JP2022552098A - 赤外線検知のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、赤外光の偏光ベースの検出を使用する画像化および物体検出に関連するシステム、車両、および方法に関する。例示的なシステムは、視野内の標的物体に対応する赤外光を検出するように構成された少なくとも１つの赤外検出器を含む。赤外光は、第１の偏光または第２の偏光のうちの少なくとも１つを含む。システムはまた、動作を実行するように構成されたコントローラも含む。動作は、少なくとも１つの赤外線検出器から、標的物体に対応する赤外線を示す情報を受信することを含む。動作はまた、受信した情報に基づいて、標的物体に対応する偏光比を決定することも含む。偏光比は、第１の偏光強度を第２の偏光強度で除算した値を含む。動作はまた、偏光比に基づいて、標的物体に対応する赤外光が直接光または反射光を含むことを決定することも含む。
【選択図】図６

Description

赤外線検出器（例えば、熱検出器および赤外光検出器）は、入射する赤外線に感受性がある。例えば、赤外線検出器は、入射する赤外線に応答して光電流または光電圧を提供することができる。

本開示は、赤外光の偏光ベースの検出を使用する画像化および物体検出に関連するシステム、車両、および方法に関する。

第１の態様では、システムが提供される。このシステムは、視野内の標的物体に対応する赤外光を検出するように構成された少なくとも１つの赤外検出器を含む。視野は、システムの環境を含む。赤外光は、第１の偏光または第２の偏光のうちの少なくとも１つを含む。システムは、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリを有するコントローラを含む。少なくとも１つのプロセッサは、動作を行うために、少なくとも１つのメモリ内に記憶された命令を実行する。動作は、少なくとも１つの赤外線検出器から、標的物体に対応する赤外線を示す情報を受信することを含む。動作はまた、受信した情報に基づいて、標的物体に対応する偏光比を決定することも含む。動作はさらに、偏光比に基づいて、標的物体に対応する赤外光が直接光または反射光を含むことを決定することを含む。

第２の態様では、車両が提供される。車両は、視野内の標的物体に対応する赤外光を検出するように構成された少なくとも１つの赤外検出器を含む。視野は、車両の環境を含む。赤外光は、第１の偏光または第２の偏光のうちの少なくとも１つを含む。車両はまた、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリを有するコントローラも含む。少なくとも１つのプロセッサは、動作を行うために、少なくとも１つのメモリ内に記憶された命令を実行する。動作は、少なくとも１つの赤外線検出器から、標的物体に対応する赤外線を示す情報を受信することを含む。動作はまた、受信した情報に基づいて、標的物体に対応する偏光比を決定することも含む。動作はさらに、偏光比に基づいて、標的物体に対応する赤外光が直接光または反射光を含むことを決定することを含む。

第３の態様では、方法が提供される。本方法は、少なくとも１つの赤外線検出器から、標的物体に対応する赤外線を示す情報を受信することを含む。赤外光は、第１の偏光または第２の偏光のうちの少なくとも１つを含む。本方法はまた、受信した情報に基づいて、標的物体に対応する偏光比を決定することも含む。本方法は、偏光比に基づいて、標的物体に対応する赤外光が直接光または反射光を含むことを決定することをさらに含む。

他の態様、実施形態、および実装形態は、当業者には、以下の詳細な説明を添付の図面を適宜参照して読み取ることにより明らかになるであろう。

例示的な実施形態によるシステムを示す。 例示的な実施形態によるシナリオを示す。 例示的な実施形態によるシステムを示す。 例示的な実施形態によるシステムを示す。 例示的な実施形態による、様々な数学的関係を示す。 例示的な実施形態による、車両を示す。 例示的な実施形態による、車両を示す。 例示的な実施形態による、車両を示す。 例示的な実施形態による、車両を示す。 例示的な実施形態による、車両を示す。 例示的な実施形態による、方法を示す。 例示的な実施形態によるシナリオを示す。

例示的な方法、デバイス、およびシステムが本明細書において説明される。「例」および「例示的」という語は、本明細書においては、「例、事例、または例示としての役割を果たす」ことを意味するために使用されることを理解されたい。本明細書において「例」または「例示的」であるとして説明されるいずれの実施形態または特徴も、他の実施形態または特徴よりも好ましい、または有利であると必ずしも解釈されるべきではない。本明細書において提示される主題の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更を行うことができる。

このように、本明細書において説明される例示的な実施形態は、限定を意味するものではない。本明細書において概略説明され、図に例示される本開示の態様は、多種多様な異なる構成で配置する、置き換える、組み合わせる、分離する、および設計することができ、これらの構成のすべてが本明細書において想到される。

さらに、文脈が異なることを示唆していない限り、これらの図の各図に示されている特徴は、互いに組み合わせて使用することができる。このように、図は一般に、例示されるすべての特徴が実施形態ごとに必要である訳ではないという理解の下に、１つ以上の概略実施形態の構成態様として考えられるべきである。

Ｉ．概要
熱平衡状態にある物体は、物体の温度に基づくスペクトルと強度を有する電磁放射を放出する。移動する物体（例えば、歩行者および車両）は、通常、周囲の背景の放射と区別することができる赤外線黒体放射を放出する。これは、そのような移動する物体は通常、周囲の環境よりも高温であるためである。長波赤外線（ＬＷＩＲ）画像装置などの赤外線センサを利用して、このような熱特性を検出することができる。いくつかの例では、赤外線画像センサは、歩行者、車両、または、周囲環境よりも高温の他の物体から放出されるＬＷＩＲ光を検出することができる。

可視スペクトルの光と比較して、ＬＷＩＲの光（例えば、８～１２μｍの波長の光）は、一般的な表面材料（例えば、金属、プラスチック、ガラスなど）からより容易に反射されることが多い。したがって、一部のシナリオでは、赤外線センサは、画像センサ（例えば、可視スペクトルカメラ）および／または飛行時間深度センサ（例えば、ＬＩＤＡＲ）を含む、他のタイプのセンサの視野外に隠れている、または他の様態で視野外にある物体からの反射ＬＷＩＲ光を検出することができる。

本開示では、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）スタイルの赤外線センサを利用して、環境内の物体の黒体放射を検出することができる。赤外線センサは、１つ以上の直線偏光（例えば、垂直および／または水平偏光方向）に感受性であり得る。例えば、ＭＥＭＳ赤外線センサは、感光性のテーブル面上を前後に移動するワイヤトレースを含むことができる。そのような偏光感受性は、赤外線センサが、赤外線センサの直視下にある物体（例えば、５０－５０の偏光分割を有する物体光に基づく）と、非５０－５０偏光分割を有し得る、表面から反射された物体光とを区別することができることを可能にし得る。赤外線センサは、偏光方向を切り替えるかまたは調整するように構成することができ、（ピクセルごとに）偏光感受性のピクセルを有することができ、および／または、各々が異なる偏光を検出するように構成されている２つ以上のカメラを有することができる。

可視または近赤外範囲の光の波長に対してあまり反射性でない多くの表面（例えば、つや消しマットメタル）は、ＬＷＩＲの光に対して非常に反射性である可能性がある。このような表面から反射したＬＷＩＲ光は、複数の異なる種類の標的物体を区別するのに十分な解像度の赤外線センサで検出することができる。このようなシナリオでは、駐車中の車または建造物（例えば、車の間または路地から出て歩く人）など、他の物体の間または背後を効果的に「見る」ことが可能になる。この機能は、標的物体と環境との間の温度コントラストに基づいて改善する。本開示のシステムおよび方法は、環境内から標的物体を明確にするための追加の方法を提供する。さらに、この技法は悪天候でも比較的ロバストであり得る。二次的な用途は、例えば、占有の検出／分類、異なるタイプの車の間の分類、および最近形成されたトラック（例えば、タイヤのトラック、フットプリントなど）の識別を含んでもよい。

ＩＩ．例示的なシステム
図１は、例示的な実施形態によるシステム１００を示す。システム１００は、少なくとも１つの赤外線検出器１１０を含む。例えば、少なくとも１つの赤外線検出器１１０は、少なくとも１つの微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）赤外線検出器を含んでもよい。ＭＥＭＳ赤外線検出器は、赤外線に感受性である材料に沿って線形蛇行（前後）形状に配置された受動抵抗素子を含むことができる。例えば、抵抗素子は、感光性基板またはテーブル面に沿って前後の形状に配置されたワイヤトレースを含むことができる。赤外光技術に感受性の他のタイプのマイクロボロメータおよび／または光検出器が企図されることが理解されよう。

本明細書に記載されるように、赤外光は、約７００ナノメートル～１ミリメートルの波長を有する電磁スペクトルの範囲の一部またはすべてを含み得る。例えば、本明細書に記載される赤外光は、近赤外（ＮＩＲ）波長（例えば、７５０～１４００ナノメートルの波長を有する光）を指し得る。付加的または代替的に、赤外光は、短波長赤外（ＳＷＩＲ）波長（例えば、１．４～３ミクロンの波長を有する光）を含み得る。さらに、付加的または代替的に、本明細書に記載される赤外光は、中波長赤外（ＭＷＩＲ）波長（例えば、３～８ミクロンの波長を有する光）を含み得る。またさらに、付加的または代替的に、赤外光は、長波長赤外（ＬＷＩＲ）波長（例えば、８～１５ミクロンの波長を有する光）を含み得る。またさらに、付加的または代替的に、赤外光は、超長波長赤外（ＶＬＷＩＲ）波長（例えば、１２～３０ミクロンの波長を有する光）を含み得る。そのような波長の赤外光に感受性である様々な材料を有する赤外検出器はすべて、本開示の文脈内で考慮され、可能であることが理解されよう。

いくつかの実施形態において、少なくとも１つの赤外線検出器１１０は、１つ以上の直線偏光（例えば、垂直および／または水平偏光方向）の赤外光に感受性であり得る。

そのようなシナリオにおいて、少なくとも１つの赤外検出器１１０は、視野１２内の標的物体１４に対応する赤外光を検出するように構成されている。いくつかの実施形態では、視野１２は、レンズ、ミラー、開口などの光学素子によって定義することができる。視野１２は、特定の範囲の仰角、方位角、および／または距離など、システム１００の環境１０の一部であり得る。実施形態において、赤外光は、第１の偏光または第２の偏光のうちの少なくとも１つを含む。例えば、赤外光１２０は、第１の偏光１２２および第２の偏光１２４を含むことができる。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの赤外線検出器１１０は、第１の直線偏光を有する赤外光１２０（例えば、第１の偏光光１２２）を検出するように構成された第１の赤外線検出器１１２を含むことができる。少なくとも１つの赤外線検出器１１０は、第２の直線偏光を有する赤外光１２０（例えば、第２の偏光光１２４）を検出するように構成された第２の赤外線検出器１１４を含む。そのような実施形態では、第１の直線偏光および第２の直線偏光は、互いに垂直であり得る。いくつかの実施形態は、ＭＥＭＳタイプの赤外線検出器を説明しているが、本開示の文脈内で、他の偏光に感受性の検出器が可能であり、企図されている。例えば、偏光感受性は、赤外線検出器と光源との間に配置された傾斜した窓および／または誘電体スタックを使用して実現することができる。光検出器の偏光特有の感受性を調整する他の方法（例えば、ワイヤ偏光子、偏光フィルタなど）が可能であり、企図されている。

入射光の偏光は、垂直方向および水平方向以外の関心角度において測定することができることが理解されよう。例えば、赤外線センサは、水平面に対して４５°で偏光された光を測定するように構成することができる。

いくつかの実施形態では、関心偏光角は、所与のシーンのコンテキストに基づいて調整することができる。例えば、カメラまたは他のセンサ（例えば、ＬＩＤＡＲまたはＲＡＤＡＲ）は、所与のシーンのコンテキストを示す情報を取得することができる。シーンのコンテキストに基づいて、関心偏光角を動的に選択および／または調整することができる。

付加的にまたは代替的に、関心偏光角は、履歴マップデータに基づいて選択または調整することができる。このような履歴マップデータは、以前のカメラ画像またはＬＩＤＡＲ／ＲＡＤＡＲデータから取得することができる。

いくつかの実施形態では、システム１００は、例えば、１つ以上の偏光子、ミラー、レンズ、バッフル、開口、または他の光学部品を含んでもよい、さらなる光学要素１３０を含むことができる。光の様々な特性（例えば、直線偏光）を調整するように構成された他のタイプの光学素子。

システム１００はまた、少なくとも１つのプロセッサ１５２および少なくとも１つのメモリ１５４を有するコントローラ１５０も含む。付加的にまたは代替的に、コントローラ１５０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のうちの少なくとも１つを含んでもよい。一例として、１つ以上のプロセッサ１５２は、汎用プロセッサまたは特殊用途プロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサなど）を含んでもよい。１つ以上のプロセッサ１５２は、メモリ１５４に記憶されているコンピュータ可読プログラム命令を実行するように構成され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサ１５２は、本明細書に記載の機能および動作の少なくともいくつかを提供するためにプログラム命令を実行し得る。

メモリ１５４は、１つ以上のプロセッサ１５２によって読み取りまたはアクセスされ得る１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体を含むか、またはその形態をとることができる。１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ１５２の少なくとも１つと全体的または部分的に一体化され得る光メモリ、磁気メモリ、有機メモリ、もしくは他のメモリ、またはディスクストレージのような揮発性および／または不揮発性ストレージ構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、メモリ１５４は、単一の物理デバイス（例えば、１つの光学メモリ、磁気メモリ、有機メモリもしくは他のメモリ、またはディスクストレージユニット）を使用して実装され得るが、他の実施形態では、メモリ１５４は、２つ以上の物理デバイスを使用して実装することができる。

上記のように、メモリ１５４は、システム１００の動作に関連するコンピュータ可読プログラム命令を含むことができる。少なくとも１つのプロセッサ１５２は、少なくとも１つのメモリ１５４内に記憶された命令を実行して動作を実施する。

動作は、少なくとも１つの赤外線検出器１１０から、標的物体１４に対応する赤外光１２０を示す情報を受信することを含む。

動作はまた、受信された情報に基づいて、標的物体１４に対応する偏光比（例えば、図４を参照して図示および説明されるような偏光比４１０）を決定することも含む。いくつかの実施形態では、偏光比は、第１の偏光強度１３２を第２の偏光強度１３４で除算した値として定義および／または計算することができる。

いくつかの実施形態では、第１の偏光強度１３２は、第１の偏光を有する赤外光（例えば、第１の偏光１２２）の強度を含むことができる。そのようなシナリオでは、第２の偏光強度１３４は、第２の偏光を有する赤外光（例えば、第２の偏光１２４）の強度を含む。

動作はまた、偏光比に基づいて、標的物体１４に対応する赤外光が直接光および／または反射光を含むことを決定することも含む。そのようなシナリオでは、赤外光が直接光および／または反射光を含むことを決定することは、偏光比が直接光偏光範囲内にあることを決定することを含む。一例として、直接光偏光範囲は、０．４～０．６であり得る。直接光偏光範囲の限界に関する他の値が企図され、可能である。例えば、直接光偏光範囲は、０．４～０．８、または０．４５～０．５５であってもよい。

付加的にまたは代替的に、赤外光が反射光を含むことを決定することは、偏光比が反射光偏光範囲内にあることを決定することを含んでもよい。一例として、反射光偏光範囲は、０～０．４および０．６～１であり得る。反射光偏光範囲の限界に関する他の値が企図され、可能である。いくつかの実施形態では、反射光偏光範囲は、直接光偏光範囲の逆数であってもよい。しかしながら、他の実施形態では、他のタイプの範囲が企図され、可能である。

いくつかの実施形態では、光が反射光であると決定することは、物体または反射面に関する放射分析情報を正規化することを可能にすることができる。例えば、所与の表面から光が反射されたという知識は、その表面の特定の温度情報を較正または他の様態で測定するのに有用であり得る。

いくつかの実施形態では、第１の偏光および第２の偏光は、異なる線光偏光であり得る。さらに、第１の偏光および第２の偏光は、図２に関連して説明されるように、垂直線光偏光であり得る。

いくつかの実施形態において、動作は、受信した情報に基づいて、標的物体タイプを決定することを含むことができる。このようなシナリオでは、標的物体タイプは、障害物、歩行者、自転車運転者、自動車、トラック、オートバイ運転者、静止物体、移動物体、車両、道路、標識、または交通信号灯を含んでもよい。他の標的物体タイプが可能であり、企図されている。

いくつかの例では、動作は、受信した情報および偏光比に基づいて、標的物体位置を決定することを含むことができる。

例示的な実施形態では、動作は、反射面を示すＬＩＤＡＲデータ、レーダーデータ、またはカメラデータのうちの少なくとも１つを受信することを含むことができる。そのようなシナリオでは、標的物体位置を決定することは、システム１００の環境内の反射面の位置にさらに基づくことができる。さらに、いくつかの例では、標的物体に対応する赤外光が反射光を含むことを決定することは、反射面を示すＬＩＤＡＲデータ、レーダーデータ、またはカメラデータにさらに基づくことができる。

図２は、例示的な実施形態によるシナリオ２００を示す。シナリオ２００は、標的物体１４の表面である可能性がある入射表面２１０を含む。そのような例では、入射光２４０は、入射面２２０に沿って入射表面２１０と相互作用し得る。

いくつかの例では、入射光２４０の第１の部分は、ｓ偏光２６０として入射表面２１０から反射され得る。ｓ偏光２６０は、入射面２２０に垂直である電場を含み得る。付加的または代替的に、入射光２４０の第２の部分は、ｐ偏光２５０として、標的物体１４内へとまたは標的物体１４を通じて透過され得る。ｐ偏光２５０は、入射面２２０に平行な電場を含み得る。例として、本明細書に記載されるように、第１の偏光１２２がｐ偏光２５０であってもよく、第２の偏光１２４がｓ偏光２６０であってもよく、またはその逆であってもよい。すなわち、代替的に、第１の偏光１２２がｓ偏光２６０であってもよく、第２の偏光１２４がｐ偏光２５０であってもよい。

図３Ａは、例示的な実施形態によるシステム３００を示す。システム３００は、図１に関連して図示および説明されているような、システム１００と同様であり得る。例えば、システム３００は、赤外光１２０を、第１の赤外線検出器１１２および第２の赤外線検出器１１４に入射するものとして示している。第１の赤外線検出器１１２および第２の赤外線検出器１１４は、ワイヤグリッドＭＥＭＳマイクロボロメータ装置であってもよいが、他のタイプの偏光に感受性の赤外線検出器が可能であり、企図される。

いくつかのシナリオでは、第１の赤外線検出器１１２は、第１の偏光を有する赤外光１２０を検出するように構成することができる。さらに、第２の赤外線検出器１１４は、第１の赤外線検出器１１２の偏光と直交する偏光を有する赤外光１２０を検出するように構成することができる。例えば、第１の赤外線検出器１１２は、ｐ偏光を検出するように構成されてもよく、一方、第２の赤外線検出器１１４は、ｓ偏光を検出するように構成されてもよく、またはその逆であってもよい。

図３Ｂは、例示的な実施形態によるシステム３２０を示す。システム３２０は、それぞれ図１および図３Ａに関連して図示および説明されるような、システム１００およびシステム３００と同様であり得る。例えば、システム３２０は、第１の赤外線検出器１１２および第２の赤外線検出器１１４を含むことができる。そのようなシナリオでは、第１の赤外線検出器１１２および第２の赤外線検出器１１４は、本明細書で説明される他の赤外線検出器のように、偏光に感受性である必要はない。代わりに、第１の赤外線検出器１１２および第２の赤外線検出器１１４に異なる偏光の光を提供するために、さらなる光学素子１３０を配置することができる。例えば、第１の偏光子３２２および第２の偏光子３２４は、偏光光をそれぞれ第１の赤外線検出器１１２および第２の赤外線検出器１１４へと透過（または反射）するように構成することができる。

いくつかの実施形態では、第１の偏光子３２２は、ワイヤグリッド偏光子または誘電体スタック型偏光子を含んでもよい。他の偏光を有する光を減衰させながら、単一の偏光光を透過するように構成された他のタイプの光学素子が可能であり、企図される。

図４は、例示的な実施形態による、様々な数学的関係４００および４０２を示している。いくつかの実施形態では、数学的関係４００は、偏光比４１０を求めることを含むことができる。そのようなシナリオでは、偏光比４１０は、第１の偏光強度１３２を第２の偏光強度１３４で除算することによって決定することができる。このような計算は、ローカルに（例えば、コントローラ１５０によって）またはリモートで（例えば、クラウドサーバによって）実行することができる。偏光比４１０の計算は、ピクセルごとに実行することができる。偏光比４１０を計算する他の方法が可能であり、企図されている。

数学的関係４０２は、直接光偏光範囲４２０（例えば、０．４＜偏光強度４１０＜０．６）および反射光偏光範囲４３０（例えば、偏光強度４１０＜０．４かつ偏光強度４１０＞０．８）の例を含む。他の直接光偏光範囲および反射光偏光範囲が可能であり、企図されている。

ＩＩＩ．例示的車両
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、および５Ｅは、例示的な実施形態による、車両５００を示す。いくつかの実施形態では、車両５００は、半自律または完全自律車両であってもよい。図５は、車両５００を自動車（例えば、乗客用バン）であるものとして示しているが、車両５００は、センサおよびその環境についての他の情報を使用してその環境内で操縦することができる別のタイプの自律型車両、ロボット、またはドローンを含み得ることが理解されよう。

車両５００は、１つ以上のセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０を含み得る。いくつかの実施形態では、センサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０は、図１、図３Ａ、および図３Ｂに関連して図示および説明されるような、システム１００、３００、および／または３２０を含むことができる。言い換えれば、本明細書の他の箇所で説明されているシステムは、車両５００に結合することができ、および／または車両５００の様々な動作と組み合わせて利用することができる。一例として、システム１００および３００は、車両５００の自動運転または他のタイプのナビゲーション、計画、および／またはマッピング動作に利用することができる。

１つ以上のセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０が、車両５００の特定の場所に示されているが、より多くのまたはより少ないセンサシステムが、車両５００で利用され得ることが理解されよう。さらに、そのようなセンサシステムの場所は、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、および図５Ｅに示されているセンサシステムの場所と比較して、調整、修正、または他の方法で変更することができる。

いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０は、画像センサを含むことができる。付加的にまたは代替的に、１つ以上のセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０は、ＬＩＤＡＲセンサを含むことができる。例えば、ＬＩＤＡＲセンサは、所与の平面（例えば、ｘ－ｙ平面）に対して様々な角度にわたって配置された複数の発光体デバイスを含むことができる。例えば、センサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０のうちの１つ以上は、車両５００の周りの環境を光パルスで照らすように、所与の平面に垂直な軸（例えば、ｚ軸）の周りを回転するように構成され得る。反射光パルスの様々な要因（例えば、経過飛行時間、偏光、強度など）を検出することに基づいて、環境に関する情報が決定され得る。

例示的な実施形態では、センサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０は、車両５００の環境内の物理的物体に関連し得るそれぞれの点群情報を提供するように構成され得る。車両５００ならびにセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０は、特定の特徴を含むものとして示されているが、他のタイプのセンサシステムが本開示の範囲内で想定されることが理解されよう。

単一の発光体デバイスを有するＬＩＤＡＲシステムが本明細書で説明および図示されているが、複数の発光体デバイス（例えば、単一のレーザダイ上に複数のレーザバーを有する発光体デバイス）を有するＬＩＤＡＲシステムも想定される。例えば、１つ以上のレーザダイオードによって放射される光パルスは、システムの環境の周りに制御可能に向けられ得る。光パルスの放射の角度は、例えば、機械的走査ミラーおよび／または回転モータなどの走査デバイスによって調整することができる。例えば、走査デバイスは、所与の軸の周りを往復運動で回転する、および／または垂直軸の周りを回転することができる。別の実施形態では、発光デバイスは、各光パルスと相互作用するときのプリズムミラー角度の角度に基づいて光パルスを環境に放射させることができる、回転するプリズムミラーに向けて光パルスを放射することができる。付加的にまたは代替的に、走査光学系および／または他のタイプの電気光学機械デバイスは、環境の周りの光パルスを走査することが可能である。

図５Ａ～図５Ｅは、車両５００に取り付けられた様々なセンサを示しているが、車両５００は、他のタイプのセンサを組み込むことができることが理解されよう。

例示的な実施形態では、車両５００は、少なくとも１つの赤外線検出器（例えば、少なくとも１つの赤外線検出器１１０）を含むことができる。少なくとも１つの赤外線検出器は、視野１２内の標的物体１４に対応する赤外光（例えば、赤外光１２０）を検出するように構成されている。視野１２は、車両５００の環境１０内にある。赤外光は、第１の偏光または第２の偏光のうちの少なくとも１つを含む。

車両５００はまた、少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリを有するコントローラ（例えば、コントローラ１５０）も含む。少なくとも１つのプロセッサは、動作を行うために、少なくとも１つのメモリ内に記憶された命令を実行する。動作は、少なくとも１つの赤外線検出器から、標的物体に対応する赤外光を示す情報を受信することを含む。動作はまた、受信した情報に基づいて、標的物体に対応する偏光比を決定することも含むことができる。偏光比は、第１の偏光強度を第２の偏光強度で除算することによって決定される。

さらに、動作は付加的に、偏光比に基づいて、標的物体に対応する赤外光が直接光または反射光を含むことを決定することも含む。いくつかの実施形態において、偏光比を決定することは、第１の偏光強度を第２の偏光強度で除算することによって実施することができる。

いくつかの実施形態では、システム１００は、回転可能なマウントを含む。そのような回転可能なマウントを用いて、少なくとも１つの赤外線検出器は、環境１０内で、および／または車両５００のヨー角に関してその視野を動かすように再位置付け可能であり得る。

ＩＶ．例示的な方法
図６は、例示的な実施形態による方法６００を示している。方法６００は、本明細書で明示的に例証されるか、そうでなければ開示されるものよりも少ないまたは多いステップまたはブロックを含み得ることが理解されよう。さらにまた、方法６００のそれぞれのステップまたはブロックは、任意の順序で実行されてもよく、各ステップまたはブロックは、１回以上実行されてもよい。いくつかの実施形態では、方法６００のブロックまたはステップの一部またはすべては、図１、図３Ａ、および図３Ｂに関連して図示および説明されるような、システム１００、３００、および３２０の要素に関連し得る。付加的または代替的に、方法６００のブロックまたはステップの一部またはすべては、図４に関連して図示および説明されるような数学的関係に関連し得る。

ブロック６０２は、少なくとも１つの赤外線検出器（例えば、赤外線検出器１１０）から、標的物体（例えば、標的物体１４）に対応する赤外光を示す情報を受信することを含む。例示的な実施形態では、赤外光は、第１の偏光（例えば、第１の偏光光１２２）または第２の偏光（例えば、第２の偏光光１２４）のうちの少なくとも１つを含むことができる。

ブロック６０４は、受信した情報に基づいて、標的物体に対応する偏光比（例えば、偏光比４１０）を決定することを含む。そのようなシナリオでは、偏光比は、第１の偏光強度（例えば、第１の偏光強度１３２）を第２の偏光強度（例えば、第２の偏光強度１３４）で除算した値として定義することができる。偏光比を決定する他の方法が可能であり、企図されている。

いくつかの実施形態では、第１の偏光強度は、第１の偏光を有する赤外光の強度を表す。そのようなシナリオでは、第２の偏光強度は、第２の偏光を有する赤外光の強度を表す。いくつかの実施形態では、第１の偏光および第２の偏光は、異なる線光偏光であり得る。

一例として、第１の偏光および第２の偏光は、図４を参照して図示および説明されるように、ｐ偏光状態およびｓ偏光状態として参照される、直交する直線偏光状態を含むことができる。ｐ偏光光は、入射面に平行に偏光された電場を含むことができ、ｓ偏光光は、入射面に垂直な電場を含むことができる。

ブロック６０６は、偏光比に基づいて、標的物体に対応する赤外光が直接光および／または反射光を含むことを決定することを含む。いくつかの実施形態では、ブロック６０６は、偏光比が直接光偏光範囲内にある場合、赤外光が直接光を含むことを決定することを含むことができる。一例として、直接光偏光範囲は、０．４～０．６であり得る。付加的にまたは代替的に、ブロック６０６は、偏光比が反射光偏光範囲内にある場合に、赤外光が反射光を含むことを決定することを含んでもよい。このようなシナリオにおいて、反射光偏光範囲は、０～０．４および０．６～１であり得る。他の直接光偏光範囲および反射光偏光範囲が可能であり、企図されていることは理解されよう。

いくつかの実施形態では、方法６００は、受信した情報に基づいて、標的物体タイプを決定することを含むことができ、標的物体タイプは、障害物、歩行者、車両、道路、標識、または交通信号灯のうちの少なくとも１つを含む。他の標的物体タイプが可能であり、企図されている。

いくつかの実施形態では、方法６００は、反射面の位置を示すＬＩＤＡＲデータ、レーダーデータ、またはカメラデータのうちの少なくとも１つを受信することを含むことができる。そのようなシナリオでは、方法６００はまた、受信された情報、偏光比、および／または反射面の位置に基づいて、標的物体位置を決定することを含むことができる。

図７は、例示的な実施形態によるシナリオ７００を示す。シナリオ７００では、車両５００は、図１、図３Ａ、および図３Ｂを参照して図示および説明されているように、システム１００、３００、および３２０と類似または同一であり得るセンサシステム５０２を有することができる。センサシステム５０２は、調整可能な視野１２を提供するように、回転可能なマウント７０２に取り付けることができる。すなわち、回転可能なマウント７０２は、車両５００の進行方向に関してヨーにおいてセンサシステム５０２の視野１２を調整するように構成することができる。

シナリオ７００では、車両５００は道路７１０に沿って＋ｘ方向に走行している可能性がある。第２の車両７５０は、路地７２０に沿って＋ｙ方向に走行している可能性がある。第２の車両７５０は、建造物７３０のために、センサシステム５０２の直接の見通し線から隠れる可能性がある。すなわち、建造物７３０は、車両５００およびそのセンサシステム５０２による第２の車両７５０の直接観察を妨害している可能性がある。

しかしながら、図７に示されるように、構造物７４０は、第２の車両７５０から放出および／または反射され得る赤外光１２０を少なくとも部分的に反射する表面７４２を有し得る。第２の車両から放出されると、赤外光１２０は混合偏光を含み得る。しかしながら、表面７４２と相互作用すると、赤外光１２０の垂直直線偏光よりも赤外光１２０の１つの直線偏光が選択され得る。そのようなシナリオでは、構造物７４０の表面７４２から反射された光は、ほとんど単一の方向に偏光され得る（例えば、ｐ偏光またはｓ偏光）。一例として、表面７４２からセンサシステム５０２に向かって反射される光は、本明細書に記載されるように、第１の偏光１２２と同様であり得る。さらに、第１の偏光１２２は、他の偏光の光と比較して、比較的高い強度を有することができる。

そのようなシナリオでは、カメラシステムは、反射された赤外光信号を、構造物７４０の反対側にある仮想画像７５２として解釈するように混乱または困惑する可能性がある。

しかしながら、本明細書で説明されるシステム、車両、および方法は、仮想画像７５２と標的物体１４との間の曖昧さを解消する方法を提供することができる。例えば、シナリオ７００において、第１の偏光光１２２が第２の偏光強度１３４のそれと比較して高い第１の偏光強度１３２を有する場合、計算される偏光比４１０は大きくなり得る（例えば、０．６よりも大きい）。したがって、偏光比４１０が直接光偏光範囲４２０外にあり、かつ／または反射光偏光範囲４３０内にある場合、第２の車両７５０からの光は反射光として分類され得る。したがって、車両５００は、（構造物７４０の反対側ではなく）路地にあるものとして第２の車両７５０を正しく知覚することが可能であり得る。

第２の車両７５０がシナリオ７００において示されているが、本明細書に記載されているように、他の物体、構造物、歩行者、自転車運転者、動物、障害物などが、偏光ベースの熱検出器および光検出器を使用して、より良好に検知、検出、知覚、または確認され得ることが理解されよう。

図に示されている特定の配置は、限定であるとみなされるべきではない。他の実施形態が、所与の図に示される各要素をより多く、またはより少なく含んでもよいことを理解されたい。さらに、図示される要素のうちのいくつかは、組み合わされ、または省略されてもよい。なおもさらには、例示的な実施形態は、図に示されていない要素を含み得る。

情報の処理を表すステップまたはブロックは、本明細書において説明される方法または技術の特定の論理機能を実行するように構成することができる回路に対応することができる。代替的または追加的に、情報の処理を表すステップまたはブロックは、モジュール、セグメント、またはプログラムコード（関連データを含む）の一部に対応することができる。プログラムコードは、特定の論理機能または論理動作を方法または技術において実装するための、プロセッサにより実行可能な１つ以上の命令を含むことができる。プログラムコードおよび／または関連データは、ディスク、ハードドライブ、または他の記憶媒体を含む、ストレージデバイスのような任意のタイプのコンピュータ可読媒体に格納することができる。

コンピュータ可読媒体は、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような、データを短期間にわたって格納するコンピュータ可読媒体のような非一時的なコンピュータ可読媒体を含むこともできる。コンピュータ可読媒体はまた、プログラムコードおよび／またはデータを長期間にわたって記憶する非一時的コンピュータ可読媒体も含むことができる。このように、コンピュータ可読媒体は、例えば、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスクまたは磁気ディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）のような二次的なまたは長期永続的な記憶装置を含むことができる。コンピュータ可読媒体はまた、任意の他の揮発性または不揮発性の記憶システムとすることもできる。コンピュータ可読媒体は、例えばコンピュータ可読記憶媒体、または有形のストレージデバイスであると考えることができる。

様々な例および実施形態が開示されてきたが、他の例および実施形態が当業者には明らかであろう。様々な開示された例および実施形態は、例示の目的のためであり、限定することを意図するものではなく、その真の範囲は、以下の特許請求の範囲により示される。

Claims (20)

1. システムであって、
   少なくとも１つの赤外線検出器であって、前記少なくとも１つの赤外線検出器が、視野内の標的物体に対応する赤外光を検出するように構成されており、前記視野が、前記システムの環境を含み、前記赤外光が、第１の偏光または第２の偏光のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの赤外線検出器と、
   少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとの１つのメモリを備えるコントローラと、を備え、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記少なくとの１つのメモリに記憶された命令を実行して動作を実行し、前記動作が、
   前記少なくとも１つの赤外線検出器から、前記標的物体に対応する赤外光を示す情報を受信することと、
   受信した前記情報に基づいて、前記標的物体に対応する偏光比を決定することと、
   前記偏光比に基づいて、前記標的物体に対応する前記赤外光が直接光または反射光を含むことを決定することと、を含む、システム。
2. 前記偏光比を決定することが、第１の偏光強度を第２の偏光強度で除算することを含み、前記第１の偏光強度が、前記第１の偏光を有する前記赤外光の強度を含み、前記第２の偏光強度が、前記第２の偏光を有する前記赤外光の強度を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１の偏光および前記第２の偏光が、異なる線光偏光である、請求項２に記載のシステム。
4. 前記第１の偏光および前記第２の偏光が、垂直な線光偏光である、請求項２に記載のシステム。
5. 前記少なくとも１つの赤外線検出器が、少なくとも１つの微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）赤外線検出器を含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記少なくとも１つの赤外線検出器が、
   第１の直線偏光を有する赤外光を検出するように構成されている第１の赤外線検出器と、
   第２の直線偏光を有する赤外光を検出するように構成されている第２の赤外線検出器と、を含み、前記第１の直線偏光および前記第２の直線偏光が、互いに垂直である、請求項１に記載のシステム。
7. 前記赤外光が直接光または反射光を含むことを決定することが、
   前記偏光比が直接光偏光範囲内にある場合、前記赤外光が直接光を含むことを決定すること、または
   前記偏光比が反射光偏光範囲内にある場合、前記赤外光が反射光を含むことを決定すること、のうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記直接光偏光範囲が０．４～０．６であり、前記反射光偏光範囲が０～０．４および０．６～１である、請求項７に記載のシステム。
9. 前記動作が、
   前記受信した情報に基づいて、標的物体タイプを決定することをさらに含み、前記標的物体タイプが、障害物、歩行者、車両、道路、標識、または交通信号灯のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
10. 前記動作が、
    前記受信した情報および前記偏光比に基づいて、標的物体位置を決定することをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
11. 前記動作が、
    反射面を示すＬＩＤＡＲデータ、レーダーデータ、またはカメラデータのうちの少なくとも１つを受信することをさらに含み、前記標的物体位置を決定することが、前記反射面の位置にさらに基づく、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記標的物体に対応する前記赤外光が反射光を含むことを決定することが、前記反射面を示す前記ＬＩＤＡＲデータ、レーダーデータ、またはカメラデータにさらに基づく、請求項１１に記載のシステム。
13. 車両であって、
    少なくとも１つの赤外線検出器であって、前記少なくとも１つの赤外線検出器が、視野内の標的物体に対応する赤外光を検出するように構成されており、前記視野が、前記車両の環境を含み、前記赤外光が、第１の偏光または第２の偏光のうちの少なくとも１つを含む、少なくとも１つの赤外線検出器と、
    少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとの１つのメモリを備えるコントローラと、を備え、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記少なくとの１つのメモリに記憶された命令を実行して動作を実行し、前記動作が、
    前記少なくとも１つの赤外線検出器から、前記標的物体に対応する赤外光を示す情報を受信することと、
    受信した前記情報に基づいて、前記標的物体に対応する偏光比を決定することと、
    前記偏光比に基づいて、前記標的物体に対応する前記赤外光が直接光または反射光を含むことを決定することと、を含む、車両。
14. 前記偏光比を決定することが、第１の偏光強度を第２の偏光強度で除算することを含む、請求項１３に記載の車両。
15. 方法であって、
    少なくとも１つの赤外線検出器から、標的物体に対応する赤外光を示す情報を受信することであって、前記赤外光が、第１の偏光または第２の偏光のうちの少なくとも１つを含むことと、
    受信した前記情報に基づいて、前記標的物体に対応する偏光比を決定することと、
    前記偏光比に基づいて、前記標的物体に対応する前記赤外光が直接光または反射光を含むことを決定することと、を含む、方法。
16. 前記偏光比を決定することが、第１の偏光強度を第２の偏光強度で除算することを含み、前記第１の偏光強度が、前記第１の偏光を有する前記赤外光の強度を含み、前記第２の偏光強度が、前記第２の偏光を有する前記赤外光の強度を含み、前記第１の偏光および前記第２の偏光が、異なる線光偏光である、請求項１５に記載の方法。
17. 前記赤外光が直接光または反射光を含むことを決定することが、
    前記偏光比が直接光偏光範囲内にある場合、前記赤外光が直接光を含むことを決定すること、または
    前記偏光比が反射光偏光範囲内にある場合、前記赤外光が反射光を含むことを決定すること、のうちの少なくとも一方を含む、請求項１５に記載の方法。
18. 前記直接光偏光範囲が０．４～０．６であり、前記反射光偏光範囲が０～０．４および０．６～１である、請求項１７に記載の方法。
19. 前記受信した情報に基づいて、標的物体タイプを決定することをさらに含み、前記標的物体タイプが、障害物、歩行者、車両、道路、標識、または交通信号灯のうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の方法。
20. 反射面の位置を示すＬＩＤＡＲデータ、レーダーデータ、またはカメラデータのうちの少なくとも１つを受信することと、
    前記受信した情報、前記偏光比、および前記反射面の位置に基づいて、標的物体位置を決定することと、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。

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