KR102376819B1 - 자체 세정 센서 하우징 - Google Patents

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흐위 펭 탄
흐위 펭 탄
알레한드로 이스라엘 바라간 디아즈
루카스 테츠야 쿠와에
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Abstract

무엇보다도, 자체 세정 센서 하우징에 대해 기술한다. 자체 세정 센서 하우징은 센서 애퍼처를 포함하는 적어도 하나의 센서, 제1 회전축을 중심으로 회전 가능한 모터, 제2 고정 회전축을 중심으로 회전 가능한 실질적으로 투명한 스크린, 및 스크린에 근접하게 위치되고 실질적으로 투명한 스크린과 접촉하도록 구성된 세정 메커니즘을 포함한다. 스크린은 모터에 기계적으로 결합되며 센서 애퍼처의 적어도 일 부분을 덮는다. 자체 세정 동작을 수행하기 위한 방법에 대해서도 기술한다.

Description

자체 세정 센서 하우징
관련 출원의 상호 참조
본 출원은, 2018년 11월 20일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/769,721호의 이익을 주장하며, 이는 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
발명의 분야
본 개시는 일반적으로 센서 하우징에 관한 것이다. 특히, 본 설명은 자체 세정 센서 하우징에 관한 것이다.
점점 더, 자동차, 버스, 트럭, 및 드론과 같은 차량은 차량이 동작하는 환경을 검출하는 여러 센서를 장비하고 있다. 더욱이, 자가 운전(self-driving) 자동차 및 자가 작동(self-operated) 드론과 같은, 자율 주행 차량은 일반적으로 자율 주행 차량이 동작하는 환경을 운행하는 데 도움을 주는 센서를 필요로 할 수 있다. 차량은, LiDAR(light detection and ranging) 센서, RADAR 센서, 및 카메라와 같은, 여러 유형의 센서를 사용하여 주변 환경을 검출할 수 있다. 동작 동안, 이러한 센서는 환경에 노출될 수 있으며, 이는 먼지, 오일, 및/또는 물이 애퍼처 및 보호 스크린을 포함한 다양한 센서 컴포넌트에 축적되게 할 수 있다. 이것은 센서 성능의 저하를 가져올 수 있는데, 그 이유는 애퍼처의 시선의 폐색이 센서의 정확도를 저하시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 이러한 센서는 주변 환경을 검출하는 능력을 유지하기 위해 정기적으로 세정될 필요가 있을 수 있다.
센서 하우징을 포함하는 시스템에 대한 기술이 제공된다. 센서 하우징은 제1 센서, 제1 고정 회전축을 중심으로 회전 가능한 모터, 및 제2 고정 회전축을 중심으로 회전 가능한 실질적으로 투명한 스크린을 포함한다. 실질적으로 투명한 스크린은 모터에 기계적으로 결합되고 모터가 제1 위치에 있을 때 센서 애퍼처의 적어도 일 부분을 덮는다. 센서 하우징은 모터가 적어도 제2 위치에 있을 때 스크린에 근접하게 위치된 세정 메커니즘을 포함한다. 세정 메커니즘은 실질적으로 투명한 스크린과 접촉하도록 구성된다.
세정 메커니즘의 적어도 일 부분은 극세사 재료를 포함할 수 있다. 세정 메커니즘의 적어도 일 부분은 셀룰로스 스펀지를 포함할 수 있다. 세정 메커니즘은 가압 공기를 방출하도록 구성된 배출구를 포함할 수 있다.
모터는 라인 및 하나 이상의 풀리를 사용하여 스크린에 기계적으로 결합될 수 있다. 스크린의 적어도 일 부분은 아크릴계 재료를 포함할 수 있다. 스크린의 적어도 일 부분은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함할 수 있다. 스크린의 적어도 일 부분은 열가소성 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 제1 회전축 및 제2 회전축은 실질적으로 유사한 방향으로 배향될 수 있다.
모터는 제1 센서의 정확도가 임계 값 미만일 때 작동되도록 구성될 수 있다. 모터는 제1 센서가 폐색을 검출할 때 작동되도록 구성될 수 있다. 모터는 1 Nm 이상의 값을 갖는 토크를 출력하도록 구성될 수 있다. 모터는 1 RPM(rotation-per-minute) 이상의 회전 속도로 회전하도록 구성될 수 있다. 센서 하우징은 모터가 작동될 때 감지 동작을 수행하도록 구성된 제2 센서를 또한 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양태는 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 제1 회전축을 중심으로 회전 가능한 모터에 의해, 모터가 제1 위치에 있을 때 제1 센서의 애퍼처의 적어도 일 부분을 덮는 실질적으로 투명한 스크린을 회전시키는 단계를 포함하며, 여기서 스크린은 제2 고정 회전축을 중심으로 회전된다. 이 방법은, 모터가 적어도 제2 위치에 있을 때 스크린에 근접하게 위치된 세정 메커니즘에 의해, 스크린과 접촉하여 스크린으로부터 하나 이상의 물질을 제거하는 단계를 포함한다.
모터는 센서의 정확도가 임계 정확도 값 미만일 때 작동될 수 있다. 모터는 제1 센서가 폐색을 검출할 때 작동될 수 있다. 스크린을 회전시키는 단계는 라인 및 하나 이상의 풀리를 사용하여 스크린을 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 스크린을 회전시키는 단계는 1 RPM(rotation-per-minute) 이상의 회전 속도로 모터를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은, 제2 센서에 의해, 스크린의 회전 동안 감지 동작을 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
세정 메커니즘은 극세사 재료를 포함할 수 있고, 스크린과 접촉하는 단계는 스크린을 극세사 재료와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 세정 메커니즘은 가압 공기를 방출하도록 구성된 배출구를 포함할 수 있고, 스크린과 접촉하는 단계는 스크린을 가압 공기와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.
이들 및 다른 양태, 특징, 및 구현예는 기능을 수행하기 위한 방법, 장치, 시스템, 컴포넌트, 프로그램 제품, 수단 또는 단계로서, 및 다른 방식으로 표현될 수 있다.
다른 양태에서, 차량의 센서는 차량이 동작하고 있는 환경을 표현하는 다수의 이미지를 수신하기 위해 사용된다. 센서는 차량의 센서 하우징 내에 위치된다. 센서는 센서 애퍼처를 포함한다. 차량의 하나 이상의 프로세서는 다수의 이미지에 기초하여 센서 애퍼처가 폐색되어 있음을 검출하기 위해 사용된다. 검출하는 것은 하나 이상의 프로세서를 사용하여 다수의 이미지 중 제1 이미지에서 제1 위치에 위치된 제1 하나 이상의 픽셀을 식별하는 것을 포함한다. 제1 하나 이상의 픽셀은 밝기 임계치를 충족시키지 않는 제1 밝기를 갖는다. 하나 이상의 프로세서는 다수의 이미지 중 제2 이미지에서 제1 위치에 위치된 제2 하나 이상의 픽셀을 식별하기 위해 사용된다. 제2 하나 이상의 픽셀은 밝기 임계치를 충족시키지 않는 제2 밝기를 갖는다. 센서 애퍼처가 폐색되어 있음을 검출하는 것에 응답하여, 센서 하우징의 액추에이터는 센서 하우징의 스크린과 접촉하도록 세정 메커니즘을 동작시킨다. 스크린은 센서 애퍼처를 덮는다.
또 다른 양태에서, 차량의 센서 하우징은 센서 케이싱을 포함한다. 센서 케이싱은 차량의 센서 및 센서의 적어도 일 부분을 덮는 스크린을 포함한다. 공기 챔버는 센서 케이싱에 장착되고 가압 공기를 포함하도록 성형된다. 공기 챔버는 가압 공기가 공기 챔버에 들어갈 수 있게 하도록 성형된 주입구를 포함한다. 배출구 슬롯은 센서의 폐색을 방지하는 방식으로 압축 공기를 방출하도록 성형된다.
다른 양태에서, LiDAR(light detection and ranging) 하우징은 원통형 형상을 갖는 LiDAR 케이싱을 포함한다. LiDAR 케이싱은 LiDAR 케이싱의 주변 표면을 따라 이격된 구성으로 배치된 다수의 LiDAR 센서를 포함한다. 공기 챔버는 LiDAR 케이싱의 베이스에 장착되고 가압 공기를 포함하도록 성형된다. 공기 챔버는 공기 챔버의 주변부를 따라 배치된 다수의 배출구 슬롯을 포함한다. 다수의 배출구 슬롯의 각각의 배출구 슬롯은 다수의 LiDAR 센서 중 하나 이상의 LiDAR 센서의 폐색을 방지하는 방식으로 가압 공기의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다.
이들 및 다른 양태, 특징, 및 구현은, 청구항을 포함하여, 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 자율 주행 능력을 갖는 자율 주행 차량의 일 예를 예시한다.
도 2는 예시적인 "클라우드" 컴퓨팅 환경을 예시한다.
도 3은 컴퓨터 시스템을 예시한다.
도 4는 자율 주행 차량에 대한 예시적인 아키텍처를 예시한다.
도 5는 인지 모듈에 의해 사용될 수 있는 입력 및 출력의 일 예를 예시한다.
도 6은 LiDAR 시스템의 일 예를 예시한다.
도 7은 동작 중인 LiDAR 시스템을 예시한다.
도 8은 LiDAR 시스템의 동작을 추가적으로 상세하게 예시한다.
도 9는 계획 모듈의 입력과 출력 사이의 관계의 블록 다이어그램을 예시한다.
도 10은 경로 계획에서 사용되는 방향 그래프를 예시한다.
도 11은 제어 모듈의 입력 및 출력의 블록 다이어그램을 예시한다.
도 12는 제어기의 입력, 출력, 및 컴포넌트의 블록 다이어그램을 예시한다.
도 13은 자체 세정 능력을 가진 센서 하우징의 일 예를 예시한다.
도 14은 자체 세정 능력을 가진, 2개의 센서를 포함하는, 센서 하우징의 일 예를 예시한다.
도 15는 자체 세정 동작을 수행하기 위한 방법을 예시하는 흐름 다이어그램이다.
도 16은 이물질이 센서 애퍼처를 차폐하고 있는지 여부를 결정하기 위한 방법을 예시하는 흐름 다이어그램이다.
도 17은 차량의 센서 하우징을 예시한다.
도 18은 차량의 센서 하우징의 한 섹션을 예시한다.
도 19는 LiDAR(light detection and ranging) 센서 하우징을 예시한다.
도 20은 LiDAR 센서 하우징의 한 섹션을 예시한다.
설명을 위한 이하의 기술에서는, 본 발명에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 기재된다. 그렇지만, 본 발명이 이 특정 세부 사항 없이 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 다른 예에서, 공지된 구조 및 디바이스는 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위하여 블록 다이어그램 형태로 도시된다.
도면에서, 설명을 용이하게 하기 위해, 디바이스, 모듈, 명령 블록 및 데이터 요소를 나타내는 것과 같은, 개략적 요소의 특정 배열 또는 순서가 도시된다. 그렇지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자라면, 도면에서의 개략적 요소의 특정 순서 또는 배열이 프로세싱의 특정한 순서 또는 시퀀스, 또는 프로세스의 분리가 요구된다는 것을 암시하는 것을 의미하지는 않는다는 점을 이해할 것이다. 게다가, 도면에 개략적 요소를 포함시키는 것은, 그러한 요소가 모든 실시예에서 요구된다는 것을 암시하는 것을 의미하지 않거나, 또는 그러한 요소에 의해 표현된 특징이 일부 실시예에서 포함되지 않거나 또는 다른 요소와 조합되지 않을 수 있다는 점을 암시하는 것을 의미하지 않는다.
게다가, 도면에서, 2개 이상의 다른 개략적 요소 사이의 연결, 관계 또는 연관을 예시하기 위해 실선 또는 파선 또는 화살표와 같은 연결 요소가 사용되는 경우에, 임의의 그러한 연결 요소의 부재는 연결, 관계 또는 연관이 존재할 수 없다는 점을 암시하는 것을 의미하지 않는다. 환언하면, 요소들 사이의 일부 연결, 관계, 또는 연관은 본 개시를 모호하게 하지 않기 위해 도면에 도시되지 않는다. 그에 부가하여, 예시를 용이하게 하기 위해, 요소들 사이의 다수의 연결, 관계 또는 연관을 표현하기 위해 단일의 연결 요소가 사용된다. 예를 들어, 연결 요소가 신호, 데이터 또는 명령의 통신을 표현하는 경우, 본 기술 분야의 통상의 기술자라면, 그러한 요소가, 통신을 수행하기 위해 필요할 수 있는, 하나 또는 다수의 신호 경로(예를 들면, 버스)를 표현한다는 것을 이해할 것이다.
그 예가 첨부 도면에 예시되어 있는, 실시예가 이제 상세하게 언급될 것이다. 이하의 상세한 설명에서, 다양한 기술된 실시예에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해 많은 특정 세부 사항이 기재된다. 그렇지만, 다양한 기술된 실시예가 이 특정 세부 사항 없이 실시될 수 있다는 것이 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 다른 예에서, 실시예의 양태를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 공지된 방법, 절차, 컴포넌트, 회로, 및 네트워크는 상세하게 기술되지 않았다.
서로 독립적으로 또는 다른 특징들의 임의의 조합과 함께 각각 사용될 수 있는 여러 특징이 이하에서 기술된다. 그렇지만, 임의의 개별 특징은 위에서 논의된 문제들 중 임의의 것을 해결할 수 없거나 또는 위에서 논의된 문제들 중 단지 하나만을 해결할 수 있다. 위에서 논의된 문제들 중 일부는 본원에 기술된 특징들 중 임의의 것에 의해 완전히 해결되지는 않을 수 있다. 비록 여러 표제가 제공되어 있더라도, 특정 표제에 관련되지만 해당 표제를 갖는 섹션에서 발견되지 않은 정보가 본 설명의 다른 곳에서 발견될 수도 있다. 실시예는 이하의 개요에 따라 본원에 기술된다.
1. 일반적 개관
2. 시스템 개관
3. 자율 주행 차량 아키텍처
4. 자율 주행 차량 입력
5. 자율 주행 차량 계획
6. 자율 주행 차량 제어
7. 자체 세정 센서 하우징
일반적 개관
최근에, 자동차 및 드론과 같은 차량에 차량이 동작하는 환경을 검출하기 위한 센서를 장비하는 것이 점점 더 대중화되고 있다. 더욱이, 자가 운전 자동차 및 자가 작동 드론과 같은, 자율 주행 차량은 일반적으로 자율 주행 차량이 동작하는 환경을 운행하는 데 도움을 주는 센서를 필요로 할 수 있다. 차량은, LiDAR(light detection and ranging) 센서, RADAR 센서, 및 카메라와 같은, 여러 유형의 센서를 사용하여 주변 환경을 검출할 수 있다. 동작 동안, 이러한 센서는 환경에 노출될 수 있으며, 이는 먼지, 오일, 및/또는 물이 애퍼처 및 보호 스크린을 포함한 다양한 센서 컴포넌트에 축적되게 할 수 있다. 이것은 센서 성능의 저하를 가져올 수 있는데, 그 이유는 애퍼처의 시선의 폐색이 센서의 정확도를 저하시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 이러한 센서는 주변 환경을 검출하는 능력을 유지하기 위해 정기적으로 세정될 필요가 있을 수 있다.
애퍼처 또는 보호 스크린과 같은, 센서 컴포넌트는 더러워지거나 젖게 될 때 전형적으로 수동 세정을 필요로 한다. 차량에 대해 사용될 때, 이것은 사용자(또는 기술자)가 다양한 센서 컴포넌트를 세정할 수 있도록 차량의 동작을 중단시키는 것을 필요로 할 수 있다. 그렇지만, 차량이 루트를 횡단하고 있는 동안 센서를 세정하기 위해 동작을 중단시키는 것은 실현 가능하지 않을 수 있다. 이 프로세스는 또한 힘들고 비용 효과적이지 않을 수 있다. 따라서, 자율 주행 차량에서 사용하기 위해 자체 세정 능력을 갖는 센서가 요망될 수 있다.
본 개시는 자체 세정 센서 하우징을 제공한다. 센서 하우징은 애퍼처를 갖는 제1 센서를 포함한다. 실질적으로 투명한 스크린은 애퍼처를 적어도 부분적으로 덮고 모터에 의해 회전되도록 구성된다. 스크린이 회전함에 따라, 스크린은 스크린에 근접하게 위치된 세정 메커니즘과 접촉된다. 센서 하우징은 센서의 효율성을 개선시키기 위해 전형적으로 센서를 장비한 다양한 유형의 차량에 의해 활용될 수 있다.
시스템 개관
도 1은 자율 주행 능력을 갖는 자율 주행 차량(100)의 일 예를 예시한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "자율 주행 능력"은, 완전한 자율 주행 차량, 고도의 자율 주행 차량, 및 조건부 자율 주행 차량을 제한 없이 포함하는, 실시간 인간 개입 없이 차량이 부분적으로 또는 완전하게 동작될 수 있게 하는 기능, 특징, 또는 설비를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 자율 주행 차량(AV)은 자율 주행 능력을 갖는 차량이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "차량"은 상품 또는 사람의 운송 수단을 포함한다. 예를 들어, 자동차, 버스, 기차, 비행기, 드론, 트럭, 보트, 선박, 잠수함, 비행선 등. 무인 자동차는 차량의 일 예이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "궤적"은 AV를 제1 시공간적 위치로부터 제2 시공간적 위치로 운행시키는 경로 또는 루트를 지칭한다. 일 실시예에서, 제1 시공간적 위치는 초기 또는 시작 위치라고 지칭되고 제2 시공간적 위치는 목적지, 최종 위치, 목표, 목표 위치, 또는 목표 장소라고 지칭된다. 일부 예에서, 궤적은 하나 이상의 세그먼트(예를 들면, 도로의 섹션)로 구성되고, 각각의 세그먼트는 하나 이상의 블록(예를 들면, 차선 또는 교차로의 부분)으로 구성된다. 일 실시예에서, 시공간적 위치는 현실 세계 위치에 대응한다. 예를 들어, 시공간적 위치는 사람을 태우거나 내려주고 또는 상품을 싣거나 내리는 픽업(pick up) 또는 드롭-오프(drop-off) 위치이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "센서(들)"는 센서를 둘러싼 환경에 관한 정보를 검출하는 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트를 포함한다. 하드웨어 컴포넌트들 중 일부는 감지 컴포넌트(예를 들면, 이미지 센서, 생체측정 센서), 송신 및/또는 수신 컴포넌트(예를 들면, 레이저 또는 라디오 주파수 파 송신기 및 수신기), 아날로그 대 디지털 변환기와 같은 전자 컴포넌트, 데이터 저장 디바이스(예컨대, RAM 및/또는 비휘발성 스토리지), 소프트웨어 또는 펌웨어 컴포넌트, 및 ASIC(application-specific integrated circuit), 마이크로프로세서 및/또는 마이크로컨트롤러와 같은 데이터 프로세싱 컴포넌트를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "장면 묘사(scene description)"는 AV 차량 상의 하나 이상의 센서에 의해 검출되거나 AV 외부의 소스에 의해 제공되는 하나 이상의 분류된 또는 라벨링된 대상체를 포함하는 데이터 구조(예를 들면, 리스트) 또는 데이터 스트림이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "도로"는 차량에 의해 횡단될 수 있는 물리적 영역이고, 명명된 주요 도로(예를 들면, 도시 거리, 주간 고속도로 등)에 대응할 수 있거나, 또는 명명되지 않은 주요 도로(예를 들면, 주택 또는 사무실 건물 내의 사유 도로, 주차장 섹션, 공터 섹션, 시골 지역의 비포장 경로 등)에 대응할 수 있다. 일부 차량(예를 들면, 4륜 구동 픽업 트럭, 스포츠 유틸리티 차량 등)은 차량 진행에 특히 적합하지 않은 다양한 물리적 영역을 횡단할 수 있기 때문에, "도로"는 임의의 지자체 또는 다른 정부 또는 행정처에 의해 주요 도로로서 공식적으로 규정되지 않은 물리적 영역일 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "차선"은 차량에 의해 횡단될 수 있는 도로의 한 부분이고, 차선 마킹들 사이의 공간의 대부분 또는 전부에 대응할 수 있거나, 또는 차선 마킹들 사이의 공간의 단지 일부(예를 들면, 50% 미만)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 멀리 이격된 차선 마킹을 갖는 도로는 차선 마킹들 사이에 둘 이상의 차량을 수용할 수 있어서, 하나의 차량이 차선 마킹을 횡단하지 않으면서 다른 차량을 추월할 수 있고, 따라서 차선 마킹들 사이의 공간보다 좁은 차선을 갖거나 차선 마킹들 사이에 2개의 차선을 갖는 것으로 해석될 수 있다. 차선은 차선 마킹의 부재 시에도 해석될 수 있다. 예를 들어, 차선은 환경의 물리적 특징부, 예를 들어, 시골 지역에서의 주요 도로를 따라 있는 바위 및 나무에 기초하여 규정될 수 있다.
“하나 이상"은 기능이 하나의 요소에 의해 수행되는 것, 기능이 하나보다 많은 요소에 의해, 예를 들어, 분산 방식으로, 수행되는 것, 여러 기능이 하나의 요소에 의해 수행되는 것, 여러 기능이 여러 요소에 의해 수행되는 것, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
또한, 용어, 제1, 제2 등이, 일부 예에서, 다양한 요소를 기술하기 위해 본원에서 사용되었지만, 이러한 요소는 이러한 용어에 의해 제한되지 않아야 한다는 것이 이해될 것이다. 이들 용어는 하나의 요소를 다른 요소와 구별하는 데만 사용된다. 예를 들어, 기술된 다양한 실시예의 범위를 벗어나지 않으면서, 제1 접촉은 제2 접촉이라 지칭될 수 있고, 유사하게 제2 접촉은 제1 접촉이라 지칭될 수 있다. 제1 접촉과 제2 접촉 둘 모두가 접촉이지만, 동일한 접촉은 아니다.
본원에 기술된 다양한 실시예의 설명에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 기술하기 위한 것이며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 기술된 다양한 실시예 및 첨부된 청구항의 설명에서 사용되는 바와 같이, 단수형은, 문맥이 달리 명시적으로 나타내지 않는 이상, 복수형도 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 용어 "및/또는"이, 본원에서 사용되는 바와 같이, 열거된 연관 항목들 중 하나 이상의 항목의 임의의 그리고 모든 가능한 조합을 지칭하고 포함한다는 것이 이해될 것이다. 또한, 용어 "포함한다" 및/또는 "포함하는"이, 본 설명에서 사용될 때, 언급된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 컴포넌트의 존재를 명기하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 컴포넌트, 및/또는 그의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것도 이해될 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "~ 경우"는 선택적으로 문맥에 따라 "~할 때", 또는 "~시에" 또는 "결정에 반응하여" 또는 "검출에 반응하여"를 의미하는 것으로 해석된다. 마찬가지로, 문구 "~라고 결정된다면" 또는 "[언급된 조건 또는 이벤트]가 검출되는 경우"는 선택적으로 문맥에 따라, "결정할 시에" 또는 "결정에 반응하여" 또는 "[언급된 조건 또는 이벤트]의 검출 시에" 또는 "[언급된 조건 또는 이벤트]의 검출에 반응하여"를 의미하는 것으로 해석된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, AV 시스템은 AV의 동작을 지원하는, 하드웨어, 소프트웨어, 저장된 데이터, 및 실시간으로 생성된 데이터의 어레이와 함께 AV를 지칭한다. 일 실시예에서, AV 시스템은 AV 내에 포함된다. 일 실시예에서, AV 시스템은 여러 위치에 걸쳐 확산되어 있다. 예를 들어, AV 시스템의 소프트웨어 중 일부는 도 3와 관련하여 아래에서 기술되는 클라우드 컴퓨팅 환경(300)과 유사한 클라우드 컴퓨팅 환경 상에 구현된다.
일반적으로, 본원은 완전한 자율 주행 차량, 고도의 자율 주행 차량, 및 조건부 자율 주행 차량, 예컨대, 제각기 소위 레벨 5 차량, 레벨 4 차량 및 레벨 3 차량을 포함하는 하나 이상의 자율 주행 능력을 갖는 임의의 차량에 적용 가능한 기술을 개시한다(차량의 자율성 레벨의 분류에 대한 세부 사항은 참조에 의해 그 전체가 포함된, SAE 국제 표준 J3016: 온로드 자동차 자동 운전 시스템에 관한 용어의 분류 및 정의(Taxonomy and Definitions for Terms Related to On-128-172020-02-28 Road Motor Vehicle Automated Driving Systems) 참조). 또한, 본원에서 개시된 기술은 부분적 자율 주행 차량 및 운전자 보조 차량, 예를 들어, 소위 레벨 2 및 레벨 1 차량에도 적용 가능하다(SAE 국제 표준 J3016: 온로드 자동차 자동 운전 시스템에 관한 용어의 분류 및 정의 참조). 일 실시예에서, 레벨 1, 레벨 2, 레벨 3, 레벨 4 및 레벨 5 차량 시스템 중 하나 이상은 센서 입력의 프로세싱에 기초하여 특정의 동작 조건 하에서 특정의 차량 동작(예를 들면, 조향, 제동, 및 맵 사용)을 자동화할 수 있다. 본원에서 개시된 기술은, 완전한 자율 주행 차량으로부터 인간-운전 차량에 이르는, 임의의 레벨에 있는 차량에 혜택을 줄 수 있다.
도 1을 참조하면, AV 시스템(120)은, 대상체(예를 들면, 자연 장애물(191), 차량(193), 보행자(192), 자전거 운전자, 및 다른 장애물)을 피하고 도로 법규(예를 들면, 동작 규칙 또는 운전 선호도)를 준수하면서, 환경(190)을 통과하여 궤적(198)을 따라 AV(100)를 목적지(199)(때때로 최종 위치라고 지칭됨)로 동작시킨다.
일 실시예에서, AV 시스템(120)은 컴퓨터 프로세서(146)로부터의 동작 커맨드를 수신하고 이에 따라 동작하도록 설비된 디바이스(101)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 프로세서(146)는 도 3을 참조하여 아래에서 기술되는 프로세서(304)와 유사하다. 디바이스(101)의 예는 조향 제어(102), 브레이크(103), 기어, 가속기 페달 또는 다른 가속 제어 메커니즘, 앞유리 와이퍼, 사이드-도어 락, 윈도 제어, 및 방향 지시등을 포함한다.
일 실시예에서, AV 시스템(120)은 AV의 위치, 선속도와 각속도 및 선가속도와 각가속도, 및 헤딩(heading)(예를 들면, AV(100)의 선단의 배향)와 같은 AV(100)의 상태 또는 조건의 특성을 측정 또는 추론하기 위한 센서(121)를 포함한다. 센서(121)의 예는 GPS, 차량 선가속도 및 각속도(angular rate) 둘 모두를 측정하는 IMU(inertial measurement unit), 휠 슬립률(wheel slip ratio)을 측정 또는 추산하기 위한 휠 속력 센서, 휠 브레이크 압력 또는 제동 토크 센서, 엔진 토크 또는 휠 토크 센서, 및 조향각(steering angle) 및 각속도 센서이다.
일 실시예에서, 센서(121)는 AV의 환경의 특성을 감지 또는 측정하기 위한 센서를 또한 포함한다. 예를 들어, 가시광, 적외선 또는 열(또는 둘 모두) 스펙트럼식 단안 또는 스테레오 비디오 카메라(122), LiDAR(123), RADAR, 초음파 센서, TOF(time-of-flight) 심도 센서, 속력 센서, 온도 센서, 습도 센서, 및 강우 센서.
일 실시예에서, AV 시스템(120)은 컴퓨터 프로세서(146)와 연관된 머신 명령 또는 센서(121)에 의해 수집된 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 유닛(142) 및 메모리(144)를 포함한다. 일 실시예에서, 데이터 저장 유닛(142)은 도 3과 관련하여 아래에서 기술되는 ROM(308) 또는 저장 디바이스(310)와 유사하다. 일 실시예에서, 메모리(144)는 아래에서 기술되는 메인 메모리(306)와 유사하다. 일 실시예에서, 데이터 저장 유닛(142) 및 메모리(144)는 환경(190)에 관한 이력, 실시간, 및/또는 예측 정보를 저장한다. 일 실시예에서, 저장된 정보는 맵, 운전 성능, 교통 정체 업데이트 또는 기상 조건을 포함한다. 일 실시예에서, 환경(190)에 관한 데이터는 원격에 위치된 데이터베이스(134)로부터 통신 채널을 통해 AV(100)에 송신된다.
일 실시예에서, AV 시스템(120)은 다른 차량 상태 및 조건, 예컨대, 위치, 선속도와 각속도, 선가속도와 각가속도, 및 AV(100)를 향한 선형 헤딩과 각도 헤딩의 측정된 또는 추론된 특성을 통신하기 위한 통신 디바이스(140)를 포함한다. 이 디바이스는 V2V(Vehicle-to-Vehicle) 및 V2I(Vehicle-to-Infrastructure) 통신 디바이스 및 포인트-투-포인트(point-to-point) 또는 애드혹(ad hoc) 네트워크 또는 둘 모두를 통한 무선 통신을 위한 디바이스를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 디바이스(140)는 (라디오 및 광학적 통신을 포함하는) 전자기 스펙트럼 또는 다른 매체(예를 들면, 공기 및 음향 매체)를 통해 통신한다. V2V(Vehicle-to-Vehicle), V2I(Vehicle-to-Infrastructure) 통신(및 일부 실시예에서 하나 이상의 다른 타입의 통신)의 조합이 때때로 V2X(Vehicle-to-Everything) 통신이라고 지칭된다. V2X 통신은 전형적으로, 자율 주행 차량과의 통신 및 자율 주행 차량들 간의 통신을 위한 하나 이상의 통신 표준에 따른다.
일 실시예에서, 통신 디바이스(140)는 통신 인터페이스를 포함한다. 예를 들어, 유선, 무선, WiMAX, Wi-Fi, 블루투스, 위성, 셀룰러, 광학, 근거리, 적외선, 또는 라디오 인터페이스. 통신 인터페이스는 원격에 위치된 데이터베이스(134)로부터 AV 시스템(120)으로 데이터를 송신한다. 일 실시예에서, 원격에 위치된 데이터베이스(134)는 도 2에 기술된 바와 같은 클라우드 컴퓨팅 환경(200)에 내장된다. 통신 인터페이스(140)는 센서(121)로부터 수집된 데이터 또는 AV(100)의 동작에 관련된 다른 데이터를 원격에 위치된 데이터베이스(134)에 송신한다. 일 실시예에서, 통신 인터페이스(140)는 원격 조작(teleoperation)에 관련되는 정보를 AV(100)에 송신한다. 일부 실시예에서, AV(100)는 다른 원격(예를 들면, "클라우드") 서버(136)와 통신한다.
일 실시예에서, 원격에 위치된 데이터베이스(134)는 또한 디지털 데이터를 저장 및 송신한다(예를 들면, 도로 및 거리 위치와 같은 데이터를 저장함). 그러한 데이터는 AV(100) 상의 메모리(144)에 저장되거나, 원격에 위치된 데이터베이스(134)로부터 통신 채널을 통해 AV(100)에 송신된다.
일 실시예에서, 원격에 위치된 데이터베이스(134)는 유사한 시각(time of day)에 궤적(198)을 따라 이전에 진행된 차량의 운전 특성(예를 들면, 속력 및 가속도 프로파일)에 관한 이력 정보를 저장 및 송신한다. 일 구현예에서, 그러한 데이터는 AV(100) 상의 메모리(144)에 저장될 수 있거나, 원격에 위치된 데이터베이스(134)로부터 통신 채널을 통해 AV(100)에 송신될 수 있다.
AV(100) 상에 위치된 컴퓨팅 디바이스(146)는 실시간 센서 데이터 및 이전 정보 둘 모두에 기초한 제어 액션을 알고리즘적으로 생성하여, AV 시스템(120)이 자율 주행 능력을 실행할 수 있게 한다.
일 실시예에서, AV 시스템(120)은 AV(100)의 사용자(예를 들면, 탑승자 또는 원격 사용자)에게 정보 및 경고를 제공하고 그로부터 입력을 수신하기 위해 컴퓨팅 디바이스(146)에 결합된 컴퓨터 주변기기(132)를 포함한다. 일 실시예에서, 주변기기(132)는 도 3을 참조하여 아래에서 논의되는 디스플레이(312), 입력 디바이스(314), 및 커서 제어기(316)와 유사하다. 결합은 무선 또는 유선이다. 인터페이스 디바이스들 중 임의의 둘 이상이 단일 디바이스에 통합될 수 있다.
도 2는 예시적인 "클라우드" 컴퓨팅 환경을 예시한다. 클라우드 컴퓨팅은 구성 가능한 컴퓨팅 리소스(예를 들면, 네트워크, 네트워크 대역폭, 서버, 프로세싱, 메모리, 스토리지, 애플리케이션, 가상 머신, 및 서비스)의 공유 풀에 대한 간편한 온-디맨드 네트워크 액세스를 가능하게 하기 위한 서비스 전달(service delivery)의 일 모델이다. 전형적인 클라우드 컴퓨팅 시스템에서는, 하나 이상의 대형 클라우드 데이터 센터가 클라우드에 의해 제공되는 서비스를 전달하는 데 사용되는 머신을 수용한다. 이제 도 2를 참조하면, 클라우드 컴퓨팅 환경(200)은 클라우드(202)를 통해 상호연결되는 클라우드 데이터 센터(204a, 204b, 및 204c)를 포함한다. 데이터 센터(204a, 204b, 및 204c)는 클라우드 컴퓨팅 서비스를 클라우드(202)에 연결된 컴퓨터 시스템(206a, 206b, 206c, 206d, 206e, 및 206f)에 제공한다.
클라우드 컴퓨팅 환경(200)은 하나 이상의 클라우드 데이터 센터를 포함한다. 일반적으로, 클라우드 데이터 센터, 예를 들어, 도 2에 도시된 클라우드 데이터 센터(204a)는 클라우드, 예를 들어, 도 2에 도시된 클라우드(202) 또는 클라우드의 특정한 부분을 구성하는 서버의 물리적 배열체를 지칭한다. 예를 들어, 서버는 클라우드 데이터 센터 내에 룸, 그룹, 로우(row), 및 랙(rack)으로 물리적으로 배열된다. 클라우드 데이터 센터는 하나 이상의 서버 룸을 포함하는 하나 이상의 구역을 갖는다. 각각의 룸은 하나 이상의 서버 로우를 가지며, 각각의 로우는 하나 이상의 랙을 포함한다. 각각의 랙은 하나 이상의 개별 서버 노드를 포함한다. 일부 구현예에서, 구역, 룸, 랙, 및/또는 로우 내의 서버는, 전력 요건, 에너지 요건, 열적 요건, 가열 요건, 및/또는 다른 요건을 포함하는, 데이터 센터 설비의 물리적 인프라스트럭처 요건에 기초하여 그룹으로 배열된다. 일 실시예에서, 서버 노드는 도 3에서 기술된 컴퓨터 시스템과 유사하다. 데이터 센터(204a)는 다수의 랙을 통해 분산된 다수의 컴퓨팅 시스템을 갖는다.
클라우드(202)는 클라우드 데이터 센터(204a, 204b, 및 204c)를 상호연결시키고 클라우드 컴퓨팅 서비스에 대한 컴퓨팅 시스템(206a 내지 206f)의 액세스를 용이하게 하는 것을 돕는 네트워크 및 네트워킹 리소스(예를 들어, 네트워킹 장비, 노드, 라우터, 스위치 및 네트워킹 케이블)와 함께 클라우드 데이터 센터(204a, 204b, 및 204c)를 포함한다. 일 실시예에서, 네트워크는 지상 또는 위성 연결을 사용하여 배치된 유선 또는 무선 링크를 사용하여 결합된 하나 이상의 로컬 네트워크, 광역 네트워크, 또는 인터네트워크의 임의의 조합을 나타낸다. 네트워크를 거쳐 교환되는 데이터는 IP(Internet Protocol), MPLS(Multiprotocol Label Switching), ATM(Asynchronous Transfer Mode), 및 프레임 릴레이 등과 같은 임의의 개수의 네트워크 계층 프로토콜을 사용하여 송신된다. 또한, 네트워크가 다수의 서브 네트워크의 조합을 나타내는 실시예에서, 상이한 네트워크 계층 프로토콜은 기저 서브 네트워크(underlying sub-network) 각각에서 사용된다. 일부 실시예에서, 네트워크는, 공중 인터넷과 같은, 하나 이상의 상호연결된 인터네트워크를 나타낸다.
컴퓨팅 시스템(206a 내지 206f) 또는 클라우드 컴퓨팅 서비스 소비자는 네트워크 링크 및 네트워크 어댑터를 통해 클라우드(202)에 연결된다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(206a 내지 206f)은 다양한 컴퓨팅 디바이스, 예를 들어, 서버, 데스크톱, 랩톱, 태블릿, 스마트폰, IoT(Internet of Things) 디바이스, 자율 주행 차량(자동차, 드론, 셔틀, 기차, 버스 등을 포함함) 및 소비자 전자기기로서 구현된다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(206a 내지 206f)은 다른 시스템 내에 또는 그 일부로서 구현된다.
도 3은 컴퓨터 시스템(300)을 예시한다. 일 구현예에서, 컴퓨터 시스템(300)은 특수 목적 컴퓨팅 디바이스이다. 특수 목적 컴퓨팅 디바이스는 기술을 수행하도록 고정-배선(hard-wired)되거나, 기술을 수행하도록 지속적으로 프로그래밍되는 하나 이상의 ASIC(application-specific integrated circuit) 또는 FPGA(field programmable gate array)와 같은 디지털 전자 디바이스를 포함하거나, 펌웨어, 메모리, 다른 스토리지 또는 조합 내의 프로그램 명령에 따라 기술을 수행하도록 프로그래밍되는 하나 이상의 범용 하드웨어 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 그러한 특수-목적 컴퓨팅 디바이스는 커스텀 고정-배선 로직, ASIC, 또는 FPGA를 커스텀 프로그래밍과 조합하여 기술을 실현할 수 있다. 다양한 실시예에서, 특수-목적 컴퓨팅 디바이스는 기술을 구현하기 위한 고정-배선 및/또는 프로그램 로직을 포함하는 데스크톱 컴퓨터 시스템, 포터블 컴퓨터 시스템, 휴대용 디바이스, 네트워크 디바이스, 또는 임의의 다른 디바이스이다.
일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(300)은 정보를 통신하기 위한 버스(302) 또는 다른 통신 메커니즘, 및 정보를 프로세싱하기 위해 버스(302)에 결합된 하드웨어 프로세서(304)를 포함한다. 하드웨어 프로세서(304)는, 예를 들어, 범용 마이크로프로세서이다. 컴퓨터 시스템(300)은 버스(302)에 결합된, 프로세서(304)에 의해 실행될 명령 및 정보를 저장하기 위한, RAM(random access memory) 또는 다른 동적 저장 디바이스와 같은, 메인 메모리(306)를 또한 포함한다. 일 구현예에서, 메인 메모리(306)는 프로세서(304)에 의해 실행될 명령의 실행 동안 임시 변수 또는 다른 중간 정보를 저장하는 데 사용된다. 그러한 명령은, 프로세서(304)에 의해 액세스 가능한 비-일시적 저장 매체에 저장될 때, 컴퓨터 시스템(300)을 명령에서 특정된 동작을 수행하도록 커스터마이징된 특수-목적 머신으로 렌더링한다.
일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(300)은, 프로세서(304)를 위한 정적 정보 및 명령을 저장하기 위해 버스(302)에 결합된 ROM(read only memory)(308) 또는 다른 정적 저장 디바이스를 추가로 포함한다. 자기 디스크, 광학 디스크, 솔리드-스테이트 드라이브, 또는 3차원 크로스 포인트 메모리와 같은, 저장 디바이스(310)가 제공되고 정보 및 명령을 저장하기 위해 버스(302)에 결합된다.
일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(300)은 버스(302)를 통해, 정보를 컴퓨터 사용자에게 디스플레이하기 위한, CRT(cathode ray tube), LCD(liquid crystal display), 플라스마 디스플레이, LED(light emitting diode) 디스플레이, 또는 OLED(organic light emitting diode) 디스플레이와 같은, 디스플레이(312)에 결합된다. 문자 숫자식 및 다른 키를 포함하는 입력 디바이스(314)는 정보 및 커맨드 선택을 프로세서(304)에 통신하기 위해 버스(302)에 결합된다. 다른 타입의 사용자 입력 디바이스는, 디스플레이(312) 상에서 커서 움직임을 제어하고 방향 정보 및 커맨드 선택을 프로세서(304)에 통신하기 위한, 마우스, 트랙볼, 터치식 디스플레이, 또는 커서 방향 키와 같은, 커서 제어기(316)이다. 이 입력 디바이스는 전형적으로, 디바이스가 평면에서 위치를 특정할 수 있게 하는 2개의 축, 즉 제1 축(예를 들면, x-축) 및 제2 축(예를 들면, y-축)에서의 2 자유도를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 본원에서의 기술은 프로세서(304)가 메인 메모리(306)에 포함된 하나 이상의 명령의 하나 이상의 시퀀스를 실행하는 것에 응답하여 컴퓨터 시스템(300)에 의해 수행된다. 그러한 명령은, 저장 디바이스(310)와 같은, 다른 저장 매체로부터 메인 메모리(306) 내로 판독된다. 메인 메모리(306)에 포함된 명령의 시퀀스의 실행은 프로세서(304)로 하여금 본원에서 기술된 프로세스 단계를 수행하게 한다. 대안적인 실시예에서는, 소프트웨어 명령 대신에 또는 소프트웨어 명령과 조합하여 고정-배선 회로가 사용된다.
용어 "저장 매체"는 본원에서 사용되는 바와 같이 머신으로 하여금 특정 방식으로 동작하게 하는 데이터 및/또는 명령을 저장하는 임의의 비-일시적 매체를 지칭한다. 그러한 저장 매체는 비휘발성 매체 및/또는 휘발성 매체를 포함한다. 비휘발성 매체는, 예를 들어, 광학 디스크, 자기 디스크, 솔리드-스테이트 드라이브, 또는 3차원 크로스 포인트 메모리, 예컨대, 저장 디바이스(310)를 포함한다. 휘발성 매체는 동적 메모리, 예컨대, 메인 메모리(306)를 포함한다. 저장 매체의 일반적인 형태는, 예를 들어, 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 솔리드-스테이트 드라이브, 자기 테이프, 또는 임의의 다른 자기 데이터 저장 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 데이터 저장 매체, 홀 패턴을 갖는 임의의 물리적 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, NV-RAM, 또는 임의의 다른 메모리 칩, 또는 카트리지를 포함한다.
저장 매체는 송신 매체와 별개이지만 송신 매체와 함께 사용될 수 있다. 송신 매체는 저장 매체들 간에 정보를 전달하는 데 참여한다. 예를 들어, 송신 매체는 버스(302)를 포함하는 와이어를 포함하여, 동축 케이블, 구리 와이어 및 광섬유를 포함한다. 또한, 송신 매체는 라디오 파 및 적외선 데이터 통신 동안 생성되는 것과 같은, 광파 또는 음향파의 형태를 취할 수 있다.
일 실시예에서, 실행을 위해 하나 이상의 명령의 하나 이상의 시퀀스를 프로세서(304)에 반송하는 데 다양한 형태의 매체가 수반된다. 예를 들어, 명령은 초기에 원격 컴퓨터의 자기 디스크 또는 솔리드-스테이트 드라이브에 보유된다. 원격 컴퓨터는 동적 메모리에 명령을 로딩하고 모뎀을 사용하여 전화선을 통해 명령을 전송한다. 컴퓨터 시스템(300)에 로컬인 모뎀은 전화선 상으로 데이터를 수신하고 적외선 송신기를 사용하여 데이터를 적외선 신호로 변환한다. 적외선 검출기는 적외선 신호로 반송되는 데이터를 수신하고 적절한 회로는 데이터를 버스(302)에 배치한다. 버스(302)는 데이터를 메인 메모리(306)로 반송하고, 프로세서(304)는 메인 메모리로부터 명령을 검색 및 실행한다. 메인 메모리(306)에 의해 수신된 명령은 프로세서(304)에 의해 실행되기 전이나 실행된 후에 선택적으로 저장 디바이스(310)에 저장될 수 있다.
컴퓨터 시스템(300)은 버스(302)에 결합된 통신 인터페이스(318)를 또한 포함한다. 통신 인터페이스(318)는 로컬 네트워크(322)에 연결된 네트워크 링크(320)에 대한 2-웨이 데이터 통신(two-way data communication) 결합을 제공한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(318)는 ISDN(integrated service digital network) 카드, 케이블 모뎀, 위성 모뎀, 또는 대응하는 타입의 전화선에 데이터 통신 연결을 제공하기 위한 모뎀이다. 다른 예로서, 통신 인터페이스(318)는 호환 가능한 LAN(local area network)에 데이터 통신 연결을 제공하기 위한 LAN 카드이다. 일부 구현예에서는, 무선 링크도 구현된다. 임의의 그러한 구현예에서, 통신 인터페이스(318)는 다양한 타입의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림을 반송하는 전기 신호, 전자기 신호, 또는 광학 신호를 전송 및 수신한다.
네트워크 링크(320)는 전형적으로 하나 이상의 네트워크를 통한 다른 데이터 디바이스로의 데이터 통신을 제공한다. 예를 들어, 네트워크 링크(320)는 로컬 네트워크(322)를 통해 호스트 컴퓨터(324)로의 연결 또는 ISP(Internet Service Provider)(326)에 의해 운영되는 클라우드 데이터 센터 또는 장비로의 연결을 제공할 수 있다. ISP(326)는 차례로 지금은 "인터넷(328)"이라고 통칭되는 월드-와이드 패킷 데이터 통신 네트워크(world-wide packet data communication network)를 통해 데이터 통신 서비스를 제공한다. 로컬 네트워크(322) 및 인터넷(328) 양자 모두는 디지털 데이터 스트림을 반송하는 전기 신호, 전자기 신호, 또는 광학 신호를 사용한다. 다양한 네트워크를 통한 신호 및 컴퓨터 시스템(300)으로 그리고 컴퓨터 시스템(300)으로부터 디지털 데이터를 반송하는 통신 인터페이스(318)를 통한 네트워크 링크(320) 상의 신호는 송신 매체의 예시적인 형태이다. 일 실시예에서, 네트워크(320)는 위에서 기술된 클라우드(202) 또는 클라우드(202)의 일부를 포함한다.
컴퓨터 시스템(300)은 네트워크(들), 네트워크 링크(320), 및 통신 인터페이스(318)를 통해, 메시지를 전송하고, 프로그램 코드를 포함하는, 데이터를 수신한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(300)은 프로세싱하기 위한 코드를 수신한다. 수신된 코드는 수신될 때 프로세서(304)에 의해 실행되고 및/또는, 추후의 실행을 위해 저장 디바이스(310) 또는 다른 비휘발성 스토리지에 저장된다.
자율 주행 차량 아키텍처
도 4는 자율 주행 차량(예를 들면, 도 1에 도시된 AV(100))에 대한 예시적인 아키텍처(400)를 예시한다. 아키텍처(400)는 인지 모듈(402)(때때로 인지 회로라고 지칭됨), 계획 모듈(planning module)(404)(때때로 계획 회로라고 지칭됨), 제어 모듈(406)(때때로 제어 회로라고 지칭됨), 로컬화 모듈(localization module)(408)(때때로 로컬화 회로라고 지칭됨), 및 데이터베이스 모듈(410)(때때로 데이터베이스 회로라고 지칭됨)을 포함한다. 각각의 모듈은 AV(100)의 동작에서 소정의 역할을 한다. 다함께, 모듈(402, 404, 406, 408 및 410)은 도 1에 도시된 AV 시스템(120)의 일부일 수 있다. 일부 실시예에서, 모듈(402, 404, 406, 408, 및 410) 중 임의의 모듈은 컴퓨터 소프트웨어(예를 들면, 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장된 실행 가능한 코드) 및 컴퓨터 하드웨어(예를 들면, 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, ASIC(application-specific integrated circuit), 하드웨어 메모리 디바이스, 다른 타입의 집적 회로, 다른 타입의 컴퓨터 하드웨어, 또는 이러한 것 중 임의의 것 또는 모든 것의 조합)의 조합이다.
사용 중에, 계획 모듈(404)은 목적지(412)를 나타내는 데이터를 수신하고 목적지(412)에 도달하기 위해(예를 들면, 도착하기 위해) AV(100)에 의해 진행될 수 있는 궤적(414)(때때로 루트라고 지칭됨)을 나타내는 데이터를 결정한다. 계획 모듈(404)이 궤적(414)을 나타내는 데이터를 결정하기 위해, 계획 모듈(404)은 인지 모듈(402), 로컬화 모듈(408), 및 데이터베이스 모듈(410)로부터 데이터를 수신한다.
인지 모듈(402)은, 예를 들어, 도 1에도 도시된 바와 같이, 하나 이상의 센서(121)를 사용하여 인근의 물리적 대상체를 식별한다. 대상체는 분류되고(예를 들면, 보행자, 자전거, 자동차, 교통 표지판 등과 같은 타입으로 그룹화되고), 분류된 대상체(416)를 포함하는 장면 묘사는 계획 모듈(404)에 제공된다.
또한, 계획 모듈(404)은 로컬화 모듈(408)로부터 AV 위치(418)를 나타내는 데이터를 수신한다. 로컬화 모듈(408)은 위치를 계산하기 위해 센서(121)로부터의 데이터 및 데이터베이스 모듈(410)로부터의 데이터(예를 들면, 지리적 데이터)를 사용하여 AV 위치를 결정한다. 예를 들어, 로컬화 모듈(408)은 GNSS(Global Operation Satellite System) 센서로부터의 데이터 및 지리적 데이터를 사용하여 AV의 경도 및 위도를 계산한다. 일 실시예에서, 로컬화 모듈(408)에 의해 사용되는 데이터는 도로 기하학적 특성의 고-정밀 맵, 도로망 연결 특성을 기술하는 맵, 도로 물리적 특성(예컨대, 교통 속력, 교통량, 차량 및 자전거 운전자 교통 차선의 개수, 차선 폭, 차선 교통 방향, 또는 차선 마커 타입 및 위치, 또는 그 조합)을 기술하는 맵, 및 도로 특징부, 예를 들어, 횡단보도, 교통 표지판 또는 다양한 타입의 다른 진행 신호(travel signal)의 공간적 위치를 기술하는 맵을 포함한다.
제어 모듈(406)은 궤적(414)을 나타내는 데이터 및 AV 위치(418)를 나타내는 데이터를 수신하고, AV(100)로 하여금 목적지(412)를 향해 궤적(414)을 진행하게할 방식으로 AV의 제어 기능(420a 내지 420c)(예를 들면, 조향, 스로틀링, 제동, 점화)을 동작시킨다. 예를 들어, 궤적(414)이 좌회전을 포함하는 경우, 제어 모듈(406)은, 조향 기능의 조향각이 AV(100)로 하여금 좌측으로 회전하게 하고 스로틀링 및 제동이 AV(100)로 하여금 이러한 회전이 이루어지기 전에 통과하는 보행자 또는 차량을 위해 일시정지 및 대기하게 하는 방식으로 제어 기능(420a 내지 420c)을 동작시킬 것이다.
자율 주행 차량 입력
도 5는 인지 모듈(402)(도 4)에 의해 사용되는 입력(502a 내지 502d)(예를 들면, 도 1에 도시된 센서(121)) 및 출력(504a 내지 504d)(예를 들면, 센서 데이터)의 일 예를 예시한다. 하나의 입력(502a)은 LiDAR(Light Detection and Ranging) 시스템(예를 들면, 도 1에 도시된 LiDAR(123))이다. LiDAR는 그의 시선에 있는 물리적 대상체에 관한 데이터를 획득하기 위해 광(예를 들면, 적외선 광과 같은 광의 버스트)을 사용하는 기술이다. LiDAR 시스템은 출력(504a)으로서 LiDAR 데이터를 생성한다. 예를 들어, LiDAR 데이터는 환경(190)의 표현을 구성하는 데 사용되는 3D 또는 2D 포인트(포인트 클라우드라고도 알려져 있음)의 집합체이다.
다른 입력(502b)은 RADAR 시스템이다. RADAR는 인근의 물리적 대상체에 관한 데이터를 획득하기 위해 라디오 파를 사용하는 기술이다. RADAR는 LiDAR 시스템의 시선 내에 있지 않은 대상체에 관한 데이터를 획득할 수 있다. RADAR 시스템(502b)은 출력(504b)으로서 RADAR 데이터를 생성한다. 예를 들어, RADAR 데이터는 환경(190)의 표현을 구성하는 데 사용되는 하나 이상의 라디오 주파수 전자기 신호이다.
다른 입력(502c)은 카메라 시스템이다. 카메라 시스템은 인근의 물리적 대상체에 관한 정보를 획득하기 위해 하나 이상의 카메라(예를 들면, CCD(charge-coupled device)와 같은 광 센서를 사용하는 디지털 카메라)를 사용한다. 카메라 시스템은 출력(504c)으로서 카메라 데이터를 생성한다. 카메라 데이터는 종종 이미지 데이터(예를 들면, RAW, JPEG, PNG 등과 같은 이미지 데이터 형식의 데이터)의 형태를 취한다. 일부 예에서, 카메라 시스템은, 카메라 시스템이 심도를 인지할 수 있게 하는, 예를 들어, 입체시(stereopsis)(스테레오 비전)를 위한, 다수의 독립적인 카메라를 갖는다. 카메라 시스템에 의해 인지되는 대상체가 여기서 "인근"으로 기술되지만, 이것은 AV에 상대적인 것이다. 사용 중에, 카메라 시스템은 멀리 있는, 예를 들어, AV 전방으로 최대 1 킬로미터 이상에 있는 대상체를 "보도록" 구성될 수 있다. 따라서, 카메라 시스템은 멀리 떨어져 있는 대상체를 인지하기 위해 최적화되는 센서 및 렌즈와 같은 특징부를 가질 수 있다.
다른 입력(502d)은 TLD(traffic light detection) 시스템이다. TLD 시스템은 하나 이상의 카메라를 사용하여, 시각적 운행 정보를 제공하는 신호등, 거리 표지판, 및 다른 물리적 대상체에 관한 정보를 획득한다. TLD 시스템은 출력(504d)으로서 TLD 데이터를 생성한다. TLD 데이터는 종종 이미지 데이터(예를 들면, RAW, JPEG, PNG 등과 같은 이미지 데이터 형식의 데이터)의 형태를 취한다. TLD 시스템은, 시각적 운행 정보를 제공하는 가능한 한 많은 물리적 대상체에 관한 정보를 획득하기 위해 TLD 시스템이 넓은 시계를 갖는 카메라(예를 들면, 광각 렌즈 또는 어안 렌즈를 사용함)를 사용하여, AV(100)가 이러한 대상체에 의해 제공되는 모든 관련 운행 정보에 액세스한다는 점에서, 카메라를 포함하는 시스템과 상이하다. 예를 들어, TLD 시스템의 시야각은 약 120도 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 출력(504a 내지 504d)은 센서 융합 기술을 사용하여 조합된다. 따라서, 개별 출력(504a 내지 504d) 중 어느 하나가 AV(100)의 다른 시스템에 제공되거나(예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같은 계획 모듈(404)에 제공되거나), 또는 조합된 출력이 동일한 타입(동일한 조합 기술을 사용하는 것 또는 동일한 출력을 조합하는 것 또는 둘 모두)의 단일 조합 출력 또는 다중 조합 출력의 형태 또는 상이한 타입(예를 들면, 상이한 각자의 조합 기술을 사용하는 것 또는 상이한 각자의 출력을 조합하는 것 또는 둘 모두)의 단일 조합 출력 또는 다중 조합 출력의 형태 중 어느 하나로 다른 시스템에 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 조기 융합(early fusion) 기술이 사용된다. 조기 융합 기술은 하나 이상의 데이터 프로세싱 단계가 조합 출력에 적용되기 전에 출력을 조합하는 것을 특징으로 한다. 일부 실시예에서, 늦은 융합(late fusion) 기술이 사용된다. 늦은 융합 기술은 하나 이상의 데이터 프로세싱 단계가 개별 출력에 적용된 후에 출력을 조합하는 것을 특징으로 한다.
도 6은 LiDAR 시스템(602)(예를 들면, 도 5에 도시된 입력(502a))의 일 예를 예시한다. LiDAR 시스템(602)은 광 이미터(606)(예를 들면, 레이저 송신기)로부터 광(604a 내지 604c)을 방출한다. LiDAR 시스템에 의해 방출되는 광은 전형적으로 가시 스펙트럼에 있지 않으며, 예를 들어, 적외선 광이 종종 사용된다. 방출되는 광(604b)의 일부는 물리적 대상체(608)(예를 들면, 차량)와 조우하고, LiDAR 시스템(602)으로 다시 반사된다. (LiDAR 시스템으로부터 방출되는 광은 전형적으로 물리적 대상체, 예를 들어, 고체 형태의 물리적 대상체를 관통하지 않는다). 또한, LiDAR 시스템(602)은 반사된 광을 검출하는 하나 이상의 광 검출기(610)를 갖는다. 일 실시예에서, LiDAR 시스템과 연관된 하나 이상의 데이터 프로세싱 시스템은 LiDAR 시스템의 시계(614)를 나타내는 이미지(612)를 생성한다. 이미지(612)는 물리적 대상체(608)의 경계(616)를 나타내는 정보를 포함한다. 이러한 방식으로, 이미지(612)는 AV 인근의 하나 이상의 물리적 대상체의 경계(616)를 결정하는 데 사용된다.
도 7은 동작 중인 LiDAR 시스템(602)을 예시한다. 이 도면에 도시된 시나리오에서, AV(100)는 이미지(702) 형태의 카메라 시스템 출력(504c) 및 LiDAR 데이터 포인트(704) 형태의 LiDAR 시스템 출력(504a) 둘 모두를 수신한다. 사용 중에, AV(100)의 데이터 프로세싱 시스템은 이미지(702)를 데이터 포인트(704)와 비교한다. 특히, 이미지(702)에서 식별된 물리적 대상체(706)가 데이터 포인트(704) 중에서도 식별된다. 이러한 방식으로, AV(100)는 데이터 포인트(704)의 윤곽 및 밀도에 기초하여 물리적 대상체의 경계를 인지한다.
도 8은 LiDAR 시스템(602)의 동작을 추가적으로 상세하게 예시한다. 위에서 기술된 바와 같이, AV(100)는 LiDAR 시스템(602)에 의해 검출되는 데이터 포인트의 특성에 기초하여 물리적 대상체의 경계를 검출한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 지면(802)과 같은 평평한 대상체는 LiDAR 시스템(602)으로부터 방출되는 광(804a 내지 804d)을 일관된 방식으로 반사할 것이다. 달리 말하면, LiDAR 시스템(602)이 일관된 간격을 사용하여 광을 방출하기 때문에, 지면(802)은 광을 동일한 일관된 간격으로 다시 LiDAR 시스템(602)으로 반사할 것이다. AV(100)가 지면(802) 위에서 진행함에 따라, LiDAR 시스템(602)은 도로를 방해하는 것이 없는 경우 다음 유효 지면 포인트(806)에 의해 반사되는 광을 계속 검출할 것이다. 그렇지만, 대상체(808)가 도로를 방해하는 경우, LiDAR 시스템(602)에 의해 방출되는 광(804e 내지 804f)은 예상되는 일관된 방식과 불일치하는 방식으로 포인트(810a 내지 810b)로부터 반사될 것이다. 이 정보로부터, AV(100)는 대상체(808)가 존재한다고 결정할 수 있다.
경로 계획
도 9는 (예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같은) 계획 모듈(404)의 입력과 출력 사이의 관계의 블록 다이어그램(900)을 예시한다. 일반적으로, 계획 모듈(404)의 출력은 시작 포인트(904)(예를 들면, 소스 위치 또는 초기 위치)로부터 종료 포인트(906)(예를 들면, 목적지 또는 최종 위치)까지의 루트(902)이다. 루트(902)는 전형적으로 하나 이상의 세그먼트에 의해 규정된다. 예를 들어, 세그먼트는 거리, 도로, 공도, 사유 도로, 또는 자동차 진행에 적절한 다른 물리적 영역의 적어도 일 부분에 걸쳐 진행되는 거리이다. 일부 예에서, 예를 들어, AV(100)가 4륜 구동(4WD) 또는 상시 4륜 구동(AWD) 자동차, SUV, 픽업 트럭 등과 같은 오프-로드 주행 가능 차량인 경우, 루트(902)는 비포장 경로 또는 탁트인 들판과 같은 "오프-로드" 세그먼트를 포함한다.
루트(902)에 부가하여, 계획 모듈은 차선-레벨 루트 계획 데이터(908)도 출력한다. 차선-레벨 루트 계획 데이터(908)는 특정한 시간에서의 세그먼트의 조건에 기초하여 루트(902)의 세그먼트를 횡단하는 데 사용된다. 예를 들어, 루트(902)가 다중 차선 공도를 포함하는 경우, 차선-레벨 루트 계획 데이터(908)는, 예를 들어, 출구가 다가오고 있는지, 차선 중 하나 이상이 다른 차량을 갖는지, 또는 수 분 이하 동안에 걸쳐 변화되는 다른 인자에 기초하여, AV(100)가 다중 차선 중 한 차선을 선택하는 데 사용할 수 있는 궤적 계획 데이터(910)를 포함한다. 유사하게, 일부 구현예에서, 차선-레벨 루트 계획 데이터(908)는 루트(902)의 세그먼트에 특정적인 속력 제약(912)을 포함한다. 예를 들어, 세그먼트가 보행자 또는 예상치 않은 교통상황(traffic)을 포함하는 경우, 속력 제약(912)은 AV(100)를 예상된 속력보다 더 느린 진행 속력, 예를 들어, 세그먼트에 대한 속력 제한 데이터에 기초한 속력으로 제한할 수 있다.
일 실시예에서, 계획 모듈(404)로의 입력은 (예를 들면, 도 4에 도시된 데이터베이스 모듈(410)로부터의) 데이터베이스 데이터(914), 현재 위치 데이터(916)(예를 들면, 도 4에 도시된 AV 위치(418)), (예를 들면, 도 4에 도시된 목적지(412)에 대한) 목적지 데이터(918), 및 대상체 데이터(920)(예를 들면, 도 4에 도시된 인지 모듈(402)에 의해 인지되는 분류된 대상체(416))를 포함한다. 일 실시예에서, 데이터베이스 데이터(914)는 계획에 사용되는 규칙을 포함한다. 규칙은 형식 언어를 사용하여, 예를 들어, 불리언 로직을 사용하여 특정된다. AV(100)와 조우하는 임의의 주어진 상황에서, 규칙 중 적어도 일부는 해당 상황에 적용될 것이다. 규칙이 AV(100)에 이용 가능한 정보, 예를 들어, 주위 환경에 관한 정보에 기초하여 충족되는 조건을 갖는 경우, 규칙이 주어진 상황에 적용된다. 규칙은 우선순위를 가질 수 있다. 예를 들어, "도로가 공도인 경우, 최좌측 차선으로 이동하라"로 되어 있는 규칙은, 출구가 1마일 내로 다가오고 있는 경우, 최우측 차선으로 이동하라"는 것보다 더 낮은 우선순위를 가질 수 있다.
도 10은, 예를 들어, 계획 모듈(404)(도 4)에 의해 경로 계획에 사용되는 방향 그래프(1000)를 예시한다. 일반적으로, 도 10에 도시된 것과 같은 방향 그래프(1000)는 임의의 시작 포인트(1002)와 종료 포인트(1004) 사이의 경로를 결정하는 데 사용된다. 현실 세계에서는, 시작 포인트(1002)와 종료 포인트(1004)를 분리하는 거리는 상대적으로 클 수 있거나(예를 들면, 2개의 상이한 대도시 지역 내) 또는 상대적으로 작을 수 있다(예를 들면, 도시 블록과 맞닿아 있는 2개의 교차로 또는 다중 차선 도로의 2개의 차선).
일 실시예에서, 방향 그래프(1000)는 AV(100)에 의해 점유될 수 있는 시작 포인트(1002)와 종료 포인트(1004) 사이의 상이한 위치를 나타내는 노드(1006a 내지 1006d)를 갖는다. 일부 예에서, 예를 들어, 시작 포인트(1002) 및 종료 포인트(1004)가 상이한 대도시 지역을 나타낼 때, 노드(1006a 내지 1006d)는 도로의 세그먼트를 나타낸다. 일부 예에서, 예를 들어, 시작 포인트(1002) 및 종료 포인트(1004)가 동일한 도로 상의 상이한 위치를 나타낼 때, 노드(1006a 내지 1006d)는 해당 도로 상의 상이한 위치를 나타낸다. 이러한 방식으로, 방향 그래프(1000)는 다양한 레벨의 입도(granularity)로 정보를 포함한다. 또한, 일 실시예에서, 높은 입도를 갖는 방향 그래프는 또한 더 큰 스케일을 갖는 다른 방향 그래프의 하위그래프이다. 예를 들어, 시작 포인트(1002) 및 종료 포인트(1004)가 멀리 떨어져 있는(예를 들면, 수 마일(many miles) 떨어져 있는) 방향 그래프는 그의 정보 대부분이 낮은 입도이고 저장된 데이터에 기초하지만, AV(100)의 시계 내의 물리적 위치를 나타내는 그래프의 부분에 대한 일부 높은 입도 정보도 포함한다.
노드(1006a 내지 1006d)는 노드와 중첩할 수 없는 대상체(1008a 내지 1008b)와 별개이다. 일 실시예에서, 입도가 낮을 때, 대상체(1008a 내지 1008b)는 자동차에 의해 횡단될 수 없는 구역, 예를 들어, 거리 또는 도로가 없는 영역을 나타낸다. 입도가 높을 때, 대상체(1008a 내지 1008b)는 AV(100)의 시계 내의 물리적 대상체, 예를 들어, 다른 자동차, 보행자, 또는 AV(100)가 물리적 공간을 공유할 수 없는 다른 엔티티를 나타낸다. 일 실시예에서, 대상체(1008a 내지 1008b)의 일부 또는 전부는 정적 대상체(예를 들면, 가로등 또는 전신주와 같은 위치를 변경하지 않는 대상체) 또는 동적 대상체(예를 들면, 보행자 또는 다른 자동차와 같은 위치를 변경할 수 있는 대상체)이다.
노드(1006a 내지 1006d)는 에지(1010a 내지 1010c)에 의해 연결된다. 2개의 노드(1006a 내지 1006b)가 에지(1010a)에 의해 연결되는 경우, AV(100)가, 예를 들어, 다른 노드(1006b)에 도착하기 전에 중간 노드로 진행할 필요 없이, 하나의 노드(1006a)와 다른 노드(1006b) 사이에서 진행하는 것이 가능하다. (노드 사이에서 진행하는 AV(100)를 언급할 때, AV(100)가 각자의 노드에 의해 표현되는 2개의 물리적 위치 사이에서 진행한다는 것을 의미한다.) 에지(1010a 내지 1010c)는, AV(100)가 제1 노드로부터 제2 노드로, 또는 제2 노드로부터 제1 노드로 진행한다는 의미에서 종종 양방향성이다. 일 실시예에서, 에지(1010a 내지 1010c)는, AV(100)가 제1 노드로부터 제2 노드로 진행할 수 있지만, AV(100)가 제2 노드로부터 제1 노드로 진행할 수 없다는 의미에서 단방향성이다. 에지(1010a 내지 1010c)는, 예를 들어, 일방통행로, 거리, 도로, 또는 공도의 개별 차선, 또는 법적 또는 물리적 제약으로 인해 일 방향으로만 횡단될 수 있는 다른 특징부를 나타낼 때 단방향성이다.
일 실시예에서, 계획 모듈(404)은 방향 그래프(1000)를 사용하여 시작 포인트(1002)와 종료 포인트(1004) 사이의 노드 및 에지로 이루어진 경로(1012)를 식별한다.
에지(1010a 내지 1010c)는 연관된 비용(1014a 내지 1014b)을 갖는다. 비용(1014a 내지 1014b)은 AV(100)가 해당 에지를 선택하는 경우 소비될 리소스를 나타내는 값이다. 전형적인 리소스는 시간이다. 예를 들어, 하나의 에지(1010a)가 다른 에지(1010b)의 물리적 거리의 2배인 물리적 거리를 나타내면, 제1 에지(1010a)의 연관된 비용(1014a)은 제2 에지(1010b)의 연관된 비용(1014b)의 2배일 수 있다. 시간에 영향을 미치는 다른 인자는 예상된 교통상황, 교차로의 개수, 속력 제한 등을 포함한다. 다른 전형적인 리소스는 연비이다. 2개의 에지(1010a 및 1010b)는 동일한 물리적 거리를 나타낼 수 있지만, 예를 들어, 도로 조건, 예상된 날씨 등으로 인해, 하나의 에지(1010a)는 다른 에지(1010b)보다 더 많은 연료를 요구할 수 있다.
계획 모듈(404)이 시작 포인트(1002)와 종료 포인트(1004) 사이의 경로(1012)를 식별할 때, 계획 모듈(404)은 전형적으로, 비용에 최적화된 경로, 예를 들어, 에지의 개별 비용이 함께 가산될 때 최소 전체 비용을 갖는 경로를 선택한다.
자율 주행 차량 제어
도 11은 (예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같은) 제어 모듈(406)의 입력 및 출력의 블록 다이어그램(1100)을 예시한다. 제어 모듈은, 예를 들어, 프로세서(304)와 유사한 하나 이상의 프로세서(예를 들면, 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러 또는 둘 모두와 같은 하나 이상의 컴퓨터 프로세서), 메인 메모리(306)와 유사한 단기 및/또는 장기 데이터 스토리지(예를 들면, 메모리 랜덤-액세스 메모리 또는 플래시 메모리 또는 둘 모두), ROM(1308), 및 저장 디바이스(210)를 포함하는 제어기(1102), 및 메모리 내에 저장된 명령에 따라 동작하는데, 상기 명령은 명령이 (예를 들면, 하나 이상의 프로세서에 의해) 실행될 때 제어기(1102)의 동작을 수행한다.
일 실시예에서, 제어기(1102)는 원하는 출력(1104)을 나타내는 데이터를 수신한다. 원하는 출력(1104)은 전형적으로 속도, 예를 들어, 속력 및 헤딩을 포함한다. 원하는 출력(1104)은, 예를 들어, (예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같은) 계획 모듈(404)로부터 수신되는 데이터에 기초할 수 있다. 원하는 출력(1104)에 따라, 제어기(1102)는 스로틀 입력(1106) 및 조향 입력(1108)으로서 사용 가능한 데이터를 생성한다. 스로틀 입력(1106)은 원하는 출력(1104)을 달성하기 위해 조향 페달에 관여하거나 또는 다른 스로틀 제어에 관여함으로써, AV(100)의 스로틀(예를 들면, 가속도 제어)에 관여하는 정도를 나타낸다. 일부 예에서, 스로틀 입력(1106)은 AV(100)의 브레이크(예를 들면, 감속 제어)에 관여하는 데 사용 가능한 데이터를 또한 포함한다. 조향 입력(1108)은 조향각, 예를 들어, AV의 조향 제어(예를 들면, 조향 휠, 조향각 액추에이터, 또는 조향각을 제어하기 위한 다른 기능성)가 원하는 출력(1104)을 달성하도록 위치설정되어야 하는 각도를 나타낸다.
일 실시예에서, 제어기(1102)는 스로틀 및 조향에 제공되는 입력을 조정하는 데 사용되는 피드백을 수신한다. 예를 들어, AV(100)가 언덕과 같은 방해물(1110)과 조우하면, AV(100)의 측정된 속력(1112)은 원하는 출력 속력 아래로 낮아진다. 일 실시예에서, 임의의 측정된 출력(1114)은, 예를 들어, 측정된 속력과 원하는 출력 사이의 차분(1113)에 기초하여, 필요한 조정이 수행되도록 제어기(1102)에 제공된다. 측정된 출력(1114)은 측정된 위치(1116), 측정된 속도(1118)(속력 및 헤딩을 포함), 측정된 가속도(1120), 및 AV(100)의 센서에 의해 측정 가능한 다른 출력을 포함한다.
일 실시예에서, 방해물(1110)에 관한 정보는, 예를 들어, 카메라 또는 LiDAR 센서와 같은 센서에 의해 미리 검출되고, 예측 피드백 모듈(1122)에 제공된다. 이후, 예측 피드백 모듈(1122)은 정보를 제어기(1102)에 제공하며, 제어기(1102)는 이 정보를 사용하여 그에 따라 조정할 수 있다. 예를 들어, AV(100)의 센서가 언덕을 검출한("본") 경우, 이 정보는 상당한 감속을 방지하기 위해 적절한 시간에 스로틀에 관여할 준비를 하도록 제어기(1102)에 의해 사용될 수 있다.
도 12는 제어기(1102)의 입력, 출력, 및 컴포넌트의 블록 다이어그램(1200)을 예시한다. 제어기(1102)는 스로틀/브레이크 제어기(1204)의 동작에 영향을 미치는 속력 프로파일러(1202)를 갖는다. 예를 들어, 속력 프로파일러(1202)는, 예를 들어, 제어기(1102)에 의해 수신되고 속력 프로파일러(1202)에 의해 프로세싱되는 피드백에 따라 스로틀/브레이크(1206)를 사용하여 가속에 관여하거나 감속에 관여하도록 스로틀/브레이크 제어기(1204)에 명령한다.
또한, 제어기(1102)는 조향 제어기(1210)의 동작에 영향을 미치는 측방향 추적 제어기(1208)를 갖는다. 예를 들어, 측방향 추적 제어기(1208)는, 예를 들어, 제어기(1102)에 의해 수신되고 측방향 추적 제어기(1208)에 의해 프로세싱되는 피드백에 따라 조향각 액추에이터(1212)의 위치를 조정하도록 조향 제어기(1210)에 명령한다.
제어기(1102)는 스로틀/브레이크(1206) 및 조향각 액추에이터(1212)를 제어하는 방법을 결정하는 데 사용되는 여러 입력을 수신한다. 계획 모듈(404)은, 예를 들어, AV(100)가 동작을 시작할 때 헤딩을 선택하고 AV(100)가 교차로에 도달할 때 어느 도로 세그먼트를 횡단할지를 결정하기 위해, 제어기(1102)에 의해 사용되는 정보를 제공한다. 로컬화 모듈(408)은, 예를 들어, 스로틀/브레이크(1206) 및 조향각 액추에이터(1212)가 제어되고 있는 방식에 기초하여 예상되는 위치에 AV(100)가 있는지를 제어기(1102)가 결정할 수 있도록, AV(100)의 현재 위치를 기술하는 정보를 제어기(1102)에 제공한다. 일 실시예에서, 제어기(1102)는 다른 입력(1214)으로부터의 정보, 예를 들어, 데이터베이스, 컴퓨터 네트워크 등으로부터 수신된 정보를 수신한다.
자체 세정 센서 하우징
도 13은 하나 이상의 실시예에 따른, 자체 세정 능력을 갖는 센서 하우징(1300)의 일 예를 예시한다. 일 실시예에서, 센서 하우징(1300)은 도 1을 참조하여 이전에 기술된 AV(100)와 같은 AV에 장착된다. 그렇지만, 센서 하우징(1300)은, 주변 환경을 검출하기 위해 센서를 사용할 수 있는 종래의 차량, 수동 작동 드론, 자율 비행 드론(autonomous drone) 등과 같은, 다양한 다른 유형의 차량에 제공될 수 있다. 센서 하우징(1300)은 또한 원격에 위치될 수 있다. 센서 하우징(1300)은 센서(1320), 모터(1330), 및 하우징 제어기 회로(1350)를 포함한다. 센서(1320), 모터(1330) 및 하우징 제어기 회로(1350)는 버스(1360)를 통해 서로 통신 가능하게 결합된다. 센서(1320)는 애퍼처(1321), 스크린(1322), 및 세정 메커니즘(1323)을 포함한다. 일 실시예에서, 스크린(1322)은 모터(1330)가 제1 동작 조건에 있을 때 애퍼처(1321)의 일 부분을 덮도록 구성된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 동작 조건은, 예를 들어, 정적 모드 또는 회전 모드와 같은, 모터(1330)가 있을 수 있는 동작 모드를 기술한다. 따라서, 제1 동작 모드는 모터(1330)가 정적 모드에 있는 것을 지칭할 수 있는 반면, 제2 동작 모드는 모터(1330)가 회전 모드에 있는 것을 지칭할 수 있다. 일 실시예에서, 스크린은 애퍼처(1321)의 실질적으로 전부를 덮도록 구성된다. 스크린(1322)은 라인(1340)에 의해 모터(1330)에 기계적으로 결합된다. 라인(1340)은 모터(1330)로부터 스크린(1322)으로 회전력을 전달(translate)하는 구동 요소이다.
센서(1320)는 여러 유형의 감지 디바이스 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 센서(1320)는 도 1을 참조하여 이전에 논의된 센서(121) 중 하나이다. 일 실시예에서, 센서(1320)는 도 5를 참조하여 이전에 논의된 바와 같은 입력(502a 내지 502c) 중 하나 이상이다. 일 실시예에서, 센서(1320)는 LiDAR이다. 일 실시예에서, 센서(1320)는 RADAR이다. 일 실시예에서, 센서(1320)는 카메라이다. 카메라는 가시, 적외선, 및/또는 열 스펙트럼에서의 광을 캡처하도록 구성된 단안 또는 스테레오 비디오 카메라일 수 있다. 일 실시예에서, 센서(1320)는 초음파 센서이다. 센서(1320)는 감지 디바이스들의 조합을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 센서(1320)는 카메라 및 RADAR를 포함한다. 애퍼처(1321)는 렌즈, MEMS(microelectromechanical system), 또는 사용된 감지 디바이스의 유형에 기초한 다른 개구부일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 센서(1320)는 카메라이고 애퍼처(1321)는 렌즈이다. 일 실시예에서, 센서(1320)는 LiDAR이고 애퍼처(1321)는 MEMS이다. 일 실시예에서, 센서(1320)는 RADAR이고 애퍼처(1321)는 렌즈이다. 일 실시예에서, 센서(121)는 AV의 환경의 속성을 감지 또는 측정하기 위한 센서를 또한 포함한다. 예를 들어, 가시광, 적외선 또는 열(또는 둘 모두) 스펙트럼식 단안 또는 스테레오 비디오 카메라(122), LiDAR(123), RADAR, 초음파 센서, TOF(time-of-flight) 심도 센서, 속력 센서, 온도 센서, 습도 센서, 및 강우 센서.
스크린(1322)은 투명한 보호 재료로 제조된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 스크린(1322)은 아크릴계 재료로 제조된다. 일 실시예에서, 스크린(1322)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조된다. 일 실시예에서, 스크린(1322)은 열가소성 폴리우레탄(TPU)으로 제조된다. 일 실시예에서, 스크린(1322)은 템퍼링된(tempered) 또는 강화된(toughened) 유리로 제조된다. 스크린(1322)은 여러 유리 또는 플라스틱 재료, 또는 보호, 스크래치 방지 이점을 제공하는 것으로 알려진 다른 투명 재료 중 하나로 제조될 수 있다.
세정 메커니즘(1323)은 모터가 적어도 제2 동작 조건(예를 들면, 회전 모드)에 있을 때 스크린(1322)에 근접하게 위치된다. 세정 메커니즘(1323)은 스크린(1322)과 접촉하도록 구성된다. 세정 메커니즘(1323)은 스크린과 직접적으로 또는 간접적으로 접촉할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 스크린(1322)과 직접적으로 접촉한다. 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 스크린(1322)에 가까운 거리에 있지만 스크린(1322)과 직접적으로 접촉하지 않는다. 이격 거리(separation distance)는 가압 공기가 스크린(1322)의 더 큰 표면 영역(surface area)을 커버할 수 있게 하기 때문에, 세정 메커니즘(1323)이 가압 공기를 방출하기 위한 배출구(나중에 논의됨)를 포함할 때 세정 메커니즘(1323)이 스크린(1322)과 직접적으로 접촉하지 않는 것이 더 효율적일 수 있다. 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)이 스크린(1322)과 직접적으로 접촉할 수 있게 하는 제1 미리 정의된 위치로 세정 메커니즘(1323)이 이동할 수 있고 세정 메커니즘(1323)이 스크린(1322)과 직접적으로 접촉하지 않는 제2 미리 정의된 위치로 세정 메커니즘(1323)이 이동할 수 있도록, 세정 메커니즘(1323)은 세정 메커니즘(1323)을 스크린(1322)을 향해 그리고 스크린(1322)으로부터 멀어지게 이동시키도록 구성된 액추에이터 부재를 포함한다. 일 실시예에서, 액추에이터 부재는 센서(1320)와 통합되고 하우징 제어기 회로(1350)에 의해 제어된다.
세정 메커니즘(1323)는 여러 유형의 재료 중 하나 이상으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 극세사 재료(예를 들면, 극세사 천)로 제조된다. 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 셀룰로스 재료(예를 들면, 셀룰로스 스펀지)로 제조된다. 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 하나 이상의 브러시를 포함한다. 브러시는 동물성 섬유, 식물성 섬유 등과 같은 천연 섬유로 제조될 수 있다. 브러시는 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등과 같은 합성 섬유로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 가압 공기를 스크린(1322)을 향해 방출하도록 구성된 배출구(예를 들면, 노즐)를 포함한다. 세정 메커니즘(1323)은 전술한 특징들의 조합을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 극세사 천(또는 셀룰로스 스펀지)로 제조되고 가압 공기를 방출하도록 구성된 배출구를 포함한다. 가압 공기는 세정액을 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 스크린(1322) 상으로 세정액을 분사하도록 구성된다.
일 실시예에서, 모터(1330)는 전기 모터이다. 모터(1330)는 여러 유형의 전기 모터 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 모터(1330)는, 분상 유도 모터(split-phase induction motor), 콘덴서 기동 유도 모터(capacitor start induction motor), 또는 농형 유도 모터(squirrel cage induction motor)와 같은, 유도 모터이다. 일 실시예에서, 모터(1330)는 영구 자석 모터이다. 모터(1330)는 교류(AC) 또는 직류(DC) 모터일 수 있다. 모터(1330)는 브러시(brushed) 또는 브러시리스(brushless)일 수 있다. 모터(1330)는 공랭식 및/또는 수냉식일 수 있다. 모터(1330)는 단상, 2상, 또는 3상 모터일 수 있다. 모터(1330)는 또한 자려식(self-commutated) 또는 타려식(externally commutated)일 수 있다. 모터(1330)는 자기 기반, 정전 기반 또는 압전 기반일 수 있다. 모터(1330)는, 회전자, 베어링, 고정자, 공극(air gap), 권선, 및 정류자와 같은, 하나 이상의 모터 컴포넌트를 포함한다. 모터(1330)는 고정된 속도/RPM(revolutions per minute)으로 제1 고정 회전축을 중심으로 회전하도록 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 모터(1330)는 1 내지 600 RPM의 속도로 회전하도록 구성된다. 모터(1330)는 또한 상이한 속도 설정에 따라 여러 RPM으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 모터(1330)는 저속 설정, 중속 설정, 및 고속 설정으로 회전하도록 구성된다. 일 실시예에서, 모터의 회전 속도는 스크린(1322)으로부터 제거되거나 세정될 필요가 있는 이물질의 양에 따라 AV 시스템(120)에 의해 결정된다.
모터(1330)는, 모터(1330)의 회전이 스크린(1322)을 제2 고정 축을 중심으로 회전시키도록, 라인(1340)을 통해 스크린(1322)에 기계적으로 결합된다. 일 실시예에서, 제1 고정 축은 제2 고정 회전 축과 동일하다. 그렇지만, 일 실시예에서, 센서 하우징(1300)은 제1 고정 축과 제2 고정 축이 상이하도록(예를 들면, 반대이거나 직교이도록) 배치된 풀리를 포함한다. 일 실시예에서, 라인(1340)은 케이블이다. 일 실시예에서, 라인(1340)은 벨트이다. 라인(1340)은 또한 로프(rope), 코드(cord), 끈(string), 트와인(twine), 체인(chain), 또는 풀리 시스템에서 전형적으로 사용되는 다른 구동 요소로 제조될 수 있다.
하우징 제어기 회로(1350)는, 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(예를 들면, 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러 또는 둘 모두와 같은 하나 이상의 컴퓨터 프로세서), 단기 및/또는 장기 데이터 스토리지(예를 들면, 메모리 랜덤-액세스 메모리 또는 플래시 메모리 또는 둘 모두), 및 (예를 들면, 하나 이상의 프로세서에 의해) 명령이 실행될 때 하우징 제어기 회로(1350)의 동작을 수행하는 메모리에 저장된 명령을 포함한다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 도 12를 참조하여 이전에 논의된 제어기(1102)의 일부로서 통합된다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 제어기(1102)와 별개이다. 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)로부터 센서 데이터를 수신하고 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있는지를 결정하도록 구성된다. 본원에 기술된 바와 같이, 정확도는 센서의 측정의 불확실성 정도와 관련이 있다. 일 실시예에서, 물체 및 재료 중에서도 먼지, 오일 및/또는 물(눈 또는 비), 이물질, 나뭇잎, 나뭇가지, 새의 배설물, 및 잔류물이 스크린(1322)에 축적될 때 센서(1320)는 감소된 정확도로 동작하여, 센서(1320)로 하여금 가시성의 저하를 겪게 하고, 센서(1320)에 의해 검출되는 신호에 추가적인 노이즈, 따라서 불확실성을 추가하게 한다. 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정하는 것은 스크린(1322) 상에 임의의 폐색이 존재한다고 결정하는 것 또는 센서(1320)의 측정의 현재 정확도를 정확도 임계치(예를 들면, 원하는 정확도)와 비교하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)가 센서(1320) 상에 임의의 폐색이 존재한다고 결정하면, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정한다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)의 정확도를 정확도 임계치(예를 들면, 절대 확실성 표준(absolute certainty standard))와 비교하고, 센서의 정확도가 정확도 임계치 미만일 때 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정한다.
하우징 제어기 회로(1350)는 또한 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있다는 결정에 기초하여 센서(1320)로 하여금 자체 세정 모드에 진입하게 하도록 구성된다. 자체 세정 모드 동안, 하우징 제어기 회로(1350)는 모터(1330)를 작동시켜, 모터(1330)를 회전시키고, 따라서 스크린(1322)을 회전시킨다. 세정 메커니즘(1323)이 스크린(1322)과 직접적으로 접촉할 때, 스크린(1322)이 회전함에 따라 세정 메커니즘(1323)은 잠재적인 축적된 먼지, 오일 및/또는 물을 스크린(1322)에서 닦아낸다(또는 흡수한다). 세정 메커니즘(1323)이 액추에이터 부재를 포함할 때, 하우징 제어기 회로(1350)는, 스크린(1322)이 회전함에 따라 세정 메커니즘(1323)이 축적된 먼지, 오일 및/또는 물을 닦아낼(또는 흡수할) 수 있도록, 세정 메커니즘(1323)을 스크린(1322)을 향해 이동시키도록 액추에이터 부재를 제어하도록 구성된다. 액추에이터 부재는 또한 스크린(1322)의 세정을 더욱 용이하게 하기 위해 세정 메커니즘(1323)을 스크린(1322)에 대해 하나 이상의 각도로 수직으로 및/또는 수평으로 이동시키도록 하우징 제어기 회로(1350)에 의해 제어될 수 있다. 이러한 이동은 원형, z자형 또는 8자형 움직임을 추가로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1320)는 센서(1320)로 하여금 주기적으로, 예를 들어, AV 시스템(120)에 의해 결정되는 바와 같이, 하루에 한 번, 일주일에 한 번 등으로 자체 세정 모드에 진입하게 하도록 구성된다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1320)는 센서(1320)로 하여금 악천후 또는 지속적인 센서 폐색을 야기하는 다른 환경 인자로 인해 자체 세정 모드에 진입하여 유지되게 하도록 구성된다.
세정 메커니즘(1323)이 가압 공기를 위한 배출구를 포함할 때, 하우징 제어기 회로(1350)는 방출 밸브를 작동시켜 가압 공기가 배출구를 통해 스크린(1322)을 향해 유동하게 하도록 구성된다. 스크린(1322)이 회전함에 따라 공기는 축적된 먼지, 오일 및/또는 물을 스크린(1322)으로부터 날려 버릴 수 있다. 이전에 나타낸 바와 같이, 세정 메커니즘(1323)은 극세사 천 또는 셀룰로스 스펀지와 같은 다른 세정 재료와 함께 가압 공기를 방출하기 위한 배출구 둘 모두를 포함할 수 있다. 또한, 가압 공기는 세정액을 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 세정 메커니즘(1323)은 스크린(1322)을 천/스펀지로 닦으면서 스크린(1322)에 세정액을 분사할 수 있다.
하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)로 하여금 고정된 시간 기간 동안 또는 추가 결정에 기초하여 동적으로 자체 세정 모드에 진입하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는, 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정할 때, 센서로 하여금 2초와 10초(또는 그 이상) 사이의 임의의 시간 동안 자체 세정 모드에 진입하게 한다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)가 동작하고 있는 감소된 정확도의 크기에 기초하여 센서(1320)가 자체 세정 모드에 있어야 하는 시간의 양을 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 더 낮은 정확도에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)로 하여금 더 오랜 시간 기간 동안 자체 세정 모드에 진입하게 한다. 더 높은 정확도(그러나 여전히 정확도 임계치 미만)에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)로 하여금 더 짧은 시간 기간 동안 자체 세정 모드에 진입하게 한다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는, 센서(1320)가 일정 시간 기간 동안 자체 세정 모드에 진입한 후에, 센서(1320)로부터 센서 데이터를 수신하고, 이어서 센서(1320)가 충분히 세정되었는지를 결정한다. 이러한 결정은 자체 세정 후 정확도(after self-cleaning accuracy)를 정확도 임계치와 비교함으로써 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 자체 세정 정확도가 정확도 임계치 초과이면 센서(1320)로 하여금 감지 동작을 시작하게 한다. 자체 세정 후 정확도가 정확도 임계치 이하이면, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)로 하여금 추가 시간 기간 동안 자체 세정 모드에 진입하게 한다.
센서 하우징(1300)은 하나 초과의 센서를 포함할 수 있다. 도 14는 하나 이상의 실시예에 따른, 2개의 센서를 포함하는 자체 세정 능력을 갖는 센서 하우징의 일 예를 예시한다. 이 예시적인 예에서, 센서 하우징(1300)은 제2 센서(1420)를 포함한다. 제2 센서(1420)는 버스(1360)에 연결되고 애퍼처(1421)를 포함한다. 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 제2 스크린(1422)을 포함한다. 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 제2 세정 메커니즘(1423)을 포함한다. 일 실시예에서, 센서 하우징(1300)은 제2 모터(1430)를 추가로 포함한다. 제2 모터(1430)는 제2 라인(1440)을 통해 제2 스크린(1422)에 기계적으로 결합된다.
제2 센서(1420)는 여러 유형의 감지 디바이스 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 도 1을 참조하여 이전에 논의된 센서(121) 중 하나이다. 일 실시예에서, 센서(1320)는 도 5를 참조하여 이전에 논의된 바와 같은 입력(502a 내지 502c) 중 하나 이상이다. 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 LiDAR이다. 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 RADAR이다. 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 카메라이다. 카메라는 가시, 적외선, 및/또는 열 스펙트럼에서의 광을 캡처하도록 구성된 단안 또는 스테레오 비디오 카메라일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 초음파 센서이다. 제2 센서(1420)는 감지 디바이스들의 조합을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 카메라 및 RADAR를 포함한다. 제2 센서(1420)는 센서(1320)와 동일한 유형의 센서일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 센서(1420) 및 센서(1320) 둘 모두는 카메라이다. 제2 센서(1420)와 센서(1320)는 상이한 유형의 센서일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 LiDAR이고 센서(1320)는 RADAR이다. 애퍼처(1421)는 렌즈, MEMS(microelectromechanical system), 또는 사용된 감지 디바이스의 유형에 기초한 다른 개구부일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 카메라이고 애퍼처(1421)는 렌즈이다. 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 LiDAR이고 애퍼처(1421)는 MEMS이다. 일 실시예에서, 제2 센서(1420)는 RADAR이고 애퍼처(1421)는 렌즈이다.
제2 스크린(1422)은 투명한 보호 재료로 제조된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 스크린(1422)은 아크릴계 재료로 제조된다. 일 실시예에서, 제2 스크린(1422)은 PET로 제조된다. 일 실시예에서, 제2 스크린(1422)은 TPU로 제조된다. 일 실시예에서, 제2 스크린(1422)은 템퍼링된 유리로 제조된다. 제2 스크린(1422)은 여러 유리 또는 플라스틱 재료, 또는 보호, 스크래치 방지 이점을 제공하는 것으로 알려진 다른 투명 재료 중 하나로 제조될 수 있다. 제2 스크린(1422)은 스크린(1322)과 동일한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 스크린(1422)과 스크린(1322)은 아크릴계 재료로 제조된다. 제2 스크린(1422)과 스크린(1322)은 또한 상이한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 스크린(1422)은 PET로 제조되고 스크린(1322)은 템퍼링된 유리로 제조된다.
제2 세정 메커니즘(1423)은 제2 스크린(1422)과 접촉하도록 구성된다. 제2 세정 메커니즘(1423)은 제2 스크린(1422)과 직접적으로 또는 간접적으로 접촉할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 세정 메커니즘(1423)은 제2 스크린(1422)과 직접적으로 접촉한다. 일 실시예에서, 제2 세정 메커니즘(1423)은 제2 스크린(1422)에 가까운 거리에 있지만 제2 스크린(1422)과 직접적으로 접촉하지 않는다. 일 실시예에서, 제2 세정 메커니즘(1423)이 제2 스크린(1422)과 직접적으로 접촉할 수 있게 하는 제1 미리 정의된 위치로 제2 세정 메커니즘(1423)이 이동할 수 있고 제2 세정 메커니즘(1423)이 제2 스크린(1422)과 직접적으로 접촉하지 않는 제2 미리 정의된 위치로 제2 세정 메커니즘(1423)이 이동할 수 있도록, 제2 세정 메커니즘(1423)은 제2 세정 메커니즘(1423)을 제2 스크린(1422)을 향해 그리고 제2 스크린(1422)으로부터 멀어지게 이동시키도록 구성된 액추에이터를 포함한다. 일 실시예에서, 액추에이터 부재는 제2 센서(1420)와 통합되고 하우징 제어기 회로(1350)에 의해 제어된다.
제2 세정 메커니즘(1423)은 여러 유형의 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 세정 메커니즘(1423)은 극세사 재료(예를 들면, 극세사 천)로 제조된다. 일 실시예에서, 제2 세정 메커니즘(1423)은 셀룰로스 재료(예를 들면, 셀룰로스 스펀지)로 제조된다. 일 실시예에서, 제2 세정 메커니즘(1423)은 하나 이상의 브러시를 포함한다. 브러시는 동물성 섬유, 식물성 섬유 등과 같은 천연 섬유로 제조될 수 있다. 브러시는 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등과 같은 합성 섬유로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 세정 메커니즘(1423)은 가압 공기를 제2 스크린(1422)을 향해 방출하도록 구성된 배출구를 포함한다. 제2 세정 메커니즘(1423)은 전술한 특징들의 조합을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 세정 메커니즘(1423)은 극세사 천(또는 셀룰로스 스펀지) 및 가압 공기를 방출하도록 구성된 배출구를 포함한다. 가압 공기는 세정액을 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 제2 세정 메커니즘(1423)은 제2 스크린(1422) 상으로 세정액을 분사하도록 구성된다.
제2 모터(1430)는 버스(1360)에 연결된다. 일 실시예에서, 제2 모터(1430)는 전기 모터이다. 제2 모터(1430)는 여러 유형의 전기 모터 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 모터(1430)는, 분상 유도 모터, 콘덴서 기동 유도 모터, 또는 농형 유도 모터와 같은, 유도 모터이다. 일 실시예에서, 제2 모터(1430)는 영구 자석 모터이다. 제2 모터(1430)는 교류(AC) 또는 직류(DC) 모터일 수 있다. 제2 모터(1430)는 브러시 또는 브러시리스일 수 있다. 제2 모터(1430)는 공랭식 및/또는 수냉식일 수 있다. 제2 모터(1430)는 단상, 2상, 또는 3상 모터일 수 있다. 제2 모터(1430)는 또한 자려식 또는 타려식일 수 있다. 제2 모터(1430)는 자기 기반, 정전 기반 또는 압전 기반일 수 있다.
제2 모터(1430)는, 회전자, 베어링, 고정자, 공극, 권선, 및 정류자와 같은, 하나 이상의 모터 컴포넌트를 포함한다. 제2 모터(1430)는 고정된 속도/RPM(revolutions per minute)으로 제3 고정 축을 중심으로 회전하도록 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 모터(1430)는 1 내지 600 RPM의 속도로 회전하도록 구성된다. 제2 모터(1430)는 또한 상이한 속도 설정에 따라 여러 RPM으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제2 모터(1430)는 저속 설정, 중속 설정, 및 고속 설정으로 회전하도록 구성된다. 제2 모터(1430)는 모터(1330)와 동일한 유형의 모터일 수 있거나, 또는 제2 모터(1430)와 모터(1330)는 상이한 유형의 모터일 수 있다. 제2 모터(1430)와 모터(1330)는 동일한 속도 또는 상이한 속도로 회전하도록 구성될 수 있다. 제3 고정 축은 제1 고정 축과 동일할 수 있거나 또는 제1 고정 축과 상이할 수 있다.
제2 모터(1430)는, 제2 모터(1430)의 회전이 제2 스크린(1422)을 제4 고정 축을 중심으로 회전시키도록, 제2 라인(1440)을 통해 제2 스크린(1422)에 기계적으로 결합된다. 일 실시예에서, 제3 고정 축은 제4 고정 축과 동일하다. 그렇지만, 일 실시예에서, 센서 하우징(1300)은 제3 고정 축과 제4 고정 축이 상이하도록(예를 들면, 반대이도록) 배치된 풀리를 포함한다. 일 실시예에서, 제2 라인(1440)은 케이블이다. 일 실시예에서, 제2 라인(1440)은 벨트이다. 제2 라인(1440)은 또한 로프, 코드, 끈, 트와인, 체인, 또는 풀리 시스템에서 전형적으로 사용되는 다른 구동 요소로 제조될 수 있다. 제2 라인(1440) 및 라인(1340)은 동일한 재료 또는 상이한 재료로 제조될 수 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있는지를 결정하도록 구성된다. 제2 센서(1420)가 포함될 때, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있다는 결정에 기초하여 제2 센서(1420)를 턴 온 또는 턴 오프시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는, 센서(1320)로 하여금 자체 세정 모드에 진입하게 할 때, 제2 센서(1420)를 턴 온시킨다. 따라서, 모터(1330)가 활성화되고 따라서 센서(1320)가 자체 세정 모드에 있는 동안, 제2 센서(1420)는 감지 동작을 수행하기 시작할 수 있다.
하우징 제어기 회로(1350)는 또한 제2 센서(1420)가 감소된 정확도로 동작하고 있다는 결정에 기초하여 제2 센서(1420)로 하여금 자체 세정 모드에 진입하게 하도록 구성된다. 제2 센서(1420)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정하는 것은 스크린(1422) 상에 임의의 폐색이 존재한다고 결정하는 것 또는 제2 센서(1420)의 현재 정확도를 정확도 임계치(예를 들면, 원하는 정확도)와 비교하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)가 제2 센서(1420)의 시야에 임의의 폐색이 존재한다고 결정하면, 하우징 제어기 회로(1350)는 제2 센서(1420)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정한다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 제2 센서(1420)의 정확도를 정확도 임계치(예를 들면, 절대 확실성 표준)와 비교하고, 센서의 정확도가 정확도 임계치 미만일 때 제2 센서(1420)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정한다.
자체 세정 모드 동안, 하우징 제어기 회로(1350)는 제2 모터(1430)를 작동시켜, 제2 모터(1430)를 회전시키고, 따라서 제2 스크린(1422)을 회전시킨다. 제2 세정 메커니즘(1423)이 제2 스크린(1422)과 직접적으로 접촉할 때, 제2 스크린(1422)이 회전함에 따라 제2 세정 메커니즘(1423)은 잠재적인 축적된 먼지, 물 및/또는 오일을 제2 스크린(1422)에서 닦아낸다. 제2 세정 메커니즘(1423)이 액추에이터 부재를 포함할 때, 하우징 제어기 회로(1350)는, 제2 스크린(1422)이 회전함에 따라 제2 세정 메커니즘(1423)이 축적된 먼지, 오일 및/또는 물을 닦아낼(또는 흡수할) 수 있도록, 제2 세정 메커니즘(1423)을 제2 스크린(1422)을 향해 이동시키도록 액추에이터 부재를 제어하도록 구성된다. 액추에이터 부재는 또한 제2 스크린(1422)의 세정을 더욱 용이하게 하기 위해 세정 메커니즘(1423)을 제2 스크린(1422)에 대해 하나 이상의 각도로 수직으로 및/또는 수평으로 이동시키도록 하우징 제어기 회로(1350)에 의해 제어될 수 있다. 이러한 이동은 원형, z자형 또는 8자형 움직임을 추가로 포함할 수 있다. 제2 세정 메커니즘(1423)이 가압 공기를 위한 배출구를 포함할 때, 하우징 제어기 회로(1350)는 방출 밸브를 작동시켜 가압 공기가 배출구를 통해 제2 스크린(1422)을 향해 유동하게 하도록 구성된다. 제2 스크린(1422)이 회전함에 따라 공기는 축적된 먼지, 오일 및/또는 물을 제2 스크린(1422)으로부터 날려 버릴 수 있다. 이전에 나타낸 바와 같이, 제2 세정 메커니즘(1423)은 극세사 천 또는 셀룰로스 스펀지와 같은 다른 세정 재료와 함께 가압 공기를 방출하기 위한 배출구 둘 모두를 포함할 수 있다. 또한, 가압 공기는 세정액을 추가로 포함할 수 있다. 따라서, 제2 세정 메커니즘(1423)은 제2 스크린(1422)을 천/스펀지로 닦으면서 제2 스크린(1422)에 세정액을 분사할 수 있다.
하우징 제어기 회로(1350)는 제2 센서(1420)로 하여금 고정된 시간 기간 동안 또는 추가 결정에 기초하여 동적으로 자체 세정 모드에 진입하게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는, 제2 센서(1420)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정할 때, 제2 센서(1420)로 하여금 2초와 10초(또는 그 이상) 사이의 임의의 시간 동안 자체 세정 모드에 진입하게 한다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 제2 센서(1420)가 동작하고 있는 감소된 정확도의 크기에 기초하여 제2 센서(1420)가 자체 세정 모드에 있어야 하는 시간의 양을 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 더 낮은 정확도에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 제2 센서(1420)로 하여금 더 오랜 시간 기간 동안 자체 세정 모드에 진입하게 한다. 더 높은 정확도(그러나 여전히 정확도 임계치 미만)에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 제2 센서(1420)로 하여금 더 짧은 시간 기간 동안 자체 세정 모드에 진입하게 한다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는, 제2 센서(1420)가 일정 시간 기간 동안 자체 세정 모드에 진입한 후에, 제2 센서(1420)로부터 센서 데이터를 수신하고, 이어서 제2 센서(1420)가 충분히 세정되었는지를 결정한다. 이러한 결정은 자체 세정 후 정확도를 정확도 임계치와 비교함으로써 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 자체 세정 후 정확도가 정확도 임계치 초과이면 센서(1420)로 하여금 감지 동작을 시작하게 한다. 자체 세정 후 정확도가 정확도 임계치 이하이면, 하우징 제어기 회로(1350)는 제2 센서(1420)로 하여금 추가 시간 기간 동안 자체 세정 모드에 진입하게 한다.
일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 양쪽 센서(1320, 1420)로 하여금 동시에 자체 세정 모드에 진입하게 하도록 하지 않는다. 따라서, 감지 동작이 센서들 중 하나에 의해 수행된다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 양쪽 센서(1320, 1420)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정하고, 결과적으로 하우징 제어기 회로(1350)는 센서들 중 어느 것이 더 낮은 정확도로 동작하고 있는지를 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 센서(1320)가 제2 센서(1420)보다 낮은 정확도로 동작하고 있다고 가정한다. 하우징 제어기 회로(1350)는 제2 센서(1420)로 하여금 계속 동작하게 하면서 센서(1320)로 하여금 자체 세정 모드에 진입하게 한다. 일단 하우징 제어기 회로(1350)가 센서(1320)가 충분히 깨끗하다고 결정하면, 하우징 제어기 회로(1350)는 제2 센서(1420)로 하여금 자체 세정 모드에 진입하게 하면서 센서(1320)로 하여금 동작을 재개하게 할 수 있다. 일단 하우징 제어기 회로(1350)가 제2 센서(1420)가 충분히 깨끗하다고 결정하면, 하우징 제어기 회로(1350)는 제2 센서(1420)로 하여금 감지 동작을 하게 하거나 제2 센서(1420)의 전원을 끄게 할 수 있다.
도 15는 하나 이상의 실시예에 따른, 자체 세정 동작을 수행하기 위한 예시적인 방법(1500)을 묘사하는 흐름 다이어그램이다. 예시 목적으로, 방법(1500)은 도 13에 따른 센서 하우징(1300)에 의해 수행된다. 그렇지만, 방법(1500)은 도 14에서 참조된 센서 하우징(1300)을 포함하여, 자체 세정 동작을 수행할 수 있는 임의의 센서 하우징 또는 센서 시스템에 의해 수행될 수 있다. 방법(1500)은 폐색을 검출하는 것(블록(1510)), 스크린을 회전시키는 것(블록(1520)), 및 스크린을 세정하는 것(블록(1530))를 포함한다.
블록(1510)에서, 센서(1320)는 폐색을 검출한다. 센서(1320)가 동작하고 있을 때, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)로부터 센서 데이터를 수신한다. 하우징 제어기 회로(1350)는, 수신된 센서 데이터에 기초하여, 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있는지를 결정한다. 센서(1320)는 스크린(1322) 상의 먼지, 오일 및/또는 물 축적으로 인한 폐색으로 인해 감소된 정확도로 동작할 수 있다. 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정하는 것은 스크린(1322) 상에 임의의 폐색이 존재한다고 결정하는 것 또는 센서(1320)의 현재 정확도를 정확도 임계치 또는 이전에 저장된 센서 데이터와 비교하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)가 센서(1320)가 폐색되어 있고 결정하면, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정한다. 일 실시예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 센서(1320)의 정확도를 정확도 임계치와 비교하고, 센서의 정확도가 정확도 임계치 미만일 때 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정한다. 일 실시예에서, 정확도 임계치는 과거 센서 데이터의 통계적 분석 또는 통계적 처리에 따라 결정된다. 일 실시예에서, 정확도 임계치는 AV(100)를 동작시키기 위한 센서(1320)의 최소 정확도에 따라 결정된다.
블록(1520)에서, 센서(1320)는 스크린(1322)을 회전시킨다. 도 13을 참조하여 위에서 나타낸 바와 같이, 센서(1320)는 애퍼처(1321)를 완전히 또는 부분적으로 덮는 스크린(1322)을 포함한다. 스크린(1322)은 라인(1340)에 의해 모터(1330)에 기계적으로 결합된다. 하우징 제어기 회로(1350)가 센서(1320)가 감소된 정확도로 동작하고 있다고 결정할 때, 하우징 제어기 회로는 모터(1330)를 작동시킨다. 이것은 모터(1330)가 회전하게 하고, 차례로 스크린(1322)이 회전하게 한다.
블록(1530)에서, 스크린(1322)은 세정 메커니즘(1323)에 의해 세정된다. 도 13을 참조하여 위에서 나타낸 바와 같이, 센서(1320)는 세정 메커니즘(1323)을 포함한다. 세정 메커니즘(1323)은 스크린(1322)과 직접적으로 접촉할 수 있고, 따라서 스크린(1322)이 회전하는 동안 스크린(1322)에서 먼지, 오일 및/또는 물을 닦아내는(또는 흡수하는) 것에 의해 스크린(1322)을 세정할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 스크린(1322)과 직접적으로 접촉하는 극세사 천 또는 셀룰로스 스펀지이다. 스크린(1322)이 회전함에 따라, 천/스펀지는 스크린(1322)에 축적된 먼지, 오일 및/또는 물을 닦아낸다(또는 흡수한다). 세정 메커니즘은 또한 스크린(1322)에 가깝게 근접하여 배치될 수 있고 스크린(1322)을 향해 세정 메커니즘(1323)을 이동시키는 액추에이터 부재를 포함할 수 있다. 이 경우에, 하우징 제어기 회로(1350)는 스크린(1322)이 회전할 때 세정 메커니즘(1323)으로 하여금 스크린(1322)을 향해 이동하여 스크린(1322)과 접촉하게 하도록 액추에이터 부재를 제어한다. 따라서, 세정 메커니즘(1323)은 스크린(1322)이 세정될 때에만 스크린(1322)과 접촉할 수 있다.
세정 메커니즘은 스크린(1322)을 향해 가압 공기를 방출하기 위한 배출구를 또한 포함할 수 있다. 이 예에서, 하우징 제어기 회로(1350)는 가압 공기가 세정 메커니즘(1323)의 배출구를 통해 스크린(1322)을 향해 방출되도록 방출 밸브를 작동시킨다. 스크린(1322)이 회전함에 따라 가압 공기는 스크린(1322)으로부터 먼지, 오일 및/또는 물을 날려 버릴 수 있다. 가압 공기는 세정액을 또한 포함할 수 있다. 세정 메커니즘(1323)은 천/스펀지, 액추에이터 부재 및 배출구의 하나, 모두, 또는 그 조합일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 천/스펀지 및 세정액을 포함하는 가압 공기를 방출하기 위한 배출구를 포함한다. 이 경우에, 세정 메커니즘(1323)은 스크린(1322)으로부터 먼지, 오일 및/또는 물을 닦아내면서(또는 흡수하면서) 스크린(1322)에 세정액을 분사한다.
도 16은 이물질이 센서 애퍼처를 차폐하고 있는지 여부를 결정하기 위한 방법을 예시하는 흐름 다이어그램이다. 일부 실시예에서, 방법은 도 4를 참조하여 더 상세히 예시되고 기술된 컴퓨터 프로세서(146)에 의해 수행된다.
단계(1604)에서, AV(100)가 동작하고 있는 환경(예를 들면, 도 1에 도시된 환경(190))을 표현하는 다수의 이미지를 수신하기 위해 차량(예를 들면, 도 1에 도시된 AV 100)의 센서(예를 들면, 도 13에 도시된 센서(1320))가 사용된다. 센서(1320)는 AV(100)의 센서 하우징(예를 들면, 도 13에 도시된 센서 하우징(1300)) 내에 위치된다. A13. 센서 하우징(1300)은 엔지니어링 플라스틱, 금속, 또는 유리 섬유로 제조될 수 있다. 센서(1320)는 센서 애퍼처를 포함한다.
단계(1608)에서, AV(100)의 하나 이상의 프로세서(146)는 복수의 이미지에 기초하여 센서 애퍼처가 폐색되어 있음을 검출한다. 검출하는 것은, 하나 이상의 프로세서(146)를 사용하여, 다수의 이미지 중 제1 이미지에서 제1 위치에 위치된 제1 하나 이상의 픽셀을 식별하는 것을 포함한다. 제1 하나 이상의 픽셀은 밝기 임계치를 충족시키지 않는 제1 밝기를 갖는다. 예를 들어, 제1 하나 이상의 픽셀은 이물질, 눈, 또는 물에 대응할 수 있고, 따라서 다른 픽셀보다 더 어둡게 보일 수 있다. 프로세서(146)는 다수의 이미지 중 제2 이미지에서 제1 위치에 위치된 제2 하나 이상의 픽셀을 식별한다. 제2 하나 이상의 픽셀은 밝기 임계치를 또한 충족시키지 않는 제2 밝기를 갖는다.
애퍼처의 크기가 감소함에 따라 센서의 폐색된 부분에 대응하는 더 어두운 픽셀의 개수는 증가할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 이미지는 센서 애퍼처의 제1 크기와 연관된다. 제2 이미지는 제1 크기보다 작은 센서 애퍼처의 제2 크기와 연관된다. 제1 하나 이상의 픽셀의 개수는 제2 하나 이상의 픽셀의 개수보다 작다. 예를 들어, 제1 이미지와 제2 이미지 사이에서 센서 애퍼처의 크기가 감소함에 따라 폐색된 픽셀의 개수는 증가한다. 이미지가 상이한 장면을 가질 때에도 이미지의 동일한 부분에 이물질이 캡처된다.
일 실시예에서, 센서 애퍼처가 폐색된 것을 검출하기 위해 머신 러닝이 사용된다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(146)는 센서(1320)를 사용하여 수신되는 이미지에서의 픽셀에 기초하여 센서 애퍼처가 폐색되어 있는지 여부를 결정하도록 트레이닝된 머신 러닝 모델에 제1 이미지 및 제2 이미지를 송신한다. 머신 러닝 모델은 제1 하나 이상의 픽셀 및 제2 하나 이상의 픽셀에 기초하여 센서 애퍼처가 폐색되어 있다고 결정하는 데 사용된다.
단계(1612)에서, 센서 애퍼처가 폐색되어 있음을 검출하는 것에 응답하여, 센서 하우징(1300)의 액추에이터(예를 들어, 도 13을 참조하여 더 상세히 기술된 액추에이터 부재)는 세정 메커니즘(예를 들어, 도 13에 도시된 세정 메커니즘(1323))을 동작시킨다. 세정 메커니즘(1323)은 센서 하우징(1300)의 스크린(예를 들어, 도 13에 도시된 스크린(1322))과 접촉한다. 스크린(1322)은 센서 애퍼처를 덮는다. 예를 들어, 세정 메커니즘(1323)은 압축 공기의 에어 나이프, 천 조각, 또는 와이퍼 블레이드일 수 있다. 일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)은 AV(100)의 센서 하우징(1300) 내에 위치된 공기 챔버의 배출구 슬롯에 의해 방출되는 에어 나이프를 포함한다. 그러한 에어 나이프는 도 17을 참조하여 더 상세히 예시되고 기술된다. 공기 챔버는 공기 펌프로부터의 가압 공기를 포함하도록 성형할 수 있다. 공기 챔버는 가압 공기가 공기 챔버에 들어갈 수 있게 하도록 성형된 주입구 및 센서(1320)의 폐색을 방지하는 방식으로 압축 공기를 방출하도록 성형된 배출구 슬롯을 포함한다.
일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)을 동작시키는 것은, 센서 하우징(1300)의 액추에이터 부재에 의해, 스크린(1322)으로부터 이물질, 눈 또는 물을 닦아내기 위해 세정 메커니즘(1323)을 이동시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 센서 하우징(1300)의 액추에이터 부재는 원형 움직임, z자형 움직임, 또는 8자형 움직임 중 적어도 하나로 세정 메커니즘(1323)을 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 세정 메커니즘(1323)을 동작시키는 것은 센서 하우징(1300)의 모터(예를 들어, 도 13에 도시된 모터(1330))를 제어하여 세정 메커니즘(1323)을 이동시키는 것을 포함한다. 센서 하우징(1300)의 모터(1330)는 공랭식 또는 수냉식일 수 있다. 센서 하우징(1300)의 모터(1330)는 자려식 또는 타려식일 수 있다. 센서 하우징(1300)의 모터(1330)는 분상 유도 모터, 콘덴서 기동 유도 모터, 또는 농형 유도 모터일 수 있다.
일 실시예에서, AV(100)의 온보드 마이크로폰과 같은, 오디오 센서가 폐색될 수 있다. 예를 들어, 이물질이 오디오 센서의 그릴 또는 덮개에 달라붙는 경우, 오디오 센서가 폐색될 수 있다. 프로세서(146)는 오디오 센서에 의해 캡처된 오디오 신호의 피크 포인트의 주파수의 해시에 기초하여 AV(100)의 오디오 센서가 폐색되어 있음을 검출한다. 인지 모듈(402)은 음향 신호의 스펙트로그램에 피크의 해시를 생성함으로써 대상체의 특성을 결정할 수 있다. 피크의 해시는 스펙트로그램에서의 피크 진폭의 포인트를 해시 값 또는 해시 코드에 매핑하는 데 사용되는 함수이다. 인지 모듈(402)은 배경 노이즈의 결과가 아닌 스펙트로그램의 각각의 영역에서의 돌출 포인트(salient point)를 결정한다. 일 실시예에서, 인지 모듈(402)은 스펙트로그램을 구역으로 분리하고 구역 내의 각각의 피크 쌍에 대한 해시 값을 생성함으로써 피크의 해시를 생성한다. 인지 모듈(402)은 해시 값에 기초하여 오디오 센서가 폐색되어 있는지 여부를 결정한다.
일 실시예에서, 프로세서(146)는 스펙트럼 평탄도, 주파수 대역 세트에 걸친 두드러진 톤(prominent tone), 또는 대역폭 추적에 기초하여 AV(100)의 오디오 센서가 폐색되어 있음을 검출한다. 예를 들어, 인지 모듈(402)은 오디오 신호의 스펙트럼 평탄도를 결정함으로써 폐색을 식별한다. 스펙트럼 평탄도(때때로 토날리티 계수(tonality coefficient)라고도 함)는 데시벨 단위로 측정되며 오디오 신호의 전력 스펙트럼에서의 피크 또는 공진 구조(resonant structure)의 양을 정량화한다. 스펙트로그램에서 주파수 대역 세트에 걸친 두드러진 톤 및 대역폭 추적은 또한 프로세서(146)에 의해 사용될 수 있다. 프로세서(146)가 오디오 센서가 폐색되어 있고 오디오 센서가 턴 오프되어 있음을 검출할 때 센서 하우징(1300)의 액추에이터 부재는 AV(100)의 오디오 센서를 세정하기 위해 에어 노즐을 동작시킬 수 있다.
도 17은 차량(예를 들어, 도 1에 도시된 AV(100))의 센서 하우징(1700)을 예시한다. 센서 하우징(1700)은 센서 케이싱(1704)을 포함한다. B3. 센서 케이싱(1704)은 엔지니어링 플라스틱, 금속, 또는 유리 섬유로 제조되고 AV(100)에 장착될 수 있다. 센서 케이싱(1704)은 AV(100)의 센서를 포함한다. 예를 들어, 센서는 카메라 또는 마이크로폰일 수 있다. 도 17을 참조하여 예시된 실시예에서, 시각 센서가 구상된다. 센서 케이싱(1704)은 센서의 적어도 일 부분을 덮는 스크린(1708)을 포함한다.
공기 챔버(1712)는 센서 케이싱(1704)에 장착된다. 공기 챔버(1712)는 엔지니어링 플라스틱, 금속, 또는 유리 섬유로 제조되고 센서 케이싱(1704)에 부착될 수 있다. 공기 챔버(1712)는 센서 케이싱(1704) 내의 센서의 폐색을 방지하기 위해 스크린(1708)을 세정하기 위한 가압 공기를 포함하도록 성형된다. 공기 챔버(1712)는 가압 공기가 공기 챔버(1712)에 들어갈 수 있게 하도록 성형된 주입구(1716)를 포함한다. 공기 챔버(1712)는 센서의 폐색을 방지하는 방식으로 압축 공기를 방출하도록 성형된 배출구 슬롯(1720)을 포함한다. 일 실시예에서, 배출구 슬롯(1720)은 제조 동안 컴퓨터 수치 제어(computer numerical control; CNC) 공작 기계(machine tool)에 의해 절제(excise)된다. 압축 공기는 센서의 스크린(1708)에서 이물질, 눈 또는 물을 닦아냄으로써 센서의 폐색을 방지한다. 폐색은 눈, 먼지, 얼음, 또는 물방울에 의해 야기될 수 있다. 따라서, 방출된 압축 공기가 스크린에서 이물질, 눈 또는 물을 닦아내거나 날려 버림으로써 센서의 폐색이 방지된다. 일부 실시예에서, 배출구 슬롯(1720)은 "에어 노즐"이라고 지칭된다. 일 실시예에서, 방출된 가압 공기는 센서 케이싱(1704) 내의 렌즈를 직접적으로 세정한다. 방출된 가압 공기는 둥근 형상을 가지는 렌즈의 중앙을 향해 경사진다(angled). 공기 챔버(1712)는 센서 케이싱(1704)과 통합된다. 예를 들어, 공기 챔버(1712)가 배향이 유연하도록, 공기 챔버(1712)는 배출구 슬롯(1720)의 위치의 측면에 장착될 수 있다.
배출구 슬롯(1720)은 배출구 슬롯(1720)에 의해 방출되는 가압 공기를 에어 나이프로 성형한다. 나이프는 스크린(1708)의 표면에 걸친 고강도의 균일한 층류 시트(sheet of laminar airflow)이다. 예를 들어, 센서 케이싱(1704) 내부의 렌즈가 볼록일 때, 에어 나이프는 스크린(1708)의 주변부를 따라 진행한다. 배출구 슬롯(1720)을 빠져나가는 가압 공기의 속도는 스크린(1708)의 표면에 충격 공기 속도(impact air velocity)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 배출구 슬롯(1720)은 그루브형(grooved)이다. 다른 실시예에서, 배출구 슬롯(1720)은 에어 나이프 변조기(air knife modulator)를 포함한다. 에어 나이프 변조기는 배출구 슬롯(1720)으로부터 에어 나이프 형태의 가압 공기를 수용하고 에어 나이프가 스크린(1708)을 향해 특정 채널을 따라가도록 에어 나이프를 지향시킨다. 배출구 슬롯(1720)은 스크린(1708)의 표면으로부터 이물질, 물 또는 눈을 닦아내기 위해 가압 공기를 방출하도록 성형된다.
일 실시예에서, 센서 하우징(1704) 내의 센서는 어안 렌즈를 포함하고 스크린(1708)은 볼록한 형상을 갖는다. 예를 들어, 센서는 Omnivision Fisheye Field of View 카메라일 수 있다. 배출구 슬롯(1720)에 의해 방출되는 가압 공기는 스크린(1708)의 볼록한 형상을 따라가도록 바깥쪽으로 구부러진다. 예를 들어, 에어 나이프 변조기 자체는 렌즈 및 스크린(1708)의 곡률에 대응하는 채널에서의 에어 나이프를 성형하기 위한 그루브를 가질 수 있다.
센서 하우징(1700)은 상이한 압력으로 에어 나이프를 방출하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 센서 하우징은 1 MPa 내지 0.1 MPa 범위의 압력으로 가압 공기를 방출하도록 구성된다. 에어 나이프는 배출구 슬롯(1720)으로부터 타이밍 조정된(timed) 버스트로 방출될 수 있다. 일 실시예에서, 센서 하우징(1720)은 0.01초 내지 0.1초 범위의 버스트로 가압 공기를 방출하도록 구성된다. 센서 하우징은 단일 세정 이벤트 동안 특정 체적의 가압 공기를 방출하도록 교정될 수 있다. 일 실시예에서, 배출구 슬롯에 의해 방출되는 가압 공기의 체적은 다수의 버스트에 걸쳐 30 리터 내지 200 리터의 범위에 있다.
센서 하우징(1700)은 온보드 공기 펌프 및 모터로부터 특정 속도로 가압 공기를 수용하도록 교정될 수 있다. 일 실시예에서, 공기 챔버는 0.5 CFM 내지 2 CFM 범위의 레이트로 가압 공기를 수용하도록 하는 크기로 되어 있다. 센서 하우징(1700)은 특정 속도로 가압 공기를 방출하도록 교정될 수 있다. 예를 들어, 공기 챔버는 가압 공기가 1 리터/초 내지 3 리터/초 범위의 레이트로 방출되도록 하는 크기로 되어 있다. 에어 나이프의 형상 및 폭은 스크린의 폭에 따라 달라진다. 예를 들어, 스크린의 폭은 15 mm 내지 45 mm의 범위에 있을 수 있다. 에어 나이프는 또한 배출구 슬롯(1720)을 빠져나갈 때 발산할 수 있다. 일 실시예에서, 배출구 슬롯(1720)은 90° 내지 179° 범위의 배출구 각도로 가압 공기를 방출하도록 성형된다.
도 18은 차량(예를 들어, 도 1에 도시된 AV(100))의 센서 하우징(1700)의 한 섹션을 예시한다. 센서 하우징(1700)은 렌즈(1820)에 의해 도 18에 묘사된 센서를 포함하는 센서 케이싱(1704)을 포함한다. 스크린(1708)은 센서(1820)의 적어도 일 부분을 덮는다. 공기 챔버(1712)는 센서 케이싱(1704)에 장착된다. 공기 챔버(1712)는 가압 공기(1808)를 포함하도록 성형된다. 공기 챔버(1712)는 가압 공기(1808)가 공기 챔버(1712)에 들어갈 수 있게 하도록 성형된 주입구(1716)를 포함한다. 배출구 슬롯(1720)은 센서(1820)의 폐색을 방지하는 방식으로 압축 공기(1808)를 방출하도록 성형된다. 압축 공기(1808)는 센서(1820)의 스크린(1708)에서 이물질, 눈 또는 물을 닦아냄으로써 센서(1820)의 폐색을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 주입구(1716)는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 튜빙(1804)을 통해 가압 공기(1808)를 수용하도록 성형된다. 튜빙의 제1 단부는 주입구(1716)에 동작 가능하게 결합된다. 예를 들어, 튜빙(1804)은 주입구(1716)에 클램핑되거나 주입구(1716) 내로 삽입될 수 있다. 튜빙(1804)의 제2 단부는 모터에 의해 구동되는 공기 펌프에 동작 가능하게 결합된다. 공기 펌프는 튜빙(1804)을 통해 주입구(1716)를 향해 가압 공기(1808)를 펌핑하도록 구성된다.
배출구 슬롯(1720)에 의해 방출되는 가압 공기(1808)는 스크린(1708)의 표면에 평행한 층류 경로(laminar path)(1816)를 따라간다. 예를 들어, 배출구 슬롯(1720)의 에어 나이프 변조기 또는 배출구 슬롯(1720)에서의 그루브는 에어 나이프(1812)를 센서 하우징(1700)의 형상에 대응하는 채널로 성형할 수 있다. 일 실시예에서, 스크린(1708)은 오목한 형상을 갖는다. 예를 들어 센서는 Omnivision Narrow Field of View 카메라일 수 있다. 배출구 슬롯(1720)에 의해 방출되는 에어 나이프(1812)는 스크린(1708)의 오목한 형상을 따라가도록 안쪽으로 구부러진다. 예를 들어, 센서(1820)의 시야가 따라서 공기 챔버(1712)에 의해 방해받지 않는다. 일 실시예에서, 배출구 슬롯(1720)은 스크린(1708)의 표면과 이격된 관계로 에어 나이프(1812)를 방출하도록 성형된다. 예를 들어, 센서(1820)는 애퍼처를 갖는 렌즈를 포함할 수 있다. 에어 나이프 변조기는 렌즈의 곡률에 따라 에어 나이프(1812)의 채널을 조정한다.
배출구 슬롯(1720)의 형상은 에어 나이프(1812)를 변조하도록 설계될 수 있다. 일 실시예에서, 배출구 슬롯(1720)의 두께는 0.01 mm 내지 1 mm의 범위에 있다. 배출구 슬롯(1720)은 에어 나이프(1812)의 폭을 변조할 수 있다. 일 실시예에서, 에어 나이프의 폭은 30 mm 내지 60 mm의 범위에 있다.
도 19는 LiDAR 하우징(1904)을 예시한다. LiDAR 하우징(1904)은 때때로 LiDAR 센서 하우징이라고 지칭된다. LiDAR 하우징(1904)은 엔지니어링 플라스틱, 금속 또는 유리 섬유 중 적어도 하나로 제조된다. LiDAR 하우징(1904)은 원통형 형상을 갖는 LiDAR 케이싱(1908)을 포함한다. LiDAR 케이싱(1908)는 다수의 LiDAR 센서(1940)를 에워싸고 보호하는 보호 커버 또는 쉘이다. 다수의 LiDAR 센서(1940)는 LiDAR 케이싱(1908)의 주변 표면(1944)을 따라 이격된 구성으로 배치된다. 예를 들어, LiDAR 센서(1940)의 각각의 연속 쌍 사이의 간격은 환경의 유효 시야를 위해 설계될 수 있다. LiDAR 케이싱(1908)은 엔지니어링 플라스틱, 금속 또는 유리 섬유 중 적어도 하나로 제조된다.
LiDAR 하우징(1904)은 LiDAR 케이싱(1908)의 베이스(1916)에 장착된 공기 챔버(1912)를 추가로 포함한다. 공기 챔버(1912)는 가압 공기(1952)를 포함하도록 성형된다. 공기 챔버(1912)는 엔지니어링 플라스틱, 금속 또는 유리 섬유 중 적어도 하나로 제조된다. 공기 챔버(1912)는 가압 공기(1952)가 공기 챔버(1912)에 들어갈 수 있게 하도록 성형된 다수의 주입구(1924)를 포함한다. 예를 들어, 각각의 주입구(1924)는 공기 챔버(1912)의 외부 표면 상의 개구부 또는 구멍으로서, 이를 통해 가압 공기(1952)가 공기 챔버(1912) 내로 주입된다. 일부 실시예에서, 다수의 주입구(1924)는 0.1 MPa 내지 1 MPa 범위의 레이트로 가압 공기(1952)를 수용하도록 하는 크기로 되어 있다. 일부 실시예에서, 각각의 주입구(1924)는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 각자의 튜빙(예를 들어, 도 18에 도시된 튜빙(1804))을 통해 가압 공기(1952)를 수용하도록 성형된다. 튜빙(1804)의 제1 단부는, 도 18을 참조하여 더 상세히 예시되고 기술된 바와 같이, 주입구(1924)에 동작 가능하게 결합된다. 튜빙(1804)의 제2 단부는 모터에 의해 구동되는 공기 펌프에 동작 가능하게 결합된다. 공기 펌프는 튜빙(1804)을 통해 주입구(1924)를 향해 가압 공기(1952)를 펌핑하도록 구성된다.
공기 챔버(1912)는 공기 챔버(1912)의 주변부를 따라 배치된 다수의 배출구 슬롯(1920)을 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 공기 챔버(1912)는 플랜지 형상을 갖는다. 예를 들어, 공기 챔버(1912)는 LiDAR 케이싱(1908)의 베이스(1916)에 부착되어 위치를 유지하도록 LiDAR 케이싱(1908)의 베이스(1916)에 돌출된 평평한 림(rim), 칼라(collar) 또는 리브(rib)를 형성한다. 공기 챔버(1912)는 가압 공기(1952)가 다수의 주입구(1924)로부터 다수의 배출구 슬롯(1920)으로 유동하기 위한 도관(1932)을 형성한다.
일부 실시예에서, 각각의 배출구 슬롯은 LiDAR 케이싱(1908)의 표면(1944)을 닦거나 세정하기 위해 에어 나이프 형태로 가압 공기(1952)를 방출하도록 독립적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, LiDAR 케이싱(1908)의 표면(1944)의 일 부분만을 세정하기 위해 배출구 슬롯(1920) 중 하나 이상이 턴 오프될 수 있다. 각각의 배출구 슬롯(1920)은 하나 이상의 LiDAR 센서(1940)의 폐색을 방지하는 방식으로 가압 공기(1952)의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다. 예를 들어, 각각의 배출구 슬롯(1920)은, 도 18을 참조하여 더 상세히 예시되고 기술된 바와 같이, 모터에 의해 구동되는 공기 펌프로부터 각자의 배관(1804)을 통해 압축 공기를 수용할 수 있다. LiDAR 하우징(1904)은 하나 이상의 배출구 슬롯(1920)을 턴 오프시켜 가압 공기(1952)의 하나 이상의 대응하는 부분이 방출되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 다수의 배출구 슬롯(1920)은 압축 공기(1952)의 사용을 감소시킬 수 있다. (도 16을 참조하여 더 상세히 예시되고 기술된 바와 같이) 어디에 이물질이 있는지를 결정하기 위해 LiDAR 이미지가 모니터링될 수 있고, 일부 LiDAR 센서(1940)만을 세정함으로써 가압 공기(1952)를 절약하기 위해 특정 하나 이상의 배출구 슬롯(1920)만이 활용될 수 있다.
각각의 배출구 슬롯(1920)은 LiDAR 케이싱(1908)의 주변 표면(1944)을 가로지르는 방향(1928)으로 가압 공기(1952)의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다. 예를 들어, 각각의 에어 나이프는 LiDAR 케이싱(1908)의 베이스(1916)로부터 LiDAR 케이싱(1908)의 상부(1948)를 향하는 방향을 따라갈 수 있다. 그러한 방식으로, 다수의 에어 나이프는 다수의 LiDAR 센서(1940)를 폐색하는 물질을 제거한다. 예를 들어, 그 물질은 눈, 물 또는 이물질일 수 있다. 가압 에어 나이프(1952)는 LIDAR 케이싱(1908)의 원통형 표면(19552)을 빠져나갈 때 LiDAR 케이싱(1908)에서 먼지, 눈 또는 물을 날려 버린다. 일부 실시예에서, 가압 공기(1952)가 LiDAR 하우징(1904)을 빠져나가 LiDAR 케이싱(1908)의 주변 표면(1944)으로부터 접선 방향으로 발산하도록, 배출구 슬롯(1920)이 배치되고 성형된다. 따라서 가압 에어 나이프(1952)는 LIDAR 케이싱(1908)의 원통형 표면(1952)을 빠져나가도록 경사져 있으며 단순히 상부(1948)로 똑바로 위쪽으로 불어지지 않는다. C20. 일부 실시예에서, 각각의 배출구 슬롯(1920)의 길이는 20 mm 내지 60 mm의 범위에 있다.
각각의 배출구 슬롯(1920)은 연속적인 배출구 슬롯과 이격되어 있다. 각각의 연속적인 배출구 슬롯(1920) 쌍 사이의 간격은 LiDAR 케이싱(1908)의 주변 표면(1944)의 효율적인 세정을 위해 설계될 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 배출구 슬롯(1920)은 망상(reticulated) 패턴으로 가압 공기(1952)를 방출하도록 성형된다. 예를 들어, 생성된 다수의 에어 나이프는 인터레이싱(interlacing) 원뿔의 패턴을 형성한다. 배출구 슬롯(1920)은 가압 공기(1952)의 다수의 교차하는 원뿔을 생성하도록 경사져 있을 수 있다. 예를 들어, 다수의 배출구 슬롯은 가압 공기(1952)의 다수의 교차하는 부분을 방출하도록 배치되어 있다. 따라서, 각각의 가압 에어 나이프(1952)는 각각의 배출구 쌍(1920) 사이에 위치된 영역을 세정하기 위해 다른 가압 에어 나이프와 오버랩할 수 있다. 따라서 가압 공기(1952)의 다수의 교차하는 원뿔은 하나 이상의 LiDAR 센서(1940)를 폐색하는 이물질, 물 또는 눈을 세정한다.
일부 실시예에서, 각각의 배출구 슬롯(1920)은 공기 챔버(1912)의 표면(1936)에 의해 규정되는 평면에 대해 경사진 가압 공기(1952)의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다. 표면(1936)에 의해 규정되는 평면에 대해 경사진 방향은 방향(1928)에 대응한다. 일부 실시예에서, 각각의 배출구 슬롯(1920)의 두께는 0.01 mm 내지 1 mm의 범위에 있다. 일부 실시예에서, LiDAR 하우징(1904)은 다수의 연속적인 버스트로 가압 공기(1952)를 방출하도록 구성된다. 예를 들어, 다수의 연속적인 버스트는 0.01초 내지 0.1초의 범위에서 타이밍 조정될 수 있다.
도 20은 LiDAR 센서 하우징(예를 들어, 도 19에 도시된 LiDAR 센서 하우징(1904))의 한 섹션을 예시한다. LiDAR 하우징(1904)은 LiDAR 케이싱(예를 들어, LiDAR 케이싱(1908))을 포함한다. 공기 챔버(1912)는 LiDAR 케이싱(1908)의 베이스(1916)에 장착된다. LiDAR 하우징(1904)은 공기 챔버(1912)를 LiDAR 케이싱(1908)의 베이스(1916)에 고정시키기 위한 볼트(2008)를 포함한다. 예를 들어, M6 볼트가 사용될 수 있다.
공기 챔버(1912)는 가압 공기를 포함하도록 성형된다. 공기 챔버(1912)는 공기 챔버(1912)의 주변부를 따라 배치된 다수의 배출구 슬롯(1920)을 포함한다. 일 실시예에서, LiDAR 케이싱(1908)의 일 부분만을 세정하기 위해 배출구 슬롯(1920) 중 하나 이상이 턴 오프될 수 있다. 각각의 배출구 슬롯(1920)은 하나 이상의 LiDAR 센서의 폐색을 방지하는 방식으로 가압 공기의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다. 배출구 슬롯(1920)은 모터에 의해 구동되는 공기 펌프로부터 튜빙에 의해 채워진 도관(1932)을 통해 압축 공기를 수용할 수 있다. LiDAR 하우징(1904)은 가압 공기가 튜빙으로부터 공기 챔버(1912)에 들어갈 수 있게 하도록 성형된 다수의 주입구(1924, 2004)를 포함한다.
공기 챔버(1912)는 가압 공기가 주입구(1924, 2004)로부터 배출구 슬롯(1920)으로 유동하기 위한 도관(1932)을 형성한다. 각각의 배출구 슬롯(1920)은 공기 챔버(1912)의 표면(1936)에 의해 규정되는 평면에 대해 경사진 가압 공기의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다. 각각의 배출구 슬롯(1920)은 LiDAR 케이싱의 주변 표면을 가로지르는 방향(1928)으로 가압 공기의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다. 다수의 에어 나이프가 LiDAR 센서를 폐색하는 물질을 제거하도록, 생성된 각각의 에어 나이프는 LiDAR 케이싱(1908)의 베이스(1916)로부터 LiDAR 케이싱(1908)의 상부를 향하는 방향을 따라간다. 그 물질은 눈, 물방울 또는 이물질일 수 있다.
추가 실시예
일 실시예에서, 차량의 센서는 차량이 동작하고 있는 환경을 표현하는 다수의 이미지를 수신하기 위해 사용된다. 센서는 차량의 센서 하우징 내에 위치된다. 센서는 센서 애퍼처를 포함한다. 차량의 하나 이상의 프로세서는 다수의 이미지에 기초하여 센서 애퍼처가 폐색되어 있음을 검출한다. 검출하는 것은 다수의 이미지 중 제1 이미지에서 제1 위치에 위치된 제1 하나 이상의 픽셀을 식별하는 것을 포함한다. 제1 하나 이상의 픽셀은 밝기 임계치를 충족시키지 않는 제1 밝기를 갖는다. 하나 이상의 프로세서는 다수의 이미지 중 제2 이미지에서 제1 위치에 위치된 제2 하나 이상의 픽셀을 식별한다. 제2 하나 이상의 픽셀은 밝기 임계치를 충족시키지 않는 제2 밝기를 갖는다. 센서 애퍼처가 폐색되어 있음을 검출하는 것에 응답하여, 센서 하우징의 액추에이터는 센서 하우징의 스크린과 접촉하도록 세정 메커니즘을 동작시킨다. 스크린은 센서 애퍼처를 덮는다.
일 실시예에서, 세정 메커니즘은 차량의 센서 하우징 내에 위치된 공기 챔버의 배출구 슬롯에 의해 방출되는 에어 나이프를 포함한다.
일 실시예에서, 제1 이미지는 센서 애퍼처의 제1 크기와 연관된다. 제2 이미지는 제1 크기보다 작은 센서 애퍼처의 제2 크기와 연관된다. 제1 하나 이상의 픽셀의 개수는 제2 하나 이상의 픽셀의 개수보다 작다.
일 실시예에서, 세정 메커니즘을 동작시키는 것은, 센서 하우징의 액추에이터에 의해, 스크린으로부터 이물질, 눈 또는 물을 닦아내기 위해 세정 메커니즘을 이동시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 세정 메커니즘을 동작시키는 것은, 센서 하우징의 액추에이터에 의해, 원형 움직임, z자형 움직임, 또는 8자형 움직임 중 적어도 하나로 세정 메커니즘을 이동시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 세정 메커니즘을 동작시키는 것은 센서 하우징의 모터를 제어하여 세정 메커니즘을 이동시키는 것을 포함한다.
일 실시예에서, 센서 하우징의 모터는 공랭식 또는 수냉식이다.
일 실시예에서, 센서 하우징의 모터는 자려식 또는 타려식이다.
일 실시예에서, 센서 하우징의 모터는 분상 유도 모터, 콘덴서 기동 유도 모터, 또는 농형 유도 모터 중 적어도 하나이다.
일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서는 오디오 센서에 의해 캡처된 오디오 신호의 피크 포인트의 주파수의 해시에 기초하여 차량의 오디오 센서가 폐색되어 있음을 검출한다.
일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서는 스펙트럼 평탄도, 주파수 대역 세트에 걸친 두드러진 톤, 또는 대역폭 추적 중 적어도 하나에 기초하여 차량의 오디오 센서가 폐색되어 있음을 검출한다.
일 실시예에서, 오디오 센서가 폐색되어 있음을 검출하고 오디오 센서가 턴 오프되어 있다고 결정하는 것에 응답하여 에어 노즐을 동작시켜 차량의 오디오 센서를 세정하기 위해 센서 하우징의 액추에이터가 사용된다.
일 실시예에서, 센서 하우징은 엔지니어링 플라스틱, 금속 또는 유리 섬유 중 적어도 하나로 제조된다.
일 실시예에서, 센서 애퍼처가 폐색되어 있음을 검출하는 것은, 하나 이상의 프로세서를 사용하여, 센서를 사용하여 수신된 이미지 내의 픽셀에 기초하여 센서 애퍼처가 폐색되어 있는지 여부를 결정하도록 트레이닝된 머신 러닝 모델에 제1 이미지 및 제2 이미지를 송신하는 것을 추가로 포함한다. 머신 러닝 모델은 태스크를 수행하도록 명시적으로 프로그래밍하지 않고도 예측 또는 결정을 하기 위해, "트레이닝 데이터"라고 하는, 샘플 데이터에 기초하여 구성된 수학적 연결 모델(mathematical and connectivity model )이다. 머신 러닝 모델은 도 16을 참조하여 더 자세히 기술되어 있다. 머신 러닝 모델은 제1 하나 이상의 픽셀 및 제2 하나 이상의 픽셀에 기초하여 센서 애퍼처가 폐색되어 있다고 결정하는 데 사용된다.
일 실시예에서, 차량의 센서 하우징은 센서 케이싱을 포함한다. 센서 케이싱은 차량의 센서 및 센서의 적어도 일 부분을 덮는 스크린을 포함한다. 공기 챔버는 센서 케이싱에 장착되고 가압 공기를 포함하도록 성형된다. 공기 챔버는 가압 공기가 공기 챔버에 들어갈 수 있게 하도록 성형된 주입구를 포함한다. 배출구 슬롯은 센서의 폐색을 방지하는 방식으로 압축 공기를 방출하도록 성형된다.
일 실시예에서, 방출된 압축 공기가 스크린에서 이물질, 눈 또는 물을 닦아냄으로써 센서의 폐색이 방지된다.
일 실시예에서, 센서 케이싱은 엔지니어링 플라스틱, 금속 또는 유리 섬유 중 적어도 하나로 제조된다.
일 실시예에서, 공기 챔버는 엔지니어링 플라스틱, 금속 또는 유리 섬유 중 적어도 하나로 제조된다.
일 실시예에서, 배출구 슬롯은 배출구 슬롯에 의해 방출되는 가압 공기를 에어 나이프로 성형한다.
일 실시예에서, 배출구 슬롯은 스크린의 표면으로부터 이물질, 물 또는 눈을 닦아내기 위해 가압 공기를 방출하도록 성형된다.
일 실시예에서, 주입구는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 튜빙을 통해 가압 공기를 수용하도록 성형된다. 튜빙의 제1 단부는 주입구에 동작 가능하게 결합된다. 튜빙의 제2 단부는 모터에 의해 구동되는 공기 펌프에 동작 가능하게 결합된다. 공기 펌프는 튜빙을 통해 주입구를 향해 가압 공기를 펌핑하도록 구성된다.
일 실시예에서, 배출구 슬롯에 의해 방출되는 가압 공기는 스크린의 표면에 평행한 층류 경로를 따라간다.
일 실시예에서, 스크린은 오목한 형상을 가지며, 배출구 슬롯에 의해 방출되는 가압 공기는 스크린의 오목한 형상을 따라가도록 안쪽으로 구부러진다.
일 실시예에서, 센서는 어안 렌즈이고 스크린은 볼록한 형상을 갖는다. 배출구 슬롯에 의해 방출되는 가압 공기는 스크린의 볼록한 형상을 따라가도록 바깥쪽으로 구부러진다.
일 실시예에서, 배출구 슬롯은 스크린의 표면과 이격된 관계로 가압 공기를 방출하도록 성형된다.
일 실시예에서, 배출구 슬롯의 두께는 0.01 mm 내지 1 mm의 범위에 있다.
일 실시예에서, 센서 하우징은 1 MPa 내지 0.1 MPa 범위의 압력으로 가압 공기를 방출하도록 구성된다.
일 실시예에서, 센서 하우징은 0.01초 내지 0.1초 범위의 버스트로 가압 공기를 방출하도록 구성된다.
일 실시예에서, 배출구 슬롯에 의해 방출되는 가압 공기의 체적은 30 리터 내지 200 리터의 범위에 있다.
일 실시예에서, 배출구 슬롯은 90° 내지 179° 범위의 배출구 각도로 가압 공기를 방출하도록 성형된다.
일 실시예에서, 공기 챔버는 0.5 CFM 내지 2 CFM 범위의 레이트로 가압 공기를 수용하도록 하는 크기로 되어 있다.
일 실시예에서, 스크린의 폭은 15 mm 내지 45 mm의 범위에 있다.
일 실시예에서, 에어 나이프의 폭은 30 mm 내지 60 mm의 범위에 있다.
일 실시예에서, 공기 챔버는 가압 공기가 1 리터/초 내지 3 리터/초 범위의 레이트로 방출되도록 하는 크기로 되어 있다.
일 실시예에서, LiDAR 하우징은 원통형 형상을 갖는 LiDAR 케이싱을 포함한다. LiDAR 케이싱은 LiDAR 케이싱의 주변 표면을 따라 이격된 구성으로 배치된 다수의 LiDAR 센서를 포함한다. 공기 챔버는 LiDAR 케이싱의 베이스에 장착된다. 공기 챔버는 가압 공기를 포함하도록 성형된다. 공기 챔버는 공기 챔버의 주변부를 따라 배치된 다수의 배출구 슬롯을 포함한다. 다수의 배출구 슬롯의 각각의 배출구 슬롯은 다수의 LiDAR 센서 중 하나 이상의 LiDAR 센서의 폐색을 방지하는 방식으로 가압 공기의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다.
일 실시예에서, LiDAR 하우징은 다수의 배출구 슬롯 중 하나 이상의 배출구 슬롯을 턴 오프시켜 가압 공기의 하나 이상의 대응하는 부분이 방출되는 것을 방지하도록 구성된다.
일 실시예에서, 다수의 배출구 슬롯의 각각의 배출구 슬롯은 LiDAR 케이싱의 주변 표면을 가로지르는 방향으로 가압 공기의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다.
일 실시예에서, 공기 챔버는 가압 공기가 공기 챔버에 들어갈 수 있게 하도록 성형된 다수의 주입구를 추가로 포함한다.
일 실시예에서, 다수의 배출구 슬롯의 각각의 배출구 슬롯은 다수의 배출구 슬롯의 연속적인 배출구 슬롯으로부터 이격된다.
일 실시예에서, LIDAR 하우징은 엔지니어링 플라스틱, 금속 또는 유리 섬유 중 적어도 하나로 제조된다.
일 실시예에서, LIDAR 케이싱은 엔지니어링 플라스틱, 금속 또는 유리 섬유 중 적어도 하나로 제조된다.
일 실시예에서, 공기 챔버는 엔지니어링 플라스틱, 금속 또는 유리 섬유 중 적어도 하나로 제조된다.
일 실시예에서, 다수의 배출구 슬롯의 각각의 배출구 슬롯은 LiDAR 케이싱의 베이스로부터 LIDAR 케이싱의 상부로의 방향으로 가압 공기의 각자의 부분을 방출한다.
일 실시예에서, 다수의 배출구 슬롯의 각각의 배출구 슬롯은 다수의 LiDAR 센서의 하나 이상의 LiDAR 센서를 폐색하는 물질을 제거하기 위해 가압 공기의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다.
일 실시예에서, 다수의 공기 슬롯은 가압 공기의 다수의 교차하는 부분을 방출하도록 경사져 있다.
일 실시예에서, 다수의 배출구 슬롯은 망상 패턴으로 가압 공기를 방출하도록 성형된다.
일 실시예에서, 공기 챔버는 플랜지 형상을 갖는다.
일 실시예에서, 공기 챔버는 가압 공기가 다수의 주입구로부터 다수의 배출구 슬롯으로 유동하기 위한 도관을 형성한다.
일 실시예에서, 다수의 배출구 슬롯의 각각의 배출구 슬롯은 공기 챔버의 표면에 의해 규정되는 평면에 경사지게 가압 공기의 각자의 부분을 방출하도록 성형된다.
일 실시예에서, 가압 공기의 각자의 부분은 LiDAR 하우징을 빠져나가 LiDAR 케이싱의 주변 표면으로부터 접선 방향으로 발산한다.
일 실시예에서, 다수의 주입구의 각각의 주입구는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 각자의 튜빙을 통해 가압 공기를 수용하도록 성형된다. 튜빙의 제1 단부는 주입구에 동작 가능하게 결합된다. 튜빙의 제2 단부는 모터에 의해 구동되는 공기 펌프에 동작 가능하게 결합된다. 공기 펌프는 튜빙을 통해 주입구를 향해 가압 공기를 펌핑하도록 구성된다.
일 실시예에서, 각각의 배출구 슬롯의 두께는 0.01 mm 내지 1 mm의 범위에 있다.
일 실시예에서, LIDAR 하우징은 0.01초 내지 0.1초 범위의 버스트로 가압 공기를 방출하도록 구성된다.
일 실시예에서, 다수의 주입구는 0.1 MPa 내지 1 MPa 범위의 레이트로 가압 공기를 수용하도록 하는 크기로 되어 있다.
일 실시예에서, 각각의 배출구 슬롯의 길이는 20 mm 내지 60 mm의 범위에 있다.
전술한 설명에서, 본 발명의 실시예는 구현마다 달라질 수 있는 다수의 특정 세부 사항을 참조하여 기술되었다. 따라서, 상세한 설명 및 도면은 제한적인 관점보다는 예시적인 관점에서 보아야 한다. 본 발명의 범위의 유일한 독점적인 지표, 및 출원인이 본 발명의 범위가 되도록 의도한 것은, 본 출원에서 특정 형태로 나오는 청구항 세트의 문언적 등가 범위이며, 그러한 청구항이 나오는 특정 형태는 임의의 후속 보정을 포함한다. 그러한 청구항에 포함된 용어에 대한 본원에서 명시적으로 기재된 임의의 정의는 청구항에서 사용되는 그러한 용어의 의미를 결정한다. 추가적으로, 전술한 설명 및 이하의 청구항에서 용어 "추가로 포함하는"이 사용될 때, 이 문구에 뒤따르는 것은 추가적인 단계 또는 엔티티, 또는 이전에 언급된 단계 또는 엔티티의 서브-단계/서브-엔티티일 수 있다.

Claims (21)

  1. 시스템으로서,
    센서 하우징(1300)
    을 포함하고,
    상기 센서 하우징(1300)은,
    센서 애퍼처(1321)를 포함하는 제1 센서(1320);
    제1 고정 회전축을 중심으로 회전 가능한 모터(1330);
    하우징 제어기 회로(1350);
    제2 고정 회전축을 중심으로 회전 가능한 실질적으로 투명한 스크린(1322) - 상기 실질적으로 투명한 스크린(1322)은 상기 모터(1330)에 기계적으로 결합되고 상기 모터(1330)가 제1 동작 조건에 있을 때 상기 센서 애퍼처(1321)의 적어도 일 부분을 덮음 - ; 및
    상기 모터(1330)가 적어도 제2 동작 조건에 있을 때 상기 스크린(1322)에 근접하게 위치된 세정 메커니즘(1323) - 상기 세정 메커니즘(1323)은 상기 실질적으로 투명한 스크린(1322)과 접촉하도록 구성되고, 상기 세정 메커니즘은 상기 스크린과 접촉할 수 있게 하는 제1 미리 정의된 위치로부터 상기 스크린과 접촉하지 않는 제2 미리 정의된 위치로 상기 세정 메커니즘을 이동시키도록 구성되는 액추에이터 부재를 포함함 - 을 포함하며,
    상기 센서 하우징은 제2 센서(1420)를 포함하고, 상기 하우징 제어기 회로(1350)는 상기 모터(1330)가 활성화될 때 감지 동작을 수행하기 시작하기 위해 상기 제2 센서(1420)를 턴 온시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세정 메커니즘(1323)의 적어도 일 부분은 극세사 재료를 포함하는, 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세정 메커니즘(1323)은 가압 공기를 방출하도록 구성된 배출구를 포함하는 것인, 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세정 메커니즘(1323)의 적어도 일 부분은 셀룰로오스 스펀지를 포함하는, 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터(1330)는 상기 제1 센서(1320)의 정확도가 임계 정확도 값 미만일 때 작동되도록 구성되는 것인, 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터(1330)는 상기 제1 센서(1320)가 폐색을 검출할 때 작동되도록 구성되는 것인, 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터(1330)는 라인(1340) 및 하나 이상의 풀리를 사용하여 상기 스크린(1322)에 기계적으로 결합되는 것인, 시스템.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터(1330)가 작동될 때 감지 동작을 수행하도록 구성된 제2 센서(1420)를 더 포함하는 것인, 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 고정 회전축 및 상기 제2 고정 회전축은 실질적으로 유사한 방향으로 배향되는 것인, 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스크린(1322)의 적어도 일 부분은 아크릴계 재료를 포함하는, 시스템.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스크린(1322)의 적어도 일 부분은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 열가소성 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터(1330)는 1 뉴턴 미터(newton-meter) 이상의 값을 갖는 토크를 출력하도록 구성되는 것인, 시스템.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터(1330)는 1 RPM(rotation-per-minute) 이상의 회전 속도로 회전하도록 구성되는 것인, 시스템.
  14. 센서 하우징을 포함하는 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    제1 회전축을 중심으로 회전 가능한 모터(1330)에 의해, 상기 모터(1330)가 제1 위치에 있을 때 제1 센서(1320)의 애퍼처(1321)의 적어도 일 부분을 덮는 실질적으로 투명한 스크린(1322)을 회전시키는 단계 - 상기 스크린(1322)은 제2 고정 회전축을 중심으로 회전됨 - ; 및
    상기 모터(1330)가 적어도 제2 위치에 있을 때 상기 스크린(1322)에 근접하게 위치된 세정 메커니즘(1323)에 의해, 상기 스크린으로부터 하나 이상의 물질을 제거하도록 상기 스크린(1322)과 접촉하는 단계
    를 포함하며,
    상기 세정 메커니즘은 상기 스크린과 접촉할 수 있게 하는 제1 미리 정의된 위치로부터 상기 스크린과 접촉하지 않는 제2 미리 정의된 위치로 상기 세정 메커니즘을 이동시키도록 구성되는 액추에이터 부재를 포함하고,
    상기 방법은, 상기 모터(1330)가 활성화될 때 감지 동작을 수행하기 시작하기 위해 하우징 제어기 회로(1350)를 사용하여 제2 센서(1420)를 턴 온시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스템을 동작시키는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 센서(1320)의 정확도가 임계 정확도 값 미만일 때 상기 모터(1330)를 작동시키는 단계를 더 포함하는, 시스템을 동작시키는 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 제2 센서(1420)에 의해, 상기 스크린(1322)의 회전 동안 감지 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는, 시스템을 동작시키는 방법.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 스크린(1322)을 회전시키는 단계는 1 RPM(rotation-per-minute) 이상의 회전 속도로 상기 모터(1330)를 회전시키는 단계를 포함하는 것인, 시스템을 동작시키는 방법.
  18. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 세정 메커니즘(1323)의 적어도 일 부분은 극세사 재료를 포함하고, 상기 스크린(1322)과 접촉하는 단계는 상기 스크린(1322)을 상기 극세사 재료와 접촉시키는 단계를 포함하는 것인, 시스템을 동작시키는 방법.
  19. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 세정 메커니즘(1323)은 가압 공기를 방출하도록 구성된 배출구를 포함하고, 상기 스크린(1322)과 접촉하는 단계는 상기 스크린(1322)을 상기 가압 공기와 접촉시키는 단계를 포함하는 것인, 시스템을 동작시키는 방법.
  20. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 스크린(1322)을 회전시키는 단계는 라인(1340) 및 하나 이상의 풀리를 사용하여 상기 스크린을 회전시키는 단계를 포함하는 것인, 시스템을 동작시키는 방법.
  21. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제1 센서(1320)가 폐색을 검출(1510)할 때 상기 모터(1330)를 작동시키는 단계를 더 포함하는, 시스템을 동작시키는 방법.
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