DE112020004414T5 - Photonische bauelemente mit redundanten komponenten und ihre anwendungen - Google Patents

Photonische bauelemente mit redundanten komponenten und ihre anwendungen Download PDF

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DE112020004414T5
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Abstract

Ausführungsbeispiele umfassen Vorrichtungen, Verfahren und Systeme für ein photonisches Bauelement, umfassend eine erste optische Komponente, eine zweite optische Komponente und eine dritte Komponente, wobei die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente eine redundante Komponente des photonischen Bauelements ist. Wenn die erste optische Komponente aktiviert ist, ist die erste optische Komponente ausgebildet, eine erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen. Ähnlich ist, wenn die zweite optische Komponente aktiviert ist, die zweite optische Komponente ausgebildet, die erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder die zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen. Die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente sind angeordnet, um eine gleiche Funktion auszuführen. Es wird jeweils nur eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente aktiviert. Andere Ausführungsbeispiele können auch beschrieben und beansprucht sein.

Description

  • Zugehörige Anmeldungen
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 20. September 2019 eingereichten US-Anmeldung 16/577,906 mit dem Titel „PHOTONIC DEVICES WITH REDUNDANT COMPONENTS AND THEIR APPLICATIONS“.
  • Gebiet
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung betreffen im Allgemeinen die technischen Gebiete photonischer Bauelemente und ihre Anwendungen und genauer ihre Anwendungen in Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren-Fahrzeugen.
  • Hintergrund
  • Die hierin bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck, allgemein den Kontext der Offenbarung zu präsentieren. Außer anderweitig hierin angegeben, sind die Materialien, die in diesem Abschnitt beschrieben sind, nicht Stand der Technik im Hinblick auf die Ansprüche in dieser Anmeldung und sollen nicht durch Aufnahme in diesen Abschnitt als Stand der Technik zugelassen werden.
  • Photonische Bauelemente, z. B. photonische integrierte Schaltungen, weisen viele Anwendungen auf. Photonische Bauelemente können zum Beispiel als vielversprechender Kandidat für Verbindungen der nächsten Generation für Rechenzentren und High Performance Computing angesehen werden. Darüber hinaus werden photonische Bauelemente wie Lichtdetektion und Abstandsmessung- (LiDAR; light detection and ranging) Sensoren häufig in Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren- (CA/AD; Computer assisted or autonomous driving) Fahrzeugen eingesetzt. Komponenten innerhalb eines photonischen Bauelements können jedoch Herstellungsdefekte aufweisen oder sich im Laufe der Zeit verschlechtern, was zu einem Ausfall des photonischen Bauelements führt. In einem CA/AD-Fahrzeug mit einem LiDAR-Sensor kann das Fahrzeug bei Auftreten eines LiDAR-Sensor-Ausfalls das gesamte Sichtfeld verlieren. Abhängig von der Implementierung kann der Fahrzeugbetrieb beeinträchtigt oder eingeschränkt sein, bis der fehlerhafte LiDAR-Sensor repariert/ausgetauscht ist.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres offensichtlich. Um diese Beschreibung zu vereinfachen, bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche strukturelle Elemente. Ausführungsbeispiele sind in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft und nicht einschränkend dargestellt.
    • 1(a) zeigt eine beispielhafte Vorrichtung, umfassend ein photonisches Bauelement mit redundanten Komponenten, eine Überwachungseinheit und eine Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
    • 1(b) zeigt ein beispielhaftes Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren-(CA/AD) System mit einem photonischen Bauelement mit redundanten Komponenten, einer Überwachungseinheit und einer Steuereinheit gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
    • 2(a)-2(c) zeigen beispielhafte Vorrichtungen, umfassend ein photonisches Bauelement mit redundanten Komponenten, eine Überwachungseinheit und eine Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
    • 3(a)-3(c) zeigen beispielhafte Vorrichtungen, umfassend ein photonisches Bauelement mit redundanten Komponenten, einer Überwachungseinheit und einer Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
    • 4(a)-4(b) zeigen eine beispielhafte Vorrichtung, umfassend ein photonisches Bauelement mit redundanten Komponenten, eine Überwachungseinheit und eine Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
    • 5(a)-5(b) zeigen eine beispielhafte Vorrichtung, umfassend ein photonisches Bauelement mit redundanten Komponenten, einer Überwachungseinheit und einer Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
    • 6 zeigt eine beispielhafte Computervorrichtung, die für eine Verwendung zum praktischen Ausführen verschiedener Aspekte der vorliegenden Offenbarung geeignet ist, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
    • 7 zeigt ein Speicherungs- (storage) Medium mit Anweisungen zum praktischen Ausführen von Operationen, die mit Bezugnahme auf 1-6 beschrieben sind, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
    • 8 zeigt eine Umgebung, in der verschiedene Ausführungsbeispiele, die Bezug nehmend auf die 1-7 beschrieben sind, ausgeführt werden können.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Photonische Bauelemente können als photonische integrierte Schaltungen implementiert oder aus mehreren diskreten Komponenten auf einer Schaltungsplatine angeordnet sein. Photonische Bauelemente, z. B. Lichtdetektion und Abstandsmessung- (LiDAR; light detection and ranging) Sensoren, können in vielen Anwendungen eingesetzt werden, z. B. in einem Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren (CA/AD) Fahrzeug. Ein CA/AD-Fahrzeug kann auch als autonomes Auto, fahrerloses Auto, selbstfahrendes Auto, Roboterauto oder unbemanntes Bodenfahrzeug bezeichnet werden, das ein Fahrzeug sein kann, das in der Lage ist, seine Umgebung zu erfassen und ohne menschliche Eingaben für bestimmte Funktionen zu navigieren.
  • Komponenten innerhalb eines photonischen Bauelements können Herstellungsdefekte oder eine Verschlechterung über die Zeit aufweisen, was zu einem Ausfall des photonischen Bauelements führt. In einem CA/AD-Fahrzeug mit einem LiDAR-Sensor kann das Fahrzeug bei Auftreten eines Sensor-Ausfalls das gesamte Sichtfeld verlieren. Einige aktuelle CA/AD-Fahrzeuge können mehrere LiDAR-Sensoren oder Systeme mit überlappenden Sichtfeldern über mehrere LiDAR-Systeme umfassen, um es dem CA/AD-Fahrzeug zu erlauben zu arbeiten, wenn einige LiDAR-Systeme ausfallen. Die mehreren LiDAR-Sensoren in einem CA/AD-Fahrzeug mit überlappenden Sichtfeldern können als Systemebenen-Redundanz betrachtet werden, was zu höheren Kosten aufgrund der größeren Anzahl von verwendeten Sensoren führt. LiDAR-Sensoren sind in der Regel die teuerste Erfassungskomponente innerhalb von Hochautonomes-Fahrzeug-Sensor-Suiten, was zu erheblichen Kostenauswirkungen führt. Auf der Ebene des photonischen Bauelements weist ein photonisches Bauelement, z. B. ein LiDAR-Sensor, keinen Mechanismus auf, der es dem photonischen Bauelement ermöglicht, bei voller Performance zu arbeiten, auch wenn einige Komponenten des photonischen Bauelements möglicherweise fehlerhaft sind oder sich in einem Ausfallzustand befinden. Wenn eine Komponente eines photonischen Bauelements ausfällt, wird das gesamte photonische Bauelement oder der gesamte Chip zurückgewiesen oder ersetzt. Bei einigen anderen aktuellen Technologien kann ein Komponentenausfall innerhalb eines photonischen Bauelements dazu führen, dass das photonische Bauelement bei einer reduzierten Performance-Konfiguration arbeitet.
  • Ausführungsbeispiele hierin stellen photonische Bauelemente mit redundanten Komponenten bereit, sodass die photonischen Bauelemente auch dann noch bei voller Performance arbeiten können, wenn einige Komponenten der photonischen Bauelemente ausfallen. So kann ein LiDAR-Sensor, der redundante Teilsystemkomponenten aufweist, z. B. Laser, Verstärker, Detektoren usw., auch dann noch mit voller Performance arbeiten, wenn einige Komponenten, z. B. ein Laser oder ein Verstärker, ausfallen. Daher stellen Ausführungsbeispiele hierin Komponentenebenen-Redundanz bereit, um die Systemebenen-Performance-Verschlechterung zu verringern, was zu einer erhöhten nutzbaren Lebensdauer des Systems führt, ohne dass eine vollständige Systemebenen-Redundanz erforderlich ist, z. B. die Verwendung mehrerer LiDAR-Sensoren. Infolgedessen können Ausführungsbeispiele hierin eine verlängerte Lebensdauer sowie erhöhte Komponentenebenen-Fertigungserträge aufweisen. Darüber hinaus stellen Ausführungsbeispiele hierin auch Mechanismen zum unabhängigen Umschalten des Betriebs zwischen redundanten Komponenten eines photonischen Bauelements bereit. So kann beispielsweise jede redundante Komponente eines photonischen Bauelements unabhängig ein- oder ausgeschaltet werden oder mit angepassten oder unterschiedlichen Eingangsspannungen oder -strömen. Ausführungsbeispiele hierin können eine Überwachungslogik umfassen, um einen oder mehrere Betriebsparameter einer oder mehrerer optischer Komponenten des photonischen Bauelements zu überwachen, um die Verschlechterung und die Nutzung der optischen Komponenten zu beurteilen. Ausführungsbeispiele hierin können auch eine Steuerlogik umfassen, um die Nutzung redundanter Komponenten adaptiv auszugleichen, um eine äquivalente Verschlechterung von Komponenten über die Lebensdauer des Systems bereitzustellen. Darüber hinaus kann die Steuerlogik im Fall eines Komponentenausfalls das Failover auf die verbleibende(n) aktive(n) redundante(n) Systemkomponente(n) steuern. Im Vergleich zur Systemebenen-Redundanz stellen Ausführungsbeispiele hierin eine reduzierte Systemkomplexität, reduzierte Systemkosten und eine reduzierte Systemgröße bei äquivalenten oder besseren Zuverlässigkeitsgraden bereit.
  • Auch wenn LiDAR-Sensoren in CA/AD-Fahrzeugen in der Beschreibung hierin als Beispiele verwendet werden, können Ausführungsbeispiele hierin breite Anwendungen für LiDAR-Sensoren, die in einem breiten Spektrum von Anwendungsfällen wie Robotik, Drohnen, Sicherheitssystemen, Raumfahrt oder militärischen Anwendungen verwendet werden, aufweisen. Darüber hinaus können Ausführungsbeispiele hierin auch in Nicht-LiDAR-Photonischen-Anwendungen, z. B. Kommunikations-Laser-Netzwerkprodukten, optischen Gyroskopen, photonikbasierten Messtechniken usw., verwendet werden.
  • Bei Ausführungsbeispielen umfasst ein photonisches Bauelement eine erste optische Komponente, eine zweite optische Komponente und eine dritte Komponente, wobei die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente eine redundante Komponente des photonischen Bauelements ist. Die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente sind mit der dritten Komponente gekoppelt. Wenn die erste optische Komponente aktiviert ist, ist die erste optische Komponente ausgebildet, eine erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen. Ähnlich ist, wenn die zweite optische Komponente aktiviert ist, die zweite optische Komponente ausgebildet, die erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder die zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen. Die erste optische Komponente ist angeordnet, um eine Funktion auszuführen, und die zweite optische Komponente ist angeordnet, um die gleiche Funktion auszuführen. Darüber hinaus wird jeweils nur eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente aktiviert.
  • Bei Ausführungsbeispielen umfasst eine Vorrichtung zur Steuerung eines photonischen Bauelements eine Überwachungseinheit und eine Steuereinheit zur Überwachung und Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements. Das photonische Bauelement umfasst eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente, gekoppelt mit einer dritten Komponente. Die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente ist eine redundante Komponente des photonischen Bauelements. Die erste optische Komponente ist angeordnet, um eine Funktion auszuführen, und die zweite optische Komponente ist angeordnet, um die gleiche Funktion auszuführen. Wenn die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente aktiviert ist, ist die aktivierte der ersten und zweiten optischen Komponente ausgebildet, eine erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen. Es wird jeweils nur eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente aktiviert. Die Überwachungseinheit ist ausgebildet, einen oder mehrere Betriebsparameter einer oder mehrerer optischer Komponenten des photonischen Bauelements zu überwachen. Die Steuereinheit ist ausgebildet, den Betrieb der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente zu steuern.
  • Bei Ausführungsbeispielen umfassen ein oder mehrere nichtflüchtige computerlesbare Medien Anweisungen, die eine Fahrzeug-Bordeinheit (OBU; onboard unit) eines CA/AD-Fahrzeugs ansprechend auf die Ausführung der Anweisungen durch die OBU veranlassen, verschiedene Operationen auszuführen. Beispielsweise sind die Anweisungen ausgebildet, die OBU zu veranlassen, durch eine Überwachungseinheit einen oder mehrere Betriebsparameter einer oder mehrerer optischer Komponenten eines LiDAR-Sensors zu überwachen, der an dem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist. Der LIDAR-Sensor umfasst eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente, gekoppelt mit einer dritten Komponente. Wenn die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente aktiviert ist, ist die aktivierte der ersten und zweiten optischen Komponente ausgebildet, eine erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen. Die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente ist eine redundante Komponente des LiDAR-Sensors. Die erste optische Komponente ist angeordnet, um eine Funktion auszuführen, und die zweite optische Komponente ist angeordnet, um die gleiche Funktion auszuführen. Es wird jeweils nur eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente aktiviert. Die Anweisungen sind ferner ausgebildet, die OBU zu veranlassen, durch eine Steuereinheit die Leistung oder den Strom zu steuern, die/der der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente des LiDAR-Sensors geliefert wird, ansprechend auf ein Auslöseereignis, das von der Überwachungseinheit oder von einer anderen mit der Steuereinheit gekoppelten Vorrichtung empfangen wird. Das Auslöseereignis bezieht sich auf Daten über die Geschwindigkeit des CA/AD-Fahrzeugs, den Standort, Sensorfusionsdetektionsdaten oder Wetterbedingungen.
  • In der nachfolgenden Beschreibung wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, die einen Teil derselben bilden, wobei gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche Teile bezeichnen, und in denen auf darstellende Weise Ausführungsbeispiele gezeigt sind, die praktiziert werden können. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet werden können und strukturelle oder logische Änderungen ausgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher soll die folgende, detaillierte Beschreibung nicht in einem einschränkenden Sinne genommen werden und der Schutzbereich der Ausführungsbeispiele ist durch die beigefügten Ansprüche und ihre Entsprechungen definiert.
  • Operationen verschiedener Verfahren können wiederum als mehrere diskrete Handlungen oder Operationen beschrieben werden, auf eine Weise, die beim Verständnis des beanspruchten Gegenstands am hilfreichsten ist. Die Reihenfolge der Beschreibung sollte jedoch nicht derart betrachtet werden, dass sie impliziert, dass diese Operationen notwendigerweise von der Reihenfolge abhängig sind. Genauer gesagt werden diese Operationen möglicherweise nicht in der präsentierten Reihenfolge ausgeführt. Beschriebene Operationen können in einer unterschiedlichen Reihenfolge als die beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgeführt werden. Verschiedene zusätzliche Operationen können ausgeführt werden und/oder beschriebene Operationen können bei zusätzlichen Ausführungsbeispielen weggelassen, aufgespalten oder kombiniert sein.
  • Zu den Zwecken der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Ausdruck „A oder B“ und „A und/oder B“ (A), (B) oder (A und B). Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung bezeichnet der Ausdruck „A, B, und/oder C“ (A), (B), (C), (A und B), (A und C), (B und C), oder (A, B und C).
  • Die Beschreibung kann die Ausdrücke „bei einem Ausführungsbeispiel“ oder „bei Ausführungsbeispielen“ verwenden, die sich jeweils auf ein oder mehrere desselben oder unterschiedlicher Ausführungsbeispiele beziehen können. Ferner sind die Ausdrücke „aufweisen“, „umfassen“, „haben“ und ähnliche, wie sie hierin im Hinblick auf Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, synonym.
  • Wenn die Offenbarung „ein“ oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent dessen aufführt, umfasst eine solche Offenbarung ein oder mehrere solcher Elemente, ohne dass zwei oder mehr solcher Elemente erforderlich sind oder ausgeschlossen werden. Ferner werden ordinale Indikatoren (z.B. erster, zweiter oder dritter) für identifizierte Elemente verwendet, um zwischen den Elementen zu unterscheiden, und sie geben weder eine erforderliche oder begrenzte Anzahl solcher Elemente an oder implizieren eine solche, noch geben sie eine bestimmte Position oder Reihenfolge solcher Elemente an, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
  • Die Ausdrucke „gekoppelt mit“ oder „gekoppelt an“ und Ähnliches können hierin verwendet werden. „Gekoppelt“ kann eine oder mehrere der folgenden Bedeutungen haben. „Gekoppelt“ kann bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente in direktem physischem oder elektrischem Kontakt sind. „Gekoppelt“ kann jedoch auch bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente einander indirekt kontaktieren, jedoch weiter miteinander zusammenarbeiten oder interagieren, und kann bedeuten, dass ein oder mehr andere Elemente zwischen die Elemente gekoppelt oder verbunden sind, die miteinander gekoppelt sind. Als Beispiel und nicht als Einschränkung kann „gekoppelt“ bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente oder Vorrichtungen durch elektrische Verbindungen auf einer gedruckten Schaltungsplatine, wie z. B. einer Hauptplatine, gekoppelt sind. Als Beispiel und nicht als Einschränkung kann „gekoppelt“ bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente/Vorrichtungen über eine oder mehrere Netzwerkverbindungen, wie z. B. verdrahtete und/oder drahtlose Netzwerke, kooperieren und/oder interagieren. Als Beispiel und nicht als Einschränkung kann eine Rechenvorrichtung zwei oder mehr Rechenvorrichtungen umfassen, die auf einer Hauptplatine oder durch eine oder mehrere Netzwerkverbindungen „gekoppelt“ sind.
  • Nach hiesigem Gebrauch hiernach, umfassend die Ansprüche, kann der Begriff „Einheit“, „Maschine“, „Modul“ oder „Routine“ eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC; Application Specific Integrated Circuit), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinschaftlich verwendet, dediziert oder Gruppe) und/oder einen Speicher (memory) (gemeinschaftlich verwendet, dediziert oder Gruppe), die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen, bezeichnen, Teil davon sein oder umfassen.
  • Nach hiesigem Gebrauch bezieht sich der Begriff „Schaltungsanordnung“ auf, ist Teil von oder umfasst Hardwarekomponenten, wie beispielsweise eine elektronische Schaltung, eine Logikschaltung, einen Prozessor (gemeinschaftlich verwendet, dediziert oder Gruppe) und/oder Speicher (gemeinschaftlich verwendet, dediziert oder Gruppe), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC; Application Specific Integrated Circuit), ein feldprogrammierbares Bauelement (FPD; field-programmable device) (z. B. ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA; field-programmable gate array), eine programmierbare Logikvorrichtung (PLD; programmable logic device), eine komplexe PLD (CPLD; complex PLD), eine PLD mit hoher Kapazität (HCPLD; high-capacity PLD), eine strukturierte ASIC oder ein programmierbares System-auf-einem-Chip (SoC; System on Chip), digitale Signalprozessoren (DSPs; digital signal processors) usw., die ausgebildet sind, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Schaltungsanordnung ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführen, um zumindest etwas von der beschriebenen Funktionalität bereitzustellen.
  • Nach hiesigem Gebrauch bezieht sich der Begriff „Prozessorschaltungsanordnung“ auf, ist Teil von oder umfasst eine Schaltungsanordnung, die in der Lage ist, aufeinanderfolgend und automatisch eine Sequenz von arithmetischen oder logischen Operationen auszuführen; digitale Daten aufzuzeichnen, zu speichern und/oder zu übertragen. Der Begriff „Prozessorschaltungsanordnung“ kann sich auf einen oder mehrere Anwendungsprozessoren, einen oder mehrere Basisbandprozessoren, eine physische zentrale Verarbeitungseinheit (CPU; central processing unit), eine Allzweck-Verarbeitungseinheit (GPU; general purpose processing unit), einen Einzelkern-Prozessor, einen Dual-Core-Prozessor, einen Triple-Core-Prozessor, einen Quad-Core-Prozessor und/oder irgendeine andere Vorrichtung beziehen, die in der Lage ist, computerausführbare Anweisungen wie Programmcode, Softwaremodule und/oder funktionale Prozesse auszuführen oder anderweitig zu betreiben.
  • Nach hiesigem Gebrauch kann sich der Begriff „Schnittstellenschaltungsanordnung“ beziehen auf, ist Teil von oder umfasst eine Schaltungsanordnung, die den Informationsaustausch zwischen zwei oder mehr Komponenten oder Vorrichtungen bereitstellt. Der Begriff „Schnittstellenschaltungsanordnung“ kann sich auf eine oder mehrere Hardwareschnittstellen beziehen (z. B. Busse, Eingabe-/Ausgabe- (I/O) Schnittstellen, Peripheriekomponentenschnittstellen, Netzwerkschnittstellenkarten und/oder Ähnliches).
  • Nach hiesigem Gebrauch kann der Begriff „Computervorrichtung“ irgendeine physische Hardwarevorrichtung beschreiben, die in der Lage ist, aufeinanderfolgend und automatisch eine Sequenz von arithmetischen oder logischen Operationen auszuführen, die ausgestattet ist, Daten auf einem maschinenlesbaren Medium aufzuzeichnen/zu speichern und Daten von einer oder mehreren anderen Vorrichtungen in einem Kommunikationsnetz zu senden und zu empfangen. Eine Computervorrichtung kann als Synonym betrachtet werden für und kann nachfolgend gelegentlich bezeichnet werden als ein Computer, eine Rechenplattform, eine Rechenvorrichtung usw. Der Begriff „Computersystem“ kann irgendeine Art von miteinander verbundenen elektronischen Vorrichtungen, Computervorrichtungen oder deren Komponenten umfassen. Darüber hinaus kann sich der Begriff „Computersystem“ und/oder „System“ auf verschiedene Komponenten eines Computers beziehen, die kommunikativ miteinander gekoppelt sind. Darüber hinaus kann sich der Begriff „Computersystem“ und/oder „System“ auf mehrere Computervorrichtungen und/oder mehrere Rechensysteme beziehen, die kommunikativ miteinander gekoppelt und ausgebildet sind, Rechen- und/oder Netzwerkressourcen gemeinschaftlich zu verwenden. Beispiele für „Computervorrichtungen“, „Computersysteme“ usw. können umfassen Mobiltelefone oder Smartphones, Feature-Phones, Tablet-Personal-Computer, tragbare Rechenvorrichtungen, autonome Sensoren, Laptop-Computer, Desktop-Personal-Computer, Videospielkonsolen, digitale Medienabspielgeräte, handgehaltene Nachrichtenübermittlungsvorrichtungen, persönliche Datenassistenten, elektronische Buch-Lesegeräte, Erweiterte-Realität- (augmented reality) Vorrichtungen, Server-Computer-Vorrichtungen (z. B. alleinstehend, Rack-befestigt, Blade, etc.), Cloud-Computing-Dienste/Systeme, Netzwerkelemente, bordeigenes Infotainment (IVI; in-vehicle infotainment), autoeigene Unterhaltungs- (ICE; in-car entertainment) Vorrichtungen, ein Instrumentencluster (IC), Head-up-Display- (HUD) Vorrichtungen, bordeigene Diagnose- (OBD; on-board diagnostic) Vorrichtungen, mobile Dashtop-Geräte (DME; dashtop mobile equipment), mobile Datenterminals (MDTs; mobile data terminals), elektronische Motormanagementsysteme (EEMSs; Electronic Engine Management Systems), elektronische/Motorsteuereinheiten (ECUs; engine control units), in das Fahrzeug eingebettete Computervorrichtungen (VECD; vehicle-embedded Computer devices), Autonom- oder Halbautonom-Fahrendes-Fahrzeug- (im Folgenden einfach ADV (autonomous driving vehicle)) Systeme, bordeigene Navigationssysteme, elektronische/Motorsteuermodule (ECM; engine control modules), eingebettete Systeme, Mikrocontroller, Steuermodule, Motormanagementsysteme (EMS; engine management systems), vernetzte oder „smarte“ Anwendungen, Maschinenartige-Kommunikation- (MTC; machine-type communications) Vorrichtungen, Maschine-zu-Maschine (M2M), Internet of Things (IoT) Vorrichtungen und/oder irgendwelche anderen ähnlichen elektronischen Vorrichtungen. Darüber hinaus kann sich der Begriff „in ein Fahrzeug eingebettete Computervorrichtung“ auf irgendeine Computervorrichtung und/oder ein Computersystem beziehen, die/das physisch an einem Fahrzeug befestigt, in dasselbe eingebaut oder anderweitig darin eingebettet ist.
  • Nach hiesigem Gebrauch kann der Begriff „Netzwerkelement“ als Synonym betrachtet werden für und/oder kann bezeichnet werden als ein vernetzter Computer, eine Netzwerkhardware, eine Netzwerkausrüstung, ein Router, ein Schalter, ein Hub, eine Brücke, eine Funknetzwerksteuerung, eine Funkzugriffsnetzvorrichtung, ein Gateway, ein Server, und/oder irgendeine andere ähnliche Vorrichtung. Der Begriff „Netzwerkelement“ kann eine physische Rechenvorrichtung eines drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsnetzes beschreiben und kann ausgebildet sein, eine virtuelle Maschine zu hosten. Ferner kann der Begriff „Netzwerkelement“ Ausrüstung beschreiben, die Funk-Basisband-Funktionen für Daten- und/oder Sprachkonnektivität zwischen einem Netz und einem oder mehreren Benutzern bereitstellt. Der Begriff „Netzwerkelement“ kann als Synonym betrachtet werden für oder bezeichnet werden als eine „Basisstation“. Nach hiesigem Gebrauch kann der Begriff „Basisstation“ als Synonym betrachtet werden für und/oder bezeichnet werden als ein Node-B, ein verbesserter oder Evolved-Node-B (eNB; evolved node B), ein NodeB der nächsten Generation (gNB; next generation nodeB), eine Basis-Sendeempfänger-Station (BTS; base transceiver station), ein Zugriffspunkt (AP; access point), eine Straßenrandeinheit (RSU; roadside unit) usw. und kann Ausrüstung beschreiben, die die Funk-Basisbandfunktionen für Daten- und/oder Sprachkonnektivität zwischen einem Netzwerk und einem oder mehreren Benutzern bereitstellt. Nach hiesigem Gebrauch können sich die Begriffe „Fahrzeug-zu-Fahrzeug“ und „V2V“ auf irgendeine Kommunikation beziehen, die ein Fahrzeug als eine Quelle oder ein Ziel einer Nachricht einbezieht. Darüber hinaus können die Begriffe „Fahrzeug-zu-Fahrzeug“ und „V2V“ nach hiesigem Gebrauch auch Fahrzeug-zu-Infrastruktur- (V2I; vehicle-to-infrastructure) Kommunikationen, Fahrzeug-zu-Netzwerk-(V2N; vehicle-to-network) Kommunikationen, Fahrzeug-zu-Fußgänger-(V2P; vehicle-topedestrian) Kommunikationen oder V2X-Kommunikationen umfassen oder denselben entsprechen.
  • Nach hiesigem Gebrauch kann sich der Begriff „Kanal“ auf irgendein greifbares oder ungreifbares Übertragungsmedium beziehen, das zum Kommunizieren von Daten oder eines Datenstroms verwendet wird. Der Begriff „Kanal“ kann synonym und/oder gleichbedeutend sein mit „Kommunikationskanal“, „Datenkommuniltationskanal“, „Übertragungskanal“, „Datenübertragungskanal“, „Zugriffskanal“, „Datenzugriffskanal“, „Link“, „Datenlink“, „Träger“, „Radiofrequenzträger“ und/oder irgendeinem anderen ähnlichen Begriff, der einen Pfad oder ein Medium bezeichnet, über den/das Daten kommuniziert werden. Zusätzlich kann sich der Begriff „Link“ auf eine Verbindung zwischen zwei Vorrichtungen über eine Funkzugriffstechnik (RAT; Radio Access Technology) zum Zweck des Sendens und Empfangens von Informationen beziehen.
  • 1(a) zeigt eine beispielhafte Vorrichtung 100, umfassend ein photonisches Bauelement 120 mit redundanten Komponenten, eine Überwachungseinheit 112 und eine Steuereinheit 110 zur Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements 120 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. 1(b) zeigt ein beispielhaftes Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren- (CA/AD) System 170, das mit einem photonischen Bauelement 160 mit redundanten Komponenten, einer Überwachungseinheit 153 und einer Steuereinheit 152 eingebracht ist, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
  • Bei Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung 100 das photonische Bauelement 120, die Überwachungseinheit 112 und die Steuereinheit 110, die wie dargestellt miteinander gekoppelt sind. Das photonische Bauelement 120 umfasst mehrere Komponenten, wie z. B. Quellkomponenten 131, In-Line-Komponenten 132 und Abschlusskomponenten 141. Eine Komponente innerhalb des photonischen Bauelements 120 kann eine optische Komponente oder eine nicht-optische Komponente sein. Eine Quellkomponente, z. B. die Quellkomponenten 131, kann eine Quelle sein, um eine Eingabe für andere Komponenten des photonischen Bauelements 120 bereitzustellen. Eine Abschlusskomponente, z. B. die Abschlusskomponenten 141, kann eine Senke sein, um eine Eingabe von anderen Komponenten des photonischen Bauelements 120 zu empfangen, ohne irgendeine Ausgabe bereitzustellen. Eine In-Line-Komponente, z. B. die In-Line-Komponenten 132, kann eine Eingabe empfangen und eine Ausgabe bereitstellen. Bei Ausführungsbeispielen können verschiedene optische Komponenten des photonischen Bauelements 120 in einer integrierten Schaltung umfasst sein, die auf einem Substrat 121 angeordnet ist. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen kann das photonische Bauelement 120 mehrere diskrete Komponenten umfassen, die auf verschiedenen Substraten gebildet und zusammen auf einer Schaltungsplatine angeordnet sind. Das photonische Bauelement 120 kann ein Lichtdetektion und Abstandsmessung- (LIDAR; light detection and ranging) Sensor, ein Laser-Netzwerkprodukt, ein optisches Gyroskop, eine photonikbasierte Messtechnik oder ein anderes photonisches Bauelement sein. Das photonische Bauelement 120 kann in einem Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren- (CA/AD) Fahrzeug, einem Roboter, einer Drohne, einem Sicherheitssystem oder irgendeinem anderen System, das ein photonisches Bauelement verwenden kann, angeordnet sein.
  • Bei Ausführungsbeispielen kann das photonische Bauelement 120 redundante Komponenten umfassen. Zum Beispiel umfasst das photonische Bauelement 120 eine erste optische Komponente, eine zweite optische Komponente und eine dritte Komponente. Die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente ist eine redundante Komponente des photonischen Bauelements 120. Die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente können parallel oder in Sequenz gekoppelt sein. Zusammen können sie als ein Array von redundanten Komponenten bezeichnet werden. Zum Beispiel können sich eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente, die zu der ersten optischen Komponente redundant ist, auf eine erste optische Komponente 133 und eine zweite optische Komponente 135, eine erste optische Komponente 134 und eine zweite optische Komponente 136 oder eine erste optische Komponente 143 und eine zweite optische Komponente 145 beziehen, wie in 1(a) gezeigt ist. Die erste optische Komponente ist angeordnet, um eine Funktion auszuführen, die zweite optische Komponente ist angeordnet, um die gleiche Funktion auszuführen. Bei Ausführungsbeispielen kann die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente einen Laser, einen Verstärker, einen optischen Kollimator, einen optischen Schalter, einen optischen Diskriminator, eine optische Quellensignalkomponente, eine Inline-Optische-Komponente, eine optische Signalabschlusskomponente, einen Photodetektor oder eine Photodiode umfassen. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen umfasst das photonische Bauelement 120 ferner eine oder mehrere zusätzliche optische Komponenten, um die Funktion der ersten optischen Komponente auszuführen.
  • Genauer gesagt umfassen die Quellkomponenten 131 die erste optische Komponente 133, die zweite optische Komponente 135 und eine dritte Komponente 137. Die erste optische Komponente 133 oder die zweite optische Komponente 135 ist eine redundante Komponente und führt die gleiche Funktion aus. Wenn also eine von der ersten optischen Komponente 133 oder der zweiten optischen Komponente 135 ihre Funktion nicht ausführt, kann die verbleibende Komponente die gleiche Funktion ausführen, und die Quellkomponenten 131 arbeiten weiterhin mit voller Performance. Die erste optische Komponente 133 und die zweite optische Komponente 135 sind mit der dritten Komponente 137 gekoppelt. Die dritte Komponente 137 kann optional in den Quellkomponenten 131 sein. Wenn die dritte Komponente 137 in den Quellkomponenten 131 nicht vorhanden ist, wird die erste optische Komponente 133 oder die zweite optische Komponente 135 mit einer gleichen Komponente im nächsten Abschnitt des photonischen Bauelements 120 gekoppelt.
  • Ähnlich umfassen die In-Line-Komponenten 132 die erste optische Komponente 134, die zweite optische Komponente 136 und eine dritte Komponente 138. Die erste optische Komponente 134 oder die zweite optische Komponente 136 ist eine redundante Komponente und führt die gleiche Funktion aus. Wenn also eine von der ersten optischen Komponente 134 oder der zweiten optischen Komponente 136 ihre Funktion nicht ausführt, kann die verbleibende Komponente die gleiche Funktion ausführen, und die In-Line-Komponenten 132 arbeiten weiterhin mit voller Performance. Die erste optische Komponente 134 und die zweite optische Komponente 136 sind mit der dritten Komponente 138 gekoppelt. Die dritte Komponente 138 kann optional in den In-Line-Komponenten 132 sein. Wenn die dritte Komponente 138 in den In-Line-Komponenten 132 nicht vorhanden ist, wird die erste optische Komponente 134 oder die zweite optische Komponente 136 mit einer gleichen Komponente im nächsten Abschnitt des photonischen Bauelements 120 gekoppelt.
  • Ferner umfassen die Abschlusskomponenten 141 die erste optische Komponente 143 und die zweite optische Komponente 145. Die erste optische Komponente 143 oder die zweite optische Komponente 145 ist eine redundante Komponente und führt die gleiche Funktion aus. Wenn also eine von der ersten optischen Komponente 143 oder der zweiten optischen Komponente 145 ihre Funktion nicht ausführt, kann die verbleibende Komponente die gleiche Funktion ausführen, und die Abschlusskomponenten 141 arbeiten weiterhin mit voller Performance.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wenn die erste optische Komponente, z. B. die erste optische Komponente 133, aktiviert ist, ist die erste optische Komponente ausgebildet, eine Eingabe, z. B. eine Eingabe 122, an die dritte Komponente, z. B. die dritte Komponente 137, bereitzustellen. Wenn die zweite optische Komponente, z.B. die zweite optische Komponente 135, aktiviert ist, ist die zweite optische Komponente, z.B. die zweite optische Komponente 135, ausgebildet, eine Eingabe, z.B. eine Eingabe 123, an die dritte Komponente, z.B. die dritte Komponente 137, bereitzustellen. Die Eingabe 122 und die Eingabe 123 umfassen dieselbe Information oder dasselbe Signal und werden als eine gleiche Eingabe an die dritte Komponente 137 angesehen. Eine Komponente wird aktiviert, wenn die Komponente bereit ist, ihre entworfenen Funktionen auszuführen oder dieselben ausführt. Eine Komponente wird deaktiviert, wenn die Komponente nicht bereit ist oder ihre entworfenen Funktionen nicht ausführt. Eine deaktivierte Komponente kann eine Funktion ausführen, die sich von den entworfenen Funktionen unterscheidet. Zum Beispiel führt eine deaktivierte optische Komponente möglicherweise die entworfenen optischen Funktionen nicht aus, kann aber dennoch durch Licht laufen.
  • Bei Ausführungsbeispielen wird jeweils nur eine der ersten optischen Komponente 133 oder der zweiten optischen Komponente 135 aktiviert. Ähnlich wird jeweils nur eine der ersten optischen Komponente 134 oder der zweiten optischen Komponente 136 oder nur eine oder ersten optischen Komponente 143 oder der zweiten optischen Komponente 145 aktiviert. Zum Beispiel wird zu einer ersten Zeit die erste optische Komponente 133 aktiviert und die zweite optische Komponente 135 deaktiviert und zu einer zweiten, von der ersten Zeit verschiedenen Zeit wird die erste optische Komponente 133 deaktiviert und die zweite optische Komponente 135 aktiviert. Als ein anderes Beispiel wird die erste optische Komponente 133 aktiviert, wenn die zweite Komponente 135 die Funktion nicht ausführt. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen umfasst das photonische Bauelement 120 ferner eine oder mehrere zusätzliche optische Komponenten, um die Funktion der ersten optischen Komponente auszuführen, wenn zumindest eine von der einen oder den mehreren optischen Komponenten aktiviert ist. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden jeweils alle außer einer von der ersten optischen Komponente 133, der zweiten optischen Komponente 135 und der einen oder den mehreren zusätzlichen optischen Komponenten deaktiviert. Die hierin für die erste optische Komponente 133 und die zweite optische Komponente 135 beschriebenen Betriebsprinzipien sind auch auf andere redundante Komponenten anwendbar, z. B. die erste optische Komponente 134 und die zweite optische Komponente 136 oder die erste optische Komponente 143 und die zweite optische Komponente 145.
  • Bei Ausführungsbeispielen ist die Überwachungseinheit 112 angeordnet, um einen oder mehrere Betriebsparameter einer oder mehrerer optischer Komponenten des photonischen Bauelements zu überwachen, während die Steuereinheit 110 ausgebildet ist, den Betrieb der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente, die zur ersten optischen Komponente redundant ist, zu steuern. Der eine oder die mehreren Betriebsparameter können eine Dauer der Aktivierung der einen oder der mehreren optischen Komponenten, eine Temperatur der einen oder der mehreren optischen Komponenten, einen Leistungspegel der einen oder der mehreren optischen Komponenten oder einen Stromwert der einen oder der mehreren optischen Komponenten umfassen. Darüber hinaus kann die Überwachungseinheit 112 angeordnet sein, um die Verschlechterung der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente, die zur ersten optischen Komponente redundant ist, zu beurteilen.
  • Bei Ausführungsbeispielen ist die Steuereinheit 110 ausgebildet, den Betrieb der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente zu steuern, indem sie die Leistung oder den Strom steuert, die der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente geliefert werden, die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente aktiviert (dargestellt als Operation 111), die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente deaktiviert (dargestellt als Operation 115) oder eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente auswählt (dargestellt als Operation 113), aktiviert zu werden. Die Steuereinheit ist ferner ausgebildet, den Betrieb der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente umzuschalten (dargestellt als Operation 117), indem sie die erste optische Komponente aktiviert und die zweite optische Komponente deaktiviert oder die erste optische Komponente deaktiviert und die zweite optische Komponente aktiviert.
  • Es kann andere Operationen geben, die die Steuereinheit 110 ausführen kann, die in 1(a) nicht dargestellt sind. Zum Beispiel ist die Steuereinheit 110 ferner ausgebildet, die Nutzung der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente adaptiv auszugleichen, um eine im Wesentlichen äquivalente Verschlechterung der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente über eine Zeitperiode bereitzustellen. Zusätzlich kann die Steuereinheit 110 ferner einen Ausfallzustand der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente detektieren und die zweite optische Komponente aktivieren, wenn sie den Ausfallzustand der ersten optischen Komponente detektiert.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Steuereinheit 110 ferner ausgebildet, eine Leistung oder einen Strom zu steuern, die/der der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente geliefert wird, ansprechend auf ein Auslöseereignis, das von der Überwachungseinheit oder von einer anderen mit der Steuereinheit gekoppelten Vorrichtung empfangen wird. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist das photonische Bauelement 120 ein LiDAR-Sensor, der an einem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist, und das Auslöseereignis ist auf Daten über die CA/AD-Fahrzeug-Geschwindigkeit, den Standort, Sensorfusionsdetektionsdaten oder Wetterbedingungen bezogen. Die Vorrichtung 100 kann eine Fahrzeug-Bordeinheit (OBU; onboard unit) sein, die in dem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung 100 das CA/AD-Fahrzeug sein, das eine OBU umfasst.
  • 1(b) zeigt ein beispielhaftes Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren-(CA/AD) System 170, das mit einem photonischen Bauelement 160 mit redundanten Komponenten, einer Überwachungseinheit 153 und einer Steuereinheit 152 eingebracht ist, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Das photonische Bauelement 160, die Überwachungseinheit 153 und die Steuereinheit 152 können ein Beispiel für das photonische Bauelement 120, die Überwachungseinheit 112 und die Steuereinheit 110 sein, wie in 1(a) dargestellt. Das photonische Bauelement 160 kann ein LiDAR-Sensor sein, der auf dem CA/AD-System 170 angeordnet ist. Die Überwachungseinheit 153 und die Steuereinheit 152 können ein Teil einer OBU 150 sein, die in einem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist. Bei Ausführungsbeispielen kann das CA/AD-System 170 für ein ausgewähltes von einem Nutzlastkraftwagen, einem Leichtnutzfahrzeug, einem Geländewagen (SUV; sport utility vehicle), einem Leichtfahrzeug, einem Schwerlastkraftwagen, einem Pick-up, einem Van, einem Personenkraftwagen, einem Motorrad oder irgendeinem anderen Fahrzeug sein.
  • Zum Beispiel kann das photonische Bauelement 160 ein LiDAR-Sensor sein, der auf einer OBU des CA/AD-Systems 170 angeordnet ist, und kann eine erste optische Komponente 161 und eine zweite optische Komponente 162 umfassen, die beide mit einer dritten Komponente 163 gekoppelt sind. Die erste optische Komponente 161 oder die zweite optische Komponente 162 ist eine redundante Komponente des photonischen Bauelements. Die erste optische Komponente 161 ist angeordnet, um eine Funktion auszuführen, und die zweite optische Komponente 162 ist angeordnet, um die gleiche Funktion auszuführen. Es wird jeweils nur eine der ersten optischen Komponente 161 oder der zweiten optischen Komponente 162 aktiviert. Wenn die erste optische Komponente 161 aktiviert ist, ist die erste optische Komponente 161 ausgebildet, eine erste Eingabe an die dritte Komponente 163 bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente 163 zu empfangen. Wenn die zweite optische Komponente 162 aktiviert ist, ist die zweite optische Komponente 162 ausgebildet, die erste Eingabe an die dritte Komponente 163 bereitzustellen oder die zweite Eingabe von der dritten Komponente 163 zu empfangen.
  • Bei Ausführungsbeispielen können die erste optische Komponente 161 und die zweite optische Komponente 162 Laser, Verstärker, Photodioden oder irgendwelche anderen optischen Komponenten sein. Weitere Einzelheiten sind in den 2(a)-2(c), 3(a)-3(c), 4(a)-4(b) oder 5(a)-5(b) dargestellt. Laser, Verstärker oder Photodioden sind aktive photonische Komponenten/Bauelemente, die über die Zeit eine(n) Performance-Verschlechterung oder -Ausfall aufweisen, was die Produktlebensdauer begrenzt. Die Rate der Verschlechterung und des Ausfalls variiert stark in Abhängigkeit von Faktoren wie Materialien, Prozesstechnologie, Einsatzbedingungen, Art des photonischen Bauelements usw. Die redundante optische Komponente kann die Ertrags- und Zuverlässigkeitsrisiken für diese Komponenten ausgleichen, indem sie Redundanz auf der Ebene des photonischen Bauelements sowie unterstützende Systemsteuerungen zur Implementierung der Redundanz auf Systemebene bereitstellt.
  • Bei Ausführungsbeispielen ist die OBU 150 in einem CA/AD-Fahrzeug angeordnet und umfasst die Überwachungseinheit 153 und die Steuereinheit 152. Die Überwachungseinheit 153 kann ein Teil einer Systemautomatisierungslogik 151 sein. Die Steuereinheit 152 ist für die Verwaltung der Nutzung der redundanten Komponenten verantwortlich. Die Steuereinheit 152 kann verschiedene Komponenten umfassen, z. B. eine Ereignisdetektions- und Antwort-Logikeinheit 154, eine CPU und Steuerungssoftware 155, eine Speicher- und Datenspeicherungseinheit 156, eine Leistungssteuereinheit 157, eine Redundanzkonfigurationseinheit 158 und eine LiDAR-Komponentenüberwachungseinheit 159. Die Überwachungseinheit 153 kann Fahrzeugdaten (Geschwindigkeit, Sensorfusionsdetektionsdaten, Wetterbedingungen) überwachen. Die LiDAR-Komponentenüberwachungseinheit 159 kann Spannungs- oder Stromdaten für redundante Komponenten überwachen (aktive Nutzungsdauer, Leistungspegel, Bauelementstatus usw.). Die Ereignisdetektions- und Antwort-Logikeinheit 154 ist ausgebildet, Ereignisse, die eine rotierende Nutzung der redundanten Komponenten innerhalb des LiDAR auslösen würden, zu detektieren. Die Detektion von Ereignisauslösern kann auf einfachen Regeln, mathematischen Modellen, Künstliche-Intelligenz- (KI)/Maschinelles-Lernen-basierten Modellen basieren. Eingaben an die Ereignisauslöserlogik können konfigurierte Einstellungen/Schwellen sowie Fahrzeug- und Komponentenüberwachungsdaten umfassen. Die Leistungssteuereinheit 157 ist ausgebildet, die Spannungs-/Leistungs-/Strompegel, die den redundanten Komponenten geliefert werden (umfassend das Ausschalten von Vorrichtungen), das Einschalten oder Aktivieren oder Umschalten der redundanten Komponenten zu modifizieren. Komponenten innerhalb des LiDAR können als Ergebnis von Herstellungsfehlern und/oder aufgrund von zeitbasierten Ausfall-Modi ausfallen. Sobald detektiert wird, dass sich eine Komponente in einem Ausfallzustand befindet, kann die Komponente vollständig deaktiviert werden, um es dem System zu erlauben, weiterhin bei voller Performance zu arbeiten.
  • Die Überwachungseinheit 153 ist ausgebildet, Ereignisse und Systemdaten für das CA/AD-Fahrzeug zu überwachen, um zu bestimmen, wann es an der Zeit ist, auf eine andere redundante Komponente innerhalb des LiDAR umzuschalten. Die Entscheidung zum Umschalten kann aus verschiedenen Gründen erfolgen, z. B., um die Alterung aller Komponenten innerhalb des Arrays von redundanten Komponenten auszugleichen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann jeweils nur eine der redundanten Komponenten aktiv sein. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen können jeweils mehrere redundante Komponenten parallel aktiv sein, während zumindest eine Komponente ausgeschaltet ist, um eine Redundanz zu ermöglichen Die redundanten Komponenten innerhalb des LiDAR können in Parallel- oder Reihenkonfiguration gekoppelt sein.
  • Als ein Beispiel kann die Überwachungseinheit 153 Zeitperioden für das CA/AD-Fahrzeug detektieren, in denen die volle Performance des LiDAR nicht erforderlich ist. Wenn das CA/AD-Fahrzeug zum Beispiel gestoppt wird, kann die CA/AD-Fahrzeug-Automatisierungslogik 151 Pfadentscheidungen treffen, die sich mehr auf Objekte mit näherer Distanz konzentrieren als auf Objekte, die 250 Meter entfernt sind. Somit kann die Steuereinheit 152, wenn die Überwachungseinheit 153 detektiert, dass das CA/AD-Fahrzeug gestoppt wurde, die Vorrichtungsvorspannung oder die Laserausgabe während der Zeit, in der das CA/AD-Fahrzeug gestoppt ist, für eine genauere Bereichsüberwachung reduzieren. Die Reduzierung der Vorspannung/Leistung während dieser Perioden reduziert entsprechend die Alterungsrate während dieser Zeitrahmen, was zur Verlängerung der Nutzungsdauer des Sensors beiträgt. Das LiDAR kann die Volle-Leistung-/Langbereich-Abtastung wieder aufnehmen, wenn das Fahrzeug sich wieder in Bewegung setzt. Daher wird die Ausgabe des LiDAR basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs moduliert, die von der Überwachungseinheit 153 detektiert werden kann.
  • 2(a)-2(c) zeigen beispielhafte Vorrichtungen, umfassend ein photonisches Bauelement 230 oder ein photonisches Bauelement 270 mit redundanten Komponenten, eine Überwachungseinheit 253 und eine Steuereinheit 252 zur Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Das photonische Bauelement 230 oder das photonische Bauelement 270, die Überwachungseinheit 253 und die Steuereinheit 252 können ein Beispiel für das photonische Bauelement 120, die Überwachungseinheit 112 und die Steuereinheit 110 sein, wie in 1(a) dargestellt.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wie in 2(a) gezeigt, umfasst das photonische Bauelement 230 einen Laser 233, der eine erste optische Komponente ist, und einen Laser 235, der eine zweite optische Komponente ist, die beide parallel zu einer dritten Komponente gekoppelt sind, die ein Kombinierer 237 ist. Sowohl der Laser 233 als auch der Laser 235 sind Quellenelemente, um Eingaben an andere Komponenten bereitzustellen. Der Kombinierer 237 ist ferner mit anderen Komponenten des photonischen Bauelements 230 gekoppelt. Der Laser 233 und der Laser 235 sind Beispiele für redundante Komponenten, z. B. die optische Komponente 133 und die optische Komponente 135, wie in 1(a) gezeigt. Der Laser 233 oder der Laser 235 ist eine redundante Komponente des photonischen Bauelements 230, die die gleichen Funktionen ausführt. Es wird jeweils nur einer von dem Laser 233 oder dem Laser 235 aktiviert. Wenn der Laser 233 aktiviert ist, ist der Laser 233 ausgebildet, eine Eingabe an den Kombinierer 237 bereitzustellen. Wenn der Laser 235 aktiviert ist, ist der Laser 235 ausgebildet, die Eingabe an den Kombinierer 237 bereitzustellen.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wie in 2(b) gezeigt, umfasst das photonische Bauelement 270 einen Laser 271, der eine erste optische Komponente ist, und einen Laser 273, der eine zweite optische Komponente ist, die beide mit einem Kombinierer 272 gekoppelt sind. Darüber hinaus umfasst das photonische Bauelement 270 ferner einen Laser 275 und einen Laser 277, die alle mit dem Kombinierer 272 gekoppelt sind. Der Kombinierer 272 ist ferner mit anderen Komponenten des photonischen Bauelements 270 gekoppelt. Der Laser 271, der Laser 273, der Laser 275 und der Laser 277 sind Beispiele für redundante Komponenten, z. B. die optische Komponente 133 und die optische Komponente 135, wie in 1(a) gezeigt. Der Laser 271, der Laser 273, der Laser 275 und der Laser 277 führen die gleichen Funktionen aus. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird jeweils nur einer von dem Laser 271, dem Laser 273, dem Laser 275 und dem Laser 277 aktiviert. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen können mehrere Laser aktiviert werden. So können z. B. alle bis auf einen von dem Laser 271, dem Laser 273, dem Laser 275 und dem Laser 277 aktiviert sein.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wenn ein Laser, z. B. der Laser 233 oder der Laser 273, defekt ist, kann der defekte Laser deaktiviert werden und das photonische Bauelement 230 oder das photonische Bauelement 270 führt die entworfenen Funktionen weiterhin mit voller Performance aus. Das System, das das photonische Bauelement 230 oder das photonische Bauelement 270 verwendet, arbeitet weiterhin mit voller Performance. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen können die mehreren redundanten Komponenten der Reihe nach aktiviert werden, um die Auslastung einer Komponente zu verringern, was zu einer längeren Lebensdauer für jede Komponente und für das System führt, das das photonische Bauelement 230 oder das photonische Bauelement 270 verwendet.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wie in 2(c) gezeigt, können die Überwachungseinheit 253 und die Steuereinheit 252 ein Teil einer OBU 260 sein, die in einem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist. Die Überwachungseinheit 253 kann ein Teil einer Systemautomatisierungslogik 251 sein. Die Überwachungseinheit 253 ist ausgebildet, Ereignisse und Systemdaten für das CA/AD-Fahrzeug, z. B. Geschwindigkeit, Sensorfusionsdetektionsdaten, Wetterbedingungen, zu überwachen. Die Steuereinheit 252 ist für die Verwaltung der Nutzung der redundanten Komponenten verantwortlich, z. B. für die Steuerung des Betriebs des Kombinierers 237 oder des Kombinierers 272. Die Steuereinheit 252 umfasst beispielsweise eine LiDAR-Systemredundanzsteuerung 250 und eine LiDAR-Ausgabeeinheit 257. Die LiDAR-Systemredundanzsteuerung 250 umfasst eine redundante Komponentensteuerlogik 254, eine redundante Komponenten-Array-Steuerung 255 und eine Kombinierersteuerung 256. Die redundante Komponentensteuerlogik 254 ist ausgebildet, eine oder mehrere der zu aktivierenden redundanten Komponenten auszuwählen. Die redundante Komponenten-Array-Steuerung 255 ist ausgebildet, die ausgewählte zu aktivierende Komponente zu konfigurieren. Die Kombinierersteuerung 256 ist ausgebildet, den Betrieb des Kombinierers zu steuern. Die LiDAR-Ausgabeeinheit 257 ist ausgebildet, die Ausgabe des Kombinierers zu steuern.
  • 3(a)-3(c) zeigen beispielhafte Vorrichtungen, umfassend ein photonisches Bauelement 330 oder ein photonisches Bauelement 370 mit redundanten Komponenten, eine Überwachungseinheit 353 und eine Steuereinheit 352 zur Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Das photonische Bauelement 330 oder das photonische Bauelement 370, die Überwachungseinheit 353 und die Steuereinheit 352 können ein Beispiel für das photonische Bauelement 120, die Überwachungseinheit 112 und die Steuereinheit 110 sein, wie in 1(a) dargestellt.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wie in 3(a) gezeigt, umfasst das photonische Bauelement 330 einen optischen Schalter 331, einen optischen Verstärker 333, einen optischen Verstärker 335 und einen Kombinierer 337, die mit anderen gekoppelt sind. Der optische Verstärker 333 kann eine erste optische Komponente sein und der optische Verstärker 335 kann eine zweite optische Komponente sein, die beide parallel mit dem Kombinierer 337 gekoppelt sind. Sowohl der optische Verstärker 333 als auch der optische Verstärker 335 sind In-Line-Elemente. Der Kombinierer 337 ist ferner mit anderen Komponenten des photonischen Bauelements 330 gekoppelt. Der optische Verstärker 333 und der optische Verstärker 335 sind Beispiele für redundante Komponenten, z. B. die optische Komponente 134 und die optische Komponente 136, wie in 1(a) gezeigt. Der optische Verstärker 333 oder der optische Verstärker 335 ist eine redundante Komponente des photonischen Bauelements 330, die die gleichen Funktionen ausführt. Es wird jeweils nur einer von dem optischen Verstärker 333 und dem optischen Verstärker 335 aktiviert. Wenn der optische Verstärker 333 aktiviert ist, ist der optische Verstärker 333 ausgebildet, eine Eingabe an den Kombinierer 337 bereitzustellen. Wenn der optische Verstärker 335 aktiviert ist, ist der optische Verstärker 335 ausgebildet, die Eingabe an den Kombinierer 337 bereitzustellen.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wie in 3(b) gezeigt, umfasst das photonische Bauelement 370 einen optischen Schalter 371, einen optischen Schalter 373, einen optischen Schalter 375, einen optischen Verstärker 372, einen optischen Verstärker 374, einen optischen Verstärker 376, einen optischen Verstärker 378 und einen Kombinierer 377. Irgendwelche zwei Komponenten des optischen Verstärkers 372, des optischen Verstärkers 374, des optischen Verstärkers 376 und des optischen Verstärkers 378 können eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente sein. Der Kombinierer 377 ist ferner mit anderen Komponenten des photonischen Bauelements 370 gekoppelt. Der optische Verstärker 372, der optische Verstärker 374, der optische Verstärker 376 und der optische Verstärker 378 sind Beispiele für redundante Komponenten, z. B. die optische Komponente 134 und die optische Komponente 136, wie in 1(a) gezeigt. Der optische Verstärker 372, der optische Verstärker 374, der optische Verstärker 376 und der optische Verstärker 378 führen die gleichen Funktionen aus. Bei einigen Ausführungsbeispielen wird jeweils nur einer von dem optischen Verstärker 372, dem optischen Verstärker 374, dem optischen Verstärker 376 und dem optischen Verstärker 378 aktiviert. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen können mehrere Laser aktiviert werden. So können z. B. alle bis auf einen von dem optischen Verstärker 372, dem optischen Verstärker 374, dem optischen Verstärker 376 und dem optischen Verstärker 378 aktiviert sein.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wenn ein Verstärker, z. B. der optische Verstärker 372, der optische Verstärker 374, der optische Verstärker 376 oder der optische Verstärker 378, defekt ist, kann der defekte Verstärker deaktiviert werden und das photonische Bauelement 330 oder das photonische Bauelement 370 führt weiterhin die entworfenen Funktionen mit voller Performance aus. Das System, das das photonische Bauelement 330 oder das photonische Bauelement 370 verwendet, arbeitet weiterhin mit voller Performance. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen können die mehreren redundanten Komponenten der Reihe nach aktiviert werden, um die Auslastung einer Komponente zu verringern, was zu einer längeren Lebensdauer für jede Komponente und für das System führt, das das photonische Bauelement 230 oder das photonische Bauelement 370 verwendet. Aus der Perspektive der Zuverlässigkeit würde die Verwendung von vier redundanten Verstärkern es diesem Abschnitt der Schaltung im Wesentlichen erlauben, bei 1/4 der Rate vs. einer nicht-redundanten Lösung zu altern.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wie in 3(c) gezeigt, können die Überwachungseinheit 353 und die Steuereinheit 352 ein Teil einer OBU 360 sein, die in einem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist. Die Überwachungseinheit 353 kann ein Teil einer Systemautomatisierungslogik 351 sein. Die Überwachungseinheit 353 ist ausgebildet, Ereignisse und Systemdaten für das CA/AD-Fahrzeug, z. B. Geschwindigkeit, Sensorfusionsdetektionsdaten, Wetterbedingungen, zu überwachen. Die Steuereinheit 352 ist für die Verwaltung der Nutzung der redundanten Komponenten verantwortlich, z. B. für die Steuerung des Betriebs des Kombinierers 337 oder des Kombinierers 377. Die Steuereinheit 352 umfasst beispielsweise eine LiDAR-Systemredundanzsteuerung 350, eine LiDAR-Eingabeeinheit 358 und eine LiDAR-Ausgabeeinheit 357. Die LiDAR-Systemredundanzsteuerung 350 umfasst eine redundante Komponentensteuerlogik 354, eine redundante Komponenten-Array-Steuerung 355, eine Kombinierersteuerung 356 und eine Schalterkomponentensteuereinheit 359. Die redundante Komponentensteuerlogik 354 ist ausgebildet, eine oder mehrere der zu aktivierenden redundanten Komponenten auszuwählen. Die redundante Komponenten-Array-Steuerung 355 ist ausgebildet, die ausgewählte zu aktivierende Komponente zu konfigurieren. Die Kombinierersteuerung 356 ist ausgebildet, den Betrieb des Kombinierers zu steuern. Die LiDAR-Ausgabeeinheit 357 ist ausgebildet, die Ausgabe des Kombinierers zu steuern. Die LiDAR-Eingabeeinheit 358 ist ausgebildet, die Eingabe zu den in den 3(a)-3(b) dargestellten optischen Schaltern zu steuern, und die Schalterkomponenten-Steuereinheit 359 ist ausgebildet, den Betrieb der in den 3(a)-3(b) dargestellten optischen Schalter zu steuern.
  • 4(a)-4(b) zeigen eine beispielhafte Vorrichtung, umfassend ein photonisches Bauelement 430 mit redundanten Komponenten, eine Überwachungseinheit 453 und einer Steuereinheit 452 zur Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Das photonische Bauelement 430, die Überwachungseinheit 453 und die Steuereinheit 452 können ein Beispiel für das photonische Bauelement 120, die Überwachungseinheit 112 und die Steuereinheit 110 sein, wie in 1(a) dargestellt.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wie in 4(a) gezeigt, umfasst das photonische Bauelement 430 eine Wellenleiterdiode 431, eine Wellenleiterdiode 433 und eine Wellenleiterdiode 435, die in einer Sequenz gekoppelt sind. Irgendwelche zwei Komponenten der Wellenleiterdiode 431, der Wellenleiterdiode 433 und der Wellenleiterdiode 435 können eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente sein. Die Wellenleiterdiode 431, die Wellenleiterdiode 433 und die Wellenleiterdiode 435 sind Beispiele für redundante Komponenten, z. B. die optische Komponente 134 und die optische Komponente 136 von In-Line-Elementen, wie in 1(a) gezeigt. Die Wellenleiterdiode 431, die Wellenleiterdiode 433 oder die Wellenleiterdiode 435 ist eine redundante Komponente des photonischen Bauelements 430, die die gleichen Funktionen ausführt. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist jeweils nur eine von der Wellenleiterdiode 431, der Wellenleiterdiode 433 und der Wellenleiterdiode 435 aktiviert. Jede der Wellenleiterdioden ist angeordnet, um ein Licht durchzulassen, wenn sie deaktiviert ist. Die serielle Konfiguration der Wellenleiterdiode 431, der Wellenleiterdiode 433 und der Wellenleiterdiode 435 eliminiert die Notwendigkeit optisch geschalteter Eingänge zu dem Array von drei Wellenleiterdioden und eliminiert auch die Notwendigkeit von Kombinierern am Ausgang. Bei einigen Komponenten kann es jedoch zu unerwünschten Effekten einer seriellen Konfiguration kommen, wie z. B. Rückreflexionen, erhöhte Leitungsbreite, Signalverluste usw.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wie in 4(b) gezeigt, können die Überwachungseinheit 453 und die Steuereinheit 452 ein Teil einer OBU 460 sein, die in einem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist. Die Überwachungseinheit 453 kann ein Teil einer Systemautomatisierungslogik 451 sein. Die Überwachungseinheit 453 ist ausgebildet, Ereignisse und Systemdaten für das CA/AD-Fahrzeug, z. B. Geschwindigkeit, Sensorfusionsdetektionsdaten, Wetterbedingungen, zu überwachen. Die Steuereinheit 452 ist für die Verwaltung der Nutzung der redundanten Komponenten verantwortlich, z. B. für die Steuerung des Betriebs der Wellenleiterdiode 431, der Wellenleiterdiode 433 und der Wellenleiterdiode 435. Die Steuereinheit 452 umfasst beispielsweise eine LiDAR-Systemredundanzsteuerung 450, eine LiDAR-Eingabeeinheit 458 und eine LiDAR-Ausgabeeinheit 457. Die LiDAR-Systemredundanzsteuerung 450 umfasst eine redundante Komponentensteuerlogik 454 und eine redundante Komponenten-Array-Steuerung 455. Die redundante Komponentensteuerlogik 454 ist ausgebildet, eine oder mehrere der zu aktivierenden redundanten Komponenten auszuwählen. Die redundante Komponenten-Array-Steuerung 455 ist ausgebildet, die ausgewählte zu aktivierende Komponente zu konfigurieren. Die LiDAR-Eingabeeinheit 458 ist ausgebildet, die in 4(a) dargestellte Eingabe zu steuern.
  • 5(a)-5(b) zeigen eine beispielhafte Vorrichtung, umfassend ein photonisches Bauelement 530 mit redundanten Komponenten, eine Überwachungseinheit 553 und einer Steuereinheit 552 zur Steuerung des Betriebs des photonischen Bauelements gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Das photonische Bauelement 530, die Überwachungseinheit 553 und die Steuereinheit 552 können ein Beispiel für das photonische Bauelement 120, die Überwachungseinheit 112 und die Steuereinheit 110 sein, wie in 1(a) dargestellt.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wie in 5(a) gezeigt, umfasst das photonische Bauelement 530 einen optischen Schalter 531, einen optischen Schalter 533, einen optischen Schalter 535, eine Empfängerdiode 532, eine Empfängerdiode 534, eine Empfängerdiode 536 und eine Empfängerdiode 538, wobei die mehreren Empfängerdioden parallel angeordnet sind. Irgendwelche zwei Komponenten der Empfängerdiode 532, der Empfängerdiode 534, der Empfängerdiode 536 und der Empfängerdiode 538 können eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente sein. Die Empfängerdiode 532, eine Empfängerdiode 534, eine Empfängerdiode 536 und eine Empfängerdiode 538 sind Beispiele für redundante Komponenten, z. B. die optische Komponente 143 und die optische Komponente 145 von Abschlusselementen, wie in 1(a) gezeigt. Die Empfängerdiode 532, die Empfängerdiode 534, die Empfängerdiode 536 oder die Empfängerdiode 538 ist eine redundante Komponente des photonischen Bauelements 530, die die gleichen Funktionen ausführt. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist jeweils nur eine von der Empfängerdiode 532, der Empfängerdiode 534, der Empfängerdiode 536 und der Empfängerdiode 538 aktiviert. Bei einigen anderen Ausführungsbeispielen können mehrere Empfängerdioden gleichzeitig aktiviert sein.
  • Bei Ausführungsbeispielen, wie in 5(b) gezeigt, können die Überwachungseinheit 553 und die Steuereinheit 552 ein Teil einer OBU 560 sein, die in einem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist. Die Überwachungseinheit 553 kann ein Teil einer Systemautomatisierungslogik 551 sein. Die Überwachungseinheit 553 ist ausgebildet, Ereignisse und Systemdaten für das CA/AD-Fahrzeug, z. B. Geschwindigkeit, Sensorfusionsdetektionsdaten, Wetterbedingungen, zu überwachen. Die Steuereinheit 552 ist für die Verwaltung der Nutzung der redundanten Komponenten verantwortlich, z. B. für die Steuerung des Betriebs der Empfängerdiode 532, der Empfängerdiode 534, der Empfängerdiode 536 und der Empfängerdiode 538. Die Steuereinheit 552 umfasst beispielsweise eine LiDAR-Systemredundanzsteuerung 550 und eine LiDAR-Eingabeeinheit 558. Die LiDAR-Systemredundanzsteuerung 550 umfasst eine redundante Komponentensteuerlogik 554, eine redundante Komponenten-Array-Steuerung 555 und umfasst ferner eine Schalterkomponentensteuereinheit 559. Die redundante Komponentensteuerlogik 554 ist ausgebildet, eine oder mehrere der zu aktivierenden redundanten Komponenten auszuwählen. Die redundante Komponenten-Array-Steuerung 555 ist ausgebildet, die ausgewählte zu aktivierende Komponente zu konfigurieren. Die Schalterkomponenten-Steuereinheit 559 ist ausgebildet, den Betrieb der in 5(a) dargestellten optischen Schalter zu steuern. Die LiDAR-Eingabeeinheit 558 ist ausgebildet, die in 5(a) dargestellte Eingabe zu steuern.
  • Bei Ausführungsbeispielen sind das photonische Bauelement 230, das photonische Bauelement 270, das photonische Bauelement 330, das photonische Bauelement 370, das photonische Bauelement 430 und das photonische Bauelement 530, die in den 2(a)-2(c), den 3(a)-3(c), den 4(a)-4(b) oder den 5(a)-5(b) dargestellt sind, nur beispielhaft und nicht einschränkend. Zum Beispiel muss die Redundanz-Implementierung nicht auf einen einzigen Komponententyp, z. B. Laser, Verstärker, Fotodioden oder irgendwelche anderen optischen Komponenten innerhalb eines Entwurfs beschränkt sein. Mehrere Komponententypen innerhalb des Entwurfs können in Redundanz-Arrays des photonischen Bauelements verwendet werden. Zum Beispiel umfasst ein Ausführungsbeispiel den Laser 271, den Laser 273, den Laser 275 und den Laser 277 und umfasst ferner den optischen Verstärker 372, den optischen Verstärker 374, den optischen Verstärker 376 und den optischen Verstärker 378. Dementsprechend wird die Steuereinheit aktualisiert, um die entsprechenden Einheiten zur Steuerung des Betriebs der redundanten Komponenten zu umfassen.
  • 6 zeigt eine beispielhafte Computervorrichtung 600, die sich als Vorrichtung zur Ausführung ausgewählter Aspekte der vorliegenden Offenbarung eignen kann. Die Vorrichtung 600 kann mit der Vorrichtung 100, der Vorrichtung 170, der OBU 260, der OBU 360, der OBU 460 oder der OBU 560 eingebracht sein, wie in den 1(a)-1(b), den 2(a)-2(c), den 3(a)-3(c), den 4(a)-4(b) oder den 5(a)-5(b) dargestellt.
  • Wie dargestellt, kann die Vorrichtung 600 einen oder mehrere Prozessoren 602 umfassen, die jeweils einen oder mehrere Prozessorkerne oder und optional einen Hardware-Beschleuniger 603 (der eine ASIC oder ein FPGA sein kann) aufweisen. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann der Hardware-Beschleuniger 603 Teil des Prozessors 602 sein oder zusammen auf einem SOC integriert sein. Darüber hinaus kann die Vorrichtung 600 einen Speicher 604 umfassen, der irgendeines von einer Anzahl von bekannten dauerhaften Speicherungsmedien und einer Datenspeicherungsschaltungsanordnung 608, umfassend Module 609, sein kann. Darüber hinaus kann die 600 eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 618 umfassen, die mit einem oder mehreren Sensoren 614 gekoppelt ist. Ferner kann die Vorrichtung 600 eine Kommunikationsschaltungsanordnung 605, umfassend einen Sendeempfänger (Tx; transceiver) 611 und eine Netzwerkschnittstellensteuerung (NIC; network interface controller) 612, umfassen. Die Elemente können über den Systembus 606, der einen oder mehrere Busse repräsentieren kann, miteinander gekoppelt sein. Im Falle mehrerer Busse können diese durch eine oder mehrere Busbrücken überbrückt sein (nicht gezeigt).
  • Darüber hinaus kann die Vorrichtung 600 eine Überwachungseinheit 653, eine Steuereinheit 652 umfassen, die Teil einer OBU 660 sind. Der Sensor 614 umfasst eine erste optische Komponente 631, eine zweite optische Komponente 632 und eine dritte Komponente 633. Die erste optische Komponente 631 oder die zweite optische Komponente 632 ist eine redundante Komponente des Sensors 614. Die erste optische Komponente 631 und die zweite optische Komponente 632 können parallel oder in Sequenz gekoppelt sein. Die Überwachungseinheit 653, die Steuereinheit 652 und der Sensor 614 sind Beispiele für die Überwachungseinheit 112, die Steuereinheit 110 und das photonische Bauelement 120, wie in 1(a) dargestellt.
  • Bei Ausführungsbeispielen können der eine oder die mehreren Prozessoren 602 (auch als „Prozessorschaltungsanordnung 602“ bezeichnet) ein oder mehrere Verarbeitungselemente sein, die ausgebildet sind, grundlegende arithmetische, logische und Eingabe-/Ausgabeoperationen durch die Ausführung von Anweisungen auszuführen. Die Prozessorschaltungsanordnung 602 kann als ein(e) eigenständige(s) System/Vorrichtung/Package oder als Teil eines/r bestehenden Systems/Vorrichtung/Packages implementiert sein. Die Prozessorschaltungsanordnung 602 kann ein oder mehrere Mikroprozessoren, ein oder mehrere Einzelkern-Prozessoren, ein oder mehrere Multi-Kern-Prozessoren, ein oder mehrere Multithreaded-Prozessoren, eine oder mehrere GPUs, ein oder mehrere Ultra-Niederspannungsprozessoren, ein oder mehrere eingebettete Prozessoren, ein oder mehrere DSPs, ein oder mehrere FPDs (Hardwarebeschleuniger) wie beispielsweise FPGAs, strukturierte ASICs, programmierbare SoCs (PSoCs) usw. und/oder eine andere Prozessor- oder Verarbeitungs-/Steuerungsschaltung sein. Die Prozessorschaltungsanordnung 602 kann ein Teil eines SoC sein, bei dem die Prozessorschaltungsanordnung 602 und andere hierin erörterte Komponenten zu einer einzigen IC oder einem einzigen Package gebildet sind. Als Beispiele kann die Prozessorschaltungsanordnung 602 einen oder mehrere Intel PentiumⓇ-, Core®-, Xeon®-, Atom®- oder Core Me-Prozessor(en); Advanced Micro Devices (AMD) Accelerated Processing Units (APUs; beschleunigte Verarbeitungseinheiten), Epyc®- oder Ryzen®-Prozessoren, Apple Inc. A series-, S series, W series usw. Prozessor(en); Qualcomm Snapdragon®-Prozessor(en); Samsung Exynos®-Prozessor(en); und/oder Ähnliche umfassen.
  • Bei Ausführungsbeispielen kann die Prozessorschaltungsanordnung 602 einen Sensor-Hub umfassen, der als Koprozessor fungieren kann, indem er die von dem einen oder den mehreren Sensoren 614 erhaltenen Daten verarbeitet. Der Sensor-Hub kann eine Schaltungsanordnung umfassen, die ausgebildet ist, die von jedem des einen oder der mehreren Sensoren 614 erhaltenen Daten zu integrieren, indem sie arithmetische, logische und Eingabe/Ausgabe-Operationen ausführt. Bei Ausführungsbeispielen kann der Sensor-Hub in der Lage sein, erhaltene Sensordaten mit einem Zeitstempel zu versehen, Sensordaten ansprechend auf eine Abfrage nach solchen Daten an die Prozessorschaltungsanordnung 602 bereitzustellen, Sensordaten zu puffern, kontinuierlich Sensordaten an die Prozessorschaltungsanordnung 602 zu streamen, umfassend unabhängige Streams für jeden Sensor des einen oder der mehreren Sensoren 614, Sensordaten basierend auf vordefinierten Schwellen oder Bedingungen/Auslösern zu melden und/oder andere ähnliche Datenverarbeitungsfunktionen.
  • Bei Ausführungsbeispielen kann der Speicher 604 (auch als „Speicherschaltungsanordnung 604“ oder Ähnliches bezeichnet) eine Schaltungsanordnung sein, die ausgebildet ist, Daten oder Logik zum Betreiben der Computervorrichtung 600 zu speichern. Die Speicherschaltungsanordnung 604 kann eine Anzahl von Speichervorrichtungen umfassen, die verwendet werden können, um eine gegebene Menge an Systemspeicher bereitzustellen. Als Beispiele kann die Speicherschaltungsanordnung 604 irgendeine geeignete Art, Anzahl und/oder Kombination von flüchtigen Speichervorrichtungen (z. B. Direktzugriffsspeicher (RAM; random access memory), dynamischer RAM (DRAM; dynamic RAM), statischer RAM (SAM; static RAM) usw.) und/oder nichtflüchtigen Speichervorrichtungen (z. B. Nur-Lese-Speicher (ROM; read-only memory), löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM; erasable programmable read-only memory), elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROM; electrically erasable programmable read-only memory), Flash-Speicher, Antifuses usw.) sein, die in irgendeiner geeigneten Implementierung konfiguriert sein können, die bekannt ist. Bei verschiedenen Implementierungen können einzelne Speichervorrichtungen aus irgendeiner Anzahl verschiedener Package-Typen gebildet sein, wie z. B. Einzel-Die-Package (SDP; single die package), Dual-Die-Package (DDP) oder Quad-Die-Package (Q17P), Dual-Inline-Speichermodule (DIMMs; dual inline memory modules) wie microDIMMs oder MiniDIMMs und/oder irgendwelche anderen ähnlichen Speichervorrichtungen. Um eine dauerhafte Speicherung von Informationen wie Daten, Anwendungen, Betriebssystemen usw. bereitzustellen, kann die Speicherschaltungsanordnung 604 ein oder mehrere Massenspeicherungsvorrichtungen wie beispielsweise ein Solid-State-Platten-Laufwerk (SSDD; solid state disk drive), Flash-Speicherkarten wie beispielsweise SD-Karten, microSD-Karten, xD-Bildkarten usw. und USB-Flash-Laufwerke; Auf-Die-Speicher oder Register, die der Prozessorschaltungsanordnung 602 zugeordnet sind (z. B. in Niedrig-Leistungs-Implementierungen); ein Mikro-Festplattenlaufwerk (HDD; hard disk drive); dreidimensionale Kreuzpunkt- (3D XPOINT) Speicher von Intel® und Micron® usw. umfassen.
  • Bei Verwendung von FPDs können die Prozessorschaltungsanordnung 602 und die Speicherschaltungsanordnung 604 (und/oder die Datenspeicherungsschaltungsanordnung 608) Logikblöcke oder Logikstruktur, Speicherzellen, Eingabe-/Ausgabe- (I/O; input/output) Blöcke und andere verbundene Ressourcen umfassen, die so programmiert sein können, dass sie verschiedene Funktionen der hierin erörterten Ausführungsbeispiele ausführen. Die Speicherzellen können zur Speicherung von Daten in Nachschlagtabellen (LUTs; lookuptables) verwendet werden, die von der Prozessorschaltungsanordnung 602 zur Implementierung verschiedener logischer Funktionen genutzt werden. Die Speicherzellen können irgendeine Kombination verschiedener Ebenen von Speicher (memory)/Speicherung (storage) umfassen, umfassend, aber nicht beschränkt auf EPROM, EEPROM, Flash-Speicher, SRAM, Antifuses (Anti-Sicherungen) usw.
  • Bei Ausführungsbeispielen kann die Datenspeicherungsschaltungsanordnung 608 (auch als „Speicherungsschaltungsanordnung 608“ oder Ähnliches bezeichnet) mit gemeinschaftlich verwendeten oder jeweiligen Steuerungen eine dauerhafte Speicherung von Informationen wie Modulen 609, Betriebssystemen usw. bereitstellen. Die Datenspeicherungsschaltungsanordnung 608 kann implementiert sein als Solid-State-Laufwerke (SSDs; solid state drives), Solid-State-Platten-Laufwerk (SSDD; solid state disk drive), Serial-AT-Attachment- (SATA) Speicherungsvorrichtungen (z. B., SATA-SSDs), Flash-Laufwerke, Flash-Speicherkarten wie SD-Karten, microSD-Karten, xD-Bildkarten und Ähnliches, und USB-Flash-Laufwerke, dreidimensionale Kreuzpunkt- (3D Xpoint) Speichervorrichtungen, Auf-Die-Speicher oder Register, die der Prozessorschaltungsanordnung 602 zugeordnet sind, Festplattenlaufwerke (HDDs; hard disk drives), Mikro-HDDs, Widerstandsänderungsspeicher, Phasenänderungsspeicher, holografische Speicher oder chemische Speicher, neben anderen. Wie dargestellt, ist die Datenspeicherungsschaltungsanordnung 608 in der Computervorrichtung 600 umfasst; bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Datenspeicherungsschaltungsanordnung 608 jedoch als ein oder mehrere von den anderen Elementen der Computervorrichtung 600 getrennte Vorrichtungen implementiert sein.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Datenspeicherungsschaltungsanordnung 608 ein Betriebssystem (OS; operating system) umfassen (nicht dargestellt), das ein Allzweckbetriebssystem oder ein speziell für die Computervorrichtung 600 geschriebenes und auf diese zugeschnittenes Betriebssystem sein kann. Das OS kann einen oder mehrere Treiber, Bibliotheken und/oder Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs; application programming interfaces) umfassen, die Programmcode und/oder Softwarekomponenten für Module 609 und/oder Steuerungssystemkonfigurationen bereitstellen, um Daten von dem einen oder den mehreren Sensoren 614 zu steuern und/oder zu erhalten/zu verarbeiten.
  • Die Module 609 können Softwaremodule/Komponenten sein, die zur Ausführung verschiedener Funktionen der Computervorrichtung 600 und/oder zur Ausführung von Funktionen der hierin erörterten beispielhaften Ausführungsbeispiele verwendet werden. Bei Ausführungsbeispielen, bei denen die Prozessorschaltungsanordnung 602 und die Speicherschaltungsanordnung 604 Hardwarebeschleuniger (z. B. FPGA-Zellen, den Hardwarebeschleuniger 603) sowie Prozessorkerne umfassen, können die Hardwarebeschleuniger (z. B. die FPGA-Zellen) mit der Logik vorkonfiguriert werden (z. B. mit geeigneten Bitströmen, Logikblöcken/-struktur usw.), um einige Funktionen der Ausführungsbeispiele hierin auszuführen (anstelle der Verwendung von Programmieranweisungen, die ausgebildet sind, von dem/den Prozessorkern(en) ausgeführt zu werden). Die Module 609 können zum Beispiel Logik für die entsprechenden Entitäten umfassen, die im Hinblick auf die Überwachungseinheit 653, die Steuereinheit 652 und die OBU 660 erörtert wurden.
  • Die Komponenten der Computervorrichtung 600 können über den Bus 606 miteinander kommunizieren. Der Bus 606 kann irgendeine Anzahl von Technologien umfassen, z. B. ein Local Interconnect Network (LIN), eine Industriestandardarchitektur (ISA; industry standard architecture), eine erweiterte ISA (EISA; extended ISA), PCI, PCI extended (PCIx), PCIe, einen Zwischenintegrierte-Schaltung- (I2C; Inter-Integrated Circuit) Bus, einen Parallel Small Computer System Interface- (SPI) Bus; Common Application Programming Interface (CAPI; gemeinsame Anwendungs-Programmierungs-Schnittstelle); Punktzu-Punkt-Schnittstellen; einen Leistungsbus; einen proprietären Bus, z. B. Intel® Ultra Path Interface (UPI), Intel® Accelerator Link (IAL) oder einen anderen proprietären Bus, der in einer SoC-basierten Schnittstelle verwendet wird; oder irgendeine Anzahl anderer Technologien. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der Bus 606 ein Controller Area Network (CAN) -Bussystem, ein Time-Trigger Protocol (TTP) -System oder ein FlexRay-System sein, das es verschiedenen Vorrichtungen (z. B. dem einen oder den mehreren Sensoren 614 usw.) ermöglicht, unter Verwendung von Nachrichten oder Frames miteinander zu kommunizieren.
  • Die Kommunikationsschaltungsanordnung 605 kann eine Schaltungsanordnung für die Kommunikation mit einem drahtlosen Netzwerk oder einem drahtgebundenen Netzwerk umfassen. Die Kommunikationsschaltungsanordnung 605 kann zum Beispiel einen Sendeempfänger (Tx) 611 und eine Netzwerkschnittstellensteuerung (NIC; network interface controller) 612 umfassen. Die Kommunikationsschaltungsanordnung 605 kann einen oder mehrere Prozessoren (z. B. Basisbandprozessoren, Modems usw.) umfassen, die für ein bestimmtes drahtloses Kommunikationsprotokoll dediziert sind.
  • Die NIC 612 kann umfasst sein, um einen drahtgebundenen Kommunikations-Link zu einem Netzwerk und/oder einer anderen Vorrichtung bereitzustellen. Die drahtgebundene Kommunikation kann eine Ethernet-Verbindung, ein Ethernet-über-USB und/oder Ähnliches bereitstellen oder auf anderen Netzwerktypen wie beispielsweise DeviceNet, ControlNet, Data Highway+, PROFIBUS oder PROFINET basieren, neben vielen anderen. Eine zusätzliche NIC 612 kann umfasst sein, um eine Verbindung mit einem zweiten Netzwerk (nicht gezeigt) oder anderen Vorrichtungen zu ermöglichen, z. B. eine erste NIC 612, die eine Kommunikation mit einem Netzwerk über Ethernet bereitstellt, und eine zweite NIC 612, die eine Kommunikation mit anderen Vorrichtungen über einen anderen Netzwerktyp bereitstellt, wie z. B. ein persönliches Netzwerk (PAN; personal area network), umfassend eine Personal-Computer- (PC) Vorrichtung. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung 600, wie z. B. der eine oder die mehreren Sensoren 614 usw., mit dem/den Prozessor(en) 602 über die NIC 612 verbunden sein, wie vorangehend erörtert, anstatt über die I/O-Schaltungsanordnung 618, wie nachfolgend erörtert.
  • Der Tx 611 kann eine oder mehrere Funkvorrichtungen zur drahtlosen Kommunikation mit einem Netzwerk und/oder anderen Vorrichtungen umfassen. Der Tx 611 kann Hardwarevorrichtungen umfassen, die eine Kommunikation mit drahtgebundenen Netzwerken und/oder anderen Vorrichtungen unter Verwendung modulierter elektromagnetischer Strahlung durch ein festes oder nicht festes Medium ermöglichen. Solche Hardwarevorrichtungen können Schalter, Filter, Verstärker, Antennenelemente und Ähnliches umfassen, um die Kommunikation über die Luft (OTA; over the air) zu erleichtern, indem sie Funkwellen erzeugen oder anderweitig herstellen, um Daten an eine oder mehrere andere Vorrichtungen zu übertragen und empfangene Signale in nutzbare Informationen, wie z. B. digitale Daten, umwandeln, die an eine oder mehrere andere Komponenten der Computervorrichtung 600 bereitgestellt werden können. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung 600, wie z. B. der eine oder die mehreren Sensoren 614 usw., mit der Vorrichtung 600 über den Tx 611 verbunden sein, wie vorangehend erörtert, anstatt über die I/O-Schaltungsanordnung 618, wie nachfolgend erörtert. Bei einem Beispiel können der eine oder die mehreren Sensoren 614 über ein Nahbereichs-Kommunikationsprotokoll mit der Vorrichtung 600 gekoppelt sein.
  • Der Tx611 kann eine oder mehrere Funkvorrichtungen umfassen, die mit irgendeiner Anzahl von 3GPP- (Third Generation Partnership Project) Spezifikationen kompatibel sind, insbesondere Long Term Evolution (LTE), Long Term Evolution-Advanced (LTE-A), Long Term Evolution-Advanced Pro (LTE-A Pro) und Fünfte-Generation (5G) New Radio (NR). Es wird darauf hingewiesen, dass Funkvorrichtungen, die mit irgendeiner Anzahl anderer fester, mobiler oder Satelliten-Kommunikationstechnologien und -standards kompatibel sind, ausgewählt werden können. Dies kann beispielsweise irgendeine zelluläre Weitbereich-Funkkommunikationstechnologie umfassen, die z. B. ein 5G-Kommunikationssystem, eine Global System for Mobile Communications (GSM)-Funkkommunikationstechnologie, eine General Packet Radio Service (GPRS)-Funkkommunikationstechnologie oder eine Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE)-Funkkommunikationstechnologie umfassen kann. Eine andere Funkkommunikationstechnologie des Partnerschaftsprojekts der Dritten Generation (3GPP; Third Generation Partnership Project), die verwendet werden kann, umfasst UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), FOMA (Freedom of Multimedia Access), 3GPP LTE (Long Term Evolution), 3GPP LTE Advanced (Long Term Evolution Advanced), 3GPP LTE Advanced Pro (Long Term Evolution Advanced Pro)), CDMA2000 (Code division multiple access 2000), CDPD (Cellular Digital Packet Data), Mobitex, 3G (Third Generation; Dritte Generation), CSD (Circuit Switched Data), HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data), UMTS (3G) (Universal Mobile Telecommunications System (Third Generation; Dritte Generation)), W-CDMA (UMTS) (Wideband Code Division Multiple Access (Universal Mobile Telecommunications System)), HSPA (High Speed Packet Access), HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access), HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access), HSPA+ (High Speed Packet Access Plus), UMTS-TDD (Universal Mobile Telecommunications System - Time-Division Duplex), TD-CDMA (Time Division - Code Division Multiple Access), TD-SCDMA (Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access), 3GPP Rel. 8 (Pre-4G; Vor-4G) (3rd Generation Partnership Project Release 8; Generations-Partnerschaftsprojekt der 3. Generation - Release 8) (Pre-4th Generation; vor der 4ten Generation)), 3GPP Rel. 9 (3rd Generation Partnership Project Release 9), 3GPP Rel. 10 (3rd Generation Partnership Project Release 10; Generations-Partnerschaftsprojekt der 3. Generation - Release 10), 3GPP Rel. 11 (3rd Generation Partnership Project Release 11), 3GPP Rel. 12 (3rd Generation Partnership Project Release 12), 3GPP Rel. 13 (3rd Generation Partnership Project Release 13), 3GPP Rel. 14 (3rd Generation Partnership Project Release 14; Generations-Partnerschaftsprojekt der 3. Generation - Release 14), 3GPP LTE Extra, LTE Licensed-Assisted Access (LAA), UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access), E-UTRA (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access; Entwickelter UMTS Terrestrial Radio Access), LTE Advanced (fortschrittliche LTE) (4G) (Long Term Evolution Advanced (4th Generation; vierte Generation)), cdmaOne (2G), CDMA2000 (3G) (Code division multiple access 2000; Codemultiplexverfahren 2000 (Third generation, dritte Generation)), EV-DO (Evolution-Data Optimized or Evolution-Data Only), AMPS (IG) (Advanced Mobile Phone System (Ist Generation; erste Generation)), TACS/ETACS (Total Access Communication System/Extended Total Access Communication System; erweitertes Total Access Communication System), D-AMPS (2G) (Digital AMPS; Digitales AMPS (2nd Generation; zweite Generation)), PTT (Push-to-talk; Drücke um zu sprechen), MTS (Mobile Telephone System), IMTS (Improved Mobile Telephone System; verbessertes Mobile Telephone System), AMTS (Advanced Mobile Telephone System; fortgeschrittenes Mobile Telephone System), OLT (Norwegisch für Offentlig Landmobil Telefoni; Public Land Mobile Telephony), MTD (Schwedische Abkürzung für Mobiltelefonisystem D, or Mobile telephony system D; Mobiltelefoniesystem D), Autotel/PALM (Public Automated Land Mobile), ARP (Finnisch für Autoradiopuhelin, „car radio phone“), NMT (Nordic Mobile Telephony), Hicap (High capacity version of NTT; Version mit hoher Kapazität von NTT (Nippon Telegraph and Telephone)), CDPD (Cellular Digital Packet Data), Mobitex, DataTAC, iDEN (Integrated Digital Enhanced Network), PDC (Personal Digital Cellular), CSD (Circuit Switched Data; leitungsvermittelnde Datenübertragung), PHS (Personal Handy-phone System; Personal Handyphone System), WiDEN (Wideband Integrated Digital Enhanced Network; Breitband Integrated Digital Enhanced Network), iBurst, Unlicensed Mobile Access (UMA, auch als 3GPP Generic Access Network oder GAN Standard bezeichnet)), Wireless Gigabit Alliance- (WiGig-) Standard, mmWave-Standards im Allgemeinen (drahtlose Systeme, die bei 10-90 GHz und höher arbeiten, wie beispielsweise WiGig, IEEE 802.11ad, IEEE 802.11ay, etc.), und Ähnliche. Zusätzlich zu den vorangehend aufgelisteten Standards kann irgendeine Anzahl von Satelliten-Uplink-Technologien für den Uplink-Sendeempfänger verwendet werden, z. B. Funkvorrichtungen, die den von der ITU (International Telecommunication Union) oder dem ETSI (European Telecommunications Standards Institute) herausgegebenen Standards entsprechen. Die hierin bereitgestellten Beispiele werden deshalb als auf verschiedene andere Kommunikationstechnologien anwendbar verstanden, sowohl auf existierende wie auch auf noch nicht formulierte. Implementierungen, Komponenten und Details der oben genannten Protokolle können die in der Technik bekannten sein und werden hier der Kürze halber weggelassen.
  • Die Eingabe-/Ausgabe- (I/O) Schnittstelle 618 kann eine Schaltungsanordnung umfassen, wie beispielsweise einen externen Erweiterungsbus (z. B. Universal Serial Bus (USB), FireWire, Thunderbolt, PCI/PCIe/PCIx, etc.), der verwendet wird, um die Computervorrichtung 600 mit externen Komponenten/Vorrichtungen, wie beispielsweise einem oder mehreren Sensoren 614, zu koppeln usw. Die I/O-Schnittstellenschaltungsanordnung 618 kann irgendwelche geeigneten Schnittstellensteuerungen und Verbinder umfassen, um eine oder mehrere der Prozessorschaltungsanordnung 602, der Speicherschaltungsanordnung 604, der Datenspeicherungsschaltungsanordnung 608, der Kommunikationsschaltungsanordnung 605 und der anderen Komponenten der Computervorrichtung 600 zu verbinden. Die Schnittstellensteuerungen können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Speichersteuerungen, Speicherungssteuerungen (z. B. redundante Anordnung unabhängiger Festplatten (RAID; redundant array of independent disk) -Steuerungen, Baseboard Management Controllers (BMCs), Eingangs-/Ausgangs-Steuerungen, Host-Steuerungen usw. Die Verbinder können beispielsweise Busse (z. B. Bus 606), Ports, Slots, Jumper, Verbindungsmodule, Aufnahmeeinrichtungen, modulare Verbinder usw. umfassen. Die I/O-Schaltungsanordnung 618 kann die Vorrichtung 600 mit dem einen oder den mehreren Sensoren 614 usw. über eine drahtgebundene Verbindung koppeln, z. B. unter Verwendung von USB, FireWire, Thunderbolt, RCA, eines Video-Grafik-Arrays (VGA), einer Digital Visual Interface (DVI) und/oder Mini-DVI, einer High-Definition Multimedia Interface (HDMI), eines S-Video und/oder Ähnlichem.
  • Der eine oder die mehreren Sensoren 614 können irgendeine Vorrichtung sein, die ausgebildet ist, Ereignisse oder Umgebungsveränderungen zu detektieren, die detektierten Ereignisse in elektrische Signale und/oder digitale Daten umzuwandeln und die Signale/Daten an die Computervorrichtung 600 zu übertragen/senden. Einige von dem einen oder den mehreren Sensoren 614 können Sensoren sein, die verwendet werden, um computergenerierte sensorische Eingaben bereitzustellen. Einige von dem einen oder den mehreren Sensoren 614 können Sensoren sein, die zur Bewegungs- und/oder Objektdetektion verwendet werden. Beispiele für einen oder mehrere solcher Sensoren 614 können unter anderem ladungsgekoppelte Bauelemente (CCD; charged-coupled devices), komplementäre Metalloxid-Halbleiter- (CMOS; Complementary metal-oxide-semiconductor) -Aktivpixelsensoren (APS; active pixel sensors), linsenlose Bilderfassungsvorrichtungen/-kameras, thermografische (Infrarot-) Kameras, Lichtdetektion und Abstandsmessung- (LIDAR; light imaging detection and ranging) -Systeme und/oder Ähnliches umfassen. Bei einigen Implementierungen können der eine oder die mehreren Sensoren 614 einen linsenlosen Bilderfassungsmechanismus umfassen, der ein Array von Blendenelementen umfasst, wobei Licht, das durch das Array von Blendenelementen fällt, die Pixel eines Bildes definiert. Bei Ausführungsbeispielen können der eine oder die mehreren Bewegungsdetektions-Sensoren 614 mit lichterzeugenden Vorrichtungen gekoppelt oder denselben zugeordnet sein, z. B. mit einem oder mehreren Infrarotprojektoren, um ein Gitter von Infrarotlicht auf eine Szene zu projizieren, wobei eine Infrarotkamera reflektiertes Infrarotlicht aufzeichnen kann, um Tiefeninformationen zu berechnen.
  • Einige von dem einen oder den mehreren Sensoren 614 können zur Positions- und/oder Orientierungsdetektion, zur Detektion von umgebenden/Umgebungs-Bedingungen und Ähnlichem verwendet werden. Beispiele für einen oder mehrere solcher Sensoren 614 können unter anderem mikroelektromechanische Systeme (MEMS; microelectromechanical systems) mit piezoelektrischen, piezoresistiven und/oder kapazitiven Komponenten sein, die zur Bestimmung von Umgebungsbedingungen oder Standortinformationen in Bezug auf die Computervorrichtung 600 verwendet werden können. Bei Ausführungsbeispielen können die MEMS 3-Achsen-Beschleunigungssensoren, 3-Achsen-Gyroskope und/oder Magnetometer umfassen. Bei einigen Ausführungsbeispielen können der eine oder die mehreren Sensoren 614 auch einen oder mehrere Gravimeter, Höhenmesser, Barometer, Näherungssensoren (z. B. Infrarotstrahlungsdetektor(en) und Ähnliches), Tiefensensoren, Umgebungslichtsensoren, thermische Sensoren (Thermometer), Ultraschall-Sendeempfänger und/oder Ähnliches umfassen.
  • Jedes dieser Elemente, z. B. ein oder mehrere Prozessoren 602, der Hardware-Beschleuniger 603, der Speicher 604, die Datenspeicherungsschaltungsanordnung 608, umfassend die Module 609, die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle 618, der eine oder die mehreren Sensoren 614, die Kommunikationsschaltungsanordnung 605, umfassend den Tx 611 und die NIC 612, und der Systembus 606, können ihre herkömmlichen, in der Technik bekannten Funktionen ausführen. Darüber hinaus können sie zur Speicherung und zum Hosten der Ausführung von Programmieranweisungen eingesetzt werden, die die Operationen implementieren, die Operationen zugeordnet sind, die ausgebildet sind, von einer Vorrichtung für computergestütztes oder autonomes Fahren ausgeführt zu werden, wie in Verbindung mit den 1-5 beschrieben, und/oder anderen Funktionen, die die Fähigkeit der in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Ausführungsbeispiele bereitstellen. Die verschiedenen Elemente können durch Assembler-Anweisungen implementiert werden, die durch einen oder mehrere Prozessor(en) 602 oder Hochsprachen, wie beispielsweise C, die zu solchen Anweisungen kompiliert werden können, unterstützt werden. Operationen, die Sicherheitsoperationen und der Konfiguration von Sicherheitsoperationen zugeordnet sind, die nicht in Software implementiert sind, können in Hardware implementiert werden, z. B. über den Hardwarebeschleuniger 603.
  • Die Anzahl, Fähigkeit und/oder Kapazität dieser Elemente 602-660 kann variieren, abhängig von der Anzahl der anderen Vorrichtungen, für deren Unterstützung die Vorrichtung 600 konfiguriert ist. Ansonsten sind die Zusammensetzungen der Elemente 602-665 bekannt und werden daher nicht weiter beschrieben.
  • Wie für den Fachmann verständlich ist, kann die vorliegende Offenbarung als Verfahren oder Computerprogrammprodukte verkörpert sein. Dementsprechend kann die vorliegende Offenbarung nicht nur, wie zuvor beschrieben, in Hardware verkörpert sein, sondern auch die Form eines vollständigen Software-Ausführungsbeispiels (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode etc.) oder eines Ausführungsbeispiels annehmen, das Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, die alle allgemein als „Schaltung“, „Modul“ oder „System“ bezeichnet werden können.
  • Ferner kann die vorliegende Offenbarung die Form eines Computerprogrammprodukts haben, das in einem greifbaren oder nichtflüchtigen Ausdrucksmedium verkörpert ist, mit einem in dem Medium verkörperten, computerverwendbaren Programmcode. 7 zeigt ein beispielhaftes computerlesbares, nichtflüchtiges Speichermedium, das zur Verwendung zum Speichern von Anweisungen geeignet sein kann, die verursachen, dass eine Vorrichtung, ansprechend auf die Ausführung der Anweisungen durch die Vorrichtung, ausgewählte Aspekte der vorliegenden Offenbarung in der Praxis ausführt. Wie gezeigt ist, kann das nichtflüchtige computerlesbare Speicherungsmedium 702 eine Anzahl von Programmieranweisungen 704 umfassen. Die Programmieranweisungen 704 können ausgebildet sein, es einer Vorrichtung, z. B. der Vorrichtung 600, zu ermöglichen, ansprechend auf die Ausführung der Programmieranweisungen z. B. verschiedene Operationen auszuführen, die einer Überwachungseinheit und einer Steuereinheit zugeordnet sind, um den Betrieb eines photonischen Bauelements mit redundanten Komponenten zu steuern, wie in den 1(a)-1(b), den 2(a)-2(c), den 3(a)-3(c), den 4(a)-4(b) oder den 5(a)-5(b) gezeigt.
  • Bei alternativen Ausführungsbeispielen können die Programmieranweisungen 704 stattdessen auf mehreren computerlesbaren, nichtflüchtigen Speicherungsmedien 702 angeordnet werden. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können die Programmieranweisungen 704 auf computerlesbaren flüchtigen Speicherungsmedien 702, wie z. B. Signalen, angeordnet werden. Irgendeine Kombination aus einem oder mehreren computerverwendbaren oder computerlesbaren Medium/Medien kann verwendet werden. Das computerverwendbare oder computerlesbare Medium kann zum Beispiel ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, infrarot- oder Halbleiter-System, ein Gerät, eine Vorrichtung oder ein Ausbreitungsmedium sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Spezifischere Beispiele (eine nicht erschöpfende Liste) des computerlesbaren Mediums würden Folgendes umfassen: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM; random access memory), einen Nur-Lese-Speicher (ROM; read-only memory), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM (erasable programmable read-only memory) oder Flash-Speicher), eine optische Faser, einen tragbaren Compact-Disc-Nurlesespeicher (CD-ROM), eine optische Speicherungsvorrichtung, ein Übertragungsmedium wie beispielsweise diejenigen, die das Internet oder ein Intranet unterstützen, oder eine magnetische Speicherungsvorrichtung. Es ist zu beachten, dass das computerverwendbare oder computerlesbare Medium sogar Papier oder ein anderes geeignetes Medium sein kann, auf das das Programm gedruckt wird, da das Programm elektronisch erfasst werden kann, durch z. B. optisches Scannen des Papiers oder anderen Mediums, und dann, falls erforderlich, kompiliert, interpretiert oder anderweitig in geeigneter Weise verarbeitet und dann in einem Computerspeicher gespeichert werden kann. In dem Kontext dieses Dokuments kann ein computerverwendbares oder computerlesbares Medium irgendein Medium sein, das das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem Anweisungsausführungssystem, dem Gerät oder der Vorrichtung umfassen, speichern, kommunizieren, ausbreiten oder transportieren kann. Das computerverwendbare Medium kann ein ausgebreitetes Datensignal mit dem darin verkörperten computerverwendbaren Programmcode umfassen, entweder im Basisband oder als Teil einer Trägerwelle. Der computerverwendbare Programmcode kann unter Verwendung irgendeines geeigneten Mediums übermittelt werden, umfassend, aber nicht beschränkt auf drahtlose, schnurgebundene, optische Glasfaserkabel, RF etc.
  • Ein Computerprogrammcode zum Ausführen von Operationen der vorliegenden Offenbarungen können in irgendeiner Kombination aus einer oder mehreren Programmiersprachen geschrieben sein, umfassend eine objektorientierte Programmiersprache, wie beispielsweise Java, Smalltalk, C++ oder Ähnliches und herkömmliche prozedurale Programmiersprachen, wie beispielsweise die Programmiersprache „C“ oder ähnliche Programmiersprachen. Der Programmcode kann vollständig auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als eigenständiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem entfernten Computer oder vollständig auf dem entfernten Computer oder Server ausgeführt werden. In dem letzteren Fall kann der entfernte Computer mit dem Computer des Benutzers durch irgendeine Art von Netzwerk verbunden sein, umfassend ein lokales Netzwerk (LAN; local area network) oder ein Weitbereich-Netzwerk (WAN; wide area network), oder die Verbindung kann mit einem externen Computer hergestellt werden (z. B. über das Internet unter Verwendung eines Internetdienstanbieters).
  • Die vorliegende Offenbarung wird unter Bezugnahme auf Flussdiagramm-Darstellungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogramm-Produkten gemäß Ausführungsbeispielen der Offenbarung beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Flussdiagramm-Darstellungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den Flussdiagramm-Darstellungen und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogramm-Anweisungen implementiert werden kann. Diese Computerprogramm-Anweisungen können an einen Prozessor eines Allzweckcomputers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zur Erzeugung einer Maschine bereitgestellt werden, derart, dass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, Mittel zum Implementieren der in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder -blöcken angegebenen Funktionen/Handlungen schaffen.
  • Diese Computerprogramm-Anweisungen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert werden, das einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung anweisen kann, in einer bestimmten Weise zu funktionieren, derart, dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsgegenstand erzeugen, der Anweisungsmittel umfasst, die die in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder -blöcken angegebene Funktion/Handlung implementieren.
  • Die Computerprogramm-Anweisungen können auch auf einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung geladen werden, um zu verursachen, dass eine Reihe von Betriebsschritten, die auf dem Computer oder einer anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, einen computerimplementierten Prozess erzeugen, derart, dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder einer anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Prozesse zur Implementierung der in dem Flussdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder -blöcken angegebenen Funktionen/Handlungen bereitstellen.
  • Das Flussdiagramm und die Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und Operation möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in dem Flussdiagramm oder den Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Code-Abschnitt darstellen, der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Implementierung der angegebenen logischen Funktion(en) umfasst. Auch wird darauf hingewiesen, dass bei einigen alternativen Implementierungen die Funktionen, die in dem Block angegeben sind, möglicherweise nicht in der Reihenfolge auftreten, die in den Figuren angegeben ist. Zum Beispiel können zwei nacheinander gezeigte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder die Blöcke können manchmal in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden, abhängig von der beteiligten Funktionalität. Es ist auch zu beachten, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder der Flussdiagrammdarstellung sowie Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder der Flussdiagrammdarstellung durch Spezialzweck-Hardware-basierte Systeme implementiert werden kann, die die spezifizierten Funktionen oder Handlungen oder Kombinationen von Spezialzweck-Hardware und Computeranweisungen ausführen. Nach hiesigem Gebrauch kann sich „computerimplementiertes Verfahren“ auf irgendein Verfahren beziehen, das von einem oder mehreren Prozessoren, einem Computersystem aufweisend einen oder mehrere Prozessoren, einer mobilen Vorrichtung wie beispielsweise einem Smartphone (das einen oder mehrere Prozessoren umfassen kann), einem Tablet, einem Laptop-Computer, einer Set-Top-Box, einer Spielekonsole und so weiter ausgeführt wird.
  • Ausführungsbeispiele können als ein Computerprozess, ein Rechensystem oder als Herstellungsgegenstand, wie z. B. ein Computerprogrammprodukt aus computerlesbaren Medien, implementiert werden. Das Computerprogrammprodukt kann ein Computerspeicherungsmedium sein, das von einem Computersystem gelesen werden kann und Computerprogramm-Anweisungen zur Ausführung eines Computerprozesses kodiert.
  • Die entsprechenden Strukturen, Material, Handlungen und Äquivalente aller Mittel oder Schritte plus Funktionselemente in den nachfolgenden Ansprüchen sollen irgendeine Struktur, irgendein Material oder irgendeine Handlung zur Ausführung der Funktion in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen umfassen. Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zu Illustrations- und Beschreibungszwecken vorgelegt, soll aber weder erschöpfend noch auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen sind für den Fachmann offensichtlich, ohne von dem Schutzbereich und Wesen der Offenbarung abzuweichen. Das Ausführungsbeispiel wurde ausgewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Offenbarung und die praktische Anwendung bestmöglich zu beschreiben, und um es anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Offenbarung für Ausführungsbeispiele mit verschiedenen Modifikationen, wie sie für die bestimmte, in Betracht gezogene Verwendung geeignet sind, zu verstehen.
  • 8 zeigt eine Umgebung 800, in der verschiedene Ausführungsbeispiele, die Bezug nehmend auf die 1-7 beschrieben sind, ausgeführt werden können. Die Umgebung 800 umfasst ein CA/AD-Fahrzeug 801, einen drahtlosen Zugriffsknoten 803 und einen Cloud-Computing-Dienst 805 (auch als „Wolke 805“, „die Wolke 805“ und Ähnliches bezeichnet). Das CA/AD-Fahrzeug 801 kann die OBU 150, die OBU 260, die OBU 360, die OBU 460, die OBU 560 oder die Vorrichtung 600 umfassen, wie in den 1(a)-1(b), den 2(a)-2(c), den 3(a)-3(c), den 4(a)-4(b), den 5(a)-5(b) oder 6 dargestellt. Zur Veranschaulichung kann die folgende Beschreibung in einer zweidimensionalen (2D) Autobahn-/Schnellstraße-/Fahrbahn-Umgebung anwendbar sein. Die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele können jedoch auch auf irgendeine Art von Fahrzeug anwendbar sein, z. B. Lastkraftwagen, Busse, Motorräder, Boote oder Motorboote und/oder irgendwelche anderen motorisierten Vorrichtungen.
  • Das CA/AD-Fahrzeug 801 kann irgendeine Art von motorisiertem Fahrzeug oder Vorrichtung sein, das/die für den Transport von Personen oder Gütern verwendet wird und mit Steuerungen ausgestattet sein kann, die für das Fahren, Parken, den Komfort und/oder die Sicherheit der Insassen usw. verwendet werden. Die Begriffe „Motor“, „motorisiert“ usw. nach hiesigem Gebrauch können sich auf Vorrichtungen beziehen, die eine Form von Energie in mechanische Energie umwandeln, und können Verbrennungsmotoren (ICE; internal combustion engines), Kompressionsverbrennungsmotoren (CCE; compression combustion engines), Elektromotoren und Hybride (z. B. umfassend einen ICE/CCE und Elektromotoren)) umfassen
  • Die Kommunikationsschaltungsanordnung des Fahrzeugs 801 kann über den drahtlosen Zugriffsknoten 803 mit der Cloud 805 kommunizieren. Der drahtlose Zugriffsknoten 803 kann ein oder mehrere Hardware-Computervorrichtungen sein, die ausgebildet sind, drahtlose Kommunikationsdienste an mobile Vorrichtungen innerhalb eines Abdeckungsgebiets oder einer Zelle bereitzustellen, die dem drahtlosen Zugriffsknoten 803 zugeordnet ist. Der drahtlose Zugriffsknoten 803 kann einen Sender/Empfänger (oder alternativ einen Sendeempfänger), der mit einer oder mehreren Antennen verbunden ist, eine oder mehrere Speichervorrichtungen, einen oder mehrere Prozessoren, eine oder mehrere Netzwerkschnittstellensteuerungen und/oder andere ähnliche Komponenten umfassen. Der eine oder die mehreren Sender/Empfänger können ausgebildet sein, über einen Link (z. B. Link 807) Datensignale an/von eine(r) oder mehrere(n) mobile(n) Vorrichtungen zu senden/empfangen. Ferner können eine oder mehrere Netzwerkschnittstellensteuerungen ausgebildet sein, mit verschiedenen Netzwerkelementen (z. B. einem oder mehreren Servern innerhalb eines Kernnetzes usw.) über eine andere Backhaul-Verbindung (nicht dargestellt) zu senden/empfangen. Bei Ausführungsbeispielen kann eine OBU des CA/AD-Fahrzeugs 801 Daten erzeugen und über den Link 807 an den drahtlosen Zugriffsknoten 803 übertragen, und der drahtlose Zugriffsknoten 803 kann die Daten über den Backhaul-Link 809 an die Cloud 805 bereitstellen. Darüber hinaus kann der drahtlose Zugriffsknoten 803 während des Betriebs einer OBU des CA/AD-Fahrzeugs 801 Daten, die für die OBU des CA/AD-Fahrzeugs 801 vorgesehen sind, über den Link 809 von der Cloud 805 erhalten und diese Daten über den Link 807 an die OBU des CA/AD-Fahrzeugs 801 bereitstellen. Die Kommunikationsschaltungsanordnung in dem CA/AD-Fahrzeug 801 kann mit dem drahtlosen Zugriffsknoten 803 gemäß einem oder mehreren hierin beschriebenen drahtlosen Kommunikationsprotokollen kommunizieren.
  • Als ein Beispiel kann der drahtlose Zugriffsknoten 803 eine Basisstation sein, die einem zellularen Netzwerk zugeordnet ist (z. B. ein eNB in einem LTE-Netzwerk, ein gNB in einem New-Radio-Zugriffstechnik (NR) -Netzwerk, eine WiMAX-Basisstation usw.), eine RSU, ein Remote Radio Head (entfernter Funkkopf), eine Relay-Funkvorrichtung, eine Smallcell-Basisstation (z. B. eine Femtozelle, eine Pikozelle, ein Home Evolved NodeB (HeNB) und Ähnliches) oder ein anderes ähnliches Netzwerkelement sein. Bei Ausführungsbeispielen, bei denen der drahtlose Zugriffsknoten eine Basisstation ist, kann der drahtlose Zugriffsknoten 803 im Außenbereich eingesetzt werden, um eine Kommunikation für das Fahrzeug 801 bereitzustellen, wenn das Fahrzeug 801 allgemein betrieben wird, z. B. wenn es auf öffentlichen Landstraßen, Straßen, Autobahnen usw. eingesetzt wird.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der drahtlose Zugriffsknoten 803 eine Gateway- (GW) Vorrichtung sein, die einen oder mehrere Prozessoren, Kommunikationssysteme (z. B. umfassend Netzwerkschnittstellensteuerungen, einen oder mehrere Sender/Empfänger, die mit einer oder mehreren Antennen verbunden sind, und Ähnliches) und computerlesbare Medien umfassen kann. Bei solchen Ausführungsbeispielen kann das GW ein drahtloser Zugriffspunkt (WAP; wireless access point), ein Home-/Business-Server (mit oder ohne Radiofrequenz- (RF) Kommunikationsschaltungsanordnung), ein Router, ein Schalter, ein Hub, ein Funk-Beacon und/oder irgendeine andere ähnliche Netzwerkvorrichtung sein. Bei Ausführungsbeispielen, bei denen der drahtlose Zugriffsknoten 803 ein GW ist, kann der drahtlose Zugriffsknoten 803 in einer Innenraumumgebung, wie z. B. einer Garage, einer Fabrik, einem Labor oder einer Testeinrichtung, eingesetzt werden und kann zur Bereitstellung von Kommunikation verwendet werden, während er geparkt ist, vor dem Verkauf auf dem freien Markt oder während er anderweitig nicht allgemein betrieben wird.
  • Bei Ausführungsbeispielen kann die Cloud 805 das Internet, ein oder mehrere zellulare Netzwerke, ein lokales Netzwerk (LAN; local area network) oder ein Weitbereichs-Netzwerk (WAN; wide area network), umfassend proprietäre und/oder Unternehmensnetzwerke, ein auf dem Transfer Control Protocol (TCP)/Internet Protocol (IP) basierendes Netzwerk oder Kombinationen davon darstellen. Bei solchen Ausführungsbeispielen kann die Cloud 805 einem Netzwerkbetreiber zugeordnet sein, der Ausrüstung und andere Elemente besitzt oder kontrolliert, die für die Bereitstellung netzwerkbezogener Dienste erforderlich sind, wie z. B. eine oder mehrere Basisstationen oder Zugriffspunkte (z. B. der drahtlose Zugriffsknoten 803), ein oder mehrere Server zum Routen digitaler Daten oder Telefongespräche (z. B. ein Kernnetz oder Backbone-Netzwerk) usw. Implementierungen, Komponenten und Protokolle, die für die Kommunikation über solche Dienste verwendet werden, können die in der Technik bekannten sein und werden hierin der Kürze halber weggelassen.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Cloud 805 ein System von Computervorrichtungen (z. B. Server, Speicherungsvorrichtungen, Anwendungen usw. innerhalb eines Rechenzentrums oder Data Warehouse oder demselben zugeordnet) sein, das Zugriff auf einen Pool von Rechenressourcen bereitstellt. Der Begriff „Rechenressource“ kann sich auf eine physische oder virtuelle Komponente innerhalb einer Rechenumgebung und/oder innerhalb einer bestimmten Computervorrichtung beziehen, wie z. B. Speicherplatz, Prozessorzeit, elektrische Leistung, Eingabe-/Ausgabeoperationen, Ports oder Netzwerkbuchsen und Ähnliches. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann die Cloud 805 eine private Cloud sein, die Cloud-Dienste an eine einzelne Organisation bereitstellt, eine öffentliche Cloud, die Rechenressourcen an die breite Öffentlichkeit bereitstellt und Rechenressourcen über alle Kunden/Benutzer gemeinschaftlich verwendet, oder eine hybride Cloud oder eine virtuelle private Cloud, die einen Abschnitt der Ressourcen für die Bereitstellung öffentlicher Cloud-Dienste verwendet, während sie andere dedizierte Ressourcen für die Bereitstellung privater Cloud-Dienste verwendet. Die hybride Cloud kann beispielsweise einen privaten Cloud-Dienst umfassen, der auch einen oder mehrere öffentliche Cloud-Dienste für bestimmte Anwendungen oder Benutzer nutzt, wie beispielsweise die Bereitstellung des Erhalts von Daten aus verschiedenen Datenspeicherungen oder Datenquellen. Bei Ausführungsbeispielen kann eine gemeinsame Cloud-Management-Plattform (z. B. implementiert als verschiedene virtuelle Maschinen und Anwendungen, die in der Cloud 805 gehostet werden, und Datenbanksysteme) die Lieferung von Daten an die OBU des CA/AD-Fahrzeugs 801 koordinieren. Implementierungen, Komponenten und Protokolle, die für die Kommunikation über solche Dienste verwendet werden, können die in der Technik bekannten sein und werden hierin der Kürze halber weggelassen.
  • Somit wurden verschiedene beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beschrieben, umfassend, aber nicht beschränkt auf:
    • Beispiel 1 kann ein photonisches Bauelement umfassen, umfassend: eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente, die beide mit einer dritten Komponente gekoppelt sind, wobei, wenn die erste optische Komponente aktiviert ist, die erste optische Komponente ausgebildet ist, eine erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen; und wobei, wenn die zweite optische Komponente aktiviert ist, die zweite optische Komponente ausgebildet ist, die erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder die zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen, wobei die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente eine redundante Komponente des photonischen Bauelements ist, die erste optische Komponente angeordnet ist, um eine Funktion auszuführen, die zweite optische Komponente angeordnet ist, um die gleiche Funktion auszuführen, und wobei jeweils nur eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente aktiviert ist.
    • Beispiel 2 kann das photonische Bauelement gemäß Beispiel 1 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei zu einer ersten Zeit die erste optische Komponente aktiviert ist und die zweite optische Komponente deaktiviert ist und zu einer zweiten Zeit, die von der ersten Zeit verschieden ist, die erste optische Komponente deaktiviert ist und die zweite optische Komponente aktiviert ist.
    • Beispiel 3 kann das photonische Bauelement gemäß Beispiel 1 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die erste optische Komponente aktiviert wird, wenn die zweite Komponente die Funktion nicht ausführt.
    • Beispiel 4 kann das photonische Bauelement gemäß Beispiel 1 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente einen Laser, einen Verstärker, einen optischen Kollimator, einen optischen Schalter, einen optischen Diskriminator, eine optische Quellensignalkomponente, eine Inline-Optische-Komponente, eine optische Signalabschlusskomponente, einen Photodetektor oder eine Photodiode umfasst.
    • Beispiel 5 kann das photonische Bauelement gemäß Beispiel 1 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, ferner umfassend einen Kombinierer, wobei die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente parallel mit dem Kombinierer gekoppelt sind und der Kombinierer mit der dritten Komponente gekoppelt ist, um die erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen.
    • Beispiel 6 kann das photonische Bauelement gemäß Beispiel 1 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente in Sequenz gekoppelt sind und jeweils angeordnet sind, um ein Licht durchzulassen, wenn sie deaktiviert sind.
    • Beispiel 7 kann das photonische Bauelement gemäß Beispiel 1 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei das photonische Bauelement ferner eine oder mehrere zusätzliche optische Komponenten umfasst, um die Funktion der ersten optischen Komponente auszuführen, wobei die eine oder die mehreren zusätzlichen optischen Komponenten mit der dritten Komponente gekoppelt sind, um die erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder die zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen, wenn zumindest eine der einen oder der mehreren zusätzlichen optischen Komponenten aktiviert ist.
    • Beispiel 8 kann das photonische Bauelement gemäß Beispiel 7 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei jeweils alle außer einer von der ersten optischen Komponente, der zweiten optischen Komponente und der einen oder den mehreren zusätzlichen optischen Komponenten deaktiviert sind.
    • Beispiel 9 kann das photonische Bauelement gemäß Beispiel 1 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente auf einem Substrat angeordnet und in einer integrierten Schaltung umfasst sind.
    • Beispiel 10 kann eines von dem photonischen Bauelement gemäß den Beispielen 1-9 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei das photonische Bauelement ein ausgewähltes aus einem Lichtdetektion und Abstandsmessung- (LIDAR) Sensor, einem Lasernetzwerkprodukt, einem optischen Gyroskop oder einer photonikbasierten Messtechnik ist.
    • Beispiel 11 kann das photonische Bauelement gemäß Beispiel 10 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei das photonische Bauelement in einem Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren- (CA/AD) Fahrzeug, einem Roboter, einer Drohne oder einem Sicherheitssystem angeordnet ist.
    • Beispiel 12 kann eine Vorrichtung zum Steuern eines photonischen Bauelements umfassen, umfassend: eine Überwachungseinheit zum Überwachen eines oder mehrerer Betriebsparameter einer oder mehrerer optischer Komponenten des photonischen Bauelements, wobei das photonische Bauelement eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente umfasst, die beide mit einer dritten Komponente gekoppelt sind, wobei, wenn die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente aktiviert ist, die aktivierte der ersten und zweiten optischen Komponente ausgebildet ist, eine erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen, und wobei die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente eine redundante Komponente des photonischen Bauelements ist, die erste optische Komponente angeordnet ist, um eine Funktion auszuführen, die zweite optische Komponente angeordnet ist, um die gleiche Funktion auszuführen, und wobei jeweils nur eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente aktiviert ist; und eine Steuereinheit zum Steuern des Betriebs der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente.
    • Beispiel 13 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 12 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei der eine oder die mehreren Betriebsparameter eine Dauer der Aktivierung der einen oder der mehreren optischen Komponenten, eine Temperatur der einen oder der mehreren optischen Komponenten, einen Leistungspegel der einen oder der mehreren optischen Komponenten oder einen Stromwert der einen oder der mehreren optischen Komponenten umfassen.
    • Beispiel 14 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 12 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den Betrieb der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente zu steuern, indem sie die Leistung oder den Strom steuert, die der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente geliefert werden, die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente aktiviert oder die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente deaktiviert.
    • Beispiel 15 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 12 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei das photonische Bauelement ferner einen Kombinierer umfasst, die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente parallel mit dem Kombinierer gekoppelt sind und der Kombinierer mit der dritten Komponente gekoppelt ist, um die erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen, und wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den Betrieb des Kombinierers zu steuern.
    • Beispiel 16 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 12 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, den Betrieb der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente umzuschalten, indem sie die erste optische Komponente aktiviert und die zweite optische Komponente deaktiviert oder die erste optische Komponente deaktiviert und die zweite optische Komponente aktiviert.
    • Beispiel 17 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 12 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die Überwachungseinheit angeordnet ist, um die Verschlechterung der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente zu beurteilen.
    • Beispiel 18 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 12 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, die Nutzung der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente adaptiv auszugleichen, um eine im Wesentlichen äquivalente Verschlechterung der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente über eine Zeitperiode bereitzustellen.
    • Beispiel 19 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 12 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, einen Ausfallzustand der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente zu detektieren und die zweite optische Komponente zu aktivieren, wenn sie den Ausfallzustand der ersten optischen Komponente detektiert.
    • Beispiel 20 kann eine von der Vorrichtung gemäß den Beispielen 12-10 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, die Leistung oder den Strom zu steuern, die der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente geliefert werden, ansprechend auf ein Auslöseereignis, das von der Überwachungseinheit oder von einem anderen mit der Steuereinheit gekoppelten Bauelement empfangen wird.
    • Beispiel 21 kann die Vorrichtung gemäß Beispiel 20 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei das photonische Bauelement ein LIDAR-Sensor ist, der an einem Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren- (CA/AD) Fahrzeug angeordnet ist, und das Auslöseereignis auf Daten über die CA/AD-Fahrzeug-Geschwindigkeit, den Standort, Sensorfusionsdetektionsdaten oder Wetterbedingungen bezogen ist; und die Vorrichtung eine Fahrzeug-Bordeinheit (OBU) ist, die in dem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist.
    • Beispiel 22 kann eine von der Vorrichtung gemäß den Beispielen 12-19 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei die Vorrichtung das CA/AD-Fahrzeug, umfassend eine Fahrzeug-Bordeinheit (OBU), ist.
    • Beispiel 23 kann ein oder mehrere nichtflüchtige computerlesbare Medien umfassen, umfassend Anweisungen, die eine Fahrzeug-Bordeinheit (OBU) eines Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren- (CA/AD) Fahrzeugs ansprechend auf die Ausführung der Anweisungen durch die OBU veranlassen zum: Überwachen, durch eine Überwachungseinheit, eines oder mehrerer Betriebsparameter einer oder mehrerer optischer Komponenten eines LIDAR-Sensors, der an dem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist, wobei der LIDAR-Sensor eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente, gekoppelt mit einer dritten Komponente, umfasst, wobei, wenn die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente aktiviert ist, die aktivierte der ersten und zweiten optischen Komponente ausgebildet ist, eine erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen, und wobei die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente eine redundante Komponente des LIDAR-Sensors ist, die erste optische Komponente angeordnet ist, um eine Funktion auszuführen, die zweite optische Komponente angeordnet ist, um die gleiche Funktion auszuführen, und wobei jeweils nur eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente aktiviert ist; und Steuern, durch eine Steuereinheit, der Leistung oder des Stroms, die der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente des LIDAR-Sensors geliefert werden, ansprechend auf ein Auslöseereignis, das von der Überwachungseinheit oder von einem anderen mit der Steuereinheit gekoppelten Bauelement empfangen wird, und wobei das Auslöseereignis auf Daten über die CA/AD-Fahrzeug-Geschwindigkeit, den Standort, Sensorfusionsdetektionsdaten oder Wetterbedingungen bezogen ist.
    • Beispiel 24 kann das eine oder die mehreren nichtflüchtigen computerlesbaren Medien gemäß Beispiel 23 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, wobei der eine oder die mehreren Betriebsparameter eine Dauer der Aktivierung der einen oder der mehreren optischen Komponenten, eine Temperatur der einen oder der mehreren optischen Komponenten, einen Leistungspegel der einen oder der mehreren optischen Komponenten oder einen Stromwert der einen oder der mehreren optischen Komponenten umfassen.
    • Beispiel 25 kann das eine oder die mehreren nichtflüchtigen computerlesbaren Medien gemäß Beispiel 23 und/oder einigen anderen Beispielen hierin umfassen, ferner umfassend Anweisungen, die die OBU, ansprechend auf die Ausführung der Anweisungen durch die OBU, veranlassen zum: adaptiven Ausgleichen der Nutzung der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente, um eine im Wesentlichen äquivalente Verschlechterung der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente über eine Zeitperiode bereitzustellen; oder Detektieren eines Ausfallzustands der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente und zum Aktivieren der zweiten optischen Komponente, wenn der Ausfallzustand der ersten optischen Komponente detektiert wird.
  • Obwohl bestimmte Ausführungsbeispiele hierin zu Zwecken der Beschreibung dargestellt und beschrieben wurden, soll diese Anmeldung irgendwelche Anpassungen oder Abänderungen der hierin erörterten Ausführungsbeispiele abdecken. Es ist daher offensichtlich beabsichtigt, dass hierin beschriebene Ausführungsbeispiele nur durch die Ansprüche begrenzt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 16577906 [0001]

Claims (25)

  1. Ein photonisches Bauelement, umfassend: eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente, die beide mit einer dritten Komponente gekoppelt sind, wobei, wenn die erste optische Komponente aktiviert ist, die erste optische Komponente ausgebildet ist, eine erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen; und wobei, wenn die zweite optische Komponente aktiviert ist, die zweite optische Komponente ausgebildet ist, die erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder die zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen, wobei die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente eine redundante Komponente des photonischen Bauelements ist, die erste optische Komponente angeordnet ist, um eine Funktion auszuführen, die zweite optische Komponente angeordnet ist, um die gleiche Funktion auszuführen, und wobei jeweils nur eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente aktiviert ist.
  2. Das photonische Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei zu einer ersten Zeit die erste optische Komponente aktiviert ist und die zweite optische Komponente deaktiviert ist und zu einer zweiten Zeit, die von der ersten Zeit verschieden ist, die erste optische Komponente deaktiviert ist und die zweite optische Komponente aktiviert ist.
  3. Das photonische Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei die erste optische Komponente aktiviert wird, wenn die zweite Komponente die Funktion nicht ausführt.
  4. Das photonische Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente einen Laser, einen Verstärker, einen optischen Kollimator, einen optischen Schalter, einen optischen Diskriminator, eine optische Quellensignalkomponente, eine Inline-Optische-Komponente, eine optische Signalabschlusskomponente, einen Photodetektor oder eine Photodiode umfasst.
  5. Das photonische Bauelement gemäß Anspruch 1, ferner umfassend einen Kombinierer, wobei die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente parallel mit dem Kombinierer gekoppelt sind und der Kombinierer mit der dritten Komponente gekoppelt ist, um die erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen.
  6. Das photonische Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente in Sequenz gekoppelt sind und jeweils angeordnet sind, um ein Licht durchzulassen, wenn sie deaktiviert sind.
  7. Das photonische Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei das photonische Bauelement ferner eine oder mehrere zusätzliche optische Komponenten umfasst, um die Funktion der ersten optischen Komponente auszuführen, wobei die eine oder die mehreren zusätzlichen optischen Komponenten mit der dritten Komponente gekoppelt sind, um die erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder die zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen, wenn zumindest eine der einen oder der mehreren zusätzlichen optischen Komponenten aktiviert ist.
  8. Das photonische Bauelement gemäß Anspruch 7, wobei jeweils alle außer einer von der ersten optischen Komponente, der zweiten optischen Komponente und der einen oder den mehreren zusätzlichen optischen Komponenten deaktiviert sind.
  9. Das photonische Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente auf einem Substrat angeordnet und in einer integrierten Schaltung umfasst sind.
  10. Das photonische Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1-9, wobei das photonische Bauelement ein ausgewähltes aus einem Lichtdetektion und Abstandsmessung-(LiDAR) Sensor, einem Lasernetzwerkprodukt, einem optischen Gyroskop oder einer photonikbasierten Messtechnik ist.
  11. Das photonische Bauelement gemäß Anspruch 10, wobei das photonische Bauelement in einem Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren- (CA/AD) Fahrzeug, einem Roboter, einer Drohne oder einem Sicherheitssystem angeordnet ist.
  12. Eine Vorrichtung zum Steuern eines photonischen Bauelements, umfassend: eine Überwachungseinheit zum Überwachen eines oder mehrerer Betriebsparameter einer oder mehrerer optischer Komponenten des photonischen Bauelements, wobei das photonische Bauelement eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente umfasst, die beide mit einer dritten Komponente gekoppelt sind, wobei, wenn die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente aktiviert ist, die aktivierte der ersten und zweiten optischen Komponente ausgebildet ist, eine erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen, und wobei die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente eine redundante Komponente des photonischen Bauelements ist, die erste optische Komponente angeordnet ist, um eine Funktion auszuführen, die zweite optische Komponente angeordnet ist, um die gleiche Funktion auszuführen, und wobei jeweils nur eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente aktiviert ist; und eine Steuereinheit zum Steuern des Betriebs der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente.
  13. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei der eine oder die mehreren Betriebsparameter eine Dauer der Aktivierung der einen oder der mehreren optischen Komponenten, eine Temperatur der einen oder der mehreren optischen Komponenten, einen Leistungspegel der einen oder der mehreren optischen Komponenten oder einen Stromwert der einen oder der mehreren optischen Komponenten umfassen.
  14. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den Betrieb der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente zu steuern, indem sie die Leistung oder den Strom steuert, die der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente geliefert werden, die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente aktiviert oder die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente deaktiviert.
  15. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei das photonische Bauelement ferner einen Kombinierer umfasst, die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente parallel mit dem Kombinierer gekoppelt sind und der Kombinierer mit der dritten Komponente gekoppelt ist, um die erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen, und wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, den Betrieb des Kombinierers zu steuern.
  16. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, den Betrieb der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente umzuschalten, indem sie die erste optische Komponente aktiviert und die zweite optische Komponente deaktiviert oder die erste optische Komponente deaktiviert und die zweite optische Komponente aktiviert.
  17. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Überwachungseinheit angeordnet ist, um die Verschlechterung der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente zu beurteilen.
  18. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, die Nutzung der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente adaptiv auszugleichen, um eine im Wesentlichen äquivalente Verschlechterung der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente über eine Zeitperiode bereitzustellen.
  19. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, einen Ausfallzustand der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente zu detektieren und die zweite optische Komponente zu aktivieren, wenn sie den Ausfallzustand der ersten optischen Komponente detektiert.
  20. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12-19, wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, die Leistung oder den Strom zu steuern, die der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente geliefert werden, ansprechend auf ein Auslöseereignis, das von der Überwachungseinheit oder von einem anderen mit der Steuereinheit gekoppelten Bauelement empfangen wird.
  21. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei das photonische Bauelement ein LiDAR-Sensor ist, der an einem Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren- (CA/AD) Fahrzeug angeordnet ist, und das Auslöseereignis auf Daten über die CA/AD-Fahrzeug-Geschwindigkeit, den Standort, Sensorfusionsdetektionsdaten oder Wetterbedingungen bezogen ist; und die Vorrichtung eine Fahrzeug-Bordeinheit (OBU) ist, die in dem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist.
  22. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12-19, wobei die Vorrichtung das CA/AD-Fahrzeug, umfassend eine Fahrzeug-Bordeinheit (OBU), ist.
  23. Eine Fahrzeug-Bordeinheit (OBU) eines Computergestütztes- oder Autonomes-Fahren- (CA/AD) Fahrzeugs, umfassend: Mittel zum Überwachen eines oder mehrerer Betriebsparameter einer oder mehrerer optischer Komponenten eines LiDAR-Sensors, der an dem CA/AD-Fahrzeug angeordnet ist, wobei der LiDAR-Sensor eine erste optische Komponente und eine zweite optische Komponente, gekoppelt mit einer dritten Komponente, umfasst, wobei, wenn die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente aktiviert ist, die aktivierte der ersten und zweiten optischen Komponente ausgebildet ist, eine erste Eingabe an die dritte Komponente bereitzustellen oder eine zweite Eingabe von der dritten Komponente zu empfangen, und wobei die erste optische Komponente oder die zweite optische Komponente eine redundante Komponente des LiDAR-Sensors ist, die erste optische Komponente angeordnet ist, um eine Funktion auszuführen, die zweite optische Komponente angeordnet ist, um die gleiche Funktion auszuführen, und wobei jeweils nur eine der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente aktiviert ist; und Mittel zum Steuern der Leistung oder des Stroms, die der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente des LiDAR-Sensors geliefert werden, ansprechend auf ein Auslöseereignis, das von der Überwachungseinheit oder von einem anderen mit der Steuereinheit gekoppelten Bauelement empfangen wird, und wobei das Auslöseereignis auf Daten über die CA/AD-Fahrzeug-Geschwindigkeit, den Standort, Sensorfusionsdetektionsdaten oder Wetterbedingungen bezogen ist.
  24. Die OBU gemäß Anspruch 23, wobei der eine oder die mehreren Betriebsparameter eine Dauer der Aktivierung der einen oder der mehreren optischen Komponenten, eine Temperatur der einen oder der mehreren optischen Komponenten, einen Leistungspegel der einen oder der mehreren optischen Komponenten oder einen Stromwert der einen oder der mehreren optischen Komponenten umfassen.
  25. Die OBU 23, ferner umfassend: Mittel zum adaptiven Ausgleichen der Nutzung der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente, um eine im Wesentlichen äquivalente Verschlechterung der ersten optischen Komponente und der zweiten optischen Komponente über eine Zeitperiode bereitzustellen; oder Mittel zum Detektieren eines Ausfallzustands der ersten optischen Komponente oder der zweiten optischen Komponente und zum Aktivieren der zweiten optischen Komponente, wenn der Ausfallzustand der ersten optischen Komponente detektiert wird.
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