JP7281214B2 - ライダシステムを2次元的に走査するための方法 - Google Patents
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Description
[0001]本出願は、2018年5月4日に提出された「ライダシステムを2次元的に走査するための方法および装置」と題する米国通常特許出願第15/971,548号明細書、および2017年10月19日に提出された「3次元システムを走査しかつ動作させるための方法」と題する米国暫定特許出願第62/574,549号明細書の出願の利益を主張するものであり、上記出願の内容は、参照によりその全体が開示に含まれる。
ここで、hは、所定の方向に沿ったレーザ源110aの走査範囲であり、fは、射出レンズ130の焦点距離である。所与の走査範囲hに対しては、焦点距離が短いほどAFOVが広くなる。所与の焦点距離fに対しては、走査範囲が大きいほどAFOVが広くなる。実施形態によっては、ライダセンサ100は、射出レンズ130の後焦点面にアレイとして配置される複数のレーザ源を含んでもよく、よって、個々のレーザ源の走査範囲を比較的小さく保ちながら、より大きい総AFOVが達成されてもよい。したがって、ライダセンサ100は、受光レンズ140の焦点面にアレイとして配置される複数の光検出器を含んでもよく、各光検出器は、それぞれのレーザ源と共役である。たとえば、ライダセンサ100は、図1に示すように、第2のレーザ源110bと、第2の光検出器160bとを含んでもよい。他の実施形態では、ライダセンサ100は、4つのレーザ源および4つの光検出器、または8つのレーザ源および8つの光検出器を含んでもよい。ある実施形態において、ライダセンサ100は、4x2アレイとして配置される8つのレーザ源と、4x2アレイとして配置される8つの光検出器とを含んでもよく、よって、ライダセンサ100は、水平方向に、垂直方向におけるそのAFOVより広いAFOVを有してもよい。様々な実施形態によれば、ライダセンサ100の総AFOVは、射出レンズの焦点距離、各レーザ源の走査範囲およびレーザ源の数に依存して、約5度~約15度、または約15度~約45度、または約45度~約90度の範囲であってもよい。
θ=1.22λ/D
ここで、λは、レーザパルスの波長であり、Dは、レンズ開口の直径である。角度分解能は、レーザ源110aの射出領域の大きさ、およびレンズ130および140の収差にも依存し得る。様々な実施形態によれば、ライダセンサ100の角度分解能は、レンズの種類に応じて約1mrad~約20mrad(約0.05度~1.0度)の範囲であってもよい。
x=Asin(at+δ),y=Bsin(bt)
のグラフであり、ここで、aおよびbは、それぞれx方向(たとえば、水平方向)およびy方向(たとえば、垂直方向)の周波数であり、tは、時間であり、δは、位相差である。
Claims (6)
- ライダシステムを用いる3次元画像化方法であって、前記方法は、
前記ライダシステムを第1の周波数で第1の方向に、かつ、第2の周波数で前記第1の方向に直交する第2の方向に走査することであって、前記ライダシステムは、1つ以上のレーザ源および1つ以上の検出器を備える電気光学アセンブリを含み、前記検出器の各々は前記レーザ源の各々に対応し、前記第1の方向および前記第2の方向における前記ライダシステムの走査は、前記レーザ源の各々により、それぞれのサブ視野にわたって射出されるレーザビームを走査し、前記第2の周波数は、前記レーザ源の各々の軌跡がリサージュパターンに従うように前記第1の周波数とは異なり、前記ライダシステムの前記走査が、前記ライダシステムの光軸に略垂直な平面内で、前記電気光学アセンブリを前記第1の方向及び前記第2の方向に平行移動させることを含み、前記1つ以上のレーザ源および前記1つ以上の検出器が前記電気光学アセンブリに固定されている、ことと、
前記ライダシステムが前記第1の方向および前記第2の方向に走査されるときに、前記1つ以上のレーザ源の各々を用いて、複数のレーザパルスを射出することと、
前記1つ以上の検出器の各々を用いて、1つ以上のオブジェクトから反射される前記複数のレーザパルスのうちの各々のレーザパルスの一部分を検出することと、
プロセッサを用いて、前記レーザパルスの各々の射出から検出までの飛行時間を決定し、前記レーザ源の各々からの前記複数のレーザパルスの前記飛行時間に基づいて前記1つ以上のオブジェクトの点クラウドを取得することと
を含む、ライダシステムを用いる3次元画像化方法。 - 前記第2の周波数と前記第1の周波数との間の差に等しいフレームレートで前記点クラウドを出力することをさらに含み、それにより、前記レーザ源の各々の前記軌跡が、各フレームにおいて完全なリサージュ走査パターンを完成させる、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の周波数と前記第1の周波数との間の差の1/2に等しいフレームレートで前記点クラウドを出力することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- フレームレートで前記点クラウドを出力することをさらに含み、前記第2の周波数と前記第1の周波数との間の差は、前記フレームレートの倍数に等しい、請求項1に記載の方法。
- 前記電気光学アセンブリは、屈曲アセンブリを介して固定枠に柔軟に結合され、前記電気光学アセンブリを平行移動させることは、前記屈曲アセンブリを介して行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記屈曲アセンブリは、前記第1の方向において第1の共振周波数を有し、前記第2の方向において第2の共振周波数を有し、
前記第1の周波数は、前記第1の共振周波数に実質的に等しく、前記第2の周波数は、前記第2の共振周波数に実質的に等しい、請求項5に記載の方法。
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