JP7497436B2 - 遮蔽物検出のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１２月２７日に出願された米国特許出願第６２／９５４，３１０号の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に援用される。

従来の光検出および測距（ライダー）システムは、発光送信機（例えば、レーザダイオード）を利用して、環境に光パルスを放出することができる。環境内の物体と相互作用する（例えば、物体から反射された）、放出された光パルスは、ライダーシステムの受信機（例えば、光検出器）によって受信され得る。環境内の物体に関する距離情報は、光パルスが放出された最初の時間と反射された光パルスが受信された後続の時間との間の時間差に基づいて決定され得る。

本開示は、概して、環境に関する情報を取得するように構成され得る光検出および測距（ライダー）システムに関する。このようなライダーデバイスは、自律型および半自律型の自動車、トラック、オートバイ、ならびにそれぞれの環境内をナビゲートおよび移動することができる他の種類の車両などの車両に実装され得る。

第１の態様では、システムが提供される。システムは、一次反射面と、回転軸を中心に回転するように構成された回転可能なミラーと、を含む。回転可能なミラーは、複数の二次反射面を含む。さらに、システムは、光学要素と、一次反射面および回転可能なミラーの少なくとも１つの二次反射面を介して光学要素の少なくとも１つのイメージを取り込むように構成されたカメラと、を含む。

第２の態様では、光検出および測距（ライダー）システムが提供される。ライダーシステムは、送信機と、受信機と、光学要素と、一次反射面と、回転軸を中心に回転するように構成された回転可能なミラーと、を含む。回転可能なミラーは、複数の二次反射面を含む。また、ライダーシステムは、一次反射面および回転可能なミラーの少なくとも１つの二次反射面を介して光学要素の少なくとも１つのイメージを取り込むように構成されたカメラを含む。また、ライダーシステムは、少なくとも１つのプロセッサおよび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、メモリ内に格納されたプログラム命令を実行する。動作は、回転可能なミラーを、回転軸を中心に回転させることと、カメラに、一次反射面および回転可能なミラーの少なくとも１つの二次反射面を介して光学要素の複数のイメージを取り込ませることと、を含む。複数のイメージの各イメージは、少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度で取り込まれる。

第３の態様では、方法が提供される。方法は、回転可能なミラーを、回転軸を中心に回転させることを含む。回転可能なミラーは、複数の二次反射面を含む。また、方法は、一次反射面および回転可能なミラーの少なくとも１つの二次反射面を介して、カメラに光学要素の複数のイメージを取り込みさせることを含む。複数のイメージの各イメージは、少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度で取り込まれる。

他の態様、実施形態、および実施態様は、添付図面を適宜参照して、以下の詳細な説明を読み取ることによって、当業者には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システムを示す。 例示的な実施形態による、図２Ｃのシステムの代替図を示す。 例示的な実施形態によるミラーアセンブリを示す。 例示的な実施形態による、図３Ａのミラーアセンブリの一部を示す。 例示的な実施形態による受信機を示す。 例示的な実施形態による、図４Ａの受信機の代替図を示す。 例示的な実施形態による、図４Ａの受信機の代替図を示す。 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方法を示す。 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方法を示す。

例示的な方法、デバイス、およびシステムが本明細書に記載されている。「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、他の実施形態もしく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。

したがって、本明細書に記載される例示的な実施形態は、限定的であることを意味するものではない。本明細書において概して説明され、図に示される本開示の態様は、多種多様な異なる構成で配置、置換、組み合わせ、分離、および設計されることが可能であり、これらの構成のすべてが、本明細で想定されている。

さらに、文脈で特に示唆しない限り、各図に示された特徴を、互いに組み合わせて使用することができる。このように、図は概して、図示されるすべての特徴が実施形態ごとに必ずしも必要ではないという理解の下に、１つ以上の実施形態全体の構成要素の態様として考えられるべきである。

Ｉ．概要
ライダーシステムは、送信機および受信機を含む。送信機は、送信経路上の１つ以上の光学要素（例えば、送信レンズ、回転可能なミラー、および光学ウィンドウ）を経てライダーシステムの環境に光を送信するように構成された１つ以上の発光デバイス（例えば、各々が１～８個のレーザダイオードを有する１つ以上のレーザバー）を含んでよい。

回転可能なミラーは、ミラー回転軸を中心に回転するように構成され得る。回転可能なミラーは、光パルスを環境内の様々な場所に誘導するように、１つ以上の発光デバイスによって放出された光パルスと相互作用するように構成され得る。さらに、回転可能なミラーは、そのような光パルスが環境と相互作用して戻り光パルスを形成した後、光パルスを受信機に誘導するように構成されてもよい。

例示的な実施形態において、ミラー回転軸は、１つ以上の発光デバイスの発光軸に実質的に垂直であり得る。説明したように、実質的な垂直は、ミラー回転軸と１つ以上の発光デバイスの発光軸との間の角度が約１０度、１度、０．１度、またはそれ以下であることを含み得る。いくつかの実施形態において、１つ以上の発光デバイスの発光軸は、ミラー回転軸と交差しないように位置付けられ得る。ライダーシステムの少なくとも一部は、方位角回転速度（例えば、３Ｈｚ～６０Ｈｚ）で第１の軸を中心に回転するように構成され得る。

いくつかの例において、第１の軸は、ミラーの回転軸に垂直であり得る。そのようなシナリオにおいて、ライダーシステムに関連する方位角範囲にわたって放出された光ビームを走査するように、少なくとも光学ウィンドウおよび回転可能なミラーが第１の軸を中心に回転され得る。回転可能なミラーがミラーの回転軸を中心に回転するにつれて、放出された光ビームが、ライダーシステムに対して様々な仰角で走査されてよい。

換言すると、回転可能なミラーは、回転軸を中心に回転すると同時に、レーザ光源からの光を方位角範囲および仰角範囲の双方で広い視野にわたってライダーシステムの環境に誘導するように構成されてよい。この大きな視野角にわたって光を誘導することにより、ライダーシステムは、大きな三次元体積内の物体に関する測距情報を提供してよい。

いくつかの実施形態において、ライダーシステムは、システムの周囲の方位角で１８０度より大きく（例えば、２１０度または３６０度）、かつ、仰角範囲で９０度より大きく（例えば、９５度、１１０度、１２０度、１５０度、またはそれ以上）広がり得る視野についての情報を提供するように構成され得る。様々な視野の他のサイズおよび形状が可能であり、想定される。いくつかの例において、複数の発光デバイスの利用に基づいて、ライダーシステムは、１度未満（例えば、方位角または仰角のビーム間で０．２度～０．６度、またはそれ以下）の方位角分解能または仰角分解能を提供し得る。

いくつかの実施形態において、回転可能なミラーは、シャフトに結合された三面または四面のミラー表面を含んでよい。より多くの、またはより少ない側面を備えた回転可能なミラーが可能であり、想定されるシャフトは鋼鉄で作成され得、四面ミラー表面がシャフトの軸を中心に回転できるようにシャフトが回転するように構成されてよい。いくつかの実施形態において、ミラーは、射出成形されたプラスチック（例えば、ポリカーボネート）本体を含み得る。このようなシナリオにおいて、四面ミラー表面は、金、酸化ケイ素、酸化チタン、チタン、プラチナ、アルミニウムなどの１つ以上の堆積材料を含み得る。様々な実施形態において、回転可能なミラーは、回転可能なミラーのコーティングされていない表面（例えば、側面および／または内部領域）から迷光が伝播するのを回避するように、光学的に不透明な材料から形成され得る。

光パルスが環境内の不規則で、かつ／または未知の位置に逸らされる可能性があるため、ミラーの表面の変形は望ましくない。さらに、ミラー本体（例えば、プラスチック）とシャフト（例えば、鋼鉄）との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の不一致は、動的に変化し得る望ましくない温度依存の変形を引き起こす可能性がある。

いくつかの実施形態において、ミラーの本体は、シャフトとミラーとの間のＣＴＥの不一致に関連する変形の問題を低減するために、実質的に中空であり得る。例えば、四面ミラー表面は、複数の可撓性部材（例えば、四面ミラー表面の各頂点からシャフトに向かって延在する４つの部材）を経てシャフトに結合され得る。可撓性部材は、直線または湾曲であり得る。いくつかの実施形態において、可撓性部材は、ねじれ状態にあるときは実質的に剛性であるが、半径方向軸に沿って弾性であり得る。いくつかの実施形態において、シャフトの少なくとも一部は、八角形の断面または別の種類の対称の断面（例えば、正方形または六角形の断面など）を有し得る。様々な例において、シャフトの断面は、シャフトに対して回転可能な多面ミラーの滑りが防止されるように形作られるか、または別様に構成され得る。

いくつかの実施形態において、回転可能なミラーは、容易に交換可能かつ／または整備可能であるように構成されてよい。例えば、回転可能なミラーは、シャフトおよび駆動磁石に機械的に結合されてよい。他の実施形態において、回転可能なミラーは、ライダーシステムの光共振器内で送信経路と受信経路とを光学的に分離するように構成された平坦なディスク形状の不透明な材料を含み得る光学ミラーバッフルを含んでよい。いくつかの例において、回転可能なミラーは、ライダーシステムの他の要素から容易に取り外せるように構成され得るミラーブラケットに結合されてよい。そのようにして、回転可能なミラー（および関連する構成要素）は、容易に整備および／または交換され得る。いくつかの実施形態において、回転可能なミラーは、他の可能性の中でも、回転ベアリング、シャフトの摩耗など、様々な構成要素の摩耗および破損のために整備を必要とする場合がある。

いくつかの実施形態において、エンコーダ磁石は、回転可能なミラーのシャフトに結合されてよい。そのようなシナリオにおいて、エンコーダ磁石は、回転可能なミラーの回転位置を示す情報を提供するように構成されてよい。例えば、エンコーダ磁石を利用して、回転可能なミラーの複数の反射面の「ゼロ角度」を決定し得る。他の可能性の中でも、エンコーダ磁石は、環境内で感知された物体の測位精度および再現性を向上させるのに役立ち得る。様々な例において、同一の磁石がエンコーダ磁石およびミラー駆動モータとして機能してよい。すなわち、同一の磁石が、ミラー位置を感知するだけでなく、シャフトおよびミラーを回転可能に作動させるように構成されてよい。

１つの特定の実装形態において、光学ウィンドウの幅は、２０ｍｍ～２５ｍｍであってよい。他のサイズも可能である。いくつかの例において、光学ウィンドウは、第１の回転軸に対してオフセット角度（例えば、１０度）で傾斜されてよい。いくつかの実施形態において、ライダーシステムは、（例えば、除氷および／または水の凝縮の可能性を低減するためなど）光学ウィンドウの温度を制御するように構成されてよい。１つの実施形態において、ライダーシステムは、光学ウィンドウ上に、近接して、または隣接して位置付けられた１つ以上の加熱要素（例えば、周囲抵抗器、透明抵抗膜など）を含んでよい。別の実施形態において、ライダーシステムは、空気を回転可能なミラーに誘導するように構成された空気ダクトを含んでよく、回転可能なミラーは、空気を光学ウィンドウに向けて方向転換するように配列されてよい。１つの例として、方向転換された空気が光学ウィンドウを霜取りするか、または別様に、光学ウィンドウの温度を制御または調整し得る。

いくつかの実施形態において、受信機は、複数の光リダイレクタ要素および対応する複数の光検出器（例えば、４～１６個の検出器）を含み得る。光検出器は、受信経路内の１つ以上の光学要素（例えば、光学ウィンドウ、回転ミラー、受光レンズ、およびピンホールアパーチャ）を経て戻り光を検出するように構成される。戻り光は、送信機から送信され、環境内の物体によって受信機に向かって反射された光である。光リダイレクタ要素は、ピンホールアパーチャおよび受光レンズを介して受信機に入る戻り光をそれぞれの光検出器に誘導するように構成され得る。いくつかの実施形態において、光リダイレクタ要素は、全内部反射を使用して、戻り光の一部を各光検出器に向かって光学的に結合させ得る。いくつかの実施形態において、光リダイレクタ要素は、可能な限り多くの戻り光束を効率的に利用するように、戻り光のそれぞれの部分を分離するように構成され得る。

例示的な実施形態において、光検出器の数は、発光デバイスの数よりも多くなり得る。１つの例として、光リダイレクタデバイスは、複数の光検出器によって検出されるように、戻り光のそれぞれの部分を空間的に分離するように構成され得る。いくつかの実施形態において、光リダイレクタ要素は、戻り光の第１の部分の第１の光子束で第１の光検出器を照明し、戻り光の第２の部分の第２の光子束で第２の光検出器を照明するように、戻り光を不等な部分に分離し得る。このようなシナリオにおいて、第１の光子束は、第２の光子束と少なくとも１桁異なり得る。したがって、受信機は、各光検出器に提供されるそれぞれの光子束が類似している場合よりも、所与のシーン内でより広いダイナミックレンジを検出するように構成され得る。

いくつかの実施形態において、光リダイレクタ要素は、４００～６００ミクロンの間隔で離反された４つのピンホールから光を空間的に分離し、それぞれのピンホールよりも広い間隔（例えば、１０００ミクロン以上離れている）で離反され得る光検出器に光を誘導するように構成された４つの全内部反射光学要素を含み得る。また、光リダイレクタ要素は、それぞれの検出器のアクティブ領域をより完全に満たすために拡張ビームを提供してもよい。様々な実施形態において、光リダイレクタ要素は、物理的に対でグループ化され得る。そのようなシナリオにおいて、光リダイレクタ要素の第１の対は、光リダイレクタ要素の第２の対とインターロックおよび／またはインターリーブするように構成されるか、または別様に形作られ得る。例えば、光リダイレクタ要素の第１および第２の対は、蟻継手を経るなどして、相互にスライド可能に結合するように構成され得る。したがって、光リダイレクタ要素のそれぞれの結合端は、従来の射出成形処理で可能であり得るものよりも、より狭い間隔で離反され得る。

いくつかの実施形態において、ピンホールアパーチャは、ステンレス鋼から形成された薄いプレートであってよい。しかしながら、他の材料が可能であり、想定される。ピンホールアパーチャプレートは、約１００ミクロンの厚さであってよい。各ピンホールは、直径が２００～３００ミクロンであってよく、ピンホールアパーチャプレートは、各発光デバイスに対して１つのピンホール（例えば、４つの発光デバイスの場合は４つのピンホール）を含み得る。

いくつかの実施形態において、複数の光検出器が２つのセットにグループ化され得る。例えば、複数の光検出器が、４つの一次光検出器および４つの二次光検出器を含み得る。このようなシナリオにおいて、戻り光の第１の部分が４つの一次光検出器で検出され得る。４つの一次光検出器に入射する光の一部が、４つの一次光検出器の上面から反射され得る。反射光は、４つの二次光検出器に向かって再誘導され、かつ／または反射され得る。このようなシナリオは、光ビームを分割する必要がなく、他の光学要素（例えば、ビームスプリッター、ミラー）が必要ないため、有益であり得る。換言すると、戻り光が一次光検出器に集束または誘導され得、光の一部が二次光検出器と相互作用するように反射または偏向され得る。二次光検出器への結合を低減する他の方式も想定され、可能である。そのため、一次光検出器は、戻り光の大部分（例えば、９０％以上）によって照明され得る。二次光検出器は、戻り光の１０％未満で照明され得る。このようなシナリオにおいて、一次光検出器と二次光検出器との組み合わせにより、標準の検出器アレイよりも広いダイナミックレンジ（例えば、４～６桁以上）を提供し得る。

いくつかの実施形態において、送信経路および受信経路は、同一の回転可能なミラーと交差する可能性がある。例えば、回転可能なミラーは、複数の反射面を備えた直角プリズムまたは三角プリズムとして形作られ得る。このようなシナリオにおいて、複数の発光デバイスから放出された光は、光学ウィンドウを経てライダーシステムの外部環境へと再誘導されるように、回転可能なミラーの一部と相互作用し得る。外部環境内の物体と相互作用すると、光の少なくとも一部が戻り光として反射され得る。戻り光は、光学ウィンドウおよび回転可能なミラーの第２の部分と相互作用し、複数の光検出器に再誘導され得る。いくつかの実施形態において、回転可能なミラーの第１の部分および回転可能なミラーの第２の部分は、光学ミラーバッフルによって分離され得る。このようなシナリオにおいて、ミラーバッフルが回転可能なミラーに結合され得、フラットディスクのような形状にされ得る。ミラーバッフルは、フラットディスクが回転軸に垂直な平面に沿って配向されるように、回転可能なミラーの回転軸にその中心が置かれ得る。

例示的なシステムおよび方法は、任意選択的に光フィードバックを利用し得る。１つの例として、光フィードバックシステムは、光学バッフルを通る内部光路と、１つ以上の内部反射器と、を含み得る。送信機および受信機は、共通の光共振器に配置され得る。光共振器は、光バッフルによって受信機部分と送信機部分とに実質的に分離され得る。内部光路は、光共振器の２つの部分を光学的に結合し得る光バッフル内のピンホールまたは他の開口部を含み得る。１つの例として、光学バッフルの開口部は、直径約１ｍｍの円形の開口部であり得る。しかしながら、他のサイズおよび／または他の形状の開口部もまた想定され、可能である。

いくつかの実施形態において、１つ以上の内部反射器は、送信機によって放出された光を反射および／または拡散し得る。そのようなシナリオにおいて、１つ以上の内部反射器は、送信機によって放出された光を内部光路に向かって反射および／または拡散するように配置され得る。例えば、放出された光は、第１の内部反射器から光学バッフルの開口部に向かって、そして光共振器の受信機部分に反射され得る。光が光共振器の受信機部分に再誘導されると、それは第２の内部反射器と相互作用し得る。第２の内部反射器は、光を受信機に向かって反射または拡散するように配向または配置され得る。いくつかの実施形態において、内部反射器の一方または双方は、バッフル開口部１７４を通して光を集束させる形状を有する鏡面反射面を含み得る。

いくつかの実施形態において、受信機は、複数の光検出器を含む。光検出器は、例えば、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）またはアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などの光検出器を含み得る。他の種類の光検出器が可能であり、想定される。様々な例において、１つ以上の内部反射器が、ポリカーボネート材料を含み得る。他の種類の拡散板および／または部分的に反射する表面および／または材料が可能であり、想定される。いくつかの実施形態において、内部反射器は、低効率反射器（例えば、受信機によって放出される１０億光子当たり０．１％未満の反射率、０．０５％未満の反射率、または１０未満の反射光子）として機能し得る。いくつかの実施形態において、内部反射器はパターン化（例えば、点描、隆起、くぼみ、溝、または別様に非平坦／水平な表面を有する）され得る。いくつかの実施形態において、内部反射器は、放物線部および／または円錐部を備えた表面を含み得る。このようなシナリオにおいて、内部反射器の表面は一次元または二次元で湾曲され得る。任意選択的に、内部反射器のサイズは、結合量を調節するように構成、調整、または選択され得る。

いくつかの例において、光フィードバックシステムをライダー用途で利用し得る。例えば、送信機は、ライダーの（例えば、複数の発光デバイスから放出される）測距光パルス源としても機能し得る。さらに、受信機は、環境内の物体までの距離を決定するために、光パルスの飛行時間を決定する光検出器（または光検出器アレイ）としてさらに機能し得る。いくつかの実施形態において、内部光路を経て受信される光パルスは、例えば、環境内の較正ターゲットまたは既知の特徴によって提供されるものよりも信頼性の高い「ゼロ時間」または「ゼロ範囲」基準を表してよい。このような較正ターゲットおよび既知の機能は、環境内で常に利用できるとは限らない。さらに、温度に依存する電子遅延により、一度の較正処理が長時間となり、かつ／または不正確になる。したがって、リアルタイム光フィードバックシステムは、時間依存オフセットを決定することができる連続範囲基準を提供し得る。

追加的または代替的に、例示的な光フィードバックシステムは、送信電力をより直接的に推定および／または予測する方式を提供し得る。すなわち、いくつかの例において、内部反射器を経て受信機によって受信される光の量は、全体的な送信光パワーに比例し得る。例えば、光検出器のうちの１つ以上の出力信号が、出力信号と全体的な送信光パワーとの間の関連についての情報を提供するルックアップテーブルと比較され得る。このように、光フィードバックシステムは、ショットごとにライダーシステムの光出力を直接測定する方式を提供し得る。

いくつかの実施形態において、例示的なシステムおよび方法は、遮蔽物検出システムを含み得る。そのような遮蔽物検出システムは、本明細書に記載のシステム内の光学ウィンドウまたは別の光学要素内のほこり、汚れ、および／または亀裂の存在を決定する方式を提供し得る。遮蔽物検出システムは、カメラと、フラッシュ照明器と、一次反射面と、光学要素（例えば、光学ウィンドウ）とを含み得る。カメラは、ＣＭＯＳカメラまたは別の種類のビデオキャプチャデバイスを含み得る。フラッシュ照明器は、赤外線ＬＥＤまたは別の種類の発光デバイスを含み得る。

フラッシュ照明器は、一次反射面に向かって光を放出するように構成され得る。一次反射面は、放出された光を回転可能なミラーに再誘導するように位置付けられ得る。いくつかの実施形態において、一次反射面は、アスペクト比が少なくとも８：１（例えば、長さ：幅）の矩形状のミラーであり得る。一次反射面の他の形状も可能である。そのようなシナリオにおいて、回転可能なミラーは、ある範囲の角度（例えば、仰角が１１０度を超える）にわたって視野を掃引するように、回転軸を中心に回転するように構成され得る。そのようにして、フラッシュ照明器は、回転可能なミラーの反射面の回転位置に基づいて、ある範囲の仰角に照明光を提供し得る。そのようなシナリオにおいて、一次反射面の長軸は、回転可能なミラーの回転軸に実質的に平行に配置され得る。本明細書の例示的な実施形態は一次反射面を含むが、いくつかの例において、一次反射面が存在する必要はないことが理解されよう。さらに、例示的な実施形態は、特定の場所にあるものとして一次反射面を含むが、一次反射面は他の場所に位置し得ることが理解されよう。例えば、いくつかの実施形態は、パッケージングおよび他の空間的（例えば、ハウジング）制約を容易にするために、ビーム経路に沿った反射面を含んでよい。いくつかの実施形態において、フラッシュ照明器のパルス持続時間は、ミラーの回転速度に比べて短くなり得る。このようなシナリオにおいて、照明器がオンになっている間、回転ミラーは効果的に「停止」される。さらに、カメラの露光時間はミラーの回転速度に比べて長くなる可能性があるため、複数のフラッシュを使用してウィンドウを照明し、それによってカメラの信号量を増やすことができる。

光学要素は、照明光の少なくとも一部が光学要素に入射するように、回転可能なミラーに光学的に結合されている。カメラは、一次反射面のイメージを取り込むように位置付けられ得る。このようなシナリオにおいて、回転可能なミラーが回転軸を中心に回転するときに、カメラが光学要素の様々な「スライス」部分のイメージを取り込み得る。いくつかの実施形態において、カメラは、光学要素に焦点を合わせるために、固定焦点距離レンズを含み得る。したがって、遮蔽物検出器システムは、光学要素に隣接する、またはその内部の破片、亀裂、または他の種類の遮蔽物体を検出するように構成され得る。

このようなシナリオにおいて、遮蔽物検出システムの少なくとも一部は、受信機および送信機と同一の光共振器内に配置され得る。例えば、一次反射面は、ライダーシステムの一次動作を光学的に遮蔽（例えば、妨害）することを回避するように、送信機の送信経路および／または受信機の受信経路に隣接して、またはその外側に位置付けられ得る。そのようにして、遮蔽物検出システムは、ライダーシステムの光学要素（例えば、一次光学ウィンドウ）上で、またはそれに隣接して遮蔽物を検出するように構成され得る。

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。いくつかの実施形態において、システム１００は、レーザに基づく距離および測距（ライダー）システム、またはその一部であり得る。そのようなシナリオにおいて、システム１００は、視野１７内の物体１２を示す情報を提供するように、環境１０に光パルスを放出するように構成され得る。本明細書で説明するように、システム１００は、車両の外部環境に関する情報を提供するために、車両に結合され得る。

システム１００は、第１の軸１０２を中心に回転するように構成された回転可能なベース１１０を含む。いくつかの実施形態において、ベースアクチュエータ１１２は、３ヘルツ～６０ヘルツ（例えば、毎分１８０回転（ＲＰＭ）～３６００ＲＰＭ）の方位角回転速度で第１の軸１０２を中心に回転可能なベース１１０を回転させるように動作可能であり得る。ただし、他の方位角回転速度も可能であり、想定される。いくつかの実施形態において、ベースアクチュエータ１１２は、所望の回転速度で回転するようにコントローラ１５０によって制御され得る。そのようなシナリオにおいて、コントローラ１５０は、単一の目標回転速度で回転するようにベースアクチュエータ１１２を制御することができ得、かつ／または、コントローラ１５０は、可能な回転速度の範囲内でベースアクチュエータ１１２の所望の回転速度を動的に調整し得る。

いくつかの実施形態において、ベースアクチュエータ１１２は、電気モータを含み得る。例えば、電気モータは、回転可能なベース１１０のシャフト１１８を回転させるように動作可能であり得る固定子１１６および回転子１１４を含み得る。いくつかの実施形態ではベースアクチュエータ１１２は、直流（ＤＣ）モータ、ブラシレスモータ、または別の種類の回転アクチュエータであり得る。いくつかの実施形態において、シャフト１１８は、１つ以上のベアリング１１９を介して回転可能なベース１１０に結合され得る。ベアリング１１９は、回転ベアリングまたは別の種類の低摩擦ベアリングを含み得る。

いくつかの実施形態において、システム１００は回転可能なベース１１０を含む必要はない。そのようなシナリオにおいて、ハウジング１６０内のシステム１００の１つ以上の要素は、第１の軸１０２を中心に回転するように構成されてよい。しかしながら、他の場合には、システム１００のいくつかの要素は、第１の軸１０２を中心に回転する必要はない。したがって、そのような実施形態において、システム１００は、他の可能性の中でも、ラインスキャン用途、シングルポイントスキャン用途に利用され得る。

また、システム１００はシャフト１３４を備えたミラーアセンブリ１３０と、ミラー回転軸１３１を中心に回転するように構成されたミラー本体１３３とを含む。いくつかの実施形態において、ミラー回転軸１３１は、第１の軸１０２に対して実質的に垂直（例えば、０～１０度以内の垂直）であり得る。例示的な実施形態において、ミラーアクチュエータ１３６は、１００Ｈｚ～１０００Ｈｚ（例えば、６，０００ＲＰＭ～６０，０００ＲＰＭ）のミラー回転速度でミラー回転軸１３１を中心にミラー本体１３３を回転させるように構成され得る。いくつかの状況において、ミラー本体１３３は、回転期間内（例えば、３．３ミリ秒～１ミリ秒）にミラー回転軸１３１を中心に回転するように構成され得る。

ミラーアクチュエータ１３６は、ＤＣモータ、ブラシレスＤＣモータ、ＡＣモータ、ステッピングモータ、サーボモータ、または別の種類の回転アクチュエータであり得る。ミラーアクチュエータ１３６は様々な回転速度または所望の回転速度で動作され得、ミラーアクチュエータ１３６がコントローラ１５０で制御され得ることは理解されよう。

いくつかの例示的な実施形態において、ミラーアセンブリ１３０は、複数の反射面１３２を含む。例えば、複数の反射面１３２は、４つの反射面（例えば、反射面１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、および１３２ｄ）を含み得る。様々な実施形態において、反射面１３２は、金、酸化ケイ素、酸化チタン、チタン、白金、またはアルミニウムのうちの少なくとも１つから形成され得る。そのようなシナリオにおいて、ミラーアセンブリ１３０のミラー本体１３３が矩形のプリズム形状を有するように、４つの反射面はミラー回転軸１３１を中心に対称に配列され得る。ミラーアセンブリ１３０が４つより多い、または少ない反射面を含み得ることは理解されよう。したがって、ミラーアセンブリ１３０は、４つより多い、または少ない反射面を有する多面プリズム形状として形付けられ得る。例えば、ミラーアセンブリ１３０は、３つの反射面を有し得る。そのようなシナリオにおいて、ミラー本体１３３は三角形の断面を有し得る。

いくつかの実施形態において、ミラー本体１３３は、複数の反射面１３２をシャフト１３４に結合するように構成され得る。そのようなシナリオにおいて、ミラー本体１３３は実質的に中空であり得る。様々な実施形態において、ミラー本体１３３の少なくとも一部は、八角形の断面および／または４回対称性を有し得る。１つの例において、ミラー本体１３３は、ポリカーボネート材料を含んでよい。この例において、ミラー本体１３３の八角形および／または４回対称構成により、ミラー本体の回転中にシャフト１３４上のミラー本体１３３のポリカーボネート材料が滑る可能性が容易に低減され得る。他の例も、同様に可能である。

いくつかの実施形態において、ミラー本体１３３は、複数の可撓性支持部材１３８を含み得る。そのようなシナリオにおいて、少なくとも１つの可撓性支持部材１３８は直線状であり得る。追加的または代替的に、少なくとも１つの可撓性支持部材１３８は湾曲され得る。いくつかの実施形態において、可撓性支持部材のシステムの形状に基づいて、ミラー本体１３３は、（例えば、負荷を伝達するために）いくつかの方向に剛性であり、熱膨張に対応するためにいくつかの方向に弾性であり得る。例えば、可撓性支持部材１３８は、ねじれているときに実質的に剛性であり、かつ、回転軸に垂直な力に応答して実質的に弾性であるように構成され得る。様々な実施形態において、ミラー本体１３３は、プラスチック材料などの射出成形材料から形成され得る。さらに、シャフト１３４は、鋼鉄または別の構造材料から形成され得る。

そのようなシナリオにおいて、ミラーアセンブリ１３０は、シャフト１３４に結合され得るエンコーダ磁石１３９を含み得る。そのようなシナリオにおいて、エンコーダ磁石１３９は、送信機１２７および受信機１２１に対する回転可能なミラーアセンブリ１３０の回転位置を示す情報を提供するように構成される。

いくつかの実施形態において、エンコーダ磁石１３９は、（例えば、ミラーアクチュエータ１３６に含まれる）ミラーモータ磁石として構成されてもよい。これらの実施形態において、システム１００は、磁石１３９を使用して、回転可能なミラーアセンブリ１３０の回転位置の測定および調整の双方を容易にし得る。１つの例示的な実施形態において、磁石１３９は、円形配列で配置された複数の磁石の１つ（例えば、磁石リングなど）であってよく、ミラーアセンブリの回転を引き起こすために（例えば、アクチュエータ１３６で生成された）磁場と相互作用するよう構成され得る。他の実施形態が可能である。

様々な例において、ミラーアセンブリ１３０は、追加的または代替的に、ミラーアセンブリ１３０の少なくとも一部をハウジング１６０などのシステム１００の他の要素に結合するように構成された結合ブラケット１３５を含み得る。結合ブラケット１３５は、１つ以上のコネクタ１３７を介してミラーアセンブリ１３０をハウジング１６０に取り付けるように構成され得る。そのようなシナリオにおいて、結合ブラケット１３５およびコネクタ１３７は、システム１００の他の要素から容易に取り外し可能であるように構成され得る。このような取り外しの容易さは、より良い再較正、整備、および／または修理のオプションを提供し得る。

システム１００は、回転可能なベース１１０に結合された光共振器１２０をさらに含む。光共振器は、少なくとも１つの発光デバイス１２６および発光レンズ１２８を有する送信機１２７を含む。例示的な実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１２６は、１つ以上のレーザダイオードを含み得る。他の種類の光源が可能であり、想定される。少なくとも１つの発光デバイス１２６および発光レンズ１２８は、発光軸１８を画定するように配列される。

様々な実施形態において、回転可能なミラーアセンブリ１３０は、環境１０内の場所に向かって放出光を送信し、そこから戻り光を受け取るように、ミラー回転軸１３１を中心に制御可能に回転するように構成され得る。

また、光共振器１２０は、環境１０からの戻り光１６を検出するように構成された受信機１２１も含む。様々な実施形態において、受信機１２１は、所定の波長帯域内の光（例えば、８００～１６００ｎｍの赤外光）を透過するように構成されたバンドパスフィルタを含み得る。受信機１２１は、複数の光検出器１２２を含む。１つの例として、複数の光検出器１２２は、少なくとも１つの固体単一光子感受性デバイスを含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、複数の光検出器１２２は、１つ以上のシリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）を含み得る。このようなシナリオにおいて、ＳｉＰＭはそれぞれ複数（例えば、二次元アレイ）の単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）を含み得る。追加的または代替的に、複数の光検出器１２２は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、赤外線フォトダイオード、光伝導体、ＰＩＮダイオード、または別の種類の光検出器を含み得る。さらに、焦点面アレイまたは別の種類のイメージセンサなどの複数の光検出器を組み込んだシステムも可能であり、想定されることが理解されよう。

複数の光検出器１２２は、少なくとも１つの発光デバイス１２６の各発光デバイスに対して、２つ以上の光検出器のそれぞれのセットを含む。様々な実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１２６は、光パルスが送信光１４としてシステム１００の環境１０に向かって再誘導されるように、ミラーアセンブリ１３０と相互作用する光パルスを放出するように構成され得る。このようなシナリオでは、光パルスの少なくとも一部は、飛行時間、物体１２までの範囲、および／または点群の少なくとも１つを決定するように、戻り光１６としてシステム１００に向かって反射され、複数の光検出器１２２によって受信され得る。

例示的な実施形態において、光検出器１２２は、コントローラ１５０に出力信号を提供し得る。例えば、出力信号は、環境１０の視野１７の所与の部分に向けた所与の光パルスの飛行時間を示す情報を含み得る。追加的または代替的に、出力信号は、環境１０の範囲マップまたは点群の少なくとも一部分を示す情報を含み得る。

いくつかの実施形態において、２つ以上の光検出器の各セットは、一次光検出器１２３および二次光検出器１２５を含み得る。一次光検出器１２３は、所与の発光デバイスから放出される光パルスに対応する戻り光１６の第１の部分を受信するように構成される。そのようなシナリオにおいて、二次光検出器１２５は、所与の発光デバイスから放出された戻り光の第２の部分を受け取るように構成される。

様々な実施形態において、戻り光１６の第１の部分および戻り光１６の第２の部分は、大きく異なる強度を有し得る。例えば、戻り光１６の第１の部分は、戻り光１６の第２の部分よりも光子束において少なくとも１桁大きくなり得る。

例示的な実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１２６は、４つの要素のレーザダイオードバー（例えば、レーザバー上に配置された４つの個別の光源）を含み得る。そのようなシナリオにおいて、複数の光検出器１２２は、４つの一次光検出器（例えば、一次光検出器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、および１２３ｄ）を含み得る。各一次光検出器は、レーザダイオードバー上のそれぞれの発光体に対応し得る。さらに、複数の光検出器１２２は、４つの二次光検出器（例えば、第２の光検出器１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、および１２５ｄ）を含み得る。各二次光検出器は、レーザダイオードバー上のそれぞれの発光体に対応し得る。

代替の実施形態において、少なくとも１つの発光デバイス１２６は、２つ以上のレーザダイオードバーを含んでよく、レーザバーは、４つより多い、またはそれより少ない発光デバイスを含んでよい。

いくつかの実施形態では、発光デバイス１２６は、発光デバイス１２６に１つ以上のレーザ光パルスを放出させるように動作可能なレーザパルサ回路に結合され得る。そのようなシナリオにおいて、レーザパルサ回路は、コントローラ１５０を含み得るトリガソースに結合され得る。発光デバイス１２６は、赤外光（例えば、９０５ｎｍなどの８００～１６００ナノメートル（ｎｍ）の波長を有する光）を放出するように構成され得る。しかしながら、他の光の波長が可能であり、想定される。

また、受信機１２１は光検出器レンズ１２４を含む。複数の光検出器１２２および光検出器レンズ１２４は、受光軸１９を画定するように配列されている。

さらに、受信機１２１は、アパーチャプレート１７６の開口部であり得る複数のアパーチャ１７８を含む。様々な実施形態において、アパーチャプレート１７６は、５０ミクロン～２００ミクロンの厚さを有し得る。追加的または代替的に、複数のアパーチャ１７８のうちの少なくとも１つのアパーチャは、１５０ミクロン～３００ミクロンの直径を有し得る。しかしながら、この範囲よりも大きい、および小さい他のアパーチャサイズが可能であり、想定される。さらに、例示的な実施形態において、複数のアパーチャ１７８のそれぞれのアパーチャは、２００ミクロン～８００ミクロンで離間され得る。他のアパーチャ間隔が可能であり、想定される。

また、受信機１２１は、１つ以上の光リダイレクタ１２９も含み得る。そのようなシナリオにおいて、各光リダイレクタ１２９は、それぞれのアパーチャからの戻り光１６のそれぞれの部分を、複数の光検出器１２２の少なくとも１つの光検出器に光学的に結合させるように構成され得る。例えば、各光リダイレクタは、全内部反射によって、それぞれのアパーチャからの戻り光のそれぞれの部分を複数の光検出器の少なくとも１つの光検出器に光学的に結合させるように構成され得る。

いくつかの実施形態において、光リダイレクタ１２９は、射出成形可能な光学材料から形成され得る。そのようなシナリオにおいて、光リダイレクタ１２９は、第１の要素対および第２の要素対が相互にスライド可能に結合するように形作られるように、要素対で一緒に結合される。例示的な実施形態において、光リダイレクタ１２９は、戻り光１６の第１の部分の第１の光子束で第１の光検出器を照明し、戻り光１６の第２の部分の第２の光子束で第２の光検出器を照明するように、戻り光１６を不等な部分に分離するように構成される。いくつかの実施形態において、光リダイレクタ１２９の１つ以上の表面は、受信機チャネル間のクロストークを抑制または排除するようにコーティングまたは成形され得る。１つの例として、光リダイレクタ１２９の１つ以上の表面は、そのようなクロストークを抑制または排除するように構成された不透明な光学材料でコーティングされ得る。

いくつかの例において、光リダイレクタ１２９はまた、第１の光検出器に投射される戻り光１６の第１の部分（および／または第２の光検出器に投射される戻り光１６の第２の部分）のビーム幅を拡大するように構成されてもよい。このようにして、例えば、戻り光１６のそれぞれの部分が投影されるそれぞれの光検出器での検出面積は、それらの関連するアパーチャの断面積よりも大きくてもよい。

様々な例示的な実施形態において、回転可能なベース１１０、ミラーアセンブリ１３０、および光共振器１２０は、視野１７を提供するように配置され得る。いくつかの実施形態において、視野１７は、第１の軸１０２を中心に３６０度の方位角範囲と、ミラー回転軸１３１を中心に６０度～１２０度（例えば、少なくとも１００度）の仰角範囲を含み得る。１つの実施形態において、仰角範囲は、システム１００が第１の軸１０２の方向に沿って（および／または実質的に平行に）１つ以上の放出ビームを誘導することが可能となるように構成され得る。他の方位角範囲および仰角範囲が可能であり、想定されることが理解されよう。

いくつかの実施形態において、視野１７は、２つ以上の連続した角度範囲（例えば、「分割された」視野または不連続な視野）を有し得る。１つの実施形態において、２つ以上の連続する角度範囲は、第１の軸１０２の同一側から離れて延在してよい。代替的に、別の実施形態において、２つ以上の連続する角度範囲は、第１の軸１０２の対向する側から離れて延在してよい。例えば、第１の軸１０２の第１の側は、０度～１８０度の仰角に関連付けられてよく、第１の軸の第２の側は、１８０度～３６０度の仰角に関連付けられてよい。

いくつかの実施形態において、システム１００は、光学ウィンドウ１６２を有する回転可能なハウジング１６０を含む。光学ウィンドウ１６２は、平坦なウィンドウを含み得る。追加的または代替的に、光学ウィンドウ１６２は、湾曲したウィンドウおよび／または屈折光パワーを備えたウィンドウを含み得る。１つの例として、湾曲したウィンドウは、光ビームの品質のいくらかの損失または劣化と引き換えに、（平坦な光学ウィンドウと比較して）拡張された視野を提供し得る。そのようなシナリオにおいて、光パルスは、光学ウィンドウ１６２を通じて環境１０に向けて放出され、伝搬され、受信され得る。さらに、１つの光学ウィンドウが本明細書の様々な実施形態で説明されているが、２つ以上の光学ウィンドウを有する例が可能であり、想定されることが理解されよう。

光学ウィンドウ１６２は、放出された光パルスの波長（例えば、赤外線波長）などの波長を有する光に対して実質的に透明であり得る。例えば、光学ウィンドウ１６２は、放出された光パルスを８０％より高い透過効率で透過させるように構成された光学的に透明な材料を含み得る。１つの実施形態において、光学ウィンドウ１６２の透過効率は、９８％以上であってよい。別の実施形態において、光学ウィンドウ１６２の透過効率は、光学ウィンドウ１６２に入射する送信および／または受信光の入射角に応じて変化してよい。例えば、光が比較的大きい入射角から光学ウィンドウに入射する場合は、光が比較的小さい入射角から入射する場合よりも透過効率が低くてよい。

いくつかの例において、光学ウィンドウ１６２は、ポリマー材料（例えば、ポリカーボネート、アクリルなど）、ガラス、石英、またはサファイアから形成され得る。赤外光に対して実質的に透明である他の光学材料が可能であり、想定されることが理解されよう。

いくつかの実施形態において、回転可能なハウジング１６０の他の部分は、ブラックテープ、吸収性塗料、カーボンブラック、ブラック陽極酸化、マイクロアーク酸化処理された表面もしくは材料、および／または別の種類の光学的に吸収性のある反射防止表面もしくは材料などの光学的に吸収性のある材料で被覆され得るか、または形成され得る。

システム１００の様々な要素は、異なる配列で配置され得る。例えば、例示的な実施形態において、受光軸１９または発光軸１８のうちの少なくとも１つは、ミラー回転軸１３１と交差しない。

システム１００は、コントローラ１５０を含む。いくつかの実施形態において、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つを含む。追加的または代替的に、コントローラ１５０は、１つ以上のプロセッサ１５２とメモリ１５４とを含み得る。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、グラフィックスプロセッサユニットなど）を含んでよい。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。したがって、１つ以上のプロセッサ１５２は、プログラム命令を実行して、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ことができる。

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んでもよく、またはその形態をとってもよい。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。したがって、メモリ１５４は、本明細書に記載の動作または機能の一部またはすべてを実行または促進するためのプログラム命令を含んでよい。

例えば、動作は、発光デバイス１２６に光パルスを放出させることを含み得る。そのようなシナリオにおいて、コントローラ１５０は、発光デバイス１２６に関連するパルサー回路に、１つ以上の電流／電圧パルスを発光デバイス１２６に提供させることができ、これにより、発光デバイス１２６に光パルスを提供させてよい。

また、動作は、検出された光信号として視野１７からの反射光パルス（例えば、戻り光１６）の少なくとも第１の部分を受信することも含み得る。例えば、光学ウィンドウ１６２を経て発光デバイス１２６から放出された光パルスの少なくとも一部（例えば、送信光１４）は、反射された光パルスまたは戻り光１６を提供するように、視野１７内の環境１０内の物体１２と相互作用し得る。反射光パルスの少なくとも一部は、複数の光検出器１２２のうちの少なくとも１つの光検出器によって受信され得る。次に、所与の光検出器は、光電流信号または光電圧信号を含み得る、検出された光信号を提供し得る。

さらに、動作は、検出された光信号に基づいて、視野１７内の物体１２を示す点群を決定することを含み得る。例示的な実施形態において、点群の決定は、コントローラ１５０によって実行され得る。例えば、コントローラ１５０は、放出および受信された各光パルスのそれぞれの飛行時間に基づいて、複数の空間点を決定し、かつ蓄積し得る。点群の決定は、ミラーアセンブリ１３０の仰角および回転可能なベース１１０の方位角にさらに基づき得る。点群は、コントローラ１５０によって、または自律型車両に搭載された別のコンピュータなどの別のコンピューティングデバイスによって決定され得ることが理解されよう。

本明細書で説明される動作のいくつかまたはすべては、コントローラ１５０および／またはシステム１００の他の要素から離れて配置されたコンピューティングデバイスによって行われ得ることが理解されよう。

様々な実施形態において、システム１００は、少なくとも１つのバッフルを含み得る。例えば、システム１００は、少なくとも１つの回転可能なバッフル１７０および／または少なくとも１つの静的バッフル１７２を含み得る。そのようなシナリオでは、少なくとも１つの回転可能なバッフル１７０および／または少なくとも１つの静的バッフル１７２は、光共振器１２０内の迷光（例えば、システム１００の周囲の環境と最初に相互作用せずに発光デバイス１２６から複数の光検出器１２２へ内部移動する光）を低減するように構成され得る。例示的な実施形態において、静的バッフル１７２は、受光軸１９と発光軸１８との間に配置された光学的に不透明な材料を含み得る。いくつかの実施形態において、回転可能なバッフル１７０は、ミラー本体１３３に結合され得、また、システム１００の送信機部分と受信機部分との間の迷光を低減または排除するように構成された光学的に不透明な材料も含み得る。換言すれば、ミラー本体１３３の第１の部分とミラー本体１３３の第２の部分とは、回転可能なバッフル１７０によって分離され得る。そのようなシナリオにおいて、回転可能なバッフル１７０は、フラットディスクのように形作られ得るが、他の形状が想定され、可能である。回転可能なバッフル１７０は、ミラー回転軸１３１を中心とし、それに垂直になり得る。

いくつかの実施形態において、システム１００は、光フィードバックシステムを含み得る。光フィードバックシステムの一部として、ミラー本体１３３の回転期間中に、送信機１２７がミラーアセンブリ１３０の反射面１３２に向かって複数の光パルスを送信するように構成され得る。そのようなシナリオにおいて、ミラーアセンブリ１３０は、（ｉ）複数の光パルスの少なくとも第１の光パルスをシステム１００の環境１０に反射し、（ｉｉ）内部光路１６８内に複数の光パルスの少なくとも第２の光パルスを反射するように構成され得る。いくつかの実施形態において、内部光路１６８は、回転可能なバッフル１７０、静的バッフル１７２、および／または回転可能なバッフル１７０と静的バッフル１７２との間のギャップ内にバッフル開口部１７４を含んでよい。

そのようなシナリオにおいて、受信機１２１の複数の光検出器１２２は、（ｉ）環境１０内の物体１２によって引き起こされる第１の光パルスの反射を含む反射光パルスを検出し、（ｉｉ）内部光路１６８を経て受信された第２の光パルスを検出するように構成され得る。様々な実施形態において、内部光路１６８は、反射面１３２が第２の光パルスを受信機１２１に向けて反射するように、第２の光パルスをミラーアセンブリ１３０の反射面１３２に向けて反射する１つ以上の内部反射器１８０によって少なくとも部分的に画定され得る。いくつかの実施形態において、内部反射器１８０は、ハウジング１６０の内面またはシステム１００の別の要素の表面を含み得る。そのような表面は、反射性、吸収性、および／または粗い皮膜でコーティングされ得る。

さらに、このようなシナリオにおいて、コントローラ１５０はは、第１の光パルスが送信機１２７によって送信される時間、第１の光パルスが光検出器１２２によって検出される時間、第２の光パルスが送信機１２７によって放出／送信される時間、および第２の光パルスが光検出器１２２によって検出される時間に基づいて、環境１０内の物体１２までの距離を決定するように構成され得る。このようなシナリオでは、第１の光パルス（およびそれに対応する反射光パルス）が物体までの距離を示す情報を提供し得、また、第２の光パルス（およびそれに対応する反射光パルス）がフィードバック距離またはゼロ長基準を示す情報を提供し得る。

システム１００の遮蔽物検出システムは、一次反射面１６３を含み得る。いくつかの実施形態において、一次反射面１６３は、少なくとも８：１のアスペクト比を有する矩形のミラーを含み得る。しかしながら、本開示の文脈内で、一次反射面１６３の他の形状が想定され、可能であることが理解されよう。例示的な実施形態において、一次反射面１６３は、ミラー回転軸１３１に実質的に平行に配置された長軸を含み得る。

そのようなシナリオにおいて、ミラー本体１３３の反射面１３２は、複数の二次反射面を表し得る。また、システム１００はカメラ１６６を含み得る。カメラ１６６は、一次反射面１６３およびミラー本体１３３の少なくとも１つの二次反射面を介して、光学要素（例えば、光学ウィンドウ１６２）の少なくとも１つのイメージを取り込むように構成される。

そのようなシナリオにおいて、コントローラ１５０は、遮蔽物検出に関連するさらなる動作を行うように構成されてよい。そのような動作は、カメラ１６６に、一次反射面１６３およびミラー本体１３３の少なくとも１つの二次反射面を介して光学要素の複数のイメージを取り込ませることを含み得る。複数のイメージの各イメージは、少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度で取り込まれる。

システム１００は、照明器１６１をさらに含む。いくつかの実施形態において、照明器１６１は赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み得る。そのようなシナリオにおいて、コントローラ１５０の動作は、カメラ１６６に複数のイメージを取り込ませると同時に、照明器１６１に光を放出させて、一次反射面１６３およびミラー本体１３３の少なくとも１つの二次反射面を介して光学要素を照明させることをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、照明器１６１は、発光デバイス１２６の波長帯域および／または光検出器１２２の検出可能な波長帯域とは異なる波長帯域内の光を放出するように構成され得る。そのようなシナリオにおいて、システム２２０の遮蔽物感知機能およびシステム１００のライダー機能は光学的に隔離され得る。

動作は、複数のイメージおよび少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度に基づいて光学要素の集合イメージを決定することをさらに含んでよい。

追加的または代替的に、動作は、集合イメージに基づいて、少なくとも１つの遮蔽物体が光学要素上に存在することを決定することを含み得る。いくつかの実施形態において、遮蔽物体は、光学要素の以前のイメージと現在のイメージとの間のイメージ比較に基づいて決定され得る。１つの例として、以前のイメージは「ベースライン」または工場出荷時の較正イメージを含み得る。以前のイメージと現在のイメージとの差異は、イメージ減算方法に基づいて強調表示および／または決定され得る。１つの例として、イメージ比較は、類似したイメージ間の差異を検出するように構成され得る。他の種類のイメージ処理／知覚動作が可能であり、想定される。いくつかの実施形態において、遮蔽物体が存在することを決定することは、コントローラ１５０によって実行され得る。ただし、他のコンピューティングデバイスがそのような決定を実行し得る。例えば、自律型車両の車載コンピュータは、システム１００から取得した情報に基づいてこの動作を実行し得る。

いくつかの実施形態において、カメラは、一次反射面および少なくとも１つの二次反射面を介して光学要素に焦点を合わせるように構成された固定焦点距離レンズを含む。

図２Ａは、例示的な実施形態によるシステム２００を示す。システム２００は、図１を関して図示および説明したシステム１００と類似または同一であり得る。例えば、システム２００は、回転可能なベース１１０を含み得る。回転可能なベース１１０は、第１の軸１０２を中心に回転するように構成され得る。さらに、システム２００は、発光デバイス１２６と、発光レンズ１２８と、光検出器１２２と、光検出器レンズ１２４とを含み得る光共振器１２０を含み得る。さらに、いくつかの実施形態において、システム２００は、ミラーアセンブリ１３０を含み得る。ミラーアセンブリ１３０は、複数の反射面１３２ａ、１３２ｂ、および１３２ｃ、ならびにシャフト１３４を含み得る。ミラーアセンブリ１３０は、ミラー回転軸１３１を中心に回転するように構成され得る。

いくつかの実施形態において、発光デバイス１２６および発光レンズ１２８は発光軸１８を形成し得る。図２Ａに示されるように、発光デバイス１２６によって放出された光パルスは、反射面１３２ｄと相互作用して、光学ウィンドウ１６２に向かって反射され、環境１０内の物体１２に向かって伝搬される。

いくつかの実施形態において、光検出器１２２および光検出器レンズ１２４は受光軸１９を形成し得る。発光デバイス１２６によって放出された光パルスは、反射されるか、または別様に環境と相互作用し、反射面１３２（例えば、反射面１３２ｄ）を介して戻り光１６として受け取られ、１つ以上の光リダイレクタ１２９を介して複数の光検出器１２２で観察され得る。

図２Ｂは、例示的な実施形態によるシステム２２０を示す。システム２２０は、それぞれ図１および図２Ａに関連して図示および説明されたように、システム１００およびシステム２００と類似または同一であり得る。いくつかの実施形態において、システム２２０は、遮蔽物検出システムを含み得る。遮蔽物検出システムは、光学ウィンドウ１６２に関連付けられた（例えば、結合された）遮蔽物体２２２の存在を示す情報を提供するように構成され得る。図２Ｂは、遮蔽物体２２２が光学ウィンドウ１６２の外面上にあるものとして図示しているが、他の遮蔽物体は、光学ウィンドウ１６２の内面に沿って、または光学ウィンドウ１６２の亀裂もしくは曇りもしくは不透明領域などの光学ウィンドウ１６２の一体化した部分自体としてなど、他の場所に位置し得ることが理解されよう。

図２Ｂに示されるように、システム２２０は、送信機１２７と受信機１２１とを含み得る。システム２２０は、光学ウィンドウ１６２と一次反射面１６３とを含む。また、システム２２０は、ミラー回転軸１３１を中心に回転するように構成されたミラーアセンブリ１３０も含む。ミラーアセンブリ１３０は、ここでは二次反射面と称される複数の反射面１３２を含む。

システム２２０は、一次反射面１６３およびミラーアセンブリ１３０の少なくとも１つの二次反射面を介して光学ウィンドウ１６２の少なくとも１つのイメージを取り込むように構成されたカメラ１６６を含む。様々な実施形態において、カメラ１６６の露光持続時間は、光学ウィンドウ１６２に沿って遮蔽物体（例えば、遮蔽物体２２２）を効率的にイメージ化するように調整および／または選択され得る。ミラースピン速度と露光／フラッシュ速度の間の相対的なタイミングが同期され得る。例えば、いくつかの実施形態において、照明器１６１は、光学ウィンドウ１６２の所望の領域２２４を照明するように、ストロボを用いた様式で動作され得る。そのようなシナリオにおいて、照明器１６１は、ミラーアセンブリ１３０の反射面１３２の角度に基づいて周期的に変調され得る。例えば、四面ミラーアセンブリ１３０の４分の１回転ごとに、照明器１６１は反射面１３２に向かって発光し得る。放出された光は、光学ウィンドウ１６２の所望の領域２２４を照明し得、それゆえ、カメラ１６６は、所望の領域２２４のイメージを応答して取り込み得る。そのようなシナリオにおいて、システム２２０は、複数のミラー回転にわたって光学ウィンドウ１６２の現在選択されたスライスのみをイメージ化するように構成され得る。いくつかの実施形態において、カメラ１６６は、ミラーアセンブリ１３０の回転速度によるぼやけを回避するために、非常に短い露光時間で動作されてよい。

いくつかの例において、システム２２０は複数の利点を提供し得る。第一に、いくつかのミラー回転にわたって光を蓄積することにより、所与の照明器パルス持続時間に対してより多くの光を収集することができる。これにより、ミラーの任意の所与の回転に対する照明器ストロボ時間を短縮する可能性を提供してよく、これは、カメラ１６６によって取り込まれたイメージのモーションブラーを低減または排除することができる。

いくつかの実施形態において、システム２２０は、カメライメージ内の背景物体をぼかすように構成され得る。例えば、ライダーと一緒に回転していない背景物体は、カメラ１６６によって取り込まれたイメージではぼやけ得る。そのようなシナリオにおいて、光学ウィンドウ１６２に沿って配置された遮蔽物（例えば、遮蔽物体２２２）は、回転可能なハウジング１６０とともに回転する。しかしながら、回転可能なハウジング１６０の外側に配置された環境物体は回転せず、カメラ１６６が長時間露光を取り込むとき、方位角方向にぼやけることになる。

いくつかの例において、カメラ１６６は、回転可能なベース１１０の完全な方位角回転にわたってシーンを露光することができ、その結果、光学ウィンドウ１６２のすべての領域が、最大にぼやけた背景で取り込まれる。そのようなシナリオにおいて、取り込まれた背景は光学ウィンドウ１６２のスライスの各イメージについて類似している可能性がある。

追加的または代替的に、カメラ１６６は、回転可能なベース１１０および光学ウィンドウ１６２がシステム１００のブラケットまたはマウントに面している間にイメージを取り込むように動作され得る。そのようなシナリオにおいて、カメラ１６６は、カメラがマウントの方を向いているときにのみイメージを取り込むように制御され得る。そのため、カメラのイメージは、環境内の物体によって変化しない不変の背景を含み得る。

いくつかの実施形態において、一次反射面１６３はオプションであり得る。そのようなシナリオにおいて、照明器１６１は、中間反射面を必要とせずに、ミラーアセンブリ１３０に向かって直接発光してよい。

また、システム２２０は、少なくとも１つのプロセッサおよび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、メモリ内に格納されたプログラム命令を実行する。その動作は、ミラー回転軸１３１を中心にミラーアセンブリ１３０を回転させることを含む。

また、動作は、カメラ１６６に、一次反射面１６３およびミラーアセンブリ１３０の少なくとも１つの二次反射面を介して、光学ウィンドウ１６２の複数のイメージを取り込みさせることも含む。複数のイメージの各イメージは、少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度で取り込まれる。

いくつかの実施形態において、動作は、複数のイメージおよび少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度に基づいて、光学ウィンドウ１６２の集合イメージを決定することを含む。

いくつかの実施形態において、コントローラ１５０の動作は、集合イメージに基づいて、少なくとも１つの遮蔽物体２２２が光学ウィンドウ１６２上に存在するか、または光学ウィンドウ１６２に一体であると決定することをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの遮蔽物体２２２を決定することに応答して、コントローラ１５０は、遮蔽物体２２２を考慮して、システム１００の後続の動作を調整し得る。例えば、コントローラ１５０は、遮蔽物体２２２によって影響を受ける可能性がある視野１７の領域に対応する点群および／またはイメージ情報を無視または調整するように、ライダースキャンおよび／またはカメライメージを調整し得る。他の実施形態において、コントローラ１５０は、遮蔽物体２２２についての通知を提供し得る。その通知に基づいて、システム１００は、光学ウィンドウ１６２を清掃する整備リクエストを送信し、車両の乗員が光学ウィンドウ１６２を清掃することを要求し、かつ／または関連車両（例えば、車両５００）を光学ウィンドウ清掃のための整備場所に移動させ得る。他の実施形態において、システム１００は、他のセンサ（例えば、他のライダーシステム）からのさらなる情報を要求する通知を提供し得、これは、遮蔽物体２２２によって不明瞭になるか、または別様に影響を受け得る視野１７の領域に関する情報を提供し得る。他のセンサシステムからバックアップまたは代替情報を取得する他の方式が可能であり、想定される。さらに、遮蔽物体の存在を補償するために、かつ／またはシステム１００の安全で信頼できる動作を維持するために、システム１００の動作に対して他の調整を行うことができることが理解されよう。いくつかの実施形態において、遮蔽物体２２２を検出することにより、自動運転車両の挙動を調整し得る。例えば、リアセンサが遮られている場合、車両が自律的に後進できない場合がある。追加的にまたは代替的に、車両のサイドセンサが遮られている場合、自律的な車線変更またはその他の方向転換操縦が回避または禁止され得る。フロントセンサが遮られている実施形態において、自律的な前進運転が禁止または回避され得る。このような例において、自動運転車両は基地に後進して戻るように構成され得る。

いくつかの例示的な実施形態において、カメラ１６６は、光学ウィンドウ１６２の様々な部分についての遮蔽物情報を提供する集合イメージを取り込むように構成され得る。そのようなシナリオにおいて、カメラ１６６が単一のイメージフレームを取り込むと同時に、照明器１６１が取り込み期間中にいくつかの照明フラッシュを提供する。そのような例において、カメラ１６６は、単一のイメージフレームで、一緒に合成または集約された光学ウィンドウ１６２のいくつかの異なるビューを取り込み得る。すなわち、ミラーアセンブリ１３０がミラー回転軸１３１を中心に回転するとき、単一のイメージフレームが光学ウィンドウ１６２のいくつかの異なるビューの合成物を含んでよい。そのような集合イメージは、既知の「クリーン」集合イメージと比較され、光学ウィンドウ１６２が汚れているかどうか、および／または他の種類の遮蔽物を提示し得るかどうかを決定し得る。

追加的または代替的に、複数のイメージは、光学ウィンドウ１６２のイメージを取り込むように配置され得るそれぞれの複数のカメラ１６６によって取り込まれ得る。例えば、複数のイメージの各イメージは、光学ウィンドウ１６２に対してそれぞれの角度で取り込まれたイメージおよび／または光学ウィンドウ１６２のそれぞれの部分のイメージに対応してよい。そのようにして、イメージ取り込み処理は、一連の処理ではなく並列で実行され得る。したがって、いくつかの実施形態において、複数のイメージが１つの取り込み間隔で取り込まれ得るので、遮蔽物体２２２の決定はより迅速に実行され得る。これには、ウィンドウのいくつかの部分のイメージを同時に撮影し、それらを一緒に追加する効果があり得る。ウィンドウがクリーンな場合、ウィンドウのこれらの様々なクリーンな領域の総計により、ウィンドウのクリーンな集合イメージが提供される。ただし、複数のイメージのいずれかが汚れている場合、イメージの組み合わせによって異なる集合イメージが提供され、それが汚れたウィンドウを示し得る。

図２Ｃは、例示的な実施形態によるシステム２３０を示す。システム２３０は、１つ以上の内部反射器１８０（例えば、第１の内部反射器１８０ａおよび第２の内部反射器１８０ｂ）を含み得る光フィードバックシステムを示すことができる。例示的な実施形態において、第１の内部反射器１８０ａおよび第２の内部反射器１８０ｂは、拡散反射器であり得る。

図２Ｃに示されるように、ミラー本体１３３および対応する反射面１３２の特定の回転角によって、ミラー本体１３３の送信機部分から第１の内部反射器１８０ａに向かって反射される、放出された光パルス（本明細書では「第２の光パルス」と称される）がもたらされ得る。そのようなシナリオにおいて、第１の内部反射器１８０ａは、バッフル開口部１７４を通じて第２の内部反射器１８０ｂに向かって第２の光パルスを反射するように構成され得る。第２の内部反射器１８０ｂは、第２の光パルスをミラー本体１３３の受信機部分および対応する反射面１３２に向けて反射するように構成され得る。次いで、反射面１３２は第２の光パルスを受信機１２１に向けて反射し得る。

図２Ｄは、例示的な実施形態による、図２Ｃのシステム２３０の代替図２４０を示す。図２Ｄに示されるように、送信機１２７は、発光レンズ１２８とミラー本体１３３の第１の部分との間の第１の空間２４２に光パルスを伝搬するように構成された発光レンズ１２８を含む。さらに、受信機１２１は、ミラー本体１３３の第２の部分によって反射され、ミラー本体１３３の第２の部分と光検出器レンズ１２４との間の第２の空間２４４に入るた光パルスを受信するように構成された光検出器レンズ１２４を含む。そのようなシナリオにおいて、第１の内部反射器１８０ａは第１の空間２４２内に配置され、第２の反射器は第２の空間２４４内に配置され得る。

図２Ｄに示されるように、静的バッフル１７２は、第１の空間２４２と第２の空間２４４とを分離する。このようなシナリオにおいて、静的バッフル１７２はバッフル開口部１７４を含む。図示のように、第１の内部反射器１８０ａは、バッフル開口部１７４を通じて第２の内部反射器１８０ｂに向かって第２の光パルスを反射するように構成され得る。別の言い方をすれば、静的バッフル１７２および回転可能なバッフル１７０は、反射面１３２の送信側および反射面１３２の受信側を画定し得る。そのようなシナリオにおいて、送信機１２７は反射面１３２の送信側に向かって放出光を放出するように構成される。さらに、受信機１２１は反射面１３２の受信側を経て戻り光１６を受信するように構成される。

例示的な実施形態において、ミラー本体１３３および対応する反射面１３２は、ミラー本体１３３の回転期間の第１の部分の間に「第１の光パルス」を環境１０に反射し得る。そのようなシナリオにおいて、ミラー本体１３３および対応する反射面１３２は、ミラー本体１３３の回転期間の第２の部分の間に、第１の内部反射器１８０ａに向かって第２の光パルスを反射し得る。

本明細書で説明するように、内部光路１６８を介して受信される光パルスは、例えば、環境内の較正ターゲットおよび／または既知の特徴によって提供されるものよりも、システム１００に対してより信頼できる「ゼロ時間」基準を提供し得る。

追加的または代替的に、本明細書に記載の光フィードバックシステムは、送信機１２７によって放出される光パルスの送信電力を直接推定および／または予測する方式を提供し得る。すなわち、いくつかの例において、内部反射器１８０を経て受信機１２１によって受信される光の量は、全体的な送信光パワーに比例し得る。このようなシナリオにおいて、１つ以上の光検出器の出力信号が、出力信号と全体的な送信光パワーとの関連に関する情報を提供するルックアップテーブルと比較され得る。したがって、光フィードバックシステムは、ショットごとにシステム１００の送信機１２７の光出力を直接測定する方式を提供し得る。

図２Ｄに示されるように、シャフト１３４は、第１の端部２４７と、第１の端部２４７の反対側にある第２の端部２４８とを有し得る。そのようなシナリオにおいて、ミラーアクチュエータ１３６は、シャフト１３４の第２の端部２４８に結合され得る。追加的または代替的に、ミラーアセンブリ１３０は、１つ以上のベアリング２４９を含み得、各ベアリングは内輪および外輪を有する。１つの例として、ベアリング２４９はシリンダーベアリングを含み得る。他の種類の回転ベアリングも可能であり、想定されることが理解されよう。そのようなシナリオにおいて、少なくとも１つのベアリング２４９の内輪が、第１の端部２４７に近接するシャフト１３４に結合され得る。追加的または代替的に、結合ブラケット１３５が、ベアリング２４９の外輪に結合され得る。このようなシナリオにおいて、結合ブラケット１３５は、ハウジング１６０に取り外し可能に取り付けられ得る。

様々な実施形態において、プラスチック材料２４１が、第１の端部２４７と第２の端部２４８との間のシャフト１３４の少なくとも一部に配置され得る。１つの例として、プラスチック材料２４１は、コーティングの形態で、または別個のプラスチック部品（例えば、ミラー本体１３３）としてシャフト１３４に結合され得る。追加的または代替的に、プラスチック材料２４１は、シャフト１３４上に配置された内側部分と、（例えば、反射面１３２を提供するため）反射材料が配置された外側部分と、内側部分と外側部分との間の空間と、内側部分と外側部分との間に延在する複数のカップリング（例えば、可撓性部材１３８）と、を含み得る。そのようなシナリオにおいて、複数のカップリングの各カップリングは、図３Ｂに関連して説明されるように、放射状部材およびクロスバー部材を含んでよい。追加的または代替的に、クロスバー部材は、外側部分の第１の側と外側部分の第２の側との間に延在し得る。さらに、放射状部材は、内側部分とクロスバー部材との間に延在し得る。さらに、外側部分の第１の側が第１の反射面を支持し得、外側部分の第２の側が第２の反射面を支持し得る。

いくつかの例において、ミラーアクチュエータ１３６は、ａ）シャフト１３４の第２の端部２４８に近接するプラスチック材料２４１上に配置された少なくとも１つの磁石２４６（例えば、回転子磁石）と、ｂ）少なくとも１つの磁石２４６と相互作用して、回転軸１３１を中心にミラーアセンブリ１３０を回転させるように構成された固定子２４３と、を含み得る。本明細書に記載されるように、シャフト１３４は、金属から形成され得る。そのようなシナリオにおいて、複数のカップリングが、金属とプラスチック材料２４１との間の熱膨張差を吸収するように、回転軸１３１に垂直な方向において可撓性に構成され得る。

いくつかの実施形態において、エンコーダ磁石１３９は、シャフト１３４の第２の端部２４８に近接するプラスチック材料２４１上に配置され得る。そのようなシナリオにおいて、エンコーダ磁石１３９は、送信機１２７および受信機１２１に対するミラーアセンブリ１３０の回転位置を示す情報を提供するように構成され得る。

図２Ｃおよび図２Ｄは、バッフル開口部１７４を通じて光を誘導するように構成されたミラー要素（例えば、第１の内部反射器１８０ａおよび第２の内部反射器１８０ｂ）を示しているが、バッフル開口部１７４を通じて光を収集して、かつ誘導する他の方式が可能であり、想定されることは理解されよう。例えば、光学材料（例えば、ガラスまたはプラスチック）をバッフル開口部の近くに配置して、発光体１２６から放出された光の一部を収集し、バッフル開口部１７４を通じて（例えば、全内部反射を経て）それを誘導することができる。そのようなシナリオにおいて、光学材料が、光共振器１２０の受信部分と送信部分との間に延在するロッドの形状に形成され得る。ロッドの送信部分と相互作用する光パルスにより、光がロッド全体に散乱する。散乱光の一部は、ロッドを通じてロッドの受信側に伝搬され、光検出器１２２によって検出され得る。

図３Ａは、例示的な実施形態によるミラーアセンブリ３００を示す。ミラーアセンブリ３００は、図１に関連して図示および説明されたミラーアセンブリ１３０と類似または同一であり得る。例えば、ミラーアセンブリ３００は、複数の反射面１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、および１３２ｄを含み得る。ミラーアセンブリ３００は、ミラー回転軸１３１を中心に回転するように構成され得るシャフト１３４をさらに含み得る。

いくつかの実施形態において、送信機１２７は、ミラーアセンブリ３００に向けて発光軸１８に沿って光パルスを放出し得る。ミラーアセンブリ３００の反射面１３２ｄは、そのような光パルスが外部環境１０に向けて伝搬されるように、光パルスを反射し得る。

そのような例において、環境１０からの光（例えば、戻り光１６）は、ミラーアセンブリ３００の反射面１３２ｄによって反射され得る。いくつかの実施形態において、受信された光は、受光軸１９に沿って受信機１２１に誘導され得る。

図３Ｂは、例示的な実施形態による、図３Ａのミラーアセンブリ３００の一部３２０を示す。シャフト１３４およびそれぞれの反射面１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、および１３２ｄは、１つ以上の可撓性部材１３８（例えば、可撓性部材１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃ、および１３８ｄ）を介して結合され得る。いくつかの実施形態において、可撓性部材１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃ、および１３８ｄは、シャフト１３４とミラー本体１３３の内面３２２との間に可撓性（例えば、撓み）構造的支持を提供し得る。本明細書に記載されるように、シャフト１３４は、少なくとも部分的に、プラスチック材料２４１によって取り囲まれ、かつ／またはコーティングされ得る。

例示的な実施形態において、可撓性部材１３８はＴ字形であり得る。追加的または代替的に、可撓性部材１３８は細長いＴ字形を有し得る。つまり、Ｔ字型はＸ軸に沿って縦方向に延在し得る。他の形状も可能であり、想定される。

いくつかの実施形態において、可撓性部材１３８の各々は、２つの第１の端部３２４ａおよび３２４ｂと、第２の端部３２６とを含み得る。そのようなシナリオにおいて、２つの第１の端部３２４ａおよび３２４ｂ、ならびに第２の端部３２６は、Ｔ字形の部材３２８を介して結合され得る。図示のように、２つの第１の端部３２４ａおよび３２４ｂは、ミラー本体１３３の２つの異なる反射面１３２に対応する（反対側に位置する）２つの異なる内面に結合し得る。

いくつかの実施形態において、２つの第１の端部３２４ａおよび３２４ｂは第１の材料から形成され、第２の端部３２６は第２の異なる材料から形成され得る。１つの例として、支持部材１３８の様々な部分は、限定されないが、プラスチック（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、シリコーンなど）、ゴム（例えば、ラテックスなど）、金属（例えば、アルミニウム、鋼、チタンなど）、および／またはセラミックから形成され得る。他の材料および材料の組み合わせが本開示の範囲内で可能であり、想定されることが理解されよう。

例示的な実施形態において、可撓性部材１３８の１つ以上の要素の材料および／または形状は、例えば、シャフト１３４と反射面１３２との間の熱膨張係数の差の影響を低減または最小化するように選択され得る。例えば、２つの第１の端部３２４ａおよび３２４ｂは、熱変化に比較的影響されない、準拠した可撓性材料を提供するように、シリコーンであるように選択され得る。追加的または代替的に、いくつかの実施形態において、Ｔ字形部材３２８は、シャフト１３４からの反射面１３２に作用する力、すなわち、相対変位を低減または最小化するように、可撓性材料から形成され得る。そのような力および／または変位は、少なくとも部分的に熱膨張係数の違いに起因する可能性がある。したがって、開示された可撓性部材１３８を利用することによって、ミラーアセンブリ１３０および／またはシステム１００の他の部分が、温度の変動、温度に依存する材料の湾曲もしくは変位、および／または長期の温度サイクル効果（例えば、熱応力除去）による影響を受けにくくなり得る。

図４Ａは、例示的な実施形態による受信機４００を示す。図１に関連して図示および説明されるように、受信機４００は、受信機１２１と類似または同一であり得る。受信機４００は、光検出器レンズ１２４を介して戻り光１６を受信するように構成され得る光リダイレクタデバイスを含み得る。また、受信機４００はアパーチャプレート１７６も含み得る。アパーチャプレート１７６は、複数のアパーチャ（例えば、アパーチャ１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｃ、および１７８ｄ）を含み得る。例示的な実施形態において、複数のアパーチャのうちの少なくとも１つのアパーチャが、１５０ミクロン～３００ミクロンの直径を有する。複数のアパーチャは、アパーチャプレートに形成された１セットの開口部を含む。このようなシナリオにおいて、アパーチャプレートの厚さは５０ミクロン～２００ミクロンであり得る。

受信機４００は、複数の光検出器１２２（例えば、一次光検出器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、および１２３ｄ、ならびに第２の光検出器１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、および１２５ｄ）を含む。

さらに、受信機４００は、複数の光リダイレクタ１２９（例えば、光リダイレクタ１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、および１２９ｄ）を含む。各光リダイレクタ１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、および１２９ｄは、それぞれのアパーチャ１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｃ、または１７８ｄからの戻り光１６のそれぞれの部分を、複数の光検出器のうちの少なくとも１つの光検出器に光学的に結合させるように構成される。

いくつかの実施形態において、各光リダイレクタ１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、および１２９ｄは、それぞれのアパーチャ１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｃ、または１７８ｄからの戻り光１６のそれぞれの部分を、全反射によって複数の光検出器１２２の少なくとも１つの光検出器に光学的に結合させるように構成される。

様々な実施形態において、光リダイレクタ１２９は、射出成形可能な光学材料から形成され得る。例えば、光リダイレクタ１２９は、アクリル（ポリメチルメタクリレートまたはＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリカーボネート、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）などのポリマー熱可塑性光学材料、または、ＮＡＳ、７０％のポリスチレンと３０％のアクリルのコポリマーのような様々なコポリマーから形成され得る。追加的または代替的に、いくつかの実施形態は、様々なポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）系材料、および／またはポリスルホナノン（ＰＳＵ、ＰＰＳＵ、ＰＥＳなど）もしくはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含んでよい。他の光学材料も可能であり、想定されることが理解されよう。

光リダイレクタ１２９は、要素対でともに結合され、それにより、第１の要素対および第２の要素対が相互にスライド可能に結合されるように形作られる。例えば、図４Ａに示されるように、光リダイレクタ１２９ａおよび光リダイレクタ１２９ｃが物理的に結合され得、第１の要素対を表し得る。同様に、光リダイレクタ１２９ｂおよび光リダイレクタ１２９ｄが物理的に結合され得、第２の要素対を表し得る。したがって、第１の要素対および第２の要素対は、それらをＹ軸に沿って一緒にスライドさせることによって組み立てられるように構成され得る。

図４Ｂは、例示的な実施形態による、図４Ａの受信機４００の代替図４２０を示す。図４Ｂに示されるように、代替図４２０は、一次光検出器１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、および１２３ｄ、ならびに第２の光検出器１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、および１２５ｄの部分的な俯瞰図を含み得る。さらに、光リダイレクタ１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、および１２９ｄの各々が、それぞれの一次光検出器および対応する二次光検出器に光学的に結合され得る。

図４Ｂは、光検出器の４×２アレイ（例えば、第１の列に４つの一次光検出器および第２の列に４つの二次光検出器）を示しているが、他の光検出器の形状およびレイアウトが可能であり、想定されることが理解されよう。例えば、代替の光検出器レイアウトは、４つの一次光検出器の中央列と、２つの二次光検出器の上列と、さらに２つの二次光検出器の下列と、を含み得る。他の配列も可能であり、想定される。

図４Ｃは、例示的な実施形態による、図４Ａの受信機４００の代替図４３０を示す。図４Ｃに示されるように、代替図４３０は、受信機４００ならびに光リダイレクタ１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、および１２９ｄの斜角図を含む。いくつかの実施形態において、入射光は、アパーチャ（例えば、アパーチャ１７８ａ）を通じて入り、一次光検出器１２３ａと相互作用し得る。いくつかの実施形態において、入射光の一部４３２は、一次光検出器１２３ａの上面から反射され、続いて、二次光検出器１２５ａと相互作用するように、光リダイレクタ１２９ａの上面から反射され得る。様々な例において、様々な光路が想定され、可能であることが理解されよう。例えば、入射光の一部を（例えば、全内部反射の損失を経て）リダイレクタから出射するようにすることが可能であり、このような入射光の一部は、反射要素などの外部特徴を介して二次検出器に提供され得る。

図４Ａ～４Ｃは例示的な実施形態を示しているが、入力アパーチャと光検出器との間で入射光を結合するために、他の光リダイレクタ設計を利用できることが理解されよう。例えば、例示的な実施形態は、（入射ビームの発散を無視して）単一の光学面に光を実質的に閉じ込める光リダイレクタを含んでよい。追加的または代替的に、光リダイレクタは、光を面外に誘導するように構成され得る。

いくつかの実施形態において、光リダイレクタは、レンズ面を含み得る。１つの例として、レンズ面は光リダイレクタの入力および／または出力面で利用され得る。そのようなレンズ面は、光ビームの発散を制御し、光検出器の均一な光学的範囲を容易にするように有利に構成され得る。追加的または代替的に、光リダイレクタの少なくとも１つの表面は波状の表面を含むことができ、これにより、設計された拡散器および代替的に光ビーム発散を制御する方式を提供し得る。

さらに、１つ以上のリダイレクタチャネルを単一の光リダイレクタ本体に組み込むか、または組み合わせ得ることが理解されよう。このようなシナリオにおいて、各リダイレクタチャネルは、入口アパーチャ、出口アパーチャ、および１つ以上の中間制御面を含み得る。リダイレクタチャネルは、中実の透明な材料で作られてよく、または中空でもよい。入口アパーチャおよび出口アパーチャの双方、ならびに中間制御面の一部または全部は、屈折、例えば、１つ以上のファセットを有するプリズム、１つもしくは２つの方向のレンズ、もしくは工学的拡散パターンを経て、または反射、例えば１つ以上のファセットを持つ平面反射器、２つの方向の１つに光パワーを有する曲線反射器、もしくは工学的拡散反射器を経て入射光を操作するように構成され得る。様々な例において、光反射率が、全内部反射の使用によって、または反射コーティングの適用を経て提供されてよい。１つの実施形態において、リダイレクタチャネルは、入射光に対してほぼ垂直に配向された入口および出口アパーチャと、アパーチャの間に配置された一対の反射ファセットとを備えた、固体の透明な材料から構成され得る。第２の実施形態において、リダイレクタチャネルは、第１の例と実質的に類似し得るが、出口アパーチャが出射光に対してかなりの角度にあり、中間反射器の１つがビームパターンを一方向に圧縮するのに役立つ複数のファセットで形成され、それによって出口アパーチャとビームとの斜め交差によって生じるビームパターンの伸長を相殺する。第３の実施形態において、リダイレクタチャネルは、固体材料から構成され、入口アパーチャおよび出口アパーチャのみからなり、入射光を出口アパーチャに向かって屈折させるように、入口アパーチャが入射光に対して傾斜している。

ＩＩＩ．例示的車両
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、および図５Ｅは、例示的な実施形態による車両５００を示す。車両５００は、半自律型車両または完全自律型車両であり得る。図５Ａ～５Ｅ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関する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種類の自律型車両、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、所与の平面（例えば、ｘ－ｙ平面）に対してある角度範囲にわたって配列された、複数の発光デバイスを有するライダーセンサを含み得る。

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の周囲の環境を光パルスで照明するために、所与の平面に垂直な軸（例えば、Ｚ軸）を中心に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、他の種類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。

例示的な実施形態は、複数の発光デバイスを有するシステムを含むことができる。システムは、ライダーデバイスの伝送ブロックを含むことができる。例えば、システムは、車両（例えば、自動車、トラック、オートバイ、ゴルフカート、航空機、ボートなど）のライダーデバイス、またはその一部とすることができる。複数の発光デバイスの各発光デバイスは、それぞれのビーム仰角に沿って光パルスを放出するように構成される。それぞれのビーム仰角は、基準角度または基準面に基づくことができる。いくつかの実施形態では、基準面は、車両５００の運動軸に基づき得る。

単一の発光デバイスを有するライダー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デバイス）を有するライダー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出される光パルスは、システムの環境の周りに制御可能に向けられ得る。光パルスの放出の角度は、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、所与の軸を中心に往復運動で回転する、および／または垂直軸を中心に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出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出することができる。追加的にまたは代替的に、走査光学系および／または他の種類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。複数の固定ビームを利用する実施形態もまた、本開示の文脈内で想定される。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載するように、単一の発光デバイスは、可変ショットスケジュールに従って、かつ／またはショット当たりの可変電力で光パルスを放出することができる。すなわち、各レーザパルスまたはショットの放出電力および／またはタイミングは、ショットのそれぞれの仰角に基づくことができる。さらにまた、可変ショットスケジュールは、ライダーシステムから、またはライダーシステムを支持する所与の車両の表面（例えば、フロントバンパー）からの所与の距離で所望の垂直間隔を提供することに基づくことができる。１つの例として、発光デバイスからの光パルスが下向きに向けられるとき、目標までの予想される最大距離がより短いことに起因して、ショット当たりの電力が低下する可能性がある。逆に、基準面の上の仰角で発光デバイスによって放出された光パルスは、より長い距離を移動するパルスを適切に検出するのに十分な信号対雑音を提供するように、ショット当たりの電力が比較的より高い場合がある。

いくつかの実施形態では、ショット当たりの電力／エネルギーは、動的にショットごとに制御することができる。他の実施形態では、ショット当たりの電力／エネルギーは、いくつかのパルスの連続セット（例えば、１０個の光パルス）について制御することができる。すなわち、光パルス列の特性は、パルス当たり基準および／またはいくつかのパルス当たり基準に変更することができる。

図５Ａ～５Ｅは、車両５００に取り付けられた様々なライダーセンサを示しているが、車両５００は、複数の光学システム（例えば、カメラ）、レーダ、または超音波センサなどの他の種類のセンサを組み込み得ることが理解されよう。

例示的な実施形態において、車両５００は、デフォルトの視野内の物体を示す情報を提供するために車両５００の環境に光パルスを放出するように構成されたライダーシステム（例えば、システム１００）を含み得る。例えば、車両５００は、第１の軸（例えば、第１の軸１０２）を中心に回転するように構成された回転可能なベース（例えば、回転可能なベース１１０）を有する光学システム（例えば、システム１００）を含み得る。また、光学システムは、ミラーアセンブリ（例えば、ミラーアセンブリ１３０）を含み得る。ミラーアセンブリは、ミラー回転軸（例えば、ミラー回転軸１３１）を中心に回転するように構成され得る。いくつかの実施形態において、ミラー回転軸は、第１の軸に実質的に垂直である。

また、光学システムは、回転可能なベースに結合された光共振器（例えば、光共振器１２０）も含む。そのようなシナリオにおいて、光共振器は、少なくとも１つの発光デバイス（例えば、発光デバイス１２６）と、発光レンズ（例えば、発光レンズ１２８）と、を含む。少なくとも１つの発光デバイスおよび発光レンズが、発光軸（例えば、発光軸１８）を画定するように配列される。

光学システムは、複数の光検出器（例えば、光検出器１２２）をさらに含む。例示的な実施形態において、複数の光検出器が、少なくとも１つの発光デバイスの各発光デバイスのための２つ以上の光検出器のそれぞれのセットを含む。また、光学システムは、光検出器レンズ（例えば、光検出器レンズ１２４）も含む。そのようなシナリオにおいて、複数の光検出器および光検出器レンズは、受光軸（例えば、受光軸１９）を画定するように配列される。

いくつかの実施形態において、２つ以上の光検出器の各セットは、一次光検出器（例えば、一次光検出器１２３）と、二次光検出器（例えば、二次光検出器１２５）と、を含み得る。そのようなシナリオにおいて、一次光検出器は、所与の発光デバイスから放出された戻り光の第１の部分を受け取るように構成される。さらに、二次光検出器は、所与の発光デバイスから放出された戻り光の第２の部分を受け取るように構成される。

いくつかの実施形態において、戻り光の第１の部分は、戻り光の第２の部分よりも光子束が少なくとも１桁大きい。

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、さも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において、方法６００のブロックまたはステップの一部または全部は、図１、２Ａ、２Ｂ、２Ｃにそれぞれに関連して図示および説明されたように、システム１００、２００、２２０、２３０のコントローラ１５０および／または他の要素によって行われてよい。

ブロック６０２は、回転可能なベースに結合された発光デバイスから、最初にミラーアセンブリと相互作用し、次に放出された光として環境に向かって放出される光パルスを放出することを含む。

ブロック６０４は、最初にミラーアセンブリと相互作用し、次に少なくとも一次光検出器および二次光検出器によって検出される環境からの戻り光を受信することを含む。

ブロック６０６は、放出時間と受信時間との間の飛行時間に基づいて、環境内の物体までの範囲を決定することを含む。

いくつかの実施形態において、方法６００は、回転可能なベースを第１の軸を中心に回転させ、ミラーアセンブリをミラーの回転軸を中心に回転させ、ミラーアセンブリが回転している間に点群を形成するように放出、受信、および決定のステップを繰り返すことをさらに含み得る。点群は、環境の３次元表現内に複数の範囲または範囲データを含み得る。

図７は、例示的な実施形態による方法７００を示している。方法７００は、本明細書に明示的に図示されているか、さもなければ開示されているものよりも少ないまたは多くのステップまたはブロックを含むことができることが理解されるであろう。さらにまた、方法７００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において、方法７００のブロックまたはステップの一部または全部は、図１、２Ａ、２Ｂ、２Ｃにそれぞれに関連して図示および説明されたように、システム１００、２００、２２０、２３０のコントローラ１５０および／または他の要素によって行われてよい。

ブロック７０２は、回転可能なミラー（例えば、ミラー本体１３３）を、回転軸（例えば、ミラー回転軸１３１）を中心に回転させることを含む。そのようなシナリオにおいて、回転可能なミラーは、複数の二次反射面（例えば、反射面１３２）を含み得る。

ブロック７０４は、カメラ（例えば、カメラ１６６）に、一次反射面（例えば、一次反射面１６３）および回転可能なミラーの少なくとも１つの二次反射面を介して、光学要素（例えば、光学ウィンドウ１６２）の複数のイメージを取り込みさせることを含む。複数のイメージの各イメージは、少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度で取り込まれる。

いくつかの実施形態において、方法７００は、複数のイメージおよび少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度に基づいて光学要素の集合イメージを決定することをさらに含み得る。

そのようなシナリオにおいて、方法７００は、集合イメージに基づいて、少なくとも１つの遮蔽物体が光学要素上に存在することを決定することを含み得る。

方法７００は、カメラに複数のイメージを取り込ませると同時に照明器（例えば、照明器１６１）に光を放出させて、一次反射面および回転可能なミラーを介して光学要素を照明させることをさらに含み得る。本明細書で説明するように、照明器１６１は、回転可能なミラーおよび光学ウィンドウ１６２を周期的に照明するように、ストロボの性質で動作され得る。そのような動作は、遮蔽物体２２２の存在を決定するために、光学ウィンドウ１６２のイメージを取り込むことを含み得る。

図８は、例示的な実施形態による、方法８００を示す。方法８００は、本明細書に明示的に図示されているか、さもなければ開示されているものよりも少ないまたは多くのステップまたはブロックを含んでよいことが理解されるであろう。さらに、方法８００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得、各ステップまたはブロックは、１回以上実行され得る。いくつかの実施形態において、方法８００のブロックまたはステップの一部または全部は、図１、２Ａ、２Ｂ、２Ｃにそれぞれに関連して図示および説明されたように、システム１００、２００、２２０、２３０のコントローラ１５０および／または他の要素によって行われてよい。

いくつかの実施形態において、方法８００を実行して、ゼロ範囲の測定および／または較正を得ることができる。ブロック８０２は、少なくとも１つの発光デバイス（例えば、発光デバイス１２６）に、回転可能なミラー（例えば、ミラーアセンブリ１３０）に向かって複数の光パルスを放出させることを含む。回転可能なミラー（ｉ）は、複数の光パルスのうちの少なくとも第１の光パルスを外部環境（例えば、環境１０）内に反射し、（ｉｉ）複数の光パルスのうちの少なくとも第２の光パルスを内部光路（例えば、内部光路１６８）内に反射する。

ブロック８０４は、光検出器（例えば、光検出器１２２）によって、（ｉ）外部環境（例えば、環境１０）内の物体（例えば、物体１２）によって引き起こされる第１の光パルスの反射を含む反射光パルスと、（ｉｉ）内部光路を経て受信された第２の光パルスと、を受信することを含み得る。内部光路は、回転可能なミラーが光検出器に向かって第２の光パルスを反射するように、回転可能なミラーに向かって第２の光パルスを反射する１つ以上の内部反射器（例えば、内部反射器１８０）によって少なくとも部分的に画定される。

追加的または代替的に、方法８００は、第１の光パルスが発光デバイスによって放出される時間と、反射された第１のパルスが光検出器によって検出される時間と、第２のパルスが放出された時間と、第２の光パルスが光検出器によって検出された時間と、に基づいて、外部環境における物体までの距離を決定することを含み得る。

本明細書の他の場所に開示されるように、光パルスは、送信レンズ（例えば、発光レンズ１２８）と回転可能なミラーの第１の部分との間の第１の空間（例えば、第１の空間２４２）に放出され得る。光検出器は、回転可能なミラーの第２の部分によって反射された光パルスを、回転可能なミラーの第２の部分と受光レンズ（例えば、光検出器レンズ１２４）との間の第２の空間（例えば、第２の空間２４４）で受信するように構成される。内部光路は、第１の空間と第２の空間とを光学的に結合するアパーチャ（例えば、バッフル開口部１７４）によってさらに画定される。

いくつかの実施形態において、アパーチャは、第１の空間と第２の空間とを分離する静的バッフル（例えば、静的バッフル１７２）の開口部であり得る。追加的または代替的に、アパーチャは、第１の空間と第２の空間とを分離する回転可能なバッフル（例えば、回転可能なバッフル１７０）の開口部、および／または回転可能なバッフルと静的バッフルとの間のギャップであり得る。

図９は、例示的な実施形態による、方法９００を示す。方法９００は、本明細書に明示的に図示されているか、さもなければ開示されているものよりも少ないまたは多くのステップまたはブロックを含むことができることが理解されるであろう。さらに、方法９００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よく、各ステップまたはブロックは、１回以上実行されてよい。いくつかの実施形態において、方法９００のブロックまたはステップの一部または全部は、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃにそれぞれに関連して図示および説明されたように、システム１００、２００、２２０、２３０のコントローラ１５０および／または他の要素によって行われてよい。

いくつかの実施形態において、方法９００は、光検出および測距（ライダー）システムのダイナミックレンジを拡大するために利用されてよい。ブロック９０２は、放出光（例えば、送信光１４）をライダー（例えば、システム１００）からライダーの環境（例えば、環境１０）に送信することを含み得る。

ブロック９０４は、戻り光（例えば、戻り光１６）を受信することを含んでよい。戻り光は、ライダーの環境内の物体（例えば、物体１２）から反射された放出光の少なくとも一部である。

ブロック９０６は、戻り光を複数のアパーチャ（例えば、アパーチャ１７８）を通じて複数の光リダイレクタ（例えば、光リダイレクタ１２９）に送信することを含む。

図に示されている特定の配列は、限定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種類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. 環境に光パルスを放出し、前記環境から反射光パルスを受信し、前記反射光パルスに基づいて点群情報を決定するように構成されたシステムであって、
   一次反射面と、
   回転軸を中心に回転するように構成された回転可能なミラーであって、前記回転可能なミラーが複数の二次反射面を備える、回転可能なミラーと、
   前記放出された光パルスの送信経路および前記反射光パルスの受信経路上の光学要素と、
   カメラであって、前記カメラが前記一次反射面および前記回転可能なミラーの少なくとも１つの二次反射面を介して、前記光学要素の少なくとも１つのイメージを取り込むように構成されている、カメラと、
   少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを有す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、動作を行うように前記メモリに格納されたプログラム命令を実行し、前記動作が、
   前記少なくとも１つのイメージに基づいて、少なくとも１つの遮蔽物体が前記光学要素上に存在することを決定することと、
   前記遮蔽物体によって影響を受ける可能性がある領域に対応する点群情報を無視または調整することと、を含む、システム。
2. 前記動作が、
   前記回転可能なミラーを、前記回転軸を中心に回転させることと、
   前記カメラに、前記一次反射面および前記回転可能なミラーの少なくとも１つの二次反射面を介して、前記光学要素の複数のイメージを取り込ませることであって、前記複数のイメージの各イメージが、前記少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度で取り込まれることと、をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
3. 照明器をさらに備え、前記動作が、
   前記カメラに前記複数のイメージを取り込ませると同時に、前記照明器を前記一次反射面および前記回転可能なミラーを介して前記光学要素を照明するようにストロボを用いた様式で発光させること、をさらに含む、請求項２に記載のシステム。
4. 前記複数のイメージおよび前記少なくとも１つの二次反射面の前記対応するミラー角度に基づいて前記光学要素の集合イメージを判定する、請求項３に記載のシステム。
5. 少なくとも１つの遮蔽物体が前記光学要素上に存在することを決定することは、前記集合イメージに基づく、請求項４に記載のシステム。
6. 発光して、前記一次反射面および前記回転可能なミラーを介して前記光学要素を照明するように構成された照明器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
7. 前記照明器が赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、請求項６に記載のシステム。
8. 前記一次反射面が矩形のミラーを含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記一次反射面が少なくとも８：１のアスペクト比を備える、請求項８に記載のシステム。
10. 前記一次反射面の長軸が前記回転軸に実質的に平行に配置されている、請求項８に記載のシステム。
11. カメラが、前記一次反射面および前記少なくとも１つの二次反射面を介して前記光学要素に焦点を合わせるように構成された固定焦点距離レンズを備える、請求項１に記載のシステム。
12. 前記カメラが、前記カメラの焦点を前記光学要素に合わせるように構成された固定焦点距離レンズを備える、請求項１に記載のシステム。
13. 前記動作が、
    前記遮蔽物体によって影響を受ける可能性がある前記領域に関する、他のセンサからの情報を要求すること、をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
14. 光検出および測距（ライダー）システムであって、
    環境に光パルスを放出するように構成された送信機と、
    前記環境から反射光パルスを受信するように構成された受信機と、
    前記送信機の送信経路および前記受信機の受信経路上の光学要素と、
    回転軸を中心に回転するように構成された回転可能なミラーであって、前記回転可能なミラーが複数の二次反射面を備える、回転可能なミラーと、
    カメラであって、前記カメラが前記回転可能なミラーの少なくとも１つの二次反射面を介して、前記光学要素の少なくとも１つのイメージを取り込むように構成されている、カメラと、
    少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを有するコントローラと、を備え、前記少なくとも１つのプロセッサが、動作を行うように前記メモリに格納されたプログラム命令を実行し、前記動作が、
    前記回転可能なミラーを、前記回転軸を中心に回転させることと、
    前記カメラに、前記回転可能なミラーの少なくとも１つの二次反射面を介して前記光学要素の複数のイメージを取り込ませることであって、前記複数のイメージの各イメージが、前記少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度で取り込まれることと、
    前記複数のイメージに基づいて、少なくとも１つの遮蔽物体が前記光学要素上に存在することを決定することと、
    前記反射光パルスに基づいて決定された点群情報のうち、前記遮蔽物体によって影響を受ける可能性がある領域に対応する点群情報を無視または調整することと、を含む、ライダーシステム。
15. 前記複数のイメージおよび前記少なくとも１つの二次反射面の前記対応するミラー角度に基づいて前記光学要素の集合イメージを決定する、請求項１４に記載のライダーシステム。
16. 少なくとも１つの遮蔽物体が前記光学要素上に存在することを決定することは、前記集合イメージに基づく、請求項１５に記載のライダーシステム。
17. 環境に光パルスを放出し、前記環境から反射光パルスを受信し、前記反射光パルスに基づいて点群情報を決定するように構成されたシステムにおいて実行される方法であって、
    前記システムの回転可能なミラーを、回転軸を中心に回転させることであって、前記回転可能なミラーが複数の二次反射面を備えることと、
    前記システムのカメラに、前記回転可能なミラーの少なくとも１つの二次反射面を介して、光学要素の複数のイメージを取り込ませることであって、前記光学要素は、前記放出された光パルスの送信経路上、および前記反射光パルスの受信経路上にあり、前記複数のイメージの各イメージが、前記少なくとも１つの二次反射面の対応するミラー角度で取り込まれることと、
    前記システムのコントローラが、前記複数のイメージに基づいて、少なくとも１つの遮蔽物体が前記光学要素上に存在することを決定することと、
    前記コントローラが、前記遮蔽物体によって影響を受ける可能性がある領域に対応する点群情報を無視または調整することと、
    を含む、方法。
18. 前記複数のイメージおよび前記少なくとも１つの二次反射面の前記対応するミラー角度に基づいて前記光学要素の集合イメージを決定することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 少なくとも１つの遮蔽物体が前記光学要素上に存在することを決定することは、前記集合イメージに基づく、請求項１８に記載の方法。
20. 前記カメラに前記複数のイメージを取り込ませると同時に、照明器を一次反射面および前記回転可能なミラーを介して前記光学要素を照明するようにストロボを用いた様式で発光させること、をさらに含む、請求項１７に記載の方法。

Images