BR102016023584A2 - Apparatus, and method for scanning a target region - Google Patents

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Abstract

um método e aparelho para varredura de uma região alvo (218). uma divergência (230) de um feixe de laser (216) durante a varredura da região alvo (218) é definida. o feixe de laser (216) é direcionado para diferentes locais (220) na região alvo (218) a um ângulo de varredura (226). o ângulo de varredura (226) do feixe de laser (216) é definido enquanto o feixe de laser (216) é direcionado para os diferentes locais (220). variar pelo menos uma dentre a divergência (230) ou uma intensidade da variação no ângulo de varredura (226) durante a varredura da região alvo (218) faz variar uma resolução (240) para a região alvo (218).

Description

“APARELHO, E, MÉTODO PARA VARREDURA DE UMA REGIÃO ALVO” INFORMAÇÃO ANTCEDENTE 1. Campo: [001] A presente invenção se refere geralmente a sistemas de medição e, em particular, a sistemas de medição que usam luz. Ainda mais particularmente, a presente invenção se refere a um método e aparelho para sistemas de radar gerando informação de medição usina sistemas de radar luminoso (lidar). 2. Antecedentes: [002] O Lidar é uma tecnologia sensora que mede distância por iluminando um alvo com um laser e analisando respostas à iluminação do alvo. A palavra “lidar” é a contração das palavras “laser” e “radar”, e não um acrônimo.
[003] Os sistemas lidar são usados para muitas aplicações diferentes. Por exemplo, os sistemas lidar podem ser usados em sismologia, geração de nuvem de pontos, mapeamento, mapeamento de contorno, geração de imagem, navegação e outras aplicações.
[004] Com respeito a navegação, um sistema lidar pode ser usado para detecção e prevenção de obstáculos e quando se navega uma plataforma móvel através de um ambiente. Por exemplo, uma nuvem de pontos do ambiente pode ser gerada por um sistema lidar que fornece informação para determinar onde obstáculos podem existir. A plataforma móvel pode ser, por exemplo, um robô, um carro auto navegável ou algum outro tipo apropriado de veículo.
[005] Os sistemas lidar correntemente usados geram um padrão em uma região alvo usando um feixe de laser que tem uma divergência de feixe substancialmente uniforme na região alvo. Em outras palavras, o feixe de laser tem o mesmo diâmetro nas mesmas distâncias a partir do sistema lidar.
[006] Estes tipos de sistemas lidar, porém, fornecem apenas uma resolução através de toda a varredura. A região alvo, porém, pode ser limitada pela taxa de pulso e potência do sistema lidar. Aumentar o tamanho da região alvo pode resultar em uma resolução mais baixa. Como resultado, ter um tamanho desejado para uma região alvo pode não ser possível com uma resolução desejada.
[007] Portanto, seria desejável ter um método e aparelho que levassem em conta pelo menos algumas das questões discutidas acima, assim como outras questões possíveis. Por exemplo, seria desejável ter um método e aparelho que superassem um problema técnico com obter informação a respeito de uma região alvo com uma resolução desejada.
SUMÁRIO
[008] Uma modalidade da presente invenção prevê um aparelho compreendendo uma fonte de luz, um sistema de varredura e um sistema de focalização. A fonte de luz emite um feixe de laser durante uma operação da fonte de luz. O sistema de varredura direciona o feixe de laser para uma região alvo e define um ângulo de varredura do feixe de laser enquanto a varredura de região alvo ocorre. O sistema de focalização define uma divergência do feixe de laser enquanto a varredura da região alvo ocorre. Variar pelo menos uma de uma intensidade de variação do ângulo de varredura ou a divergência do feixe de laser enquanto a varredura da região alvo faz variar uma resolução dentro da região alvo.
[009] Uma outra modalidade ilustrativa da presente invenção prevê um método para varredura de uma região alvo. Uma divergência de um feixe de laser durante a varredura da região alvo é definida. O feixe de laser é direcionado para diferentes locais na região alvo a um ângulo de varredura. O ângulo de varredura do feixe de laser é definido enquanto o feixe de laser é direcionado para os diferentes locais. Variar pelo menos uma da divergência ou uma intensidade de variação do ângulo de varredura durante a varredura da região alvo faz variar uma resolução para a região alvo.
[0010] Ainda uma outra modalidade ilustrativa da presente invenção prevê um sistema de medição compreendendo uma fonte de luz, um sistema de varredura e um sistema de focalização. A fonte de luz emite um feixe de luz substancialmente coerente. O sistema de varredura direciona o feixe de luz substancialmente coerente para uma região alvo e define um ângulo de varredura para o feixe de luz substancialmente coerente. O sistema de focalização ajusta uma divergência do feixe de luz substancialmente coerente enquanto a varredura da região alvo ocorre. Variar pelo menos uma de uma intensidade de variação do ângulo de varredura ou a divergência do feixe de luz coerente enquanto a varredura da região alvo, faz variar uma resolução dentro da região alvo.
[0011] As características e funções podem ser obtidas independentemente em várias modalidades da presente invenção ou podem ser combinadas em ainda outras modalidades em que detalhes adicionais podem ser vistos com referência à descrição que se segue e aos desenhos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0012] As novidades que se acredita características das modalidades ilustrativas são dadas nas reivindicações anexas. As modalidades ilustrativas, porém, assim como um modo de uso preferido, outros objetivos e aspectos das mesmas, vão ser melhor entendidos por referência à seguinte descrição detalhada de uma modalidade ilustrativa da presente invenção quando lida em conjunto com os desenhos anexos, em que: [0013] A figura 1 é uma ilustração pictórica de um ambiente de medição de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 2 é uma ilustração de um diagrama de blocos de um ambiente de medição de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 3 é uma ilustração de um diagrama de blocos de um sistema de focalização de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 4 é uma ilustração de um diagrama de blocos de um sistema de varredura de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 5 é uma ilustração de um sistema de medição de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 6 é uma ilustração de um sistema de medição de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 7 é uma ilustração de um sistema de medição de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 8 é uma ilustração de um sistema de medição de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 9 é uma ilustração de um fluxograma de um processo para varredura de uma região alvo de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 10 é uma ilustração de um fluxograma de um processo para gerar informação a partir da varredura de uma região alvo de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 11 é uma ilustração de um fluxograma de um processo para operar uma plataforma de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 12 é uma ilustração de um fluxograma de um processo para selecionar componentes para um sistema de medição de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 13 é uma ilustração de um fluxograma de um processo para selecionar componentes para um sistema de medição de acordo com uma modalidade ilustrativa; A figura 14 é uma ilustração de um gráfico de um traçado de entrada desejada versus um ângulo de saída para uma lente de acordo com uma modalidade ilustrativa.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0014] As modalidades ilustrativas reconhecem e levam em conta uma ou mais diferentes considerações. Por exemplo, as modalidades ilustrativas reconhecem e levam em conta que em algumas aplicações, diferentes resoluções podem ser desejadas para diferentes porções de uma região alvo que está sendo varrida.
[0015] Por exemplo, quando se navega uma plataforma móvel autônoma tal como um robô, uma alta resolução é desejada sobre o trajeto na direção de deslocamento para o robô enquanto uma baixa resolução é apropriada para a periferia em tomo do trajeto. Como resultado, um sistema lidar pode ser usado com uma alta resolução enquanto um segundo sistema lidar pode ser usado com uma baixa resolução.
[0016] As modalidades ilustrativas reconhecem e levam em conta que a resolução requer mais do que um sistema lidar e pode usar mais potência, ter um custo maior e mais complexidade do que um sistema lidar simples. Por exemplo, as modalidades ilustrativas reconhecem e levam em conta que com um robô móvel autônomo, a potência pode ser um recurso valioso que deve ser conservado. O robô móvel autônomo pode incluir uma alimentação de potência na forma de um sistema de batería. O use de um sistema de batería limita a quantidade de potência que é disponível para operar o robô móvel autônomo. Como resultado, o uso maior de potência com múltiplos sistemas lidar ou um sistema lidar que é capaz de emitir mais pulsos por minuto pode resultar em um tempo de operação reduzido para o robô móvel autônomo.
[0017] As modalidades ilustrativas também reconhecem e levam em conta que seria desejável ter um sistema lidar que fosse capaz de fornecer diferentes resoluções em uma região alvo sem variar a taxa de quadro. A taxa de quadro é o número de varreduras da região alvo que pode ser realizado por um período de tempo. Por exemplo, a taxa de quadro pode ser 30 quadros por segundo, 60 quadros por segundo ou alguma outra taxa.
[0018] A taxa de quadro pode ser limitada em um sistema lidar por quão rapidamente o laser no sistema lidar é capaz de gerar pulsos. A medida que a resolução aumenta, mais locais são varridos, o que significa que mais pulsos precisam ser emitidos no mesmo lapso de tempo para varrer uma região alvo com a mesma taxa de quadro.
[0019] As modalidades ilustrativas reconhecem e levam em conta que usar resoluções mais baixas em algumas áreas e resoluções mais altas em outras áreas pode permitir varredura de uma região alvo com um menor número de emissões de um laser em comparação com varredura da região alvo apenas com uma alta resolução. Além disso, as modalidades ilustrativas também reconhecem e levam em conta que varredura com uma resolução uniforme pode às vezes deixar de fora objetos em uma região alvo. Em outras palavras, a resolução uniforme pode resultar em pontos cegos se a divergência do feixe de laser resulta em intervalos entre locais cobertos pelo laser na região alvo. Portanto, as modalidades ilustrativas reconhecem e levam em conta que pode ser desejável ter diferentes resoluções em diferentes porções da região alvo para reduzir os pontos cegos.
[0020] Assim, as modalidades ilustrativas preveem um método e aparelho em que pelo menos uma da intensidade de variação do ângulo de varredura ou a divergência do feixe de laser pode ser variada durante uma varredura da região alvo. A varredura da região alvo resulta em um quadro.
[0021] Como usada aqui, a frase “pelo menos um de”, quando usada com uma lista de itens, significa que diferentes combinações de um ou mais dos itens listados podem ser usadas e apenas um de cada item na lista pode ser necessário. Em outras palavras, “pelo menos um de” significa que qualquer combinação de itens e número de itens pode ser usada a partir da lista, mas nem todos os itens na lista são requeridos. O item pode ser um objeto, coisa ou uma categoria particular.
[0022] Por exemplo, sem limitação, “pelo menos um de item A, item B, ou item C” pode incluir item A, item A e item B, ou item B. Este exemplo também pode incluir item A, item B e item C ou item B e item C.
Naturalmente, quaisquer combinações destes itens podem estar presentes. Em alguns exemplos ilustrativos, “pelo menos um de” pode ser, por exemplo, sem limitação, dois de item A; um de item B e dez de item C; quatro de item B e sete de item C; ou outras combinações apropriadas.
[0023] As modalidades ilustrativas preveem um método e aparelho que varrem uma região alvo com diferentes resoluções. Por exemplo, em na mesma varredura, uma resolução mais alta está presente em uma ou mais áreas de interesse dentro da região alvo e uma resolução mais baixa está presente em outras áreas na região alvo. Em um exemplo ilustrativo, um sistema de medição compreende uma fonte de luz coerente, um sistema de varredura e um sistema de focalização.
[0024] O sistema de varredura direciona o feixe de laser para uma região alvo e define um ângulo de varredura do feixe de laser enquanto a varredura da região alvo ocorre. O sistema de focalização define uma divergência do feixe de laser enquanto a varredura da região alvo ocorre. Variar pelo menos uma da intensidade de variação do ângulo de varredura ou a divergência do feixe de laser enquanto a varredura a região alvo ocorre, faz variar uma resolução dentro da região alvo.
[0025] Com referência agora às figuras e, em particular, com referência à figura 1, uma ilustração pictórica de um ambiente de medição é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. Neste exemplo ilustrativo, o ambiente de medição 100 inclui uma instalação de fabricação 102 em que um robô móvel autônomo 104 opera. Neste exemplo ilustrativo, o robô móvel autônomo 104 se move ao longo de um trajeto 106. O trajeto 106 é definido por uma faixa 108 e uma faixa 110 sobre um piso 112 na instalação de fabricação 102. A faixa 108 e a faixa 110 podem ser formadas usando tinta, fita ou algum outro material que pode ser usado pelo robô móvel autônomo 104 para navegar através da instalação de fabricação 102.
[0026] Como representado, o robô móvel autônomo 104 compreende uma plataforma móvel 114, um braço robótico 116, um sistema lidar 118 e um controlador 120. A plataforma móvel 114 proporciona locomoção para o robô móvel autônomo 104. O braço robótico 116 pode ser usado para executar operações de fabricação na instalação de fabricação 102. O sistema lidar 118 gera informação a respeito do ambiente em torno do robô móvel autônomo 104. O controlador 120 controla a operação do robô móvel autônomo 104.
[0027] Neste exemplo ilustrativo, o sistema lidar 118 varre a região alvo 122. Como representado, uma porção central 124 da região alvo 122 fica diretamente adiante do robô móvel autônomo 104 e está na direção de deslocamento do robô móvel autônomo 104. Uma porção periférica 126 inclui a área fora da porção central 124. A porção central 124 tem uma resolução mais alta em comparação com a porção periférica 126 da região alvo 122.
[0028] A resolução mais alta na porção central 124 permite que o controlador 120 identifique um objeto 128 que obstrui o trajeto 106. A resolução mais baixa na porção periférica 126 é suficiente para detectar a presença de objetos que podem não estar diretamente em frente do robô móvel autônomo 104. Desta maneira, o controlador 120 pode navegar o robô móvel autônomo 104 em torno de obstáculos tais como o objeto 128 que pode estar sobre o trajeto 106.
[0029] Com referência agora à figura 2, uma ilustração de um diagrama de blocos de um ambiente de medição é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O ambiente de medição 100 é um exemplo de uma implementação para ambiente de medição 200 mostrada em forma de blocos na figura 2.
[0030] Neste exemplo ilustrativo, o ambiente de medição 200 inclui um sistema de medição 202. Como representado, o sistema de medição 202 inclui uma fonte de luz 204, um sistema de varredura 206, um sistema de focalização 208, um detector 210 e um controlador 212.
[0031] A fonte de luz 204 emite um feixe de luz substancialmente coerente 214. No exemplo ilustrativo, a fonte de luz 204 emite o feixe de luz substancialmente coerente 214 na forma de um feixe de laser 216 durante a operação da fonte de luz 204.
[0032] Em um exemplo ilustrativo, o feixe de laser 216 pode ter um comprimento de onda selecionado de cerca de 10 nm a cerca de 700 nm. Outros comprimentos de onda ou gamas de peso podem ser usados dependendo da implementação. Por exemplo, o comprimento de onda pode ser de cerca de 250 nm a cerca de 1000 nm em algumas implementações.
[0033] Além disso, a fonte de luz 204 emite o feixe de laser 216 como um dentre um feixe de laser contínuo e um feixe de laser pulsado. Quando o feixe de laser 216 é um feixe de laser contínuo, o feixe de laser 216 pode ser modulado, tal como um feixe de laser de onda contínua modulado em frequência (FMCW).
[0034] Como representado, o sistema de varredura 206 direciona p feixe de laser 216 para a região alvo 218. Em particular, o sistema de varredura 206 direciona o feixe de laser 216 para locais 220 na região alvo 218.
[0035] A região alvo 218 é uma região para a qual informação 222 é desejada. A região alvo ter vários formatos. Por exemplo, a região alvo 218 pode ter um formato selecionado dentre um círculo, um quadrado, um retângulo, um trapézio, um oval, um polígono, um pentágono, um hexágono, um losango, um polígono regular, um polígono irregular, um formato regular, um formato irregular ou algum outro formato apropriado.
[0036] Como representado, o sistema de varredura 206 opera para definir um ângulo de varredura 226 do feixe de laser 216 enquanto a varredura de região alvo 218 ocorre. O ângulo de varredura 226 é um ângulo de feixe de laser 216 com respeito a uma referência a partir de que o ângulo de feixe de laser é medido. O ângulo de varredura 226 de feixe de laser 216 é medido a partir do sistema de varredura 206 para a região alvo 218.
[0037] Cada local nos locais 220 alcançado pelo feixe de laser 216 tem um ângulo de varredura relativo a ângulos de varredura para outros locais nos locais 220. O ângulo de varredura 226 para feixe de laser 216 varia de maneira tal que o feixe de laser 216 se move de um local para um outro local nos locais 220.
[0038] Por exemplo, o ângulo de varredura 226 pode ser aumentado por 1 para mover o feixe de laser 216 do primeiro local para um segundo local. O amento de 1 grau no ângulo de varredura 226 é uma intensidade de variação do ângulo de varredura 226.
[0039] A intensidade de variação do ângulo de varredura 226 de3 um local para outro local pode variar resultando em uma variação de resolução angular 228 para informação 222 a respeito da região alvo 218. A resolução angular 228 é a medida de um ângulo com respeito à capacidade de distinguir entre diferentes objetos. Por exemplo, a resolução angular 228 é o ângulo de separação mínimo em que dois alvos iguais podem ser distinguidos um do outro na mesma gama.
[0040] A medida que a intensidade da variação de ângulo de Λ varredura 226 aumenta, a resolução angular 228 diminui. A medida que a intensidade da variação de ângulo de varredura 226 diminui, a resolução angular 228 aumenta.
[0041] Por exemplo, a variação de ângulo de varredura 226 pode aumentar o ângulo de varredura por 0,5 grau. A variação de ângulo de varredura 226 pode então aumentar o ângulo de varredura por 1 grau. A variação de 1 grau de ângulo de varredura 226 resulta em uma resolução angular mais baixa em comparação com a variação de 0,5 grau no ângulo de varredura 226.
[0042] No exemplo ilustrativo, o sistema de focalização 208 define a divergência 230 de feixe de laser 216 enquanto a varredura de região alvo 218 ocorre. Variar a divergência 230 de feixe de laser 216 varia a resolução espacial 232 de informação 222. A medida que a divergência 230 aumenta, a resolução espacial 232 diminui e à medida que a divergência 230 diminui, a resolução espacial 232 aumenta.
[0043] A resolução espacial 228 é uma medida de detalhe e pode ser expressa como o número de pixels 233 que podem estar presentes na informação 222 para a região alvo 218. A medida pode ser pixels por linha, pontos por polegada (2,54 cm) ou alguma outra medida. Como representado, a divergência 230 afeta os pixels por linha e pontos por polegada.
[0044] Um detector 210 detecta respostas 234 para o feixe de laser 216 sendo direcionado para locais 220 na região alvo 218. Distâncias 236 para os locais 220 na região alvo 218 são identificadas usando respostas 234 e são parte da informação 222.
[0045] Neste exemplo ilustrativo, o controlador 212 controla os componentes de operação do sistema de medição 202, tais como a fonte de luz 204, o sistema de varredura 206, o sistema de focalização 208 e o detector 210. Por exemplo, o controlador 212 controla o sistema de varredura 206 e o sistema de focalização 208 para definir pelo menos um dentre ângulo de varredura 226 ou divergência 230 para o feixe de laser 216.
[0046] Como representado, o controlador 212 está em comunicação com o detector 210. O controlador 212 identifica informação 222 a respeito da região alvo 218 com base em respostas 234 detectadas pelo detector 210.
[0047] Por exemplo, o controlador 212 pode identificar distâncias 236 para os locais 220. As distâncias 236 para os locais 220 na região alvo 218 também podem ser identificadas usando pelo menos um dentre um tempo de voo (TOS), intensidades de respostas 234, ou outra informação usando as respostas 234.
[0048] As distâncias 236 a partir de uma varredura da região alvo 218 podem ser usadas para gerar imagem 238. Os pixels 233 na imagem 238 correspondem aos locais 220.
[0049] Como representado, a taxa na qual imagens 238 podem ser geradas a partir da varredura da região alvo 218 é medida como uma taxa de quadro. A taxa de quadro pode ser em quadros por segundo (FPS).
[0050] Variar a intensidade de variação de ângulo de varredura 226 ou divergência 230 durante a varredura da região alvo 218 varia a resolução 240 dentro da região alvo 218. A resolução 240 inclui pelo menos uma dentre resolução angular 228 ou resolução espacial 232. Variando pelo menos uma da intensidade de variação de ângulo de varredura 226 e resolução angular 228, diferentes resoluções podem estar presentes para a região alvo 218. Como resultado, diferentes resoluções podem estar presentes dentro da imagem 238.
[0051] Resoluções mais altas e mais baixas podem ser selecionadas dentro da região alvo 218 para manter uma desejada taxa de quadro se a taxa na qual que o feixe de laser 216 é emitido limita a taxa de quadro para a região alvo 218. Por exemplo, a fonte de luz 204 pode apenas ser capaz de emitir um máximo de 1000 pulsos por segundo. Com esta taxa de emissão, a fonte de luz 204 é capaz de incluir 1000 locais em uma varredura de região alvo 218 com uma taxa de quadro de 1 quadro por segundo.
[0052] Se os 1000 locais para a região alvo 218 é insuficiente para uma desejada cobertura a uma divergência selecionada e na intensidade de variação de ângulo de varredura 226, locais adicionais podem ser acrescidos aos locais 220. Adicionar aos locais 220, porém, reduz a taxa de quadro.
[0053] Com o sistema de medição 202, o sistema de varredura 206 controla o ângulo de varredura 226 do feixe de laser 216 e o sistema de focalização 208 para variar pelo menos uma da intensidade de variação de ângulo de varredura 226 ou divergência 230 do feixe de laser 216 enquanto varre a região alvo 218. Variar pelo menos uma da intensidade de variação de ângulo de varredura 226 ou divergência 230 do feixe de laser 216 enquanto a varredura região alvo 218 varia a resolução 240. Como representado, a resolução 240 inclui pelo menos uma de resolução angular 228 ou resolução espacial 232.
[0054] A variação de resolução 240 durante a varredura da região alvo 218 pode permitir que o feixe de laser 216 seja direcionado para os locais 220 sem aumentar o número de locais 220. A variação pode também permitir varredura dos locais 220 sem reduzir a taxa de quadro.
[0055] O controlador 212 pode ser implementado em software, hardware, firmware ou uma combinação destes. Quando software é usado, as operações realizadas pelo controlador 212 podem ser implementadas em código de programa configurado para rodar sobre hardware, tal como uma unidade de processador. Quando firmware é usado, as operações realizadas pelo controlador 212 podem ser implementadas em código de programa e dados e armazenadas em memória persistente para rodar sobre uma unidade de processador. Quando hardware é empregado, este hardware pode incluir circuitos que operam para realizar as operações no controlador 212.
[0056] Nos exemplos ilustrativos, o hardware pode tomar a forma de um sistema de circuito, um circuito integrado, um circuito integrado específico para a aplicação (ASIC), um dispositivo lógico programável, ou algum outro tipo apropriado de hardware configurado para realizar uma série de operações. Com um dispositivo lógico programável, este dispositivo pode ser configurado para realizar a série de operações. O dispositivo pode ser reconfigurado em um tempo posterior ou pode ser permanentemente configurado para realizar a série de operações. Dispositivos lógicos programáveis incluem, por exemplo, um grupo lógico programável, uma lógica de grupo programável, um grupo lógico programável em campo, um grupo de porta programável em campo e outros dispositivos de hardware apropriados. Adicionalmente, os processos podem ser implementados em componentes orgânicos integrados com componentes inorgânicos e podem ser compostos inteiramente de componentes orgânicos excluindo um ser humano. Por exemplo, os processos podem ser implementados como circuitos em semicondutores orgânicos.
[0057] Assim, o sistema de medição 202 opera como um sistema de radar luminoso (lidar) de resolução variável. No exemplo ilustrativo, o sistema de medição 202 pode ser associado com uma plataforma 242. Quando um componente é “associado” com um outro componente, a associação é uma associação física. Por exemplo, um primeiro componente, o sistema de medição 202, pode ser considerado ser fisicamente associado com um segundo componente, a plataforma 242, por pelo menos um de estar preso ao segundo componente, ligado ao segundo componente, montado no segundo componente, soldado no segundo componente, fixado ao segundo componente ou conectado ao segundo componente de alguma outra maneira apropriada. O primeiro componente também pode ser conectado ao segundo componente usando um terceiro componente. O primeiro componente pode também ser considerado ser fisicamente associado com o segundo componente por ser formado como parte do segundo componente, extensão do segundo componente ou ambos.
[0058] Como representado, a plataforma 242 pode tomar diferentes formas. Por exemplo, a plataforma 242 pode ser selecionada dentre uma de uma plataforma móvel, uma plataforma estacionária, uma estrutura baseada em terra, uma estrutura baseada em água, uma estrutura baseada no espaço, um robô móvel autônomo, um veículo, um carro auto dirigível, uma aeronave, um veículo aéreo não tripulado, uma nave de superfície, um tanque, um portador pessoal, uma espaçonave, uma estação espacial, um dispositivo portátil, um dispositivo vestível, um satélite, ou alguma outra plataforma apropriada.
[0059] Quando a plataforma 242 é um robô móvel, a região alvo 218 pode estar na direção de deslocamento do robô móvel. Como representado, o controlador 212 também pode controlar a operação da plataforma 242. Informação 222 pode ser usada pelo controlador 212 para controlar movimento do robô móvel para atingir um local de destino ao mesmo tempo que evita obstáculos.
[0060] Em um outro exemplo, a região alvo 218 pode estar onde uma peça de trabalho está localizada. Informação 222 pode ser usada pelo robô móvel para realizar uma operação de fabricação sobre a peça de trabalho, tal como abrir um furo, aplicar vedante, instalar fixadores ou alguma outra operação apropriada.
[0061] Em ainda um outro exemplo, a plataforma 242 pode ser um carro auto dirigível e a região alvo 218 pode ser a via adiante do carro auto dirigível. Informação 222 pode ser usada para identificar obstáculos, tais como outros carros, sobre a via e locais de saídas, sinalizações e outros objetos no lado da via. Com informação 222 acerca da distância, o carro auto dirigível pode navegar para um destino, manter a posição do carro auto dirigível em uma pista de uma via, ou realizar alguma outra operação.
[0062] Assim, o exemplo ilustrativo fornece uma ou mais soluções técnicas para um problema técnico com obtenção de informação a respeito de uma região alvo com uma resolução desejada. Variando a resolução dentro de uma região alvo, uma resolução mais alta pode ser obtida para uma ou mais porções de interesse na região alvo. Resoluções mais baixas podem ser usadas para outras porções na região alvo. Como resultado, um efeito técnico de uma ou mais soluções técnicas é uma capacidade de manter uma taxa em que varreduras da região alvo podem ser realizadas quando a fonte de luz limita a taxa quando toda a região alvo é varrida a uma resolução mais alta.
[0063] Com referência em seguida à figura 3, uma ilustração de um diagrama de blocos de um sistema de focalização é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. Nos exemplos ilustrativos, o mesmo número de referência pode ser usado em mais do que uma figura. Esta reutilização de um número de referência em diferentes figuras representa o mesmo elemento nas diferentes figuras. No exemplo ilustrativo, o sistema de focalização 208 pode ter uma série de diferentes configurações.
[0064] Por exemplo, o sistema de focalização 208 pode ser composto de uma primeira lente 300 e uma segunda lente 302 alinhadas sobre um eixo geométrico óptico 304. A primeira lente 300 e a segunda lente 302 formam um sistema de lente de foco variável. O eixo geométrico óptico 304 estende-se centralmente através da primeira lente 300 e da segunda lente 302.
[0065] Como representado, a segunda lente 302 é móvel sobre o eixo geométrico óptico 304 em relação à primeira lente 300. Neste exemplo representado, a segunda lente 302 é selecionada dentre uma de uma lente convergente e uma lente de divergência.
[0066] O feixe de laser 216 passa através da primeira lente 300 ao longo do eixo geométrico óptico 304. O feixe de laser 216 então passa através da segunda lente 302 depois de passar através da primeira lente 300. A divergência 230 do feixe de laser 216 é variada movendo a segunda lente 302 ao longo do eixo geométrico óptico 304 em relação à primeira lente 300.
[0067] Em um outro exemplo ilustrativo, o sistema de focalização 208 pode incluir uma lente de divergência 306 além ou em lugar da primeira lente 300 e da segunda lente 302. Como representado, a lente de divergência 306 tem diferentes níveis de divergência 308 em diferentes seções 310 da lente de divergência 306.
[0068] A divergência 230 do feixe de laser 216 para um local na região alvo 218 é definida com base em qual seção em diferentes seções 310 que o feixe de laser 216 passa através da lente de divergência 306. Por exemplo, o sistema de varredura 206 direciona o feixe de laser 216 para diferentes seções 310 da lente de divergência 306 de maneira tal que a divergência 230 do feixe de laser 216 varia além do feixe de laser 216 ser direcionado para locais 220 na região alvo 218 na figura 2. Em outras palavras, o feixe de laser 216 pode estar através de diferentes seções 310 da lente de divergência 306 de maneira tal que a divergência 230 do feixe de laser 216 varia com base em qual seção de lente de divergência 306 o feixe de laser 216 passa.
[0069] A lente de divergência 306 pode ser implementada usando diferentes tipos de lentes. Por exemplo, a lente de divergência 306 pode ser selecionada dentre uma de uma lente esférica, uma lente cilíndrica, uma lente asférica ou algum outro tipo apropriado de lente.
[0070] Voltando em seguida à figura 4, uma ilustração de um diagrama de blocos de um sistema de varredura é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. No exemplo ilustrativo, o sistema de varredura 206 pode ter uma série de diferentes configurações.
[0071] Em um exemplo ilustrativo, o sistema de varredura 206 compreende uma série de espelhos 400 móveis em tomo de uma série de eixos 402. Como usada aqui, uma “série de” quando usada com referência com itens significa um ou mais itens. Por exemplo, uma série de espelhos 400 é um ou mais dos espelhos 400.
[0072] Em um exemplo ilustrativo, a série de espelhos 400 pode ser um espelho 404 que gira em torno de um primeiro eixo 406 e um segundo eixo 408. Desta maneira, o feixe de laser 216 pode ser direcionado para varrer locais 220 na região alvo 218.
[0073] Em um outro exemplo ilustrativo, o espelho 404 é um primeiro espelho 410 e o sistema de varredura 206 inclui um segundo espelho 412. O primeiro espelho 410 gira em tomo do primeiro eixo 406 e o segundo espelho gira em tomo de segundo eixo 408.
[0074] Em ainda um outro exemplo ilustrativo, o sistema de varredura 206 inclui um prisma de Do ve 414. O prisma de Dove 414 pode ser usado em lugar do segundo espelho 412 e gira em tomo do segundo eixo 408 para direcionar o feixe de laser 216.
[0075] A ilustração de ambiente de medição 200 e diferentes componentes nas figuras 2-4 não significa implicar em limitações físicas ou arquitetônicas à maneira em que uma modalidade ilustrativa pode ser implementada. Outros componentes além ou em lugar daqueles ilustrados podem ser usados. Alguns componentes podem ser desnecessários. Também, os blocos são apresentados para ilustrar alguns componentes funcionais. Um ou mais destes blocos podem ser combinados, divididos, ou combinados e divididos em diferentes blocos quando implementados em uma modalidade ilustrativa.
[0076] Por exemplo, o sistema de medição 202 também pode incluir uma alimentação de potência ou uma conexão a uma fonte de potência. Como um outro exemplo, controlador 212 é mostrado como um componente separado do sistema de medição 202.
[0077] Em alguns exemplos ilustrativos, o controlador 212 pode ser parte do sistema de medição 202. Além disso, o controlador 212 pode ser distribuído em mais do que um local físico. Por exemplo, uma primeira parte do controlador 212 pode estar localizada no sistema de medição 202 e pode controlar o sistema de medição 202, enquanto que uma segunda parte do controlador 212 pode estar localizada fora do sistema de medição 202 e da plataforma 242. Por exemplo, a segunda parte do controlador 212 pode estar associada com a plataforma 242 ou em um local remoto ao sistema de medição 202 e à plataforma 242.
[0078] Como um outro exemplo, o sistema de focalização 208 na figura 3 pode também incluir um sistema de motor ou atuador para mover a segunda lente 302 ao longo do eixo geométrico óptico 304. Adicionalmente, o sistema de varredura 206, como representado na figura 4, pode também incluir um sistema de motor que faz girar o primeiro espelho 410, o segundo espelho 412 e o prisma de Do ve 418.
[0079] Voltando à figura 5, uma ilustração de um sistema de medição é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. Neste exemplo ilustrativo, o sistema de medição 500 é um exemplo de uma implementação do sistema de medição 202 mostrado em forma de bloco na figura 2.
[0080] Como representado, o sistema de medição 500 inclui um laser 502, um sistema de focalização 504, um sistema de varredura 506, e um detector 508. O laser 502 é um exemplo da fonte de luz 204; o sistema de focalização 504 é um exemplo do sistema de focalização 208; o sistema de varredura 506 é um exemplo do sistema de varredura 206 e o detector 508 é um exemplo do detector 210.
[0081] Neste exemplo ilustrativo, o sistema de focalização 504 inclui uma primeira lente 510 e uma segunda lente 512. A primeira lente 510 e a segunda lente 512 são posicionadas sobre um eixo geométrico óptico 514. Como representado, a primeira lente 510 é fixa e a segunda lente 512 é móvel ao longo do eixo geométrico óptico 514 no sentido da seta 515.
[0082] Como representado, o sistema de varredura 506 inclui um espelho de varredura 516. Neste exemplo ilustrativo, o espelho de varredura 516 é rotativo em torno de dois eixos.
[0083] O detector 508 inclui uma série de diferentes componentes. Como representado, o detector 508 inclui um espelho unidirecional 518 e uma unidade de fotodetector 520.
[0084] Durante a operação, o laser 502 emite um feixe de laser 522 em pulsos. Os pulsos para o feixe de laser 522 se deslocam através do espelho unidirecional 518 e então através da primeira lente 510 e da segunda lente 512 sobre um trajeto 519. A segunda lente 512 pode ser movida para variar a divergência do feixe de laser 522.
[0085] Depois disso, o feixe de laser 522 alcança espelho de varredura 516. O espelho de varredura 516 gira para direcionar o feixe de laser 522 para uma região alvo 524 sobre o trajeto 519. Como representado, a região alvo 524 tem um formato retangular. Diferentes locais nos locais 526 na região alvo 524 são alcançados pelo feixe de laser 522 variando o ângulo de varredura de feixe de laser 522 através da rotação do espelho de varredura 516.
[0086] O laser 502 é controlado para temporizar pulsos de maneira tal que cada pulso para feixe de laser 522 alcança um diferente dos locais 526. Variar o ângulo de varredura do feixe de laser 522 varia o trajeto 519 para alcançar diferentes dentre os locais 526 durante uma varredura da região alvo 524.
[0087] Neste exemplo ilustrativo, os locais 526 e a região alvo 524 são varridos pelo feixe de laser 522 com respostas (não mostradas) retomando ao espelho de varredura 516 e sendo direcionadas através da primeira lente 510 e da segunda lente 512 para o espelho unidirecional 518 ao longo do trajeto 519. O espelho unidirecional 518 direciona a resposta para a unidade de fotodetector 520.
[0088] Como representado, uma única varredura da região alvo 524 pode ser realizada para obter informação de distância acerca da região alvo 524. Além disso, a intensidade ou a dimensão da variação em graus entre cada local pode ser variada pelo espelho de varredura 516 durante a varredura da região alvo 524.
[0089] Esta variação pode ser usada para variar a resolução angular que varia o trajeto 519 para a região alvo 524. A informação proveniente de uma única varredura da região alvo 524 pode ser usada para formar uma imagem, que é um quadro proveniente da única varredura da região alvo 524.
[0090] Adicionalmente, a divergência do feixe de laser 522 pode ser variada durante a varredura da região alvo 524. Esta variação pode ser formada movendo a segunda lente 512 em relação à primeira lente 510. Variar a divergência do feixe de laser 522 faz variar o diâmetro do feixe de laser 502 a uma distância particular a partir do sistema de focalização 504. A variação de divergência varia a resolução espacial. No exemplo ilustrativo aqui, pelo menos uma dentre a variação no ângulo de varredura ou a divergência do feixe de laser 522 é definida de maneira tal que uma variação em um número de graus no ângulo de varredura de um local a outro local nos locais 526 na região alvo 524 é aproximadamente igual a um número de graus para a divergência.
[0091] Como representado, cada local nos locais 526 na região alvo 524 mostra um diâmetro de feixe a uma distância particular a partir do sistema de medição 500. O diâmetro do feixe é definido pela divergência do feixe de laser 522 como controlada pelo sistema de focalização 504. Como mostrado neste exemplo, quando a dimensão da variação do ângulo de varredura aumenta, a divergência do feixe de laser 522 também aumenta de maneira tal que o diâmetro de feixe de laser 522 também aumenta. Em outras palavras, a variação da divergência é baseada na variação do ângulo de varredura.
[0092] Desta maneira, o diâmetro de feixe de laser 522 pode ser controlado para cobrir a região alvo 524 de uma maneira que reduz a possibilidade de que um objeto possa estar localizado entre diâmetros de feixe em um ponto cego na região alvo 524. A resolução para os locais 526 na região alvo 524 pode variar na mesma varredura da região alvo 524.
[0093] Como representado, os locais 526 na região alvo 524 têm a mais alta densidade de varredura dentro da seção 528 na região alvo 524. Em outras palavras, a densidade de locais 526 é a mais alta e o diâmetro de feixe de laser 522 é o menor nesta seção. A seção 528 tem a mais alta resolução na região alvo 524. A intensidade de variação do ângulo de varredura e a divergência de feixe de laser 522 é a menor para os locais 526 na seção 528 em comparação com outras partes da região alvo 524.
[0094] Os locais 526 na seção 530 e na seção 532 têm a próxima menor intensidade de variação do ângulo de varredura e a próxima menor intensidade de divergência do feixe de laser 522. A densidade dos locais 526 na seção 530 e na seção 532 são menores do que na seção 528. Além disso, a resolução da seção 530 e da seção 532 é mais baixa do que na seção 528.
[0095] Neste exemplo ilustrativo, os locais 526 na seção 534 e na seção 536 têm uma variação maior do o ângulo de varredura e uma maior divergência em comparação com os locais 526 na seção 530 e na seção 532. A seção 534 e a seção 536 têm uma resolução mais baixa do que a seção 530 e a seção 532.
[0096] Como representado, os locais 526 na seção 538 e na seção 540 têm a maior variação do ângulo de varredura e a maior divergência do feixe de laser 522. Como resultado, a seção 538 e a seção 540 têm a mais baixa resolução na região alvo 524.
[0097] Desta maneira, as respostas ao feixe de laser 522 a partir dos locais 526 pode fornecer um nível desejado de cobertura dentro da região alvo 524 usando um número mais baixo de locais 526 em comparação com a realização da varredura usando o ângulo de varredura e divergência mostrados na seção 528. Em outras palavras, um menor número de emissões de feixe de laser 522 pode ser usado para cobrir substancialmente a região alvo 524 em comparação com usar mais emissões de feixe de laser 522 quando a densidade dos locais 526 é a mesma que na seção 528 através de toda a região alvo 524.
[0098] Usando uma varredura de densidade mais alta através de toda a região alvo 524, informação de alta resolução pode ser obtida. Porém, uma taxa de quadro mais baixa pode ocorrer dependendo da velocidade em que o laser 502 é capaz de emitir pulsos de feixe de laser 522.
[0099] Usando varredura de densidade mais baixa com maior divergência do feixe de laser 522 em regiões fora da seção 528, a região alvo 524 pode ser coberta de uma maneira desejada enquanto se reduz o número de emissões do feixe de laser 522 por laser 502 necessárias para a varredura da região alvo 524. Como resultado, uma redução da taxa de quadro pode ser evitada em comparação com manter uma resolução mais alta através de toda a região alvo 524.
[00100] As seções na região alvo 524 para ter resoluções ais altas e mais baixas podem ser selecionadas com base na razão particular para varredura da região alvo 524. Por exemplo, quando se varre um horizonte da terra para objetos, a seção 528 pode estar localizada no horizonte. A resolução mais alta pode permitir tanto detectar quanto identificar objetos. As resoluções mais baixas mais afastadas da seção 528 podem identificar a presença de um objeto ou movimento sem identificar quais objetos estão na região alvo 524. Como um outro exemplo, uma seção na região alvo 524 selecionada para alta resolução pode ser um para uma via ou trajeto.
[00101] Voltando à figura 6, uma ilustração de um sistema de medição é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. Neste exemplo ilustrativo, o sistema de medição 500 é um outro exemplo de uma implementação do sistema de medição 202 mostrado em forma de bloco na figura 2.
[00102] Neste exemplo, oi sistema de varredura 504 também inclui uma lente 600. Como representado, a lente 600 é usada neste exemplo ilustrativo para aumentar ou diminuir a deflexão do feixe de laser 522 pelo espelho de varredura 516.
[00103] Neste exemplo, o feixe de laser 522 é direcionado para locais 602 em uma região alvo 603. Como representado, a região alvo 603 tem um formato circular, em comparação com o formato retangular da região alvo 524 na figura 5. Neste exemplo, a densidade de varredura diminui afastando-se do centro 604 da região alvo 603.
[00104] Como representado, a seção 605 tem a densidade de varredura a mais alta com a mais alta densidade de locais 602. A variação do ângulo de varredura e o desvio do feixe de laser 522 é a menor na seção 605. Esta seção tem a resolução a mais alta na região alvo 603.
[00105] A seção 606 tem uma densidade mais baixa de locais 602 em comparação com a seção 605. A resolução desta seção é a próxima a mais alta na região alvo 603. A seção 608 tem uma densidade mais baixa de locais 602 em comparação com a seção 606. Em outras palavras, a variação do ângulo de varredura e a divergência são maiores em comparação com a seção 606.
[00106] A seção 610 tem uma densidade de varredura mais baixa do que a seção 608. A resolução na seção 610 é mais baixa do que na seção 608. A seção 610 tem a densidade de varredura a mais baixa e a densidade a mais baixa de locais 602 na região alvo 603.
[00107] Com referência agora à figura 7, uma ilustração de um sistema de medição é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. Neste exemplo ilustrativo, o sistema de medição 500 é ainda um outro exemplo de uma implementação do sistema de medição 202 mostrado em forma de bloco na figura 2.
[00108] Neste exemplo, o sistema de varredura 504 também inclui um prisma de Dove 700. O prisma de Dove 700 gira em tomo de um eixo. Como representado, o espelho de varredura 516 gira em tomo de um eixo ao invés de em torno de dois eixos. Neste exemplo ilustrativo, o prisma de Dove 700 gira sobre um diferente eixo do espelho de varredura 516.
[00109] A rotação do prisma de Dove 700 faz o feixe de laser 522 ser emitido em um padrão circular na região alvo 603. A variação da rotação de espelho de varredura 516 faz o ângulo de varredura do feixe de laser 522 variar em uma direção radial a partir do centro 604 na região alvo 603.
[00110] Voltando à figura 8, uma ilustração de um sistema de medição é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. Neste exemplo ilustrativo, o sistema de medição 500 é um outro exemplo de implementação do sistema de medição 202 mostrado em forma de bloco na figura 2.
[00111] Neste exemplo ilustrativo, uma lente 800 e uma lente de divergência 802 são parte do sistema de varredura 506. A lente 800 e a lente de divergência 802 são também parte do sistema de focalização 504.
[00112] O espelho de varredura 516 gira em torno de dois eixos para direcionar o feixe de laser 522 através de diferentes seções da lente de divergência 802. A lente de divergência tem diferentes níveis de divergência em diferentes seções de lente de divergência 802. A
[00113] Como resultado, a divergência do feixe de laser 522 pode ser definida com base na seção particular através de que o feixe de laser 522 passa através da lente de divergência 802. Além disso, as diferentes seções de lente de divergência 802 também defletem o feixe de laser 522 para direcionar o feixe de laser 522 para um dos locais 602 na região alvo 603.
[00114] Assim, as diferentes densidades de varredura como mostrado para os locais 602 na região alvo 603 são obtidas com base na seção particular através de que o feixe de laser 522 passa através da lente de divergência 802. Por exemplo, o centro da lente de divergência 802 tem uma divergência mais baixa em comparação com a periferia da lente de divergência 802.
[00115] A ilustração das diferentes configurações para o sistema de medição 500 na figura 5-8 é mostrada como exemplos de implementações para o sistema de medição 202 mostrado em forma de bloco na figura 2 e não se destinam a limitar a maneira em que o sistema de medição 500 pode ser implementado em outros exemplos. Por exemplo, a lente 800 pode ser omitida em outros exemplos do sistema de medição 500. Em ainda outros exemplos ilustrativos, as regiões alvo podem tomar outros formatos diferentes do o formato de retângulo para a região alvo 524 e o formato de círculo para a região alvo 603. O formato de uma região alvo pode ser, por exemplo, um formato irregular, um quadrilátero, um pentágono ou algum outro formato apropriado.
[00116] Adicionalmente, outras configurações de seções para diferentes resoluções podem ser usadas além ou em lugar daquela mostrada para a região alvo 524 e a região alvo 603. Por exemplo, uma região alvo pode ter duas áreas separadas em que a variação do ângulo de varredura e divergência de feixe de laser 522 são as menores. Por exemplo, duas regiões não contíguas com a resolução a mais alta podem estar presentes na região alvo.
[00117] Em ainda um outro exemplo ilustrativo, o formato, tamanho e seções com resoluções selecionadas podem variar a partir de uma varredura para uma outra varredura. Por exemplo, a resolução mais alta pode ser central em uma região alvo circular. Se o movimento de um objeto é identificado na periferia da região alvo, a variação do ângulo de varredura e a divergência pode ser de maneira tal que a menor variação do ângulo de varredura e divergência estão localizadas na periferia onde o movimento do objeto é detectado.
[00118] Desta maneira, as resoluções podem variar dinamicamente de uma varredura para uma outra varredura da região alvo. Adicionalmente, a própria região alvo também pode ser variada para ter pelo menos um de um diferente formato ou diferente tamanho.
[00119] Com referência agora à figura 9, uma ilustração de um fluxograma de um processo para varredura uma região alvo é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O processo ilustrado na figura 9 pode ser implementado no ambiente de medição 200 na figura 2. Por exemplo, o processo pode ser implementado no sistema de medição 202 para varredura da região alvo 218 na figura 2.
[00120] O processo começa por definir uma divergência de um feixe de laser durante a varredura de uma região alvo (operação 900). Definir a divergência na operação 900 pode incluir nenhuma divergência, uma divergência positiva ou uma divergência negativa. Desta maneira, o diâmetro do feixe de laser pode ser controlado para quando o feixe de laser alcança a região alvo. Neste exemplo ilustrativo, a região alvo pode ser uma área que é uma distância selecionada afastada do sistema de medição.
[00121] O processo direciona o feixe de laser para diferentes locais na região alvo a um ângulo de varredura (operação 902). O processo define o ângulo de varredura do feixe de laser enquanto o feixe de laser é direcionado 'para os diferentes locais (operação 904). Na operação 904, o ângulo de varredura é variado para cada pulso do feixe de laser.
[00122] Variar pelo menos uma dentre a intensidade de variação do ângulo de varredura ou a divergência durante a varredura da região alvo varia uma resolução para a região alvo. A intensidade de variação do ângulo de varredura e a divergência são definidas de maneira tal que a divergência é baseada na intensidade de variação do ângulo de varredura, ou a intensidade de variação do ângulo de varredura é baseada na divergência. No exemplo ilustrativo, pelo menos uma da intensidade de variação do ângulo de varredura ou a divergência é definida de maneira tal que a variação do número de graus do ângulo de varredura é aproximadamente igual a um número de graus para a divergência.
[00123] Neste exemplo ilustrativo, a operação 900, a operação 902, e a operação 904 não são mostradas em qualquer ordem particular. Estas operações podem ser realizadas substancialmente no mesmo tempo. Adicionalmente, algumas das operações podem ser realizadas substancialmente ao mesmo tempo, antes ou depois de uma outra operação, ou em alguma outra ordem.
[00124] O processo detecta respostas ao feixe de laser direcionado para os diferentes locais na região alvo (operação 906) com o processo terminando depois disso. Estas operações formam uma única varredura da região alvo. As diferentes operações podem ser repetidas para realizar varreduras adicionais da região alvo.
[00125] As respostas detectadas na operação 906 podem ser usadas para realizar uma série de operações. O número de operações é selecionado dentre pelo menos um de gerar uma imagem da região alvo, identificar distâncias para objetos na região alvo, identificar objetos na região alvo, controlar movimento de uma plataforma, mover um objeto, manipular um objeto detectado na região alvo, ou alguma outra operação apropriada.
[00126] Com referência agora à figura 10, uma ilustração de um fluxograma de um processo para gerar informação a partir de varredura de uma região alvo é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O processo ilustrado na figura 10 pode ser implementado em ambiente de medição 200. Por exemplo, diferentes operações podem ser implementadas no controlador 212. Em outros exemplos ilustrativos, um computador ou outro sistema de processamento de dados pode receber a informação a partir do sistema de medição e processar a informação.
[00127] O processo começa por varredura da região alvo (operação 1000). A operação 1000 pode ser implementada usando as diferentes operações descritas na figura 9 para gerar informação a respeito da região alvo. Neste exemplo ilustrativo, a operação de 1000 é realizada para gerar informação que pode ser usada em uma imagem da região alvo.
[00128] O processo então identifica distâncias para os locais na área alvo a partir das respostas recebidas pelo detector no sistema de medição (operação 1002). Na operação 1002, o processo pode identificar o tempo de voo (TOF) com base no tempo quando uma resposta for recebida a partir do momento quando o feixe de laser era emitido que gera a resposta. Adicionalmente, a intensidade da resposta também pode ser usada para identificar a distância. Estas distâncias são informação a respeito da região alvo derivada das respostas.
[00129] O processo então gera uma imagem para uma série de imagens usando a informação de distância (operação 1004) com o processo então retomando à operação 1000. Na operação 1004, cada distância identificada forma um pixel que corresponde a um local na região alvo. A imagem pode ter diferentes resoluções em diferentes porções da imagem. Esta imagem é também considerada informação que é gerada a partir das respostas.
[00130] Com referência em seguida à figura 11, uma ilustração de um fluxograma de um processo para operar uma plataforma é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O processo ilustrado na figura 11 pode ser implementada no ambiente de medição 200. Por exemplo, o processo pode ser implementado na plataforma 242 usando o sistema de medição 202. O controlador 212 pode também controlar a operação da plataforma 242 e pode realizar as diferentes operações representadas neste fluxograma. Em outros exemplos ilustrativos, um controlador separado ou outro tipo de dispositivo presente para controlar a operação da plataforma pode realizar estas operações.
[00131] O processo começa por identificar um número série de objetos em imagens da região alvo (operação 1100). O processo então controla a operação da plataforma com base na identificação do número de objetos na imagem e as distâncias para o número de objetos (operação 1102) com o processo terminando depois disso.
[00132] Por exemplo, quando a plataforma age como um robô móvel em uma instalação de fabricação, a operação pode ser controlar a navegação do robô para um destino, abrir um furo na peça de trabalho, fixadores, inspecionar a peça, ou alguma outra operação apropriada. Como um outro exemplo, quando a plataforma é um carro auto dirigível, e a operação pode ser manter a distância em relação a um outro carro, mudas pistas ou alguma outra operação apropriada.
[00133] Com referência à figura 12, uma ilustração de um fluxograma de um processo para selecionar componentes para um sistema de medição é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O processo ilustrado na figura 12 pode ser usado para identificar parâmetros para componentes no sistema de varredura 206 e no sistema de focalização 208 nas figuras 2-4. Por exemplo, este processo pode ser usado para identificar parâmetros quando uma lente esférica é usada no sistema de focalização 208. Mais especificamente, este processo pode ser usado com o sistema de focalização 208 incluindo a primeira lente 300 e a segunda lente 302 implementadas usando lentes esféricas.
[00134] O processo começa por identificar um padrão angular bidimensional que é desejado para emissão do sistema de medição (operação 1200). Este padrão angular bidimensional é um padrão de locais sobre um plano em uma região alvo. Por exemplo, i padrão de locais 526 e a região alvo 524 na figura 5 e o padrão de locais 602 na região alvo 603 na figura 6 são exemplos de padrões angulares bidimensionais.
[00135] Para cada local na região alvo, o processo então identifica um trajeto a partir de um plano na região alvo de volta a um espelho de varredura (operação 1202). O trajeto também pode incluir quaisquer elementos ópticos, tais como lentes que podem estar entre o local na região alvo e o espelho de varredura. Em um exemplo ilustrativo, o espelho de varredura é o primeiro elemento para defletir o feixe de laser em um eixo ou dois eixos. Lentes que passam o feixe de laser para o espelho de varredura variam a divergência do feixe de laser, mas não são usados para defletir o feixe de laser. No exemplo ilustrativo a deflexão guia o feixe de laser em uma direção desejada.
[00136] Um prisma de Dove rotativo também pode ser usado para defletir o feixe de laser a partir do eixo geométrico óptico. Esta deflexão pode ser efetuada, por exemplo, ou inclinando o prisma de Dove ou defletindo o feixe com um espelho de varredura antes do feixe de laser alcançar o prisma de Dove. O espelho de varredura e o prisma de Dove podem ambos girar de maneira tal que apenas um único eixo de rotação é necessário para a varredura.
[00137] O processo então identifica um ângulo de varredura necessário para um feixe de laser alcançar cada um dos locais sobre o plano na região alvo (operação 1204). O processo então identifica posições para o espelho de varredura para cada um dos ângulos de varredura necessários para os locais sobre o plano na região alvo (operação 1206).
[00138] O processo identifica a divergência do feixe de laser necessário para obter um diâmetro desejado para cada um dos locais sobre o plano do alvo na região alvo (operação 1208). A operação 1208 identifica variações na divergência do feixe de laser que podem ser necessárias para obter os diâmetros desejados. O processo então identifica definições para um sistema de lente de foco variável para obter a divergência desejada para um diâmetro desejado em cada um dos locais (operação 1210) com o processo terminando depois disso.
[00139] Este processo identifica parâmetros para ângulos de varredura e divergência. Estes parâmetros podem então ser usados para operar o sistema de medição 202 na figura 2 para obter um padrão de locais desejado 220 na região alvo 218. O padrão também inclui um diâmetro desejado para um feixe de laser alcançando um plano na região alvo 218. Por exemplo, estes parâmetros podem ser usados para controlar o movimento de uma lente, tal como a segunda lente 302 e o sistema de focalização 208 mostrado em forma de bloco na figura 3.
[00140] Com referência à figura 13, uma ilustração de um fluxograma de um processo para selecionar componentes para um sistema de medição é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O processo ilustrado na figura 13 pode ser usado para identificar parâmetros para componentes no sistema de varredura 206 e no sistema de focalização 208 nas figuras 2-4. Este processo pode também ser usado para identificar parâmetros quando uma lente arbitrária é usada. Uma lente arbitrária pode ser usada quando um padrão mais complicado ou não circular é desejado.
[00141] O processo começa por identificar um ângulo de varredura de saída desejado para cada ângulo de entrada gerado por um espelho de varredura (operação 1300). O ângulo de varredura de saída desejado é um ângulo usado para direcionar um feixe de laser para um local na região alvo.
[00142] O processo então identifica “o declive local” da superfície da lente necessária para obter o ângulo de varredura de saída desejado (operação 1302). O “declive local” é o ângulo entre o raio central do feixe óptico e a superfície tangencial do elemento óptico em cujo ponto ‘local’ onde o raio deixa o elemento óptico. A operação 1302 pode ser realizada usando técnicas de traçamento de raio correntemente conhecidas, tais como a lei de Snell.
[00143] O processo usa técnicas de costura de superfície para determinar as duas superfícies da lente (operação 1304). As duas superfícies são as superfícies sobre cada lado da lente. As técnicas de costura de superfície podem ser, por exemplo, aproximações de rasgo bicúbico.
[00144] O processo identifica a divergência do feixe de laser que é emitido pela lente para cada local na região alvo (operação 1306). O processo identifica a divergência do feixe de laser necessária para obter um diâmetro desejado para cada um dos locais sobre o plano do alvo na região alvo (operação 1308).
[00145] O processo então identifica definições para um sistema de lente de foco variável para obter a divergência desejada para um diâmetro desejado em cada um dos locais com base em uma comparação da divergência e relação a desenho de lente para a divergência (operação 1310) com o processo terminando depois disso. Estes parâmetros podem ser usados para definir o movimento de uma lente, tal como a segunda lente 302 e o sistema de focalização 208 mostrado em forma de bloco na figura 3.
[00146] Os fluxogramas e diagramas de blocos nas diferentes modalidades representadas ilustram a arquitetura, funcionalidade e operação de algumas implementações possíveis de aparelhos e métodos em uma modalidade ilustrativa. A este respeito, cada bloco nos fluxogramas ou diagramas de blocos pode representar pelo menos um de um módulo, um segmento, uma função ou uma porção de uma operação ou etapa. Por exemplo, um ou mais dos blocos podem ser implementados como código de programa, em hardware, ou uma combinação do código de programa e hardware. Quando implementado em hardware, este hardware pode, por exemplo, tomar a forma de circuitos integrados que são fabricados ou configurados para realizar uma ou mais operações nos fluxogramas ou diagramas de blocos. Quando implementado como uma combinação código de programa e hardware, a implementação pode tomar a forma de firmware.
[00147] Em algumas implementações alternativas de uma modalidade ilustrativa, a função ou as funções assinaladas nos blocos podem ocorrer fora da ordem assinalada nas figuras. Por exemplo, em alguns casos, dois blocos mostrados em sucessão podem ser realizados de modo substancialmente concorrente ou os blocos podem às vezes ser realizados na ordem reversa, dependendo da funcionalidade envolvida. Também, outros blocos podem ser adicionados além dos blocos ilustrados em um fluxograma ou diagrama de blocos.
[00148] Com referência em seguida à figura 14, uma ilustração de um gráfico de um traçado de entrada desejada versus um ângulo de saída para uma lente é representada de acordo com uma modalidade ilustrativa. Neste exemplo ilustrativo, no gráfico 1400, o eixo x 1402 é o ângulo de entrada de feixe de laser em uma lente em graus, e eixo y 1404 é o ângulo de saída do feixe de laser para fora da lente em graus. O ângulo de saída do feixe de laser é o ângulo de varredura para o feixe de laser.
[00149] A linha 1406 representa a divisão entre uma lente negativa e uma lente positiva. A seção 1408 é uma lente negativa, a seção 1410 é uma lente positiva, a seção 1412 é uma lente negativa e a seção 1414 é uma lente positiva. A indicação da lente positiva ou a lente negativa é uma indicação do tipo de lente necessário para um feixe de laser de entrada e um feixe de laser de saída particulares. O arranjo de lente pode ser de maneira tal que a divergência do feixe aumenta à medida que o ângulo do feixe aumenta em relação ao eixo geométrico óptico. Neste exemplo ilustrativo, a lente descrita pode ser uma descrição geral de um telescópio óptico e as lentes são selecionadas para obter este resultado. O padrão de varredura laser, o espaçamento entre pulsos, pode ser selecionado de maneira tal que o espaçamento se conjuga com a divergência variável do feixe.
[00150] Calculando o formato de uma lente, programas de traçamento de raio correntemente padronizados podem ser usados para gerar a superfície da lente. O programa pode ser, por exemplo, Code V®, que é disponível de Synopsis, Inc. “Code V” é uma marca de comércio registrada de Synopsis, Inc. Zemax Optical Studio, disponível de Zemax, LLC, é um outro exemplo de um programa de traçamento de raio que pode ser usado. As entradas podem ser os ângulos a partir da fonte local, a colocação do elemento óptico e o ângulo de saída requerido a partir de cada ângulo de entrada. Adicionalmente, o formato da superfície da lente pode também ser calculada a partir de princípios ópticos básicos usando a análise de matriz ABCD ou lei de Snell.
[00151] Como representado, a linha 1416 é um padrão de varredura baseado no ângulo de entrada do feixe de laser e no ângulo de saída do feixe de laser. A linha 1416 indica o tipo de lente que é necessário e o ângulo de saída que é necessário.
[00152] Assim, as modalidades ilustrativas proporcionam um método e um aparelho para obter informação a respeito de uma região alvo. Em um exemplo ilustrativo, um feixe de luz coerente na forma de um feixe de laser pode ser direcionado a diferentes locais na região alvo para formar uma varredura da região alvo.
[00153] Respostas à varredura podem ser usadas para obter informação a respeito da região alvo. Por exemplo, distâncias de dois diferentes locais podem ser usados para identificar se objetos estão presentes na região alvo. A presença de diferentes objetos pode ser usada para gerir a operação de uma plataforma tal como um robô móvel em uma instalação de fabricação, um carro auto dirigível em uma cidade, um veículo aéreo não tripulado procurando uma área de pouso, ou outras plataformas.
[00154] Com a variação pelo menos uma de uma intensidade de variação do ângulo de varredura ou a divergência do laser, diferentes resoluções podem ser obtidas para a região alvo. Com a varredura a região alvo com diferentes resoluções, manter uma taxa de quadro pode ser possível em comparação com sistemas lidar correntes em que toda a região alvo é varrida a uma resolução mais alta. Adicionalmente, com diferentes resoluções, a intensidade de informação que está presente para processamento pode ser reduzida. Como resultado, geração de imagens, identificação de objetos mais rápidas e outros tipos de processamento podem ocorrer.
[00155] Os diferentes exemplos ilustrativos descrevem componentes que realizam ações ou operações. Em uma modalidade ilustrativa, um componente pode ser configurado para realizar a ação ou operação descrita. Por exemplo, o componente pode ter uma configuração ou desenho para uma estrutura que proporciona o componente uma capacidade de realizar a ação ou operação que é descrita nos exemplos ilustrativos como sendo realizados pelo componente.
[00156] A descrição das diferentes modalidades ilustrativas foi apresentada para fins de ilustração e descrição e não se destina a ser exaustiva ou limitada às modalidades na forma descrita. Muitas modificações e variações vão ser aparentes àqueles de especialização normal na arte.
[00157] Além disso, a invenção compreende modalidades de acordo com as seguintes cláusulas: [00158] Cláusula 1. Um aparelho compreendendo: uma fonte de luz que emite um feixe de laser durante uma operação da fonte de luz; um sistema de varredura que direciona o feixe de laser para uma região alvo e define um ângulo de varredura do feixe de laser enquanto varredura de região alvo ocorre; e um sistema de focalização que define uma divergência do feixe de laser enquanto varredura da região alvo ocorre, em que variar pelo menos uma de uma intensidade de variação do ângulo de varredura ou a divergência do feixe de laser enquanto a varredura a região alvo varia uma resolução dentro da região alvo.
[00159] Cláusula 2. O aparelho da cláusula 1, em que a intensidade de variação do ângulo de varredura e a divergência são definidas de maneira tal que a divergência é baseada na intensidade de variação do ângulo de varredura ou a intensidade de variação do ângulo de varredura é baseada na divergência.
[00160] Cláusula 3. O aparelho das cláusulas 1 ou 2, em que pelo menos uma dentre a intensidade de variação do ângulo de varredura ou a divergência é definida de maneira tal que uma variação de um número de graus no ângulo de varredura na região alvo é aproximadamente igual a um número de graus para a divergência.
[00161] Cláusula 4. O aparelho das cláusulas 1, 2 ou 3, em que o sistema de varredura direciona o feixe de laser para locais na região alvo e compreende adicionalmente: um detector que detecta respostas ao feixe de laser direcionado para os locais na região alvo, em que distâncias para os locais na região alvo são identificados usando as respostas.
[00162] Cláusula 5. O aparelho das cláusulas 1, 2, 3 ou 4, em que o sistema de focalização compreende: uma primeira lente sobre um eixo geométrico óptico, em que o feixe de laser passa através da primeira lente ao longo do eixo geométrico óptico; e uma segunda lente móvel sobre o eixo geométrico óptico, em que o feixe de laser passa através da segunda lente depois de passar através da primeira lente e, em que, a divergência do feixe de laser direcionado para a região alvo é variada por movimento da segunda lente ao longo do eixo geométrico óptico.
[00163] Cláusula 6. O aparelho da cláusula 5, em que a segunda lente é selecionada dentre uma de uma lente convergente e uma lente de divergência.
[00164] Cláusula 7. O aparelho das cláusulas 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, em que o sistema de focalização compreende: uma lente de divergência que tem diferentes níveis de divergência em diferentes seções da lente de divergência, em que a divergência do feixe de laser que alcança um local na região alvo é definida com base em qual seção nas diferentes seções que o feixe de laser passa através da lente de divergência.
[00165] Cláusula 8. O aparelho da cláusula 7, em que o sistema de varredura direciona o feixe de laser para as diferentes seções da lente de divergência.
[00166] Cláusula 9. O aparelho das cláusulas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, em que o sistema de varredura compreende: uma série de espelhos móveis em tomo de uma série de eixos.
[00167] Cláusula 10. O aparelho das cláusulas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, em que o sistema de varredura compreende: um prisma de Do ve rotativo em tomo de um eixo.
[00168] Cláusula 11.0 aparelho das cláusulas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, em que o feixe de laser tem um comprimento de onda selecionado de cerca de 10 nm a cerca de 700 nm.
[00169] Cláusula 12. O aparelho das cláusulas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, em que a fonte de luz, o sistema de varredura, e o sistema de focalização formam um sistema de medição e compreende adicionalmente: uma plataforma, em que o sistema de medição é associado com a plataforma, em que a plataforma é selecionada de um de uma plataforma móvel, uma plataforma estacionária, uma estrutura baseada em terra, uma estrutura baseada em água, uma estrutura baseada no espaço, um robô móvel, um veículo, um carro auto dirigível, uma aeronave, um veículo aéreo não tripulado, uma nave de superfície, um tanque, um portador pessoal, uma espaçonave, uma estação espacial, um dispositivo portátil, um dispositivo vestível e um satélite.
[00170] Cláusula 13. Um método para varredura uma região alvo, o método compreendendo: definir uma divergência de um feixe de laser durante a varredura da região alvo; direcionar o feixe de laser para diferentes locais na região alvo a um ângulo de varredura; e definir o ângulo de varredura do feixe de laser enquanto o feixe de laser é direcionado para os diferentes locais, em que variar pelo menos uma da divergência ou uma intensidade de variação do ângulo de varredura durante varredura da região alvo varia uma resolução para a região alvo.
[00171] Cláusula 14. O método da cláusula 13 compreende adicionalmente: detectar respostas ao feixe de laser direcionado para as diferentes locais na região alvo.
[00172] Cláusula 15. O método da cláusula 14, em que as respostas são usadas para realizar uma série de operações selecionadas de pelo menos uma de gerar uma imagem da região alvo, identificar distâncias para objetos na região alvo, identificar objetos na região alvo, ou controlar o movimento de uma plataforma.
[00173] Cláusula 16. O método das cláusulas 13, 14 ou 15, em que definir a divergência do laser durante a varredura da região alvo compreende: enviar o feixe de laser ao longo de um eixo geométrico óptico através de uma primeira lente e subsequentemente através de uma segunda lente sobre o eixo geométrico óptico; e mover a segunda lente ao longo do eixo geométrico óptico de maneira tal que a divergência do feixe de laser direcionado para a região alvo varia.
[00174] Cláusula 17. O método das cláusulas 13, 14, 15 ou 16, em que definir a divergência do laser durante a varredura da região alvo inclui: direcionar o feixe de laser através de diferentes seções de uma lente de divergência de maneira tal que a divergência do feixe de laser varia com base em qual seção da lente de divergência o feixe de laser passa.
[00175] Cláusula 18. O método das cláusulas 16 ou 17, em que uma lente de divergência é selecionada de uma de uma lente esférica, uma lente cilíndrica e uma lente asférica.
[00176] Cláusula 19. O método das cláusulas 13, 14, 15, 16, 17 ou 18, em que luz é direcionada para a região alvo por um sistema de varredura compreendendo pelo menos um de uma série de espelhos móveis em torno de uma série de eixos ou um prisma de Dove.
[00177] Cláusula 20. O método das cláusulas 13, 14, 15, 16, 17, 18 ou 19, em que o feixe de laser tem um comprimento de onda selecionado de 10 nm a cerca de 700 nm.
[00178] Cláusula 21. Um sistema de medição compreendendo: uma fonte de luz que emite um feixe de luz substancialmente coerente; um sistema de varredura que direciona o feixe de luz substancialmente coerente para uma região alvo e define um ângulo de varredura para o feixe de luz substancialmente coerente; e um sistema de focalização que ajusta uma divergência do feixe de luz substancialmente coerente enquanto a varredura da região alvo ocorre, em que variar pelo menos uma de uma intensidade de variação do ângulo de varredura ou a divergência do feixe de luz coerente enquanto a varredura a região alvo varia uma resolução dentro da região alvo.
[00179] Cláusula 22. O sistema de medição de cláusula 21 compreende adicionalmente: um detector que detecta respostas ao feixe de luz substancialmente coerente direcionado a um local na região alvo, em que distâncias para os locais na região alvo são identificadas usando as respostas.
[00180] Cláusula 23. O sistema de medição das cláusulas 21 ou 22, em que pelo menos um do ângulo de varredura ou a divergência é definido de maneira tal que uma variação em um número de graus no ângulo de varredura de um local a outro local na região alvo é aproximadamente igual a um número de graus para a divergência.
[00181] Cláusula 24. O sistema de medição das cláusulas 22 ou 23 compreende adicionalmente: m controlador que identifica a distância para os locais na região alvo usando as respostas e realiza uma série de operações selecionadas de pelo menos uma de gerar uma imagem da região alvo, identificar distâncias a objetos na região alvo, identificar objetos na região alvo, ou direcionar o movimento de uma plataforma com respeito à região alvo.
[00182] Além disso, diferentes modalidades ilustrativas podem proporcionar diferentes características em comparação com outras modalidades desejáveis. A modalidade ou as modalidades selecionadas são escolhidas e descritas a fim de melhor explicar os princípios das modalidades, a aplicação prática e de possibilitar que outros de especialização normal na técnica entendam a invenção para várias modalidades com várias modificações que são adequadas para o uso particular contemplado.
REIVINDICAÇÃO

Claims (15)

1. Aparelho, caracterizado pelo fato de que compreende: uma fonte de luz (204) que emite um feixe de laser (216) durante uma operação da fonte de luz (204); um sistema de varredura (206) que direciona o feixe de laser (216) para uma região alvo (218) e define um ângulo de varredura (226) do feixe de laser (216) enquanto a varredura de região alvo (218) ocorre; e um sistema de focalização (208) que define uma divergência (230) do feixe de laser (216) enquanto a varredura da região alvo (218) ocorre, em que variar pelo menos uma de uma intensidade de variação do ângulo de varredura (226) ou a divergência (230) do feixe de laser (216) enquanto a varredura a região alvo (218) faz variar uma resolução (240) dentro da região alvo (218).
2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a intensidade de variação do ângulo de varredura (226) e a divergência (230) são definidas de maneira tal que a divergência (230) seja baseada na intensidade de variação do ângulo de varredura (226) ou a intensidade de variação do ângulo de varredura (226) seja baseada na divergência (230).
3. Aparelho de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma dentre a intensidade de variação do ângulo de varredura (226) ou a divergência (230) é definida de maneira tal que uma variação do número de graus no ângulo de varredura (226) a partir de um local para outro local na região alvo (218) seja aproximadamente igual a um número de graus para a divergência (230).
4. Aparelho de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de varredura (206) direciona o feixe de laser (216) para locais (220) na região alvo (218) e compreende adicionalmente: um detector (508) que detecta respostas ao feixe de laser (216) direcionado para os locais (220) na região alvo (218), em que distâncias (236) para os locais (220) na região alvo (218) são identificadas usando as respostas.
5. Aparelho de acordo com as reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de focalização (208) compreende: uma primeira lente (300) sobre um eixo geométrico óptico (304), em que o feixe de laser (216) passa através da primeira lente (300) ao longo do eixo geométrico óptico (304); e uma segunda lente (302) móvel sobre o eixo geométrico óptico (304), em que o feixe de laser (216) passa através da segunda lente (302) depois de passar através da primeira lente (300) e, em que, a divergência (230) do feixe de laser (216) direcionado para a região alvo (218) é variada por movimento da segunda lente (302) ao longo do eixo geométrico óptico (304).
6. Aparelho de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o sistema de focalização (208) compreende: uma lente de divergência (306) que tem diferentes níveis de divergência (230) em diferentes seções (310) da lente de divergência (306), em que a divergência (230) do feixe de laser (216) que alcança um local na região alvo (218) é definida com base em qual seção nas diferentes seções (310) em que o feixe de laser (216) passa através da lente de divergência (306).
7. Aparelho de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o sistema de varredura (206) compreende: uma série de espelhos (400) móveis em tomo de uma série de eixos (402).
8. Aparelho de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o sistema de varredura (206) compreende: um prisma de Dove (414) rotativo em tomo de um eixo (408).
9. Aparelho de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o feixe de laser (216) tem um comprimento de onda selecionado de cerca de 10 nm a cerca de 700 nm.
10. Aparelho de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz (204), o sistema de varredura (206), e o sistema de focalização (208) formam um sistema de medição (202) e compreende adicionalmente: uma plataforma (242), em que o sistema de medição (202) é associado com a plataforma (242), em que a plataforma (242) é selecionada dentre uma de uma plataforma móvel, uma plataforma estacionária, uma estrutura baseada em terra, um estrutura baseada em água, uma estrutura baseada no espaço, um robô móvel, um veículo, um carro auto dirigível, uma aeronave, um veículo aéreo não tripulado, um nave de superfície, um tanque, um portador pessoal, uma espaçonave, uma estação espacial, um dispositivo portátil, um dispositivo vestível dispositivo vestível e um satélite.
11. Método para varredura de uma região alvo (218), o método caracterizado pelo fato de que compreende: definir uma divergência (230) de um feixe de laser (216) durante a varredura da região alvo (218); direcionar o feixe de laser (216) para diferentes locais (220) na região alvo (218) a um ângulo de varredura (226); e, definir o ângulo de varredura (226) do feixe de laser (216) enquanto o feixe de laser (216) é direcionado para os diferentes locais (220), em que variar pelo menos uma dentre a divergência (230) ou uma intensidade de variação do ângulo de varredura (226) durante a varredura da região alvo (218) faz variar uma resolução (240) para a região alvo (218).
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: detectar respostas ao feixe de laser (216) direcionado para os diferentes locais (220) na região alvo (218).
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as respostas são usadas para realizar uma série de operações selecionadas dentre pelo menos uma de gerar uma imagem (238) da região alvo (218), identificar distâncias (236) para objetos na região alvo (218), identificar objetos na região alvo (218), ou controlar movimento de uma plataforma (242).
14. Método de acordo com as reivindicações 11, 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que definir a divergência (230) do laser durante a varredura da região alvo (218) compreende: enviar o feixe de laser (216) ao longo de um eixo geométrico óptico (304) através de uma primeira lente (300) e subsequentemente através de uma segunda lente (302) sobre o eixo geométrico óptico (304); e mover a segunda lente (302) ao longo do eixo geométrico óptico (304) de maneira tal que a divergência (230) do feixe de laser (216) direcionado para a região alvo (218) varia.
15. Método de acordo com as reivindicações 11, 12, 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que definir a divergência (230) do laser durante a varredura da região alvo (218) inclui: direcionar o feixe de laser (216) através de diferentes seções (310) de uma lente de divergência (306) de maneira tal que a divergência (230) do feixe de laser (216) varia com base em qual seção da lente de divergência (306) o feixe de laser (216) passa.
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