号126以形成偏转的光信号130，这在第二扫描器112使后续偏转光信号131在第一扫描路径150上移动时表现出第二扫描路径152。以这种方式，可为低速扫描器的第二扫描器112在第一扫描路径150上扫描后续偏转光信号131，并且第二扫描路径152提供对每个横向扫描的宽覆盖(基本上比如果仅使用第二扫描器112宽)。
应当理解的是，第一扫描路径150和第二扫描路径152不是单独且不同的光路径。相反，第一扫描路径150和第二扫描路径152表示由第一扫描器108和第二扫描器112两者赋予光信号126的移动。即，第一扫描器108和第二扫描器112配合从而以不同速率和方向偏转光信号126以按有效方式覆盖感兴趣区域104。
通过初始偏转光信号130沿着与距离132的方向正交的方向的连续偏转而形成第二扫描路径152。例如，在第二扫描器112沿横向方向(例如，从右到左，并且反之亦然)转向偏转的光信号130时，第一扫描器108沿垂直方向(例如，从底部到顶部，并且反之亦然)偏转光信号126。以这种方式，第一扫描器108和第二扫描器112能够比具有大反射镜的单个扫描器快得多有效地覆盖感兴趣区域104。同时，第一扫描器108和第二扫描器112不易丢失反射光信号(诸如具有小反射镜的高速扫描器)，因为第二扫描器112的大反射镜128接收来自物体102的反射信号。
如通过第一扫描器108输出的初始偏转光信号130偏转离开第二扫描器112的反射镜128，从而输出后续偏转光信号131，提供比如果仅使用第二扫描器112大得多的出射扫描范围。第一扫描器108的偏转范围和速率可针对扫描不准确性进行校正，扫描不准确性可由于反射镜128的相对大尺寸和惯性以其他方式由第二扫描器112(其可为低速扫描器)产生。
图3示出根据本公开的一个实施例第一扫描器108的示意图。如所述，第一扫描器108可为高速扫描器，诸如声光扫描器。第一扫描器108可包括含有压电晶体302的外壳300。压电晶体产生声波304。在光信号126通过压电晶体302时，光信号126相对于声波304被散射。散射的光信号126形成偏转的信号130，偏转的信号130包括相对于较低声频散射的部分310，以及相对于较高声频散射的部分312。偏转的光信号130以与声波304的频率成比例的角度散射离开声波304。
图4示出根据本公开的一个实施例第一扫描器108的示意图。在该实施例中，第一扫描器108可为包括成型为楔的电光晶体400的电光扫描器。电压焊盘402可施加至晶体400的顶部和底部。当电压施加于电压焊盘时，晶体400的折射率改变，从而沿不同方向折射光。偏转的光信号130可包括由于较低施加电压折射的部分404，以及由于较高施加电压折射的部分406。偏转的光信号130以与施加电压和晶体400的形状成比例的角度折射。
图3和图4示出高速扫描器的示例。可使用各种其它类型的高速扫描器。例如，第一扫描器108可为或包括压电扫描器、高速机械扫描器等。
图5示出根据本公开的一个实施例扫描感兴趣区域的方法的流程图。控制单元117可根据参照图5的描述并示出的方法来操作扫描系统100。
方法开始于500，在500中，朝向第一扫描器发射光信号。例如，激光源可将脉冲的激光发射到并通过可为高速扫描器的第一扫描器。
在502中，第一扫描器用于以第一速率偏转光信号，从而输出初始偏转光信号。第一扫描器可相对于第一线性维度(例如，平行于X或Y轴)偏转光信号。
在504中，诸如低速扫描器的第二扫描器用于以第二速率偏转初始偏转光信号(因为首先被第一扫描器偏转)，第二速率不同于第一速率。第二扫描器可相对于两个维度(例如，沿平行于Y或Z轴的第一方向，并且还沿平行于X轴的第二方向)偏转初始偏转光信号。通过第二扫描器输出后续偏转光信号。
在506中，借助已被第一扫描器和第二扫描器两者偏转的后续偏转光信号扫描感兴趣区域。第一扫描器和第二扫描器配合以使后续偏转光信号在感兴趣区域上移动通过路径，该路径为(由通过第一扫描器赋予的光信号的运动限定的)第一扫描路径和(由通过第二扫描器赋予的光信号的运动限定的)第二扫描路径的组合。应当理解的是，术语“第一”和“第二”仅用于标明不同路径。第一路径不必与第一扫描器相关，第二路径也不必与第二扫描器相关。相反，第一扫描器可相对于第二扫描路径移动光信号，而第二扫描器可相对于第一扫描路径移动光信号，或反之亦然。
在508中，由检测器接收从感兴趣区域内的物体反射的光信号。光信号可通过一个或多个透镜被聚焦到检测器中。在510中，基于接收的光信号形成图像。
如上所述，本公开的实施例提供有效的扫描系统和方法，诸如可与LIDAR一起使用。本公开的实施例提供准确地产生在感兴趣区域内的物体的图像的较快速的扫描系统和方法。
尽管诸如顶部、底部、下部、中间、横向、水平、垂直、前部等各种空间和方向术语可用于描述本公开的实施例，但应当理解的是，此类术语仅相对于附图中示出的取向使用。取向可反转、旋转或以其他方式改变，使得上部部分为下部部分，并且反之亦然，水平变成垂直等。
如本文中所使用的，“被配置为”执行任务或操作的结构、限制或元件以对应于任务或操作的方式具体地结构地形成、构造或改造。出于清楚和避免疑虑的目的起见，仅能够被修改以执行任务或操作的对象不“被配置为”执行如本文所用的任务或操作。
应当理解的是，以上描述旨在为说明性的，而非限制性的。例如，上述实施例(和/或上述实施例的方面)可与彼此组合使用。另外，在不背离本公开的各种实施例的教导内容的范围的情况下，可对本公开的各种实施例的教导内容做许多修改以适应特定的情况或材料。尽管本文所述的材料的尺寸和类型旨在限定本公开的各种实施例的参数，但这些实施例决不是限制性的，而是示例性实施例。在查看以上描述时，许多其它实施例将对本领域技术人员显而易见。因此，应当参考所附权利要求以及这种权利要求授权的等同物的全部范围来确定本公开各种实施例的范围。在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应的术语“包含(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语等同物。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并非旨在对其对象强加数字要求。此外，下面权利要求的限制并不是以装置加功能的方式撰写的，并非旨在基于35U.S.C.§112(f)来解，除非并直至这种权利要求限制明确地使用其后紧跟缺乏进一步结构的功能语句的短语“用于…的装置”。
所撰写的这篇说明书使用示例公开了本公开的各种实施例，包括最佳模式，并且以使本领域的任何技术人员能够实践本公开的各种实施例，包括制备和使用任何设备或系统以及执行任何包括的方法。本公开的各种实施例的可获得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有不是不同于权利要求的字面语言的结构元件，或如果示例包括带有与权利要求的字面语言非实质差别的等同结构元件，那么此类其它示例旨在落入权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种扫描系统，被配置为扫描感兴趣区域，其中，所述扫描系统包括：
第一扫描器，被配置为偏转光信号，其中，由所述第一扫描器偏转的所述光信号被输出作为初始偏转光信号；以及
第二扫描器，被配置为接收所述初始偏转光信号并且使所述初始偏转光信号偏转，其中，由所述第二扫描器偏转的所述初始偏转光信号被输出作为后续偏转光信号。
2.根据权利要求1所述的扫描系统，其中，所述第一扫描器和所述第二扫描器配合以使所述后续偏转光信号在组合扫描路径上移动。
3.根据权利要求1所述的扫描系统，其中，所述第一扫描器被配置为以第一速率偏转所述光信号，并且其中，所述第二扫描器被配置为以不同于所述第一速率的第二速率偏转所述初始偏转光信号。
4.根据权利要求1所述的扫描系统，其中，所述第一扫描器被配置为以第一扫描角度偏转所述光信号，并且其中，所述第二扫描器被配置为以不同于所述第一扫描角度的第二扫描角度偏转所述初始偏转光信号。
5.根据权利要求1所述的扫描系统，其中，所述第二扫描器包括被配置为相对于两个不同轴线被致动的反射镜。
6.根据权利要求1所述的扫描系统，进一步包括被配置为将所述光信号发射到所述第一扫描器中的光源。
7.根据权利要求1所述的扫描系统，进一步包括被配置为接收来自所述感兴趣区域内的物体的反射光信号的检测器。
8.根据权利要求7所述的扫描系统，进一步包括被配置为将所述反射光信号聚焦到所述检测器中的至少一个透镜。
9.根据权利要求1所述的扫描系统，进一步包括设置在所述第一扫描器与所述第二扫描器之间的偏转反射镜，其中，所述偏转反射镜包括使所述初始偏转光信号通过的孔。
10.一种扫描方法，被配置为扫描感兴趣区域，其中，所述扫描方法包括：
在第一扫描器处接收光信号；
利用所述第一扫描器初始偏转所述光信号；
将由所述第一扫描器偏转的所述光信号输出作为初始偏转光信号；
在第二扫描器处接收所述初始偏转光信号；
利用所述第二扫描器偏转所述初始偏转光信号；并且
将由所述第二扫描器偏转的所述初始偏转光信号输出作为后续偏转光信号。
11.根据权利要求10所述的扫描方法，进一步包括使所述后续偏转光信号在组合扫描路径上移动。
12.根据权利要求10所述的扫描方法，其中，初始偏转所述光信号包括以第一速率初始偏转所述光信号，并且其中，偏转所述初始偏转光信号包括以不同于所述第一速率的第二速率偏转所述初始偏转光信号。
13.根据权利要求12所述的扫描方法，其中所述第一速率比所述第二速率快。
14.根据权利要求10所述的扫描方法，其中，初始偏转所述光信号包括以第一扫描角度偏转所述光信号，并且其中，偏转所述初始偏转光信号包括以不同于所述第一扫描角度的第二扫描角度偏转所述初始偏转光信号。
15.根据权利要求14所述的扫描方法，其中，所述第二扫描角度大于所述第一扫描角度。
16.一种光检测和测距(LIDAR)扫描系统，被配置为扫描感兴趣区域，其中，所述光检测和测距扫描系统包括：
光源，被配置为发射光信号；
第一扫描器，被配置为接收来自所述光源的所述光信号并且以第一速率在第一扫描角度上偏转光信号，其中，由所述第一扫描器偏转的所述光信号被输出作为初始偏转光信号；
第二扫描器，被配置为接收所述初始偏转光信号并且以慢于所述第一速率的第二速率在大于所述第一扫描角度的第二扫描角度上偏转所述初始偏转光信号，其中，由所述第二扫描器偏转的所述初始偏转信号被输出作为后续偏转光信号，其中，所述第二扫描器包括被配置为相对于两个不同轴线被致动的反射镜，其中，所述第一扫描器和所述第二扫描器配合以使所述后续偏转光信号在组合扫描路径上移动；
偏转反射镜，设置在所述第一扫描器与第二扫描器之间，其中，所述偏转反射镜包括使所述初始偏转光信号通过的孔；
至少一个透镜，被配置为聚焦来自所述感兴趣区域内的物体的反射光信号，所述反射光信号通过所述偏转反射镜被偏转到所述至少一个透镜中；
检测器，被配置为接收通过所述至少一个透镜聚焦的所述反射光信号；以及
控制单元，被配置为基于通过所述检测器接收的所述反射光信号形成一个或多个图像。
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