阅读说明：本技术 用于在两个维度上扫描激光雷达系统的方法和设备 (Method and apparatus for scanning a lidar system in two dimensions ) 是由 裴军 马克·A·麦克德 罗杰·大卫·库鲁姆博 崔宇鹏 廖冬一 于 2018-10-11 设计创作，主要内容包括：一种扫描激光雷达系统,其包括：固定框架、第一平台和第一光电组件。第一光电组件包括安装在第一平台上的第一激光源和第一光电检测器。扫描激光雷达系统还包括：将第一平台柔性地联接至固定框架的第一挠曲组件,以及被配置成在基本上垂直于所述激光雷达系统的光轴的平面内在两个维度上相对于固定框架扫描第一平台的驱动机构。该扫描激光雷达系统还包括联接至驱动机构的控制器。该控制器被配置成使驱动机构在第一方向上以第一频率以及在第二方向上以第二频率扫描第一平台。该第二频率与第一频率相似但不相同。(A scanning lidar system, comprising: the photoelectric module comprises a fixed frame, a first platform and a first photoelectric component. The first opto-electronic assembly includes a first laser source and a first photodetector mounted on a first platform. The scanning lidar system further comprises: a first flexure assembly flexibly coupling the first platform to the fixed frame, and a drive mechanism configured to scan the first platform relative to the fixed frame in two dimensions in a plane substantially perpendicular to an optical axis of the lidar system. The scanning lidar system also includes a controller coupled to the drive mechanism. The controller is configured to cause the drive mechanism to scan the first stage in a first direction at a first frequency and in a second direction at a second frequency. The second frequency is similar to but not the same as the first frequency.)

用于在两个维度上扫描激光雷达系统的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月4日提交的申请名称为“Methods And Apparatuses ForScanning A Lidar System In Two Dimensions”的美国非临时专利申请15/971,548的权益，以及要求于2017年10月19日提交的申请名称为“Methods For Scanning AndOperating Three-Dimensional Systems”的美国临时专利申请62/574,549的权益，这两件申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

背景技术

三维传感器可以应用在自动驾驶车辆、无人机、机器人、安保应用等领域中。扫描激光雷达(LIDAR)传感器可以以可承受的成本获得适合于这些应用的高的角分辨率。然而，需要一些改进的扫描设备和方法。

发明内容

根据本发明的一些实施例，一种扫描激光雷达系统可以包括固定框架、第一平台和第一光电组件。第一光电组件可以包括安装在第一平台上的第一激光源和第一光电检测器。扫描激光雷达系统还可以包括：将第一平台柔性地联接至固定框架的第一挠曲组件，以及驱动机构，该驱动机构被配置成相对于固定框架在基本上垂直于激光雷达系统的光轴的平面内在两个维度上扫描第一平台。扫描激光雷达系统还可以包括联接至驱动机构的控制器。该控制器可以被配置成使驱动机构在第一方向上以第一频率以及在第二方向上以第二频率扫描该第一平台。该第二频率与第一频率相似但不相同。在一些实施例中，第一频率与第二频率之比是有理数。在一些其他实施例中，第一频率与第二频率之比是无理数。

根据本发明的一些其他实施例，一种用于操作二维扫描激光雷达系统的谐振器结构可以包括固定框架，以及用于承载扫描激光雷达系统的第一光电组件的第一平台。第一光电组件可以包括第一激光源和第一光电检测器。谐振器结构还可以包括：第一组弹簧，其将第一平台柔性地联接至固定框架。第一组弹簧可以被配置成在两个正交方向上挠曲，从而使得在基本上垂直于扫描激光雷达系统的光轴的平面内在两个正交方向上扫描第一平台。第一组弹簧可以具有在两个正交方向中的第一方向上的第一谐振频率以及在两个正交方向中的第二方向上的第二谐振频率。第二谐振频率与第一谐振频率相似但不相同。在一些实施例中，第一组弹簧包括四个杆弹簧，四个杆弹簧中的每一个将第一平台的相应转角连接至固定框架。在一些实施例中，四个杆弹簧中的每一个经由柔性构件而可以连接至第一平台。柔性构件可以在第二方向上比在第一方向上的更加刚性。在一些其他实施例中，第一组弹簧中的每一个可以包括板弹簧。板弹簧可以是卷曲的。在一些实施例中，谐振器结构还可以包括第二平台和第二组弹簧，该第二组弹簧将第二平台柔性地联接至固定框架。第二组弹簧可以被配置成在两个正交方向上挠曲，从而使得在两个正交方向上扫描第二平台。第二平台的运动方向可以与第一平台的运动方向相对。在一些实施例中，第二平台可以承载扫描激光雷达系统的第二光电组件。第二光电组件可以包括第二激光源和第二光电检测器。

根据本发明的一些其他实施例，利用扫描激光雷达系统进行三维成像的方法可以包括：在基本上垂直于激光雷达系统的光轴的平面内在两个维度上扫描激光雷达系统的光电组件。光电组件可以包括第一激光源和第一光电检测器。扫描光电组件可以包括：在第一方向上以第一频率扫描光电组件，以及在与第一方向基本上正交的第二方向上以第二频率扫描光电组件。第二频率与第一频率相似但不相同。该方法还可以包括：当在两个维度上扫描光电组件时，利用第一激光源在多个位置处发射多个激光脉冲；利用第一光电检测器检测一个或多个对象所反射出的多个激光脉冲的每个相应激光脉冲中的一部分；利用处理器确定发射每一个相应激光脉冲与检测相应的激光脉冲中的一部分之间的飞行时间；以及基所于确定的飞行时间来构建一个或多个对象的三维图像。

附图说明

图1示意性地图示了根据本发明的一些实施例的用于三维成像的激光雷达传感器。

图2A和图2B分别示出了部分完整的利萨如图样(Lissajous pattern)和完整的利萨如图样。

图3A和图3B示意性地图示了根据本发明的一些实施例的用于扫描激光雷达系统的挠曲机构。

图4A和图4B示意性地图示了根据本发明的一些其他实施例的用于扫描激光雷达系统的挠曲机构。

图5示意性地图示了根据本发明的另一些其他实施例的扫描激光雷达系统的挠曲机构。

图6图示了根据本发明的一些实施例的二维扫描激光雷达系统。

图7图示了根据本发明的一些其他实施例的二维扫描激光雷达系统。

图8图示了根据本发明的另一些其他实施例的二维扫描激光雷达系统。

图9和图10分别示出了根据本发明的一些实施例的二维扫描激光雷达系统900的透视图和顶视图。

图11示出了根据本发明的一些实施例的可用在图9和图10所图示的激光雷达系统中的挠曲结构的平面图。

图12示出了示意根据本发明的一些实施例的利用扫描激光雷达系统三维成像的方法1200的简化流程图。

具体实施方式

本发明通常涉及用于三维成像的激光雷达系统。更具体地，本发明涉及用于在两个维度上扫描激光雷达系统的方法和设备。仅通过示例的方式，本发明的实施例提供了扫描设备和方法，其在水平和竖直方向上进行的扫描是快速的，并且在两个方向上的扫描频率相似但不相同。

图1示意性地图示了根据本发明的一些实施例的用于三维成像的激光雷达(lidar)传感器100。激光雷达传感器100包括发射透镜130和接收透镜140，这两者均被固定。激光雷达传感器100包括激光源110a，该激光源110a基本上设置在发射透镜130的后焦平面上。激光源110a可操作成从发射透镜130的后焦平面中的相应发射位置发射激光脉冲120。发射透镜130被配置成将激光脉冲120准直并且将其导向位于激光雷达传感器100前方的对象150。对于激光源110a的给定的发射位置，经准直的激光脉冲120’被以相应的角度导向对象150。

对象150朝向接收透镜140反射出激光脉冲120的一部分122。接收透镜140被配置成将由对象150反射出的激光脉冲120的一部分122聚焦到接收透镜140的焦平面中的对应检测位置上。激光雷达传感器100还包括光电检测器160a，该光电检测器160a大体设置在接收透镜140的焦平面处。光电检测器160a被配置成在对应检测位置处接收并检测所述对象反射出的激光脉冲120的一部分122。光电检测器160a的对应检测位置与激光源110a的相应发射位置共轭。

激光脉冲120可以具有短持续时间，例如100ns的脉冲宽度。激光雷达传感器100还包括处理器190，该处理器190耦合至激光源110a和光电检测器160a。处理器190被配置成确定从发射到检测的激光脉冲120的飞行时间(time of flight，TOF)。由于激光脉冲120以光速行进，激光雷达传感器100与对象150之间的距离可以基于所确定的飞行时间来确定。

根据一些实施例，激光源110a可以被光栅扫描(raster scanned)到发射透镜130的后焦平面中的多个发射位置，并且被配置成在多个发射位置处发射多个激光脉冲。在相应发射位置处所发射的每一个激光脉冲通过发射透镜130进行准直并被以相应的角度导向对象150，以及在对象150的表面上的对应点处入射。因此，在激光源110a在发射透镜130的后焦平面中的一定区域内被光栅扫描时，对象150上的对应对象区域被扫描。光电检测器160a被光栅扫描到接收透镜140的焦平面中的多个对应的检测位置。光电检测器160a的扫描与激光源110a的扫描同步执行，使得光电检测器160a与激光源110a在任意给定时间总是彼此共轭的。

通过确定在各自发射位置处所发射的每一个激光脉冲的飞行时间，可以确定从激光雷达传感器100到对象150的表面上的每一个对应点的距离。在一些实施例中，处理器190可以与位置编码器耦合，该位置编码器检测每一个发射位置处的激光源110a的位置。基于发射位置，可以确定已准直的激光脉冲120’的角度。基于该角度和到激光雷达传感器100的距离，可以确定对象150的表面上的对应点的X-Y坐标。因此，基于从激光雷达传感器100到对象150的表面上的各个点的已测量的距离，可以构建对象150的三维图像。在一些实施例中，三维图像可以被表示为点云，也即对象150的表面上的点的X、Y、Z坐标的集合。

在一些实施例中，测量返回的激光脉冲的强度，并用于调整来自同一发射点的后续激光脉冲的功率，以便防止检测器的饱和、改善人眼安全，或者减少整体的能量消耗。可以通过改变激光脉冲的持续时间、施加到激光器的电压或电流、或者存储在用于为激光器供能的电容中的电荷，改变激光脉冲的功率。在后面的情况中，可以通过改变充电时间、充电电压或者到电容器的充电电流，改变存储在电容中的电荷。在一些实施例中，强度也可以用于向图像添加其他维度。例如，图像可以包含X、Y和Z坐标，还可以包含反射率(或者亮度)。

基于激光源110a的扫描范围以及发射透镜130的焦距，激光雷达传感器100的角视场(angular field of view，AFOV)可以被估算为：

其中，h为激光源110a沿某一方向的扫描范围，而f为发射透镜130的焦距。对于给定的扫描范围h，更短的焦距将产生更宽的AFOV。对于给定的焦距f，更大的扫描范围将产生更宽的AFOV。在一些实施例中，激光雷达传感器100可以包括多个激光源，该多个激光源在发射透镜130的后焦平面处被设置为阵列，使得可以在保持每一个独立的激光源的扫描范围相对小的同时获得更大的总AFOV。据此，激光雷达传感器100可以包括多个光电检测器，该多个光电检测器在接收透镜140的焦平面处被设置为阵列，每一个光电检测器与各自的激光源共轭。例如，如图1所图示的，激光雷达传感器100可以包括第二激光源110b和第二光电检测器160b。在其他的实施例中，激光雷达传感器100可以包括四个激光源和四个光电检测器，或者八个激光源和八个光电检测器。在一个实施例中，激光雷达传感器100可以包括被布置为4×2阵列的8个激光源以及被布置为4×2阵列的8个光电检测器，使得激光雷达传感器100在水平方向上具有的角视场(AFOV)可以比其在竖直方向上的角视场(AFOV)更宽。根据各个实施例，激光雷达传感器100的总角视场(AFOV)可以在从大约5度到大约15度的范围，或者在从大约15度到大约45度的范围，或者在从大约45度到大约90度的范围，这取决于发射透镜的焦距，每一个激光源的扫描范围，以及激光源的数量。

激光源110a可以被配置成在紫外光、可见光、或近红外波长的范围内发射激光脉冲。各激光脉冲的能量可大约为微焦耳，其对于在KHz范围内的重复率，通常被认为是人眼安全的。对于工作在大于约1500nm的波长的激光源，能量等级由于眼睛不会聚焦在那些波长上而可以更高。光电检测器160a可以包括硅雪崩光电二极管(silicon avalanchephotodiode)、光电倍增器(photmultiplier)、PIN二极管、或者其他半导体传感器。

激光雷达传感器100的角分辨率可以被有效地衍射限制，其可以被估算为：

θ＝1.22λ/D,

其中，λ为激光脉冲的波长，而D为透镜孔径的直径。角分辨率也可以取决于激光源110a的发射区域的大小以及透镜130和140的像差。根据各个实施例，激光雷达传感器100的角分辨率的范围可以是从大约1mrad到大约20mrad(大约0.05度至1.0度)，这取决于透镜的类型。

如上面所描述的，可以在基本上垂直于激光雷达系统的光轴的平面内，在两个维度上光栅扫描激光雷达系统中的激光源和光电检测器，从而在特定视场中形成对象的三维图像。通常，可以通过利用在一个方向上的相对快的扫描(例如行扫描)以及在正交方向上的慢得多的扫描(例如扫频(sweep)或帧扫描)的组合来实现二维扫描。为了便于描述，在此可以将快扫描称为水平扫描，而在此可以将慢扫描称为竖直扫描。这样的扫描方法在被应用于自动驾驶车辆中时，可能具有一定的不足。例如，在慢方向上的扫描频率可能对应于遇到路障的频率，这可能影响由激光雷达系统进行三维成像的位置精度。

本发明的实施例提供了扫描设备和扫描方法，其中，在水平和竖直方向两者上进行的扫描都是快的，并且在两个方向上的扫描频率相似但不相同。由此产生的激光源或光电探测器的轨迹可以由利萨如(Lissajous)图样(也称为利萨如曲线或利萨如图形)来表征。在数学上，利萨如曲线是以下参数化等式的图：

x＝A sin(at+δ),y＝B sin(bt),

其中，a和b分别是x方向(例如水平方向)上和y方向(例如竖直方向)上的频率；t是时间；而δ是相位差。

图2A示出了部分完整的利萨如图样。图2B图示了完整的利萨如图样。该图样的外观可能对比例a/b和相位差δ敏感。通过将频率a和b选择成在两个正交方向上彼此相似但明显不同，利萨如图样可在两个方向上呈现许多波瓣(lobe)。利萨如图样仅在比例a/b为有理数的情况下，可以闭合。对比例a/b和相位差δ两者都进行选择使得激光源或光电检测器的轨迹可以均匀地覆盖视场可能是有利的。

帧速率可以与两个频率a和b之间的差相关。在一些实施例中，可以基于期望的帧速率来选择扫描频率a和b。例如，如果期望的是每秒10帧的帧速率，则可以选择在水平方向上200Hz的频率而在竖直方向上210Hz的频率。在该示例中，可以精确地从帧到帧地重复利萨如图样。通过将两个频率a和b选择为显著地大于帧速率且适当地选择相位差δ，可以获得相对均匀且密集的视场覆盖范围。

在一些其他实施例中，如果期望利萨如图样不重复，则可以选择不同的频率比或者无理数的频率比。例如，可以将两个方向上的扫描频率a和b分别选择为200Hz和210.1Hz。在该示例中，如果帧速率是10帧每秒，则利萨如图样可不从帧到帧地重复。作为另一示例，可以将扫描频率a和b分别为选择201Hz和211Hz，使得比例a/b是无理数。在该示例中，利萨如图样也将从帧到帧地移动。在一些情况下，所期望的可能是使利萨如图形不从帧到帧地重复，因为来自后续帧的激光源或光电检测器的轨迹可能填充到来自更早帧的轨迹的间隙中，从而有效地具有更密集的视场覆盖范围。

在一些实施例中，也可以使用频率分离(frequency separation)，其为期望帧速速率的倍数。例如，可以将两个方向上的扫描频率a和b分别选择为200Hz和220Hz。在该情况下，例如，可以使用或10Hz或20Hz的帧。

可使用能够在两个正交方向上挠曲的挠曲件实现如上所描述的激光雷达系统的二维扫描。图3A和图3B示意性地图示了根据本发明的一些实施例的用于扫描激光雷达系统的挠曲机构。可以经由第一组四个板弹簧312a～312d将外框架310附接至两个固定的安装点302a和302b。安装点302a和302b可以附接至固定框架并且在空间上是固定的。外框架310可以承载激光雷达系统的光电组件，该光电组件可以包括一个或多个激光源以及一个或多个光电检测器，如上文关于图1所描述的那样。

第一组四个板弹簧312a～312d中的每一个板弹簧可以向左或向右以及向上或向下挠曲，从而相对于固定的安装点302a和302b来水平地和竖直地平移外框架310(并因此平移由外框架310承载的光电组件)。例如，图3A图示了外框架310相对于固定的安装点302a和302b向左平移(如箭头所示)，而图3B图示了外框架310相对于固定的安装点302a和302b向下平移(如箭头所示)。在一些实施例中，对于紧凑型构造，如图3A和图3B中所图示的那样，第一组四个板弹簧312a～312d中的每一个板弹簧可以是卷曲的。

在一些实施例中，如在图3A和图3B中所图示的，可以经由第二组四个板弹簧322a～322d将内框架320附接至两个固定的安装点302a和302b。与第一组四个板弹簧312a～312d相似，第二组板弹簧322a～322d中的每一个板弹簧可以向左或向右以及向上或向下挠曲，从而相对于固定的安装点302a和302b来水平地和竖直地平移内框架320。

在实践中，为了水平地和竖直地光栅扫描激光雷达系统的光电组件，外框架310和内框架320将以它们的谐振频率或接近于它们的谐振频率振动。通过适当地选择板弹簧312a～312d和322a～322d的形状，可以在水平方向和竖直方向上获得稍微不同的谐振频率。外框架310和内框架320可以在相对方向(即180度的反相)上移动，其类似于音叉的两个叉齿的作用。如果外框架310的重量与内框架320的重量被适当平衡，那么它们的相对运动可以消除振动，否则该振动将传递至外部支架。除了使振动最小化，其还可以增加系统的谐振品质因数Q，从而降低能量需求。

在一些实施例中，内框架320可以承载配重物(counterweight)。可替代地，内框架320可以承载激光雷达系统的光电组件，而外框架310可以承载配重物。在一些其他实施例中，内框架320可以承载激光雷达系统的第二光电组件，该第二光电组件包括一个或多个激光源以及一个或多个光电检测器。在一些其他实施例中，内框架320可以承载音圈电机(VCM)的磁体或线圈，该音圈电机提供了用于使弹簧312a～312d和322a～322d挠曲的机械驱动。

图4A和图4B示意性地图示了根据本发明的一些其他实施例的用于扫描激光雷达系统的谐振结构。框架410可以在其任一侧上附接至一对挠曲件420a和420b。框架410可以承载激光雷达系统的光电组件。为清楚起见，在图4A和图4B中并未示出配衡框架以及一组相关联的挠曲件。

可通过切割弹簧材料板来制造该对挠曲件420a和420b中的每一个。如图4A和图4B所图示的，卷曲构造可被用来增加弹簧的有效长度。该对挠曲件420a和420b中的每一个挠曲件的一端可以附接至固定的安装点430a～430d。该对挠曲件420a和420b可以在水平方向和竖直方向两者上挠曲，从而分别水平地和竖直地平移框架410，如图4A和图4B中的箭头所指示的那样。在实践中，为了水平地和竖直地光栅扫描激光雷达系统的光电组件，框架410可以其谐振频率或接近其谐振频率在水平方向和竖直方向两者上振动。

图5示意性地图示了根据本发明的另一些其他实施例的用于扫描激光雷达系统的谐振结构。框架510通过一组四个杆弹簧(rod spring)530a～530d附接至固定的基座520。框架510可以承载激光雷达系统的光电组件。为了清楚起见，在图5中并未图示出配衡框架以及一组相关联的杆弹簧。

杆弹簧530a～530d可以由诸如钢琴丝的弹簧钢制成。杆弹簧530a～530d可以做成在水平方向和竖直方向上具有稍微不同的谐振频率。在一些实施例中，这可以通过使杆弹簧530a～530d在水平方向上比在竖直方向上更加刚性来实现，反之亦然。在一些其他实施例中，这可以通过使杆弹簧530a～530d在其部分或整个长度上具有矩形或椭圆形截面来实现。与具有矩形截面的弹簧相比，使用具有椭圆形截面的弹簧可以减少拐角处的应力。可替代地，每一个杆弹簧530a～530d可以具有带圆角的矩形截面，以减少应力。在另一些实施例中，框架510可以包括诸如沟槽540A和540B的特征，使得在一个方向上的安装比在其它方向上更加刚性，因此即使杆在截面上是对称的，还是引入了谐振频率差。可替代地，这种安装特征也可以结合到固定基座520中。

激光雷达系统中实现如图4A和图4B或图5所图示的谐振结构的许多变形是可能的。例如，激光雷达系统可以具有两个光电组件，每一个光电组件具有一个或多个激光源以及一个或多个光电检测器。这两个光电组件可以安装在两个分离的框架上。联接至该两个框架的谐振结构可以被配置成在相对的方向上移动这两个框架。

在一些实施例中，可以设置音圈电机(VCM)以驱动单个框架，或者两个框架。两个谐振件之间的自然联接可以确保即使仅驱动一个框架，两个框架也可以大约相等的幅度振动。音圈电机可以具有动圈式设计或动磁式设计。在一些实施例中，可以将线圈安装在一个框架上并且可以将磁体安装在另一框架上。用于配重物或VCM的谐振件的刚度可以随着幅度的相应减少而增加，使得一个框架的动量基本上抵消另一框架的动量。

根据不同的实施例，分开的VCM可被用于沿两个正交轴的运动，或者结合了驱动的单个VCM可被用于沿两个轴的运动。在后一种情况下，可以使用高Q的谐振结构，以确保尽管该单个VCM被以两个频率驱动用于该两个轴，但是框架在每个相应方向上主要以其相应的谐振频率移动。也可以使用压电转换器或者其他的线性致动器来代替VCM作为驱动机构。

图6图示了根据本发明的一些实施例的具有利萨如扫描机构的二维扫描激光雷达系统600。激光雷达系统600可以包括：固定框架610、第一平台620和第二平台630，第一平台620经由第一组挠曲件670a和670b可移动地附接至固定框架610，第二平台630经由第二组挠曲件680a和680b可移动地附接至固定框架610。发射透镜612和接收透镜614安装在固定框架610上。该激光雷达系统600包括光电组件，该光电组件可以包括一个或多个激光源640以及一个或多个光电检测器650。该一个或多个激光源640以及一个或多个光电检测器650安装在第一平台上，使得一个或多个激光源640的发射表面基本上存在于发射透镜612的焦平面内，并且使得一个或多个光电检测器650的检测表面基本上存在于接收透镜614的焦平面内。

第一组挠曲件670a和670b可以被配置成使第一平台630相对于固定框架610向左或向右以及向纸内或向纸外运动。可以将包括磁体662和一对线圈660a和660b的VCM安装在第一平台620与第二平台630之间。在一些实施例中，如图6所图示的，可以将磁体662安装在第一平台620上，以及可以将该对线圈660a和660b安装在第二平台630上。VCM可以被配置成使第一平台620向左或向右运动，并且使第二平台620在相对方向上运动。第二平台630可以作为第一平台620的配重物，以使第二平台630的动量可以基本上抵消第一平台620的动量。在一些其他实施例中，该对线圈660a和660b的位置和磁体662的位置可以互换；也就是说，可以将该对线圈660a和660b安装在第一平台620上，而将磁体662安装在第二平台630上。可以使用第二VCM(未图示)，以使第一平台620和第二平台630向纸内或向纸外运动。

图7图示了根据本发明的一些其他实施例的具有利萨如扫描机构的二维扫描激光雷达系统700。激光雷达系统700与图6中示意的激光雷达系统600类似。但在这里，VCM安装在固定框架610与第二平台630之间，其中该对线圈660a和660b安装在固定框架上，而磁体662安装在第二平台630上。VCM被配置成使可承载配重物的第二平台630向左或向右运动。如果第一平台的谐振频率与第二平台630的谐振频率匹配，承载光电组件的第一平台620可在第二平台630的相对方向上和振。可以使用第二组线圈和第二磁体(未图示)，以使第二平台630向纸内或向纸外运动。

图8示意性地图示了根据本发明的另一些其他实施例的具有利萨如扫描机构的二维扫描激光雷达系统800。激光雷达系统800与图7所图示的激光雷达系统700类似。但在这里，该对线圈660a和660b的位置和磁体662的位置相反。也就是说，该对线圈660a和660b安装在第二平台630上，而磁体662安装在固定框架610上。

图9和图10分别图示了根据本发明的一些实施例的二维扫描激光雷达系统900的透视图和顶视图。激光雷达系统900包括：附接至固定基部910的发射透镜912和接收透镜914、可以承载激光雷达系统900的光电组件的第一框架920、以及可以承载配重物的第二框架930。第一组挠曲件970可以经由第一组柔性铰接件972将第一框架920柔性地联接至固定基部910。第二组挠曲件980可以经由第二组柔性铰接件982将第二框架930柔性地联接至固定基部910。第一组柔性铰接件972和第二组柔性铰接件982中的每一个可以是带状的，以使其可在Y方向(例如竖直方向)上比在X方向(例如水平方向)上更加刚性。

图11图示了根据本发明的一些实施例的可用于图9和图10所图示的激光雷达系统900中的挠曲结构的平面图。如图所示，挠曲结构包括固定基部910。固定基部910可以包括一个或多个用于连接至固定的外框架(在图9和图10中未图示)的安装孔912。该挠曲结构还可以包括一组第一挠曲件970。每一个第一挠曲件970的一端可以连接至固定基部910，而每一个第一挠曲件970的另一端可以具有用于连接至第一框架920的安装孔972，该第一框架920承载激光雷达系统900的光电组件，如图9和图10所图示。挠曲结构还包括一组第二挠曲件980。每一个第二挠曲件980的一端可以连接至固定基部910，而每一个第二挠曲件980的另一端可以具有用于连接至第二框架930的安装孔982，该第二框架930承载配重物。

图12图示了根据本发明的一些实施例的利用扫描激光雷达系统的三维成像的方法1200的简化的流程图。方法1200可以包括：在步骤1202，在基本上垂直于激光雷达系统的光轴的平面内以两个维度扫描激光雷达系统的光电组件。该光电组件可以包括第一激光源和第一光电检测器。扫描光电组件可以包括：在第一方向上以第一频率扫描光电组件，以及在与第一方向基本上正交的第二方向上以第二频率扫描光电组件。第二频率与第一频率相似但不相同。

方法1200可以进一步包括：在步骤1204，在两个维度上扫描光电组件时，利用第一激光源在多个位置处发射多个激光脉冲；以及在步骤1206，利用第一光电检测器检测从一个或多个对象反射出的多个激光脉冲的每一个相应的激光脉冲中的一部分。方法1200可以进一步包括：在步骤1208，利用处理器确定发射每一个相应的激光脉冲与检测相应的激光脉冲中的一部分之间的飞行时间；以及在步骤1210，基于所确定的飞行时间来构建一个或多个对象的三维图像。

应当理解的是，图12中示出的具体步骤提供了根据本发明的一些实施例的利用扫描激光雷达系统的三维成像的特定方法。根据可替代的实施例，也可以执行步骤的其他顺序。例如，本发明的可替代的实施例可以以不同的顺序执行上述的步骤。此外，图12中所示出的单独步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以以适合于该单独步骤的各种顺序来执行。另外，根据特定的应用，可以增加或移除额外的步骤。本领域普通技术人员可以意识到多种变化、修改和替代。

还应当理解的是，本文描述的示例和实施例仅用于说明目的，并且本领域技术人员将会提出根据本发明的各种修改或改变，这些修改或改变包括在本申请的精神和范围内和所附权利要求的范围内。