KR102456358B1 - 라이다(lidar) 디바이스를 보호하기 위한 방법들 및 시스템들 - Google Patents
라이다(lidar) 디바이스를 보호하기 위한 방법들 및 시스템들 Download PDFInfo
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Abstract
LIDAR(light detection and ranging) 디바이스의 광원 이외의 광원에서 비롯되고 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 외부 광에 대해 라이다(LIDAR) 디바이스를 보호하기 위한 방법들 및 시스템들이 본원에 설명된다. 특히, LIDAR 디바이스는 간섭 필터, 흡수 필터, 적응 필터, 및/또는 공간 필터를 포함하는 완화 시스템을 구비할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, LIDAR 디바이스는 반응적 및/또는 사전적 완화 동작들을 수행하도록 동작될 수 있다. 예를 들어, LIDAR 디바이스는 방출되고 있는 광이 갖는 특성들을 시간에 따라 변화시키고 방출되고 있는 광이 갖는 특성들과 매칭하는 특성들을 갖는 광만을 검출하도록 동작될 수 있다. 다른 예에서, LIDAR 디바이스는 외부 광이 LIDAR 디바이스에 의해 검출되는 것을 차단하기 위해 셔터를 활성화하도록 동작될 수 있다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 11월 16일에 출원되고 발명의 명칭이 "Methods and Systems for Protecting a Light Detection and Ranging(LIDAR) Device"인, 미국 특허 출원 제15/352,717호에 대한 우선권을 주장하며, 미국 특허 출원은 전체적으로 참조로 이로써 포함된다.
차량은 차량이 운전자로부터의 입력이 거의 없거나 없는 환경을 통해 내비게이션하는 자율 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 그러한 자율 차량은 차량이 동작하는 환경에 관한 정보를 검출하도록 구성되는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 하나의 그러한 센서는 라이다(light detection and ranging: 광 검출 및 거리 측정)(LIDAR) 디바이스이다.
LIDAR 디바이스는 환경 내의 반사 표면들을 나타내는 "포인트 클라우드"를 어셈블리하기 위해 장면을 통해 스캐닝하는 동안 환경 특징들까지의 거리를 추정할 수 있다. 포인트 클라우드 내의 개별 포인트들은 레이저 펄스를 송신하고 필요하다면, 환경 내의 객체로부터 반사되는 복귀 펄스를 검출하고, 송신된 펄스와 수신된 펄스의 수신 사이의 시간 지연에 따라 객체까지의 거리를 결정함으로써 결정될 수 있다.
따라서, 이러한 배열의 경우, LIDAR 디바이스는 거리들에 관한 연속 실시간 정보를 장면 내의 반사 객체들에 제공하기 위해 장면에 신속히 그리고 반복적으로 스캐닝될 수 있는, 레이저, 또는 레이저들의 세트를 포함할 수 있다. 각각의 거리를 측정하는 동안 레이저(들)의 측정된 거리들 및 배향을 조합하는 것은 3차원 위치를 각각의 복귀 펄스와 연관시키는 것을 허용한다. 이러한 방식으로, 환경 내의 반사 특징들의 위치들을 나타내는 포인트들의 3차원 맵은 전체 스캐닝 구역에 대해 발생될 수 있다.
예시적 구현들은 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스를 보호하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것일 수 있으며, 외부 광은 LIDAR 디바이스의 광원 이외의 광원에서 비롯될 수 있다. 그러한 외부 광이 LIDAR 디바이스를 향해 방출될 때, 외부 광은 다른 가능성들 중에서, LIDAR 디바이스에 손상을 야기할 수 있고 그리고/또는 LIDAR 디바이스로 하여금 환경 내의 객체들을 잘못 검출하게 할 수 있다. 이러한 문제들을 해결하는 것을 돕기 위해, LIDAR 디바이스는 완화 동작(들)을 수행하기 위해 완화 시스템을 구비할 수 있고 그리고/또는 (예를 들어, 제어 시스템에 의해) 동작될 수 있다.
특히, 완화 시스템은 다른 것들 중에서, LIDAR 디바이스에 의해 검출되고 있지 않은 광의 특정 파장들을 필터링 아웃하고 그리고/또는 광이 LIDAR 디바이스에 진입하는 공간을 좁히도록 배열되는 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 예를 들어, LIDAR 디바이스는 간섭 필터, 적응 필터, 및/또는 공간 필터를 포함할 수 있다. 실제로, 그러한 필터들은 LIDAR 디바이스가 광을 하나 이상의 검출기에 집속하도록 구성되는 LIDAR 디바이스의 광학 경로에 위치될 수 있다. 다른 예에서, LIDAR 디바이스는 흡수 필터를 포함할 수 있으며, 흡수 필터는 LIDAR 디바이스의 하우징 및/또는 LIDAR 디바이스의 애퍼처로 통합될 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 제어 시스템은 완화 동작들을 수행하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 방출되고 있는 광이 갖는 특성들을 시간에 따라 변화시키고 방출되고 있는 광이 갖는 특성들과 매칭하는 특성들을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 예에서, 제어 시스템은 사전적으로 그렇게 행할 수 있고 그리고/또는 외부 광의 검출에 응답하여 그렇게 행할 수 있다. 다른 예에서, 제어 시스템은 외부 광이 LIDAR 디바이스에 의해 검출되는 것을 차단하기 위해 셔터를 활성화하도록 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 예에서, 제어 시스템은 외부 광의 검출에 응답하여 그렇게 행할 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
일 양태에서, 제어 시스템이 개시된다. 제어 시스템은 하나 이상의 프로세서, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체, 및 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장된 프로그램 명령어들을 포함할 수 있으며, 프로그램 명령어들은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행가능하여 LIDAR 디바이스의 광원 이외의 광원에서 비롯되고 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호하는 사전적 완화 절차에 관여한다. 특히, 사전적 완화 절차는 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것을 수반할 수 있다. 부가적으로, 사전적 완화 절차는 광학 특성들의 초기 세트 중 하나 이상의 광학 특성에 대한 조정을 결정하며, 그것에 의해 광학 특성들의 조정된 세트를 야기하는 것을 수반할 수 있다. 게다가, 사전적 완화 절차는 조정을 결정한 후에, 광학 특성들의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 광학 특성들의 조정된 세트를 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것을 수반할 수 있다.
다른 양태에서, 다른 제어 시스템이 제공된다. 제어 시스템은 하나 이상의 프로세서, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체, 및 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되고 하나 이상의 프로세서에 의해 실행가능한 프로그램 명령어들을 포함할 수 있다. 특히, 프로그램 명령어들은 하나 이상의 센서로부터, LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 수신하도록 실행가능할 수 있으며, 외부 광은 LIDAR 디바이스의 광원 이외의 광원에서 비롯된다. 부가적으로, 프로그램 명령어들은 LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 수신하는 것에 응답하여, 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호하는 반응적 완화 절차에 관여하도록 실행가능할 수 있다. 더 구체적으로, 반응적 완화 절차는 외부 광이 LIDAR 디바이스에 의해 검출되는 것을 차단하기 위해 셔터를 활성화하도록 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것을 수반할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 반응적 완화 절차는 방출되고 있는 광이 갖는 특성들을 시간에 따라 변화시키고 방출되고 있는 광이 갖는 특성들과 매칭하는 특성들을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것을 수반할 수 있다.
또 다른 양태에서, LIDAR 디바이스가 개시된다. LIDAR 디바이스는 광을 환경으로 방출하도록 구성되는 송신기를 포함할 수 있으며, 방출된 광은 파장 범위 내의 파장들을 갖는다. 또한, 송신기는 환경으로 방출되는 광을 발생시키도록 구성되는 광원을 포함할 수 있다. LIDAR 디바이스는 또한 환경을 스캐닝하는 동안 파장 범위 내의 파장들을 갖는 광을 검출하도록 구성되는 하나 이상의 검출기를 갖는 수신기를 포함할 수 있다. 또한, 수신기는 광을 광학 경로를 따라 하나 이상의 검출기에 집속하도록 구성될 수 있다. 그리고, 검출가능 광은 LIDAR 디바이스의 애퍼처를 통해 광학 경로에 진입할 수 있다. LIDAR 디바이스는 하우징을 부가적으로 포함할 수 있으며, 송신기 및 수신기는 하우징 내에 배치된다. LIDAR 디바이스는 송신기에 포함되는 광원 이외의 광원에서 비롯되고 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호하도록 배열되는 완화 시스템을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 완화 시스템은 이하, 즉 (i) 광학 경로에 위치되는 간섭 필터, (ii) 하우징 및 애퍼처 중 하나 이상으로 통합되는 흡수 필터, (iii) 광학 경로에 위치되는 적응 필터, 또는 (iv) 광학 경로에 위치되는 공간 필터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 다른 시스템이 개시된다. 시스템은 LIDAR 디바이스의 광원 이외의 광원에서 비롯되고 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호하는 사전적 완화 절차에 관여하기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 사전적 완화 절차는 (i) 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것, (ii) 광학 특성들의 초기 세트 중 하나 이상의 광학 특성에 대한 조정을 결정하며, 그것에 의해 광학 특성들의 조정된 세트를 야기하는 것, 및 (iii) 조정을 결정한 후에, 광학 특성들의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 광학 특성들의 조정된 세트를 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것을 수반한다.
또 다른 양태에서, 또 다른 시스템이 개시된다. 시스템은 LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 수신하기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 외부 광은 LIDAR 디바이스의 광원 이외의 광원에서 비롯된다. 시스템은 또한 LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 수신하는 것에 응답하여, 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호하는 반응적 완화 절차에 관여하기 위한 수단을 포함할 수 있으며, 반응적 완화 절차는 이하, 즉 (i) 외부 광이 LIDAR 디바이스에 의해 검출되는 것을 차단하기 위해 셔터를 활성화하도록 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것, 또는 (ii) 방출되고 있는 광이 갖는 특성들을 시간에 따라 변화시키고 방출되고 있는 광이 갖는 특성들과 매칭하는 특성들을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것 중 적어도 하나를 수반한다.
이러한 뿐만 아니라 다른 양태들, 장점들, 및 대안들은 첨부 도면들에 적절한 곳을 참조하여 이하의 상세한 설명을 판독함으로써 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 분명해질 것이다. 게다가, 이러한 개요 부분에 제공되고 이러한 문헌의 다른 곳의 설명은 청구된 발명 대상을 제한이 아닌 예로서 예시하도록 의도된다는 점이 이해되어야 한다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스의 간략화된 블록도이다.
도 2a는 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스의 상면도의 단면 예시를 도시한다.
도 2b는 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스의 측면도의 단면 예시를 도시한다.
도 2c는 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스의 상이한 측면도의 단면 예시를 도시한다.
도 3a는 예시적 실시예에 따른 차량의 위에 위치되는 LIDAR 디바이스의 수개의 도면들을 도시한다.
도 3b는 예시적 실시예에 따른 차량의 위에 위치되는 LIDAR 디바이스에 의한 광의 방출을 도시한다.
도 3c는 예시적 실시예에 따른 차량의 위에 위치되는 LIDAR 디바이스에 의한 반사된 광의 검출을 도시한다.
도 3d는 예시적 실시예에 따른 차량의 위에 위치되는 LIDAR 디바이스의 스캐닝 범위를 도시한다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 간섭 필터를 LIDAR 디바이스로 통합하기 위한 접근법을 예시한다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 흡수 필터를 LIDAR 디바이스로 통합하기 위한 접근법을 예시한다.
도 6a는 예시적 실시예에 따른 제1 파장을 필터링 아웃하기 위해 LIDAR 디바이스 상에 적응 필터를 사용하기 위한 접근법을 예시한다.
도 6b는 예시적 실시예에 따른 제2 파장을 필터링 아웃하기 위해 LIDAR 디바이스 상에 적응 필터를 사용하기 위한 접근법을 예시한다.
도 7a는 예시적 실시예에 따른 공간 필터를 예시한다.
도 7b는 예시적 실시예에 따른 공간 필터를 LIDAR 디바이스로 통합하기 위한 접근법을 예시한다.
도 8은 예시적 실시예에 따른 사전적 완화 절차를 수행하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 9a는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 9b는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 9c는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 9d는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 9e는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 9f는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 10a는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 10b는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 10c는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 10d는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 10e는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 10f는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 11a는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 11b는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 11c는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 11d는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 11e는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 11f는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 12a는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 12b는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 12c는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 12d는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 12e는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 12f는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 13은 예시적 실시예에 따른 외부 광의 검출에 응답하여 반응적 완화 절차를 수행하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 14a는 예시적 실시예에 따른 룩-어헤드 센서(look-ahead sensor)를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 14b는 예시적 실시예에 따른 룩-어헤드 센서를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 14c는 예시적 실시예에 따른 룩-어헤드 센서를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 15a는 예시적 실시예에 따른 백업 파장의 방출 및 검출을 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 15b는 예시적 실시예에 따른 백업 파장의 방출 및 검출을 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 15c는 예시적 실시예에 따른 백업 파장의 방출 및 검출을 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 16은 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스로부터 수신되는 환경의 스캔들에 기초한 차량의 동작을 예시한다.
도 17은 예시적 실시예에 따른 차량의 간략화된 블록도이다.
도 2a는 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스의 상면도의 단면 예시를 도시한다.
도 2b는 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스의 측면도의 단면 예시를 도시한다.
도 2c는 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스의 상이한 측면도의 단면 예시를 도시한다.
도 3a는 예시적 실시예에 따른 차량의 위에 위치되는 LIDAR 디바이스의 수개의 도면들을 도시한다.
도 3b는 예시적 실시예에 따른 차량의 위에 위치되는 LIDAR 디바이스에 의한 광의 방출을 도시한다.
도 3c는 예시적 실시예에 따른 차량의 위에 위치되는 LIDAR 디바이스에 의한 반사된 광의 검출을 도시한다.
도 3d는 예시적 실시예에 따른 차량의 위에 위치되는 LIDAR 디바이스의 스캐닝 범위를 도시한다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 간섭 필터를 LIDAR 디바이스로 통합하기 위한 접근법을 예시한다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 흡수 필터를 LIDAR 디바이스로 통합하기 위한 접근법을 예시한다.
도 6a는 예시적 실시예에 따른 제1 파장을 필터링 아웃하기 위해 LIDAR 디바이스 상에 적응 필터를 사용하기 위한 접근법을 예시한다.
도 6b는 예시적 실시예에 따른 제2 파장을 필터링 아웃하기 위해 LIDAR 디바이스 상에 적응 필터를 사용하기 위한 접근법을 예시한다.
도 7a는 예시적 실시예에 따른 공간 필터를 예시한다.
도 7b는 예시적 실시예에 따른 공간 필터를 LIDAR 디바이스로 통합하기 위한 접근법을 예시한다.
도 8은 예시적 실시예에 따른 사전적 완화 절차를 수행하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 9a는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 9b는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 9c는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 9d는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 9e는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 9f는 예시적 실시예에 따른 타이밍의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 10a는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 10b는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 10c는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 10d는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 10e는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 10f는 예시적 실시예에 따른 파장의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 11a는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 11b는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 11c는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 11d는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 11e는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 11f는 예시적 실시예에 따른 세기의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 12a는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 12b는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 12c는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 12d는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 12e는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 12f는 예시적 실시예에 따른 변조의 변화를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 13은 예시적 실시예에 따른 외부 광의 검출에 응답하여 반응적 완화 절차를 수행하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 14a는 예시적 실시예에 따른 룩-어헤드 센서(look-ahead sensor)를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 14b는 예시적 실시예에 따른 룩-어헤드 센서를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 14c는 예시적 실시예에 따른 룩-어헤드 센서를 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 15a는 예시적 실시예에 따른 백업 파장의 방출 및 검출을 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 단계를 예시한다.
도 15b는 예시적 실시예에 따른 백업 파장의 방출 및 검출을 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 다른 단계를 예시한다.
도 15c는 예시적 실시예에 따른 백업 파장의 방출 및 검출을 사용하는 LIDAR 디바이스의 보호에서의 또 다른 단계를 예시한다.
도 16은 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스로부터 수신되는 환경의 스캔들에 기초한 차량의 동작을 예시한다.
도 17은 예시적 실시예에 따른 차량의 간략화된 블록도이다.
예시적 방법들 및 시스템들은 본원에 설명된다. 단어 "예시적"은 "일 예, 사례, 또는 예시의 역할을 하는"을 의미하도록 본원에 사용된다는 점이 이해되어야 한다. "예시적" 또는 "예증적"과 같이 본원에 설명되는 임의의 구현 또는 특징은 다른 구현들 또는 특징들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석되어야 하는 것은 아니다. 도면들에서, 유사한 기호들은 전형적으로 맥락이 달리 지시하지 않는 한 유사한 구성요소들을 식별한다. 본원에 설명되는 예시적 구현들은 제한적이도록 의미되지 않는다. 본 개시의 양태들은 일반적으로 본원에 설명된 바와 같이, 그리고 예시된 도면들에서, 매우 다양한 상이한 구성들로 배열, 치환, 조합, 분리, 및 디자인될 수 있으며, 그것의 모두는 본원에서 생각된다는 점이 용이하게 이해될 것이다.
I.
개요
사고 회피 시스템들 및 원격 감지 능력들을 구비하는 차량들의 개발을 포함하는, 차량 안전 및/또는 자율 동작을 개선하기 위한 지속적 노력들이 있다. LIDAR 디바이스와 같은 다양한 센서들은 다른 옵션들 중에서, 차량의 환경 내의 장애물들 또는 객체들을 검출하고 그것에 의해 사고 회피 및/또는 자율 동작을 용이하게 하기 위해 차량에 포함될 수 있다.
일부 상황들에서, 외부 광(예를 들어, LIDAR 디바이스의 것과 다른 광원에서 비롯됨)은 LIDAR 디바이스를 향해 의도적으로 또는 비의도적으로 방출될 수 있다, 그것은 다양한 쟁점들을 초래할 수 있다. 예를 들어, 외부 광은 그것이 LIDAR 디바이스의 광학 경로에 진입하면 LIDAR 디바이스를 손상시키기에 충분히 높은 세기일 수 있다. 다른 예에서, 외부 광이 광학 경로에 진입하면, 외부 광은 LIDAR 디바이스로 하여금 틀린 데이터 포인트들을 발생시킬 수 있게 할 수 있다. 따라서, 이러한 예에서, LIDAR 디바이스로부터 데이터를 평가하는 제어 시스템(예를 들어, 차량의 제어 시스템)은 틀린 데이터 포인트들이 환경에 실제로 존재하지 않은 환경 내의 객체의 존재를 나타내는 것을 잘못 결정할 수 있다.
그러한 쟁점들을 해결하는 것을 돕기 위해, LIDAR 디바이스의 광원 이외의 광원에서 비롯되고 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스를 보호하는 것을 돕는 방법들 및 시스템들이 본원에 개시된다. 특히, 완화 시스템, 사전적 완화 절차들, 및 반응적 완화 절차들이 개시된다. 실제로, LIDAR 디바이스 및/또는 LIDAR 디바이스를 동작시키는 제어 시스템은 이러한 완화 절차들 및/또는 시스템들의 임의의 실현가능 조합을 구비할 수 있다.
더 구체적으로, 사전적 완화 절차는 제어 시스템이 외부 광에 대해 보호하기 위해 LIDAR 디바이스를 (예를 들어, 연속적으로 또는 때때로) 동작시키는 것 및 그러한 외부 광이 LIDAR 디바이스를 향해 실제로 방출되고 있는지의 여부를 그렇게 행하는 것을 수반할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 대책이 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호할 곳에 있는 것을 보장하기 위해 조치를 미리 취할 수 있다.
본 개시에 따라, 사전적 완화 절차는 방출되고 있는 광이 갖는 특성들을 시간에 따라 변화시키고 방출되고 있는 광이 갖는 특성들과 매칭하는 특성들을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것을 수반할 수 있다. 이러한 특성들은 다른 것들 중에서, 방출들 및 검출들의 타이밍, 방출되고 검출되는 광의 파장들, 방출되고 검출된 광의 공간 세기 패턴들, 및/또는 방출되고 검출된 광의 변조를 포함할 수 있다.
게다가, 반응적 완화 절차는 제어 시스템이 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스를 보호하기 위해 하나 이상의 동작을 수행하는 것 및 외부 광이 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 것을 검출하는 것에 응답하여 구체적으로 그렇게 행하는 것을 수반할 수 있다. 실제로, 제어 시스템은 외부 광이 그렇게 표시하는 센서 데이터에 기초하여 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 것을 검출할 수 있다. 그리고, 제어 시스템은 다른 가능성들 중에서, 하나 이상의 센서로부터, 예컨대 LIDAR 디바이스 자체로부터 및/또는 하나 이상의 다른 센서(예를 들어, 차량에 결합되는 다른 센서들)로부터 그러한 센서 데이터를 수신할 수 있다. 본 개시에 따라, 반응적 완화 절차 동안 수행되는 동작들은 다양한 형태들을 취할 수 있다.
하나의 경우에, 제어 시스템은 광학 특성들의 상기 설명된 변화에 관여함으로써 외부 광의 검출에 응답할 수 있다. 설명된 바와 같이, 그러한 변화는 방출되고 있는 광이 갖는 특성들을 시간에 따라 변화시키고 방출되고 있는 광이 갖는 특성들과 동일한 특성들을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것을 구체적으로 수반할 수 있다.
다른 경우에, 제어 시스템은 외부 광이 LIDAR 디바이스에 의해 검출되는 것을 차단하기 위해 셔터를 활성화하도록 LIDAR 디바이스를 동작시킴으로써 외부 광에 응답할 수 있다. 이러한 셔터는 다른 가능성들 중에서, 기계 셔터일 수 있고 그리고/또는 광학 셔터일 수 있다. 어느 하나의 배열에서, 제어 시스템은 외부 광이 LIDAR 디바이스에 도달하고 있는 LIDAR 디바이스의 시야(field of view)(FOV)의 특정 부분을 따라 LIDAR 디바이스의 수신기가 정렬될 때(예를 들어, LIDAR 디바이스의 회전 동안) 셔터의 일시적 활성화만을 때때로 야기할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스가 환경의 다른 부분들을 여전히 스캐닝하는 것을 보장하는 동안 LIDAR 디바이스에 의한 외부 광의 검출을 차단하는 것을 도울 수 있다.
게다가, 완화 시스템은 외부 광의 하나 이상의 파장을 차단함으로써 및/또는 광이 LIDAR 디바이스에 진입하는 공간을 좁힘으로써 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호하도록 배열되는 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 주목된 바와 같이, 이러한 필터들은 간섭 필터, 흡수 필터, 적응 필터, 및/또는 공간 필터를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 완화 시스템을 고려하면, LIDAR 디바이스는 외부 광에 대해 완화 특징들을 제공하는 곳에 항상 있는 하나 이상의 하드웨어 구성요소를 가질 수 있다.
II.
LIDAR 디바이스의 예시적 배열
이제 도면들을 참조하면, 도 1은 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스(100)의 간략화된 블록도이다. 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(100)는 전력 공급 배열(102), 전자 장치들(104), 광원(들)(106), 적어도 하나의 송신기(108), 적어도 하나의 수신기(110), 회전 플랫폼(112), 액추에이터(들)(114), 고정 플랫폼(116), 커넥터 배열(118), 회전 링크(120), 및 하우징(122)을 포함한다. 다른 실시예들에서, LIDAR 디바이스(100)는 더 많은, 더 적은, 또는 상이한 구성요소들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 도시되는 구성요소들은 임의의 수의 방식들로 조합되거나 분할될 수 있다.
전력 공급 배열(102)은 전력을 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들에 공급하도록 구성될 수 있다. 특히, 전력 공급 배열(102)은 LIDAR 디바이스(100) 내에 배치되고 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들에 임의의 실현가능 방식으로 연결되는 적어도 하나의 전력원의 형태를 포함하거나 그렇지 않으면 취할 수 있어, 전력을 그러한 구성요소들에 공급한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 전력 공급 배열(102)은 하나 이상의 외부 전력원으로부터(예를 들어, LIDAR 디바이스(100)가 결합되는 차량에 배열되는 전력원으로부터) 전력을 수신하고 그러한 수신된 전력을 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들에 임의의 실현가능 방식으로 공급하도록 구성되는 전력 어댑터 등의 형태를 포함하거나 그렇지 않으면 취할 수 있다. 어느 하나의 경우에, 예를 들어, 배터리와 같은 임의의 타입의 전력원이 사용될 수 있다.
전자 장치들(104)은 LIDAR 디바이스(100)의 특정 개별 동작들을 용이하게 하는 것을 돕도록 각각 배열되는 하나 이상의 전자 구성요소 및/또는 시스템을 포함할 수 있다. 실제로, 이러한 전자 장치들(104)은 임의의 실현가능 방식으로 LIDAR 디바이스(100) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치들(104)의 적어도 일부는 회전 링크(120)의 중앙 캐비티 영역 내에 배치될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 전자 장치들(104)은 다양한 타입들의 전자 구성요소들 및/또는 시스템들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 전자 장치들(104)은 제어 시스템으로부터 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들로 제어 신호들을 전송 및/또는 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들로부터 제어 시스템으로 데이터의 전송을 위해 사용되는 다양한 와이어링들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 제어 시스템이 수신하는 데이터는 다른 가능성들 중에서, 수신기(110)에 의한 광의 검출들에 기초하여 센서 데이터를 포함할 수 있다. 더욱이, 제어 시스템에 의해 송신되는 제어 신호들은 다른 가능성들 중에서, 예컨대 송신기(106)에 의한 광의 방출을 제어하고, 수신기(110)에 의한 광의 검출을 제어하고, 그리고/또는 액추에이터(들)(114)를 제어하여 회전 플랫폼(112)을 회전시킴으로써, LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들을 동작시킬 수 있다.
일부 배열들에서, 전자 장치들(104)은 또한 쟁점중인 제어 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 제어 시스템은 다양한 동작들을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 프로세서, 데이터 스토리지, 및 데이터 스토리지 상에 저장되고 하나 이상의 프로세서에 의해 실행가능한 프로그램 명령어들을 가질 수 있다. 따라서, 이러한 배열의 경우, 제어 시스템은 아래에 설명되는 방법들의 것들과 같은, 본원에 설명되는 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어 시스템은 외부 제어 시스템과 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들 사이에 제어 신호들 및/또는 데이터의 전송을 용이하게 하는 것을 돕기 위해 외부 제어 시스템 등(예를 들어, LIDAR 디바이스(100)가 결합되는 차량에 배열되는 컴퓨팅 시스템)과 통신할 수 있다.
그러나, 다른 배열들에서, 전자 장치들(104)은 쟁점중인 제어 시스템을 포함하지 않을 수 있다. 오히려, 상기 언급된 와이어링들의 적어도 일부는 외부 제어 시스템에의 연결성을 위해 사용될 수 있다. 이러한 배열의 경우, 와이어링들은 외부 제어 시스템과 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들 사이에 제어 신호들 및/또는 데이터의 전송을 용이하게 하는 것을 도울 수 있다. 다른 배열들이 또한 가능하다.
게다가, 하나 이상의 광원(106)은 파장 범위 내의 파장들을 갖는 복수의 광 빔 및/또는 펄스를 각각 방출하도록 구성될 수 있다. 파장 범위는 예를 들어, 전자기 스펙트럼의 자외, 가시, 및/또는 적외 부분들에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 파장 범위는 예컨대 레이저들에 의해 제공되는 좁은 파장 범위일 수 있다. 일 예에서, 파장 범위는 거의 1525 nm와 1565 nm 사이인 파장들을 포함한다. 이러한 범위는 예시적 목적들만을 위해 설명되고 제한적이도록 의미되지 않는다는 점이 주목된다.
실제로, 광원들(106) 중 하나는 광 증폭기를 포함하는 섬유 레이저일 수 있다. 특히, 섬유 레이저는 능동 이득 매체(즉, 레이저 내의 광학 이득의 소스)가 광섬유에 있는 레이저일 수 있다. 더욱이, 섬유 레이저는 다양한 방식들로 LIDAR 디바이스(100) 내에 배열될 수 있다. 예를 들어, 섬유 레이저는 회전 플랫폼(114)과 수신기(110) 사이에 배치될 수 있다.
그와 같이, 본 개시는 일반적으로 일차 광원(106)으로서 사용되는 섬유 레이저의 맥락에서 본원에 설명될 것이다. 그러나, 일부 배열들에서, 하나 이상의 광원(106)은 복수의 방출된 광 빔 및/또는 펄스를 제공하기 위해 광을 선택적으로 투과, 반사, 및/또는 방출하도록 구성되는 레이저 다이오드들, 발광 다이오드들(light emitting diodes)(LED), 수직 캐비티 표면 방출 레이저들(vertical cavity surface emitting lasers)(VCSEL), 유기 발광 다이오드들(organic light emitting diodes)(OLED), 폴리머 발광 다이오드들(polymer light emitting diodes)(PLED), 발광 폴리머들(light emitting polymers)(LEP), 액정 디스플레이들(liquid crystal displays)(LCD), 미세 전자 기계 시스템들(microelectromechanical systems)(MEMS), 및/또는 임의의 다른 디바이스를 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
더욱이, 송신기(108)는 광을 환경으로 방출하도록 구성될 수 있다. 특히, 송신기(108)는 광을 광원(106)으로부터 환경을 향해 지향시키도록 배열되는 광학 배열을 포함할 수 있다. 이러한 광학 배열은 다른 광학 구성요소들 중에서, 물리적 공간 도처에 광의 전파를 가이드하기 위해 사용되는 미러(들) 및/또는 광의 특정 특성들을 조정하기 위해 사용되는 렌즈(들)의 임의의 실현가능 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 배열은 광을 콜리메이팅하도록 배열되는 투과 렌즈를 포함할 수 있으며, 그것에 의해 서로 실질적으로 평행한 광선들을 갖는 광을 야기한다. 더욱이, 렌즈는 예를 들어 수평 축에서 떨어진 +7°내지 수평 축에서 떨어진 -18°의 수직 광 스프레드를 야기함으로써와 같이, 광을 특정 방식으로 확산하거나 그렇지 않으면 산란하도록 형상화될 수 있다(예를 들어, 수평 축은 환경 내의 지표면에 이상적으로 평행함).
주목된 바와 같이, LIDAR 디바이스(100)는 적어도 하나의 수신기(110)를 포함할 수 있다. 수신기(110)는 송신기(108)로부터 방출되는 광 중 하나와 동일한 파장 범위(예를 들어, 1525 nm 내지 1565 nm) 내의 파장들을 갖는 적어도 검출하도록 각각 구성될 수 있다. 그렇게 함으로써, 수신기(110)는 특정 분해능에서 광을 검출할 수 있다. 예를 들어, 수신기(110)는 0.036°(수평) x 0.067°(수직) 각도 분해능에서 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 수신기(110)는 특정 FOV에서 환경을 스캐닝하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수신기(110)는 상기 언급된 수평 축에서 떨어진 +7°내지 수평 축에서 떨어진 -18°의 범위 내에 입사 광을 집속하도록 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 수신기(110)는 +7°내지 -18°의 범위를 따라 광의 검출을 허용하며, 그것은 송신기(108)가 제공하는 방출된 광의 상기 언급된 예시적 수직 스프레드와 매칭한다. 이러한 분해능 및 FOV는 예시적 목적들만을 위해 설명되고 제한적이도록 의미되지 않는다는 점이 주목된다.
예시적 구현에서, 수신기(110)는 수신기(110)가 상기 설명된 바와 같이 분해능 및 FOV를 제공하는 것을 허용하는 광학 배열을 가질 수 있다. 일반적으로, 그러한 광학 배열은 적어도 하나의 광학 렌즈와 광검출기 어레이 사이에 광학 경로를 제공하도록 배열될 수 있다.
더 구체적으로, 수신기(110)는 LIDAR 디바이스(100)의 환경 내의 하나 이상의 객체로부터 반사되는 광을 수신기(110)의 검출기들 위로 집속하도록 배열되는 광학 렌즈를 포함할 수 있다. 그렇게 행하기 위해, 광학 렌즈는 특정 초점 길이(예를 들어, 거의 35 cm)뿐만 아니라 특정 치수들(예를 들어, 거의 10cm x 5cm)을 가질 수 있다. 더욱이, 광학 렌즈는 상기 설명된 바와 같이 특정 수직 FOV(예를 들어, +7°내지 -18°)를 따라 입사 광을 집속하기 위해 형상화될 수 있다. 제1 수신기의 광학 렌즈의 그러한 형상화는 본 개시의 범위로부터 벗어나는 것 없이 다양한 형태들 중 하나(예를 들어, 구면 형상화)를 띨 수 있다.
더욱이, 주목된 바와 같이, 수신기(110)는 광검출기 어레이를 가질 수 있으며, 이 어레이는 검출된 광(예를 들어, 상기 언급된 파장 범위 내의)을 검출된 광을 나타내는 전기 신호로 변환하도록 각각 구성되는 2개 이상의 검출기를 포함할 수 있다. 실제로, 그러한 광검출기 어레이는 다양한 방식들 중 하나로 배열될 수 있다. 예를 들어, 검출기들은 하나 이상의 기판(예를 들어, 인쇄 회로 보드들(printed circuit boards)(PCBs), 가요성 PCB들 등) 상에 배치되고 광학 렌즈로부터 광학 경로를 따라 이동하고 있는 입사 광을 검출하도록 배열될 수 있다. 또한, 그러한 광검출기 어레이는 임의의 실현가능 방식으로 정렬되는 임의의 실현가능 수의 검출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광검출기 어레이는 검출기들의 13 x 16 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 광검출기 어레이는 예시적 목적들만을 위해 설명되고 제한적이도록 의미되지 않는다는 점이 주목된다.
일반적으로, 어레이의 검출기들은 다양한 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 검출기들은 방출된 광의 파장 범위 내의 파장들을 갖는 집속된 광을 수신하도록 구성되는 광다이오드들, 애벌란시 광다이오드들(예를 들어, 가이거 모드 및/또는 선형 모드 애벌란시 광다이오드들), 광트랜지스터들, 카메라들, 능동 픽셀 센서들(active pixel sensors)(APS), 전하 결합 디바이스들(charge coupled devices)(CCD), 극저온 검출기들, 및/또는 광의 임의의 다른 센서의 형태를 취할 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
게다가, 주목된 바와 같이, LIDAR 디바이스(100)는 축 주위에서 회전하도록 구성되는 회전 플랫폼(112)을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 회전하기 위해, 하나 이상의 액추에이터(114)는 회전 플랫폼(112)을 작동시킬 수 있다. 실제로, 이러한 액추에이터들(114)은 다른 가능성들 중에서, 모터들, 공압 액추에이터들, 유압 피스톤들, 및/또는 압전 액추에이터들을 포함할 수 있다.
예시적 구현에서, 송신기(108) 및 수신기(110)는 이러한 구성요소들 각각이 회전 플랫폼(112)의 회전에 기초하여 환경에 대해 이동하도록 회전 플랫폼(112) 상에 배열될 수 있다. 특히, 이러한 구성요소들 각각은 LIDAR 디바이스(100)가 다양한 방향들로부터 정보를 획득할 수 있도록 축에 대해 회전될 수 있다. 이러한 방식으로, LIDAR 디바이스(100)는 회전 플랫폼(112)을 상이한 방향들로 작동함으로써 조정될 수 있는 수평 뷰잉 방향을 가질 수 있다.
이러한 배열의 경우, 제어 시스템은 환경에 관한 정보를 다양한 방식들로 획득하기 위해 회전 플랫폼(112)을 다양한 방식들로 회전시키라고 액추에이터(114)에 명령할 수 있다. 특히, 회전 플랫폼(112)은 다양한 정도에서 그리고 어느 하나의 방향으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 회전 플랫폼(112)은 LIDAR 디바이스(100)가 환경의 360°수평 FOV를 제공하도록 전체 선회들을 수행할 수 있다. 따라서, 수신기(110)가 회전 플랫폼(112)의 회전에 기초하여 회전할 수 있는 것을 고려하면, 수신기(110)는 상기 설명된 바와 같이 수평 FOV(예를 들어, 360°) 및 또한 수직 FOV를 가질 수 있다.
더욱이, 회전 플랫폼(112)은 LIDAR 디바이스(100)로 하여금 환경을 다양한 리프레시 속도들로 스캐닝하게 하기 위해 다양한 속도들로 회전할 수 있다. 예를 들어, LIDAR 디바이스(100)는 15 Hz의 리프레시 속도(예를 들어, 초당 LIDAR 디바이스(100)의 15 완전 회전들)를 갖도록 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 예에서, LIDAR 디바이스(100)가 아래에 추가로 설명되는 바와 같이 차량에 결합되는 것을 가정하면, 스캐닝은 차량 주위의 360°FOV를 매초 15회 스캐닝하는 것을 수반한다. 다른 예들이 또한 가능하다.
게다가, 주목된 바와 같이, LIDAR 디바이스(100)는 고정 플랫폼(116)을 포함할 수 있다. 실제로, 고정 플랫폼(116)은 임의의 형상 또는 형태를 띨 수 있고 차량 예를 들어 차량의 위와 같은, 다양한 구조들에의 결합을 위해 구성될 수 있다. 또한, 고정 플랫폼(116)의 결합은 임의의 실현가능 커넥터 배열(118)(예를 들어, 볼트들, 나사들, 및/또는 접착제들)을 통해 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, LIDAR 디바이스(100)는 본원에 설명되는 것들과 같은, 다양한 목적들을 위해 사용되기 위해 구조에 결합될 수 있다.
더욱이, LIDAR 디바이스(100)는 또한 고정 플랫폼(116)을 회전 플랫폼(112)에 직접 또는 간접적으로 결합하는 회전 링크(120)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 회전 링크(120)는 고정 플랫폼(116)에 대해 축 주위에서 회전 플랫폼(112)의 회전을 제공하는 임의의 형상, 형태 및 재료를 띨 수 있다. 예를 들어, 회전 링크(120)는 액추에이터(114)로부터의 작동에 기초하여 회전하는 샤프트 등의 형태를 취할 수 있으며, 그것에 의해 기계력들을 액추에이터(114)로부터 회전 플랫폼(112)으로 전달한다. 더욱이, 주목된 바와 같이, 회전 링크(120)는 LIDAR 디바이스(100)의 전자 장치들(104) 및/또는 하나 이상의 다른 구성요소가 배치될 수 있는 중심 캐비티를 가질 수 있다. 다른 배열들이 또한 가능하다.
게다가, 주목된 바와 같이, LIDAR 디바이스(100)는 하우징(122)을 포함할 수 있다. 실제로, 하우징(122)은 임의의 형상 및 형태를 띨 수 있다. 예를 들어, 하우징(122)은 다른 가능성들 중에서, 돔 형상 하우징일 수 있다. 더욱이, 하우징(122)은 LIDAR 디바이스(100)의 다른 구성요소들에 대해 다양한 방식들로 배열될 수 있다. 이러한 하우징은 예시적 목적들만을 위해 설명되고 제한적이도록 의미되지 않는다는 점이 주목된다.
예시적 구현에서, 하우징(122)은 회전 플랫폼(112)에 결합될 수 있어 하우징(122)은 회전 플랫폼(112)의 회전에 기초하여 상기 언급된 축 주위에서 회전하도록 구성된다. 이러한 구현의 경우, LIDAR 디바이스(100)의 송신기(108), 수신기(110), 및 가능하게는 다른 구성요소들은 하우징(122) 내에 각각 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 송신기(108) 및 수신기(110)는 하우징(122) 내에 배치되는 동안 이러한 하우징(122)과 함께 회전할 수 있다.
더욱이, 하우징(122)은 그 위에 형성되는 애퍼처를 가질 수 있으며, 그것은 임의의 실현가능 형상 및 크기를 띨 수 있다. 이와 관련하여, 송신기(108)는 광을 애퍼처를 통해 환경으로 방출하기 위해 하우징(122) 내에 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 송신기(108)는 하우징(122)의 대응하는 회전으로 인해 애퍼처와 함께 회전할 수 있으며, 그것에 의해 다양한 방향들로 광의 방출을 허용한다. 또한, 수신기(110)는 환경으로부터 애퍼처를 통해 하우징(122)에 진입하는 광을 검출하기 위해 하우징(122) 내에 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 수신기(110)는 하우징(122)의 대응하는 회전으로 인해 애퍼처와 함께 회전할 수 있으며, 그것에 의해 다양한 방향들로부터 수평 FOV를 따라 들어오는 광의 검출을 허용한다.
게다가, 하우징(122)은 투명 재료로 구성될 수 있는 애퍼처를 제외하고, 적어도 부분적으로 비투명인 재료로 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 광은 애퍼처를 통해 전파될 수 있으며, 그것에 의해 환경의 스캐닝을 허용한다. 그러나, 하우징(122)이 적어도 부분적으로 비투명인 것으로 인해, 하우징(122)은 적어도 일부 광이 하우징(122)의 내부 공간에 진입하는 것을 차단할 수 있고 따라서 열 효과들을 완화하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 하우징(122)은 태양 광선들이 하우징(122)의 내부 공간에 진입하는 것을 차단할 수 있으며, 그것은 그러한 태양 광선들로 인해 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들의 과열을 회피하는 것을 도울 수 있다. 더욱이, LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들이 하우징(122) 내에 배치되는 것으로 인해 그리고 하우징(122)이 그러한 구성요소들과 함께 회전하는 것으로 인해, 하우징(122)은 다른 것들 중에서, 비 및/또는 눈과 같은, 다양한 환경 위험들로부터 그러한 구성요소들을 보호하는 것을 도울 수 있다.
그러나, 다른 구현들에서, 하우징(122)은 LIDAR 디바이스(100)와 회전하지 않는 외부 고정 하우징일 수 있다. 예를 들어, 외부 고정 하우징은 차량에 결합될 수 있고 LIDAR 디바이스는 또한 외부 고정 하우징 내에서 회전하도록 구성되는 동안 차량에 결합될 수 있다. 이러한 상황에서, 외부 고정 하우징은 외부 고정 하우징을 통해 광의 전파를 허용하고 따라서 LIDAR 디바이스(100)에 의한 환경의 스캐닝을 허용하기 위해 투명할 가능성이 있을 것이다. 더욱이, LIDAR 디바이스(100)는 또한 광이 전파될 수 있는 애퍼처를 포함할 수 있고 그러한 애퍼처는 LIDAR 디바이스(100)의 내부 하우징 상에 있을 수 있으며, 내부 하우징은 LIDAR 디바이스(100)의 다른 구성요소들과 함께 외부 고정 하우징 내에서 회전할 수 있다. 다른 구현들이 또한 가능하다.
III.
LIDAR 디바이스의 예시적 구현
다음에, 도 2a 내지 도 2c는 상기 설명되는 특징들을 갖는 LIDAR 디바이스의 간략화된 예시들의 예시적 세트를 도시한다. 특히, 도 2a는 LIDAR 디바이스(200)의 상단 단면도를 도시하고, 도 2b는 LIDAR 디바이스(200)의 측단면도를 도시하고, 도 2c는 도 2b에 도시된 측면도(예를 들어, 축(232) 주위에서 LIDAR 디바이스(200)의 선회의 절반 후에 도시된 측면도와 같음)와 반대인 LIDAR 디바이스(200)의 측단면도를 도시한다. 이러한 예시들은 예시적 목적들만을 위해 도시되고 제한적이도록 의미되지 않는다는 점이 주목된다.
더 구체적으로, 도 2a 내지 도 2c는 상기 논의에 따라, LIDAR 디바이스(200)가 회전 플랫폼(212)에 결합되는 하우징(222)을 포함하는 것을 집합적으로 예시한다. 그 다음, 회전 플랫폼(212)은 또한 상기 논의에 따라, 회전 링크(220)를 통해 고정 플랫폼(216)에 결합되는 것으로서 도시된다. 이러한 배열의 경우, 회전 플랫폼(212)은 축(232) 주위에서 회전할 수 있으며, 그것에 의해 또한 축(232) 주위에서 LIDAR 디바이스(200)의 하우징(222), 송신기(208), 및 수신기(210)의 회전을 야기한다.
실제로, 하우징(222)은 상기 설명된 하우징(122)의 형태를 취할 수 있다. 또한, 하우징(222)은 광이 환경으로 방출될 수 있고 반사된 광이 환경으로부터 진입할 수 있는 애퍼처(230)를 포함하는 것으로 도시된다. 게다가, 도 2a 내지 도 2c는 송신기(208) 및 수신기(210)가 하우징(222) 내에 각각 배치되는 것을 집합적으로 예시하며, 송신기(208)는 수신기(210) 위에 위치된다.
더 구체적으로, 송신기(208)는 상기 설명된 송신기(108)의 형태를 취할 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 송신기(208)는 광 증폭기로서의 역할을 하는 섬유 레이저와 융합되는 광학 렌즈(224)를 포함하며, 섬유 레이저는 회전 플랫폼(212)과 수신기(210) 사이에 적어도 부분적으로 위치된다. 그리고, 상기 논의에 따라, 광학 렌즈(224)는 +7°내지 -18°의 특정 수직 스프레드를 따라 방출된 광을 수직으로 확산하도록 배열될 수 있다.
부가적으로, 수신기(210)는 상기 설명된 수신기(110)의 형태를 취할 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 수신기(210)는 광학 렌즈(238)와 광검출기 어레이(236) 사이에 광학 경로를 제공하는 광학 배열을 포함한다. 구체적으로, 광학 렌즈(238)는 +7°내지 -18°의 수직 FOV 범위 내에 입사 광을 집속하도록 배열될 수 있다. 그리고, 상기 논의에 따라, 광검출기 어레이(236)는 0.036°(수평) x 0.067°(수직) 각도 분해능에서 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
다음에, 도 3a 내지 도 3d는 차량(300) 내의 개시된 LIDAR 디바이스의 구현을 집합적으로 예시하며, 구체적으로 차량(300) 내의 예시적 LIDAR 디바이스(200)의 구현을 예시한다. 차량(300)이 승용차로서 예시되지만, 다른 실시예들이 가능하다. 더욱이, 예시적 차량(300)이 자율 모드에서 동작하도록 구성될 수 있는 차량으로서 도시되지만, 본원에 설명되는 실시예들은 또한 자율적으로 동작하도록 구성되지 않는 차량들에 적용가능하다. 따라서, 예시적 차량(300)은 제한적이도록 의미되지 않는다.
특히, 도 3a는 차량(300)의 우측면도, 정면도, 후면도, 및 상면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 차량(300)은 차량(300)의 휠들(302)이 위치되는 하단 측면과 반대인 차량(300)의 상단 측면 상에 위치되는 LIDAR 디바이스(200)를 포함한다. LIDAR 디바이스(200)가 차량(300)의 상단 측면 상에 위치되는 것으로서 도시되고 설명되지만, LIDAR 디바이스(200)는 본 개시의 범위로부터 벗어나는 것 없이 차량의 임의의 파트 실현가능 부분 상에 위치될 수 있다.
다음에, 더욱이, 도 3b 내지 도 3c는 LIDAR 디바이스(200)가 예를 들어 하나 이상의 광 펄스를 방출하고 차량(300)의 환경 내의 객체들에서 반사된 광 펄스들을 검출하는 동안 수직 축(232) 주위에 회전함으로써 차량(300) 주위의 환경을 (예를 들어, 15 Hz의 리프레시 속도로) 스캐닝하도록 구성될 수 있는 것을 도시한다.
더 구체적으로, 도 3b는 LIDAR 디바이스(200)가 +7°내지 -18°의 상기 언급된 수직 스프레드를 갖는 광을 방출하는 것을 도시한다. 이러한 방식으로, 광 방출들은 차량(300)에 상대적으로 가까운 환경의 영역들(예를 들어, 차선 마커)을 향해 및/또는 차량(300)에서 덜 멀리 떨어진 환경의 영역들(예를 들어, 차량 앞의 도로 표지)을 향해 방출될 수 있다.
게다가, 도 3c는 LIDAR 디바이스(200)가 +7°내지 -18°의 상기 언급된 수직 FOV를 가진 반사된 광을 검출하고 0.036°x 0.067°의 분해능에서 그렇게 행하기 위해 수신기(210)를 사용하는 것을 도시한다. 이러한 방식으로, 수신기(210)는 차량(300)에 상대적으로 가까운 환경의 영역들에 반사되는 광 및/또는 차량(300)에서 더 멀리 떨어진 환경의 영역들에 반사되는 광을 검출할 수 있다.
일반적으로, 이러한 검출 거리들은 도 3d에서 예로서 예시된다. 특히, 도 3d는 차량(300)이 주위 환경을 스캐닝하기 위한 LIDAR 디바이스(200)를 사용하는 상기 설명된 시나리오에서 차량(300)의 상면도를 예시한다. 따라서, 수신기(210)의 수평 FOV는 차량(300) 주위의 모든 방향들에서 360°에 걸칠 수 있다.
도 3d에 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(200)는 차량(300)까지의 거리들의 범위 내의 객체들의 검출 및/또는 식별에 적절할 수 있다. 더 구체적으로, 윤곽(304)의 외부 및 윤곽(306)에 의해 정의되는 거리들의 범위 내의 객체들은 LIDAR 디바이스(200)의 수신기(210)로부터의 데이터를 사용하여 적절히 검출/식별될 수 있다. 이러한 윤곽들은 축척에 따라 도시되는 것이 아니라 설명을 편의를 위해 도시된 것으로서 예시된다는 점이 주목된다.
IV.
LIDAR 디바이스를 보호하는 완화 시스템
본 개시에 따라, LIDAR 디바이스는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호하는 것을 돕는 완화 시스템을 구비할 수 있다. 주목된 바와 같이, 완화 시스템은 간섭 필터, 흡수 필터, 적응 필터, 및/또는 공간 필터와 같은 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 완화 시스템을 고려하면, LIDAR 디바이스는 외부 광에 대해 대책을 제공하는 곳에 항상 있는 하나 이상의 하드웨어 구성요소를 가질 수 있다.
i. 간섭 필터
간섭 필터는 광의 하나 이상의 파장을 필터링 아웃하고 광의 하나 이상의 다른 파장을 통과시키기 위해 파 간섭의 물리 현상을 사용하도록 배열되는 필터이다. 실제로, 간섭 필터는 다양한 형상들(예를 들어, 직사각형)로 구성될 수 있고 광의 특정 파장들의 그러한 필터링을 용이하게 하는 것을 돕도록 배열되는 하나 이상의 재료로 구성될 수 있다.
예를 들어, 간섭 필터는 높고 낮은 굴절률 재료들의 교대 층들로 구성될 수 있으며, 교대 층들은 유리 등과 같은 투명 기판 상에 증착된다. 이러한 배열의 경우, 더 낮은 인덱스 재료로부터 이동하는 광은 특정 각도들 및 파장들의 광만이 재료를 건설적으로 간섭하고 통과하는 반면에 모든 다른 광이 재료를 파괴적으로 간섭하고 반사하는 그러한 방식으로 더 높은 인덱스 재료에 반사할 수 있다. 일반적으로, 다양한 층들에 대한 두께 및 굴절률 값들은 각각의 층 계면에서 반사되는 광파들의 간섭을 제어할 수 있다. 따라서, 각각의 두께 및 굴절률은 필터링 아웃되는 타겟 파장들을 선택하기 위해 디자인에 의해 선택될 수 있다.
간섭 필터의 동작의 이러한 원리들을 고려하면, 간섭 필터는 다양한 다른 옵션들 중에서, 더 긴 파장들이 통과하는 것만을 허가하는 롱패스 필터, 더 짧은 파장들이 통과하는 것만을 허가하는 쇼트패스 필터, 또는 특정 파장 밴드가 통과하는 것만을 허가하는 밴드패스 필터로서 디자인될 수 있다. 그와 같이, LIDAR 디바이스는 파장들의 특정 조합들을 필터링 아웃하기 위해 하나 이상의 그러한 간섭 필터를 포함할 수 있다
특히, LIDAR 디바이스는 LIDAR 디바이스의 검출가능 파장 범위의 외부의 하나 이상의 파장을 갖는 광을 필터링 아웃하고 LIDAR 디바이스의 검출가능 파장 범위 내의 파장들을 갖는 광을 적어도 통과시키도록 배열되는 간섭 필터를 포함할 수 있다. 실제로, 필터링 아웃되는 타겟 파장들은 다른 가능성들 중에서, 통상적으로 사용된 외부 광원들에서 비롯되는 외부 광의 것들 및/또는 LIDAR 디바이스의 검출기들의 기능성을 손상시키는 것으로 공지된 것들일 수 있다. 예를 들어, 이러한 통상적으로 사용된 외부 광원들은 레이저 포인터들일 수 있으며, 이 포인터들은 예를 들어 473 nm 및/또는 532 nm의 파장들과 같은, 특정 파장들의 광을 방출하는 것으로 공지되어 있다. 따라서, LIDAR 디바이스는 473 nm 및/또는 532 nm의 파장들을 갖는 임의의 외부 광을 필터링 아웃하도록 배열되는 하나 이상의 간섭 필터를 포함할 수 있으며, 그것에 의해 LIDAR 디바이스를 보호하는 것을 돕는다.
더욱이, 간섭 필터는 광이 LIDAR 디바이스의 검출기들에 도달하기 전에 광이 필터링 아웃되도록 LIDAR 디바이스의 광학 경로 내의 어디든지 위치될 수 있다. 일 예에서, 간섭 필터는 수신기의 렌즈의 전면에 위치될 수 있어, 광은 렌즈를 통과하기 전에 필터링 아웃된다. 다른 예에서, 간섭 필터는 수신기의 렌즈 뒤에 위치될 수 있어, 광은 렌즈를 통과하고 그 다음 검출기들에 도달하기 전에 필터링 아웃된다. 또 다른 예에서, 간섭 필터는 다양한 방식들로 수신기의 렌즈 상에 증착되거나 그렇지 않으면 이 렌즈에 통합될 수 있어, 광은 렌즈를 통과하는 동안 필터링 아웃된다. 다른 예들이 또한 가능하다.
도 4는 대표적 간섭 필터(400)를 LIDAR 디바이스(200)로 통합하기 위한 접근법을 예시한다. 특히, 도 4는 간섭 필터(400)를 갖는 수신기(210)의 클로즈업 예시이다. 도시된 바와 같이, 간섭 필터(400)는 렌즈(238) 뒤에 위치되어, 광은 렌즈(238)를 통과하고 그 다음 검출기들(236)에 도달하기 전에 간섭 필터(400)에 의해 필터링 아웃된다. 더욱이, 도시된 바와 같이, 간섭 필터(400)는 통상 사용된 레이저 포인터에 의해 방출되는 파장인 532 nm의 파장을 갖는 광을 적어도 필터링 아웃하고, LIDAR 디바이스(200)의 검출가능 파장 범위 내의 파장인 1550 nm의 파장을 갖는 광을 적어도 통과하도록 구성된다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
ii. 흡수 필터
흡수 필터는 광의 하나 이상의 파장을 흡수하고 광의 하나 이상의 다른 파장을 통과시키도록 배열된다. 흡수 필터에서, 광은 사용되는 기판의 흡수 성질들에 기초하여 차단된다. 따라서, 차단되는 광은 필터에 반사하지 않으며; 오히려, 그것은 필터 내에 흡수되고 포함된다.
일반적으로, 흡수 필터는 예를 들어 유리 및/또는 플라스틱과 같은, 하나 이상의 재료와 혼합되거나 그렇지 않으면 하나 이상의 재료로 통합되는 특정 파장들을 흡수하는 유기 및/또는 무기 화합물들 등을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 흡수 필터는 다양한 형상들 및 형태들을 띨 수 있는 기판으로서 디자인될 수 있다. 더욱이, 흡수 필터는 광의 다른 파장들이 통과하는 것을 허용하는 동안 특정 파장들을 흡수하도록 선택적으로 디자인될 수 있다.
본 개시에 따라, LIDAR 디바이스는 LIDAR 디바이스의 검출가능 파장 범위의 외부의 하나 이상의 파장을 갖는 광을 필터링 아웃하고 LIDAR 디바이스의 검출가능 파장 범위 내의 파장들을 갖는 광을 적어도 통과시키도록 배열되는 흡수 필터를 포함할 수 있다. 실제로, 필터링 아웃되는 타겟 파장들은 다른 가능성들 중에서, 통상적으로 사용된 외부 광원들에서 비롯되는 외부 광의 것들 및/또는 LIDAR 디바이스의 검출기들의 기능성을 손상시키는 것으로 공지된 것들일 수 있다.
더욱이, 흡수 필터는 다양한 방식들로 LIDAR 디바이스에 통합될 수 있다. 일 예에서, 흡수 필터는 LIDAR 디바이스의 하우징에 통합될 수 있어, 흡수 필터는 광이 LIDAR 디바이스의 검출기들에 도달하기 전에 광을 필터링 아웃한다. 다른 예에서, 흡수 필터는 LIDAR 디바이스의 애퍼처로 통합될 수 있어, 흡수 필터는 광이 LIDAR 디바이스의 검출기들에 도달하기 전에 광을 필터링 아웃한다. 또 다른 예에서, 흡수 필터는 수신기의 렌즈로 통합될 수 있어, 흡수 필터는 광이 LIDAR 디바이스의 검출기들에 도달하기 전에 광을 필터링 아웃한다. 다른 예들이 또한 가능하다.
다음에, 도 5는 대표적 흡수 필터(500)를 LIDAR 디바이스(200)로 통합하기 위한 접근법을 예시한다. 특히, 도 5는 하우징(222) 및 애퍼처(230)의 클로즈업 예시이다. 도시된 바와 같이, 흡수 필터(500)는 애퍼처(230)로 통합되어, 광은 렌즈(238)에 도달하기 전에 및 따라서 검출기들(236)에 도달하기 전에 필터링 아웃된다. 더욱이, 도시된 바와 같이, 흡수 필터(500)는 통상 사용된 레이저 포인터에 의해 방출되는 파장인 473 nm의 파장을 갖는 광을 적어도 필터링 아웃하고, LIDAR 디바이스들(200)의 검출가능 파장 범위 내의 파장인 1555 nm의 파장을 갖는 광을 적어도 통과하도록 구성된다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
iii. 적응 필터
적응 필터는 조정가능한 필터이고 따라서 이러한 필터에 의해 필터링 아웃되는 파장들은 다양한 방식들로 조정가능하거나 그렇지 않으면 선택가능하다. 실제로, 적응 필터는 광의 특정 파장들을 흡수함으로써 및/또는 광의 특정 파장을 반사함으로써 그러한 필터링을 수행할 수 있다. 따라서, 흡수 및 간섭 필터의 맥락에서 상기 논의된 광 흡수 및 반사 원리들은 적응 필터의 맥락에서 적용될 수 있다.
게다가, 적응 필터는 필터에 전기 신호 등의 인가에 기초하여 활성화될 수 있다. 또한, 필터링 아웃되는 파장들은 인가된 전기 신호의 특성들(예를 들어, 전류 및/또는 전압)의 조정에 기초하여 수동으로 및/또는 자동으로 선택될 수 있다. 따라서, 전압/전류원은 적응 필터 및 제어 시스템에 결합될 수 있고 그리고/또는 조작자는 전압/전류원에 의해 출력되는 전압/전류를 조정할 수 있어, 적응 필터에 의해 필터링 아웃되는 파장들을 선택적으로 조정한다.
일반적으로, 필터링 아웃되는 파장들의 그러한 선택적 조정들은 하나 이상의 전기광학 효과로 인해 발생할 수 있다. 예를 들어, 케르 효과 및 포켈스 효과로 공지된 전기광학 효과들은 그러한 재료에 전기 필드의 인가에 응답하여 재료의 굴절률의 변경을 허용할 수 있다. 이러한 이유로, 적응 필터는 외부로 인가된 전압 또는 전류에 의해 제어될 수 있는 광 투과율 특성들을 갖는 재료(예를 들어, 액정)로 구성될 수 있다.
본 개시에 따라, LIDAR 디바이스는 그러한 적응 필터를 포함할 수 있다. 하나의 경우에, 적응 필터에 의해 필터링 아웃되는 파장들은 일정할 수 있다. 예를 들어, 적응 필터는 다른 가능성들 중에서, 통상적으로 사용된 외부 광원들에서 비롯되는 외부 광의 파장들 및/또는 LIDAR 디바이스의 검출기들의 기능성을 손상시킬 수 있는 파장들을 항상 필터링 아웃하도록 사전 구성될 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 적응 필터에 의해 필터링 아웃되는 파장들은 다양한 인자들에 기초하여 시간에 따라 조정될 수 있다. 아래에 상세히 추가로 설명되는 바와 같이, 예를 들어, 제어 시스템은 외부 광의 특정 파장을 결정하기 위해 센서 데이터를 사용할 수 있고 적응 필터로 하여금 그러한 특정 파장을 갖는 광을 응답적으로 필터링 아웃하게 할 수 있다. 다른 경우들이 또한 가능하다.
더욱이, 적응 필터는 광이 LIDAR 디바이스의 검출기들에 도달하기 전에 필터링 아웃되도록 LIDAR 디바이스의 광학 경로 내의 어디든지 위치될 수 있다. 일 예에서, 적응 필터는 수신기의 렌즈의 전면에 위치될 수 있어, 광은 렌즈를 통과하기 전에 필터링 아웃된다. 다른 예에서, 적응 필터는 수신기의 렌즈 위에 위치될 수 있어, 광은 렌즈를 통과하고 그 다음 검출기에 도달하기 전에 필터링 아웃된다. 또 다른 예에서, 적응 필터는 다양한 방식들로 수신기의 렌즈 상에 증착되거나 그렇지 않으면 이 렌즈에 통합될 수 있어, 광은 렌즈를 통과하는 동안 필터링 아웃된다. 다른 예들이 또한 가능하다.
도 6a 내지 도 6b는 대표적 적응 필터(600)를 LIDAR 디바이스(200)로 통합하기 위한 접근법을 예시한다. 특히, 도 6a 내지 도 6b는 적응 필터(600)를 갖는 수신기(210)의 클로즈업 예시를 각각 도시한다. 도시된 바와 같이, 적응 필터(600)는 렌즈(238) 뒤에 위치되어, 광은 렌즈(238)를 통과하고 그 다음 검출기들(236)에 도달하기 전에 적응 필터(600)에 의해 필터링 아웃된다. 더욱이, 적응 필터(600)에 결합되고 전압을 적응 필터(600)에 인가하도록 구성되는 전압원(602)이 도시된다.
특히, 도 6a는 전압원(602)이 전압(V1)을 적응 필터(600)에 인가할 수 있고 그 다음 적응 필터(600)가 제1 레이저 포인터에 의해 방출되는 외부 광의 파장인 532 nm의 파장을 갖는 광을 필터링 아웃하도록 응답적으로 구성될 수 있는 것을 예시한다. 대조적으로, 도 6b는 전압원(602)이 전압(V2)을 적응 필터(600)에 인가할 수 있고 그 다음 적응 필터(600)가 제2 레이저 포인터에 의해 방출되는 외부 광의 파장인 473 nm의 파장을 갖는 광을 필터링 아웃하도록 응답적으로 구성될 수 있는 것을 예시한다. 도 6a 내지 도 6b 둘 다에서, 적응 필터(600)는 1550 nm의 파장을 갖는 광이 통과하는 것을 허용하는 것으로서 도시된다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
추가 양태에서, 적응 필터는 임계의 높은 세기 조명 하에 있을 때 불투명이 되는 필터일 수 있으며, 그것에 의해 그러한 임계의 높은 세기 조명 하에 있을 때 광을 필터링한다. 특히, 그러한 필터는 다른 것들 중에서, 자동 집속 원리들에 기초하여 불투명 상태를 달성하는 광 파워 리미터일 수 있다. 자동 집속과 관련하여, 예를 들어, 필터는 증가하는 광 필드 세기에 따라(예를 들어, 케르 효과로 인해) 증가하는 비선형 굴절률을 갖는 매체를 포함할 수 있다. 실제로, 굴절률은 광 빔의 중심과 같은, 세기가 더 높은 영역들에서 더 크게 될 수 있으며, 그것은 빔을 붕괴할 수 있는 집속 밀도 프로파일(예를 들어, 타운즈 프로파일)을 생성할 수 있고, 그것에 의해 불투명 상태를 야기한다. 이러한 방식으로, 광 파워 리미터는 높은 세기 조명 하에 있을 때 광을 필터링 아웃할 수 있고 상대적으로 빠른 응답 시간에 그렇게 행할 수 있다. 구체적으로, 광 파워 리미터는 필터로 하여금 광을 필터링 아웃하게 하기 위해 (예를 들어, 광의 검출에 응답하여) 필터에 전기 신호의 인가가 필연적으로 있는 것 없이 그렇게 행할 수 있다.
이러한 양태에서, 적응 필터는 또한 특정 파장 이외의 파장들에서의 조명 하에 있을 때 투명을 유지하는 동안, 특정 파장에서의 임계의 높은 세기 조명에 있을 때에만 특정 파장을 필터링 아웃하도록 배열될 수 있다. 특히, 그러한 필터는 다른 것들 중에서, 유도 브리유앵 산란(stimulated Brillouin scattering)(SBS) 원리들에 기초하여 파장 의존 불투명 상태를 달성하는 광 파워 리미터일 수 있다. SBS와 관련하여, 예를 들어, 매체에 이동하는 광의 임계의 높은 세기 빔들은 (예를 들어, 전기변형으로 인해) 매체에 음향 진동들을 유도할 수 있고 그러한 진동들은 궁극적으로 빔으로 하여금 입사 빔과 실질적으로 반대인 방향으로 산란을 디스플레이하게 할 수 있다. 더욱이, 재료(들)는 SBS가 발생하는 광의 파장(들)을 설정하는 것을 돕기 위해 선택적으로 사용될 수 있으며, 그것에 의해 파장 의존 불투명 상태를 야기한다. 이러한 방식으로, 광의 선택 파장(들)은 필터에 전기 신호의 인가가 필연적으로 있는 것 없이 필터링 아웃될 수 있다. 다른 양태들이 또한 가능하다.
iv. 공간 필터
공간 필터는 광이 필터의 일 측면으로부터 필터의 다른 표면으로 이동할 수 있는 물리적 공간을 제한하는 필터이다. 실제로, 공간 필터는 광이 이동할 수 있는 하나 이상의 구멍을 갖는 표면을 포함할 수 있다. 이러한 표면은 다양한 형상들 중 하나를 띨 수 있고 다양한 재료들 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 표면 상에 형성되는 구멍들은 다양한 형상들 중 하나를 각각 개별적으로 띨 수 있고 표면 상의 다양한 위치들에 형성될 수 있다.
예로서, 공간 필터는 복수의 구멍이 공간 패턴에 따라 형성되는 표면을 포함할 수 있다. 실제로, 여러가지 그러한 공간 패턴들이 가능하다. 예를 들어, 공간 패턴은 표면 도처에 형성되는 동등하게 이격된 구멍들의 그리드일 수 있다. 표면이 평탄 표면이면, 이때 다양한 인접 구멍들 사이의 동등한 간격은 구멍들 사이의 동등한 선형 간격을 수반할 수 있다. 그러나, 표면이 만곡된 표면이면, 이때 다양한 인접 구멍들 사이의 동등한 간격은 또한 구멍들 사이의 동등한 각진 간격을 수반할 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
본 개시에 따라, LIDAR 디바이스는 광학 경로에 진입하는 광을 공간적으로 필터링 아웃하도록 배열되는 공간 필터를 포함할 수 있다. 구체적으로, LIDAR 디바이스의 광학 경로에 진입하는 광은 LIDAR 디바이스의 검출기들에 도달하기 전에 공간 필터에 부딪힐 것이다. 이러한 배열의 경우, 필터의 구멍들을 통과하는 광만이 검출기에 도달할 가능성이 있지만, 모든 다른 광은 공간 필터의 표면에 의해 차단될 것이다. 이러한 방식으로, 공간 필터는 광이 검출기들에 도달하기 위해 이동해야 하는 물리적 공간을 좁힐 수 있으며, 그것에 의해 외부 광이 검출기들에 도달할 수 있을 가능성을 감소시킨다.
공간 필터는 광이 검출기들에 도달하기 위해 이동해야 하는 물리적 공간을 좁힐 수 있지만, LIDAR 디바이스는 환경에 관한 충분한 수의 데이터 포인트들을 발생시키기 위해 충분한 정도의 반사된 광을 여전히 수신할 수 있다. 특히, 공간 필터의 표면 상의 구멍들의 공간 패턴은 환경의 다양한 부분들 각각으로부터 반사되는 충분한 정도의 광이 검출기들에 도달할 수 있도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 공간 패턴은 표면 도처에 형성되는 동등하게 이격된 구멍들의 상기 언급된 그리드일 수 있다. 그러한 동등한 간격을 가짐으로써, 환경의 다양한 부분들 각각으로부터 반사되는 광은 검출기들에 도달할 가능성이 동등하게 있다. 더욱이, 상대적으로 큰 수의 구멍들이 표면 도처에 형성되면, 이때 LIDAR 디바이스는 환경 등 내의 객체들의 검출 및/또는 식별을 위해 사용될 수 있는 상대적으로 큰 수의 데이터 포인트들을 발생시키는 능력을 여전히 가질 수 있다.
더욱이, 공간 필터는 LIDAR 디바이스의 광학 경로의 어디든지 위치될 수 있어 광은 LIDAR 디바이스의 검출기들에 도달하기 전에 공간적으로 필터링된다. 일 예에서, 공간 필터는 수신기의 렌즈의 전면에 위치될 수 있어, 광은 렌즈를 통과하기 전에 공간적으로 필터링된다. 다른 예에서, 공간 필터는 수신기의 렌즈 뒤에 위치될 수 있어, 광은 렌즈를 통과하고 그 다음 검출기들에 도달하기 전에 공간적으로 필터링된다. 이러한 예에서, 공간 필터는 다른 가능성들 중에서, 예컨대 검출기 어레이에 인접하여(예를 들어, 검출기 어레이와 근접하여) 위치됨으로써, 검출기 어레이에 실질적으로 근접하여(예를 들어, 이미지 평면에 또는 이미지 평면 근방에) 위치될 수 있다. 또 다른 예에서, 공간 필터는 다양한 방식들로 수신기의 렌즈 상에 퇴적되거나 그렇지 않으면 수신기의 렌즈로 통합될 수 있어, 광은 렌즈를 통과하는 동안 공간적으로 필터링된다. 다른 예들이 또한 가능하다.
다음에, 도 7a는 본 개시에 따라 대표적 공간 필터(700)를 예시한다. 도시된 바와 같이, 공간 필터(700)는 복수의 원형 구멍이 형성되는 표면을 포함한다. 구멍들은 구멍들이 동등하게 이격되는 그리드 패턴으로 배열된다. 더욱이, 대표적 공간 필터(700) 내의 구멍들의 모두는 동일한 크기이다.
그 다음, 도 7b는 대표적 공간 필터(700)를 상기 설명된 LIDAR 디바이스(200)로 통합하기 위한 접근법을 예시한다. 특히, 도 7b는 공간 필터(700)를 포함하는 수신기(210)의 클로즈업 예시를 도시한다. 구체적으로, 공간 필터(700)는 검출기 어레이(236)의 전면에 위치되어, 광은 검출기들(236)에 도달하기 직전에 공간적으로 필터링된다. 도시된 바와 같이, 환경으로부터의 광 빔들의 일부는 공간 필터(700)의 구멍들을 통과하지만, 다른 광 빔들은 공간 필터(700)의 표면에 의해 차단된다.
이러한 방식으로, 공간 필터(700)는 외부 광이 검출기들(236)에 도달할 수 있을 가능성을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 레이저 포인트의 사용자가 공간 필터(700)를 갖지 않은 LIDAR 디바이스를 향하는 레이저 광을 목표로 하면, 그러한 레이저 광이 검출기들(236)에 도달할 특정 가능성이 있을 수 있다. 그러나, 공간 필터(700)가 그러한 LIDAR 디바이스에 추가되면, 이때 레이저 포인터로부터의 레이저 광이 검출기(236)에 도달할 가능성이 감소할 수 있다. 그 결과, 레이저 포인터의 사용자는 레이저 광이 검출기들(236)에 도달할 수 있는 그러한 방식으로 레이저 광을 목표로 하는 증가된 어려움에 직면할 수 있다. 따라서, 공간 필터(700)는 다른 결과들 중에서, LIDAR 디바이스 에 대한 손상 및/또는 LIDAR 디바이스에 의한 틀린 검출들을 완화하는 것을 도울 수 있다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
대안 구현에서, 상대적으로 낮은 충전 인자를 갖는 검출기 어레이는 공간 필터인 것으로 간주될 수 있다. 특히, 충전 인자는 어레이의 검출기들 사이의 갭들의 정도(예를 들어, 크기 및/또는 수)를 정의할 수 있으며, 그러한 갭들은 광에 응답하지 않는다. 하나의 경우에, 검출기 어레이는 상대적으로 높은 충전 인자를 가질 수 있고 따라서 어레이의 검출기들 사이의 상대적으로 작은 갭들을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 검출기 어레이는 상대적으로 낮은 충전 인자를 가질 수 있고 따라서 어레이의 검출기들 사이의 상대적으로 큰 갭들을 포함할 수 있다. 그러므로, LIDAR 디바이스는 상대적으로 낮은 충전 인자를 갖는 검출기 어레이를 포함하며, 그러한 검출기 어레이는 광이 검출기들에 도달하기 위해 이동해야 하는 물리적 공간을 좁히는 것을 도울 수 있으며, 그것에 의해 외부 광이 검출기들에 도달할 수 있을 가능성을 감소시킨다. 이러한 방식으로, 검출기 어레이는 광을 공간적으로 필터링 아웃하도록 구성되는 개별 물리 필터가 필연적으로 있는 것 없이 광을 공간적으로 필터링할 수 있다.
더욱이, 상대적으로 낮은 충전 인자를 갖는 검출기 어레이는 광이 검출기들에 도달하기 위해 이동해야 하는 물리적 공간을 좁힐 수 있지만, LIDAR 디바이스는 환경에 관한 충분한 수의 데이터 포인트들을 발생시키기 위해 충분한 정도의 반사된 광을 여전히 수신할 수 있다. 특히, 검출기 어레이 상의 검출기들의 공간 패턴은 환경의 다양한 부분들 각각으로부터 반사되는 충분한 정도의 광이 검출기들에 도달할 수 있도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 어레이의 공간 패턴은 동등하게 이격된 검출기들의 그리드일 수 있으며, 간격은 광에 응답하지 않는 갭들 내의 검출기들 사이에 있다. 그러한 동등한 간격을 가짐으로써, 환경의 다양한 부분들 각각으로부터 반사되는 광은 검출기들에 도달할 가능성이 동등하게 있다. 더욱이, 상대적으로 큰 수의 검출기들이 어레이에 포함되면, 이때 LIDAR 디바이스는 환경 등 내의 객체들의 검출 및/또는 식별을 위해 사용될 수 있는 상대적으로 큰 수의 데이터 포인트들을 발생시키는 능력을 여전히 가질 수 있다. 다른 구현들이 또한 가능하다.
V.
LIDAR 디바이스를 보호하는 사전적 완화 절차
본 개시에 따라, 제어 시스템은 사전적 완화 절차에 관여하도록 구성될 수 있다. 특히, 사전적 완화 절차는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호하고 그러한 외부 광이 LIDAR 디바이스를 향해 실제로 방출되고 있는지의 여부를 그렇게 행할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 대책이 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호할 곳에 있는 것을 보장하기 위해 조치를 미리 취할 수 있다.
도 8은 예시적 구현에 따른 방법(800)을 예시하는 흐름도이다. 특히, 방법(800)은 사전적 완화 절차를 수행하기 위해 구현될 수 있다. 아래에 추가로 상세히 논의되는 바와 같이, 사전적 완화 절차는 방출되고 있는 광이 갖는 특성들을 시간에 따라 변화시키고 방출되고 있는 광이 갖는 특성들과 매칭하는 특성들을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것을 수반할 수 있다.
도 8에 도시된 방법(800)(및 본원에 개시되는 다른 프로세스들 및 방법들)은 예를 들어, 도 1의 LIDAR 디바이스(100)를 수반하는 배열 내에, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 차량(300)에 의해, 및/또는 도 17에 도시되고 아래에 추가로 설명되는 차량(1700)에 의해(또는 특히 하나 이상의 구성요소 또는 그것의 서브시스템에 의해, 예컨대 프로세서에 의해 그리고 디바이스로 하여금 본원에 설명되는 기능들을 수행하게 하도록 실행가능한 명령어들을 갖는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 의해) 구현될 수 있는 방법을 제시한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 방법(800)은 임의의 다른 배열들 및 시스템들 내에 구현될 수 있다.
방법(800) 및 본원에 개시되는 다른 프로세스들 및 방법들은 블록들(802 내지 806) 중 하나 이상에 의해 예시되는 바와 같이 하나 이상의 동작, 기능, 또는 액션을 포함할 수 있다. 블록들이 순차적 순서로 예시되지만, 이러한 블록들은 또한 병렬로, 및/또는 본원에 설명되는 것들과 상이한 순서로 수행될 수 있다. 또한, 다양한 블록들은 더 적은 블록들로 조합되고, 부가 블록들로 분할되고, 그리고/또는 원하는 구현에 기초하여 제거될 수 있다.
게다가, 방법(800) 및 본원에 개시되는 다른 프로세스들 및 방법들에 대해, 흐름도는 본 구현들의 하나의 가능한 구현의 기능성 및 동작을 도시한다. 이와 관련하여, 각각의 블록은 모듈, 세그먼트, 또는 일부 of 프로그램 코드의 일부를 표현할 수 있으며, 그것은 프로세스에서 특정 논리 기능들 또는 단계들을 구현하기 위한 프로세서에 의해 실행가능한 하나 이상의 명령어를 포함한다. 프로그램 코드는 예를 들어, 디스크 또는 하드 드라이브를 포함하는 저장 디바이스와 같은, 임의의 타입의 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 예를 들어, 레지스터 메모리, 프로세서 캐시 및 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory)(RAM)와 같이 짧은 시간 기간들 동안 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체들과 같은, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 예를 들어, 판독 전용 메모리(read only memory)(ROM), 광 또는 자기 디스크들, 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리(compact-disc read only memory)(CD-ROM)와 같이, 이차 또는 지속적 장기 스토리지와 같은, 비일시적 매체들을 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비휘발성 저장 시스템들일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 예를 들어, 또는 유형의 저장 디바이스로 간주될 수 있다. 게다가, 방법(800) 및 본원에 개시되는 다른 프로세스들 및 방법들에 대해, 도 8에서의 각각의 블록은 프로세스에서 특정 논리 기능들을 수행하도록 배선되는 회로를 표현할 수 있다.
블록(802)에서, 방법(800)은 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것을 수반한다.
일반적으로, 제어 시스템은 광학 특성들의 특정 세트를 갖는 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키도록 구성될 수 있다. 이러한 특성들은 광이 방출되는 타이밍, 방출되는 파장들, 광이 방출되는 세기, 및/또는 변조 - 광이 변조에 따라 방출됨 - 를 포함할 수 있다. 본 개시가 이러한 광학 특성들의 맥락에서 본원에 설명되지만, 본 개시는 또한, 다른 것들 중에서, 광이 방출되는 위상 및/또는 광이 방출되고 그리고/또는 수신되는 편광과 같은, 다른 광학 특성들의 맥락에서 수행될 수 있다.
초기 문제로서, 제어 시스템은 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 하나의 경우에, 초기 세트는 미리 결정된 세트일 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 그 위에 저장했을 수 있거나 LIDAR 디바이스가 광을 초기에 방출해야 하는 광학 특성들의 세트를 표시하는 정보를 다른 방법으로 가질 수 있고, 따라서 제어 시스템은 정보에 기초하여 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 다른 경우에, 초기 세트는 의사 랜덤 코드의 적용에 기초할 수 있다. 예를 들어, 의사 난수 발생기(pseudorandom number generator)(PRNG)는 특정 광학 특성에 대해(가능하게는 특정 범위 또는 세트의 파라미터들 내에) 파라미터 등을 발생시킬 수 있고, 제어 시스템은 광이 방출되는 특정 광학 특성의 파라미터로서 그러한 파라미터를 사용할 수 있다. 특정 예에서, PRNG는 파장에 대해 난수 "1550"을 발생시킬 수 있고, 제어 시스템은 1550 nm의 파장을 갖는 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다.
이러한 배열의 경우, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스에서 비롯되는 반사된 광을 LIDAR 디바이스에서 비롯되지 않는 외부 광과 구별하기 위한 기초로서 광학 특성들의 평가를 효과적으로 사용할 수 있다. 특히, LIDAR 디바이스가 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광을 방출하는 동안 및/또는 LIDAR 디바이스가 그러한 광을 방출한 후에, 제어 시스템은 광학 특성들의 그러한 초기 세트를 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그렇게 행하기 위해, 제어 시스템은 다양한 접근법들 중 하나 이상을 수행할 수 있으며, 각각의 접근법은 광학 특성이 구별되는 것에 특정한다. 이러한 접근법들은 아래에 추가로 상세히 논의된다.
블록(804)에서, 방법(800)은 광학 특성들의 초기 세트 중 하나 이상의 광학 특성에 대한 조정을 결정하며, 그것에 의해 광학 특성들의 조정된 세트를 야기하는 것을 수반한다. 부가적으로, 블록(806)에서, 방법(800)은 조정을 결정한 후에, 광학 특성들의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 광학 특성들의 조정된 세트를 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것을 수반한다.
제어 시스템은 LIDAR 디바이스에서 비롯되는 반사된 광을 외부 광과 구별하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있지만, 외부 광은 그럼에도 불구하고 광이 방출되고 검출되는 광학 특성들과 매칭하는 광학 특성들을 결국 갖게 된다. 예를 들어, 제어 시스템은 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있고 외부 광은 그러한 특성들을 초기에 갖지 않을 수 있다. 그러나, 외부 광의 특성들은 다양한 이유들로 시간에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 외부 광의 특성들은 광학 특성들의 초기 세트와 매칭하기 위해 수동으로 또는 자동으로 변경될 수 있다.
외부 광은 광이 방출되고 검출되는 광학 특성들과 매칭하는 광학 특성들을 결국 갖게 될 수 있는 것을 고려하면, LIDAR 디바이스는 추가 조치가 취해지지 않는 한 외부 광을 결국 여전히 검출하게 될 수 있다. 그러므로, 이러한 쟁점을 다루기 위해, 제어 시스템은 광학 특성들의 세트에 대한 조정을 결정할 수 있고 그 다음 그러한 조정에 따라 광을 방출하고 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그렇게 함으로써, 제어 시스템은 외부 광의 특성들이 방출되고 검출되는 광의 특성들과 매칭하는 상황을 극복하는 것을 도울 수 있다. 더욱이, 제어 시스템은 하나 이상의 그러한 조정을 시간에 따라(예를 들어, 연속적으로 또는 때때로) 수행하도록 구성될 수 있어, 외부 광이 임의의 주어진 시간에 방출되고 검출되는 광의 광학 특성들과 매칭하는 광학 특성들을 그러한 주어진 시간에 가질 가능성을 가능성을 감소시킨다. 그럼에도 불구하고, 조정(들)은 다양한 인자들 중 하나 이상에 기초할 수 있다.
하나의 경우에, 조정은 미리 결정된 조정일 수 있다. 특히, 제어 시스템은 그 위에 저장했을 수 있거나 특정 조정을 표시하는 정보에 액세스를 다른 방법으로 가질 수 있고, 따라서 제어 시스템은 이러한 특정 조정에 기초하여 초기 세트를 조정할 수 있으며, 그것에 의해 광학 특성들의 조정된 세트를 야기한다.
예를 들어, 정보는 특정 광학 특성에 대한 파라미터들의 시퀀스를 포함할 수 있고, 제어 시스템은 예컨대 다음 파라미터를 세트에 추가함으로써 또는 사용되는 초기 파라미터를 그러한 다음 파라미터로 대체함으로써, 광학 특성들의 세트 내의 시퀀스의 다음 파라미터를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 시퀀스 내의 초기 파라미터는 1550 nm의 파장일 수 있고, 따라서 제어 시스템은 1550 nm의 파장을 갖는 광을 방출하고 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그 다음, 제어 시스템은 시퀀스 내의 다음 파라미터가 1552 nm의 파장인 것을 결정할 수 있고, 따라서 제어 시스템은 1552 nm의 파장을 갖는 광을 방출하고 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있는 등등이다.
다른 예에서, 정보는 특정 광학 특성에 대한 특정 수정을 포함할 수 있고, 따라서 제어 시스템은 그러한 수정을 현재 사용된 파라미터에 적용할 수 있어, 수정된 파라미터가 광학 특성들의 세트에 포함되는 것을 야기한다. 특정 예에서, 제어 시스템은 1550 nm의 초기 파장을 갖는 광을 방출하고 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그 다음, 제어 시스템은 특정 수정이, 사용되는 파장에 대해 2 nm 증가를 표시하는 것을 결정할 수 있고, 따라서 제어 시스템은 2 nm만큼 초기 파장을 증가시킬 수 있어, 1552 nm의 조정된 파장을 야기한다. 그 다음, 조정되면, 제어 시스템은 1552 nm의 조정된 파장을 갖는 광을 방출하고 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있는 등등이다.
다른 경우에, 조정은 의사 랜덤 코드의 인가에 기초할 수 있다. 주목된 바와 같이, PRNG는 특정 광학 특성에 대해 파라미터 등을 발생시킬 수 있다. 이러한 배열의 경우, 제어 시스템은 예컨대 새롭게 발생된 파라미터를 세트에 추가함으로써 또는 사용되는 초기 파라미터를 그러한 새롭게 발생된 파라미터로 대체함으로써, 그러한 새롭게 발생된 파라미터를 포함하기 위해 광학 특성들의 세트를 조정할 수 있다. 예를 들어, PRNG는 파장에 대해 난수 "1550"를 초기에 발생시킬 수 있고, 제어 시스템은 1550 nm의 초기 파장을 갖는 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그 다음, PRNG는 파장에 대해 난수 "1542"를 발생시킬 수 있고, 제어 시스템은 1542 nm의 조정된 파장을 갖는 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 다른 경우들 및 예들이 또한 가능하다.
그 다음, 조정이 상기 논의된 바와 같이 결정되고 적용되면, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스에서 비롯되는 반사된 광을 LIDAR 디바이스에서 비롯되지 않는 외부 광과 구별하기 위한 기초로서 광학 특성들의 평가를 다시 효과적으로 사용할 수 있다. 특히, LIDAR 디바이스가 광학 특성들의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하는 동안 및/또는 LIDAR 디바이스가 그러한 광을 방출한 후에, 제어 시스템은 광학 특성들의 그러한 조정된 세트를 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 여기서 다시, 제어 시스템은 다양한 접근법들 중 하나 이상을 수행함으로써 그렇게 행할 수 있으며, 각각의 접근법은 광학 특성이 구별되는 것에 특정한다. 주목된 바와 같이, 이러한 접근법들은 이제 다양한 광학 특성들에 대해 설명될 것이다.
i. 타이밍의 변화
본 개시에 따라, 제어 시스템은 타이밍 배열 - 광이 이 타이밍 배열에 따라 방출되고 있음 - 을 시간에 따라 변화시키고 타이밍 배열 - 광이 이 타이밍 배열에 따라 방출되고 있음 - 과 매칭하는 타이밍 배열에 따라 수신되는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 실제로, 쟁점중인 타이밍 배열은 다른 옵션들 중에서, 타이밍 간격 또는 타이밍 패턴일 수 있다.
일 구현에서, 제어 시스템은 특정 타이밍 간격을 갖는 광 펄스들을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그렇게 함으로써, 제어 시스템은 제1 펄스의 방출과 제2 펄스의 후속 방출 사이의 시간 차이가 제2 펄스의 방출과 제3 펄스의 후속 방출 사이의 시간 차이 등과 실질적으로 동일한 것을 보장할 수 있다. 예로서, 제어 시스템은 제1 광 펄스를 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그리고, 제어 시스템은 제1 광 펄스의 방출 후에 3 마이크로초(3 ㎲)가 지났던 것을 결정할 때, 제어 시스템은 제2 광 펄스를 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그 다음, 제어 시스템은 제2 광 펄스의 방출 후에 3 ㎲가 지났던 것을 결정할 때, 제어 시스템은 제3 광 펄스를 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있는 등등이다.
다른 구현에서, 제어 시스템은 특정 타이밍 패턴을 갖는 광 펄스들을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 경우에, 여러가지 방출된 펄스들 사이의 시간 차이는 변화될 수 있고 시간에 따라 반드시 일치하는 것은 아닐 수 있다. 예로서, 제어 시스템은 제1 광 펄스를 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그리고, 제어 시스템은 제1 광 펄스의 방출 후에 2 ㎲가 지났던 것을 결정할 때, 제어 시스템은 제2 광 펄스를 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그 다음, 제어 시스템은 제2 광 펄스의 방출 후에 1 ㎲가 지났던 것을 결정할 때, 제어 시스템은 제3 광 펄스를 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그 다음, 제어 시스템은 제3 광 펄스의 방출 후에 4 ㎲가 지났던 것을 결정할 때, 제어 시스템은 제4 광 펄스를 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 타이밍 패턴에 따른 광 펄스들을 시간에 따라 방출할 수 있다.
본원에 설명되는 다양한 양태들이 여러가지 그러한 타이밍 배열들의 맥락에서 수행될 수 있지만, 본 개시는 타이밍 간격의 맥락에서 본원에 설명된다. 그러나, 설명된 접근법들은 또한 다른 것들 중에서, 타이밍 패턴의 맥락에서 수행될 수 있다는 점이 주목된다.
더 구체적으로, 본 개시에 따라, 제어 시스템은 초기 타이밍 간격에 따라 광 펄스들을 방출하고 초기 타이밍 간격과 매칭하는 타이밍 간격에 따라 수신되는 복귀 광 펄스들만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스에서 비롯되는 반사된 광을 LIDAR 디바이스에서 비롯되지 않는 외부 광과 구별하기 위한 기초로서 타이밍 간격의 평가를 효과적으로 사용할 수 있다. 그리고, 제어 시스템은 다양한 방식들로 그렇게 행할 수 있다.
일 예에서, LIDAR 디바이스는 수개의 광 펄스들의 검출에 각각 기초하여 데이터 패킷들을 발생시킬 수 있다. 각각의 그러한 데이터 패킷에 대해, 제어 시스템은 그러한 패킷과 연관되는 광 펄스가 수신된 시간에 관련되는 정보를 갖기 위해 데이터 패킷을 타임스탬핑할 수 있다. 이러한 배열의 경우, 제어 시스템은 연속적으로 발생된 데이터 패킷들 사이의 시간 차이를 결정하기 위한 기초로서 그러한 타임 스탬프들을 사용할 수 있다. 시간 차이가 쟁점중인 타이밍 간격과 실질적으로 매칭하면, 제어 시스템은 이러한 데이터 패킷들이 객체 등의 검출/식별을 위해 사용되어야 하는 것을 결정할 수 있고, 따라서 제어 시스템은 그러한 데이터 패킷들을 이러한 방식으로 사용할 수 있다. 그러나, 시간 차이가 쟁점중인 타이밍 간격과 실질적으로 매칭하지 않으면, 제어 시스템은 이러한 데이터 패킷들이 객체 등의 검출/식별을 위해 사용되지 않아야 하는 것을 결정할 수 있고, 따라서 제어 시스템은 그러한 데이터 패킷들을 폐기하거나 그렇지 않으면 무시할 수 있다.
다른 예에서, 제어 시스템은 타이밍 간격에 따라 환경의 특정 영역을 향해 수개의 광 펄스들을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있고 그 다음 LIDAR 디바이스는 그러한 특정 영역에서 도달하는 수개의 펄스들을 검출할 수 있다. 이러한 예에서, 제어 시스템은 검출된 펄스들이 수신되는 순서에 따라 방출된 펄스들과 검출된 펄스들 사이의 시간 지연들을 각각 결정할 수 있다. 그 다음, 제어 시스템은 검출된 펄스들 중 어느 것이 제시간에 방출된 펄스들과 상관되는지를 결정할 수 있고, 그러한 상관에 기초하여 이러한 검출된 펄스들 중 어느 것이 외부 광원에서 비롯되는지 및 LIDAR 디바이스에서 비롯되는지를 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어 시스템은 제1 방출된 펄스와 제1 검출된 펄스 사이의 특정 시간 지연을 결정할 수 있고, 또한 후속 제2 방출된 펄스와 후속 제2 검출된 펄스 사이의 동일한 특정 시간 지연을 결정할 수 있다. 이러한 결정에 기초하여, 제어 시스템은 제1 및 제2 검출된 펄스들이 제시간에 각각의 방출된 펄스들과 상관되는 것을 결정할 수 있고 따라서 이러한 검출된 펄스들에 기초하여 발생되는 데이터 패킷들이 객체 등의 검출/식별을 위해 사용되어야 하는 것을 결정할 수 있다.
대조적으로, 제어 시스템은 후속 제3 방출된 펄스와 후속 제3 검출된 펄스 사이의 상이한 시간 지연을 결정할 수 있다. 이러한 결정에 기초하여, 제어 시스템은 제3 검출된 펄스가 제시간에 상관되지 않는 것을 결정할 수 있고 따라서 이러한 제3 광 펄스에 기초하여 발생되는 데이터 패킷이 객체 등의 검출/식별을 위해 사용되지 않아야 하는 것을 결정할 수 있다. 그러나, 이러한 상황에서, 제어 시스템은 제3 방출된 펄스와 후속 제4 검출된 펄스 사이의 쟁점중인 동일한 특정 시간 지연인 것을 결정할 수 있다. 그와 같이, 제어 시스템은 제4 검출된 펄스가 제시간에 상관되는 것을 결정할 수 있고 따라서 이러한 제4 검출된 광 펄스에 기초하여 발생되는 데이터 패킷이 객체 등의 검출/식별을 위해 사용되어야 하는 것을 결정할 수 있는 등등이다. 다른 사례들 및 예들이 또한 가능하다.
더욱이, 상기 논의에 따라, 제어 시스템은 타이밍 간격에 대한 조정을 결정할 수 있고 그 다음 그러한 조정에 따라 광을 방출하고 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 특히, 제어 시스템은 조정 타이밍 간격에 따라 광 펄스들을 방출하고 광 펄스들이 방출되는 조정된 타이밍 간격과 실질적으로 매칭하는 타이밍 간격에 따라 수신되는 복귀 광 펄스들만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 타이밍 간격 - 외부 광이 이 타이밍 간격에 따라 방출됨 - 이 초기 타이밍 간격 - 광 펄스들이 초기 타이밍 간격에 따라 LIDAR 디바이스에 의해 방출되고 검출되고 있음 - 과 매칭하는 상황을 극복하는 것을 도울 수 있다.
도 9a 내지 도 9f는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스를 보호하는 것을 돕기 위해 타이밍 간격의 변화를 예시한다.
특히, 도 9a에 의해 도시된 바와 같이, 차량(300)의 LIDAR 디바이스(200)는 2 ㎲의 타이밍 간격을 가진 대표적 광 펄스들(a, b, 및 c)을 방출한다. 따라서, 본원에 설명되는 배열들을 고려하면, LIDAR 디바이스(200)는 2 ㎲ 타이밍 간격에 따라 수신되는 광 펄스들만을 검출하기 위해 동작할 수 있다. 이러한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 대표적 광 펄스들(d, e, 및 f)을 검출할 수 있으며, 이 광 펄스들은 2 ㎲의 매칭 타이밍 간격을 갖고 반사된 광인 것으로서 도 9b에 도시된다. 그러나, 동일한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 대표적 광 펄스들(g, h, 및 I)을 검출하지 않을 수 있으며, 이 광 펄스들은 3 ㎲의 시간 간격을 갖고 외부 광인 것으로서 도 9c에 도시된다.
게다가, 도 9d는 타이밍 간격이 1 ㎲의 조정된 타이밍 간격까지 조정되었던 것을 예시한다. 그와 같이, 도 9d에 의해 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(200)는 1 ㎲의 조정된 타이밍 간격을 가진 대표적 광 펄스들(j, k, 및 l)을 방출한다. 따라서, 본원에 설명되는 배열들을 고려하면, LIDAR 디바이스(200)는 1 ㎲ 조정된 타이밍 간격에 따라 수신되는 광 펄스들만을 검출하기 위해 동작할 수 있다. 이러한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 대표적 광 펄스들(m, n, 및 o)을 검출할 수 있으며, 이 광 펄스들은 1 ㎲의 매칭 타이밍 간격을 갖고 반사된 광인 것으로서 도 9e에 도시된다. 그러나, 동일한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 대표적 광 펄스들(p, q, 및, r)을 검출하지 않을 수 있으며, 이 광 펄스들은 2 ㎲의 시간 간격을 갖고 외부 광인 것으로서 도 9f에 도시되지만, 광 펄스들(p, q, 및, r)의 시간 간격은 도 9a에 도시된 이전 시간 간격과 매칭한다. 이러한 방식으로, 조정은 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스(200)를 보호하는 것을 도울 수 있다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
ii. 파장들의 변화
본 개시에 따라, 제어 시스템은 광이 방출되고 있는 파장(들)을 시간에 따라 변화시키고 광이 방출되고 있는 파장(들)과 매칭하는 파장(들)만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다.
더 구체적으로, 본 개시에 따라, 제어 시스템은 하나 이상의 파장의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 초기 세트 내에 있는 하나 이상의 파장을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스에서 비롯되는 반사된 광을 LIDAR 디바이스에서 비롯되지 않는 외부 광과 구별하기 위한 기초로서 파장을 효과적으로 사용할 수 있다. 그리고, 제어 시스템은 다양한 방식들로 그렇게 행할 수 있다.
일 예에서, 제어 시스템은 하나 이상의 파장의 세트를 갖는 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그렇게 행하는 동안 또는 그렇게 행한 후에, 제어 시스템은 세트 내에 있지 않은 파장들만을 검출하도록 구성되는 LIDAR 디바이스의 검출기들 중 어느 것을 비활성화하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 방식으로, LIDAR 디바이스는 검출기들에 도달하는 광에 대한 임의의 데이터 패킷들을 발생시킬 수 있는 것이 아니라 파장들의 세트 내의 파장들을 갖지 않는다.
다른 예에서, 제어 시스템은 하나 이상의 파장의 세트를 갖는 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그 다음, LIDAR 디바이스는 수개의 광 펄스들의 검출에 각각 기초하여 데이터 패킷들을 발생시킬 수 있다. 각각의 그러한 데이터 패킷에 대해, 제어 시스템은 데이터 패킷에 대한 메타데이터 등을 발생시킬 수 있으며, 메타데이터는 그러한 패킷과 연관되는 광 펄스의 파장을 (예를 들어, 광 펄스를 검출한 검출기의 파장 구성에 기초하여) 표시한다. 이러한 배열의 경우, 메타데이터가 세트 내에 있는 파장을 표시하면, 제어 시스템은 연관된 데이터 패킷이 객체들의 검출/식별을 위해 사용되어야 하는 것을 결정할 수 있고, 따라서 제어 시스템은 데이터 패킷을 이러한 방식으로 사용할 수 있다. 그러나, 메타데이터가 세트 내에 있지 않은 파장을 표시하면, 제어 시스템은 데이터 패킷이 객체들의 검출/식별을 위해 사용되지 않아야 하는 것을 결정할 수 있고, 따라서 제어 시스템은 이러한 데이터 패킷을 폐기하거나 그렇지 않으면 무시할 수 있다.
또 다른 예에서, 제어 시스템은 하나 이상의 파장의 세트를 갖는 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그렇게 행하는 동안 또는 그렇게 행한 후에, 제어 시스템은 세트 내에 있는 파장들을 갖는 광만을 통과시키고 세트 내에 있지 않은 파장들을 갖는 임의의 광을 차단하기 위해 LIDAR 디바이스의 적응 필터를 사전 구성할 수 있다. 이러한 방식으로, 세트 내의 하나 이상의 파장을 갖는 광만이 검출기에 도달할 수 있고 따라서 객체들 등의 검출/식별을 위한 기초로서 궁극적으로 사용될 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
더욱이, 상기 논의에 따라, 제어 시스템은 하나 이상의 파장의 초기 세트에 대한 조정을 결정할 수 있다. 실제로, 조정은 다른 옵션들 중에서, 상이한 파장을 가진 세트의 적어도 하나의 파장의 대체, 세트로부터의 파장의 제거, 및/또는 세트에의 파장의 추가를 수반할 수 있다. 그와 같이, 제어 시스템은 하나 이상의 파장의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 조정된 세트 내에 있는 하나 이상의 파장을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 외부 광이 방출되는 하나 이상의 파장이 LIDAR 디바이스에 의해 방출되고 검출되는 파장들의 세트 내에 있는 상황을 극복하는 것을 도울 수 있다.
도 10a 내지 도 10f는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스를 보호하는 것을 돕기 위해 파장의 변화를 예시한다.
특히, 도 10a에 의해 도시된 바와 같이, 차량(300)의 LIDAR 디바이스(200)는 1550 nm의 파장을 갖는 대표적 광을 방출한다. 따라서, 본원에 설명되는 배열들을 고려하면, LIDAR 디바이스(200)는 1550 nm의 파장을 갖는 광만을 검출하기 위해 동작할 수 있다. 이러한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 도 10b에 도시된 대표적 광을 검출할 수 있으며, 대표적 광은 1550 nm의 매칭 파장을 갖고 반사된 광이다. 그러나, 동일한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 도 10c에 도시된 대표적 광을 검출하지 않을 수 있으며, 대표적 광은 473 nm의 파장을 갖고 외부 광이다.
게다가, 도 10d는 파장이 1552 nm의 조정된 파장까지 조정되었던 것을 예시한다. 그와 같이, 도 10d에 의해 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(200)는 1552 nm의 파장을 갖는 대표적 광을 방출한다. 따라서, 본원에 설명되는 배열들을 고려하면, LIDAR 디바이스(200)는 1552 nm의 파장을 갖는 광만을 검출하기 위해 동작할 수 있다. 이러한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 도 10e에 도시된 대표적 광을 검출할 수 있으며, 대표적 광은 1552 nm의 매칭 파장을 갖고 반사된 광이다. 그러나, 동일한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 도 10f에 도시된 대표적 광을 검출하지 않을 수 있으며, 대표적 광은 1550 nm의 파장을 갖고 외부 광이지만, 이러한 파장은 도 10a에 도시된 이전 파장과 매칭한다. 이러한 방식으로, 조정은 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스(200)를 보호하는 것을 도울 수 있다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
iii. 세기들의 변화
본 개시에 따라, 제어 시스템은 광이 방출되고 있는 세기 패턴을 시간에 따라 변화시키고 광이 방출되고 있는 세기 패턴을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다.
더 구체적으로, 본 개시에 따라, 제어 시스템은 초기 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 광 펄스들을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 또한, 제어 시스템은 초기 세기 패턴에 실질적으로 대응하는 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 광 펄스들만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스에서 비롯되는 반사된 광을 LIDAR 디바이스에서 비롯되지 않는 외부 광과 구별하기 위한 기초로서 세기의 평가를 효과적으로 사용할 수 있다. 그리고, 제어 시스템은 다양한 방식들로 그렇게 행할 수 있다.
일 예에서, 제어 시스템은 교대 세기 패턴에 따라 각각의 세기를 각각 갖는 수개의 광 펄스들을 환경 내의 영역을 향해 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 광 펄스는 0.2 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제1 광 펄스에 공간적으로 인접한 제2 광 펄스는 0.4 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제2 광 펄스에 공간적으로 인접한 제3 광 펄스는 0.2 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제3 광 펄스에 공간적으로 인접한 제4 광 펄스는 0.4 W/m2의 세기를 가질 수 있는 등등이다. 이러한 배열의 경우, 제어 시스템은 교대 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 환경 내의 영역에서 도달하는 광 펄스들만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 실제로, 그러한 광 세기들은 다른 가능성들 중에서, 하나 이상의 광도계를 사용하여 결정될 수 있다.
일 예시적 시나리오에서, LIDAR 디바이스는 수개의 광 펄스들을 수신할 수 있고 이러한 광 펄스들의 각각의 세기들을 결정할 수 있다. 이러한 예시적 시나리오에서, 제1 수신된 광 펄스는 0.1 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제1 수신된 광 펄스에 공간적으로 인접한 제2 수신된 광 펄스는 0.3 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제2 수신된 광 펄스에 공간적으로 인접한 제3 수신된 광 펄스는 0.1 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제3 수신된 광 펄스에 공간적으로 인접한 제4 수신된 광 펄스는 0.3 W/m2의 세기를 가질 수 있는 등등이다. 이러한 세기들을 고려하면, 제어 시스템은 수신된 광 펄스들이 교대 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 것을 결정할 수 있다. 따라서, 제어 시스템은 환경 등의 영역 내의 객체들의 검출/식별을 위한 이러한 수신된 펄스들에 기초하여 발생되는 데이터를 응답적으로 사용할 수 있다.
다른 시나리오에서, LIDAR 디바이스는 수개의 광 펄스들을 수신할 수 있고 이러한 광 펄스들의 각각의 세기들을 결정할 수 있다. 이러한 예에서, 제1 수신된 광 펄스는 0.4 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제1 수신된 광 펄스에 공간적으로 인접한 제2 수신된 광 펄스는 0.4 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제2 수신된 광 펄스에 공간적으로 인접한 제3 수신된 광 펄스는 0.3 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제3 수신된 광 펄스에 공간적으로 인접한 제4 수신된 광 펄스는 0.5 W/m2의 세기를 가질 수 있다. 이러한 세기들을 고려하면, 제어 시스템은 수신된 광 펄스들이 쟁점중인 교대 세기 패턴이 아닌 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 것을 결정할 수 있다. 따라서, 제어 시스템은 환경 등의 영역 내의 객체들의 검출/식별을 위한 이러한 수신된 펄스들에 기초하여 발생되는 데이터를 응답적으로 사용하지 않을 수 있다.
다른 예에서, 제어 시스템은 인접 세기들이 특정 절대 세기 차이를 갖고 그리고/또는 특정 퍼센티지만큼 상이한 특정 세기 패턴에 따라 각각의 세기를 각각 갖는 수개의 광 펄스들을 환경 내의 영역을 향해 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 광 펄스는 0.5 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제1 광 펄스에 공간적으로 인접한 제2 광 펄스는 1.5 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제2 광 펄스에 공간적으로 인접한 제3 광 펄스는 2.5 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제3 광 펄스에 공간적으로 인접한 제4 광 펄스는 3.5 W/m2의 세기를 가질 수 있는 등등이다. 이러한 방식으로, 특정 세기 패턴은 인접 광 펄스들이 1 W/m2의 절대 차이만큼 상이한 세기들을 갖는 것일 수 있다. 따라서, 이러한 배열의 경우, 제어 시스템은 특정 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 환경 내의 영역에서 도달하는 광 펄스들만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다.
일 예시적 시나리오에서, LIDAR 디바이스는 수개의 광 펄스들을 수신할 수 있고 이러한 광 펄스들의 각각의 세기들을 결정할 수 있다. 이러한 예시적 시나리오에서, 제1 수신된 광 펄스는 0.1 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제1 수신된 광 펄스에 공간적으로 인접한 제2 수신된 광 펄스는 1.1 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제2 수신된 광 펄스에 공간적으로 인접한 제3 수신된 광 펄스는 2.1 W/m2의 세기를 가질 수 있고, 제3 수신된 광 펄스에 공간적으로 인접한 제4 수신된 광 펄스는 3.1 W/m2의 세기를 가질 수 있는 등등이다. 이러한 세기들을 고려하면, 제어 시스템은 인접 수신된 광 펄스들이 1 W/m2의 절대 차이만큼 상이한 세기들을 갖는 것을 결정할 수 있으며, 그것에 의해 수신된 광 펄스들이 특정 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 것을 결정한다. 따라서, 제어 시스템은 환경 등의 영역 내의 객체들의 검출/식별을 위한 이러한 수신된 펄스들에 기초하여 발생되는 데이터를 응답적으로 사용할 수 있다.
다른 예시적 시나리오에서, LIDAR 디바이스는 수개의 광 펄스들을 수신할 수 있고 이러한 광 펄스들의 각각의 세기들을 결정할 수 있다. 이러한 예시적 시나리오에서, 각각 수신된 광 펄스는 2 W/m2의 세기를 가질 수 있다. 이러한 세기들을 고려하면, 제어 시스템은 인접 수신된 광 펄스들의 세기들 사이의 어떠한 차이가 없는 것을 결정하고 따라서 수신된 광 펄스들이 특정 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖지 않는 것을 결정할 수 있다. 따라서, 제어 시스템은 환경 등의 영역 내의 객체들의 검출/식별을 위한 이러한 수신된 펄스들에 기초하여 발생되는 데이터를 응답적으로 사용하지 않을 수 있다. 다른 예들 및 예시적 시나리오들이 또한 가능하다.
도 11a 내지 도 11f는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스를 보호하는 것을 돕기 위해 세기들의 변화를 예시한다.
특히, 도 11a에 의해 도시된 바와 같이, 차량(300)의 LIDAR 디바이스(200)는 1 W/m2의 세기를 갖는 대표적 광 펄스("a"), 2 W/m2의 세기를 갖는 대표적 광 펄스("b"), 및 3 W/m2의 세기를 갖는 대표적 광 펄스("c")를 방출한다. 이러한 방식으로, 방출된 광 펄스들의 세기들은 인접 세기들이 1 W/m2의 특정 절대 세기 차이를 갖는 특정 세기 패턴에 따라 변화된다. 따라서, 본원에 설명되는 배열들을 고려하면, LIDAR 디바이스(200)는 특정 세기 패턴과 매칭하는 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 광 펄스들만을 검출하기 위해 동작할 수 있다.
이러한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 대표적 광 펄스들(d, e, 및 f)을 검출할 수 있으며, 이 광 펄스들은 매칭 세기 패턴을 갖고 반사된 광인 것으로서 도 11b에 도시된다. 구체적으로, 도 11b에 도시된 바와 같이, 인접 광 펄스들의 세기들은 1 W/m2의 절대 세기 차이만큼 상이하다. 그러나, 동일한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 대표적 광 펄스들(g, h, 및 i)을 검출하지 않을 수 있으며, 이 광 펄스들은 상이한 세기 패턴을 갖고 외부 광인 것으로서 도 11c에 도시된다. 구체적으로, 도 11c에 도시된 바와 같이, 인접 광 펄스들의 세기들은 0.5 W/m2의 절대 세기 차이만큼 상이하다.
게다가, 도 11d는 타이밍 간격이 조정된 세기 패턴까지 조정되었던 것을 예시한다. 구체적으로, 도 11d에 의해 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(200)는 0.6 W/m2의 세기를 갖는 대표적 광 펄스("j"), 1.2 W/m2의 세기를 갖는 대표적 광 펄스("k"), 및 0.6 W/m2의 세기를 갖는 대표적 광 펄스("l")를 방출한다. 이러한 방식으로, 방출된 광 펄스들의 세기들은 인접 세기들이 0.6 W/m2의 특정 절대 세기 차이를 갖는 조정된 세기 패턴에 따라 변화된다. 따라서, 본원에 설명되는 배열들을 고려하면, LIDAR 디바이스(200)는 조정된 세기 패턴과 매칭하는 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 광 펄스들만을 검출하기 위해 동작할 수 있다.
이러한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 대표적 광 펄스들(m, n, 및 o)을 검출할 수 있으며, 이 광 펄스들은 매칭 세기 패턴을 갖고 반사된 광인 것으로서 도 11e에 도시된다. 구체적으로, 도 11d에 도시된 바와 같이, 인접 광 펄스들의 세기들은 0.6 W/m2의 절대 세기 차이만큼 상이하다. 그러나, 동일한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 대표적 광 펄스들(p, q, 및 r)을 검출하지 않을 수 있으며, 이 펄스들은 상이한 세기 패턴을 갖고 외부 광인 것으로서 도 11f에 도시되지만, 광 펄스들(p, q, 및, r)의 세기 패턴은 도 11a에 도시된 이전 세기 패턴과 매칭한다. 구체적으로, 도 11f에 도시된 바와 같이, 인접 광 펄스들의 세기들은 1 W/m2의 절대 세기 차이만큼 상이하다. 이러한 방식으로, 조정은 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스(200)를 보호하는 것을 도울 수 있다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
iv. 변조의 변화
본 개시에 따라, 제어 시스템은 변조 - 광이 이 변조에 따라 방출되고 있음 - 를 시간에 따라 변화시키고 변조 - 광이 이 변조에 따라 방출되고 있음 - 에 대응하는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 실제로, 그러한 변조는 다른 가능성들 중에서, 광의 위상 변조, 광의 진폭 변조, 및/또는 광의 주파수 변조일 수 있다. 게다가, 방출된 광은 다른 옵션들 중에서, 광 변조기를 사용하여 변조될 수 있다. 게다가, 검출된 광의 변조는 다른 옵션들 중에서, 광 복조기를 사용하여 결정될 수 있다.
더 구체적으로, 본 개시에 따라, 제어 시스템은 초기 변조에 따른(예를 들어, 특정 패턴으로 변조됨) 광을 방출하고 초기 변조에 대응하는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스에서 비롯되는 반사된 광을 LIDAR 디바이스에서 비롯되지 않는 외부 광과 구별하기 위한 기초로서 광 변조의 평가를 효과적으로 사용할 수 있다. 그리고, 제어 시스템은 다양한 방식들로 그렇게 행할 수 있다.
예로서, 제어 시스템은 특정 위상 변화가 인코딩되는 변조 패턴을 포함하는 특정 위상 변조에 따라 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그렇게 행하는 동안 또는 그렇게 행한 후에, LIDAR 디바이스는 광을 수신할 수 있고 광 복조기는 복조를 적용할 수 있어 제어 시스템은 이때 수신된 광이 특정 위상 변화를 갖는 변조 패턴을 갖는지를 결정할 수 있으며, 그것에 의해 수신된 광이 특정 위상 변조에 대응하는지를 결정한다. 제어 시스템은 수신된 광이 특정 위상 변조에 대응하는 것을 결정하면, 이때 제어 시스템은 환경 등 내의 장애의 검출/식별을 위한 그러한 광에 기초하여 발생되는 데이터를 응답적으로 사용할 수 있다. 그러나, 제어 시스템은 수신된 광이 특정 위상 변조에 대응하지 않는 것을 결정하면, 이때 제어 시스템은 환경 등 내의 장애의 검출/식별을 위한 그러한 광에 기초하여 발생되는 데이터를 응답적으로 사용하지 않을 수 있다.
다른 예에서, 제어 시스템은 진폭 변조 패턴을 포함하는 특정 진폭 변조에 따라 광을 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이와 관련하여, 일부 경우들에서, 일부 시간 기간 동안 광의 방출의 결핍은 제로 신호 강도에 대응하고 따라서 진폭 변조의 일부로 간주될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 광의 방출 동안 또는 후에, LIDAR 디바이스는 광을 수신할 수 있고 광 복조기는 복조를 적용할 수 있어 제어 시스템은 이때 수신된 광이 진폭 변조 패턴을 갖는지를 결정할 수 있으며, 그것에 의해 수신된 광이 특정 진폭 변조에 대응하는지를 결정한다. 제어 시스템은 수신된 광이 특정 진폭 변조에 대응하는 것을 결정하면, 이때 제어 시스템은 환경 등 내의 장애의 검출/식별을 위한 그러한 광에 기초하여 발생되는 데이터를 응답적으로 사용할 수 있다. 그러나, 제어 시스템은 수신된 광이 특정 진폭 변조에 대응하지 않는 것을 결정하면, 이때 제어 시스템은 환경 등 내의 장애의 검출/식별을 위한 그러한 광에 기초하여 발생되는 데이터를 응답적으로 사용하지 않을 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
더욱이, 상기 논의에 따라, 제어 시스템은 초기 변조에 대한 조정을 결정할 수 있다. 실제로, 조정은 다른 옵션들 중에서, 광이 상이한 패턴에 따라 변조되는 것을 수반할 수 있다. 그와 같이, 제어 시스템은 조정된 변조에 따라 광을 방출하고 조정된 변조 - 광이 조정된 변조에 따라 방출됨 - 에 대응하는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 변조 - 외부 광이 이 변조에 따라 방출됨 - 가 변조 - 광이 이 변조에 따라 LIDAR 디바이스에 의해 방출되고 검출됨 - 와 매칭하는 상황을 극복하는 것을 도울 수 있다.
도 12a 내지 도 12f는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스를 보호하는 것을 돕기 위해 변조의 변화를 예시한다.
특히, 도 12a에 의해 도시된 바와 같이, 차량(300)의 LIDAR 디바이스(200)는 대표적 변조(A)에 따른 대표적 광을 방출한다. 따라서, 본원에 설명되는 배열들을 고려하면, LIDAR 디바이스(200)는 변조(A)에 대응하는 광만을 검출하기 위해 동작할 수 있다. 이러한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 도 12b에 도시된 대표적 광을 검출할 수 있으며, 대표적 광은 매칭 변조(A)를 갖고 반사된 광이다. 그러나, 동일한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 도 12c에 도시된 대표적 광을 검출하지 않을 수 있으며, 대표적 광은 변조(B)를 갖고 외부 광이다.
게다가, 도 12d는 변조가 조정된 변조(C)까지 조정되었던 것을 예시한다. 그와 같이, 도 12d에 의해 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(200)는 변조(C)에 따른 대표적 광을 방출한다. 따라서, 본원에 설명되는 배열들을 고려하면, LIDAR 디바이스(200)는 변조(C)에 대응하는 광만을 검출하기 위해 동작할 수 있다. 이러한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 도 12e에 도시된 대표적 광을 검출할 수 있으며, 대표적 광은 매칭 변조(C)를 갖고 반사된 광이다. 그러나, 동일한 이유로, LIDAR 디바이스(200)는 도 12f에 도시된 대표적 광을 검출하지 않을 수 있으며, 대표적 광은 변조(A)를 갖고 외부 광이지만, 이러한 변조(A)는 도 12a에 도시된 이전 변조와 매칭한다. 이러한 방식으로, 조정은 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스(200)을 보호하는 것을 도울 수 있다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
VI.
LIDAR 디바이스를 보호하는 반응적 완화 절차
본 개시에 따라, 제어 시스템은 반응적 완화 절차에 관여하도록 구성될 수 있다. 특히, 반응적 완화 절차는 제어 시스템이 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스를 보호하기 위해 하나 이상의 동작을 수행하는 것 및 외부 광이 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 것을 검출하는 것에 응답하여 구체적으로 그렇게 행하는 것을 수반할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 반응적 완화 특징들이 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호할 곳에 있는 것을 보장할 수 있다.
도 13은 예시적 구현에 따른 방법(1300)을 예시하는 흐름도이다. 특히, 방법(1300)은 외부 광의 검출에 응답하여 반응적 완화 절차를 수행하기 위해 구현될 수 있다.
블록(1302)에서, 방법(1300)은 하나 이상의 센서로부터, LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 수신하는 것을 수반하며, 외부 광은 LIDAR 디바이스의 광원 이외의 광원에서 비롯된다. 예시적 구현에 따라, 방출되는 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 발생시키도록 구성되는 센서는 다양한 형태들 중 하나 이상을 띨 수 있다.
일 예에서, 외부 센서는 LIDAR 디바이스(예를 들어, 하우징)에 결합될 수 있고 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 발생시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 외부 센서는 LIDAR 디바이스가 현재 방출하는 광의 것들과 다른 광학 특성들을 갖는 광을 수신하도록 구성되는 광 센서 등일 수 있다. 외부 센서가 광을 검출하면, 쟁점중인 외부 센서는 신호를 제어 시스템에 응답적으로 송신할 수 있다. 그리고, 신호를 수신하는 것에 응답하여, 제어 시스템은 외부 광이 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 것을 결정할 수 있다.
다른 예에서, 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 발생시키도록 구성되는 센서는 LIDAR 디바이스 자체일 수 있다. 예를 들어, LIDAR 디바이스는 LIDAR 디바이스가 방출하는 광의 것들과 같은 다른 광학 특성들을 갖는 광을 수신하도록 구성되는 광검출기(예를 들어, 검출기 어레이 내의)를 포함할 수 있다. 광검출기가 광을 검출하면, 쟁점중인 광검출기는 데이터가 이때 발생되는지에 기초하여 신호를 응답적으로 발생시킬 수 있다. 그리고, 그러한 데이터가 쟁점중인 광검출기로 인해 발생되는 것에 적어도 기초하여, 제어 시스템은 외부 광이 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 것을 결정할 수 있다.
또 다른 예에서, 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 발생시키도록 구성되는 센서는 LIDAR 디바이스와 다른 차량의 센서일 수 있다. 예를 들어, 도 17의 차량(1700)과 연관하여 아래에 설명되는 센서들 중 어느 것은 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 그러나, 다양한 다른 센서들은 차량으로 통합될 수 있고 또한 그러한 목적을 위해 부가적으로 또는 대안적으로 사용될 수 있다. 특정 예에서, 제어 시스템은 차량의 카메라로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있고 제어 시스템은 이미지 데이터가 (예를 들어, 현재 공지되거나 장래에 개발될 객체 인식 기술들을 사용하여) 환경 내의 외부 광원의 이미지를 포함하는 것을 결정할 수 있다. 따라서, 이러한 예에서, 제어 시스템은 이미지 데이터에 기초하여 외부 광이 방출되고 있거나 적어도 LIDAR 디바이스를 향해 방출될 수 있는 것을 결정할 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
블록(1304)에서, 방법(1300)은 LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 수신하는 것에 응답하여, 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스의 동작을 보호하는 반응적 완화 절차에 관여하는 것을 수반하며, 반응적 완화 절차는 이하, 즉 (i) 외부 광이 LIDAR 디바이스에 의해 검출되는 것을 차단하기 위해 셔터를 활성화하도록 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것, 또는 (ii) 방출되고 있는 광이 갖는 특성들을 시간에 따라 변화시키고 방출되고 있는 광이 갖는 특성들과 매칭하는 특성들을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키는 것 중 적어도 하나를 포함한다.
i. 셔터 활성화
본 개시에 따라, 제어 시스템은 외부 광이 LIDAR 디바이스에 의해 검출되는 것을 차단하기 위해 셔터를 활성화하도록 LIDAR 디바이스를 동작시킴으로써 외부 광의 검출에 응답할 수 있다. 실제로, 제어 시스템은 셔터를 일시적으로 활성화할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스가 환경에 관한 정보를 시간에 따라 여전히 제공하는 것을 보장하는 동안 LIDAR 디바이스에 의한 외부 광의 검출을 차단하는 것을 도울 수 있다. 일반적으로, 쟁점중인 셔터는 다양한 형태들 중 하나를 띨 수 있다.
하나의 경우에, 셔터는 기계 셔터일 수 있다. 예를 들어, 기계 셔터는 다른 옵션들 중에서, 집속 평면 셔터, 간단한 리프 셔터, 다이어프램 셔터, 및/또는 중심 셔터의 형태를 취할 수 있다. 이러한 경우에, 제어 시스템은 외부 광이 LIDAR 디바이스에 의해 검출되는 것을 차단하기 위해 셔터를 작동("폐쇄")하도록 신호 등을 송신함으로써 기계 셔터를 활성화할 수 있다.
다른 경우에, 셔터는 광학 셔터일 수 있다. 특히, 활성화될 때, 광학 셔터는 하나 이상의 타겟 파장을 갖는 광을 필터링 아웃할 수 있고 하나 이상의 타겟 파장 이외의 파장들을 갖는 광을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 광학 셔터는 상기 설명된 적응 필터일 수 있다. 그와 같이, 제어 시스템은 적응 필터를 활성화하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 더욱이, 제어 시스템은 외부 광의 파장을 (예를 들어, 수신된 센서 데이터에 기초하여) 결정할 수 있고 그 다음 적응 필터를 응답적으로 재구성하여 결정된 파장을 적응 필터가 필터링 아웃하는 타겟 파장들 중 적어도 하나로서 선택할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 외부 광이 LIDAR 디바이스에 의해 검출되지 않고 있는 동안 반사된 광이 LIDAR 디바이스에 의해 검출되고 있는 것을 보장할 수 있다. 다른 경우들 및 예들이 또한 가능하다.
추가 양태에서, LIDAR 디바이스는 환경의 특정 부분으로부터 LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 발생시키도록 배열되는 룩-어헤드 센서를 포함할 수 있다. 초기 문제로서, 룩-어헤드 센서는 다른 옵션들 중에서, 상기 설명된 외부 센서일 수 있다. 또한, 룩-어헤드 센서는 LIDAR 디바이스가 환경의 그러한 부분을 스캐닝하는 위치로 LIDAR 디바이스가 회전하기 전에 외부 광에 대해 환경의 일부를 효과적으로 체크하기 위해 위치될 수 있다. 제어 시스템은 LIDAR 디바이스가 환경의 그러한 부분을 스캐닝하고 있거나 막 스캐닝하려고 하는 위치로 LIDAR 디바이스가 회전했던 것을 결정했으면, 제어 시스템은 외부 광이 검출되는 것을 차단하기 위해 셔터를 응답적으로 활성화할 수 있다.
이러한 배열을 고려해 볼 때, 룩-어헤드 센서는 외부 광이 LIDAR 디바이스를 향해 방출되고 있는 것을 결정하면, 제어 시스템은 룩-어헤드 센서로부터의 데이터에 기초하여 외부 광이 방출되고 있는 환경의 특정 부분, 및 따라서 셔터를 활성화할 때를 결정하기 위해 다양한 접근법들 중 하나 이상을 사용할 수 있다.
예시적 접근법에서, 제어 시스템은 룩-어헤드 센서로부터, 외부 광을 나타내는 센서 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 접근법에서, 제어 시스템은 룩-어헤드 센서가 외부 광을 검출할 때의 시간에 룩-어헤드 센서의 특정 각도 위치를 (예를 들어, 회전 인코더를 사용하여) 결정할 수 있다. 그 다음, LIDAR 디바이스 상의 룩-어헤드 센서의 위치와 광이 수신되는 LIDAR 디바이스의 애퍼처의 위치 사이의 각도 오프셋에 기초하여, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스가 각도 오프셋과 실질적으로 매칭하는 정도만큼 회전한 후에 애퍼처가 특정 각도 위치에 있는 것을 결정할 수 있다. 그와 같이, 제어 시스템은 애퍼처가 특정 각도 위치에 있다는 결정에 응답하여 셔터를 활성화할 수 있다. 실제로, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스가 쟁점중인 각도 오프셋과 실질적으로 매칭하는 정도만큼 회전했던 것을 결정하기 위해 회전 인코더를 사용함으로써 그러한 결정을 할 수 있거나, 다른 방식들로 그렇게 행할 수 있다.
더욱이, 일부 경우들에서, 제어 시스템은 또한 애퍼처가 특정 각도 위치에 있는 것으로 예상될 때 시간을 결정하거나 추정하기 위해 각도 오프셋과 조합하여 LIDAR 디바이스의 리프레시 속도를 사용할 수 있다. 그러한 경우들에서, 제어 시스템은 애퍼처가 특정 각도 위치에 있는 것으로 예상될 때 셔터를 그러한 시간에 활성화할 수 있다. 다른 경우들 및 접근법들이 또한 가능하다.
더욱이, 주목된 바와 같이, 제어 시스템은 셔터를 단지 일시적으로 활성화할 수 있다. 룩-어헤드 센서 배열의 맥락에서, 제어 시스템은 외부 광이 LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 환경의 특정 부분을 LIDAR 디바이스가 스캐닝하고 있거나 막 스캐닝하려고 하는 동안만 셔터를 활성화할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스가 환경의 특정 부분을 더 이상 스캐닝하고 있지 않은 것을 (예를 들어, 회전 인코더를 사용하여) 결정할 수 있다. 응답적으로, 제어 시스템은 광을 더 이상 차단하지 않기 위해 셔터를 비활성화하도록 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 일반적으로, 제어 센서는 외부 광이 환경의 후속 부분으로부터 방출되고 있는 것을 표시하는 센서 데이터를 룩-어헤드 센서가 발생시킬 경우에 한해 그렇게 행할 수 있다. 룩-어헤드 센서가 그러한 데이터를 발생시키는 상황에서, 제어 시스템은 상기 논의에 따라 외부 광을 차단하기 위해 셔터의 활성화를 유지하도록 LIDAR 디바이스를 동작시킬 것인 등등이다.
도 14a 내지 도 14c는 룩-어헤드 센서 배열의 맥락에서 셔터의 활성화를 예시한다. 특히, 도 14a는 LIDAR 디바이스(200)가 광을 방출하고 반사된 광을 검출하는 동안, 대표적 룩-어헤드 센서(1402)가 환경의 특정 부분으로부터 LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 외부 광을 검출하는 것을 예시한다. 그 다음, 도 14b는 LIDAR 디바이스(200)가 환경의 특정 부분을 스캐닝하도록 배열되는 위치로 LIDAR 디바이스(200)가 회전되었다면 대표적 기계 셔터(1404)가 활성화되었던 것을 예시한다. 그와 같이, 기계(1404)는 도 14b에 의해 도시된 바와 같이, 외부 광을 차단한다. 최종적으로, LIDAR 디바이스가 추가로 회전되었고 환경의 특정 부분을 더 이상 스캐닝하지 않은 후에, 기계 셔터(1404)는 도 14c에 의해 도시된 바와 같이, 광을 더 이상 차단하지 않기 위해 비활성화된다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
ii. 광학 특성들의 변화
본 개시에 따라, 제어 시스템은 방출되고 있는 광이 갖는 특성들을 시간에 따라 변화시키고 방출되고 있는 광이 갖는 특성들과 동일한 특성들을 갖는 광만을 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킴으로써 외부 광의 검출에 부가적으로 또는 대안적으로 응답할 수 있다. 이와 관련하여, 사전적 완화 절차의 맥락에서 상기 설명된 특징들 중 어느 것은 반응적 완화 절차의 맥락에서 수행될 수 있다. 그와 같이, 제어 시스템은 상기 논의에 따라 타이밍, 파장들, 세기, 및/또는 변조를 변환시키기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킴으로써 외부 광의 검출에 응답할 수 있다.
추가 양태에서, 광학 특성들을 변화시킴으로써 외부 광의 검출에 응답하는 것은 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스를 보호하는 것을 돕기 위해 백업 파장의 사용을 수반할 수 있다. 특히, 제어 시스템은 상기 논의에 따라 제1 파장을 방출하고 제1 파장을 갖는 광을 적어도 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그 다음, 제어 시스템은 제1 파장을 갖는 광을 계속 방출하고 제1 파장과 상이한 제2 파장을 갖는 광을 부가적으로 방출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있다. 이러한 상황에서, 제어 시스템은 또한 제1 파장을 갖는 광을 더 이상 검출하지 않고 제2 파장을 갖는 광을 대신에 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시킬 수 있지만, LIDAR 디바이스는 제1 파장을 갖는 광을 계속 방출한다.
실제로, 백업 파장의 사용은 어느 파장이 LIDAR 디바이스에 의한 검출을 위해 실제로 사용되고 있는지를 확인하는 어려움을 개선하는 것을 도울 수 있다. 특히, 주목된 바와 같이, 외부 광의 광학 특성들은 LIDAR 디바이스에 의해 방출되고 검출되는 광의 광학 특성들의 세트와 매칭하기 위해 수동으로 또는 자동으로 변경될 수 있다. 이러한 이유로, 외부 광의 파장은 초기에 방출된 제1 파장과 매칭하기 위해 수동으로 또는 자동으로 변경될 수 있고 외부 광의 파장은 제1 파장을 갖는 광의 지속적 방출로 인해 제1 파장과 계속 매칭할 수 있다. 그러나, 그러한 매칭은 제어 시스템이 백업 제2 파장을 갖는 광을 대신에 검출하기 위해 LIDAR 디바이스를 동작시키기 시작했기 때문에 쟁점을 더 이상 제시하지 않을 수 있다. 더욱이, 일부 경우들에서, 제어 시스템은 외부 광의 검출에만 응답하여 백업 파장을 사용하는 것보다는 오히려, 외부 광이 매칭 제1 파장을 갖는 것을 결정하는 것에 응답하여 구체적으로 백업 제2 파장들의 개시된 사용을 수행할 수 있다. 다른 경우들이 또한 가능하다.
도 15a 내지 도 15b는 외부 광에 대해 LIDAR 디바이스을 보호하는 것을 돕기 위해 백업 파장의 사용을 예시한다. 특히, LIDAR 디바이스(200)는 도 15a에 의해 도시된 바와 같이, 1550 nm의 파장을 갖는 광을 초기에 방출할 수 있고, 1550 nm의 파장을 갖는 광을 검출할 수 있다. 도 15b에 의해 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스를 향하는 외부 광의 방출이 검출된다. 그 다음, 이에 응답하여, LIDAR 디바이스는 1552 nm의 백업 파장을 갖는 광뿐만 아니라 1550 nm의 파장을 갖는 광을 방출한다. 그러나, 상기 논의에 따라, LIDAR 디바이스(200)는 1550 nm의 파장을 갖는 광을 더 이상 검출하지 않고 1552 nm의 파장을 갖는 광을 대신에 검출하기 위해 동작될 수 있다. 이러한 방식으로, 파장이 LIDAR 디바이스(200)에 의한 검출을 위해 실제로 사용되고 있는지를 확인하는 어려움의 개선이 있을 수 있다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
VII.
부가 특징들
본 개시에 따라, 부가 특징들은 LIDAR 디바이스 및/또는 LIDAR 디바이스가 위치되는 차량을 보호하는 것을 도울 수 있다. 특정 부가 특징들이 설명되지만, 다른 특징들이 또한 가능하다.
i. 완화 동작들의 선택
예시적 구현에서, 제어 시스템은 수행할 상기 설명된 완화 동작들의 어느 조합을 선택할 수 있다. 사전적 완화 절차의 맥락에서, 제어 시스템은 다른 옵션들 중에서, 이하, 즉 타이밍의 변화, 파장의 변화, 세기들의 변화, 및/또는 변조의 변화 중 하나 이상의 동작을 선택할 수 있다. 그리고, 반응적 완화 절차의 맥락에서, 제어 시스템은 다른 옵션들 중에서, 이하, 즉 기계 셔터의 사용, 광학 셔터의 사용, 백업 파장의 사용, 수신 경로 내의 상이한 파장 필터의 사용, 타이밍의 변화, 파장의 변화, 세기들의 변화, 및/또는 변조의 변화로부터 하나 이상의 동작을 선택할 수 있다.
더욱이, 제어 시스템은 다양한 인자들에 기초하여 하나 이상의 완화 동작을 선택할 수 있다. 실제로, 제어 시스템은 선택을 위한 기초로서 그러한 인자들의 임의의 조합을 사용하며, 가능하면 선택의 일부로서 다른 것들과 비교하여 더 많은 가중의 특정 인자들을 줄 수 있다. 또한, 예시적 인자들이 아래에 도입되지만, 다양한 다른 인자들은 본 개시의 범위로부터 벗어나는 것 없이 또한 가능하다.
특히, 제어 시스템은 다른 가능성들 중에서, 이하, 즉 LIDAR 디바이스에 의해 방출되는 광의 특성들, 반사된 광의 특성들, 외부 광의 특성들, LIDAR 디바이스에 의한 에너지 사용, LIDAR 디바이스를 사용하여 검출되는 객체(들)의 거리(들), LIDAR 디바이스를 사용하여 식별되는 객체(들), 차량의 위치, 차량의 목적지, 차량의 상태, 또는 차량의 다른 센서들에 의해 발생되는 센서 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 하나 이상의 완화 동작을 선택할 수 있다.
추가 양태에서, 제어 시스템이 2개 이상의 완화 동작을 선택할 때, 제어 시스템은 또한 이러한 선택된 동작들을 조합하여 사용하기 위한 접근법을 결정할 수 있다. 실제로, 제어 시스템은 상기 설명된 인자들 중 하나 이상에 기초하여 그러한 접근법을 결정할 수 있고 그리고/또는 접근법을 다른 방식들로 결정할 수 있다.
일 예에서, 제어 시스템은 예컨대 제1 완화 동작 다음에 제2 완화 동작이 이어지는 것을 결정함으로써, 선택된 완화 동작들을 사용하는 시퀀스를 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 제어 시스템은 제2 완화 동작이 제1 완화 동작의 종료 직후에 시작해야 하는 것을 결정할 수 있다. 대안적으로, 제어 시스템은 제어 시스템이 제1 완화 동작을 수행한 후에 특정 시간 기간을 대기하고 그 다음 특정 시간 기간의 만료 시에 제2 완화 동작을 수행해야 하는 것을 결정할 수 있다.
다른 예에서, 제어 시스템은 제어 시스템이 2개 이상의 선택된 완화 동작을 동시에 수행해야 하는 것을 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 제어 시스템은 제어 시스템이 동일한 시점에 선택된 완화 동작들을 수행하기 시작해야 하는 것을 결정할 수 있다. 대안적으로, 제어 시스템은 제어 시스템이 제1 완화 동작을 수행하기 시작하고, 그러한 제1 완화 동작을 수행하는 중에, 제2 완화 동작을 수행하기 시작해야 하는 것을 결정할 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
ii. 외부 광원 상의 국소화
예시적 구현에서, 제어 시스템은 외부 광을 방출하는 외부 광원과 연관되는 위치를 결정하기 위해 차량의 하나 이상의 센서를 동작시킬 수 있다. 예로서, 위치의 결정은 다른 가능성들 중에서, 차량의 카메라로부터의 데이터에 기초할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 위치의 그러한 결정은 단일 사례를 위해, 때때로, 및/또는 연속적으로 발생할 수 있다. 이러한 배열의 경우, 제어 시스템은 외부 광이 방출되고 있거나 LIDAR 디바이스를 향해 방출될 수 있는 환경의 일부를 효과적으로 추적가능할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어 시스템은 다른 옵션들 중에서, 인근 차량들과 같은, 다양한 엔티티들에 결정된 위치를 (예를 들어, 무선 통신 링크를 통해) 보고할 수 있다.
iii. 차량의 다른 시스템들의 보호
예시적 구현에서, 제어 시스템은 차량의 다른 시스템(들)을 보호하는 동작들을 개시하기 위한 트리거로서 LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 외부 광의 검출 및 특징화를 사용할 수 있다. 예를 들어, 외부 광을 검출하는 것에 응답하여, 제어 시스템은 예컨대 본원에 논의되는 완화 동작들 중 어느 것에 따라 상이한 LIDAR 디바이스를 동작시킴으로써, 차량의 상이한 LIDAR 디바이스를 보호하는 동작들을 개시할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 차량의 하나 이상의 다른 시스템을 보호하기 위한 대책을 효과적으로 개시할 수 있다.
iv. 차량의 다른 시스템들의 사용의 트리거
예시적 구현에서, 제어 시스템은 환경에 관한 정보를 획득하기 위해 차량의 하나 이상의 다른 시스템을 부가적으로 또는 대안적으로 사용하기 위한 트리거로서 LIDAR 디바이스를 향해 방출되는 외부 광의 검출을 사용할 수 있다. 예를 들어, 외부 광을 검출하는 것에 응답하여, 제어 시스템은 다른 가능성들 중에서, 차량의 상이한 LIDAR 디바이스, 차량의 카메라, 및/또는 차량의 레이더를 부가적으로 또는 대안적으로 사용할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 시스템은 외부 광의 존재에도 불구하고, 제어 시스템이 이때 차량을 동작시킬 수 있는지에 기초하여 제어 시스템이 환경에 관한 정보를 수신할 수 있는 것을 보장하기 위해 조치를 효과적으로 취할 수 있다.
v. 외부 광의 수직 차단
예시적 구현에서, 수평 FOV를 따라 외부 광을 차단하기 위해 셔터의 사용에 더하여 또는 셔터의 사용 대신에, 제어 시스템은 수직 FOV를 따라 외부 광을 차단하기 위해 셔터를 작동하도록 구성될 수 있다.
특히, LIDAR 디바이스 및/또는 차량은 외부 광이 LIDAR 디바이스에 도달하고 있는 수직 FOV를 따라 위치를 나타내는 센서 데이터를 발생시키도록 구성되는 센서를 포함할 수 있고, 제어 시스템은 이러한 센서 데이터에 기초한 그러한 수직 위치(예를 들어, LIDAR 디바이스 위 또는 아래의 위치)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 이러한 센서는 수직 FOV를 따라 각도 간격을 갖는 광검출기들의 선형 어레이일 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
부가적으로, 쟁점중인 셔터는 마이크로 미러들의 MEMS 어레이와 같은, 미세 전자 기계 시스템(MEMS)일 수 있다. 이러한 배열의 경우, 수직 위치가 결정되면, 제어 시스템은 그러한 수직 위치에서 도달하고 있는 외부 광을 차단하고 그리고/또는 재지향시키기 위해 MEMS 어레이를 동작시킬 수 있다. 구체적으로, 제어 시스템은 수직 위치에서 도달하는 외부 광을 벗어나게 하기 위해 마이크로 미러들 중 하나 이상의 각도 위치 결정을 변경하도록 MEMS 어레이를 동작시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 개시된 구현은 수평 FOV를 따라 LIDAR 디바이스에 의한 환경의 지속적 스캐닝을 허용하는 동안 수직 FOV를 따라 외부 광의 차단을 허용할 수 있다. 다른 양태들 및 구현들이 또한 가능하다.
VIII.
LIDAR 디바이스에 의한 스캔들에 기초한 차량의 제어
주목된 바와 같이, 제어 시스템은 본원에 개시되는 LIDAR 디바이스로부터 수신되는 스캔들에 기초하여 차량을 동작시킬 수 있다. 특히, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스로부터 차량 주위의 환경의 스캔들을 수신할 수 있다. 그리고, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스로부터 수신되는 환경의 스캔들에 적어도 기초하여 차량을 동작시킬 수 있다.
더 구체적으로, 제어 시스템은 광을 환경으로 방출하기 위해 LIDAR 디바이스(100)를 동작시킬 수 있다. 또한, 컨트롤러는 LIDAR 디바이스(100)로부터 반사된 광의 검출들을 나타내는 데이터를 수신할 수 있다. 그리고, 검출된 광 빔들을 방출된 광 빔들과 비교함으로써, 컨트롤러는 환경 내의 하나 이상의 객체의 적어도 하나의 양태를 결정할 수 있다.
예를 들어, 복수의 광 빔이 LIDAR 디바이스(100)의 송신기에 의해 방출된 때의 시간 및 LIDAR 디바이스(100)의 수신기가 반사된 광을 검출한 때의 시간을 비교함으로써, LIDAR 디바이스(100)와 환경 내의 객체 사이의 거리가 결정될 수 있다. 다른 예들에서, 형상, 컬러, 재료 등과 같은 양태들은 또한 방출된 광 및 검출된 광 사이의 다양한 비교들에 기초하여 결정될 수 있다.
이러한 배열의 경우, 제어 시스템은 LIDAR 디바이스(100)로부터의 데이터에 기초하여 환경의 3차원(three-dimensional)(3D) 표현을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3D 표현은 LIDAR 디바이스(100)로부터의 데이터에 기초하여 3D 포인트 클라우드로서 제어 시스템에 의해 발생될 수 있다. 3D 클라우드의 각각의 포인트는 예를 들어, 반사된 광 펄스와 연관될 수 있다. 그와 같이, 제어 시스템은 환경 또는 그것의 부분들의 3D 표현들을 (예를 들어, 연속적으로 또는 때때로) 발생시킬 수 있다. 그리고, 제어 시스템은 이때 환경의 그러한 3D 표현들의 평가에 기초하여 차량의 동작을 제어할 수 있다.
예로서, 차량은 자율 모드에서 동작될 수 있다. 이러한 예에서, 컨트롤러는 다른 가능성들 중에서 장애물들을 회피함으로써 차량을 내비게이션(예를 들어, 속도, 방향 등을 조정)하기 위해 3D 표현들을 이용할 수 있다. 장애물들 또는 객체들은 예를 들어, 3D 표현들을 분석하고 다양한 장애물들 또는 객체들을 검출 및/또는 식별하기 위해 이미지 처리 알고리즘 또는 다른 컴퓨팅 방법을 사용하여 검출 및/또는 식별될 수 있다. 다른 예로서, 차량은 부분적으로 자율 또는 수동 모드에서 동작될 수 있다. 이러한 예에서, 차량은 예컨대 차량 내의 디스플레이 또는 스피커로 하여금 환경 내의 하나 이상의 객체에 관한 정보를 제시하게 함으로써, 다양한 객체들 또는 변화하는 도로 조건들(예를 들어, 가로등들, 도로명 게시판들 등)에 대한 존재 또는 거리를 차량의 운전자 또는 조작자에게 통지할 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
다음에, 도 16은 LIDAR 디바이스(200)로부터 수신되는 환경(1600)의 스캔들에 기초하여 차량(300)의 예시적 동작을 예시한다. 본 개시에 따라, 차량의 제어 시스템은 예를 들어 도로 표지(1602) 및 차량(1604)과 같은, 멀리 떨어진 객체를 검출하고 식별하기 위해 LIDAR 디바이스(200)의 수신기(210)로부터 수신되는 데이터를 사용할 수 있다. 이와 관련하여, 제어 시스템은 원하는 목적지에 도달하기 위해 차량(300)이 이상적으로 취해야 하는 출구를 도로 표지(1602)가 나타내는 것을 데이터에 기초하여 결정할 수 있다. 그 다음, 그러한 결정을 하는 것에 응답하여, 제어 시스템은 차선 1 상의 주행으로부터 차선 2 상의 주행으로 스위칭하기 위해 차량(300)을 동작시킬 수 있다.
실제로, 컨트롤러는 환경(600)의 3D 표현들 내에서 차선 마커들을 인식함으로써 이러한 차선들을 구별할 수 있다. 예를 들어, 차량의 제어 시스템은 차선 1을 차선 2로부터 분리하는 인근 차선 마커(1606)를 검출하고 식별하기 위해 LIDAR 디바이스(200)의 수신기(210)로부터 수신되는 데이터를 사용할 수 있다. 더욱이, 차선들을 스위칭하기 위해 차량을 동작시키기 전에, 제어 시스템은 객체들을 검출하고 식별하기 위해 환경을 스캐닝할 수 있어, 제어 시스템은 또한 차선들을 스위칭하기 위해 차량(300)을 동작시키는 동안 그러한 검출된/식별된 객체들을 회피하는 방식으로 차량(300)을 동작시킬 수 있다.
예를 들어, 제어 시스템은 추가 차량(1604)을 검출하고 식별할 뿐만 아니라 인근 차량(1608)을 검출하고 식별하기 위해 LIDAR 디바이스(200)의 수신기(210)로부터 수신되는 데이터를 사용할 수 있다. 그러한 검출들/식별들에 기초하여, 제어 시스템은 또한 차선 1 상의 주행으로부터 차선 2 상의 주행으로 스위칭하기 위해 차량(300)을 동작시키는 동안 차량들(1604 및 1608)을 회피하는 방식으로 차량(300)을 동작시킬 수 있다. 다른 예시들이 또한 가능하다.
IX.
차량의 예시적 배열
최종적으로, 도 17은 예시적 실시예에 따른 차량(1700)의 간략화된 블록도이다. 차량(1700)은 차량(400)과 유사할 수 있고, LIDAR 디바이스(100)와 유사한 LIDAR 디바이스를 포함할 수 있다. 게다가, 차량(1700)은 본원에서의 기능들 및 방법들 예컨대 방법(500)을 수행하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 차량(1700)은 추진 시스템(1702), 센서 시스템(1704), 제어 시스템(1706)(또한 컨트롤러(1706)로 언급될 수 있음), 주변 장치들(1708), 및 컴퓨터 시스템(1710)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 차량(1700)은 더 많은, 더 적은, 또는 상이한 시스템들을 포함할 수 있고, 각각의 시스템은 더 많은, 더 적은, 또는 상이한 구성요소들을 포함할 수 있다.
부가적으로, 도시되는 시스템들 및 구성요소들은 임의의 수의 방식들로 조합되거나 분할될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(1706) 및 컴퓨터 시스템(1710)은 다양한 동작들에 따라 차량(1700)을 동작시키는 단일 시스템으로 조합될 수 있다.
추진 시스템(1702)은 차량(1700)을 위한 파워 모션(powered motion)을 제공하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 추진 시스템(1702)는 엔진/모터(1718), 에너지원(1720), 변속기(1722), 및 휠들/타이어들(1724)을 포함한다.
엔진/모터(1718)는 내연 엔진, 전기 모터, 스팀 엔진, 및 스털링 엔진의 임의의 조합이거나 임의의 조합을 포함할 수 있다. 다른 모터들 및 엔진들이 또한 가능하다. 일부 실시예들에서, 추진 시스템(1702)은 다수의 타입의 엔진들 및/또는 모터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스-전기 하이브리드 승용차는 가솔린 엔진 및 전기 모터를 포함할 수 있다. 다른 예들이 가능하다.
에너지원(1720)은 엔진/모터(1718)에 전체적으로 또는 부분적으로 전력 공급하는 에너지원일 수 있다. 즉, 엔진/모터(918)는 에너지원(1720)을 기계 에너지로 변환하도록 구성될 수 있다. 에너지원들(1720)의 예들은 가솔린, 디젤, 프로판, 다른 압축된 가스계 연료들, 에탄올, 태양 전지판들, 배터리들, 및 다른 전기 전력원들을 포함한다. 에너지원(들)(1720)은 연료 탱크들, 배터리들, 커패시터들, 및/또는 플라이휠들의 임의의 조합을 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에너지원(1720)은 또한 차량(1700)의 다른 시스템들을 위한 에너지를 제공할 수 있다.
변속기(1722)는 기계력을 엔진/모터(1718)로부터 휠들/타이어들(1724)로 전달하도록 구성될 수 있다. 이 때문에, 변속기(1722)는 기어박스, 클러치, 차동 장치, 구동 샤프트들, 및/또는 다른 요소들을 포함할 수 있다. 변속기(1722)가 구동 샤프트들을 포함하는 실시예들에서, 구동 샤프트들은 휠들/타이어들(1724)에 결합되도록 구성되는 하나 이상의 차축을 포함할 수 있다.
차량(1700)의 휠들/타이어들(1724)은 일륜, 이륜/모터사이클, 삼륜, 또는 승용차/트럭 사륜 포맷을 포함하는, 다양한 포맷들로 구성될 수 있다. 6개 이상의 휠을 포함하는 것들과 같은, 다른 휠/타이어 포맷들이 또한 가능하다. 임의의 경우에, 휠들/타이어들(1724)은 다른 휠들/타이어들(1724)에 대해 별도로 회전하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 휠들/타이어들(1724)은 변속기(1722)에 고정 부착되는 적어도 하나의 휠 및 구동 표면과 접촉할 수 있는 휠의 림에 결합되는 적어도 하나의 타이어를 포함할 수 있다. 휠들/타이어들(1724)은 금속 및 고무의 임의의 조합, 또는 다른 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 추진 시스템(1702)은 도시되는 것들과 다른 구성요소들을 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
센서 시스템(1704)은 센서들의 위치 및/또는 배향을 수정하도록 구성되는 하나 이상의 액추에이터(1736)뿐만 아니라, 차량(1700)이 위치되는 환경에 관한 정보를 감지하도록 구성되는 다수의 센서를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 센서 시스템(1704)의 센서들은 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System)(GPS)(1726), 관성 측정 유닛(inertial measurement unit)(IMU)(1728), RADAR 유닛(1730), 레이저 거리계 및/또는 LIDAR 유닛(1732), 및 카메라(1734)를 포함한다. 센서 시스템(1704)은 예를 들어, 차량(1700)의 내부 시스템들(예를 들어, O2 모니터, 연료 게이지, 엔진 오일 온도 등)을 감시하는 센서들을 포함하는, 부가 센서들을 또한 포함할 수 있다. 다른 센서들이 또한 가능하다.
GPS(1726)는 차량(1700)의 지리적 위치를 추정하도록 구성되는 임의의 센서(예를 들어, 위치 센서)일 수 있다. 이 때문에, GPS(1726)는 지구에 대해 차량(1700)의 위치를 추정하도록 구성되는 송수신기를 포함할 수 있다. GPS(1726)는 또한 다른 형태들을 취할 수 있다.
IMU(1728)는 관성 가속도에 기초하여 차량(1700)의 위치 및 배향 변경들을 감지하도록 구성되는 센서들의 임의의 조합일 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서들의 조합은 예를 들어, 가속도계들 및 자이로스코프들을 포함할 수 있다. 센서들의 다른 조합들이 또한 가능하다.
RADAR 유닛(1730)은 라디오 신호들을 사용하여 차량(1700)이 위치되는 환경 내의 객체들을 감지하도록 구성되는 임의의 센서일 수 있다. 일부 실시예들에서, 객체들을 감지하는 것에 더하여, RADAR 유닛(1730)은 객체들의 속도 및/또는 진로를 감지하도록 부가적으로 구성될 수 있다.
유사하게, 레이저 거리계 또는 LIDAR 유닛(1732)은 레이저들을 사용하여 차량(1700)이 위치되는 환경 내의 객체들을 감지하도록 구성되는 임의의 센서일 수 있다. 예를 들어, LIDAR 유닛(1732)은 하나 이상의 LIDAR 디바이스를 포함할 수 있으며, 그것의 적어도 일부는 본원에 개시되는 LIDAR 디바이스(100)의 형태를 취할 수 있다.
카메라(1734)는 차량(1700)이 위치되는 환경의 이미지들을 캡처하도록 구성되는 임의의 카메라(예를 들어, 스틸 카메라, 비디오 카메라 등)일 수 있다. 이 때문에, 카메라는 상기 설명된 형태들 중 어느 것을 취할 수 있다. 센서 시스템(1704)은 도시되는 것들과 다른 구성요소들을 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
제어 시스템(1706)은 차량(1700) 및 그것의 구성요소들의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 이 때문에, 제어 시스템(1706)은 스티어링 유닛(1738), 스로틀(1740), 브레이크 유닛(1742), 센서 융합 알고리즘(1744), 컴퓨터 비전 시스템(1746), 내비게이션 또는 경로지정 시스템(1748), 및 장애물 회피 시스템(1750)을 포함할 수 있다.
스티어링 유닛(1738)은 차량(1700)의 진로를 조정하도록 구성되는 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 스로틀(1740)은 엔진/모터(1718)의 동작 속도, 및 차례로, 차량(1700)의 속도를 제어하도록 구성되는 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 브레이크 유닛(1742)은 차량(1700)을 감속하도록 구성되는 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 브레이크 유닛(1742)은 휠들/타이어들(1724)을 느리게 하기 위해 마찰을 사용할 수 있다. 다른 예로서, 브레이크 유닛(1742)은 휠들/타이어들(1724)의 운동 에너지를 전기 전류로 변환할 수 있다. 브레이크 유닛(1742)은 또한 다른 형태들을 취할 수 있다.
센서 융합 알고리즘(1744)은 센서 시스템(1704)으로부터의 데이터를 입력으로서 수락하도록 구성되는 알고리즘(또는 알고리즘을 저장하는 컴퓨터 프로그램 제품)일 수 있다. 데이터는 예를 들어, 센서 시스템(1704)의 센서들에서 감지되는 정보를 표현하는 데이터를 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(1744)은 예를 들어, 칼만 필터, 베이지안 네트워크, 본원에서의 방법들의 기능들의 일부를 위한 알고리즘, 또는 임의의 다른 알고리즘을 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(1744)은 예를 들어, 차량(1700)이 위치되는 환경 내의 개별 객체들 및/또는 특징들의 평가들, 특정 상황들의 평가들, 및/또는 특정 상황들에 기초한 가능한 영향들의 평가들을 포함하는, 다양한 평가들을 센서 시스템(1704)으로부터의 데이터에 기초하여 제공하도록 추가로 구성될 수 있다. 다른 평가들이 또한 가능하다.
컴퓨터 비전 시스템(1746)은 예를 들어, 교통 신호들 및 장애물들을 포함하는, 차량(1700)이 위치되는 환경 내의 객체들 및/또는 특징들을 식별하기 위해 카메라(1734)에 의해 캡처되는 이미지들을 처리하고 분석하도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 이 때문에, 컴퓨터 비전 시스템(1746)은 객체 인식 알고리즘, 모션으로부터의 구조(Structure from Motion)(SFM) 알고리즘, 비디오 추적, 또는 다른 컴퓨터 비전 기술들을 사용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 비전 시스템(1746)은 환경을 매핑하고, 객체들을 추적하고, 객체들의 속도를 추정하는 등 하도록 부가적으로 구성될 수 있다.
내비게이션 및 경로지정 시스템(1748)은 차량(1700)에 대한 주행 경로를 결정하도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 내비게이션 및 경로지정 시스템(1748)은 차량(1700)이 동작중인 동안 주행 경로를 동적으로 갱신하도록 부가적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 내비게이션 및 경로지정 시스템(1748)은 차량(1700)에 대한 주행 경로를 결정하기 위해 센서 융합 알고리즘(1744), GPS(1726), LIDAR 유닛(1732), 및 하나 이상의 미리 결정된 맵으로부터 데이터를 통합하도록 구성될 수 있다.
장애물 회피 시스템(1750)은 차량(1700)이 위치되는 환경에서 장애물들을 식별하고, 평가하고, 회피하거나 그렇지 않으면 협상하도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 제어 시스템(1706)은 도시되는 것들과 다른 구성요소들을 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
주변 장치들(1708)은 차량(1700)이 외부 센서들, 다른 차량들, 외부 컴퓨팅 디바이스들, 및/또는 사용자와 상호작용하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 이 때문에, 주변 장치들(1708)은 예를 들어, 무선 통신 시스템(1752), 터치스크린(1754), 마이크로폰(1756), 및/또는 스피커(1758)를 포함할 수 있다.
무선 통신 시스템(1752)은 하나 이상의 다른 차량, 센서, 또는 다른 엔티티에, 직접 또는 통신 네트워크를 통해 무선 결합되도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 이 때문에, 무선 통신 시스템(1752)은 다른 차량들, 센서들, 서버들, 또는 다른 엔티티들과 직접 또는 통신 네트워크를 통해 통신하기 위한 안테나 및 칩셋을 포함할 수 있다. 칩셋 또는 무선 통신 시스템(1752)은 일반적으로 다른 가능성들 중에서, 하나 이상의 타입의 무선 통신(예를 들어, 프로토콜들) 예컨대 블루투스, IEEE 802.11(임의의 IEEE 802.11 수정들을 포함함)에 설명되는 통신 프로토콜들, 셀룰러 기술(예컨대 GSM, CDMA, UMTS, EV-DO, WiMAX, 또는 LTE), 지그비, 단거리 전용 통신들(dedicated short range communications)(DSRC), 및 무선 주파수 식별(radio frequency identification)(RFID) 통신들에 따라 통신하도록 배열될 수 있다. 무선 통신 시스템(1752)은 또한 다른 형태들을 취할 수 있다.
터치스크린(1754)은 사용자가 커맨드들을 차량(1700)에 입력하기 위해 사용될 수 있다. 이 때문에, 터치스크린(1754)은 다른 가능성들 중에서, 용량 가지, 저항 감지, 또는 표면 음향파 프로세스를 통해 사용자의 손가락의 위치 및 이동 중 적어도 하나를 감지하도록 구성될 수 있다. 터치스크린(1754)은 터치스크린 표면과 평행하거나 평면인 방향으로, 터치스크린 표면에 수직인 방향으로, 또는 둘 다로 손가락 움직임을 감지가능할 수 있고, 또한 터치스크린 표면에 인가되는 압력의 레벨을 감지가능할 수 있다. 터치스크린(1754)은 하나 이상의 반투명 또는 투명 절연 층 및 하나 이상의 반투명 또는 투명 전도 층으로 형성될 수 있다. 터치스크린(1754)은 또한 다른 형태들을 취할 수 있다.
마이크로폰(1756)은 차량(1700)의 사용자로부터 오디오(예를 들어, 보이스 커맨드 또는 다른 오디오 입력)를 수신하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 스피커들(1758)은 오디오를 차량(1700)의 사용자에게 출력하도록 구성될 수 있다. 주변 장치들(1708)은 도시되는 것들과 다른 구성요소들을 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(1710)은 추진 시스템(1702), 센서 시스템(1704), 제어 시스템(1706), 및 주변 장치들(1708) 중 하나 이상에 데이터를 송신하고, 하나 이상으로부터 데이터를 수신하고, 하나 이상과 상호작용하고, 그리고/또는 하나 이상을 제어하도록 구성될 수 있다. 이 때문에, 컴퓨터 시스템(1710)은 시스템 버스, 네트워크, 및/또는 다른 연결 메커니즘(도시되지 않음)에 의해 추진 시스템(1702), 센서 시스템(1704), 제어 시스템(1706), 및 주변 장치들(1708) 중 하나 이상에 통신 링크될 수 있다.
일 예에서, 컴퓨터 시스템(1710)은 연료 효율을 개선하기 위해 변속기(1722)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(1710)은 카메라(1734)로 하여금 환경의 이미지들을 캡처하게 하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(1710)은 센서 융합 알고리즘(1744)에 대응하는 명령어들을 저장하고 실행하도록 구성될 수 있다. 더 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(1710)은 LIDAR 유닛(1732)을 사용하여 차량(1700) 주위의 환경의 3D 표현을 결정하기 위한 명령어들을 저장하고 실행하도록 구성될 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다. 따라서, 컴퓨터 시스템(1710)은 LIDAR 유닛(1732)에 대한 컨트롤러로서의 기능을 할 수 있다.
도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(1710)은 프로세서(1712) 및 데이터 스토리지(1714)를 포함한다. 프로세서(1712)는 하나 이상의 일반 목적 프로세서 및/또는 하나 이상의 특수 목적 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(1712)가 하나보다 많은 프로세서를 포함하는 정도까지, 그러한 프로세서들은 개별적으로 또는 조합하여 작동할 수 있다. 데이터 스토리지(1714)는 차례로, 하나 이상의 휘발성 및/또는 하나 이상의 비휘발성 저장 구성요소, 예컨대 광, 자기, 및/또는 유기 스토리지를 포함할 수 있고, 데이터 스토리지(1714)는 프로세서(1712)와 전체적으로 또는 부분적으로 통합될 수 있다.
일부 실시예들에서, 데이터 스토리지(1714)는 다양한 차량 기능들(예를 들어, 방법(500) 등)을 실행하기 위해 프로세서(1712)에 의해 실행가능한 명령어들(1716)(예를 들어, 프로그램 로직)을 포함할 수 있다. 데이터 스토리지(1714)는 추진 시스템(1702), 센서 시스템(1704), 제어 시스템(1706), 및/또는 주변 장치들(1708) 중 하나 이상에 데이터를 송신하고, 하나 이상으로부터 데이터를 수신하고, 하나 이상과 상호작용하고, 그리고/또는 하나 이상을 제어하는 명령어들을 포함하는, 부가 명령어들을 또한 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1710)은 도시되는 것들과 다른 구성요소들을 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 차량(1700)은 전원(1760)을 추가로 포함하며, 전원은 전력을 차량(1700)의 구성요소들의 일부 또는 전부에 제공하도록 구성될 수 있다. 이 때문에, 전원(1760)은 예를 들어, 재충전가능 리튬 이온 또는 납산 배터리를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 배터리들의 하나 이상의 뱅크는 전기 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 전력 공급 재료들 및 구성들이 또한 가능하다. 일부 실시예들에서, 전원(1760) 및 에너지원(1720)은 일부 순수 전기차들(all-electric cars)에서와 같이, 하나의 구성요소로서 함께 구현될 수 있다.
일부 실시예들에서, 차량(1700)은 도시된 것들에 더하여 또는 도시된 것들 대신에 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(1700)은 하나 이상의 부가 인터페이스 및/또는 전원을 포함할 수 있다. 다른 부가 구성요소들이 또한 가능하다. 그러한 실시예들에서, 데이터 스토리지(1714)는 부가 구성요소들을 제어하고 그리고/또는 이 구성요소들과 통신하기 위해 프로세서(1712)에 의해 실행가능한 명령어들을 추가로 포함할 수 있다.
여전히 더, 구성요소들 및 시스템들 각각은 차량(1700)에 통합되는 것으로 도시되며, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 구성요소 또는 시스템은 유선 또는 무선 연결들을 사용하여 차량(1700) 상에 제거가능하게 장착되거나 그렇지 않으면 차량(1700)에 (기계적으로 또는 전기적으로) 연결될 수 있다. 차량(1700)은 또한 다른 형태들을 취할 수 있다.
X.
결론
도면들에 도시된 특정 배열들은 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다. 다른 구현들은 주어진 도면에 도시된 각각의 요소를 더 많거나 더 적게 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 게다가, 예시된 요소들의 일부는 조합되거나 생략될 수 있다. 게다가, 예시적 구현은 도면들에 예시되지 않은 요소들을 포함할 수 있다.
부가적으로, 다양한 양태들 및 구현들이 본원에 개시되었지만, 다른 양태들 및 구현들은 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 분명할 것이다. 본원에 개시되는 다양한 양태들 및 구현들은 예시의 목적들을 위한 것이고 제한적이도록 의도되지 않으며, 진정한 범위 및 사상은 이하의 청구항들에 의해 표시된다. 본원에 제시되는 발명 대상의 사상 또는 범위로부터 벗어나는 것 없이, 다른 구현들이 이용될 수 있고, 다른 변경들이 이루어질 수 있다. 본 개시의 양태들은 일반적으로 본원에 설명되는 바와 같이, 그리고 예시된 도면들에서, 매우 다양한 상이한 구성들로 배열, 치환, 조합, 분리, 및 디자인될 수 있으며, 그것의 모두는 본원에서 생각된다는 점이 용이하게 이해될 것이다.
Claims (9)
- 제어 시스템으로서,
하나 이상의 프로세서;
비일시적 컴퓨터 판독가능 매체; 및
라이다(LIDAR) 디바이스의 광원 이외의 광원에서 비롯되고 상기 라이다 디바이스를 향해 방출되는 외부 광에 대해 상기 라이다 디바이스의 동작을 보호하는 반응적 완화 절차에 관여하도록, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행가능하고 상기 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되는 프로그램 명령어들
을 포함하고, 상기 반응적 완화 절차는
의사 난수 발생기(pseudorandom number generator)(PRNG)를 사용하여, 제1 광학 특성에 대한 제1 파라미터를 발생시키고;
상기 라이다 디바이스가 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키고 - 상기 광학 특성들의 초기 세트는 상기 제1 파라미터를 갖는 상기 제1 광학 특성을 포함함 -;
상기 PRNG를 사용하여, 상기 제1 광학 특성에 대한 제2 파라미터를 발생시키고;
상기 광학 특성의 초기 세트를 조정하고 - 상기 광학 특성의 초기 세트를 조정하는 것은 상기 제1 파라미터를 상기 제2 파라미터로 대체함으로써, 광학 특성의 조정된 세트를 야기함 -;
상기 라이다 디바이스가 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것
을 포함하는, 제어 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 라이다 디바이스가 상기 광학 특성의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성의 상기 초기 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것은 상기 라이다 디바이스가 (ⅰ) 초기 타이밍 간격에 따라 광 펄스들을 방출하고 (ⅱ) 광 펄스들이 방출되는 상기 초기 타이밍 간격과 실질적으로 매칭하는 타이밍 간격에 따라 수신되는 복귀 광 펄스들만을 검출하도록 동작시키는 것을 포함하고,
상기 제1 광학 특성에 대한 상기 제2 파라미터를 발생시키는 것은 제2 타이밍 간격을 발생시키는 것을 포함하고,
상기 라이다 디바이스가 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것은 상기 라이다 디바이스가 (ⅰ) 상기 제2 타이밍 간격에 따라 광 펄스들을 방출하고 (ⅱ) 광 펄스들이 방출되는 상기 제2 타이밍 간격과 실질적으로 매칭하는 타이밍 간격에 따라 수신되는 복귀 광 펄스들만을 검출하도록 동작시키는 것을 포함하는, 제어 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 라이다 디바이스가 상기 광학 특성의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성의 상기 초기 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것은 상기 라이다 디바이스가 (ⅰ) 초기 타이밍 패턴에 따라 광 펄스들을 방출하고 (ⅱ) 광 펄스들이 방출되는 상기 초기 타이밍 패턴과 실질적으로 매칭하는 타이밍 패턴에 따라 수신되는 복귀 광 펄스들만을 검출하도록 동작시키는 것을 포함하고,
상기 제1 광학 특성에 대한 상기 제2 파라미터를 발생시키는 것은 제2 타이밍 패턴을 발생시키는 것을 포함하고,
상기 라이다 디바이스가 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것은 상기 라이다 디바이스가 (ⅰ) 상기 제2 타이밍 패턴에 따라 광 펄스들을 방출하고 (ⅱ) 광 펄스들이 방출되는 상기 제2 타이밍 패턴과 실질적으로 매칭하는 타이밍 패턴에 따라 수신되는 복귀 광 펄스들만을 검출하도록 동작시키는 것을 포함하는, 제어 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 라이다 디바이스가 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성들의 초기 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것은 상기 라이다 디바이스가 (ⅰ) 하나 이상의 파장의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 (ⅱ) 상기 하나 이상의 파장의 초기 세트 내의 하나 이상의 파장을 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것을 포함하고,
상기 제1 광학 특성에 대한 상기 제2 파라미터를 발생시키는 것은 상기 하나 이상의 파장의 초기 세트 중 적어도 하나의 파장에 대한 제2 값을 발생시킴으로써, 하나 이상의 파장의 조정된 세트를 야기하는 것을 포함하고,
상기 라이다 디바이스가 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것은 상기 라이다 디바이스가 (ⅰ) 상기 하나 이상의 파장의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 (ⅱ) 상기 하나 이상의 파장의 조정된 세트 내의 하나 이상의 파장을 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것을 포함하는, 제어 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 라이다 디바이스가 상기 광학 특성의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성의 상기 초기 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것은 상기 라이다 디바이스가 (ⅰ) 초기 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 광 펄스들을 방출하고 (ⅱ) 광 펄스들이 방출되는 상기 초기 세기 패턴에 실질적으로 대응하는 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 복귀 광 펄스들만을 검출하도록 동작시키는 것을 포함하고,
상기 제1 광학 특성에 대한 상기 제2 파라미터를 발생시키는 것은 제2 세기 패턴을 발생시키는 것을 포함하고,
상기 라이다 디바이스가 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것은 상기 라이다 디바이스가 (ⅰ) 상기 제2 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 광 펄스들을 방출하고 (ⅱ) 광 펄스들이 방출되는 상기 제2 세기 패턴에 실질적으로 대응하는 세기 패턴에 따라 공간적으로 변화되는 세기들을 갖는 복귀 광 펄스들만을 검출하도록 동작시키는 것을 포함하는, 제어 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 라이다 디바이스가 상기 광학 특성의 초기 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성의 상기 초기 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것은 상기 라이다 디바이스가 (ⅰ) 초기 변조에 따라 광을 방출하고 (ⅱ) 광이 방출되는 상기 초기 변조에 대응하는 광만을 검출하도록 동작시키는 것을 포함하고,
상기 제1 광학 특성에 대한 상기 제2 파라미터를 발생시키는 것은 제2 변조를 발생시키는 것을 포함하고,
상기 라이다 디바이스가 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광을 방출하고 상기 광학 특성의 조정된 세트를 갖는 광만을 검출하도록 동작시키는 것은 상기 라이다 디바이스가 (ⅰ) 상기 제2 변조에 따라 광을 방출하고 (ⅱ) 광이 방출되는 상기 제2 변조에 대응하는 광만을 검출하도록 동작시키는 것을 포함하는, 제어 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 파라미터는 파라미터들의 특정 범위 또는 세트로부터 상기 PRNG를 사용하여 발생되는, 제어 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제어 시스템은 미리 결정된 조정을 표시하는 정보에 액세스를 갖고, 상기 광학 특성의 초기 세트를 조정하는 것은 상기 미리 결정된 조정의 적용에 기초하여 조정을 결정하는 것을 더 포함하는, 제어 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 라이다 디바이스는 차량 상에 위치하고, 상기 프로그램 명령어들은 상기 차량의 주위 환경의 상기 라이다 디바이스에 의한 스캔들에 적어도 기초하여 상기 차량을 동작시키도록 더 실행 가능한, 제어 시스템.
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