JP7483819B2 - 可変パルス繰返し数を有するlidarに基づく三次元撮像 - Google Patents
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Description
11 下部ハウジング
12 上部ハウジング
13 円筒形シェル要素
14 中心軸
15、15’ 複数の光ビーム
16 ビーム
17 位置
100 三次元LIDARシステム
101 下部ハウジング
102 上部ハウジング
103 ドーム状シェル要素
104 中心軸
105 複数の光ビーム
106 ビーム
107 XY平面上の位置
108 円形軌跡
110 固定電子基板
111 回転電子基板
112 発光・集光エンジン
113 光検出素子アレイ
114 発光素子アレイ
115 照明光学系
116 集光光学系
116A レンズ素子
116B レンズ素子
116C レンズ素子
116D レンズ素子
117 112の中心光軸
118 集光された光
121 中間電子基板
122 中間電子基板
123 中間電子基板
124 ミラー
130 パルス照射システム
131 電圧源
132 電気エネルギー蓄積素子
136 電流信号
137 パルス発光装置
138 特定位置
139 スイッチ素子
140 制御装置
141 プロセッサ
142 メモリ
143 メモリ
144 アナログ/デジタル変換器
145 イネーブル/ディスエーブル信号
146 測定距離
147 バス
150 光検出システム
151 出力信号
152 アナログ相互インピーダンス増幅器
153 増幅信号、アナログ信号
155 光検出器
161 パルス発射信号
162 パルスインデックス信号
163 戻り信号
165 フィルタリングされた信号
167 パルス発射信号
Claims (23)
- 光検出及び測距(LIDAR)装置であって、前記LIDAR装置は、
前記LIDAR装置から三次元環境内に第1の繰返しパターンを有する照射光の一連のパルスを出射するパルス照射源と、
照射光の前記一連のパルスのそれぞれにより照射された前記三次元環境から反射された光の量を検出し、照射光の前記一連のパルスのそれぞれに関連する光の検出量を示す出力信号を発生する感光検出器と、
前記パルス照射源に接続された一組のエネルギー蓄積素子であって、前記パルス照射源に同時に接続された前記一組のエネルギー蓄積素子におけるエネルギー蓄積素子の数は、前記パルス照射源に提供される電流信号の振幅及びタイミングを制御する為に調整される前記一組のエネルギー蓄積素子と、
計算システムと、
を有し、
前記計算システムは、前記光の検出量を示す前記出力信号を受信し、前記LIDAR装置からパルスが出射された時間、及び、照射光の前記パルスにより照射された前記三次元環境内の物体から反射された光の量を感光検出器が検出した時間の間の差に基づいて、前記LIDAR装置及び前記三次元環境内の前記物体の間の距離を測定し、前記パルス照射源に提供される前記電流信号が前記エネルギー蓄積素子の数に基づいて生成され、照射光の前記一連のパルスを前記第1の繰返しパターンとは異なる第2の繰返しパターンに変更することを引き起こす指令信号を発生するように構成されることを特徴とするLIDAR装置。 - 前記第2の繰返しパターンの前記一連のパルスの1つ以上がゼロ値であることを特徴とする請求項1に記載のLIDAR装置。
- 前記第2の繰返しパターン内の1つ以上のゼロ値パルスの位置が疑似ランダムであることを特徴とする請求項2に記載のLIDAR装置。
- 前記第2の繰返しパターン内の1つ以上のゼロ値パルスがN番目毎のパルスに位置しており、Nが整数であることを特徴とする請求項2に記載のLIDAR装置。
- 前記第2の繰返しパターン内の1つ以上のゼロ値パルスがN番目毎のパルスを除く全てのパルスに位置しており、Nが整数であることを特徴とする請求項2に記載のLIDAR装置。
- 前記第2の繰返しパターンの前記一連のパルスの繰返し数は、前記第1の繰返しパターンの前記一連のパルスの繰返し数とは異なることを特徴とする請求項1に記載のLIDAR装置。
- 前記LIDAR装置及び前記三次元環境内の前記物体の間の距離に基づいて、前記パルス照射源が照射光の前記一連のパルスを前記第2の繰返しパターンに変更することを引き起こす前記指令信号を発生することを特徴とする請求項1に記載のLIDAR装置。
- 前記LIDAR装置及び前記三次元環境内の前記物体の間の前記距離が所定の閾値よりも短い場合、前記第2の繰返しパターンは、一定期間において、前記第1の繰返しパターンよりも少ないパルスを有することを特徴とする請求項7に記載のLIDAR装置。
- 前記出力信号が、第1の期間において、わずかな値であった場合、前記第2の繰返しパターンは、一定期間において、前記第1の繰返しパターンよりも少ないパルスを有することを特徴とする請求項7に記載のLIDAR装置。
- 前記計算システムがさらに、前記第1の期間の直後の第2の期間において前記出力信号が無視できない値であった場合、前記パルス照射源が照射光の前記一連のパルスを前記第2の繰返しパターンとは異なる第3の繰返しパターンに変更することを引き起こす第2の指令信号を発生するように構成されており、前記第3の繰返しパターンは、一定期間において、前記第2の繰返しパターンよりも多いパルスを有することを特徴とする請求項9に記載のLIDAR装置。
- 前記LIDAR装置がさらに、前記パルス照射源の視野の少なくとも一部の画像を生成するように構成された撮像装置を有し、
前記パルス照射源の前記視野の前記画像内に物体が検出されない場合、前記第2の繰返しパターンは、一定期間において、前記第1の繰返しパターンよりも少ないパルスを有し、そして、前記パルス照射源の前記視野の前記画像内に物体が検出された場合、前記第2の繰返しパターンは、一定期間において、前記第1の繰返しパターンよりも多いパルスを有することを特徴とする請求項1に記載のLIDAR装置。 - 前記撮像装置は、前記LIDAR装置と通信可能に結合しているカメラであることを特徴とする請求項11に記載のLIDAR装置。
- 前記撮像装置は、前記LIDAR装置と通信可能に結合している撮像モジュールであり、前記撮像モジュールが、前記LIDAR装置により生成された複数の距離測定値に基づいて三次元環境の周囲の一部の画像を生成することを特徴とする請求項11に記載のLIDAR装置。
- 前記パルス照射源及び前記感光検出器が、前記LIDAR装置の基部フレームに対して回転する前記LIDAR装置の回転フレームに取り付けられ、前記LIDAR装置がさらに、
前記基部フレームに対する前記回転フレームの配向を検出するように構成された配向センサを有し、
前記配向に基づいて、前記パルス照射源が照射光の前記一連のパルスを前記第2の繰返しパターンに変更することを引き起こす前記指令信号を発生することを特徴とする請求項1に記載のLIDAR装置。 - 光検出及び測距(LIDAR)装置であって、前記LIDAR装置は、
前記LIDAR装置から三次元環境内に第1の繰返しパターンを有する照射光の一連のパルスを出射するパルス照射源と、
照射光の前記一連のパルスのそれぞれにより照射された前記三次元環境から反射された光の量を検出し、照射光の前記一連のパルスのそれぞれに関連する光の検出量を示す出力信号を発生する感光検出器と、
前記パルス照射源に接続された一組のエネルギー蓄積素子であって、前記パルス照射源に同時に接続された前記一組のエネルギー蓄積素子におけるエネルギー蓄積素子の数は、前記パルス照射源に提供される電流信号の振幅及びタイミングを制御する為に調整される前記一組のエネルギー蓄積素子と、
コンピュータ可読指令を有する非一時的コンピュータ可読媒体と、
を有し、
前記コンピュータ可読指令が計算システムにより読み込まれると、前記計算システムが、前記光の検出量を示す前記出力信号を受信し、前記LIDAR装置からパルスが出射された時間、及び、照射光の前記パルスにより照射された前記三次元環境内の物体から反射された光の量を感光検出器が検出した時間の間の差に基づいて、前記LIDAR装置及び前記三次元環境内の前記物体の間の距離を測定し、前記パルス照射源に提供される前記電流信号が前記エネルギー蓄積素子の数に基づいて生成され、照射光の前記一連のパルスを前記第1の繰返しパターンとは異なる第2の繰返しパターンに変更することを引き起こす指令信号を発生することを引き起こすことを特徴とするLIDAR装置。 - 前記第2の繰返しパターンの前記一連のパルスの1つ以上がゼロ値であることを特徴とする請求項15に記載のLIDAR装置。
- 前記LIDAR装置及び前記三次元環境内の前記物体の間の距離に基づいて、前記パルス照射源が照射光の前記一連のパルスを前記第2の繰返しパターンに変更することを引き起こす前記指令信号を発生することを特徴とする請求項15に記載のLIDAR装置。
- 前記パルス照射源及び前記感光検出器が、前記LIDAR装置の基部フレームに対して回転する前記LIDAR装置の回転フレームに取り付けられ、前記LIDAR装置がさらに、
前記基部フレームに対する前記回転フレームの配向を検出するように構成された配向センサを有し、
前記配向に基づいて、前記パルス照射源が照射光の前記一連のパルスを前記第2の繰返しパターンに変更することを引き起こす前記指令信号を発生することを特徴とする請求項15に記載のLIDAR装置。 - LIDAR装置のパルス照射源により、三次元環境内に第1の繰返しパターンを有する照射光の一連のパルスを出射し、一組のエネルギー蓄積素子が前記パルス照射源に接続され、前記パルス照射源に同時に接続された前記一組のエネルギー蓄積素子におけるエネルギー蓄積素子の数は、前記パルス照射源に提供される電流信号の振幅及びタイミングを制御する為に調整され、
感光検出器により、照射光の前記一連のパルスのそれぞれにより照射された前記三次元環境から反射された光の量を検出し、そして、照射光の前記一連のパルスのそれぞれに関連する光の検出量を示す出力信号を発生し、
計算システムにより、前記光の検出量を示す前記出力信号を受信し、前記LIDAR装置からパルスが出射された時間、及び、照射光の前記パルスにより照射された前記三次元環境内の物体から反射された光の量を感光検出器が検出した時間の間の差に基づいて、前記LIDAR装置及び前記三次元環境内の前記物体の間の距離を測定し、そして、前記パルス照射源に提供される前記電流信号が前記エネルギー蓄積素子の数に基づいて生成され、照射光の前記一連のパルスを前記第1の繰返しパターンとは異なる第2の繰返しパターンに変更することを引き起こす指令信号を発生する、
ことを特徴とする方法。 - 前記方法がさらに、撮像装置により、前記パルス照射源の視野の少なくとも一部を撮像することを含み、前記パルス照射源の前記視野の画像内に物体が検出されない場合、前記第2の繰返しパターンは、一定期間において、前記第1の繰返しパターンよりも少ないパルスを有し、そして、前記パルス照射源の前記視野の前記画像内に物体が検出された場合、前記第2の繰返しパターンは、一定期間において、前記第1の繰返しパターンよりも多いパルスを有することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記第1の繰り返しパターン及び前記第2の繰り返しパターンが異なるパルスシーケンスを有することを特徴とする請求項1に記載のLIDAR装置。
- 前記第1の繰り返しパターン及び前記第2の繰り返しパターンが異なるパルスシーケンスを有することを特徴とする請求項15に記載のLIDAR装置。
- 前記第1の繰り返しパターン及び前記第2の繰り返しパターンが異なるパルスシーケンスを有することを特徴とする請求項19に記載の方法。
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