JP7284979B2 - 位置決めシステムおよび関連方法 - Google Patents
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Description
本願は、2015年12月23日に出願された米国仮出願第62/387,387号に対する優先権を主張するものであり、該米国仮出願は、その全体が参照により本明細書中に援用される。また、本願は、2016年5月23日に出願された米国特許出願第15/162,329号の継続出願であり、これは、2015年5月21日に出願された米国仮出願第62/164,696号に対する優先権を主張するものである。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
(項目1)
オブジェクトの位置決めパラメータを判定するための方法であって、
前記オブジェクトからベースバンド信号の第1の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップであって、前記複数の推定値はそれぞれ、前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応し、前記第1の周波数ドメイン振幅は、前記ベースバンド信号の時間周波数に対応する、ステップと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記第1の周波数ドメイン振幅に基づいて前記位置決めパラメータを判定するステップと、
を含む、方法。
(項目2)
前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するステップは、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化するステップであって、前記複数のビンはそれぞれ、前記複数の推定値のうちの最大値と前記複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、ステップと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビンのうちの1つの内側の推定値として、前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記複数のビンは、(i)個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第1の複数の間隔に対応する、第1の複数のビンと、(ii)第2の複数のビンであって、第2の複数の間隔のそれぞれの中心が、前記第1の複数の間隔のうちの1つの縁に対応するように、前記第1の複数の間隔に対して偏移される第2の複数の間隔に対応する、第2の複数のビンとを含む、項目2に記載の方法。
(項目4)
複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理するステップをさらに含む、項目3に記載の方法。
(項目5)
前記オブジェクトから光学信号の第1の部分を検出するステップであって、前記光学信号は、前記時間周波数において変調される、ステップと、
空間次元xのx範囲内で厳密に単調な透過率T2(x)を有する、低速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第2の部分を検出するステップと、
前記x範囲内のxの1つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する高速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第3の部分を検出するステップと、
前記検出された第1の部分、前記検出された第2の部分、および前記検出された第3の部分のうちの1つを復調し、前記ベースバンド信号を生じるステップと、
をさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目6)
前記検出された第1の部分、前記検出された第2の部分、および前記検出された第3の部分のうちの前記1つは、前記検出された第1の部分であり、
前記検出された第2の部分を復調し、第2のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第2のベースバンド信号の複数の第2の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第2の周波数ドメイン振幅の第2の複数の推定値を生成するステップと、
前記第2の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第2の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記検出された第3の部分を復調し、第3のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第3のベースバンド信号の複数の第3の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第3の周波数ドメイン振幅の第3の複数の推定値を生成するステップと、
前記第3の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第3の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
をさらに含む、項目5に記載の方法。
(項目7)
前記x範囲内で、前記第1の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第2の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の場所に対応する、粗い推定場所x2を判定するステップと、
前記x範囲内で、前記第1の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第3の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の場所に対応する、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定するステップと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記空間次元xと垂直であり、前記低速変動光学マスクおよび前記高速変動光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度として、前記精緻化された推定場所に基づいて前記位置決めパラメータを判定するステップと、
をさらに含む、項目6に記載の方法。
(項目8)
オブジェクトの位置決めパラメータを判定するための位置決めシステムであって、
非一過性のコンピュータ可読命令を記憶し、時間周波数成分と、対応する第1の周波数ドメイン振幅とを有する、前記オブジェクトからのベースバンド信号を記憶するように構成される、メモリと、
マイクロプロセッサであって、前記命令を実行すると、
前記第1の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップであって、前記複数の推定値はそれぞれ、前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応する、ステップと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記第1の周波数ドメイン振幅に基づいて前記位置決めパラメータを判定するステップと、
を行うように適合される、マイクロプロセッサと、
を備える、位置決めシステム。
(項目9)
前記マイクロプロセッサはさらに、前記命令を実行すると、前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するときに、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化するステップであって、前記複数のビンはそれぞれ、前記複数の推定値のうちの最大値と前記複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、ステップと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビン内の推定値として、前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を行うように適合される、
項目8に記載の位置決めシステム。
(項目10)
前記複数のビンは、(i)個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第1の複数の間隔に対応する、第1の複数のビンと、(ii)第2の複数のビンであって、第2の複数の間隔のそれぞれの中心が、前記第1の複数の間隔のうちの1つの縁に対応するように、前記第1の複数の間隔に対して偏移される第2の複数の間隔に対応する、第2の複数のビンとを含む、項目9に記載の位置決めシステム。
(項目11)
前記マイクロプロセッサはさらに、前記命令を実行すると、複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理するように適合される、項目9に記載の位置決めシステム。
(項目12)
第1のチャネル、第2のチャネル、および第3のチャネルを含む、受信機をさらに備え、
前記第1のチャネルは、(i)前記オブジェクトから光学信号の第1の部分を受信するための第1のレンズと、(ii)前記受信された第1の部分を、前記第1の周波数ドメイン振幅を有する第1の電気信号に変換するための第1の光検出器であって、前記光学信号は、前記時間周波数において変調される、第1の光検出器とを含み、
前記第2のチャネルは、(i)空間次元xのx範囲内で厳密に単調な透過率T2(x)を有する、低速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第2の部分を指向するための第2のレンズと、(ii)前記低速変動光学マスクを通して透過される前記第2の部分を第2の電気信号に変換するための第2の光検出器とを含み、
前記第3のチャネルは、(i)前記x範囲内のxの1つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する、高速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第3の部分を指向するための第3のレンズと、(ii)前記高速変動光学マスクを通して透過される前記第3の部分を第3の電気信号に変換するための第3の光検出器とを含み、
前記マイクロプロセッサはさらに、(i)それぞれ、前記第2および第3の電気信号から第2および第3の周波数ドメイン振幅を判定し、(ii)前記第1、第2、および第3の周波数ドメイン振幅を比較することによって、前記オブジェクトの位置決めパラメータを判定するように構成される、
項目8に記載の位置決めシステム。
(項目13)
前記マイクロプロセッサはさらに、
前記第2の部分を復調し、第2のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第2のベースバンド信号の個別の複数の第2の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第2の周波数ドメイン振幅の第2の複数の推定値を生成するステップと、
前記第2の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第2の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記第3の部分を復調し、第3のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第3のベースバンド信号の複数の第3の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第3の周波数ドメイン振幅の第3の複数の推定値を生成するステップと、
前記第3の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第3の周波数ドメイン振幅を判定するステップと
を行うように構成される、項目12に記載の位置決めシステム。
(項目14)
前記マイクロプロセッサはさらに、
前記x範囲内で、前記第1の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第2の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の位置に対応する、粗い推定場所x2を判定するステップと、
前記x範囲内で、前記周波数ドメイン振幅によって除算された前記第3の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の位置に対応する、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定するステップと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記空間次元xと垂直であり、前記低速変動光学マスクおよび前記高速変動光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度として、前記精緻化された推定場所に基づいて前記位置決めパラメータを判定するステップと、
によって、前記位置決めパラメータを判定するように構成される、
項目12に記載の位置決めシステム。
(項目15)
オブジェクトの位置決めパラメータを判定するための位置決めシステムであって、
第1のチャネル、第2のチャネル、および第3のチャネルを含む、受信機であって、
前記第1のチャネルは、(i)前記オブジェクトから光学信号の第1の部分を受信するための第1のレンズと、(ii)前記受信された第1の部分を第1の電気信号に変換するための第1の光検出器とを含み、
前記第2のチャネルは、(i)空間次元xのx範囲内で厳密に単調な透過率T2(x)を有する、低速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第2の部分を指向するための第2のレンズと、(ii)前記低速変動光学マスクを通して透過される前記第2の部分を第2の電気信号に変換するための第2の光検出器とを含み、
前記第3のチャネルは、(i)前記x範囲内のxの1つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する、高速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第3の部分を指向するための第3のレンズと、(ii)前記高速変動光学マスクを通して透過される前記第3の部分を第3の電気信号に変換するための第3の光検出器とを含む、受信機と、
信号プロセッサであって、(i)それぞれ、前記第1、第2、および第3の電気信号から第1、第2、および第3の信号振幅を判定し、(ii)前記第1、第2、および第3の信号振幅を比較することによって、前記位置決めパラメータを判定するように構成される、信号プロセッサと、
を備える、位置決めシステム。
(項目16)
前記光学信号は、変調周波数を有する、変調された光学信号であり、前記第1、第2、および第3の信号振幅は、前記第1、第2、および第3の電気信号の前記変調周波数に対応する、個別の第1、第2、および第3の周波数ドメイン振幅である、項目15に記載の位置決めシステム。
(項目17)
前記第1、第2、および第3のチャネルはそれぞれ、両方の他のチャネルの視野に重複する個別の視野を有する、項目15に記載の位置決めシステム。
(項目18)
前記第1の光検出器と前記第1のレンズとの間にあり、前記低速変動光学マスクの最大透過率および前記高速変動光学マスクの最大透過率に等しい、またはそれを超える、一様な透過率を有する、一様な光学マスクをさらに備える、項目15に記載の位置決めシステム。
(項目19)
前記信号プロセッサは、
前記x範囲内で、前記第1の信号振幅によって除算された前記第2の信号振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の位置に対応する、粗い推定場所x2を判定するステップと、
前記x範囲内で、前記第1の信号振幅によって除算された前記第3の信号振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の位置に対応する、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定するステップと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元xと垂直であり、前記マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度を判定するステップと、
によって、前記位置決めパラメータを判定するように構成される、
項目15に記載の位置決めシステム。
(項目20)
(i)前記光学信号を発するステップおよび(ii)前記光学信号を反射するステップのうちの少なくとも1つのためのエミッタをさらに備え、前記エミッタは、(a)前記オブジェクトの上、または(b)前記受信機に近接してのいずれかで位置し、少なくとも前記オブジェクト上に搭載される反射体に向かって前記光学信号を指向するように構成される、項目15に記載の位置決めシステム。
(項目21)
前記光学信号は、0.40マイクロメートル~2.0マイクロメートルの自由空間波長を有する、項目15に記載の位置決めシステム。
(項目22)
前記空間的に変動する透過率T3(x)は、xの周期関数である、項目15に記載の位置決めシステム。
(項目23)
前記低速変動マスクの一部および前記高速変動マスクの一部は、前記x次元と垂直な線に沿って同一線上にある、項目15に記載の位置決めシステム。
(項目24)
前記低速変動光学マスクは、空間次元x内の前記x範囲に跨がり、空間次元xに直交する空間次元y内の第1のy範囲に跨がり、透過率T2(x)は、yから独立し、
前記高速変動光学マスクは、空間次元x内の前記x範囲に跨がり、空間次元y内の第2のy範囲に跨がり、透過率T3(x)は、yから独立している、
項目15に記載の位置決めシステム。
(項目25)
空間的に変動する透過率T3(x)は、周期Λxを有する周期関数であり、前記受信機はさらに、
(i)空間的に変動する透過率T4(x)=T3(x+Δx)、Δx≦0.5Λxを有する、第2の高速変動光学マスクに向かう前記光学信号の第4の部分を受信するための第4のレンズと、(ii)前記第2の高速変動光学マスクを通して透過される前記第4の部分を第4の電気信号に変換するための第4の光検出器とを含む、第4のチャネルを含み、
前記信号プロセッサはさらに、(i)前記第4の電気信号から第4の信号振幅を判定し、(ii)前記第1、第2、第3、および第4の信号振幅を比較することによって、前記位置決めパラメータを判定するように構成される、項目15に記載の位置決めシステム。
(項目26)
オブジェクトの位置決めパラメータを判定するための方法であって、
前記オブジェクトから光学信号の第1の部分を検出するステップと、
前記検出された第1の部分の第1の信号振幅を判定するステップと、
空間次元xのx範囲内で、厳密に単調な透過率T2(x)を有する低速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第2の部分を検出するステップと、
前記低速変動光学マスクを通して透過される、前記第2の部分の第2の信号振幅を判定するステップと、
前記x範囲内のxの1つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する、高速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第3の部分を検出するステップと、
前記高速変動光学マスクを通して透過される、前記第3の部分の第3の信号振幅を判定するステップと、
前記x範囲内で、前記第1の信号振幅によって除算された前記第2の信号振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の場所に対応する、粗い推定場所x2を判定するステップと、
前記x範囲内で、前記第1の信号振幅によって除算された前記第3の信号振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の場所に対応する、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定するステップと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元xと垂直であり、前記マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度を判定するステップと、
を含む、方法。
(項目27)
前記第1の部分を検出するステップは、前記第2の光学マスクの最大透過率に等しい、またはそれを超える、一様な透過率を有する、一様な光学マスクに向かって前記第1の部分を指向するステップを含む、項目26に記載の方法。
(項目28)
前記光学信号は、変調周波数と、対応する周波数ドメイン振幅とを有する、変調された光学信号であり、前記第1、第2、および第3の信号振幅を判定するステップはさらに、
それぞれ、前記第1の部分、前記第2の部分、および前記第3の部分の第1、第2、および第3の周波数ドメイン表現を生成するステップと、
それぞれ、前記第1、第2、および第3の信号振幅として、前記第1、第2、および第3の周波数ドメイン表現の前記周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を含む、項目26に記載の方法。
(項目29)
再配置可能な構成要素と、
光学信号を発するための前記再配置可能な構成要素上のエミッタと、
前記光学信号の第1の部分、第2の部分、および第3の部分を受信するように構成される受信機であって、前記第1、第2、および第3の部分は、空間的に明確に異なるおよび時間的に明確に異なるのうちの少なくとも1つである、受信機と、
前記光学信号の前記第1の部分、第2の部分、および第3の部分に基づいて、前記受信機に通信可能に結合される伝送機から制御信号を受信するように適合される、コントローラと、
前記制御信号に基づいて前記再配置可能な構成要素を作動させるために、前記コントローラに通信可能に結合され、前記再配置可能な構成要素に機械的に結合される、アクチュエータと、
を備える、再配置可能な機械的構造。
(項目30)
第1のチャネルであって、(i)前記光学信号の第1の部分を受信するための第1のレンズと、(ii)前記受信された第1の部分を第1の電気信号に変換するための第1の光検出器とを含む、第1のチャネルと、
第2のチャネルであって、(i)空間次元xのx範囲内で厳密に単調な透過率T2(x)を有する、低速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第2の部分を指向するための第2のレンズと、(ii)前記低速変動光学マスクを通して透過される前記第2の部分を第2の電気信号に変換するための第2の光検出器とを含む、第2のチャネルと、
第3のチャネルであって、(i)前記x範囲内のxの1つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する、高速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第3の部分を指向するための第3のレンズと、(ii)前記高速変動光学マスクを通して透過される前記第3の部分を第3の電気信号に変換するための第3の光検出器とを含む、第3のチャネルと、
を含む、前記受信機
をさらに備える、項目29に記載の再配置可能な機械的構造。
(項目31)
(i)それぞれ、前記第1、第2、および第3の電気信号から第1、第2、および第3の信号振幅を判定し、(ii)前記第1、第2、および第3の信号振幅を比較することによって、前記エミッタの位置決めパラメータを判定するように構成される、信号プロセッサをさらに備える、項目30に記載の再配置可能な機械的構造。
(項目32)
前記信号プロセッサは、
前記x範囲内で、前記第1の信号振幅によって除算された前記第2の信号振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の位置に対応する、粗い推定場所x2を判定するステップと、
前記x範囲内で、前記第1の信号振幅によって除算された前記第3の信号振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の位置に対応する、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定するステップと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元xと垂直であり、前記マスクに交差する平面に対する前記再配置可能な構成要素の角度を判定するステップと、
によって、前記位置決めパラメータを判定する、項目31に記載の再配置可能な機械的構造。
(項目33)
前記光学信号は、変調周波数を有する、変調された光学信号であり、前記第1、第2、および第3の信号振幅は、前記第1、第2、および第3の電気信号の前記変調周波数に対応する、個別の第1、第2、および第3の周波数ドメイン振幅である、項目30に記載の再配置可能な機械的構造。
(項目34)
ベースバンド信号の時間周波数に対応する第1の周波数ドメイン振幅を判定するための方法であって、
前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記第1の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を含む、方法。
(項目35)
前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するステップは、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化するステップであって、各ビンは、前記複数の推定値のうちの最大値と前記複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、ステップと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビン内の推定値として、前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を含む、項目34に記載の方法。
(項目36)
前記複数のビンは、(i)個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第1の複数の間隔に対応する、第1の複数のビンと、(ii)第2の複数の間隔のそれぞれの中心が、前記第1の複数の間隔のうちの1つの縁に対応するように、前記第1の複数の間隔に対して偏移される第2の複数の間隔に対応する、第2の複数のビンとを含む、項目35に記載の方法。
(項目37)
複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理するステップをさらに含む、項目36に記載の方法。
(項目38)
オブジェクトから光学信号の第1の部分を検出するステップであって、前記光学信号は、前記時間周波数において変調される、ステップと、
空間次元xのx範囲内で厳密に単調な透過率T2(x)を有する、低速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第2の部分を検出するステップと、
前記x範囲内のxの1つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する高速変動光学マスクを通して透過される、前記光学信号の第3の部分を検出するステップと、
前記検出された第1の部分、前記検出された第2の部分、および前記検出された第3の部分のうちの1つを復調し、前記ベースバンド信号を生じるステップと、
をさらに含む、項目34に記載の方法。
(項目39)
前記検出された第1の部分、前記検出された第2の部分、および前記検出された第3の部分のうちの前記1つは、前記検出された第1の部分であり、
前記検出された第2の部分を復調し、第2のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第2のベースバンド信号の複数の第2の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第2の周波数ドメイン振幅の第2の複数の推定値を生成するステップと、
前記第2の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第2の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記検出された第3の部分を復調し、第3のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第3のベースバンド信号の複数の第3の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第3の周波数ドメイン振幅の第3の複数の推定値を生成するステップと、
前記第3の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第3の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
をさらに含む、項目38に記載の方法。
(項目40)
前記x範囲内で、前記第1の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第2の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の場所に対応する、粗い推定場所x2を判定するステップと、
前記x範囲内で、前記第1の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第3の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の場所に対応する、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定するステップと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元xと垂直であり、前記低速変動光学マスクおよび前記高速変動光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度を判定するステップと、
をさらに含む、項目39に記載の方法。
(項目41)
周波数ドメイン分析器であって、
非一過性のコンピュータ可読命令を記憶し、時間周波数成分と、対応する第1の周波数ドメイン振幅とを有する、ベースバンド信号を記憶するように構成される、メモリと、
マイクロプロセッサであって、前記命令を実行すると、
前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記第1の周波数ドメイン振幅の複数の推定値を生成するステップと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を行うように適合される、マイクロプロセッサと、
を備える、周波数ドメイン分析器。
(項目42)
前記マイクロプロセッサはさらに、前記命令を実行すると、前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するときに、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化するステップであって、各ビンは、前記複数の推定値のうちの最大値と前記複数の推定値のうちの最小値との間の個別の間隔に対応する、ステップと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビン内の推定値として、前記第1の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
を行うように適合される、
項目41に記載の周波数ドメイン分析器。
(項目43)
前記複数のビンは、(i)個別の中心および個別の縁をそれぞれ伴う第1の複数の間隔に対応する、第1の複数のビンと、(ii)第2の複数の間隔のそれぞれの中心が、前記第1の複数の間隔のうちの1つの縁に対応するように、前記第1の複数の間隔に対して偏移される第2の複数の間隔に対応する、第2の複数のビンとを含む、項目42に記載の周波数ドメイン分析器。
(項目44)
前記マイクロプロセッサはさらに、前記命令を実行すると、複数の推定値を生成するステップの前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理するように適合される、項目42に記載の周波数ドメイン分析器。
(項目45)
第1のチャネル、第2のチャネル、および第3のチャネルを含む、受信機をさらに備え、
前記第1のチャネルは、(i)前記オブジェクトから光学信号の第1の部分を受信するための第1のレンズと、(ii)前記受信された第1の部分を、前記第1の周波数ドメイン振幅を有する第1の電気信号に変換するための第1の光検出器であって、前記光学信号は、前記時間周波数において変調される、第1の光検出器とを含み、
前記第2のチャネルは、(i)空間次元xのx範囲内で厳密に単調な透過率T2(x)を有する、低速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第2の部分を指向するための第2のレンズと、(ii)前記低速変動光学マスクを通して透過される前記第2の部分を第2の電気信号に変換するための第2の光検出器とを含み、
前記第3のチャネルは、(i)前記x範囲内のxの1つを上回る値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する、高速変動光学マスクに向かって前記光学信号の第3の部分を指向するための第3のレンズと、(ii)前記高速変動光学マスクを通して透過される前記第3の部分を第3の電気信号に変換するための第3の光検出器とを含み、
前記マイクロプロセッサはさらに、(i)それぞれ、前記第2および第3の電気信号から第2および第3の周波数ドメイン振幅を判定し、(ii)前記第1、第2、および第3の周波数ドメイン振幅を比較することによって、前記オブジェクトの場所パラメータを判定するように構成される、
項目41に記載の周波数ドメイン分析器。
(項目46)
前記マイクロプロセッサはさらに、
前記第2の部分を復調し、第2のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第2のベースバンド信号の個別の複数の第2の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第2の周波数ドメイン振幅の第2の複数の推定値を生成するステップと、
前記第2の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第2の周波数ドメイン振幅を判定するステップと、
前記第3の部分を復調し、第3のベースバンド信号を生じるステップと、
前記第3のベースバンド信号の複数の第3の時間区画のうちの個別のものにそれぞれ対応する、前記時間周波数に対応する第3の周波数ドメイン振幅の第3の複数の推定値を生成するステップと、
前記第3の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第3の周波数ドメイン振幅を判定するステップと
を行うように構成される、項目45に記載の周波数ドメイン分析器。
(項目47)
前記マイクロプロセッサはさらに、
前記x範囲内で、前記第1の周波数ドメイン振幅によって除算された前記第2の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記低速変動光学マスク上の位置に対応する、粗い推定場所x2を判定するステップと、
前記x範囲内で、前記周波数ドメイン振幅によって除算された前記第3の周波数ドメイン振幅に等しい透過率を有する、前記高速変動光学マスク上の位置に対応する、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定するステップと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定するステップと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元xと垂直であり、前記低速変動光学マスクおよび前記高速変動光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度を判定するステップと、
によって、前記場所パラメータを判定するように構成される、
項目45に記載の周波数ドメイン分析器。
特徴の組み合わせ
Claims (13)
- オブジェクトの位置決めパラメータを判定するための方法であって、
前記オブジェクト上に配置されているエミッタが、光学信号を生成することであって、前記光学信号は、時間周波数に対応する周波数ドメインの第1の振幅を有するベースバンド信号を含む、ことと、
受信機を用いて、前記光学信号を検出することと、
前記検出された光学信号に基づいて、前記第1の振幅の複数の推定値を生成することであって、前記複数の推定値のそれぞれは、前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別の時間区画に対応し、前記第1の振幅は、前記時間周波数に対応する、ことと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第1の振幅を判定することであって、前記第1の振幅を判定することは、前記複数の推定値を複数のビンにビン化することであって、前記複数のビンのそれぞれは、前記複数の推定値の最大振幅と前記複数の推定値の最小振幅との間の個別の間隔に対応する、ことと、最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記複数のビンのうちの1つ内の推定値として、前記第1の振幅を判定することとを含む、ことと、
前記第1の振幅に基づいて前記位置決めパラメータを判定することであって、前記位置決めパラメータは、(i)前記受信機に対する角度、および、(ii)前記オブジェクトと前記受信機との間の距離のうちの少なくとも1つである、ことと、
第1のレンズを通して指向される前記光学信号の第1の部分を検出することと、
空間次元xのx範囲内で厳密に単調な透過率T2(x)を有する第1の光学マスクを通して透過されるように第2のレンズによって指向される前記光学信号の第2の部分を検出することと、
前記x範囲内のxの1より大きい値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する第2の光学マスクを通して透過されるように第3のレンズによって指向される前記光学信号の第3の部分を検出することと、
前記検出された第1の部分および前記検出された第2の部分および前記検出された第3の部分のうちの1つを復調することにより、前記ベースバンド信号を生成することであって、前記検出された第1の部分および前記検出された第2の部分および前記検出された第3の部分のうちの前記1つは、前記検出された第1の部分である、ことと、
前記検出された第2の部分を復調することにより、第2のベースバンド信号を生成することと、
前記時間周波数に対応する前記周波数ドメインの第2の振幅の第2の複数の推定値を生成することであって、前記第2の複数の推定値のそれぞれは、前記第2のベースバンド信号の複数の第2の時間区画のうちの個別のものに対応する、ことと、
前記第2の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第2の振幅を判定することと、
前記検出された第3の部分を復調することにより、第3のベースバンド信号を生成することと、
前記時間周波数に対応する前記周波数ドメインの第3の振幅の第3の複数の推定値を生成することであって、前記第3の複数の推定値のそれぞれは、前記第3のベースバンド信号の複数の第3の時間区画のうちの個別のものに対応する、ことと、
前記第3の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第3の振幅を判定することと、
前記x範囲内で、粗い推定場所x2を判定することであって、前記粗い推定場所x2は、前記第1の振幅によって除算された前記第2の振幅に等しい透過率を有する前記第1の光学マスク上の場所に対応する、ことと、
前記x範囲内で、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定することであって、前記複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}は、前記第1の振幅によって除算された前記第3の振幅に等しい透過率を有する前記第2の光学マスク上の複数の場所に対応する、ことと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定することと、
前記空間次元xと垂直であり、かつ、前記第1の光学マスクおよび前記第2の光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度として、前記精緻化された推定場所に基づいて前記位置決めパラメータを判定することと
を含む、方法。 - 前記複数のビンは、(i)第1の複数の間隔に対応する第1の複数のビンであって、前記第1の複数の間隔のそれぞれは、個別の中心と個別の縁とを有する、第1の複数のビンと、(ii)前記第1の複数の間隔に対して偏移される第2の複数の間隔に対応する第2の複数のビンであって、前記第2の複数の間隔のそれぞれの中心は、前記第1の複数の間隔のうちの1つの縁に対応する、第2の複数のビンとを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記方法は、前記複数の推定値を生成することよりも前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- オブジェクトの位置決めパラメータを判定するための位置決めシステムであって、前記位置決めシステムは、
前記オブジェクト上に配置されているエミッタであって、前記エミッタは、光学信号を生成するように構成されており、前記光学信号は、時間周波数に対応する周波数ドメインの第1の振幅を有するベースバンド信号を含む、エミッタと、
前記光学信号を検出するように構成されている受信機であって、前記受信機は、第1のチャネルと第2のチャネルと第3のチャネルとを含み、前記第1のチャネルは、(i)前記オブジェクトから光学信号の第1の部分を受信するための第1のレンズと、(ii)前記受信された第1の部分を、前記第1の振幅を有する第1の電気信号に変換するための第1の光検出器とを含み、前記第2のチャネルは、(i)空間次元xのx範囲内で厳密に単調な透過率T2(x)を有する第1の光学マスクに向かって前記光学信号の第2の部分を指向するための第2のレンズと、(ii)前記第1の光学マスクを通して透過される前記第2の部分を第2の電気信号に変換するための第2の光検出器とを含み、前記第3のチャネルは、(i)前記x範囲内のxの1より大きい値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する第2の光学マスクに向かって前記光学信号の第3の部分を指向するための第3のレンズと、(ii)前記第2の光学マスクを通して透過される前記第3の部分を第3の電気信号に変換するための第3の光検出器とを含む、受信機と、
非一過性のコンピュータ読み取り可能な命令を記憶するメモリであって、前記メモリは、前記ベースバンド信号を記憶するように構成されている、メモリと、
マイクロプロセッサと
を備え、
前記マイクロプロセッサは、前記命令を実行することにより、
前記検出された光学信号に基づいて、前記第1の振幅の複数の推定値を生成することであって、前記複数の推定値のそれぞれは、前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別の時間区画に対応する、ことと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第1の振幅を判定することと、
前記第1の振幅に基づいて前記位置決めパラメータを判定することであって、前記位置決めパラメータは、(i)前記受信機に対する角度、および、(ii)前記オブジェクトと前記受信機との間の距離のうちの少なくとも1つである、ことと
を行うように適合されており、
前記マイクロプロセッサは、前記命令を実行することにより、前記第1の振幅を判定するときに、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化することであって、前記複数のビンのそれぞれは、前記複数の推定値の最大振幅と前記複数の推定値の最小振幅との間の個別の間隔に対応する、ことと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビン内の推定値として、前記第1の振幅を判定することと
を行うようにさらに適合されており、
前記マイクロプロセッサは、(i)前記第2の電気信号および前記第3の電気信号から、それぞれ、前記周波数ドメインの第2の振幅および前記周波数ドメインの第3の振幅を判定することと、(ii)前記第1の振幅と前記第2の振幅と前記第3の振幅とを比較することによって、前記オブジェクトの位置決めパラメータを判定することとを行うようにさらに構成されており、
前記マイクロプロセッサは、
前記第2の部分を復調することにより、第2のベースバンド信号を生成することと、
前記時間周波数に対応する前記第2の振幅の第2の複数の推定値を生成することであって、前記第2の複数の推定値のそれぞれは、前記第2のベースバンド信号の複数の第2の時間区画のうちの個別のものに対応する、ことと、
前記第2の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第2の振幅を判定することと、
前記第3の部分を復調することにより、第3のベースバンド信号を生成することと、
前記時間周波数に対応する前記第3の振幅の第3の複数の推定値を生成することであって、前記第3の複数の推定値のそれぞれは、前記第3のベースバンド信号の複数の第3の時間区画のうちの個別のものに対応する、ことと、
前記第3の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第3の振幅を判定することと
を行うようにさらに構成されており、
前記マイクロプロセッサは、
前記x範囲内で、粗い推定場所x2を判定することであって、前記粗い推定場所x2は、前記第1の振幅によって除算された前記第2の振幅に等しい透過率を有する前記第1の光学マスク上の位置に対応する、ことと、
前記x範囲内で、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定することであって、前記複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}は、前記第1の振幅によって除算された前記第3の振幅に等しい透過率を有する前記第2の光学マスク上の複数の位置に対応する、ことと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定することと、
前記空間次元xと垂直であり、かつ、前記第1の光学マスクおよび前記第2の光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度として、前記精緻化された推定場所に基づいて前記位置決めパラメータを判定することと
によって、前記位置決めパラメータを判定するようにさらに構成されている、位置決めシステム。 - 前記複数のビンは、(i)第1の複数の間隔に対応する第1の複数のビンであって、前記第1の複数の間隔のそれぞれは、個別の中心と個別の縁とを有する、第1の複数のビンと、(ii)前記第1の複数の間隔に対して偏移される第2の複数の間隔に対応する第2の複数のビンであって、前記第2の複数の間隔のそれぞれの中心は、前記第1の複数の間隔のうちの1つの縁に対応する、第2の複数のビンとを含む、請求項4に記載の位置決めシステム。
- 前記マイクロプロセッサは、前記命令を実行することにより、前記複数の推定値を生成することよりも前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理するようにさらに適合されている、請求項4に記載の位置決めシステム。
- ベースバンド信号を分析するための方法であって、前記方法は、
オブジェクトから光学信号の第1の部分を検出することであって、前記光学信号の前記第1の部分は、第1のレンズを通して指向され、前記光学信号は、時間周波数において変調される、ことと、
前記光学信号の第2の部分を検出することであって、前記光学信号の前記第2の部分は、空間次元xのx範囲内で厳密に単調な透過率T2(x)を有する第1の光学マスクを通して透過されるように第2のレンズによって指向される、ことと、
前記光学信号の第3の部分を検出することであって、前記光学信号の前記第3の部分は、前記x範囲内のxの1より大きい値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する第2の光学マスクを通して透過されるように第3のマスクによって指向される、ことと、
前記検出された第1の部分および前記検出された第2の部分および前記検出された第3の部分のうちの1つを復調することにより、前記ベースバンド信号を生成することと、
周波数ドメインの第1の振幅の複数の推定値を生成することであって、前記複数の推定値のそれぞれの推定値は、前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別のものに対応する、ことと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第1の振幅を判定することであって、前記第1の振幅を判定することは、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化することであって、各ビンは、前記複数の推定値の最大振幅と前記複数の推定値の最小振幅との間の個別の間隔に対応する、ことと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビン内の推定値として、前記第1の振幅を判定することと
によって行われる、ことと
を含む、方法。 - 前記検出された第1の部分および前記検出された第2の部分および前記検出された第3の部分のうちの前記1つは、前記検出された第1の部分であり、
前記方法は、
前記検出された第2の部分を復調することにより、第2のベースバンド信号を生成することと、
前記時間周波数に対応する前記周波数ドメインの第2の振幅の第2の複数の推定値を生成することであって、前記第2の複数の推定値のそれぞれは、前記第2のベースバンド信号の複数の第2の時間区画のうちの個別のものに対応する、ことと、
前記第2の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第2の振幅を判定することと、
前記検出された第3の部分を復調することにより、第3のベースバンド信号を生成することと、
前記時間周波数に対応する前記周波数ドメインの第3の振幅の第3の複数の推定値を生成することであって、前記第3の複数の推定値のそれぞれは、前記第3のベースバンド信号の複数の第3の時間区画のうちの個別のものに対応する、ことと、
前記第3の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第3の振幅を判定することと
をさらに含む、請求項7に記載の方法。 - 前記方法は、
前記x範囲内で、粗い推定場所x2を判定することであって、前記粗い推定場所x2は、前記第1の振幅によって除算された前記第2の振幅に等しい透過率を有する前記第1の光学マスク上の場所に対応する、ことと、
前記x範囲内で、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定することであって、前記複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}は、前記第1の振幅によって除算された前記第3の振幅に等しい透過率を有する前記第2の光学マスク上の複数の場所に対応する、ことと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定することと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元xと垂直であり、かつ、前記第1の光学マスクおよび前記第2の光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度を判定することと
をさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 周波数ドメイン分析器であって、前記周波数ドメイン分析器は、
非一過性のコンピュータ読み取り可能な命令を記憶するメモリであって、前記メモリは、ベースバンド信号を記憶するように構成されており、前記ベースバンド信号は、時間周波数に対応する周波数ドメインの第1の振幅を有する、メモリと、
第1のチャネルと第2のチャネルと第3のチャネルとを含む受信機であって、
前記第1のチャネルは、(i)オブジェクトから光学信号の第1の部分を受信するための第1のレンズと、(ii)前記受信された第1の部分を、前記第1の振幅を有する第1の電気信号に変換するための第1の光検出器とを含み、前記光学信号は、前記時間周波数において変調され、前記光学信号は、前記ベースバンド信号を含み、
前記第2のチャネルは、(i)空間次元xのx範囲内で厳密に単調な透過率T2(x)を有する第1の光学マスクに向かって前記光学信号の第2の部分を指向するための第2のレンズと、(ii)前記第1の光学マスクを通して透過される前記第2の部分を第2の電気信号に変換するための第2の光検出器とを含み、
前記第3のチャネルは、(i)前記x範囲内のxの1より大きい値において同一の値を有する、空間的に変動する透過率T3(x)を有する第2の光学マスクに向かって前記光学信号の第3の部分を指向するための第3のレンズと、(ii)前記第2の光学マスクを通して透過される前記第3の部分を第3の電気信号に変換するための第3の光検出器とを含む、受信機と、
マイクロプロセッサと
を備え、
前記マイクロプロセッサは、前記命令を実行することにより、
前記第1の振幅の複数の推定値を生成することであって、前記複数の推定値のそれぞれは、前記ベースバンド信号の複数の時間区画のうちの個別の時間区画に対応する、ことと、
前記複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第1の振幅を判定することと
を行うように適合されており、
前記マイクロプロセッサは、前記命令を実行することにより、前記第1の振幅を判定するときに、
前記複数の推定値を複数のビンにビン化することであって、各ビンは、前記複数の推定値の最大振幅と前記複数の推定値の最小振幅との間の個別の間隔に対応する、ことと、
最大数の推定値を有する前記間隔に対応する前記ビン内の推定値として、前記第1の振幅を判定することと
を行うようにさらに適合されている、周波数ドメイン分析器。 - 前記複数のビンは、(i)第1の複数の間隔に対応する第1の複数のビンであって、前記第1の複数の間隔のそれぞれは、個別の中心と個別の縁とを有する、第1の複数のビンと、(ii)前記第1の複数の間隔に対して偏移される第2の複数の間隔に対応する第2の複数のビンであって、前記第2の複数の間隔のそれぞれの中心は、前記第1の複数の間隔のうちの1つの縁に対応する、第2の複数のビンとを含む、請求項10に記載の周波数ドメイン分析器。
- 前記マイクロプロセッサは、前記命令を実行することにより、前記複数の推定値を生成することよりも前に、時間差分アルゴリズムを使用して前記ベースバンド信号を前処理するようにさらに適合されている、請求項10に記載の周波数ドメイン分析器。
- 前記マイクロプロセッサは、(i)前記第2の電気信号および前記第3の電気信号から、それぞれ、前記周波数ドメインの第2の振幅および前記周波数ドメインの第3の振幅を判定し、(ii)前記第1の振幅と前記第2の振幅と前記第3の振幅とを比較することによって、前記オブジェクトの場所パラメータを判定するようにさらに構成されており、
前記マイクロプロセッサは、
前記第2の部分を復調することにより、第2のベースバンド信号を生成することと、
前記時間周波数に対応する前記第2の振幅の第2の複数の推定値を生成することであって、前記第2の複数の推定値のそれぞれは、前記第2のベースバンド信号の複数の第2の時間区画のうちの個別のものに対応する、ことと、
前記第2の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第2の振幅を判定することと、
前記第3の部分を復調することにより、第3のベースバンド信号を生成することと、
前記時間周波数に対応する前記第3の振幅の第3の複数の推定値を生成することであって、前記第3の複数の推定値のそれぞれは、前記第3のベースバンド信号の複数の第3の時間区画のうちの個別のものに対応する、ことと、
前記第3の複数の推定値のうちの最も一般的な値として前記第3の振幅を判定することと
を行うようにさらに構成されており、
前記周波数ドメイン分析器は、命令をさらに備え、前記命令は、前記マイクロプロセッサによって実行されると、
前記x範囲内で、粗い推定場所x2を判定することであって、前記粗い推定場所x2は、前記第1の振幅によって除算された前記第2の振幅に等しい透過率を有する前記第1の光学マスク上の位置に対応する、ことと、
前記x範囲内で、複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}を判定することであって、前記複数の候補場所{x3,1,x3,2,x3,3,…,x3,n}は、前記第1の振幅によって除算された前記第3の振幅に等しい透過率を有する前記第2の光学マスク上の複数の位置に対応する、ことと、
粗い推定場所x2に最も近い、前記複数の候補場所のうちの精緻化された推定場所を判定することと、
前記精緻化された推定場所に基づいて、前記空間次元xと垂直であり、かつ、前記第1の光学マスクおよび前記第2の光学マスクに交差する平面に対する前記オブジェクトの角度を判定することと
によって、前記場所パラメータを判定することを前記マイクロプロセッサにさらに行わせる、請求項10に記載の周波数ドメイン分析器。
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