JP7151000B2 - 劣化したｌｉｄａｒ範囲測定精度を検出するための方法およびシステム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年３月５日に出願された米国仮特許出願第６２／８１４，２３６号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

数ある中でもとりわけ、光検出測距（ＬＩＤＡＲ）センサ、電波探知測距（ＲＡＤＡＲ）センサ、および音波探知測距（ＳＯＮＡＲ）センサなどのアクティブセンサは、周辺環境に向けて信号を放出し、放出された信号の反射を検知することによって、周辺環境をスキャンすることができるセンサである。

例えば、ＬＩＤＡＲセンサは、環境における反射表面を示す「点群」を組み立てるように、シーン全体をスキャンしながら環境特徴までの距離を判定することができる。点群の個々の点は、例えば、レーザーパルスを送信し、環境における物体から反射された戻りパルスがあればそれを検知し、その後、パルスの送信とその反射パルスの受信との間の時間遅延に従って物体までの距離を測定することによって判定することができる。その結果、例えば、環境における反射特徴の位置を示す点の三次元マップを生成することができる。

一例では、方法が提供される。この方法は、光検出測距デバイスの視野（ＦＯＶ）内の角度範囲を繰り返しスキャンすることを含む。この方法はまた、角度範囲のスキャンごとに、複数の連続的な検出期間中に複数の光パルスを検出することを含む。光検出器は、スキャンの複数の連続的な検出期間の各々の間に、角度範囲内の異なる角度からの光を捕捉するように構成され得る。この方法はまた、光検出器を使用して取得された角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することを含む。この方法はまた、比較に基づいて、第１のスキャンまたは第２のスキャン中の光検出器の飽和回復期間の開始を検出することを含む。

別の例では、光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスが提供される。ＬＩＤＡＲデバイスは、光検出器と、視野（ＦＯＶ）からＬＩＤＡＲデバイスによって受信された光を光検出器上に向けるように構成された１つ以上の光学素子と、を含む。ＬＩＤＡＲデバイスはまた、ＬＩＤＡＲデバイスに動作を実行させるように構成されたコントローラを含む。動作は、ＦＯＶ内の角度範囲にわたって光検出器を繰り返しスキャンすることを含む。動作はまた、角度範囲のスキャンごとに、複数の検出期間中に光検出器で捕捉された複数の光パルスを検出することを含む。光検出器は、スキャンの複数の検出期間の各々の間に、角度範囲内の異なる角度を形成する光を捕捉するように構成され得る。動作はまた、光検出器を使用して取得された角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することを含む。動作はまた、比較に基づいて、光検出器の飽和回復期間の開始を検出することを含む。

さらに別の例では、方法が提供される。この方法は、光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスから、視野（ＦＯＶ）内の角度範囲の複数のスキャンの指示を受信することを含む。ＬＩＤＡＲデバイスは、ＬＩＤＡＲデバイスの光検出器を使用して角度範囲を繰り返しスキャンするように構成され得る。この方法はまた、角度範囲のスキャンごとに、角度範囲内の異なる角度で受信された複数の光パルスを識別することを含む。複数の光パルスは、スキャンの異なる検出期間中に光検出器で捕捉され得る。この方法はまた、光検出器を使用して取得された角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することを含む。この方法はまた、比較に基づいて、光検出器の飽和回復期間中に取得された複数のスキャンのうちの１つ以上のスキャンを識別することを含む。

提供される方法は、コンピュータで実施することができる。この意味で、各方法について、少なくとも１つのコンピューティング装置によって実行されると、その方法が実行されるようにするコンピュータ可読命令が提供され得る。

さらに別の例では、システムが提供される。このシステムは、光検出測距デバイスの視野（ＦＯＶ）内の角度範囲を、ＬＩＤＡＲデバイスの光検出器で繰り返しスキャンするための手段を備える。このシステムはまた、角度範囲のスキャンごとに、複数の連続的な検出期間中に複数の光パルスを検出するための手段を備える。光検出器は、スキャンの複数の連続的な検出期間の各々の間に、角度範囲内の異なる角度からの光を捕捉するように構成され得る。このシステムはまた、光検出器を使用して取得された角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較するための手段を備える。このシステムはまた、比較に基づいて、第１のスキャンまたは第２のスキャン中の光検出器の飽和回復期間の開始を検出するための手段を備える。

さらに別の例では、システムが提供される。このシステムは、光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスから、視野（ＦＯＶ）内の角度範囲の複数のスキャンの指示を受信するための手段を備える。ＬＩＤＡＲデバイスは、ＬＩＤＡＲデバイスの光検出器を使用して角度範囲を繰り返しスキャンするように構成され得る。このシステムはまた、角度範囲のスキャンごとに、角度範囲内の異なる角度で受信された複数の光パルスを識別するための手段を備える。複数の角度は、スキャンの異なる検出期間中に光検出器で捕捉され得る。このシステムはまた、光検出器を使用して取得された角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較するための手段を備える。このシステムはまた、比較に基づいて、光検出器の飽和回復期間中に取得された複数のスキャンのうちの１つ以上のスキャンを識別するための手段を備える。

これらの態様ならびに他の態様、利点、および代替物は、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。さらに、本概要の項および本文書の他の場所で提供される記載は、限定ではなく例として請求される主題を例解することを意図していることを理解されたい。

例示的な実施形態による、システムの簡素化したブロック図である。 例示的な実施形態による、ＬＩＤＡＲデバイスを示す。 ＬＩＤＡＲデバイスの部分斜視図を示す。 ＬＩＤＡＲデバイスの部分断面図を示す。 ＬＩＤＡＲデバイスの別の部分断面図を示す。 例示的な実施形態による、車両の簡素化したブロック図である。 例示的な実施形態による、方法のフローチャートである。 例示的な実施形態による、ＬＩＤＡＲデバイスのＦＯＶ内の角度範囲を繰り返しスキャンする光検出器によって示される光強度測定値の概念図である。 例示的な実施形態による、別の方法のフローチャートである。 例示的な実施形態による、ＬＩＤＡＲデバイスを使用してスキャンされたＦＯＶの点群表現の概念図である。 例示的な実施形態による、さらに別の方法のフローチャートである。

本明細書では、例示的な実装形態について説明する。「例示的」という単語は、本明細書では「例、事例、または例解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。本明細書で「例示的」または「例解的」として説明される実装形態または機能は、他の実装形態または機能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。図において、特に文脈で指示しない限り、同様の記号は典型的に、同様の構成要素を指している。本明細書で説明される実装形態の例は、限定することを意味するものではない。本明細書に概して記載され、図面に例解される本開示の態様は、多種多様な異なる構成で配置し、置き換え、組み合わせ、分離し、かつ設計することができることが、容易に理解される。

Ｉ．概要
いくつかの実装形態では、ＬＩＤＡＲデバイスによって検出された反射された光パルスごとに測定された受信時間は、光パルスの特定の部分（例えば、始まり、ピーク、終わりなど）に対応し得る。一実装形態では、受信時間は、反射された光パルスの最大またはピーク光強度が検出されたときのピーク時間の推定値に対応し得る。例えば、ＬＩＤＡＲデバイスの光検出器からの出力信号の時間微分のゼロ交差するときの時間を監視して、反射された光パルスがその最大値（例えば、光パルスのピーク光強度）にあるときのピーク時間を検出することができる。いくつかの例では、ゼロ交差は、出力信号の時間微分が閾値を下回ったときに基づいて（例えば、コンパレータを使用して）検出され得る。このようにして、例えば、出力信号内のノイズによって引き起こされる誤検出を低減することができる。したがって、例えば、コンパレータからの出力を使用して、検出された光パルスの受信時間判定、ならびにその受信時間での検出された光パルスの推定ピーク光強度のアナログデジタル変換をトリガすることができる。

しかしながら、このような検出閾値の使用は、測定エラーに関連付けられている可能性がある。例えば、出力信号の時間微分は、実際のゼロ交差が発生する少し前に閾値を下回り、それによって実際の受信時間を過小推定する可能性がある。同様に、放出された光パルスの放出時間と物体によって反射された反射された光パルスの受信時間との間の飛行時間に基づいて物体までの範囲を計算するときに、範囲測定エラーが導入され得る。さらに、検出された光パルスの強度が減少するにつれて範囲測定エラーの大きさが増加する。したがって、ＬＩＤＡＲデバイスから同じ距離または範囲で離れているが、反射率が異なる物体は、異なる計算された範囲にあるように見え得る。この強度に依存する範囲エラーは、しばしば「範囲歩行エラー」と呼ばれる。

範囲歩行エラーを補償するために、範囲エラーを検出された光パルスの測定された光強度に関連付ける較正データ（例えば、ルックアップテーブルなど）を、ＬＩＤＡＲデバイス（および／またはＬＩＤＡＲデバイス内の各受信機）について判定することができる。

しかしながら、いくつかのシナリオでは、光検出器によって示される光強度測定値の精度が一時的に劣化する場合がある。例として、光検出器は、所定のセンサ応答挙動に従って、光検出器に入射する光の強度に基づいて変動する出力信号（例えば、電圧、電流など）を提供するように構成され得る（例えば、出力信号は、入射光の強度などに比例し得る）。しかしながら、光検出器の実際の応答挙動は、予想センサ応答挙動、または所定のセンサ応答挙動から逸脱することがある。

１つのシナリオでは、光検出器は、比較的高強度の入射光（例えば、再帰反射器からの反射された光パルス）を受信する場合に飽和状態になる可能性がある。光検出器が飽和状態になった後、光検出器の実際のセンサ応答挙動は、本明細書では「飽和回復期間」と称し得る短期間の間、予想応答挙動から逸脱し得る。例えば、飽和回復期間中、光検出器からの出力信号は、飽和回復期間外で検出されるときよりも比較的低い光強度値に対応し得る。この場合、飽和回復期間中に測定された光パルスは、代わりに飽和回復期間外で測定された場合よりも概して不鮮明に見え得る。同様に、飽和回復期間中に測定された光パルスは、これらの光パルスを反射した実際の物体よりも不鮮明な物体に反射したと見なされ得る。物体のこの知覚された不鮮明な反射率の結果、これらの検出された光パルスの飛行時間計算に範囲エラーが導入され得る（例えば、光パルスの受信時間を補正するための不正確な範囲歩行エラー推定値）。

本明細書のいくつかの例示的な実装形態は、劣化したＬＩＤＡＲ範囲測定精度の検出および軽減に関する。

１つの例示的な方法は、ＬＩＤＡＲデバイスの視野（ＦＯＶ）内の角度範囲を繰り返しスキャンすることを含む。例えば、ＬＩＤＡＲデバイスは、範囲の最小角度と範囲の最大角度との間の異なる角度での第１のスキャン中にＬＩＤＡＲデバイスによって受信された入射光を光検出器上へステアリングするように構成されたビームステアリング光学系を含み得る。次に、後続の第２のスキャンにおいて、同じビームステアリング光学系は、入射光を同様の方法で光検出器上へステアリングするように構成され得、以下同様である。このようにして、例えば、その同じ特定の角度範囲からＬＩＤＡＲデバイスに到着する光パルスは、一連の検出期間中に光検出器を使用して繰り返し監視することができる。

１つの特定の実施形態では、ＬＩＤＡＲデバイスの垂直ＦＯＶのピッチ角範囲からの光を、光検出器上へ（例えば、回転ミラーなどを介して）繰り返しステアリングすることができる。他の実施形態では、繰り返しスキャンされる角度範囲は、光検出器が繰り返しスキャンされるＦＯＶ内のヨー角の範囲または角度の任意の他のシーケンスに対応し得る。

いくつかの例では、この方法はまた、角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することと、比較に基づいて、光検出器の飽和回復期間の開始を検出することと、を含む。

例として、ＬＩＤＡＲデバイスは、同じ角度範囲を頻繁に（例えば、毎秒数十回、数百回、数千回またはそれよりも多い回数など）スキャンするように構成され得る。この例では、２つの連続するスキャンの間のその角度範囲における反射表面の反射率の突然の変化は、２つの連続するスキャンにおいて光検出器によって示される光強度測定値の突然の変化を引き起こす飽和イベントの発生よりも可能性が低い。したがって、この例では、飽和回復期間の開始を検出するための根拠として、突然の変化について連続スキャンの光強度測定値を監視することができる。

例示的な実施形態では、第１のスキャン中に測定されたすべての光パルスピーク強度の最大値を、角度範囲の第２の後続のスキャン中に測定された光パルスピーク強度の対応する最大値と比較することができる。各スキャンの最大値は、スキャンされた角度範囲内で最も明るい物体（例えば、最も高い反射率の物体）に対応し得る。２つの最大値の差が閾値差（例えば、６０％、または任意の他の閾値差）よりも大きい場合、ＬＩＤＡＲデバイス（またはＬＩＤＡＲデバイスからのデータを処理する他のコンピュータ）は、第１のスキャンまたは第２のスキャン中に光検出器が飽和回復期間に入ったと判定することができる。

追加的に、いくつかの例では、この方法はまた、飽和回復期間中に光検出器を使用して取得された角度範囲の１つ以上のスキャンを識別することを含み得る。例えば、ＬＩＤＡＲデバイスは、飛行時間計算および／または飽和回復期間中に検出された光パルスについて収集されたデータを使用する他のスキャン計算を調整するために、１つ以上のスキャンにフラグを立てることができる。

一例では、この方法はまた、ＬＩＤＡＲデバイスからのデータに基づいてＦＯＶの点群表現を生成することを含み得る。これらの例では、この方法はまた、飽和回復期間中に光検出器を使用して取得された、識別された１つ以上のスキャンについて異物破片（ＦＯＤ）検出閾値（例えば、環境内の小さな物体または他の破片を識別および／または点群表現で表されることから除外するために使用される閾値）を調整することを含み得る。例えば、ＦＯＤ検出閾値を一時的に増加させて、飽和回復期間に関連付けられた範囲測定エラーに起因して物体（例えば、点群内の隆起、波紋、突起など）のように見えるデータポイントの点群をフィルタリングできる。

別の例では、この方法は、飽和回復期間中に検出された光パルスの飛行時間計算を調整することを含み得る。例えば、飽和回復期間中に検出された光パルスの範囲測定値を計算するために第１の強度範囲較正マッピングを使用することができ、飽和回復期間外で検出された光パルスの範囲測定値を計算するために第２の異なる強度範囲較正マッピングを使用することができる。他の例も、同様に可能である。

ＩＩ．例示的なシステムおよびデバイス
本開示の例示的なセンサの非網羅的なリストは、数ある中でもとりわけ、ＬＩＤＡＲセンサ、ＲＡＤＡＲセンサ、ＳＯＮＡＲセンサ、アクティブＩＲカメラ、および／またはマイクロ波カメラを含む。そのために、本明細書のいくつかの例示的なセンサは、信号（例えば、可視光信号、赤外光信号、無線周波数信号、マイクロ波信号、音信号など）を放出し、次に周囲環境からの放出された信号の反射を検出するアクティブセンサを含み得る。

図１は、例示的な実施形態による、システム１００の簡略化されたブロック図である。図示のように、システム１００は、電源装置１０２、コントローラ１０４、回転プラットフォーム１１０、静止プラットフォーム１１２、１つ以上のアクチュエータ１１４、１つ以上のエンコーダ１１６、回転リンク１１８、送信機１２０、受信機１３０、１つ以上の光学素子１４０、ハウジング１５０、および１つ以上の洗浄装置１６０を含む。いくつかの実施形態において、システム１００は、より多くの、より少ない、または異なる構成要素を含んでいてもよい。追加的に、示された構成要素は、任意の数の方法で組み合わされ、または分割され得る。

電源装置１０２は、システム１００の様々な構成要素に電力を供給、受信、および／または分配するように構成され得る。そのために、電源装置１０２は、システム１００内に配設され、任意の実現可能な方法でシステム１００の様々な構成要素に接続されて、それらの構成要素に電力を供給するための電源（例えば、バッテリーセルなど）を含んでもよいか、または別様にその形態をとってもよい。追加的に、または代替的に、電源装置１０２は、（例えば、システム１００が取り付けられている車両に配置された電源からなど）１つ以上の外部電源から電力を受け、受けた電力をシステム１００の様々な構成要素に送信するように構成された電源アダプタを含んでもよいか、または別様にその形態をとってもよい。

コントローラ１０４は、システム１００の特定の動作を容易にするように構成された１つ以上の電子構成要素および／またはシステムを含み得る。コントローラ１０４は、任意の実現可能な方法でシステム１００内に配設することができる。一実施形態では、コントローラ１０４は、少なくとも部分的に、回転リンク１１８の中央空洞領域内に配設されてもよい。

いくつかの例では、コントローラ１０４は、システム１００の様々な構成要素への制御信号の転送および／またはシステム１００の様々な構成要素からコントローラ１０４へのデータの転送に使用される配線を含むか、そうでなければそれに結合され得る。例えば、コントローラ１０４が受信するデータは、数ある可能性の中でもとりわけ、受信機１３０による信号の検出を示すセンサデータを含み得る。さらに、コントローラ１０４によって送信される制御信号は、数ある可能性の中でもとりわけ、送信機１２０による信号の放出を制御すること、受信機１３０による信号の検出を制御すること、および／または回転プラットフォーム１１０を回転させるようにアクチュエータ１１４を制御することなどによって、システム１００の様々な構成要素を動作してもよい。

示されるように、コントローラ１０４は、１つ以上のプロセッサ１０６およびデータストレージ１０８を含んでいてもよい。いくつかの例では、データストレージ１０８は、プロセッサ１０６によって実行可能なプログラム命令を格納して、システム１００に本明細書に記載の様々な動作を実施させてもよい。そのために、プロセッサ１０６は、１つ以上の汎用プロセッサおよび／または１つ以上の専用プロセッサを備えていてもよい。コントローラ１０４が２つ以上のプロセッサを含む限り、そのようなプロセッサは、別々にまたは組み合わせて動作することができる。次に、データストレージ１０８は、光学的、磁気的、および／または有機的ストレージなどの１つ以上の揮発性および／または１つ以上の不揮発性ストレージの構成要素を備えていてもよく、データストレージ１０８は、任意で、全体的または部分的にプロセッサと統合されてもよい。

場合によっては、コントローラ１０４は、外部コントローラとシステム１００の様々な構成要素との間の制御信号および／またはデータの転送を容易にするのに役立つように、外部コントローラなど（例えば、車両、ロボット、またはシステム１００が取り付けられる他の機械装置に配置されたコンピューティングシステム）と通信してもよい。追加的に、または代替的に、いくつかの例において、コントローラ１０４は、本明細書で記載される１つ以上の動作を実施するように配線された回路網を含み得る。例えば、コントローラ１０４は、送信機１２０によるパルスまたは他の信号の放出をトリガするためのパルスタイミング信号を提供する、１つ以上のパルサー回路を含み得る。追加的に、または代替的に、いくつかの例において、コントローラ１０４は、１つ以上の専用プロセッサ、サーボ、または他のタイプのコントローラを含み得る。例えば、コントローラ１０４は、特定の周波数または位相で回転プラットフォームを回転させるアクチュエータ１１４を操作する、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラまたは他の制御ループフィードバック機構を含み得る。他の例も、同様に可能である。

回転プラットフォーム１１０は、軸を中心に回転するように構成され得る。そのために、回転プラットフォーム１１０を、その上に取り付けられた１つ以上の構成要素を支持するのに好適な任意の固体材料から形成することができる。例えば、送信機１２０および受信機１３０は、これらの構成要素の各々が回転プラットフォーム１１０の回転に基づいて環境に対して移動するように、回転プラットフォーム１１０上に配置され得る。特に、これらの構成要素は、システム１００が様々な方向から情報を取得し得るように、軸を中心に回転させることができる。例えば、回転軸が垂直軸である場合、システム１００のポインティング方向は、垂直軸を中心に回転プラットフォーム１１０を作動させることによって水平に調整することができる。

静止プラットフォーム１１２は、任意の形状または形態をとってもよく、様々な構造、例えば、車両の上部、ロボットプラットフォーム、組み立てライン機械、またはその周辺環境をスキャンするシステム１００を採用する、任意の他のシステムなどに結合するように構成されてもよい。また、静止プラットフォームの結合は、任意の実行可能なコネクタ構成（例えば、ボルト、ねじなど）を介して実行され得る。

アクチュエータ１１４は、モータ、空気圧アクチュエータ、油圧ピストン、および／または圧電アクチュエータ、および／または任意の他のタイプのアクチュエータを含んでいてもよい。一例では、アクチュエータ１１４は、回転プラットフォーム１１０の回転軸を中心に回転プラットフォーム１１０を作動させるように構成された第１のアクチュエータを含んでいてもよい。別の例では、アクチュエータ１１４は、システム１００の１つ以上の構成要素を異なる回転軸を中心に回転させるように構成された第２のアクチュエータを含んでいてもよい。例えば、第２のアクチュエータは、光学素子（例えば、ミラーなど）を第２の軸（例えば、水平軸など）を中心に回転させて、放出される光パルスの方向（例えば、垂直など）を調整してもよい。さらに別の例では、アクチュエータ１１４は、システム１００の１つ以上の構成要素を傾斜させる（または別様に移動させる）ように構成された第３のアクチュエータを含んでいてもよい。例えば、第３のアクチュエータは、他の可能性の中でも、放出された光パルスの光路に沿ってフィルタまたは他のタイプの光学素子１４０を移動または交換するために使用することができるか、または回転プラットフォームを（例えば、システム１００などによってスキャンされた視野（ＦＯＶ）の範囲を調整するために）傾けるために使用することができる。

エンコーダ１１６は、任意のタイプのエンコーダ（例えば、機械的エンコーダ、光学的エンコーダ、磁気的エンコーダ、容量性エンコーダなど）を含み得る。一般に、エンコーダ１１６は、軸を中心に回転するデバイスの回転位置測定値を提供するように構成され得る。一例では、エンコーダ１１６は、回転プラットフォーム１１０に結合されて、プラットフォーム１１０の回転軸を中心としたプラットフォーム１１０の回転位置を測定する第１のエンコーダを含み得る。別の例では、エンコーダ１１６は、ミラー（または他の光学素子１４０）に結合されて、ミラーの回転軸を中心としたミラーの回転位置を測定する第２のエンコーダを含み得る。

回転リンク１１８は、静止プラットフォーム１１２を回転プラットフォーム１１０に直接的に、または間接的に結合する。そのために、回転リンク１１８は、静止プラットフォーム１１２に対する軸を中心とした回転プラットフォーム１１０の回転を提供する任意の形状、形態、および材料をとることができる。例えば、回転リンク１１８は、アクチュエータ１１４からの作動に基づいて回転するシャフトなどの形態を取り得、それにより、アクチュエータ１１４から回転プラットフォーム１１０に機械力を伝達する。一実施形態では、回転リンク１１８は、システム１００の１つ以上の構成要素を配設することができる中央空洞を有することができる。いくつかの例では、回転リンク１１８はまた、静止プラットフォーム１１２と回転プラットフォーム１１０（および／または送信機１２０および受信機１３０などのその上の構成要素）との間でデータおよび／または命令を転送するための通信リンクを提供し得る。

送信機１２０は、システム１００の環境に向けて信号を送信するように構成されてもよい。示されるように、送信機１２０は、１つ以上のエミッタ１２２を含み得る。エミッタ１２２は、システム１００の構成に応じて、様々なタイプのエミッタを含んでいてもよい。

システム１００がＬＩＤＡＲデバイスとして構成される場合には、第１の例において、送信機１２０は、波長範囲内の波長を有する１つ以上の光ビームおよび／またはパルスを放出する、１つ以上の光エミッタ１２２を含んでいてもよい。波長範囲は、例えば、電磁スペクトルの紫外、可視、および／または赤外部分にあり得る。いくつかの例において、波長範囲は、レーザーによって提供されるような、狭い波長範囲とすることができる。例示的な光エミッタ１２２の非網羅的なリストは、レーザーダイオード、ダイオードバー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、発光ポリマー（ＬＥＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、ファイバーレーザー、ならびに／または選択的に光を送信し、反射し、および／もしくは放出して、複数の放出された光ビームおよび／もしくはパルスを提供するように構成された任意の他のデバイスを含む。

システム１００がアクティブ赤外線（ＩＲ）カメラとして構成される、第２の例において、送信機１２０は、シーンを照明するためにＩＲ放射を放出するように構成された１つ以上のエミッタ１２２を含んでいてもよい。そのために、送信機１２０は、ＩＲ放射を提供するように構成された任意のタイプのエミッタ（例えば、光源など）を含み得る。

システム１００がＲＡＤＡＲデバイスとして構成される第３の例では、送信機１２０は、変調された無線周波数（ＲＦ）信号をシステム１００の環境に向けて放出するおよび／または向けるように構成された、１つ以上のアンテナ、導波路、および／または他のタイプのＲＡＤＡＲ信号エミッタ１２２を含み得る。

システム１００がＳＯＮＡＲデバイスとして構成される第４の例では、送信機１２０は、変調された音信号をシステム１００の環境に向けて放出するように構成された、圧電トランスデューサ、磁歪トランスデューサ、静電トランスデューサ、および／または他のタイプのＳＯＮＡＲ信号エミッタ１２２などの１つ以上の音響トランスデューサを含み得る。いくつかの実装形態において、音響トランスデューサは、特定の波長範囲（例えば、超低周波、超音波など）内で音信号を放出するように構成することができる。他の例も、同様に可能である。

いくつかの実装形態では、システム１００（および／または送信機１２０）は、システム１００のＦＯＶを画定する、相対的な空間配置において複数の信号（例えば、光ビーム、ＩＲ信号、ＲＦ波、音波など）を放出するように構成され得る。例えば、各ビーム（または信号）は、ＦＯＶの一部に向けて伝搬するように構成され得る。この例において、複数の隣接する（および／または部分的に重なる）ビームは、システム１００によって実施されるスキャン動作中にＦＯＶの複数のそれぞれの部分をスキャンするように方向付けてもよい。他の例も、同様に可能である。

受信機１３０は、送信機１２０によって放出された信号の反射を検知するように構成された１つ以上の検出器１３２を含み得る。

システム１００がＲＡＤＡＲデバイスとして構成される第１の例では、受信機１３０は、送信機１２０によって送信されたＲＦ信号の反射を検出するように構成された１つ以上のアンテナ（すなわち、検出器１３２）を含み得る。そのために、いくつかの実施形態では、送信機１２０および受信機１３０の１つ以上のアンテナは、同じ物理アンテナ構造として物理的に実装することができる。

システム１００がＳＯＮＡＲデバイスとして構成される第２の例では、受信機１３０は、送信機１２０によって放出された音信号の反射を検出するように構成された１つ以上の音センサ１１０（例えば、マイクロフォンなど）を含み得る。

システム１００がアクティブＩＲカメラとして構成される第３の例では、受信機１３０は、送信機１２０によって送信され、受信機１３０に向かってシーンに反射するＩＲ光の光源波長を検出するように構成された１つ以上の光検出器１３２（例えば、電化結合デバイス（ＣＣＤ）など）を含み得る。

システム１００がＬＩＤＡＲデバイスとして構成される第４の例では、受信機１３０は、環境からシステム１００に戻る、送信機１２０によって放出された光パルスまたはビームの反射を捕捉および検出するように配置された１つ以上の光検出器１３２を含み得る。光検出器１３２の例には、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、シリコンフォトマルチプライヤ（ＳｉＰＭ）、シングルフォトンアバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）、マルチピクセルフォトンカウンタ（ＭＰＰＣ）、フォトトランジスタ、カメラ、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、電荷結合素子が（ＣＣＤ）、極低温検出器、および／または他の光センサを含んでいてもよい。そのために、受信機１３０は、送信機１２０によって放出された光と同じ波長範囲の波長を有する光を検知するように構成されてもよい。このようにして、例えば、システム１００は、システム１００によって発生された受信光を、環境内の外部光源によって発生された他の光から区別してもよい。

いくつかの実装形態では、受信機１３０は、互いに接続された感知要素のアレイを含む検出器を含んでいてもよい。例えば、システム１００がＬＩＤＡＲデバイスとして構成されている場合、複数の光感知要素を並列に接続して、単一の検出要素の検出領域より大きな光検出領域を有する光検出器アレイ（例えば、アレイ内の個々の検出器の感知面の組み合わせなど）を提供することができる。光検出器アレイは、様々な方法で配置することができる。例えば、アレイの個々の検出器は、１つ以上の基板（例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）、フレキシブルＰＣＢなど）上に配設し、システム１００の光学レンズ（例えば、光学素子１４０）の光路に沿って進行する、入射光を検知するように配置することができる。また、そのような光検出器アレイは、任意の実行可能な方法で整列された任意の実行可能な数の検出器を含んでいてもよい。

いくつかの例において、システム１００は、システム１００（および／または送信機１２０および受信機１３０）の回転速度を変更することによって、水平スキャン分解能を選択または調整することができる。追加的に、または代替的に、水平スキャン分解能は、送信機１２０によって放出される信号のパルス速度を調整することによって修正することができる。第１の例において、送信機１２０は、毎秒１５，６５０パルスのパルス速度でパルスを放出し、パルスを放出しながら１０Ｈｚ（すなわち、毎秒１０回の完全な３６０°回転）で回転するように構成され得る。この例において、受信機１３０は、０．２３°の水平角分解能（例えば、連続するパルス間の水平角分離）を有し得る。第２の例において、システム１００が毎秒１５，６５０パルスのパルス速度を維持しながら、代わりに２０Ｈｚで回転される場合、水平角分解能は、０．４６°になり得る。第３の例において、送信機１２０が１０Ｈｚの回転速度を維持しながら毎秒３１，３００パルスの速度でパルスを放出する場合、水平角分解能は、０．１１５°になり得る。いくつかの例において、システム１００は、システム１００の完全な３６０°回転未満内で特定の範囲の視野をスキャンするように、代替的に構成されてもよい。他の実装形態も、同様に可能である。

上記のパルス速度、角分解能、回転数、および視野範囲は、単なる例であり、したがって、これらのスキャン特性の各々は、システム１００の様々な用途に従って変わり得ることに留意されたい。

光学素子１４０は、送信機１２０および／または受信機１３０に任意に含まれるか、または別様に結合され得る。一例では、光学素子１４０は、エミッタ１２２）によって放出された光をシーン（またはその中の領域）に向けるように配置することができる。別の例では、光学素子１４０は、シーン（またはその中の領域）から検出器１３２に向かって光を集束させるように配置することができる。そのため、光学素子１４０は、物理的空間を通る光の伝搬を導くように、および／または光の特定の特性を調整するように配置された、フィルタ、アパーチャ、ミラー、導波路、レンズ、または他のタイプの光学構成要素の任意の実行可能な組み合わせを含んでいてもよい。

これにより、コントローラ１０４は、アクチュエータ１１４を操作して、環境に関する情報を取得するように回転プラットフォーム１１０を様々な方法で回転させることができる。一例では、回転プラットフォーム１１０は、いずれかの方向に回転させることができる。別の例では、回転プラットフォーム１１０は、システム１００が環境の３６０°視野をスキャンするように、完全な回転を実行し得る。さらに、回転プラットフォーム１１０は、システム１００に様々なリフレッシュレートで環境をスキャンさせるように、様々な周波数で回転することができる。一実施形態では、システム１００は、１０Ｈｚ（例えば、システム１００の毎秒１０回の完全な回転）など、３～３０Ｈｚのリフレッシュレートを有するように構成され得る。他のリフレッシュレートも、同様に可能である。

代替的に、または追加的に、システム１００は、（送信機１２０によって放出された）放出信号の指向方向を様々な方法で調整するように構成されてもよい。一実装形態では、送信機１２０の信号エミッタ（例えば、光源、アンテナ、音響トランスデューサなど）は、フェーズドアレイ構成または他のタイプのビームステアリング構成に従って動作することができる。

システム１００がＬＩＤＡＲデバイスとして構成される第１の例では、送信機１２０の光源またはエミッタは、光源によって放出された光波の位相を制御するフェーズドアレイ光学系に結合され得る。例えば、コントローラ１０４は、フェーズドアレイ光学系（例えば、フェーズドアレイビームステアリング）を調整して、（例えば、回転プラットフォーム１１０が回転していない場合でも）送信機１２０によって放出される光信号の有効指向方向を変更するように構成することができる。

システム１００がＲＡＤＡＲデバイスとして構成される第２の例では、送信機１２０はアンテナのアレイを含んでもよく、コントローラ１０４は、アレイ内の個々のアンテナごとにそれぞれの位相シフト制御信号を提供して、アレイからの組み合わされたＲＦ信号の指向方向を修正することができる（例えば、フェーズドアレイビームステアリング）。

システム１００がＳＯＮＡＲデバイスとして構成される第３の例では、送信機１２０は、音響トランスデューサのアレイを含んでもよく、コントローラ１０４は、音響トランスデューサのアレイを（例えば、位相シフト制御信号、フェーズドアレイビームステアリングなどを介して）同様に操作し、（例えば、回転プラットフォーム１１０が回転していない場合などでも）アレイによって放出される、組み合わされた音信号の目標指向方向を達成し得る。

ハウジング１５０は、任意の形状、形態、および材料をとることができ、システム１００の１つ以上の構成要素を収容するように構成することができる。一例において、ハウジング１５０は、ドーム型のハウジングとすることができる。さらに、いくつかの例において、ハウジング１５０は、少なくとも部分的に不透明な材料で構成されてもよいか、または含んでもよく、これにより、少なくとも一部の信号がハウジング１５０の内部空間に入るのをブロックすることが可能であり、したがって、システム１００の１つ以上の構成要素への周囲信号の熱およびノイズの影響を緩和するのに役立ち得る。ハウジング１５０の他の構成も、可能である。

いくつかの例において、ハウジング１５０は、ハウジング１５０が回転プラットフォーム１１０の回転に基づいて回転するように構成されるように、回転プラットフォーム１１０に結合され得る。これらの例において、送信機１２０、受信機１３０、および場合によってはシステム１００の他の構成要素は、各々、ハウジング１５０内に配設されてもよい。このようにして、送信機１２０および受信機１３０は、ハウジング１５０内に配設されている間、ハウジング１５０とともに回転し得る。他の例において、ハウジング１５０は、ハウジング１５０が回転プラットフォーム１１０によって回転される他の構成要素とともに回転しないように、静止プラットフォーム１１２または他の構造に結合され得る。

図示のように、ハウジング１５０は、任意選択で、第１の光学窓１５２および第２の光学窓１５４を含み得る。したがって、いくつかの例では、ハウジング１５０は、ハウジング内に配設された１つ以上の構成要素（例えば、送信機１２０、受信機１３０など）が、光学窓１５２および１５４を通って伝播する光を除いて、環境内の外部光から光学的に絶縁されている光共振器を画定し得る。例えば、この配置では、システム１００（例えば、ＬＩＤＡＲ構成などにある）は、送信機１２０によって送信された信号および／または受信機１３０によって受信された送信信号の反射との外部光（例えば、ノイズなど）からの干渉を低減し得る。

そのために、いくつかの実施形態では、光学窓１５２および１５４は、エミッタ１２２によって放出された光の波長および／または１つ以上の他の波長に対して透過的である材料を含み得る。例えば、光学窓１５２および１５４の各々は、数ある中でもとりわけ、ガラス基板またはプラスチック基板から形成され得る。追加的に、いくつかの例では、光学窓１５２および１５４の各々は、エミッタ１２２によって送信された光の波長を選択的に送信し、一方で、他の波長の送信を低減するフィルタを含み得るか、またはそれに結合され得る。光学窓１５２および１５４は、様々な厚さを有し得る。一実施形態では、光学窓１５２および１５４は、１ミリメートル～２ミリメートルの厚さを有し得る。他の厚さも、同様に可能である。

いくつかの例では、第２の光学窓１５４は、第１の光学窓１５２からハウジング１５０の反対側に位置し得る。

洗浄装置１６０は、任意選択でシステム１００内に含まれて、システム１００の１つ以上の構成要素（例えば、光学素子１４０など）の洗浄を容易にし得る。そのために、洗浄装置１６０は、１つ以上の洗浄機構を含み得る。第１の例示的な洗浄装置１６０は、システム１００の１つ以上の構成要素（例えば、光学素子１４０、ハウジング１５０など）に液体を堆積させるように構成された液体スプレーを含み得る。例えば、液体は、光学構成要素の表面に配設された詰まり（例えば、汚れ、ほこりなど）を溶解または機械的に除去することを試みるために適用され得る。第２の例示的な洗浄装置１６０は、光学構成要素の表面上の詰まりにガスを適用するように構成された高圧ガスポンプを含み得る。第３の例示的な洗浄装置１６０は、システム１００内の構成要素の表面から詰まりを除去することを試みるように構成されたワイパー（例えば、フロントガラスワイパーと同様の）を含み得る。他の例も可能である。

システム１００のこの構成は、例示的な目的でのみ記載されており、限定することを意味するものではないことに留意されたい。上記のように、いくつかの例において、システム１００は、示されているものよりも少ない構成要素で代替的に実装することができる。一例では、システム１００は、回転プラットフォーム１００なしで実装することができる。例えば、送信機１２０は、送信機１２０および受信機１３０を必ずしも回転させることなく、システム１００の特定のＦＯＶ（例えば、水平および垂直）を画定するように空間的に配置された複数の信号を送信するように構成することができる。別の例では、ハウジング１５０は、（２つの光学窓１５２、１５４の代わりに）単一の光学窓を含むように構成され得る。例えば、システム１００のＬＩＤＡＲ実装形態では、ＬＩＤＡＲ１００は、単一の光学窓のみを通して光パルスを送信することによって、所与のスキャン期間中にＦＯＶの単一の完全なスキャンを取得することができる（すなわち、２つの別個の光学窓を通して光パルスを送信することによって同じＦＯＶの２つのスキャンを同時に取得する代わりに）。他の例も、同様に可能である。

図２Ａは、例示的な実施形態による、ＬＩＤＡＲデバイス２００を示す。図示のように、ＬＩＤＡＲ２００は、システム１００の回転プラットフォーム１１０、静止プラットフォーム１１２、およびハウジング１５０とそれぞれ同様である回転プラットフォーム２１０、静止プラットフォーム２１２、およびハウジング２５０を含む。

ＬＩＤＡＲ２００は、環境に向かって光２６０を放出し、環境からＬＩＤＡＲ２００に戻る放出された光の反射部分（例えば、反射された光２７０）を検出することによって環境をスキャンするように構成され得る。さらに、ＬＩＤＡＲ２００によってスキャンされるＦＯＶ（すなわち、放出された光２６０によって照射される領域）を調整するために、回転プラットフォーム２１０は、回転プラットフォーム２１０の回転軸を中心にハウジング２５０（およびその中に含まれる１つ以上の構成要素）を回転させるように構成され得る。例えば、プラットフォーム２１０の回転軸が垂直軸である場合、回転プラットフォーム２１０は、放出された光２６０の方向を水平に調整して、ＬＩＤＡＲ２００のＦＯＶの水平範囲を画定し得る。

図示のように、ＬＩＤＡＲ２００はまた、放出された光２６０がハウジング２５０から送信され、反射された光２７０がハウジング２５０に入る光学窓２５２を含む。図示されていないが、ハウジング２５０はまた、光学窓２５２からハウジング２５０の反対側に位置する別の光学窓を含み得る。したがって、ハウジング２５０は、ハウジング内に配設された１つ以上の構成要素（例えば、送信機、受信機など）が、１つ以上の光学窓を通って伝播する光を除いて、環境内の外部光から光学的に絶縁されている光共振器を画定し得る。例えば、この配置では、ＬＩＤＡＲ２００は、送信された信号２６０および／または反射された信号２７０との外部光（例えば、ノイズなど）からの干渉を低減し得る。

そのために、いくつかの実施形態では、光学窓２５２は、放出された光２７０の波長および／または１つ以上の他の波長に対して透過的である材料を含み得る。例えば、光学窓２５２は、数ある中でもとりわけ、ガラス基板またはプラスチック基板から形成され得る。追加的に、いくつかの例では、光学窓２５２は、放出された光２６０の波長を選択的に送信し、一方で、光学窓２５２を通る他の波長の送信を低減するフィルタを含み得るか、またはそれに結合され得る。光学窓２５２は、様々な厚さを有し得る。一実施形態では、光学窓２５２は、１ミリメートル～２ミリメートルの厚さを有し得る。他の厚さも可能である。

図２Ｂは、ＬＩＤＡＲ２００の部分断面図を示す。ＬＩＤＡＲ２００の構成要素のうちのいくつか（例えば、プラットフォーム２１２、ハウジング２５０、および光学窓２５２）は、説明の便宜上、図２Ｂの図から省略されていることに留意されたい。

図２Ｂに示すように、ＬＩＤＡＲデバイス２００はまた、システム１００のアクチュエータ１１４と同様であり得るアクチュエータ２１４および２１８を含む。追加的に、図示のように、ＬＩＤＡＲ２００は、システム１００の送信機１２０および受信機１３０とそれぞれ同様であり得る送信機２２０および受信機２３０を含む。追加的に、図示のように、ＬＩＤＡＲ２００は、システム１００の光学素子１４０と同様であり得る１つ以上の光学素子（すなわち、送信レンズ２４０、受信レンズ２４２、およびミラー２４４）を含む。

アクチュエータ２１４および２１８は、ステッピングモータ、電気モータ、燃焼モータ、パンケーキモータ、圧電アクチュエータ、またはシステム１００のアクチュエータ１１４について説明したものなどの他のタイプのアクチュエータを含み得る。

図示のように、アクチュエータ２１４は、第１の軸２１５を中心にミラー２４４を回転させるように構成され得、アクチュエータ２１８は、第２の軸２１９を中心に回転プラットフォーム２１０を回転させるように構成され得る。いくつかの実施形態では、軸２１５は、ＬＩＤＡＲ２００の水平軸に対応し得、軸２１９は、ＬＩＤＡＲ２００の垂直軸に対応し得る（例えば、軸２１５および２１９は、互いに実質的に垂直に整列され得る）。

例示的な動作では、ＬＩＤＡＲ送信機２２０は、ミラー２４４から反射されてＬＩＤＡＲ２００から離れて伝播する光を（例えば、図２Ａに示される放出された光２６０として）（送信レンズ２４０を介して）放出し得る。さらに、ＬＩＤＡＲ２００の環境から受信した光（図２Ａに示される光２７０を含む）は、ミラー２４４からＬＩＤＡＲ受信機２３０に向かって（レンズ２４２を介して）反射され得る。したがって、例えば、ＬＩＤＡＲ２００の垂直スキャン方向は、ミラー２４４を（例えば、水平軸２１５を中心に）回転させることにより制御することができ、ＬＩＤＡＲ２００の水平スキャン方向は、回転プラットフォーム２１０を使用して垂直軸（例えば、軸２１９）を中心にＬＩＤＡＲ２００を回転させることにより制御することができる。

この例では、送信機２２０が一連の光パルスをミラーに向けて放出している間にミラー２４４を回転させることができる。したがって、ミラーの軸２１５を中心とした回転位置に応じて、各光パルスを（例えば、垂直に）ステアリングすることができる。したがって、ＬＩＤＡＲ２００は、（例えば、軸２１５を中心としたミラー２４４の角度位置の範囲に基づいて）ミラー２４４によって提供される（垂直）ステアリング方向の範囲によって画定される垂直ＦＯＶをスキャンすることができる。いくつかの例では、ＬＩＤＡＲ２００は、１回以上の完全な回転でミラー２４４を回転させて、送信機２２０からの放出された光を（垂直に）ステアリングするように構成されてもよい。他の例では、ＬＩＤＡＲデバイス２００は、所与の角度範囲内でミラー２４４を回転させて、放出された光を特定の方向範囲に（垂直に）ステアリングするように構成されてもよい。したがって、ＬＩＤＡＲ２００は、ミラー２４４の回転を調整することにより、様々な垂直ＦＯＶをスキャンし得る。一実施形態では、ＬＩＤＡＲ２００の垂直ＦＯＶは、１１０°である。

この例を続けると、プラットフォーム２１０は、その上に支持された構成要素（例えば、ミラー２４４、モータ２１４、レンズ２４０および２４２、送信機２２０、および受信機２３０）の配置を垂直軸（例えば、軸２１９）を中心に回転させるように構成され得る。したがって、ＬＩＤＡＲ２００は、プラットフォーム２１０を回転させて、（送信機２２０からの）放出された光を水平に（例えば、プラットフォーム２１０の回転軸２１９を中心に）ステアリングし得る。追加的に、プラットフォーム２１０の（軸２１９を中心とした）回転位置の範囲を制御して、ＬＩＤＡＲ２００の水平ＦＯＶを画定することができる。一実施形態では、プラットフォーム２１０は、画定された角度範囲（例えば、２７０°など）内で回転して、３６０°未満の水平ＦＯＶを提供し得る。しかしながら、任意の水平ＦＯＶをスキャンするために、他の回転量（例えば、３６０°、８°など）も可能である。

図２Ｃは、ＬＩＤＡＲデバイス２００の部分断面図を示す。ＬＩＤＡＲ２００の構成要素のうちのいくつかは、説明の便宜上、図２Ｃの図から省略されていることに留意されたい。図２Ｃの断面図では、軸２１５は、ページに垂直であり得（かつページを通って延在し得る）。

図２Ｃに示すように、ＬＩＤＡＲ２００はまた、光学窓２５２に対向して位置付けられている第２の光学窓２５４を含む。光学窓２５４は、光学窓２５２と同様であり得る。例えば、光学窓２５４は、ハウジング２５０によって画定された光共振器内に、および／または光共振器から光を透過するように構成され得る。

図２Ｃに示すように、送信機２２０は、例えば、エミッタ１２２について説明した光源のいずれかを含み得るエミッタ２２２を含む。代替の実施形態では、送信機２２０は、２つ以上の光源を含み得る。エミッタ２２２は、１つ以上の光パルス２６０（例えば、レーザービームなど）を放出するように構成され得る。送信レンズ２４０は、エミッタ２２２から放出された光をミラー２４４に向ける（および／またはコリメートする）ように構成され得る。例えば、送信レンズ２４０は、エミッタからの光をコリメートして、ＬＩＤＡＲ２００から送信される光ビーム２６０のビーム幅（例えば、点線２６０ａと点線２６０ｂとの間のビーム発散角）を画定し得る。

図２Ｃに示すように、ミラー２４４は、３つの反射表面２４４ａ、２４４ｂ、２４４ｃ（例えば、三角ミラー）を含み得る。代替の例では、ミラー２４４は、代わりに、追加のまたはより少ない反射表面を含み得る。図示の例では、送信レンズ２４０を透過した放出された光は、その後、反射面２４４ａから、矢印２６０で示される方向にＬＩＤＡＲ２００の環境に向かって反射され得る。したがって、この例では、ミラー２４４が（例えば、軸２１５を中心に）回転すると、放出された光２６０は、矢印２６０によって示される方向とは異なる方向（例えば、ピッチ方向など）を有するようにステアリングされ得る。例えば、放出された光の方向２６０は、三角ミラー２４４の回転位置に基づいて調整することができる。

追加的に、いくつかの例では、放出された光２６０は、軸２１５を中心としたミラー２４４の回転位置に応じて、光学窓２５２または光学窓２５４を通してハウジング２５０からステアリングされ得る。したがって、いくつかの例では、ＬＩＤＡＲ２００は、放出された光ビーム２６０を広い方向範囲内（例えば、垂直）に、および／またはハウジング２５０のいずれかの側（例えば、光学窓２５２および２５２が位置する側）からステアリングされるように構成され得る。

図２Ｄは、ＬＩＤＡＲデバイス２００の別の部分断面図を示す。ＬＩＤＡＲ２００の構成要素のうちのいくつかは、説明の便宜上、図２Ｄの図から省略されていることに留意されたい。図示のように、受信機２３０は、システム１００の検出器１１２と同様であり得る１つ以上の光検出器２３２を含む。さらに、図示のように、受信機２３０は、受信レンズ２４６と検出器２３２との間にダイアフラム２４６を含む。

ダイアフラム２４６は、検出器２３２に向けて送信するために、受信レンズ２４２によって集束された光の一部分を選択するように構成された１つ以上の光学素子（例えば、開口絞り、フィルタなど）を含み得る。

例えば、受信レンズ２４２は、ＬＩＤＡＲ２００によってスキャンされたシーンから受信された光（例えば、窓２５２または窓２５４に入り、ミラー２４４によって反射されるシーンからの光）をダイアフラム２４６に向けて集束させるように構成され得る。上記の議論に沿って、検出器２３２は、送信機２２０によって照射された目標領域からの光を含む集束された光の一部を捕捉するように配置（または整列）され得る。これを容易にするために、例えば、ダイアフラム２４６は、目標領域に関連付けられた集束された光の一部分を、検出器２３２による検出のための発散光（例えば、反射された光２７０を含む）として開口を介して透過させるように位置付けおよび／またはサイズ決めされた開口を含み得る。

ＬＩＤＡＲ２００の様々な構成要素、ＬＩＤＡＲ２００によって放出される光ビーム、および／またはＬＩＤＡＲ２００によって受信される光ビームの様々な位置、形状、ならびにサイズは異なっていてよく、必ずしも一定の縮尺である必要はないが、説明の便宜上、図２Ａ～図２Ｄに示すように図解されることに留意されたい。追加的に、ＬＩＤＡＲ２００は、代替的に、図２Ａ～図２Ｄに示されている構成要素よりも追加の、より少ない、または異なる構成要素を含み得ることに留意されたい。

１つの代替の実装形態では、ハウジング２５０は、（２つの光学窓２５２および２５４の代わりに）単一の光学窓を含むように構成され得る。例えば、ＬＩＤＡＲ２００は、ＬＩＤＡＲ２００のＦＯＶの水平範囲に関連付けられるヨー角範囲にわたるハウジング２５０の各回転中に、ＬＩＤＡＲ２００のＦＯＶの単一の完全なスキャンを取得するように構成され得る。この例では、ＬＩＤＡＲ２００は、ハウジング２５０の回転中に単一の光学窓を通して光パルスを送信して、所与のスキャン期間中のＦＯＶの単一のスキャンを取得するように構成され得る（すなわち、所与のスキャン期間にわたって２つの別個の光学窓を通して同時に光パルスを送信することによって同じＦＯＶの２つのスキャンを取得する代わりに）。

別の代替の実装形態では、ＬＩＤＡＲ２００は、ミラー２４４の代わりに、またはミラー２４４に加えて、１つ以上の光学構成要素を含むビームステアリング装置を含み得る。この実装形態では、ＬＩＤＡＲ２００は、ビームステアリング光学素子の様々な配置を使用して、光学窓２５２および／または２５４を通して送信および／または受信された光ビームをステアリングすることによってシーンをスキャンするように構成され得る。

本明細書に記載のいくつかの例示的な実装形態は、システム１００、デバイス２００、および／または他のタイプのセンサ（例えば、ＲＡＤＡＲ、ＳＯＮＡＲ、カメラ、他のアクティブセンサなど）などの少なくとも１つのセンサを含む車両を含む。しかしながら、本明細書に開示される例示的なセンサはまた、他の様々な目的のために使用することができ、任意の実行可能なシステムまたは配置に組み込まれるか、そうでなければ接続され得る。例えば、本明細書の例示的なＬＩＤＡＲデバイスは、組み立てライン設定で使用されて、組み立てラインで製造されている物体（例えば、製品）を監視することができる。他の例も、同様に可能である。

本明細書のいくつかの例示的なＬＩＤＡＲデバイスは、従来の自動車、ならびに自律的または半自律的な動作モードを有する自動車を含む、任意のタイプの車両とともに使用することができる。さらに、「車両」という用語は、例えば、トラック、バン、セミトレーラートラック、オートバイ、ゴルフカート、オフロード車両、倉庫輸送車両、または農用車両、およびローラーコースター、トロリー、トラム、または列車などのトラックに乗る運搬機を含む、あらゆる移動物体を包含すると広く解釈されるべきである。

図３は、例示的な実施形態による、車両３００の簡略化されたブロック図である。図示のように、車両３００は、推進システム３０２、センサシステム３０４、制御システム３０６、周辺機器３０８、およびコンピュータシステム３１０を含む。いくつかの実施形態では、車両３００は、より多くの、より少ない、または異なるシステムを含み得、各システムは、より多くの、より少ない、または異なる構成要素を含み得る。追加的に、示されたシステムおよび構成要素は、あらゆる方法で組み合わされるか、または分割され得る。例えば、制御システム３０６およびコンピュータシステム３１０は、単一のシステムに組み合わせることができる。

推進システム３０２は、車両３００に動力運動を提供するように構成され得る。そのために、図示のように、推進システム３０２は、エンジン／モータ３１８、エネルギー源３２０、トランスミッション３２２、およびホイール／タイヤ３２４を含む。

エンジン／モータ３１８は、内燃機関、電気モータ、蒸気エンジン、およびスターリングエンジンの任意の組み合わせであり得るか、またはそれらを含み得る。他のモータおよびエンジンも、同様に可能である。いくつかの実施形態では、推進システム３０２は、複数のタイプのエンジンおよび／またはモータを含み得る。例えば、ガス－電気ハイブリッド車は、ガソリンエンジンおよび電気モータを含むことができる。他の例も可能である。

エネルギー源３２０は、エンジン／モータ３１８に全体的または部分的に動力を供給するエネルギー源であり得る。すなわち、エンジン／モータ３１８は、エネルギー源３２０を機械的エネルギーに変換するように構成され得る。エネルギー源３２０の例は、ガソリン、ディーゼル、プロパン、他の圧縮ガスベースの燃料、エタノール、ソーラパネル、バッテリー、および／または他の電力源を含む。エネルギー源３２０は、追加的に、または代替的に、燃料タンク、バッテリー、コンデンサ、および／またはフライホイールの任意の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、エネルギー源３２０は、車両３００の他のシステムにもエネルギーを提供し得る。そのために、エネルギー源３２０は、追加的に、または代替的に、例えば、再充電可能なリチウムイオンまたは鉛酸バッテリーを含み得る。いくつかの実施形態では、エネルギー源３２０は、車両３００の様々な構成要素に電力を提供するように構成されたバッテリーの１つ以上のバンクを含み得る。

トランスミッション３２２は、機械的動力をエンジン／モータ３１８からホイール／タイヤ３２４に伝えるように構成され得る。そのために、トランスミッション３２２は、ギアボックス、クラッチ、ディファレンシャル、ドライブシャフト、および／または他の素子を含み得る。トランスミッション３２２が駆動シャフトを含む実施形態では、駆動シャフトは、ホイール／タイヤ３２４に結合されるように構成された１つ以上の車軸を含み得る。

車両３００のホイール／タイヤ３２４は、一輪車、自転車／オートバイ、三輪車、または乗用車／トラックの四輪車のフォーマットを含む様々なフォーマットで構成され得る。６つ以上のホイールを含むものなど、他のホイール／タイヤフォーマットも、可能である。いずれの場合でも、ホイール／タイヤ３２４は、他のホイール／タイヤ３２４に関して差動的に回転するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ホイール／タイヤ３２４は、トランスミッション３２２に固定的に取り付けられた少なくとも１つのホイールと、走行面と接触することができるホイールのリムに結合された少なくとも１つのタイヤとを含み得る。ホイール／タイヤ３２４は、金属とゴムの任意の組み合わせ、または他の材料の組み合わせを含み得る。推進システム３０２は、追加的に、または代替的に、示されているもの以外の構成要素を含み得る。

センサシステム３０４は、車両３００が位置している環境についての情報を感知するように構成されたいくつかのセンサと、センサの位置および／または配向を修正するように構成された１つ以上のアクチュエータ３３６とを含み得る。図示のように、センサシステム３０４は、全地球測位システム（ＧＰＳ）３２６、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）３２８、ＲＡＤＡＲユニット３３０、レーザー距離計／ＬＩＤＡＲユニット３３２、およびカメラ３３４を含む。センサシステム３０４は、例えば、車両３００の内部システム（例えば、Ｏ_２モニタ、燃料計、エンジンオイル温度など）を監視するセンサを含む、追加のセンサも含み得る。他のセンサも可能である。

ＧＰＳ３２６は、車両３００の地理的場所を推定するように構成された任意のセンサ（例えば、場所センサ）であり得る。そのために、ＧＰＳ３２６は、地球に対する車両３００の位置を推定するように構成されたトランシーバを含み得る。

ＩＭＵ３２８は、慣性加速度に基づいて車両３００の位置および配向の変化を感知するように構成されているセンサの任意の組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、センサの組み合わせは、例えば、加速度計、ジャイロスコープ、コンパスなどを含み得る。

ＲＡＤＡＲユニット３３０は、無線信号を使用して車両３００が位置している環境内の物体を感知するように構成されている任意のセンサであり得る。いくつかの実施形態では、物体を感知することに加えて、ＲＡＤＡＲユニット３３０は、物体の速度および／または向きを感知するように追加的に構成され得る。

同様に、レーザー距離計またはＬＩＤＡＲユニット３３２は、レーザーを使用して車両３００が位置している環境内の物体を感知するように構成されている任意のセンサであり得る。例えば、ＬＩＤＡＲユニット３３２は、１つ以上のＬＩＤＡＲデバイスを含むことができ、これは、他の可能なＬＩＤＡＲ構成の中でも、システム１００および／またはデバイス２００と同様であり得る。

カメラ３３４は、車両３００が位置している環境の画像を撮像するように構成された任意のカメラ（例えば、スチルカメラ、ビデオカメラなど）であり得る。そのために、カメラ３３４は、上記の形態のいずれかをとることができる。

制御システム３０６は、車両３００および／またはその構成要素の１つ以上の動作を制御するように構成され得る。そのために、制御システム３０６は、ステアリングユニット３３８、スロットル３４０、ブレーキユニット３４２、センサフュージョンアルゴリズム３４４、コンピュータビジョンシステム３４６、ナビゲーションまたは経路設定システム３４８、および障害物回避システム３５０を含み得る。

ステアリングユニット３３８は、車両３００の向きを調整するように構成された機構の任意の組み合わせであり得る。スロットル３４０は、エンジン／モータ３１８、ひいては車両３００の速度を制御するように構成された機構の任意の組み合わせであり得る。ステアリングユニット３４２は、車両３００を減速させるように構成された機構の任意の組み合わせであり得る。例えば、ブレーキユニット３４２は、ホイール／タイヤ３２４を遅くするように、摩擦を使用し得る。別の例として、ブレーキユニット３４２は、ホイール／タイヤ３２４の運動エネルギーを電流に変換することができる。

センサフュージョンアルゴリズム３４４は、センサシステム３０４からのデータを入力として受け入れるように構成されているアルゴリズム（またはアルゴリズムを格納しているコンピュータプログラム製品）であり得る。データは、例えば、センサシステム３０４で感知された情報を表すデータを含み得る。センサフュージョンアルゴリズム３４４は、例えば、カルマンフィルタ、ベイジアンネットワーク、機械学習アルゴリズム、本明細書の方法の機能のうちのいくつかのためのアルゴリズム、または任意の他のセンサフュージョンアルゴリズムを含み得る。センサフュージョンアルゴリズム３４４はさらに、例えば、車両３００が位置している環境における個々の物体および／または特徴の評価、特定の状況の評価、および／または特定の状況に基づく可能な影響の評価を含む、センサシステム３０４からのデータに基づく様々な査定を提供するように構成され得る。他の査定も、同様に可能である。

コンピュータビジョンシステム３４６は、例えば、交通信号機、および障害物を含む、車両３００が位置している環境における物体および／または特徴を識別するために、カメラ３３４によって撮像された画像を処理および分析するように構成された任意のシステムであり得る。そのために、コンピュータビジョンシステム３４６は、物体認識アルゴリズム、運動からの構造（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｆｒｏｍ Ｍｏｔｉｏｎ）（ＳＦＭ）アルゴリズム、ビデオ追跡、または他のコンピュータビジョン技術を使用し得る。いくつかの実施形態では、コンピュータビジョンシステム３４６は、環境をマッピングし、物体を追跡し、物体の速度を推定するなどのために追加的に構成され得る。

ナビゲーションおよび経路設定システム３４８は、車両３００の走行経路を判定するように構成された任意のシステムであり得る。ナビゲーションおよび経路設定システム３４８は、追加的に、車両３００の動作中に、動的に車両３００の走行経路を更新するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ナビゲーションおよび経路設定システム３４８は、車両３００の走行経路を判定するために、センサフュージョンアルゴリズム３４４、ＧＰＳ３２６、ＬＩＤＡＲユニット３３２、および／または１つ以上の所定のマップからのデータを組み込むように構成され得る。

障害物回避システム３５０は、車両３００が位置している環境における障害物を識別、評価、および回避するか、または別様に通り抜けるように構成された任意のシステムであり得る。制御システム３０６は、追加的に、または代替的に、示されているもの以外の構成要素を含み得る。

周辺機器３０８は、車両３００が外部センサ、他の車両、外部コンピューティングデバイス、および／またはユーザと相互作用することを可能にするように構成され得る。そのために、周辺機器３０８は、例えば、無線通信システム３５２、タッチスクリーン３５４、マイクロフォン３５６、および／またはスピーカ３５８を含み得る。

無線通信システム３５２は、直接、または通信ネットワークを介してのいずれかで１つ以上の他の車両、センサ、または他のエンティティに無線で結合するように構成された任意のシステムであり得る。そのために、無線通信システム３５２は、他の車両、センサ、サーバ、または他のエンティティと直接、または通信ネットワークを介してのいずれかで通信するためのアンテナまたはチップセットを含み得る。チップセットまたは無線通信システム３５２は、一般に、数ある可能性の中でもとりわけ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩＥＥＥ８０２．１１（任意のＩＥＥＥ８０２．１１改訂版を含む）に説明されている通信プロトコル、セルラー技術（ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ、ＥＶ－ＤＯ、ＷｉＭＡＸ、またはＬＴＥなど）、Ｚｉｇｂｅｅ、専用短距離通信（ＤＳＲＣ）、および無線周波数識別（ＲＦＩＤ）通信などの１つ以上のタイプの無線通信（例えば、プロトコル）に従って通信するように配置され得る。

タッチスクリーン３５４は、ユーザが車両３００にコマンドを入力するために使用され得る。そのために、タッチスクリーン３５４は、数ある可能性の中でもとりわけ、容量性感知、抵抗感知、または表面音響波プロセスを介して、ユーザの指の位置および動きのうちの少なくとも１つを感知するように構成され得る。タッチスクリーン３５４は、タッチスクリーン表面に平行または平面的な方向、タッチスクリーン表面に垂直な方向、またはその両方における指の動きを感知することができ得、タッチスクリーン表面に加えられる圧力のレベルを感知することもでき得る。タッチスクリーン３５４は、１つ以上の半透明または透明の絶縁層と、１つ以上の半透明または透明の導電層とで形成され得る。タッチスクリーン３５４は、他の形態も同様に取り得る。

マイクロフォン３５６は、車両３００のユーザから音声（例えば、ボイスコマンドまたは他の音声入力）を受信するように構成され得る。同様に、スピーカ３５８は、ユーザに音声を出力するように構成され得る。

コンピュータシステム３１０は、推進システム３０２、センサシステム３０４、制御システム３０６、および周辺機器３０８のうちの１つ以上に、データを送信する、それらからデータを受信する、それらと相互作用する、および／またはそれらを制御するように構成され得る。そのために、コンピュータシステム３１０は、システムバス、ネットワーク、および／または他の接続機構（図示せず）によって、推進システム３０２、センサシステム３０４、制御システム３０６、および周辺機器３０８のうちの１つ以上に通信可能にリンクされ得る。

一例では、コンピュータシステム３１０は、燃料効率を改善するためにトランスミッション３２２の動作を制御するように構成され得る。別の例として、コンピュータシステム３１０は、カメラ３３４に環境の画像を撮像させるように構成され得る。さらに別の例として、コンピュータシステム３１０は、センサフュージョンアルゴリズム３４４に対応する命令を格納および実行するように構成され得る。さらに別の例として、コンピュータシステム３１０は、ＬＩＤＡＲユニット３３２を使用して、車両３００の周囲の環境の３Ｄ表現を判定するための命令を格納および実行するように構成され得る。したがって、例えば、コンピュータシステム３１０は、ＬＩＤＡＲユニット３３２のコントローラとして機能することができる。他の例も、同様に可能である。

図示のように、コンピュータシステム３１０は、プロセッサ３１２およびデータストレージ３１４を含む。プロセッサ３１２は、１つ以上の汎用プロセッサおよび／または１つ以上の専用プロセッサを備えていてもよい。プロセッサ３１２が２つ以上のプロセッサを含む限り、そのようなプロセッサは、別々にまたは組み合わせて動作することができる。

次に、データストレージ３１４は、光学的、磁気的、および／または有機的ストレージなどの１つ以上の揮発性および／または１つ以上の不揮発性ストレージの構成要素を備えていてもよく、データストレージ３１４は、全体的または部分的にプロセッサ３１２と統合されてもよい。いくつかの実施形態では、データストレージ３１４は、プロセッサ３１２によって実行可能な命令３１６（例えば、プログラムロジック）を含み、車両３００および／またはその構成要素（例えば、ＬＩＤＡＲユニット３３２など）に、本明細書に説明される様々な動作を実行させる。データストレージ３１４は、推進システム３０２、センサシステム３０４、制御システム３０６、および／または周辺機器３０８のうちの１つ以上に、データを送信する、それらからデータを受信する、それらと相互作用する、および／またはそれらを制御するための命令を含む、追加の命令も同様に含み得る。

いくつかの実施形態では、車両３００は、示されているものに加えて、またはその代わりに、１つ以上の素子を含み得る。例えば、車両３００は、１つ以上の追加のインターフェースおよび／または電源を含み得る。他の追加の構成要素も可能である。そのような実施形態では、データストレージ３１４はまた、追加の構成要素を制御および／またはそれらと通信するためにプロセッサ３１２によって実行可能な命令を含み得る。さらに、構成要素およびシステムの各々が車両３００に統合されることが示されているが、いくつかの実施形態では、１つ以上の構成要素またはシステムは、有線または無線接続を使用して車両３００に取り外し可能に取り付けられるか、または別様で（機械的または電気的に）接続され得る。車両３００は、他の形態も同様に取り得る。

ＩＩＩ．例示的な方法
システム１００およびＬＩＤＡＲ２００について説明された例示的な配置は、限定することを意味するものではないことに留意されたい。したがって、本明細書に説明される方法およびプロセスは、ＬＩＤＡＲデバイス２００ならびに他のＬＩＤＡＲ配置を含む、様々な異なるＬＩＤＡＲ構成とともに使用することができる。一例では、本明細書に説明される方法は、２つの光学窓の代わりに単一の光学窓を含むＬＩＤＡＲデバイスとともに使用することができる。別の例では、本明細書の方法のＬＩＤＡＲデバイスは、光検出器上で、および／または異なる順序で、および／またはＬＩＤＡＲ２００について説明されたものとは異なる光学構成要素を使用して異なる角度範囲を繰り返しスキャンする（例えば、水平角度の範囲などを繰り返しスキャンする）ように構成され得る。

追加的に、いくつかの例では、本明細書に説明される方法およびプロセスは、システム１００の説明にあるアクティブ感知システムのいずれか（例えば、ＳＯＮＡＲ、ＲＡＤＡＲ、ＬＩＤＡＲなど）など、様々な異なるタイプのアクティブセンサとともに使用することができる。

図４は、例示的な実施形態に従う、方法４００のフローチャートである。方法４００は、例えば、システム１００、デバイス２００、および／または車両３００のうちのいずれかとともに使用することができる方法の実施形態を提示する。方法４００は、ブロック４０２～４０８のうちの１つ以上によって示されるように、１つ以上の動作、機能、またはアクションを含み得る。ブロックは連続した順序で例示されているが、これらのブロックは、場合によっては、並行して、および／または本明細書で記載されたものとは異なる順序で実行され得る。また、様々なブロックは、より少ないブロックに組み合わされ、さらなるブロックに分割され、および／または所望の実装に基づいて除去されることができる。

加えて、方法４００ならびに本明細書で開示される他のプロセスおよび方法について、フローチャートは、本実施形態のうちの１つの可能な実装形態の機能および動作を示す。これに関して、各ブロックは、モジュール、セグメント、製造もしくは動作プロセスの一部、またはプログラムコードの一部を表し得、それにはプロセス内の特定の論理機能またはステップを実施するためのプロセッサによって実行可能な１つ以上の命令が含まれる。プログラムコードは、例えば、ディスクまたはハードドライブ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され得る。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などの非一時的なコンピュータ可読媒体を含み得る。コンピュータ可読媒体は、例えば、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、光ディスクまたは磁気ディスク、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）のような補助ストレージまたは永続長期ストレージなどの非一時的なコンピュータ可読媒体も含み得る。コンピュータ可読媒体は、任意の他の揮発性または不揮発性ストレージ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、コンピュータ可読ストレージ媒体、または有形のストレージデバイスであると考えられ得る。

加えて、方法４００ならびに本明細書で開示される他のプロセスおよび方法について、図４の各ブロックは、プロセス内の特定の論理機能を実行するように配線された回路を表し得る。

ブロック４０２において、方法４００は、光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスの視野（ＦＯＶ）内の角度範囲を、ＬＩＤＡＲデバイスの光検出器で繰り返しスキャンすることを含む。

第１の例では、図２Ｄに戻って参照すると、ＬＩＤＡＲ２００は、軸２１５を中心にミラー２４４を回転させて、ＬＩＤＡＲ２００のＦＯＶ内のピッチ角範囲を繰り返しスキャンして、ＬＩＤＡＲ２００の垂直ＦＯＶ内の異なるピッチ方向（例えば、－７４度～＋２１度に延在するピッチ角にわたる、またはＬＩＤＡＲ２００の任意の他の垂直ＦＯＶなど）から受信したシーンからの光を反射させるように構成され得る。

第２の例では、ブロック４０２での角度範囲は、代替的に、ＬＩＤＡＲ２００の垂直ＦＯＶのサブセットに対応してもよい。例えば、角度範囲は、－４５度～－７４度の角度（または垂直ＦＯＶの任意の他のサブセット）に対応するように選択することができる。

第３の例では、ブロック４０２での角度範囲は、ヨー角の範囲に対応し得る。例えば、第１のヨー角から第２のヨー角への回転プラットフォーム２１０の回転中にＬＩＤＡＲ２００が受信する光パルスのヨー角の範囲は、ブロック４０２での角度の範囲として選択することができる。他の例も可能である。

ブロック４０４において、方法４００は、角度範囲のスキャンごとに、光検出器で捕捉された複数の光パルスを検出することを含む。

第１の例では、図２Ｃに戻って参照すると、光エミッタ２２２は、ミラー２４４を介して、ＦＯＶに向かって一連の光パルス２６０を放出することができる。次に図２Ｄを参照すると、ＦＯＶから戻る放出された光パルスの反射部分は、ブロック４０４で検出される複数の光パルスとして、ミラー２４４によって検出器２３２に向かってステアリングされ得る。

第２の例では、方法４００のＬＩＤＡＲデバイスは、代替的に、ミラー２４４によってステアリングされない１つ以上の光パルスを放出してもよい。例えば、エミッタ２２２とは異なるエミッタ（図２Ｃには図示せず）を使用して、ブロック４０２の角度範囲と少なくとも部分的に重なるＦＯＶの一部分に向かって１つ以上の光パルスを放出することができる。この場合、ブロック４０４の光検出器は、次に、ＦＯＶの照射部分の異なる角度からの１つ以上の放出された光パルスの反射部分を検出することができる。

第３の例では、方法４００のＬＩＤＡＲデバイスは、光パルスを放出することなく角度範囲をスキャン（して、例えば、外部デバイスなどによって放出された入射光パルスを検出）するように構成され得る。他の例も可能である。

いくつかの例では、方法４００は、ＬＩＤＡＲデバイスからＦＯＶに向かって１つ以上の光パルスを放出することを含み得る。これらの例では、ブロック４０４で検出された複数の光パルスは、上記の議論に沿って、ＦＯＶからＬＩＤＡＲデバイスに反射されて戻る１つ以上の放出された光パルスの反射部分を含み得る。

いくつかの例では、方法４００は、複数の連続的な検出期間中にブロック４０４で複数の光パルスを検出することを含み得る。これらの例では、光検出器は、スキャンの複数の連続的な検出期間の各々の間に、角度範囲内の異なる角度からの光を捕捉するように構成され得る。

例えば、図２Ｄに戻って参照すると、光検出器２３２は、複数の連続的な検出期間中に、ＦＯＶ内の異なる角度からミラー２４４によってステアリングされる入射光を継続的にスキャンするように構成され得る。例えば、図２Ｃに戻って参照すると、各光パルスがエミッタ２２２によって放出された後、光検出器２３２は、所定の時間（すなわち、検出期間）、放出された光パルスの反射を聞くことができる。この場合、エミッタ２２２は、次に、ＦＯＶに向かって（例えば、ミラー２４４の回転のために）異なる角度で第２の光パルスを放出することができ、光検出器２３２は、次に、第２の光パルスが放出された後の第２の検出期間中に第２の放出された光パルスの反射を聞くことができ、以下同様である。

ブロック４０６において、方法４００は、角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することを含む。

例えば、図２Ｄに戻って参照すると、角度範囲の各スキャンは、ミラー２４４を回転させてＬＩＤＡＲ２００の垂直ＦＯＶの両端間で異なる角度から光をステアリングすることによって取得されるＬＩＤＡＲ２００のＦＯＶの垂直スキャンに対応し得る。この例では、角度範囲の第２のスキャンは、ミラー２４４を回転させて垂直ＦＯＶ内の同じピッチ角からの光を光検出器２３２に向けることによって取得される同じ角度範囲の第２の後続のスキャンに対応し得、以下同様である。

この例では、各スキャン中に、光検出器２３２は、垂直ＦＯＶにわたる異なるピッチ角から到着する光パルスを検出することができる。次に、ＬＩＤＡＲ２００は、各入射光パルスの光強度（例えば、ピーク強度など）（ならびにパルスの対応する受信時間）を測定することができる。この例では、各スキャン中に測定された光強度は、ブロック４０６で互いに比較することができる。例えば、第１のスキャンにおいて角度範囲にわたって測定された任意の検出された光パルスの最大光強度値を、第２のスキャン中に角度範囲にわたって測定された任意の検出された光パルスの最大光強度値と比較することができる。代替的に、または追加的に、例えば、各スキャン中に検出された光パルスの他の特性を互いに比較することができる（例えば、範囲、受信時間など）。

したがって、いくつかの例では、ブロック４０６での第１のスキャンと第２のスキャンとの比較は、上記の議論に沿って、第１のスキャン中に検出された第１の光パルスについての光検出器からの第１の出力によって示される第１の光強度測定値を、第２のスキャン中に検出された第２の光パルスについての光検出器形態の第２の出力によって示される第２の光強度測定値と比較することを含む。追加的に、いくつかの例では、第１の光強度測定値を第２の光強度測定値と比較することは、上記の議論に沿って、第１の光強度測定値および第２の光強度測定値のそれぞれの最大値を比較することを含み得る。

ブロック４０８において、方法４００は、光検出器の飽和回復期間の開始を検出することを含む。

第１の例では、ブロック４０８での飽和回復期間の開始の検出は、ブロック４０６での比較に基づいている。

例えば、上記の例を続けると、ブロック４０６での比較が、第１のスキャンおよび第２のスキャンにおける光強度測定値のそれぞれの最大値間の不一致を示す場合、方法４００のシステムは、光検出器が飽和回復期間に入ったと判定することができる。一例では、飽和回復期間の開始の検出は、それぞれの最大値の差が閾値差（例えば、６０％）よりも大きいことに基づき得る。この例では、方法４００のシステムは、次に、第２のスキャンで検出された光パルスが第１のスキャンで検出された光パルスよりも著しく不鮮明であると判定することができ、これは、第２のスキャンは、光検出器が飽和回復期間にある間に取得されたことを示し得る。したがって、いくつかの実装形態では、ブロック４０８での飽和回復期間の開始の検出は、上記の議論に沿って、それぞれの最大値（すなわち、第１のスキャンでの第１の光強度測定値および第２のスキャンでの第２の光強度測定値の最大値）の差が閾値差（例えば、４０％、５０％、６０％、７０％、または任意の他の閾値差）よりも大きいことに基づき得る。

代替的に、または追加的に、第２の例では、方法４００はまた、ブロック４０２で角度範囲を繰り返しスキャンしながら、光検出器の供給電圧（または電力消費または出力電流）を監視することと、光検出器の供給電圧（または電力消費または出力電流）の閾値変化の検出に基づいて、ブロック４０８で飽和回復期間の開始を検出することと、を含む。例えば、光検出器は、飽和状態に入るときに比較的高い電流を送信するＳｉＰＭまたは他のタイプのデバイスを含み得る。

代替的に、または追加的に、第３の例では、方法４００はまた、ブロック４０２で角度範囲を繰り返しスキャンしながら、光検出器の温度を監視することと、光検出器の温度の閾値変化の検出に基づいて、ブロック４０８で飽和回復期間の開始を検出することと、を含む。例えば、光検出器は、飽和状態に入るときに熱エネルギーを送信するＳｉＰＭまたは他のタイプのデバイスを含み得る。また、ＬＩＤＡＲデバイスは、光検出器の温度を測定して飽和状態（および飽和回復期間）の開始を検出する温度センサを含み得る。

代替的に、または追加的に、第４の例では、方法４００はまた、ブロック４０２で角度範囲を繰り返しスキャンしながら、光検出器のブレークダウン電圧を監視することと、光検出器の破壊電圧の閾値変化の検出に基づいて、ブロック４０８で飽和回復期間の開始を検出することと、を含む。他の例も可能である。

いくつかの例では、方法４００はまた、ＬＩＤＡＲデバイスからＦＯＶに向かって放出され、ブロック４０４で検出される複数の光パルスのうちの検出された光パルスとして、ＦＯＶからＬＩＤＡＲデバイスに向かって少なくとも部分的に反射されて戻る、放出された光パルスの飛行時間を、検出された光パルスについての光検出器からの出力によって示される光強度測定値に少なくとも基づいて判定することを含み得る。

例として、方法４００のシステム（例えば、システム１００、ＬＩＤＡＲ２００など）は、光検出器に結合され、出力信号に示される検出された光パルスのピークまたはその付近で光検出器の出力信号（例えば、電圧、電流など）の収集をトリガするように構成された回路を含み得る。例えば、回路は、光検出器からの出力信号の時間微分が小さな閾値（例えば、０～０．１など）を横断するときにアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）からの出力の収集をトリガするコンパレータを含み得る。コンパレータが収集をトリガするときに収集されるＡＤＣ値は、ピークに到達する前の光パルスの強度に対応し得る。このエラー（例えば、「範囲歩行エラー」）を補正するために、方法４００のシステムは、強度測定を範囲エラー（または範囲歩行エラー）と関連付ける較正データ（例えば、データストレージ１０８、３１４などに格納されている）を使用して、検出された光パルスのピークの受信時間（および／または検出された光パルスの判定された飛行時間）をより正確に推定することができる。

いくつかの例では、方法４００はまた、検出された光パルスが、飽和回復期間中に光検出器で検出されたかどうかを判定することを含み得る。これらの例では、検出された光パルスの飛行時間の判定は、検出された光パルスが、飽和回復期間中に検出されたかどうかの判定にも基づき得る。上記の例を続けると、検出された光パルスが飽和回復期間中に検出された場合、方法４００のシステムは、異なる較正データを使用して、飽和回復期間中に収集された測定値に適した範囲値または範囲歩行エラー値で光強度測定値をマッピングすることができる。

図５は、例示的な実施形態による、ＬＩＤＡＲデバイスのＦＯＶ内の角度範囲を繰り返しスキャンする光検出器によって示される光強度測定値の概念図である。具体的には、図５のグラフの各点は、光検出器による角度範囲の単一のスキャン中の光強度測定値の最大値を表し得る。例示の目的のために、垂直軸の値（すなわち、スキャンの最大光強度測定値）は、０．５～１．１の値に正規化されている。水平軸の値は、同じ光検出器による角度範囲の連続スキャンのシーケンスにおける各スキャンの順序を表す。

図２Ｄに戻って参照すると、例として、図５のグラフの各点は、ＬＩＤＡＲ２００の垂直ＦＯＶの完全な単一のスキャン中に任意のピッチ角から検出された任意の光パルスについて、光検出器２３２の出力によって示される最大光強度測定値（すなわち、スキャン中に最も明るいおよび／または最も近い物体からＬＩＤＡＲ２００に反射された光パルスの強度など）を表し得る。

図５に示すように、各スキャンの最大光強度測定値のほとんどは、約１．０の正規化された値を有している。しかしながら、いくつかのスキャンでは、最大測定強度は、前のスキャンでの最大測定強度に比べて著しく減少する。例えば、スキャン５０２の間、光検出器による最大強度測定値は、１．０の正規化された値に近かった。しかしながら、後続のスキャン５０４では、スキャン５０４中に検出された測定された光強度の最大値は著しく低かった（約０．６５の正規化された値）。追加的に、スキャン５０４後の１つ以上の後続のスキャンにおいて、光検出器によって、同じスキャンされた角度範囲にわたる検出された光パルスの比較的低い最大強度測定値も示された。光検出器のこの「不鮮明になる（ｄｉｍｍｉｎｇ）」挙動は、光検出器が、少なくともスキャン５０４および１つ以上の他の後続のスキャン中、飽和回復期間中に動作していたことを示し得る。

本開示によれば、本明細書のいくつかの例示的な方法は、図５のスキャンを実行する光検出器の飽和回復期間の開始を、同じ角度範囲の連続スキャン（例えば、スキャン５０２および５０４）において光検出器によって示される光強度測定値の比較に基づいて検出することを含み得る。

上記のように、本明細書のいくつかの例示的な方法は、２つの連続するスキャンにおける光強度測定値の最大値の差が閾値差よりも大きいことに基づいて、飽和回復期間の開始を検出し得る。例えば、図５では、閾値差は、スキャン５０２と５０４との間では超過する可能性があるが、スキャン５０６とスキャン５０６に先行するスキャンとの間ではない。

他の例では、本明細書の例示的な方法は、スキャン中に測定された光強度の最大値が検出閾値未満であることに基づいて、飽和回復期間の開始を検出することを含み得る。例えば、図５では、検出閾値は、０．７の正規化された最大光強度値に対応し得る。この例では、スキャン５０４は、飽和回復期間の開始の検出をトリガし得るが、スキャン５０６での最大測定値は検出閾値を上回っている（例えば、約０．９の正規化された値）ことに起因して、スキャン５０６はそのような検出をトリガしない。

他の閾値差および／または検出閾値も、同様に可能である。

図６は、例示的な実施形態による、別の方法６００のフローチャートである。方法６００は、例えば、システム１００、デバイス２００、車両３００、および／または方法４００のうちのいずれかとともに使用することができる方法の実施形態を提示する。方法６００は、ブロック６０２～６０６のうちの１つ以上によって図示のように、１つ以上の動作、機能、またはアクションを含み得る。ブロックは連続した順序で示されているが、これらのブロックは、いくつかの例では、並行に、かつ／または本明細書で説明された順序とは異なる順序で実施され得る。また、様々なブロックは、より少ないブロックに組み合わされ、さらなるブロックに分割され、および／または所望の実装に基づいて除去されることができる。

ブロック６０２において、方法６００は、光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスの視野（ＦＯＶ）内の角度範囲にわたって光検出器を繰り返しスキャンすることを含む。

例えば、図２Ｄに戻って参照すると、光検出器２３２は、上記の議論に沿って、ステアリングミラー２４４をピッチ軸２１５を中心に回転させることによって、ＬＩＤＡＲ２００の垂直ＦＯＶ内の角度範囲内の異なるピッチ角にわたってスキャンされ得る。代替的に、または追加的に、光検出器２３２は、上記の議論に沿って、プラットフォーム２１０をヨー軸２１９を中心に回転させることによって、ＬＩＤＡＲ２００の水平ＦＯＶ内の角度範囲内の異なるヨー角にわたってスキャンされ得る。

したがって、いくつかの例では、ＬＩＤＡＲデバイス（例えば、ＬＩＤＡＲ２００）は、角度範囲からの光を光検出器（例えば、光検出器２３２）に向けるように構成された１つ以上の光学素子（例えば、ミラー２４４、受信レンズ２４２など）を含み得る。

ブロック６０４において、方法６００は、角度範囲のスキャンごとに、光検出器で捕捉された複数の光パルスを検出することを含む。例えば、ブロック６０４は、方法４００のブロック４０４と同様であり得る。

ブロック６０６において、方法６００は、光検出器による角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することを含む。例えば、ブロック６０６は、方法４００のブロック４０６と同様であり得る。

ブロック６０８において、方法６００は、光検出器を使用して取得された光強度測定値の測定精度の劣化を検出することを含む。

いくつかの例では、ブロック６０８での劣化の検出は、ブロック６０６での比較に基づいている。例えば、図５に戻って参照すると、ブロック６０６での第１のスキャンは、スキャン５０２に対応し得、第２のスキャンは、スキャン５０４に対応し得る。この例では、方法４００のシステムまたはデバイスは、スキャン５０２および５０４のそれぞれの最大光パルス強度測定値の閾値変化が、同じ角度範囲のスキャン５０２および５０４を実行する光検出器（または、光検出器からの測定値を収集する、ＡＤＣ、コンパレータなどの他の回路）の測定精度の潜在的な物理的な劣化を示すことを判定し得る。別の例として、第２のスキャンの最大光強度測定値が第１のスキャンと比較して閾値よりも多く増加する場合、方法６００のシステムまたはデバイスはまた、光検出器（または光検出器から測定値を収集する、ＡＤＣ、コンパレータなどの他の回路）の潜在的な欠陥に関連付けられる劣化を検出し得る。

他の例では、ブロック６０８での劣化の検出は、温度、供給電圧、電力消費、および／または方法４００のブロック４０８で説明される光検出器の飽和状態を検出するための他のインジケータのいずれかに基づき得る。

いくつかの例では、方法６００は、ＬＩＤＡＲデバイスを含む車両の動作命令を生成することを含む。例えば、車両３００は、方法６００のＬＩＤＡＲデバイスを（例えば、ＬＩＤＡＲユニット３３２の一部として）含み得る。したがって、例えば、コンピュータシステム３１０は、ＬＩＤＡＲデバイス（および／またはセンサシステム３０４の１つ以上の他のセンサ）からのデータを使用して、車両３００を動作させるための動作命令を生成することができる。そのために、生成された動作命令は、他の例の中でもとりわけ、環境内の車両３００をナビゲートするためのナビゲーション命令（例えば、ナビゲーション／経路設定システム３４８、障害物回避システム３５０など）、センサシステム３０４の１つ以上の構成要素を動作させるための命令（例えば、それぞれのセンサによってスキャンされたＦＯＶを調整するなど）など、制御システム３０６に関連して説明された機能のいずれかに関連し得る。

いくつかの例では、方法６００は、ブロック６０８での劣化の検出に応答して（および／または光検出器の飽和回復期間の開始の検出に応答して）生成された動作命令を修正することを含む。第１の例では、車両３００は、光検出器が飽和回復期間にある間にスキャンされたＦＯＶの一部分（の少なくとも一部）をスキャンするようにセンサシステム３０４の別のセンサを選択または割り当てることができる。第２の例では、車両３００は、ＬＩＤＡＲデバイスの信頼性が確認可能となるまで車両を停止するようにナビゲーション命令（例えば、自律モードで車両をナビゲートするために前に生成された）を修正することができる。第３の例では、車両３００は、車両３００のユーザに表示するためのメッセージを（例えば、タッチスクリーン３５４を介して）提供することができる（例えば、メッセージは、ＬＩＤＡＲデバイスが機能不全であることなどをユーザに警告することができる）。第４の例では、車両３００は、無線通信システム３５２を操作して、検出された劣化を、車両３００の較正および／または保守要求を処理する遠隔サーバに報告することができる。他の例も可能である。

したがって、いくつかの例では、本明細書の車両は、方法６００のＬＩＤＡＲデバイスによって収集されたセンサデータに少なくとも部分的に基づいて、自律モードまたは半自律モードで動作するように構成され得る。これらの例では、車両の１つ以上の動作を調整して、光検出器および／またはＬＩＤＡＲデバイスの劣化および／または飽和回復期間の開始の検出および／または識別を説明することができる。

いくつかの例では、方法６００は、光検出器の飽和回復期間中に取得される角度範囲の１つ以上のスキャンを識別することを含む。例えば、図５に戻って参照すると、スキャン５０４および１つ以上の他の後続のスキャンは、閾値未満（例えば、０．８の正規化された値未満など）の最大測定強度値を有することに基づいて、飽和回復期間中に取得された１つ以上のスキャンとして識別され得る。

図７は、例示的な実施形態による、ＬＩＤＡＲデバイスを使用してスキャンされたＦＯＶの点群表現７００の概念図である。例えば、点群７００内の各点は、方法４００のブロック４０４および／または方法６００のブロック６０４で説明された、検出された複数の光パルスの対応する検出された光パルスを反射した反射表面までの距離を表すように（例えば、飛行時間計算を介して）判定され得る。

例示的なシナリオでは、点群７００は、車両３００の側面に位置付けられたＬＩＤＡＲによってスキャンされたＦＯＶに対応し得る。このシナリオでは、点群７００は、車両３００に隣接する所与の車両および所与の車両の下の道路を示し得る。上記の議論に沿って、光検出器が飽和回復期間にある間に収集されたデータに基づいて計算された点群内の点は、所与の車両の下の道路の一部分７０２を表す点などの不正確な場所を有する可能性がある。例えば、所与の車両の側面にある光沢のある再帰反射器（例えば、道路鋲再帰反射器など）は、一部分７０２をスキャンしている間に、光検出器を飽和させ、飽和回復期間に入らせる可能性がある。他の例も可能である。

図８は、例示的な実施形態による、さらに別の方法８００のフローチャートである。方法８００は、例えば、システム１００、デバイス２００、車両３００、および／または方法４００、６００のうちのいずれかとともに使用され得る方法の実施形態を提示する。方法８００は、ブロック８０２～８０８のうちの１つ以上によって例解されるように、１つ以上の動作、機能、またはアクションを含み得る。ブロックは連続した順序で例解されているが、これらのブロックは、場合によっては、並行に、および／または本明細書で説明された順序とは異なる順序で実施され得る。また、様々なブロックは、より少ないブロックに組み合わされ、さらなるブロックに分割され、および／または所望の実装に基づいて除去されることができる。

ブロック８０２において、方法８００は、ＬＩＤＡＲデバイスから、ＦＯＶ内の角度範囲の複数のスキャンの指示を受信することを含む。ＬＩＤＡＲデバイスは、ＬＩＤＡＲデバイスの光検出器を使用して角度範囲を繰り返しスキャンするように構成され得る。

例えば、図３に戻って参照すると、コンピュータシステム３１０は、方法４００のブロック４０２および／または方法６００のブロック６０２での議論に沿ってＬＩＤＡＲ３３２によって取得される、ＬＩＤＡＲ３３２からの複数のスキャンを示すデータを受信することができる。

ブロック８０４において、方法８００は、角度範囲のスキャンごとに、角度範囲内の異なる角度で受信された複数の光パルスを識別することを含む。例えば、複数の光パルスは、角度範囲のスキャンごとに、ＦＯＶの異なる角度から光検出器で捕捉され得る。例えば、ブロック８０４は、方法４００のブロック４０４および／または方法６００のブロック６０４と同様であり得る。

ブロック８０６において、方法８００は、角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することを含む。例えば、ブロック８０６は、方法４００のブロック４０６および／または方法６００のブロック６０６と同様であり得る。

ブロック８０８において、方法８００は、光検出器の飽和回復期間中に取得された複数のスキャンのうちの１つ以上のスキャンを識別することを含む。

いくつかの例では、ブロック８０８での１つ以上のスキャンの識別は、ブロック８０６での比較に基づいている。例えば、図５に戻って参照すると、スキャン５０４および１つ以上の他の後続のスキャンは、閾値未満（例えば、０．８の正規化された値未満など）の最大測定強度値を有することに基づいて、飽和回復期間中に取得された１つ以上のスキャンとして識別され得る。

他の例では、ブロック８０８での１つ以上のスキャンの識別は、温度、供給電圧、出力電流、電力消費、ブレークダウン電圧、および／または光検出器の飽和状態を検出するための方法４００のブロック４０８および／または方法６００のブロック６０８で説明される他のインジケータのいずれかを監視することに基づき得る。

いくつかの例では、方法８００は、ＬＩＤＡＲデバイスのＦＯＶ内の異物破片（ＦＯＤ）を、ＬＩＤＡＲデバイスからのデータによって示されるＦＯＤの少なくとも見かけのサイズがＦＯＤ検出閾値未満であることに基づいて検出することを含む。例えば、図７に戻って参照すると、点群７００に示される所与の車両の下の道路上の小さな物体（例えば、５センチメートルのＦＯＤ検出閾値または任意の他のＦＯＤ閾値よりも小さい）は、ＦＯＤとして識別され得る。

いくつかの例では、方法８００は、ブロック８０４で検出された複数の光パルスについての光検出器からの出力によって示される少なくとも光強度測定値に基づいて、ＦＯＶの三次元（３Ｄ）表現を生成することを含む。例えば、コンピュータシステム（例えば、車両３００のコンピュータシステム３１０）は、ＬＩＤＡＲデバイスからのデータを処理して、図７の点群表現７００を生成することができる。さらに、方法４００のブロック４０８での議論に沿って、点群７００内の各点は、その点の検出された光パルスについて光検出器によって示される対応する光強度測定値に基づいて、「範囲歩行エラー」または「範囲エラー」を説明する飛行時間計算を使用して判定される、検出された複数の光パルスのうちの１つを反射する反射表面までの距離を表すことができる。

これらの例では、方法８００はまた、任意選択で、生成された３Ｄ表現から異物破片（ＦＯＤ）を除外することを含み得る。例えば、ＦＯＤ検出閾値（例えば、５センチメートルの高さ、または任意の他のＦＯＤ検出閾値）未満の小さな物体を、ＦＯＶの生成された３Ｄ表現から除去することができる。

いくつかの例では、方法８００はまた、任意選択で、ブロック８０８で識別された１つ以上のスキャン（光検出器の飽和回復期間中に取得された１つ以上のスキャン）のＦＯＤ検出閾値を調整することを含み得る。例えば、図７に戻って参照すると、点群７００の領域７０２に関連付けられた１つ以上のスキャンについて、ＦＯＤ検出閾値を増加させることができる（例えば、５センチメートルから１０センチメートル、または任意の他の元のおよび調整されたＦＯＤ検出閾値）。このようにして、例えば、領域７０２の点群７００によって表される道路の見かけの隆起」は、道路の実際の隆起ではなく、むしろ飽和回復期間中の光検出器の劣化した測定精度によって引き起こされたアーティファクトである可能性が高いため、生成された３Ｄ表現から除去または除外することができる。

いくつかの例では、方法８００は、方法４００のブロック４０８および方法６００のブロック６０８での議論に沿って、光検出器の飽和回復期間の開始を検出することを含み得る。これらの例では、方法８００のシステムは、ＦＯＤ検出に関連するシステムの１つ以上の動作を調整することができる。

第１の例では、方法８００は、飽和回復期間の開始を検出することに応答して、ＦＯＤ検出閾値を調整することを含み得る。例えば、ＬＩＤＡＲデバイスのコントローラ（例えば、システム１００のコントローラ１００）は、上記の議論に沿って、複数のスキャン（例えば、図５に示されるスキャン５０２および５０４）の最大強度測定値を比較することによって、飽和回復期間の開始を検出することができる。次に、コントローラ１０４は、ＬＩＤＡＲデバイスからのデータを使用してＦＯＶの３Ｄ表現を生成するコンピュータシステム（例えば、車両３００のコンピュータシステム３１０）に信号を送信することができる。信号の受信に応答して、コンピュータシステムは、光検出器が飽和回復期間（例えば、スキャン５０４および１つ以上の他の後続のスキャン）にある間に受信された、検出された光パルスに使用されるＦＯＤ検出閾値を調整することができる。

いくつかのシナリオでは、ＦＯＤ検出閾値を調整すると、ＦＯＤ誤検出を低減することを容易にすることができる。例えば、図７に戻って参照すると、点群７００の一部分７０２は、車両のホイールの下の地面に「隆起」が存在することを示し得る。しかしながら、このシナリオでは、「隆起」は（地面上の実際の物体ではなく）点群データの歪みに対応している可能性がある。例えば、「隆起」歪みは、飽和回復期間中に検出された光パルスの飛行時間計算のエラーに関連している可能性がある。したがって、上記の例を続けると、コンピュータシステムは、調整されたＦＯＤ検出閾値を使用して、地面の「隆起」がＦＯＤとして識別されることを除外することができる。

第２の例では、方法８００は、飽和回復期間の開始の所与の時間に基づいて、飽和回復期間中に発生するブロック８０８での１つ以上のスキャンを識別することを含み得る。例えば、図５に戻って参照すると、方法８００のシステムは、連続するスキャン５０２および５０４の最大光強度値の差が差閾値を超過することに起因して、飽和回復期間の開始の所与の時間がスキャン５０４の所与の時間であると判定することができる。次に、システムは、ブロック８０８で識別された１つ以上のスキャンとして、スキャン５０４の所与の時間の後の閾値期間内に発生するスキャン５０４および１つ以上の後続のスキャンを選択することができる。さらに、例えば、システムは、識別された１つ以上のスキャンに関連付けられる任意のＦＯＤ検出を、検出器飽和イベントに関連する潜在的に誤ったＦＯＤ検出として除外する（または１つ以上のスキャンに使用されるＦＯＤ検出閾値を調整する）ことができる。

第３の例では、方法８００は、角度範囲の連続スキャンによって示される見かけの地面の高さの差に基づいて、さらに飽和回復期間の開始を検出することに基づいて、ＦＯＤを検出することを含み得る。例えば、図７に戻って参照すると、地面の高さが比較的急激に増加すると（すなわち、点群７００の一部分７０２内の道路の隆起の始まり）、ＦＯＤの検出がトリガされ得る。しかしながら、この場合、地面の高さのその比較的急激な増加の検出の時間が飽和回復期間の開始の所与の時間と同時に起こる場合、方法８００のシステムは、それおよび／または飽和回復期間の開始からの所定数のスキャン（例えば、スキャン５０４および１つ以上の後続のスキャン）に関連付けられる１つ以上の後続のＦＯＤ検出を潜在的に誤ったＦＯＤ検出として除外することができる。さらに、この場合、システムは、所定数のスキャンの後に発生する１つ以上の他のＦＯＤ検出を、潜在的に真のＦＯＤ検出として識別することができる。例えば、飽和回復期間の後期の部分中で発生するＦＯＤ検出は、潜在的に真のＦＯＤ検出として依然として識別することができる（例えば、飽和回復期間の後期の部分中の連続スキャンによって示されるそれぞれの見かけの地面の高さの差が差閾値を超過する場合）。例えば、このプロセスを通じて、システムは、飽和回復期間中にスキャンされた場合でも、ＦＯＤ（例えば、地面上の丸太など）を検出することができる。

第４の例では、方法８００は、第１のスキャンまたは第２のスキャンのうちの１つに基づいて、飽和回復期間中にＦＯＤを検出することを含み得る。例えば、方法８００のシステムは、飽和回復期間中に、角度範囲の単一のスキャン（例えば、点群内の点の単一の垂直線など）に基づいて、道路の「隆起」の存在を検出しようと試みることができる。このようにして、システムは、飽和回復期間に関連付けられる距離オフセットエラーの影響を軽減することができる。例えば、単一のスキャンによって示される隣接するデータポイントは、（同じ角度範囲の２つの完全なスキャン中に同じ隆起が２回スキャンされるより長い期間と比較して）比較的短い期間内に光検出器によって検出される一連の連続的な光パルスに基づき得る。

ＩＶ．結論
図に示されている特定の配置は、限定と見なされるべきではない。他の実装形態は、所与の図に示される各要素を多かれ少なかれ含み得ることを理解されたい。さらに、例解される要素のうちのいくつかは、組み合わされ、または省略され得る。なおさらには、例示的な実装形態は、図に例解されていない要素を含み得る。追加的に、様々な態様および実装形態が本明細書において開示されているが、他の態様および実装形態は、当業者には明らかであろう。本明細書において開示される様々な態様および実装形態は、例解を目的とするものであり、限定することを意図するものではなく、真の範囲および趣旨は、以下の特許請求の範囲により示される。本明細書において提示される主題の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実装形態が、利用され得、他の変更が、行われ得る。本明細書に概して記載され、図面に例解される本開示の態様は、多種多様な異なる構成で配置され、置き換えられ、組み合わされ、分離され、および設計され得ることが、容易に理解される。

本明細書は、条項１～２０の形式で表される次の主題を含む。１．光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスの視野（ＦＯＶ）内の角度範囲を繰り返しスキャンすることと、角度範囲のスキャンごとに、複数の連続的な検出期間中にＬＩＤＡＲデバイスの光検出器で捕捉された複数の光パルスを検出することであって、光検出器は、スキャンの複数の連続的な検出期間の各々の間、角度範囲内の異なる角度からの光を捕捉するように構成されている、検出することと、光検出器を使用して取得された角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することと、比較に基づいて、第１のスキャンまたは第２のスキャン中の光検出器の飽和回復期間の開始を検出することと、を含む、方法。２．ＬＩＤＡＲデバイスからＦＯＶに向かって１つ以上の光パルスを放出することをさらに含み、検出された複数の光パルスは、ＦＯＶからＬＩＤＡＲデバイスに反射されて戻る１つ以上の放出された光パルスの反射部分を含む、条項１に記載の方法。３．光検出器の飽和回復期間中に取得された角度範囲の１つ以上のスキャンを識別することをさらに含む、条項１または２に記載の方法。４．第１のスキャンを第２のスキャンと比較することは、第１のスキャン中に検出された第１の光パルスについての光検出器からの第１の出力によって示される第１の光強度測定値を、第２のスキャン中に検出された第２の光パルスについての光検出器からの第２の出力によって示される第２の光強度測定値と比較することを含む、条項１～３のいずれか一条項に記載の方法。５．第１の光強度測定値を第２の光強度測定値と比較することは、第１の光強度測定値および第２の光強度測定値のそれぞれの最大値を比較することを含む、条項４に記載の方法。６．飽和回復期間の開始を検出することは、閾値差を超過するそれぞれの最大値の差に基づいている、条項５に記載の方法。７．検出された複数の光パルスのうちの検出された光パルスについての光検出器からの出力によって示される光強度測定値に少なくとも基づいて、ＬＩＤＡＲデバイスからＦＯＶに向かって放出され、検出された光パルスとして、ＦＯＶからＬＩＤＡＲデバイスに向かって少なくとも部分的に反射されて戻る、放出された光パルスの飛行時間を判定することをさらに含む、条項１～６のいずれか一条項に記載の方法。８．検出された光パルスが、飽和回復期間中に光検出器で検出されたかどうかを判定することをさらに含み、飛行時間を判定することは、検出された光パルスが飽和回復期間中に検出されたかどうかの判定にさらに基づいている、条項７に記載の方法。９．ＬＩＤＡＲデバイスのＦＯＶ内の異物破片（ＦＯＤ）を、ＬＩＤＡＲデバイスからのデータによって示されるＦＯＤの少なくとも見かけのサイズがＦＯＤ検出閾値未満であることに基づいて検出することをさらに含む、条項１～８のいずれか一条項に記載の方法。１０．検出された複数の光パルスについての光検出器からの出力によって示される少なくとも光強度測定値に基づいて、ＦＯＶの三次元（３Ｄ）表現を生成することと、ＦＯＶの生成された３Ｄ表現からＦＯＤを除外することと、をさらに含む、条項９に記載の方法。１１．飽和回復期間の開始を検出することに応答して、光検出器の飽和回復期間中に取得された角度範囲の１つ以上のスキャンのＦＯＤ検出閾値を調整することをさらに含む、条項９または１０に記載の方法。１２．光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスであって、光検出器と、視野（ＦＯＶ）からＬＩＤＡＲデバイスによって受信された光を光検出器上に向けるように構成された１つ以上の光学素子と、ＦＯＶ内の角度範囲にわたって光検出器を繰り返しスキャンすることと、角度範囲のスキャンごとに、複数の検出期間中に光検出器で捕捉された複数の光パルスを検出することであって、光検出器は、スキャンの複数の検出期間の各々の間、角度範囲内の異なる角度からの光を捕捉するように構成されている、検出することと、光検出器を使用して取得された角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することと、比較に基づいて、光検出器の飽和回復期間の開始を検出することと、を含む動作をＬＩＤＡＲデバイスに実行させるように構成されたコントローラと、を含む、ＬＩＤＡＲデバイス。１３．ＦＯＶに向かって１つ以上の光パルスを放出するように構成された光エミッタをさらに含み、検出された複数の光パルスは、ＦＯＶからＬＩＤＡＲデバイスに向かって反射されて戻る１つ以上の放出された光パルスの反射部分に対応する、条項１２に記載のＬＩＤＡＲデバイス。１４．１つ以上の光学素子は、回転ミラーを含み、回転ミラーは、異なる角度からＬＩＤＡＲデバイスによって受信された光を、回転ミラーの対応する回転位置に基づいて光検出器に向けるように構成されている、条項１２または１３に記載のＬＩＤＡＲデバイス。１５．光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスから、視野（ＦＯＶ）内の角度範囲の複数のスキャンの指示を受信することであって、ＬＩＤＡＲデバイスは、ＬＩＤＡＲデバイスの光検出器を使用して角度範囲を繰り返しスキャンするように構成されている、受信することと、角度範囲のスキャンごとに、角度範囲内の異なる角度で受信された複数の光パルスを識別することであって、複数の光パルスは、スキャンの異なる検出期間中に光検出器で捕捉される、識別することと、光検出器を使用して取得された角度範囲の第１のスキャンを、第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することと、比較に基づいて、光検出器の飽和回復期間中に取得された複数のスキャンのうちの１つ以上のスキャンを識別することと、を含む、方法。１６．第１のスキャンを第２のスキャンと比較することは、第１のスキャン中に検出された第１の光パルスについての光検出器からの第１の出力によって示される第１の光強度測定値を、第２のスキャン中に検出された第２の光パルスについての光検出器からの第２の出力によって示される第２の光強度測定値と比較することを含む、条項１５に記載の方法。１７．第１の光強度測定値を第２の光強度測定値と比較することは、第１の光強度測定値および第２の光強度測定値のそれぞれの最大値を比較することを含む、条項１６に記載の方法。１８．ＬＩＤＡＲデバイスのＦＯＶ内の異物破片（ＦＯＤ）を、ＬＩＤＡＲデバイスからのデータによって示されるＦＯＤの少なくとも見かけのサイズがＦＯＤ検出閾値未満であることに基づいて検出することをさらに含む、条項１５～１７のいずれか一条項に記載の方法。１９．検出された複数の光パルスについての光検出器からの出力によって示される少なくとも光強度測定値に基づいて、ＦＯＶの三次元（３Ｄ）表現を生成することと、ＦＯＶの生成された３Ｄ表現からＦＯＤを除外することと、をさらに含む、条項１８に記載の方法。２０．光検出器の飽和回復期間中に取得された角度範囲の識別された１つ以上のスキャンのＦＯＤ検出閾値を調整することをさらに含む、条項１８または１９に記載の方法。

Claims (20)

1. 光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスの視野（ＦＯＶ）内の角度範囲を繰り返しスキャンすることと、
   前記角度範囲のスキャンごとに、複数の連続的な検出期間中に前記ＬＩＤＡＲデバイスの光検出器で捕捉された複数の光パルスを検出することであって、前記光検出器は、前記スキャンの前記複数の連続的な検出期間の各々の間、前記角度範囲内の異なる角度からの光を捕捉するように構成されている、検出することと、
   前記光検出器を使用して取得された前記角度範囲の第１のスキャンを、前記第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することと、
   前記比較に基づいて、前記第１のスキャンまたは前記第２のスキャン中の前記光検出器の飽和回復期間の開始を検出することと、を含む、方法。
2. 前記ＬＩＤＡＲデバイスから前記ＦＯＶに向かって１つ以上の光パルスを放出することをさらに含み、前記検出された複数の光パルスは、前記ＦＯＶから前記ＬＩＤＡＲデバイスに反射されて戻る前記１つ以上の放出された光パルスの反射部分を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記光検出器の前記飽和回復期間中に取得された前記角度範囲の１つ以上のスキャンを識別することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１のスキャンを前記第２のスキャンと比較することは、前記第１のスキャン中に検出された第１の光パルスについての前記光検出器からの第１の出力によって示される第１の光強度測定値を、前記第２のスキャン中に検出された第２の光パルスについての前記光検出器からの第２の出力によって示される第２の光強度測定値と比較することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の光強度測定値を前記第２の光強度測定値と比較することは、前記第１の光強度測定値および前記第２の光強度測定値のそれぞれの最大値を比較することを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記飽和回復期間の開始を検出することは、閾値差を超過する前記それぞれの最大値の差に基づく、請求項５に記載の方法。
7. 前記検出された複数の光パルスのうちの検出された光パルスについての前記光検出器からの出力によって示される光強度測定値に少なくとも基づいて、前記ＬＩＤＡＲデバイスから前記ＦＯＶに向かって放出され、前記検出された光パルスとして、前記ＦＯＶから前記ＬＩＤＡＲデバイスに向かって少なくとも部分的に反射されて戻る、放出された光パルスの飛行時間を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記検出された光パルスが、前記飽和回復期間中に前記光検出器で検出されたかどうかを判定することをさらに含み、前記飛行時間を判定することは、前記検出された光パルスが、前記飽和回復期間中に検出されたかどうかの前記判定にさらに基づく、請求項７に記載の方法。
9. 前記ＬＩＤＡＲデバイスの前記ＦＯＶ内の異物破片（ＦＯＤ）を、前記ＬＩＤＡＲデバイスからのデータによって示される前記ＦＯＤの少なくとも見かけのサイズがＦＯＤ検出閾値未満であることに基づいて検出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記検出された複数の光パルスについての前記光検出器からの出力によって示される少なくとも光強度測定値に基づいて、前記ＦＯＶの三次元（３Ｄ）表現を生成することと、
    前記ＦＯＶの前記生成された３Ｄ表現から前記ＦＯＤを除外することと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記飽和回復期間の前記開始を検出することに応答して、前記光検出器の前記飽和回復期間中に取得された前記角度範囲の１つ以上のスキャンの前記ＦＯＤ検出閾値を調整することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
12. 光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスであって、
    光検出器と、
    視野（ＦＯＶ）から前記ＬＩＤＡＲデバイスによって受信された光を前記光検出器上に向けるように構成された１つ以上の光学素子と、
    前記ＬＩＤＡＲデバイスに、
    前記ＦＯＶ内の角度範囲にわたって前記光検出器を繰り返しスキャンすることと、
    前記角度範囲のスキャンごとに、複数の検出期間中に前記光検出器で捕捉された複数の光パルスを検出することであって、前記光検出器は、前記スキャンの前記複数の検出期間の各々の間、前記角度範囲内の異なる角度からの光を捕捉するように構成されている、検出することと、
    前記光検出器を使用して取得された前記角度範囲の第１のスキャンを、前記第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することと、
    前記比較に基づいて、前記光検出器の飽和回復期間の開始を検出することと、を含む動作を実行させるように構成されたコントローラと、を含む、ＬＩＤＡＲデバイス。
13. 前記ＦＯＶに向かって１つ以上の光パルスを放出するように構成された光エミッタをさらに含み、前記検出された複数の光パルスは、前記ＦＯＶから前記ＬＩＤＡＲデバイスに向かって反射されて戻る前記１つ以上の放出された光パルスの反射部分に対応する、請求項１２に記載のＬＩＤＡＲデバイス。
14. 前記１つ以上の光学素子は、
    回転ミラーを含み、前記回転ミラーは、異なる角度から前記ＬＩＤＡＲデバイスによって受信された前記光を、前記回転ミラーの対応する回転位置に基づいて前記光検出器に向けるように構成されている、請求項１２に記載のＬＩＤＡＲデバイス。
15. 光検出測距（ＬＩＤＡＲ）デバイスから、視野（ＦＯＶ）内の角度範囲の複数のスキャンの指示を受信することであって、前記ＬＩＤＡＲデバイスは、前記ＬＩＤＡＲデバイスの光検出器を使用して前記角度範囲を繰り返しスキャンするように構成されている、受信することと、
    前記角度範囲のスキャンごとに、前記角度範囲内の異なる角度で受信された複数の光パルスを識別することであって、前記複数の光パルスは、前記スキャンの異なる検出期間中に前記光検出器で捕捉される、識別することと、
    前記光検出器を使用して取得された前記角度範囲の第１のスキャンを、前記第１のスキャンの後続の第２のスキャンと比較することと、
    前記比較に基づいて、前記光検出器の飽和回復期間中に取得された前記複数のスキャンのうちの１つ以上のスキャンを識別することと、を含む、方法。
16. 前記第１のスキャンを前記第２のスキャンと比較することは、前記第１のスキャン中に検出された第１の光パルスについての前記光検出器からの第１の出力によって示される第１の光強度測定値を、前記第２のスキャン中に検出された第２の光パルスについての前記光検出器からの第２の出力によって示される第２の光強度測定値と比較することを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記第１の光強度測定値を前記第２の光強度測定値と比較することは、前記第１の光強度測定値および前記第２の光強度測定値のそれぞれの最大値を比較することを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記ＬＩＤＡＲデバイスの前記ＦＯＶ内の異物破片（ＦＯＤ）を、前記ＬＩＤＡＲデバイスからのデータによって示される前記ＦＯＤの少なくとも見かけのサイズがＦＯＤ検出閾値未満であることに基づいて検出することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
19. 前記検出された複数の光パルスについての前記光検出器からの出力によって示される少なくとも光強度測定値に基づいて、前記ＦＯＶの三次元（３Ｄ）表現を生成することと、
    前記ＦＯＶの前記生成された３Ｄ表現から前記ＦＯＤを除外することと、をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記光検出器の前記飽和回復期間中に取得された前記角度範囲の前記識別された１つ以上のスキャンの前記ＦＯＤ検出閾値を調整することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
    

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