KR102666495B1

KR102666495B1 - 로터리 인코더 교정을 위한 디바이스들 및 방법들

Info

Publication number: KR102666495B1
Application number: KR1020217032513A
Authority: KR
Inventors: 크레이그 로빈슨; 알렉 버그
Original assignee: 웨이모 엘엘씨
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2024-05-17

Abstract

하나의 예시적인 방법은 축을 중심으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 구성된 액추에이터를 제어하기 위한 교정 제어 신호를 생성하는 단계를 수반한다. 교정 제어 신호는 액추에이터가 축을 중심으로 적어도 한 번의 완전한 회전으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 한다. 방법은 또한 인코더 출력 신호들을 수신하는 단계를 수반한다. 인코더 출력 신호들은 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들을 나타낸다. 본 방법은 또한 제1 플랫폼 상에 장착된 배향 센서로부터 센서 출력 신호들을 수신하는 단계를 수반한다. 센서 출력 신호들은 배향 센서의 배향에 대한 변화율을 나타낸다. 방법은 또한 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 배향 센서로부터 수신된 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여 교정 데이터를 결정하는 단계를 수반한다. 교정 데이터는, 인코더 출력 신호들을, 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들의 교정된 측정치들에 맵핑하기 위한 것이다.

Description

로터리 인코더 교정을 위한 디바이스들 및 방법들

본 출원은 2019년 3월 14일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/818,738호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 본 섹션에서 설명된 자료는 본 출원의 청구범위에 대한 종래 기술이 아니며 본 섹션에서의 포함에 의해 종래 기술로 인정되는 것은 아니다.

로터리 조인트 디바이스들(rotary joint devices)은 하나의 구조체와 다른 구조체 사이에 상대적인 회전을 야기함으로써 동작하는 전기기계 시스템에서 그 2개의 구조체(예를 들어, 고정자 및 회전자) 사이의 전력 및/또는 전기 신호들의 송신을 위해 종종 사용된다. 로터리 조인트 디바이스들을 이용하는 예시적인 시스템들은, 다른 것들 중에서도, 원격 감지 시스템들(예를 들어, RADAR들, LIDAR들 등) 및 (예를 들어, 마이크로폰들, 스피커들, 로봇식 컴포넌트들 등을 지시하기 위한) 로봇식 시스템들을 포함한다.

하나의 예에서, 방법이 개시된다. 방법은 액추에이터를 제어하기 위한 교정 제어 신호를 생성하는 단계를 수반한다. 액추에이터는 회전 축을 중심으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 구성된다. 교정 제어 신호는 액추에이터가 축을 중심으로 적어도 한 번의 완전한 회전으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 한다. 방법은 또한 인코더로부터 인코더 출력 신호들을 수신하는 단계를 수반한다. 인코더 출력 신호들은 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들을 나타낸다. 본 방법은 또한 제1 플랫폼 상에 장착된 배향 센서로부터 센서 출력 신호들을 수신하는 단계를 수반한다. 센서 출력 신호들은 배향 센서의 배향에 대한 변화율을 나타낸다. 방법은 또한 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 배향 센서로부터 수신된 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여 교정 데이터를 결정하는 단계를 수반한다. 교정 데이터는, 인코더 출력 신호들을, 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들의 교정된 측정치들에 맵핑하기 위한 것이다.

다른 예에서, 시스템이 개시된다. 시스템은 제1 플랫폼 및 축을 중심으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 구성된 액추에이터를 포함한다. 시스템은 또한 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들을 나타내는 인코더 출력 신호들을 제공하도록 구성된 인코더를 포함한다. 시스템은 또한 제1 플랫폼 상에 장착되고 배향 센서의 배향에 대한 변화율을 나타내는 센서 출력 신호들을 제공하도록 구성된 배향 센서를 포함한다. 시스템은 또한 시스템이 동작들을 수행하게 하도록 구성된 제어기를 포함한다. 동작들은 액추에이터를 제어하기 위한 교정 제어 신호를 생성하는 것을 포함한다. 교정 제어 신호는 액추에이터가 축을 중심으로 적어도 한 번의 완전한 회전으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 한다. 동작들은 또한 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 배향 센서로부터 수신된 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여 교정 데이터를 결정하는 것을 포함한다. 교정 데이터는, 인코더 출력 신호들을, 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들의 교정된 측정치들에 맵핑하기 위한 것이다.

또 다른 예에서, 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다. 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체는, 컴퓨팅 시스템의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 컴퓨팅 시스템이 동작들을 수행하게 하는 명령어들을 저장한다. 동작들은 축을 중심으로 플랫폼을 회전시키도록 구성된 액추에이터를 제어하기 위한 교정 제어 신호를 생성하는 것을 포함한다. 교정 제어 신호는 액추에이터가 축을 중심으로 적어도 한 번의 완전한 회전으로 플랫폼을 회전시키도록 한다. 동작들은 또한 인코더로부터 인코더 출력 신호들을 수신하는 것을 포함한다. 인코더 출력 신호들은 축에 대한 플랫폼의 각도 포지션들을 나타낸다. 동작들은 또한 플랫폼 상에 장착된 배향 센서로부터 센서 출력 신호들을 수신하는 것을 포함한다. 센서 출력 신호들은 배향 센서의 배향에 대한 변화율을 나타낸다. 동작들은 또한 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 배향 센서에 의해 제공되는 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여 교정 데이터를 결정하는 것을 포함한다. 교정 데이터는, 인코더 출력 신호들을, 축에 대한 플랫폼의 각도 포지션들의 교정된 측정치들에 맵핑하기 위한 것이다.

다른 예에서, 시스템이 개시된다. 시스템은 액추에이터를 제어하기 위한 교정 제어 신호를 생성하기 위한 수단을 포함한다. 액추에이터는 회전 축을 중심으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 구성된다. 교정 제어 신호는 액추에이터가 축을 중심으로 적어도 한 번의 완전한 회전으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 한다. 시스템은 또한 인코더로부터 인코더 출력 신호들을 수신하기 위한 수단을 포함한다. 인코더 출력 신호들은 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들을 나타낸다. 시스템은 또한 제1 플랫폼 상에 장착된 배향 센서로부터 센서 출력 신호들을 수신하기 위한 수단을 포함한다. 센서 출력 신호들은 배향 센서의 배향에 대한 변화율을 나타낸다. 시스템은 또한 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 배향 센서로부터 수신된 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여 교정 데이터를 결정하기 위한 수단을 포함한다. 교정 데이터는, 인코더 출력 신호들을, 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들의 교정된 측정치들에 맵핑하기 위한 것이다.

이들 및 다른 양태들, 장점들 및 대안들이 적절한 경우에 첨부 도면들을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백해질 것이다.

도 1a는 예시적인 실시예에 따른 차량을 예시한다.
도 1b는 도 1a의 차량의 다른 예시이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 차량의 단순화된 블록도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 디바이스의 단순화된 블록도이다.
도 4a는 예시적인 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 디바이스의 측면도를 예시한다.
도 4b는 도 4a에서의 디바이스의 단면도를 예시한다.
도 4c는 도 4a에서의 디바이스의 다른 단면도를 예시한다.
도 4d는 도 4a에서의 디바이스의 또 다른 단면도를 예시한다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른, 자기장 센서로부터의 출력들과 회전자 플랫폼의 배향들 사이의 관계의 개념적인 예시이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 다른 디바이스의 단면도이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 또 다른 디바이스의 단면도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 또 다른 디바이스의 단면도이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 조정가능 센서 플랫폼을 포함하는 센서 유닛의 단순화된 블록도이다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른, 방법의 흐름도이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른, 다른 방법의 흐름도이다.

다음의 상세한 설명은 첨부 도면들을 참조하여 개시된 구현들의 다양한 특징들 및 기능들을 설명한다. 도면들에서, 문맥에서 달리 지시하지 않는 한, 유사한 기호들은 유사한 컴포넌트들을 식별한다. 본 명세서에서 설명되는 예시적인 구현들은 제한하는 것으로 여겨지지 않는다. 개시된 구현들의 특정 양태들이 매우 다양한 상이한 구성들로 배열 및 조합될 수 있다는 것이 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 쉽게 이해될 수 있다.

I. 개요(Overview)

일부 시나리오들에서, 예를 들어, 자이로스코프와 같은 배향 센서에 의해 표시되는 측정치들은 에러들에 취약할 수 있다. 자이로스코프에 대한 예시적인 측정치 에러들 또는 오프셋들은, 다른 것들 중에서도, 스케일 인자 에러(scale factor error)들 및/또는 바이어스 에러들을 포함할 수 있다. 바이어스 에러는, 자이로스코프에 의해 표시되는 측정치의 값과는 독립적인 에러 또는 오프셋을 포함할 수 있다. 스케일 인자 에러는, 자이로스코프에 의해 표시되는 측정치의 값이 증가함에 따라 (선형적으로 또는 비선형적으로) 증가하는 에러 또는 오프셋을 포함할 수 있다. 센서 측정치 에러들은, 다른 인자들 중에서도, 센서의 물리적 속성들(예를 들어, 반도체 속성들, 기계적 속성들 등), 개별 센서들 사이의 제조 가변성, 및/또는 센서의 동작에 영향을 주는 환경적 인자들(예를 들어, 온도, 습도 등)로 인한 것일 수 있다.

일부 구현들에서, 센서는 그러한 에러들 또는 오프셋들을 측정 또는 그렇지 않으면 모델링하도록 교정될(calibrated) 수 있다. 그 후에, 결과적인 교정 데이터(calibration data)가 사용되어 센서로부터의 장래의 출력들을 수정하여 이들 에러들의 영향을 완화시킬 수 있다. 그러나, 일부 예들에서, 이들 에러들의 정도, 크기, 및/또는 다른 특성들은 시간에 따라 변화(예를 들어, 드리프트)될 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 교정된 센서 측정치들은 교정 프로세스가 수행될 때의 시간으로부터의 특정 시간량의 경과 후에 에러들에 잠재적으로 취약하게 될 수 있다.

추가로, 일부 시나리오들에서, 센서 교정 프로세스는 시간-소모적 및/또는 높은 교정(예를 들어, 유지보수) 비용들과 연관될 수 있다. 예로서, 센서가 차량, 예컨대 자동차, 트럭, 보트, 또는 임의의 다른 차량에 장착되는 시나리오를 고려한다. 이 시나리오에서 센서를 교정하는 것은, 예를 들어, 차량을 유지보수 위치로 주행 또는 그렇지 않으면 운송하는 것, 센서를 차량으로부터 장착해제하는 것, 센서를 교정 또는 테스트 플랫폼에 장착하는 것, 교정 데이터를 생성하기 위해 센서에 일련의 센서 입력들을 적용하는 것(예를 들어, 미리 결정된 회전율들의 시퀀스에 따라 배향 센서를 회전시키는 것 등), 센서를 테스트 플랫폼으로부터 장착해제하는 것, 센서를 차량에 재장착하는 것, 및 유지보수 위치로부터 차량을 제거 또는 그렇지 않으면 운송하는 것을 수반할 수 있다.

그에 따라, 본 개시내용은 센서 측정치 에러들의 교정 및/또는 완화를 위한 추가적인 및/또는 대안적인 구현들을 포함할 수 있다.

하나의 구현에서, 로터리 조인트 디바이스는, 제1 플랫폼(예를 들어, 회전자 플랫폼)의 제1 측면이 제1 플랫폼의 회전에 응답하여 제2 플랫폼(예를 들어, 고정자 플랫폼)의 제2 측면에 대해 주어진 거리 내에 유지되도록 배열되는 2개의 플랫폼을 포함한다. 하나의 예에서, 2개의 플랫폼은 2개의 플랫폼의 공통 축을 중심으로 한 제1 플랫폼의 회전에 응답하여 (주어진 거리만큼 분리된) 2개의 각자의 측면들 사이의 오버랩을 유지하기 위해 공통 축을 중심으로 동축으로 배열된 원형 형상의 디스크들을 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 디바이스는 또한 플랫폼 축을 중심으로 제1 플랫폼을 회전시키는 액추에이터, 플랫폼 축에 대해 제1 플랫폼의 각도 포지션들을 측정하는 인코더, 및 제1 플랫폼 상에 장착되는 배향 센서를 포함한다. 배향 센서는 배향 센서의 배향에 대한 변화율(rate of change)의 표시를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 배향 센서는 제1 플랫폼의 회전 축과 정렬되고 그리고/또는 그에 실질적으로 평행한 기준 축을 갖는 자이로스코프를 포함할 수 있다. 따라서, 이 예에서, 자이로스코프의 출력은 플랫폼 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션에 있어서의 변화를 또한 표시할 수 있다.

일부 예들에서, 디바이스는 또한 감지 모드에서 또는 교정 모드에서 디바이스를 동작시키도록 구성되는 제어기(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스, 논리 회로부, 제어 시스템 등)를 포함한다.

제1 예에서, 감지 모드에 있는 동안, 제어기는 액추에이터를 제어하기 위한 센서 모드 제어 신호를 생성할 수 있다. 감지 모드 제어 신호는 액추에이터가 (i) 센서 출력 신호들에 의해 표시되는 배향 센서의 배향에 대한 변화율의 방향과 반대인 회전 방향을 따라 그리고 (ii) 배향 센서의 배향에 대한 변화율에 기초하는 회전율(rate of rotation)로 제1 플랫폼을 회전시키도록 할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 액추에이터가 센서 출력 신호들에 의해 표시된 그것의 기준 축을 중심으로 한 배향 센서의 회전에 대항하여 플랫폼을 회전시키도록 하기 위해 감지 모드 제어 신호를 변조할 수 있고, 그에 의해 배향 센서에 의한 측정치들의 크기를 제로의 값(또는 다른 목표 값)을 향해 구동한다. 예를 들어, 제어기는 배향 센서로부터의 측정치들을 목표 값을 향해 구동하기 위한 비례 적분(PI) 제어기 또는 다른 제어 루프 피드백 메커니즘을 포함할 수 있다. 이러한 배열로, 배향 센서에 의한 측정치들의 크기들은 비교적 낮게(예를 들어, 제로의 값에 가깝게) 유지될 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 이러한 측정치들의 크기들에 의존하는 스케일 인자 에러들이 감소될 수 있다. 추가로, 이 예에서, 제어기는, 인코더 출력 신호들에 의해 표시되는, (액추에이터에 의해 야기되는 회전 동안 인코더에 의해 수집되는) 플랫폼 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들의 측정치들에 기초하여 디바이스의 방향 또는 배향을 추정할 수 있다.

그러나, 일부 시나리오들에서, 인코더 출력 신호들에 의해 표시된 플랫폼 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들의 측정치들은 또한 인코더 측정치 에러들에 취약할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 인코더의 하나의 예시적인 구현에서, 인코더는 제1 플랫폼 상에 배치되고 실질적으로 원형 배열로 플랫폼 축 주위에 배열되는 복수의 자석을 포함한다. 인코더는 또한 복수의 자석에 대향하여 제2 플랫폼 상에 배치되는 자기장 센서(예를 들어, 홀 효과 센서 등)를 포함한다. 이 구현에서, 인코더 출력 신호들은 복수의 자석에 의해 생성되고 자기장 센서에 의해 측정된 제1 자기장의 측정치들에 기초할 수 있다. 따라서, 인코더 측정치 에러들은, 인코더에서의 다른 가능한 물리적 결함들 중에서도, 복수의 자석의 배열의 원형도(circularity)에 관련된 인코더 결함, (예를 들어, 자기장 센서가 장착되는 제2 플랫폼의 표면에서의) 플랫폼 회전축에 대한 제1 자기장의 동심도(concentricity)에 관련된 인코더 결함에 의해 야기되는 에러들을 포함할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 일부 구현들은 인코더 출력 신호들을 또한 교정하는 것을 수반할 수 있다.

예를 들어, 제어기가 교정 모드에서 디바이스를 동작시키고 있는 제2 예에서, 제어기는 액추에이터를 제어하기 위한 교정 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 교정 제어 신호는 액추에이터가 미리 결정된 방식(예를 들어, 미리 결정된 회전율들 및/또는 회전 방향들 등)으로 플랫폼 축을 중심으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 할 수 있다. 제1 플랫폼이 교정 모드에서 회전하고 있는 동안, 제어기는 배향 센서로부터 주어진 센서 출력 신호들을 수신할 수 있다. 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여, 제어기는 그 후에 인코더 출력 신호들에 의해 표시된 플랫폼 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들을 플랫폼 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들의 교정된 측정치들에 맵핑하기 위한 교정 데이터를 결정할 수 있다.

다른 예시적인 배열들, 구성들, 기능성들, 및 동작들이 또한 가능하고, 본 명세서에서의 예시적인 구현들 내에서 더 상세히 설명된다.

II. 예시적인 전기기계 시스템들 및 디바이스들

예시적 실시예들이 구현될 수 있는 시스템들 및 디바이스들이 이제 더 상세하게 설명될 것이다. 일반적으로, 본 명세서에 개시된 실시예들은 이동가능 컴포넌트를 포함하는 임의의 전기기계 시스템과 함께 사용될 수 있다. 예시적인 시스템은 이동가능 컴포넌트와 시스템의 다른 부분들 사이의 전력 및/또는 신호들의 송신을 제공할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 예시적 실시예들은 차량의 다른 컴포넌트들과 그리고/또는 서로 통신하는 센서들 및 바퀴들과 같은 이동가능 컴포넌트들을 갖는 차량들을 포함한다. 그러나, 예시적인 전기기계 시스템은 또한, 다른 것들 중에서도, 센서 플랫폼들(예를 들어, RADAR 플랫폼들, LIDAR 플랫폼들, 방향 감지 플랫폼들 등), 로봇식 디바이스들, 산업 시스템들(예를 들어, 조립 라인들 등), 의료 디바이스들(예를 들어, 의료 이미징 디바이스들 등), 또는 모바일 통신 시스템들과 같은 다른 디바이스들에서 구현되거나 또는 이들의 형태를 취할 수 있다.

추가로, "차량(vehicle)"이라는 용어는 본 명세서에서, 다른 것들 중에서도, 예를 들어, 항공기(aerial vehicle), 선박(watercraft), 우주선(spacecraft), 자동차(car), 트럭, 밴, 세미트레일러 트럭(semi-trailer truck), 모터사이클, 골프 카트, 오프로드 차량(off-road vehicle), 창고 운송 차량, 농장 차량, 또는 트랙 위를 달리는 캐리어(예를 들어, 롤러 코스터, 트롤리(trolley), 트램(tram), 기차 차량(train car) 등)를 포함하는 임의의 이동 물체를 커버하도록 광의적으로 해석된다는 것에 유의한다.

도 1a는 예시적인 실시예에 따른 차량(100)을 예시한다. 특히, 도 1a는 차량(100)의 우측면도, 정면도, 후면도, 및 상면도를 도시한다. 차량(100)이 도 1a에서 자동차로서 예시되어 있지만, 앞서 논의한 바와 같이, 다른 실시예들이 가능하다. 게다가, 예시적인 차량(100)이 자율 모드에서 동작하도록 구성될 수 있는 차량으로서 도시되지만, 본 명세서에서 설명되는 실시예들은 자율적으로 동작하도록 구성되지 않거나 또는 반자율적으로 동작하도록 구성되는 차량들에도 또한 적용가능하다. 따라서, 예시적 차량(100)은 제한하는 것으로 여겨지지 않는다. 도시된 바와 같이, 차량(100)은 5개의 센서 유닛(102, 104, 106, 108, 및 110), 및 바퀴(112)에 의해 예시된 4개의 바퀴를 포함한다.

일부 실시예들에서, 센서 유닛들(102 내지 110)은, 다른 가능성들 중에서도, 글로벌 포지셔닝 시스템 센서들, 관성 측정 유닛들, 무선 검출 및 레인징(radio detection and ranging)(RADAR) 유닛들, 카메라들, 레이저 거리측정기(laser rangefinder)들, LIDAR들, 및/또는 음향 센서들과 같은 센서들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

도시된 바와 같이, 센서 유닛(102)은 바퀴(112)가 장착되는 차량(100)의 하부 면(bottom side)과 대향하는 차량(100)의 상부 면(top side)에 장착된다. 추가로, 센서 유닛들(104 내지 110)은 상부 면 이외의 차량(100)의 각자의 면들에 각각 장착된다. 도시된 바와 같이, 센서 유닛(104)은 차량(100)의 전방 면에 포지셔닝되고, 센서(106)는 차량(100)의 후방 면에 포지셔닝되고, 센서 유닛(108)은 차량(100)의 우측 면에 포지셔닝되며, 센서 유닛(110)은 차량(100)의 좌측 면에 포지셔닝된다.

센서 유닛들(102 내지 110)이 차량(100) 상의 특정한 위치들에 장착되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예들에서, 센서 유닛들(102 내지 110)은 상이한 위치들에, 차량(100)의 내측 또는 외측 중 어느 하나에 대안적으로 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 1a는 차량(100)의 리어-뷰 미러(rear-view mirror)에 장착되는 센서 유닛(108)을 도시하고 있지만, 센서 유닛(108)은 차량(100)의 우측 면을 따라 다른 위치에 대안적으로 포지셔닝될 수 있다. 다른 예로서, 차량(100)은 차량(100)의 루프(예를 들어, 상부 면)를 따라 보다 많은 센서 유닛들이 장착되는 것, 그리고 차량(100)의 다른 면들(예를 들어, 우측 면, 좌측 면 등)을 따라 보다 적은 센서들이 장착되는 것 또는 어떠한 센서들도 장착되지 않는 것을 포함하도록 구현될 수 있다. 센서 유닛들(102 내지 110)의 다른 배열들 및 구성들이 또한 가능하다. 따라서, 5개의 센서 유닛들이 도시되어 있지만, 일부 실시예들에서는, 더 많은 또는 더 적은 센서 유닛들이 차량(100)에 포함될 수 있다. 그러나, 예시를 위해, 센서 유닛들(102 내지 110)은 도 1a에 도시된 바와 같이 포지셔닝된다.

일부 실시예들에서, 하나 이상의 센서 유닛(102 내지 110)은, 센서들이 이동가능하게 장착될 수 있는 하나 이상의 이동가능 마운트를 포함할 수 있다. 이동가능 마운트는, 예를 들어, 회전 플랫폼(rotating platform)을 포함할 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 이동가능 마운트는 틸팅 플랫폼(tilting platform)을 포함할 수 있다. 틸팅 플랫폼 상에 장착되는 센서들은 주어진 범위의 각도들 및/또는 방위각들 내에서 틸팅될 수 있다. 이동가능 마운트는 다른 형태들도 취할 수 있다.

추가로, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 센서 유닛(102 내지 110)은, 센서들 및/또는 이동가능 마운트들을 이동시킴으로써 센서 유닛 내의 센서들의 포지션 및/또는 배향을 조정하도록 구성되는 하나 이상의 액추에이터를 포함할 수 있다. 예시적인 액추에이터들은 모터들, 공압식(pneumatic) 액추에이터들, 유압식(hydraulic) 피스톤들, 계전기들(relays), 솔레노이드들(solenoids), 및 압전(piezoelectric) 액추에이터들을 포함한다. 다른 액추에이터들도 가능하다.

도시된 바와 같이, 차량(100)은, 차량이 주행 표면을 따라 이동하게 하기 위해 회전하도록 구성되는 바퀴(112)와 같은 하나 이상의 바퀴를 포함한다. 일부 실시예들에서, 바퀴(112)는, 바퀴(112)의 림(rim)에 결합되는 적어도 하나의 타이어를 포함할 수 있다. 이를 위해, 바퀴(112)는 금속과 고무의 임의의 조합, 또는 다른 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 차량(100)은 도시된 것들에 더하여 또는 그 대신에 하나 이상의 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다.

도 1b는 차량(100)의 다른 상면도를 예시한다. 일부 시나리오들에서, 차량(100)은, 요 축(yaw axis; 114), 피치 축(pitch axis; 116), 및 롤 축(roll axis; 118)으로서 도시되는, 차량(100)의 하나 이상의 회전 축을 중심으로 회전할 수 있다. 요 축(114)은 차량의 상부를 통과하여(그리고 페이지 밖으로) 연장되는 높이방향 축에 대응할 수 있다. 예시적인 시나리오에서, 요 축(114)을 중심으로 한 차량(100)의 요 회전은, 차량(100)의 포인팅 또는 헤딩 방향(예를 들어, 주행 표면을 따르는 모션 또는 이동의 방향 등)을 조정하는 것에 대응할 수 있다.

피치 축(116)은, 차량(100)의 우측 면 및 좌측 면을 통과하여 폭방향으로 연장되는 회전 축에 대응할 수 있다. 예시적인 시나리오에서, 피치 축(116)을 중심으로 한 차량(100)의 피치 회전은 차량(100)의 가속 또는 감속(예를 들어, 브레이크들의 적용 등)의 결과일 수 있다. 예를 들어, 차량의 감속은 차량이 차량의 전방 면을 향해 틸팅하게 할 수 있다(즉, 피치 축(116)을 중심으로 한 피치 회전). 이 시나리오에서, 차량(100)의 전방 휠 충격들(도시되지 않음)은 차량의 모멘텀의 변화로 인해 힘을 흡수하도록 압축될 수 있고, 후방 휠 충격들(도시되지 않음)은 차량이 전방 면을 향해 틸팅하게 하도록 확대될 수 있다. 다른 예시적인 시나리오에서, 피치 축(116)을 중심으로 한 차량(100)의 피치 회전은 차량(100)이 경사진(sloped) 주행 표면(예를 들어, 언덕 등)을 따라 이동하는 결과를 야기하여, 그에 의해 차량(100)이 주행 표면의 기울기(slope)에 따라 상향 또는 하향으로(즉, 피치방향으로) 틸팅하게 할 수 있다. 다른 시나리오들도 가능하다.

롤 축(118)은, 차량(100)의 전방 면 및 후방 면을 통과하여 길이방향으로 연장되는 회전 축에 대응할 수 있다. 예시적인 시나리오에서, 롤 축(118)을 중심으로 한 차량(100)의 롤 회전은 차량이 선회 조작(turning maneuver)을 수행하는 것에 응답하여 발생할 수 있다. 예를 들어, 차량이 갑작스러운 우회전 조작을 수행하는 경우, 차량은 차량의 변화된 모멘텀에 의해 야기되는 힘 또는 우회전 조작으로 인해 차량에 작용하는 구심력 등에 응답하여 좌측 면을 향해 뱅킹할 수 있다(즉, 롤 축(118)을 중심으로 한 롤 회전). 다른 예시적인 시나리오에서, 롤 축(118)을 중심으로 한 차량(100)의 롤 회전은 차량(100)이 만곡된 주행 표면(예를 들어, 도로 캠버 등)을 따라 이동한 결과로서 발생할 수 있는데, 이는 차량(100)이 주행 표면의 곡률에 따라 측방으로(즉, 롤방향으로) 틸팅하게 할 수 있다. 다른 시나리오들도 가능하다.

다양한 회전 축들(114, 116, 118)의 포지션들은, 차량의 무게 중심의 위치, 차량의 바퀴들의 위치들 및/또는 장착 포지션들 등과 같은, 차량(100)의 다양한 물리적 특성들에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 다양한 축들(114, 116, 118)은 단지 예시를 위해서만 도시된 바와 같이 예시된다. 예를 들어, 롤 축(118)은 차량(118)의 전방 면 및 후방 면을 통해 상이한 경로를 갖도록 대안적으로 포지셔닝될 수 있고, 요 축(114)은 도시된 것 이외의 차량(100)의 상부 면의 상이한 영역을 통해 연장될 수 있다는 것 등이다.

도 2는 예시적 실시예에 따른, 차량(200)의 단순화된 블록도이다. 차량(200)은, 예를 들어, 차량(100)과 유사할 수 있다. 도시된 바와 같이, 차량(200)은 추진 시스템(202), 센서 시스템(204), 제어 시스템(206), 주변기기들(208), 및 컴퓨터 시스템(210)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 차량(200)은 더 많거나, 더 적거나, 또는 상이한 시스템들을 포함할 수 있고, 각각의 시스템은 더 많거나, 더 적거나, 또는 상이한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 추가로, 도시된 시스템들 및 컴포넌트들은 임의의 수의 방식들로 조합 또는 분할될 수 있다.

추진 시스템(202)은 차량(200)에 동력 운동(powered motion)을 제공하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 추진 시스템(202)은 엔진/모터(218), 에너지 소스(220), 변속기(222), 및 바퀴들/타이어들(224)을 포함한다.

엔진/모터(218)는 내연 엔진(internal combustion engine), 전기 모터, 스팀 엔진, 및 스털링 엔진(Stirling engine)의 임의의 조합일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 다른 모터들 및 엔진들도 가능하다. 일부 실시예들에서, 추진 시스템(202)은 다수 타입들의 엔진들 및/또는 모터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가솔린-전기 하이브리드 자동차는 가솔린 엔진(gasoline engine) 및 전기 모터를 포함할 수 있다. 다른 예들도 가능하다.

에너지 소스(220)는 전체적으로 또는 부분적으로 엔진/모터(218)에 전력공급하는 에너지의 소스일 수 있다. 즉, 엔진/모터(218)는 에너지 소스(220)를 기계적 에너지로 변환하도록 구성될 수 있다. 에너지 소스(220)의 예들은 가솔린, 디젤, 프로판, 다른 압축 가스 기반 연료, 에탄올, 솔라(solar) 패널들, 배터리들 및 다른 전력 소스들을 포함한다. 에너지 소스(들)(220)는 추가적으로 또는 대안적으로 연료 탱크들, 배터리들, 커패시터들, 및/또는 플라이휠들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에너지 소스(220)는 차량(200)의 다른 시스템들에 대한 에너지를 또한 제공할 수 있다.

변속기(transmission; 222)는 엔진/모터(218)로부터의 기계적 동력을 바퀴들/타이어들(224)로 전달하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 변속기(222)는 기어박스, 클러치, 차동기(differential), 드라이브 샤프트들, 및/또는 다른 요소들을 포함할 수 있다. 변속기(222)가 드라이브 샤프트들을 포함하는 실시예들에서, 드라이브 샤프트들은, 바퀴들/타이어들(224)에 결합되도록 구성되는 하나 이상의 차축을 포함할 수 있다.

차량(200)의 바퀴들/타이어들(224)은, 외발 자전거, 자전거/모터사이클, 세발자전거, 또는 자동차/트럭 사륜 형식을 포함하여, 다양한 형식들로 구성될 수 있다. 6개 이상의 바퀴를 포함하는 것들과 같이, 다른 바퀴/타이어 형식들도 가능하다. 어떤 경우든, 바퀴들/타이어들(224)은 다른 바퀴들/타이어들(224)에 대해 차동적으로 회전하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 바퀴들/타이어들(224)은, 변속기(222)에 고정적으로 부착되는 적어도 하나의 바퀴, 및 주행 표면과 접촉할 수 있는 바퀴의 림에 결합되는 적어도 하나의 타이어를 포함할 수 있다. 바퀴들/타이어들(224)은 금속과 고무의 임의의 조합, 또는 다른 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 추진 시스템(202)은 추가적으로 또는 대안적으로 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

센서 시스템(204)은, 차량(200) 및/또는 차량(200)이 위치되는 환경에 관한 정보를 감지하도록 구성되는 임의의 수의 센서뿐만 아니라, 센서들의 포지션 및/또는 배향을 수정하도록 구성되는 하나 이상의 액추에이터(236)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 센서 시스템(204)은 GPS(Global Positioning System)(226), IMU(inertial measurement unit)(228), RADAR 유닛(230), 레이저 거리측정기 및/또는 LIDAR 유닛(232), 및 카메라(234)를 포함한다. 센서 시스템(204)은, 예를 들어, 차량(200)의 내부 시스템들(예를 들어, O2 모니터, 연료 게이지, 엔진 오일 온도 등)을 모니터링하는 센서들을 포함하는 추가적인 센서들도 포함할 수 있다. 다른 센서들도 가능하다. 일부 예들에서, 센서 시스템(204)은, 각자의 포지션(예를 들어, 상부 면, 하부 면, 전방 면, 후방 면, 우측 면, 좌측 면 등)에서 차량에 각각이 장착되는 다수의 센서 유닛들로서 구현될 수 있다.

GPS(226)는, 차량(200)의 지리적 위치를 추정하도록 구성되는 임의의 센서(예를 들어, 위치 센서)를 포함할 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, GPS(226)는, 지구에 대한 차량(200)의 포지션을 추정하도록 구성되는 트랜시버를 포함할 수 있다. IMU(228)는, 관성 가속도에 기초하여 차량(200)의 포지션 및 배향 변화들을 감지하도록 구성되는 방향 센서들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 IMU 센서들은 가속도계들, 자이로스코프들, 다른 방향 센서들 등을 포함한다. RADAR 유닛(230)은, 무선 신호들을 사용하여 차량(200)이 위치되는 환경에서의 물체들을 감지하도록 구성되는 임의의 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 물체들을 감지하는 것에 더하여, RADAR 유닛(230)은 물체들의 속도 및/또는 헤딩을 감지하도록 구성될 수 있다.

레이저 거리측정기 또는 LIDAR 유닛(232)은, 광을 사용하여 차량(200)이 위치되는 환경에서의 물체들을 감지하도록 구성되는 임의의 센서를 포함할 수 있다. 특히, 레이저 거리측정기 또는 LIDAR 유닛(232)은, 광의 하나 이상의 빔을 방출하도록 구성되는 하나 이상의 광 소스 및 광의 하나 이상의 빔의 반사들을 검출하도록 구성되는 검출기를 포함할 수 있다. 레이저 거리측정기 또는 LIDAR(232)는 코히런트(coherent)(예를 들어, 헤테로다인 검출(heterodyne detection)을 사용함) 또는 비코히런트(incoherent) 검출 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, LIDAR 유닛(232)은 다수의 LIDAR들을 포함할 수 있는데, 이때 각각의 LIDAR는 차량(200) 주위의 환경의 특정한 영역을 스캐닝하기에 적합한 특정한 포지션 및/또는 구성을 갖는다.

카메라(234)는, 차량(200)의 환경의 이미지들을 캡처할 수 있는 임의의 카메라(예를 들어, 스틸 카메라, 비디오 카메라 등)를 포함할 수 있다. 액추에이터(들)(236)는, 시스템(204)의 하나 이상의 센서들의 포지션, 배향, 및/또는 포인팅 방향을 조정하도록 구성되는 임의의 타입의 액추에이터를 포함할 수 있다. 예시적인 액추에이터들은, 다른 예들 중에서도, 모터들, 공압 액추에이터들, 유압 피스톤들, 릴레이들, 솔레노이드들, 및 압전 액추에이터들을 포함한다. 센서 시스템(204)은 추가적으로 또는 대안적으로 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

제어 시스템(206)은 차량(200) 및/또는 그의 컴포넌트들의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 제어 시스템(206)은 스티어링 유닛(steering unit)(238), 스로틀(throttle)(240), 브레이크 유닛(242), 센서 융합 알고리즘(sensor fusion algorithm)(244), 컴퓨터 비전 시스템(computer vision system)(246), 내비게이션 또는 경로지정 시스템(navigation or pathing system)(248), 및 장애물 회피 시스템(250)을 포함할 수 있다.

스티어링 유닛(238)은, 차량(200)의 헤딩을 조정하도록 구성되는 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 스로틀(240)은 엔진/모터(218)의 동작 속도 및, 결국 차량(200)의 속도를 제어하도록 구성되는 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 브레이크 유닛(242)은 차량(200)을 감속시키도록 구성되는 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 브레이크 유닛(242)은 바퀴들/타이어들(224)이 느려지게 하기 위해 마찰을 사용할 수 있다. 일부 예들에서, 브레이크 유닛(242)은 또한 바퀴들/타이어들(224)의 운동 에너지를 전류로 변환시킬 수 있다.

센서 융합 알고리즘(244)은, 센서 시스템(204)으로부터의 데이터를 입력으로서 수용하도록 구성되는 알고리즘(또는 알고리즘을 저장하는 컴퓨터 프로그램 제품)일 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 센서 시스템(204)의 센서들에서 감지되는 정보를 표현하는 데이터를 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(244)은, 예를 들어, 칼만 필터(Kalman filter), 베이지안 네트워크(Bayesian network), 본 명세서의 방법들의 기능들 중 일부를 위한 알고리즘, 또는 임의의 다른 알고리즘을 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(244)은, 예를 들어, 차량(100)이 위치되는 환경에서의 개개의 물체들 및/또는 특징들의 평가들, 특정한 상황들의 평가들, 및/또는 특정한 상황들에 기초하는 가능한 영향들의 평가들을 포함하는, 센서 시스템(204)으로부터의 데이터에 기초하는 다양한 평가치들(assessments)을 제공하도록 추가로 구성될 수 있다.

컴퓨터 비전 시스템(246)은, 예를 들어, 트래픽 신호들 및 장애물들을 포함하여, 차량(200)이 위치되는 환경에서의 물체들 및/또는 특징들을 식별하기 위해 카메라(234)에 의해 캡처되는 이미지들을 처리 및 분석하도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 이를 위해, 컴퓨터 비전 시스템(246)은 물체 인식 알고리즘, SFM(Structure from Motion) 알고리즘, 비디오 추적, 또는 다른 컴퓨터 비전 기법들을 사용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 비전 시스템(246)은 환경을 맵핑하고, 물체들을 추적하고, 물체들의 속도를 추정하는 것 등을 위해 추가적으로 구성될 수 있다.

내비게이션 및 경로지정 시스템(248)은 차량(200)에 대한 주행 경로(driving path)를 결정하도록 구성된 임의의 시스템일 수 있다. 내비게이션 및 경로지정 시스템(248)은 차량(200)이 동작 중인 동안 동적으로 주행 경로를 업데이트하도록 추가적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 내비게이션 및 경로지정 시스템(248)은 센서 융합 알고리즘(244), GPS(226), LIDAR 유닛(232), 및/또는 차량(200)의 환경의 하나 이상의 미리 결정된 맵으로부터의 데이터를 통합하여, 차량(200)에 대한 주행 경로를 결정하도록 구성될 수 있다. 장애물 회피 시스템(250)은, 차량(200)이 위치되는 환경에서의 장애물들을 식별, 평가, 및 회피 또는 그렇지 않으면 협상하도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 제어 시스템(206)은 추가적으로 또는 대안적으로 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

주변기기들(208)(예를 들어, 입력 인터페이스, 출력 인터페이스 등)은 차량(200)이 외부 센서들, 다른 차량들, 외부 컴퓨팅 디바이스들, 및/또는 사용자와 상호작용하게 하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 주변기기들(208)은, 예를 들어, 무선 통신 시스템(252), 터치스크린(254), 마이크로폰(256), 및/또는 스피커(258)를 포함할 수 있다.

무선 통신 시스템(252)은, 직접적으로 또는 통신 네트워크를 통해 하나 이상의 다른 차량, 센서, 또는 다른 엔티티에 무선으로 결합하도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 이를 위해, 무선 통신 시스템(252)은, 직접적으로 또는 통신 네트워크를 통해 다른 차량들, 센서들, 서버들, 또는 다른 엔티티들과 통신하기 위한 칩셋 및 안테나를 포함할 수 있다. 칩셋 또는 무선 통신 시스템(252)은 일반적으로, 다른 가능성들 중에서도, 블루투스, IEEE 802.11(임의의 IEEE 802.11 개정판들을 포함함)에 설명된 통신 프로토콜들, 셀룰러 기술(GSM, CDMA, UMTS, EV-DO, WiMAX 또는 LTE 등), Zigbee, DSRC(dedicated short range communications), 및 RFID(radio frequency identification) 통신과 같은, 하나 이상의 타입의 무선 통신(예를 들어, 프로토콜들)에 따라 통신하도록 배열될 수 있다. 무선 통신 시스템(252)은 다른 형태들도 취할 수 있다.

터치스크린(254)은 차량(200)에 커맨드들을 입력하기 위한 입력 인터페이스로서 사용자에 의해 사용될 수 있다. 이를 위해, 터치스크린(254)은, 다른 가능성들 중에서도, 용량성 감지, 저항 감지, 또는 표면 탄성파 프로세스를 통해 사용자의 손가락의 포지션 및 움직임 중 적어도 하나를 감지하도록 구성될 수 있다. 터치스크린(254)은 터치스크린 표면에 평행하거나 평면인 방향, 터치스크린 표면에 수직인 방향, 또는 둘 다에서 손가락 움직임을 감지할 수 있고, 또한 터치스크린 표면에 인가된 압력의 레벨을 감지할 수 있다. 터치스크린(254)은 하나 이상의 반투명 또는 투명 절연 층 및 하나 이상의 반투명 또는 투명 전도 층으로 형성될 수 있다. 터치스크린(254)은 다른 형태들도 취할 수 있다.

마이크로폰(256)은 차량(200)의 사용자로부터 오디오(예를 들어, 음성 커맨드 또는 다른 오디오 입력)를 수신하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 스피커들(258)은 차량(200)의 사용자에게 오디오를 출력하도록 구성될 수 있다. 주변기기들(208)은 추가적으로 또는 대안적으로 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

컴퓨터 시스템(210)은 추진 시스템(202), 센서 시스템(204), 제어 시스템(206), 및 주변기기들(208) 중 하나 이상으로 데이터를 송신하거나, 이들로부터 데이터를 수신하거나, 이들과 상호작용하거나, 그리고/또는 이들을 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 컴퓨터 시스템(210)은 시스템 버스, 네트워크, 및/또는 다른 접속 메커니즘(도시되지 않음)에 의해 추진 시스템(202), 센서 시스템(204), 제어 시스템(206), 및 주변기기들(208) 중 하나 이상에 통신가능하게 링크될 수 있다.

하나의 예에서, 컴퓨터 시스템(210)은 연료 효율을 개선시키기 위해 변속기(222)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(210)은 카메라(234)가 환경의 이미지들을 캡처하게 하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(210)은 센서 융합 알고리즘(244)에 대응하는 명령어들을 저장 및 실행하도록 구성될 수 있다. 다른 예들도 가능하다.

도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(210)은 프로세서(212) 및 데이터 스토리지(214)를 포함한다. 프로세서(212)는 하나 이상의 범용 프로세서 및/또는 하나 이상의 특수 목적 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(212)가 하나보다 많은 프로세서를 포함하는 한, 그러한 프로세서들은 별개로 또는 조합하여 작동할 수 있다. 결국, 데이터 스토리지(214)는, 다른 가능성들 중에서도, 광학, 자기, 및/또는 유기 스토리지와 같은 하나 이상의 휘발성 및/또는 하나 이상의 비휘발성 스토리지 컴포넌트를 포함할 수 있고, 데이터 스토리지(214)는 프로세서(212)와 전체적으로 또는 부분적으로 통합될 수 있다.

일부 실시예들에서, 데이터 스토리지(214)는, 다양한 차량 기능들을 실행하기 위해 프로세서(212)에 의해 실행가능한 명령어들(216)(예를 들어, 프로그램 로직)을 포함한다. 데이터 스토리지(214)는, 추진 시스템(202), 센서 시스템(204), 제어 시스템(206), 및/또는 주변기기들(208) 중 하나 이상으로 데이터를 송신하거나, 이들로부터 데이터를 수신하거나, 이들과 상호작용하거나, 그리고/또는 이들을 제어하기 위한 명령어들을 포함하는, 추가적인 명령어들을 또한 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 데이터 스토리지(214)는, 센서 시스템(204) 내의 센서들 중 하나 이상에 대한 교정 데이터를 또한 포함한다. 예를 들어, 교정 데이터는, 이전에 획득된 센서 측정치들과 센서들로의 하나 이상의 미리 결정된 입력 사이의 맵핑을 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(210)은, 추가적으로 또는 대안적으로, 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

전원(260)이 차량(200)의 컴포넌트들의 일부 또는 전부에 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 전원(260)은, 예를 들어, 재충전가능 리튬-이온 또는 납산 배터리를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 배터리 뱅크가 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 전원 재료들 및 구성들도 가능하다. 일부 실시예들에서, 전원(260) 및 에너지 소스(220)는, 예를 들어 일부 전체-전기 자동차(all-electric car)들에서와 같이, 하나의 컴포넌트로서 함께 구현될 수 있다.

일부 실시예들에서, 차량(200)은 도시된 것들에 추가적으로 또는 그 대신에 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(200)은 하나 이상의 추가적인 인터페이스 및/또는 전원을 포함할 수 있다. 다른 추가 컴포넌트들도 가능하다. 그러한 실시예들에서, 데이터 스토리지(214)는, 추가적인 컴포넌트들을 제어하거나 그리고/또는 이들과 통신하기 위해 프로세서(212)에 의해 실행가능한 명령어들을 추가로 포함할 수 있다. 더 추가로, 컴포넌트들 및 시스템들 각각은 차량(200)에 통합되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 컴포넌트 또는 시스템은 유선 또는 무선 커넥션들을 사용하여 차량(200) 상에 제거가능하게 장착되거나 또는 그렇지 않으면 그에 (기계적으로 또는 전기적으로) 접속될 수 있다.

III. 예시적인 로터리 조인트 구성

예들 내에서, 로터리 조인트는 전기기계 시스템의 2개의 구조체 사이의 인터페이스로서 구성될 수 있는데, 여기서 2개의 구조체 중 하나 또는 둘 다가 다른 구조체를 중심으로 회전하거나 또는 그렇지 않으면 이동하도록 구성된다. 그를 위해, 일부 구현들에서, 로터리 조인트의 일부분(예를 들어, 회전자)은 예시적인 시스템의 하나의 구조체에 결합될 수 있고 다른 부분(예를 들어, 고정자)은 예시적인 시스템의 다른 구조체에 결합될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 로터리 조인트는 서로를 중심으로 회전(또는 이동)하는 2개의 구조체 사이에 배열되는 구조체 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 로터리 조인트는 2개의 로봇식 링크들을 결합하는 로봇식 조인트에 배치될 수 있다. 다른 구현들도 가능하다.

도 3은 예시적인 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 디바이스(300)의 단순화된 블록도이다. 예를 들어, 디바이스(300)는 차량들(100, 200) 중 임의의 것과 같은 전기기계 시스템, 및/또는 임의의 다른 전기기계 시스템의 이동가능 컴포넌트들 사이의 인터페이스로서 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 디바이스(300)는, 다른 예들 중에서도, 센서 유닛들(102, 104, 106, 108, 110), 센서 시스템(204)에 포함되는 센서들을 장착하는 회전 플랫폼과 같은 시스템(또는 서브시스템)의 2개의 이동가능 컴포넌트들 사이의 전력 송신을 용이하게 하는 로터리 조인트로서 물리적으로 구현될 수 있다. 도시된 바와 같이, 디바이스(300)는 제1 플랫폼(310) 및 제2 플랫폼(330)을 포함한다.

제1 플랫폼(310)은 회전자 또는 다른 이동가능 컴포넌트를 포함할 수 있거나 또는 이들에 결합될 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(310)은 플랫폼(330)에 대해 그리고 플랫폼(310)의 회전 축(예를 들어, 회전자 축)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 따라서, 예들 내에서, 플랫폼(310)은 로터리 조인트 구성에서 회전 플랫폼으로서 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 플랫폼(310)은 센서(312), 제어기(314), 통신 인터페이스(316), 전력 인터페이스(318), 및 하나 이상의 자석(320)을 포함한다.

일부 예들에서, 플랫폼(310)은, 플랫폼(310)의 다양한 컴포넌트들을 지지 및/또는 장착하기에 적합한 임의의 견고한 재료(solid material)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(310)은, 플랫폼(310)의 통신 인터페이스(316) 및/또는 다른 컴포넌트들을 장착하는 인쇄 회로 보드(PCB)를 포함할 수 있다. 이 예에서 PCB는, 플랫폼(310)의 컴포넌트들(예를 들어, 센서(312), 제어기(314), 통신 인터페이스(316), 전력 인터페이스(318) 등) 중 하나 이상을 서로 전기적으로 결합시키기 위한 회로부(도시되지 않음)를 또한 포함할 수 있다. 이 예에서 PCB는 장착된 컴포넌트들이 플랫폼(330)의 대응하는 면을 향하는 또는 그에 대향하는 플랫폼(310)의 면을 따르도록 포지셔닝될 수 있다. 이 배열로, 예를 들어, 플랫폼들(310 및 330)은 플랫폼(330)에 대한 플랫폼(310)의 회전에 응답하여 서로에 대해 미리 결정된 거리 내에 유지될 수 있다.

센서(312)는, 센서 시스템(204)의 하나 이상의 센서, 차량(100)에 포함되는 하나 이상의 센서, 및/또는 플랫폼(310) 상에 장착될 수 있는 임의의 다른 센서와 같은, 플랫폼(310)에 장착되는 센서들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 센서들의 비포괄적인 리스트는, 다른 예들 중에서도, 방향 센서들(예를 들어, 자이로스코프들), 원격 감지 디바이스들(예를 들어, RADAR들, LIDAR들 등), 사운드 센서들(예를 들어, 마이크로폰들)을 포함할 수 있다.

제어기(314)는 제1 플랫폼(310)의 컴포넌트들 중 하나 이상을 동작시키도록 구성될 수 있다. 그를 위해, 제어기(314)는, 범용 프로세서들, 특수 목적 프로세서들, 데이터 스토리지, 로직 회로부, 및/또는 디바이스(300)의 하나 이상의 컴포넌트를 동작시키도록 구성되는 임의의 다른 회로부의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 구현에서, 컴퓨팅 시스템(210)과 유사하게, 제어기(314)는, 데이터 스토리지(예를 들어, 데이터 스토리지(214))에 저장되는 명령어들(예를 들어, 명령어들(216))을 실행하여 센서(312), 인터페이스(316) 등을 동작시키는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 프로세서(212))를 포함한다. 다른 구현에서, 제어기(314)는, 디바이스(300)의 하나 이상의 컴포넌트를 동작시키기 위해 본 명세서에서 설명되는 기능들 및 프로세스들 중 하나 이상을 수행하도록 배선되는 회로부를 대안적으로 또는 추가적으로 포함한다. 하나의 예에서, 제어기(314)는 센서(312)에 의해 수집되는 센서 데이터를 수신하도록, 그리고 센서 데이터를 나타내는 변조된 전기 신호를 통신 인터페이스(316)에 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서 데이터는 센서(312)의 측정된 배향, 주변 환경의 스캔, 검출된 사운드들, 및/또는 센서(312)의 임의의 다른 센서 출력을 표시할 수 있다.

통신 인터페이스(316)는, 플랫폼들(310 및 330) 사이의 데이터 및/또는 명령어들을 송신(예를 들어, 신호(302)) 및/또는 수신(예를 들어, 신호(304))하도록 구성되는 무선 또는 유선 통신 컴포넌트들(예를 들어, 송신기들, 수신기들, 안테나들, 광 소스들, 광 검출기들 등)의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 통신 인터페이스(316)가 광 통신 인터페이스인 경우, 인터페이스(316)는, 플랫폼(330)에 포함되는 광 검출기에 의한 수신을 위해 변조된 광 신호(302)를 방출하도록 배열되는 하나 이상의 광 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호(302)는 센서(312)에 의해 수집되는 센서 데이터를 표시할 수 있다. 추가로, 이 예에서, 인터페이스(316)는, 플랫폼(330)으로부터 방출되는 변조된 광 신호(304)를 수신하기 위한 광 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 신호(304)는 센서(312) 및/또는 플랫폼(310)에 결합되는 임의의 다른 컴포넌트를 동작시키기 위한 명령어들을 표시할 수 있다. 이 경우에, 제어기(314)는 인터페이스(316)를 통해 검출되는 수신된 명령어들에 기초하여 센서(312)를 동작시킬 수 있다.

전력 인터페이스(318)는, 플랫폼들(310 및 330) 사이의 전력의 무선(또는 유선) 송신을 위해 구성되는 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예로서, 인터페이스(318)는, 플랫폼(310)의 하나 이상의 컴포넌트(예를 들어, 센서(312), 제어기(314), 통신 인터페이스(316) 등)에 전력공급하기 위한 전류를 유도하기 위해 트랜스포머 코일들을 통해 연장되는 자속(magnetic flux)을 수신하도록 배열되는 트랜스포머 코일(들)(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 트랜스포머 코일들은 플랫폼(330)에 포함되는 대응하는 트랜스포머 코일들에 대향하는 플랫폼(310)의 중심 영역 주위에 배열될 수 있다. 추가로, 예를 들어, 디바이스(300)는, 각자의 트랜스포머 코일들을 통해 자속을 가이드하도록 인터페이스(318)에서의 트랜스포머 코일들(및/또는 플랫폼(330)에 포함되는 트랜스포머 코일들)을 통해 연장되어 그에 의해 2개의 플랫폼 사이의 전력 송신의 효율을 개선시키는 자기 코어(도시되지 않음)를 또한 포함할 수 있다. 다른 구성들도 가능하다.

자석(들)(320)은 철, 강자성 화합물들, 페라이트들 등과 같은 강자성 재료, 및/또는 플랫폼(310)의 제1-플랫폼 자기장을 생성하도록 자화되는 임의의 다른 재료로부터 형성될 수 있다.

하나의 구현에서, 자석들(320)은 플랫폼(310)의 회전 축 주변에 실질적으로 원형 배열의 복수의 자석으로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 자석들(320)은 플랫폼(330)을 향해 그리고/또는 그를 통해 연장되는 조합된 자기장을 생성하기 위해 회전 축과 동심인 원을 따라 배열될 수 있다. 추가로, 예를 들어, 자석들(320) 중 인접 자석들은 플랫폼(330)을 향하고 있는 주어진 자석의 표면을 따르는 주어진 자석의 자극(magnetic pole)이 유사한 표면을 따르는 인접 자석의 자극과는 반대가 되도록 교번 방향들로 자화될 수 있다. 이 배열로 예를 들어, 자기장은 주어진 자석의 표면으로부터 플랫폼(330)을 향해 그리고 그 후에 인접 자석의 표면을 향해 연장될 수 있다. 추가로, 다른 자기장은 주어진 자석의 표면으로부터 플랫폼(330)을 향해 그리고 그 후에 다른 인접 자석을 향해 연장될 수 있다.

다른 구현에서, 자석(320)은 제1 플랫폼의 회전 축과 동심인 단일 링 자석으로서 구현될 수 있다. 이 구현에서, 링 자석은 위에서 설명된 복수의 자석의 것과 유사한 자화 패턴을 갖도록 자화될 수 있다. 예를 들어, 링 자석은 복수의 링 섹터(예를 들어, 각자의 반경방향 축들 사이의 링 자석의 영역들)를 갖는 인쇄된 자석으로서 구현될 수 있다. 이 예에서, 링 자석의 인접 링 섹터들은 플랫폼(330)을 향하는 복수의 교번 자극을 규정하도록 교번 방향들로 자화될 수 있다.

도시된 바와 같이, 자석(들)(320)은 인덱스 자석(322)을 임의로 포함할 수 있다. 인덱스 자석(322)은, 자석들(320) 내의 다른 자석들의 특성과는 상이한 특성을 갖도록 구성되는 자석(예를 들어, 강자성 재료 등)을 포함할 수 있다.

제1 예에서, 자석들(320)이 원형 배열의 복수의 자석을 포함하는 경우, 인덱스 자석(322)은 플랫폼(310)의 회전 축에 대한 제1 거리에 포지셔닝될 수 있고 자석들(320) 내의 다른 자석들은 제1 거리와는 상이한 회전 축에 대한 제2 거리에 포지셔닝될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어, 인덱스 자석(322)은 다른 자석들과 제2 플랫폼 사이의 실질적으로 균일한 거리에 비해 제2 플랫폼에 대해 오프셋된 거리에 포지셔닝될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어, 인덱스 자석(322)은 하나 이상의 인접 자석에 대한 특정한 분리 거리에 포지셔닝될 수 있다. 이 경우에, 다른 자석들은 특정 분리 거리와는 상이한 실질적으로 균일한 분리 거리만큼 이격될 수 있다.

제2 예에서, 인덱스 자석(322)은 자석들(320) 내의 다른 자석들의 제2 사이즈와는 상이한 제1 사이즈(예를 들어, 폭, 길이, 깊이 등)를 가질 수 있다.

제3 예에서, 인덱스 자석(322)은 자석들(320) 내의 다른 자석들의 제2 자화 강도와는 상이한 제1 자화 강도(예를 들어, 자속 밀도, 자기장 강도 등)를 갖도록 자화될 수 있다.

제4 예에서, 인덱스 자석(322)은 자석들(320) 내의 다른 자석들의 자화 패턴들과 비교하여 상이한 자화 패턴을 갖도록 자화될 수 있다. 예를 들어, 인덱스 자석(322)의 제1 부분은 제1 방향(예를 들어, 플랫폼(330)을 향해 포인팅하는 북극)으로 자화될 수 있고 인덱스 자석(322)의 제2 부분은 제1 방향과는 반대인 제2 방향(예를 들어, 플랫폼(330)을 향해 포인팅하는 남극)으로 자화될 수 있는 반면, 자석들(320) 내의 다른 자석들은 단일 방향(예를 들어, 플랫폼(330)을 향해 포인팅하는 북극 또는 남극 중 단지 하나만)으로 자화될 수 있다.

제5 예에서, 자석(들)(320)이 단일 링 자석을 포함하는 경우, 인덱스 자석(322)은, 제1 방향으로 자화된 제1 부분, 및 반대 방향으로 자화된 제2 부분을 포함하는 자석(320)의 인덱스 링 섹터로서 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 제2 부분은, 제1 부분을 둘러싸고 인덱스 링 섹터에 인접한 2개의 링 섹터와 접속되는 자석(320)의 자화된 영역으로서 물리적으로 구현될 수 있다.

제6 예에서, 자석(들)(320)이 단일 링 자석을 포함하는 경우, 복수의 자석을 포함하는 구현에 대해 위에 설명된 다양한 구별되는 특성들은 링 자석의 자화 속성들을 조정함으로써 유사하게 구현될 수 있다. 하나의 경우에서, 인덱스 링 섹터는 다른 링 섹터들의 실질적으로 균일한 사이즈들에 비해 상이한 사이즈(예를 들어, 각도 폭 등)를 가질 수 있다. 다른 경우에서, 인덱스 링 섹터는 다른 링 섹터들 사이의 대응하는 실질적으로 균일한 거리와는 상이한 거리만큼 인접 링 섹터들로부터 분리될 수 있다(예를 들어, 링 자석의 자기소거된(demagnetized) 영역들에 의해 인덱스 링 섹터를 둘러싸는 것 등).

제2 플랫폼(330)은, 위의 논의에 따라, 로터리 조인트 구성에서 고정자 플랫폼으로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(310)의 회전 축은 플랫폼(330)에 대해 미리 결정된 거리 내에 유지되는 동안 플랫폼(310)이 플랫폼(330)을 중심으로 회전하도록 플랫폼(330)을 통해 연장될 수 있다. 도시된 바와 같이, 플랫폼(330)은 제어기(334), 통신 인터페이스(336), 전력 인터페이스(338), 복수의 전도성 구조체들(340), 회로부(350), 및 자기장 센서(390)를 포함한다. 따라서, 예를 들어, 플랫폼(330)은 플랫폼(330)에 장착되거나 또는 그렇지 않으면 결합되는 다양한 컴포넌트들을 지지하기에 적합한 견고한 재료들의 임의의 조합으로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(330)은, 하나 이상의 컴포넌트(예를 들어, 인터페이스들(336, 338), 센서(390) 등)을 장착하는 회로 보드를 포함할 수 있다.

제어기(334)는, 예를 들어, 제어기(314)와 유사하게 다양한 물리적 구현들(예를 들어, 프로세서들, 로직 회로부, 아날로그 회로부, 데이터 스토리지 등)을 가질 수 있다. 추가로, 제어기(334)는, 제어기(314), 통신 인터페이스(316), 및 신호(302)와 각각 유사하게, 데이터 또는 명령어들의 송신을 표시하는 신호(304)를 송신하기 위해 통신 인터페이스(336)를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 제어기(334)는 플랫폼(310)의 센서(312) 및/또는 임의의 다른 컴포넌트를 동작시키기 위한 명령어들을 표시하는 변조된 무선 신호를 제공하기 위해 인터페이스(336)(예를 들어, 트랜시버, 안테나, 광 소스들 등)를 동작시킬 수 있다. 추가로, 예를 들어, 제어기(334)는 플랫폼(310)으로부터 송신되는 변조된 신호(302)를 표시하는 변조된 전기 신호를 인터페이스(336)로부터 수신할 수 있다.

이에 따라, 통신 인터페이스(336)는 신호들(302 및 304)을 통해 플랫폼들(310 및 330) 사이의 통신을 용이하게 하기 위해 통신 인터페이스(316)와 유사하게 구현될 수 있다.

전력 인터페이스(338)는 전력 인터페이스(318)와 유사하게 구성될 수 있고, 따라서 플랫폼들(310 및 330) 사이의 전력의 송신을 용이하게 하기 위해 전력 인터페이스(318)와 함께 동작될 수 있다. 예로서, 인터페이스(338)는 트랜스포머 코일(도시되지 않음)을 포함할 수 있고, 제어기(334)는 전류가 트랜스포머 코일을 통해 흐르게 하도록 구성될 수 있다. 그 후에, 전류는 대응하는 트랜스포머 코일을 통해 전류를 유도하기 위해 전력 인터페이스(318)의 대응하는 트랜스포머 코일(도시되지 않음)을 통해 연장되는 자속을 생성할 수 있다. 따라서, 유도된 전류는 플랫폼(310)의 하나 이상의 컴포넌트에 대해 전력을 제공할 수 있다. 추가로, 일부 경우들에서, 디바이스(300)는, 플랫폼(310)의 회전 축을 따라 그리고 전력 인터페이스들(318 및 338)의 각자의 트랜스포머 코일들(도시되지 않음)을 통해 연장되는 자기 코어(도시되지 않음)를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기 코어는 전력 인터페이스(318)의 트랜스포머 코일을 통해 전력 인터페이스(338)의 트랜스포머 코일에 의해 생성되는 자속을 가이드하여 플랫폼들(310 및 330) 사이의 전력 송신의 효율을 개선시킬 수 있다.

전도성 구조체들(340)은, 자석(들)(320)에 의해 생성되는 제1-플랫폼 자기장과 중첩되도록 플랫폼(310)의 회전 축 주위로 연장되는 전기 전도성 경로를 규정하도록 함께 전기적으로 결합되는 전기 전도성 재료(예를 들어, 구리, 다른 금속 등)의 부분들을 포함할 수 있다. 예로서, 전도성 구조체들(340)은, 플랫폼(310)의 회전 축과 동심인 원을 따르는 제1 동일 평면 상의 배열의 제1 복수의 전도성 구조체를 포함할 수 있다. 추가로, 이 예에서, 전도성 구조체들(340)은, 제1 복수의 전도성 구조체에 평행하게 중첩되는 제2 동일 평면 상의 배열의 제2 복수의 전도성 구조체를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로 보드 구현에서, 제1 복수의 전도성 구조체는 회로 보드의 단일 층을 따라 배치되거나 패터닝될 수 있고, 제2 복수의 전도성 구조체는 회로 보드의 다른 층을 따라 배치되거나 패터닝될 수 있다.

위의 예에 계속하여, 디바이스(300)는 또한 예를 들어 회로 보드의 2개의 층 사이의 천공된 구멍(예를 들어, 비아)을 통해 연장되는 전도성 재료와 같은 복수의 전기 접촉부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 전기 접촉부들은 제1 플랫폼의 자석(들)(320)의 원형 배열과 중첩되도록 회전 축 주위에서 연장되는 하나 이상의 전도성 코일을 규정하도록 제1 복수의 전도성 구조체를 제2 복수의 전도성 구조체에 결합시킬 수 있다. 그 후에, 회로부(350)(및/또는 제어기(334))는 하나 이상의 전류가 하나 이상의 코일을 통해 흐르게 하여 하나 이상의 코일 내에서 연장되는 제2-플랫폼 자기장을 생성할 수 있다. 그 후에, 제1-플랫폼 자기장은 제2-플랫폼 자기장과 상호작용하여 플랫폼(310)에 작용하는 힘 또는 토크를 제공할 수 있다. 그 후에, 유도된 힘은 플랫폼(310)이 그의 회전 축을 중심으로 회전하게 할 수 있다. 추가로, 일부 경우들에서, 회로부(350)(및/또는 제어기(334))는 코일(들)을 통해 흐르는 전류(들)를 조정함으로써 제2-플랫폼 자기장을 변조할 수 있다. 그렇게 함으로써, 예를 들어, 디바이스(300)는 회전 축에 대한 플랫폼(310)의 회전 방향 또는 회전율을 제어할 수 있다.

그에 따라, 회로부(350)는, 배선, 전도성 재료, 커패시터들, 저항기들, 증폭기들, 필터들, 비교기들, 전압 조정기들, 제어기들, 및/또는 전도성 구조체들(340)을 통해 흐르는 전류(들)를 제공 및 변조하도록 배열되는 임의의 다른 회로부의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로부(350)는 전류(들)를 컨디셔닝하여 제2-플랫폼 자기장을 수정하고 그에 의해 플랫폼(310)을 회전시키기 위한 특정 회전 특성들(예를 들어, 방향, 속도 등)을 달성하도록 구성될 수 있다.

자기장 센서(390)는 자석(들)(320)과 연관된 제1-플랫폼 자기장의 하나 이상의 특성(예를 들어, 방향, 각도, 크기, 자속 밀도 등)을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서(390)는, 자석(들)(320) 및/또는 제1-플랫폼 자기장과 중첩되도록 배열되는 하나 이상의 자력계를 포함할 수 있다. 예시적인 센서들의 비-포괄적 목록은 다른 예들 중에서도 양성자 자력계들, 오버하우저 효과 센서들, 세슘 증기 센서들, 칼륨 증기 센서들, 회전 코일 센서들, 홀 효과 센서들, 자기 저항 디바이스 센서들, 플럭스게이트 자력계들, 초전도 양자 간섭 디바이스(superconducting quantum interference device)(SQUID) 센서들, 미세 전기기계 시스템(micro-electro-mechanical-system)(MEMS) 센서들, 및 스핀 교환 릴렉세이션 프리(spin-exchange relaxation-free)(SERF) 원자 센서들을 포함한다. 하나의 구현에서, 센서(390)는, 직교 좌표계 표현(예를 들어, x-y-z 축 컴포넌트들) 또는 다른 벡터 필드 표현에 따라 센서(390)의 포지션에서의 제1-플랫폼 자기장의 각도(및/또는 크기)의 표시를 출력하는 3차원(3D) 홀 효과 센서를 포함할 수 있다.

따라서, 디바이스(300)는 회전 축에 대한 플랫폼(310)의 배향 또는 포지션을 결정하기 위한 기초로서 센서(390)로부터의 출력(들)을 사용할 수 있다. 예로서, 센서(390)는 자석(들)(320)의 2개의 인접 자석들 사이에서 연장되는 제1-플랫폼 자기장의 일부분과 중첩되도록 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 제1 플랫폼(310)이 회전함에 따라, 그 부분의 각도가 센서(390)의 포지션에서 변경될 수도 있고 따라서 회로부(350)(및/또는 제어기(334))는 센서(390)로부터의 출력들을 샘플링하여 2개의 인접 자석들에 대한 센서(390)의 포지션을 추론할 수 있다.

따라서, 이 배열로, 디바이스(300)는 플랫폼(310)을 작동시키는 것과 플랫폼(310)의 배향을 측정하는 것 둘 다를 위한 컴포넌트(들)(예를 들어, 자기 인코더)로서 자석(들)(320)을 사용할 수 있다. 이러한 배열은 비용이 절감되고 설계가 더 컴팩트한 액추에이터 및 자기 인코더를 제공할 수 있다.

추가로, 일부 구현들에서, 센서(390)는 구조체들(340)에 의해 규정된 코일(들)과 교차하는 원형 경로를 따라 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 구조체들(340) 내의 2개의 특정한 구조체들은 구조체들(340) 내의 다른 인접 구조체들 사이의 균일한 거리보다 더 긴 주어진 거리만큼 이격될 수 있다. 추가로, 센서(390)는 이들 2개의 특정한 구조체들 사이에 포지셔닝될 수 있다. 이 배열로, 예를 들어, 센서(390)에 의한 제1-플랫폼 자기장의 측정치들과의 제2-플랫폼 자기장으로 인한 간섭이 완화될 수 있는 한편, 센서(390)를 자석(들)(320)에 가까운 거리에 또한 배치시킬 수 있다.

자석(들)(320)이 인덱스 자석(322)을 포함하는 구현들에서, 인덱스 자석(322)과 인덱스 자석(322)에 인접한 하나 이상의 자석 사이에서 연장되는 제1-플랫폼 자기장의 특정한 부분은, 제1-플랫폼 자기장의 다른 부분들에 대한 하나 이상의 구별되는 특성을 가질 수 있다. 예로서, 인덱스 자석(322)이 회전 축과 자석(들)(320)의 다른 자석들 사이의 실질적으로 균일한 거리와는 상이한 플랫폼(310)의 회전 축에 대한 거리에 포지셔닝되는 경우, 그러면 제1-플랫폼 자기장의 특정한 부분의 방향은 다른 부분들의 각자의 방향들과는 상이할 수 있다. 그에 따라, 일부 예들에서, 회로부(350)(및/또는 제어기(334))는, 이 차이의 검출을, 센서(390)가 인덱스 자석(322) 또는 인덱스 자석(322)과 인접 자석 사이의 영역과 중첩되는 플랫폼(310)의 배향과 연관시킬 수 있다. 이 프로세스를 통해, 예를 들어, 디바이스(300)는 센서(390)의 출력들을 인덱스 자석(322)의 포지션에 대한 플랫폼(310)의 배향들의 범위에 맵핑시킬 수 있다.

일부 구현들에서, 디바이스(300)는 도시된 것들보다 더 적은 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(300)는 인덱스 자석(322), 센서(390), 및/또는 도시된 임의의 다른 컴포넌트 없이 구현될 수 있다. 추가로, 일부 구현들에서, 디바이스(300)는, 도시된 것들에 추가적으로 또는 그 대신에 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 플랫폼들(310 및/또는 340)은, 추가적인 또는 대안적인 센서들(예를 들어, 마이크로폰(256) 등), 컴퓨팅 서브시스템들(예를 들어, 내비게이션 시스템(248) 등), 및/또는 차량들(100 및 200)의 컴포넌트들 중 임의의 것과 같은 임의의 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 추가로, 도시된 다양한 기능 블록들은 도시된 것과는 다른 배열들로 배열되거나 조합될 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 플랫폼(310)에 포함된 컴포넌트들의 일부는 대안적으로 플랫폼(330)에 포함되거나 또는 디바이스(300)의 별개의 컴포넌트들로서 구현될 수 있다.

도 4a는 예시적인 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 디바이스(400)의 측면도를 예시한다. 예를 들어, 디바이스(400)는 디바이스(300)와 유사할 수도 있고, 차량들(100 및 200)과 같은 전기기계 시스템과 함께 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 디바이스(400)는, 플랫폼들(310 및 330)과 각각 유사할 수도 있는 회전자 플랫폼(410) 및 고정자 플랫폼(430)을 포함한다. 또한, 도시된 바와 같이, 디바이스(400)는 플랫폼(410) 상에 배치된 배향 센서(412)를 포함한다. 예를 들어, 센서(412)는 센서(312)와 유사할 수 있다.

센서(412)는 기준 축(413)에 대한 배향 센서(412)의 배향(또는 그에 대한 변화율)을 나타내는 센서 출력 신호들을 제공하도록 구성된 임의의 배향 또는 방향 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(412)는 자이로스코프 센서를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 센서(412)는 센서(412)의 기준 축(413)이 플랫폼(410)의 회전의 축(406)과 정렬(예를 들어, 평행)되도록 플랫폼(410) 상에 장착된다. 예를 들어, 이러한 배열로, 센서 출력 신호들에 의해 표시되는 배향 센서(412)의 배향에 대한 변화율의 측정치들은 또한 축(406)에 대한 플랫폼(410)의 회전율에 대응할 수 있다.

일부 예들에서, 센서(412)는 차량의 모션 방향(또는 그의 변화율)의 표시를 제공하기 위한 요 센서로서 구성될 수 있다. 예로서, 도 4a에 도시된 축(413)이 도 1b에 도시된 차량(100)의 요 축(114)에 대응하거나 또는 그에 평행하도록 디바이스(400)가 차량(100)에 장착되는 시나리오를 고려한다. 이러한 배열로, 센서(412)의 센서 출력 신호들은 차량(100)의 요 방향(또는 그에 대한 변화)을 나타낼 수 있다. 위의 시나리오를 계속해서, 센서(412)의 초기 요 방향은, 축(413)에 수직이고 페이지 밖으로 포인팅하는 방향에 대응할 수 있다. 이 시나리오에서, 차량(100)이 축(114)을 중심으로 회전하는 경우, 센서(412)는 축(413)을 중심으로 한 유사한 회전을 경험할 수 있고; 따라서, 축(413)에 대한 센서(412)("요 센서")의 배향은 요 축(114)에 대한 차량의 요 방향의 변화와 유사하게 변경될 수 있다.

대안적으로 또는 추가로, 다른 예들에서, 센서(412)는 (예를 들어, 축(413)을 차량(100)의 축(116)과 정렬시킴으로써) 피치 센서로서, 또는 (예를 들어, 축(413)을 차량(100)의 축(118)과 정렬시킴으로써) 롤 센서로서 구성될 수 있다.

도시된 예에서, 플랫폼(410)의 면(410a)은 플랫폼(430)의 면(430a)에 대해 주어진 거리(408) 내에 포지셔닝된다. 플랫폼(410)은 회전 축(406)을 중심으로 회전하는 회전자 플랫폼으로서 구성될 수 있다. 추가로, 플랫폼(430)은 축(406)을 중심으로 한 플랫폼(410)의 회전에 응답하여 플랫폼(410)에 대한 거리(408) 내에 유지되는 고정자 플랫폼으로서 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 면(410a)은 플랫폼(410)의 평면 장착 표면(예를 들어, 회로 보드의 외부 층)에 대응할 수 있다. 유사하게, 예를 들어, 면(430a)은 플랫폼(430)의 평면 장착 표면에 대응할 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 4a에는 디바이스(400)의 일부 컴포넌트들이 생략된다는 것에 유의한다.

예를 들어 도 4b에 도시된 단면도에서, 플랫폼(410)의 면(410a)은 페이지 밖으로 포인팅하고 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 디바이스(400)는 또한 마운트(428), 및 자석들(420, 422, 424, 426)로 예시되는 복수의 자석을 포함한다.

자석들(420, 422, 424, 426)은 자석(들)(320)과 유사할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 자석들(420, 422, 424, 426)은 회전 축(406) 주위에 실질적으로 원형 배열로 장착된다. 일부 예들에서, 자석(들)(320)처럼, 복수의 자석(예를 들어, 420, 422, 424, 426 등) 중 인접 자석들은 교번 방향들로 각각 자화될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 자석(420)은 페이지 안으로 포인팅하는 방향(예를 들어, 페이지 밖으로 포인팅하는 문자 "S"로 표시된 남극)으로 자화되고, 자석(422)은 페이지 밖으로 포인팅하는 방향(예를 들어, 페이지 밖으로 포인팅하는 문자 "N"으로 표시된 북극)으로 자화되고, 자석(424)은 자석(420)과 동일한 방향으로 자화되는 것 등으로 된다. 따라서, 일부 예들에서, 도시된 바와 같이, 복수의 자석(예를 들어, 420, 422, 424, 426 등)의 각자의 자화 방향들은 축(406)에 실질적으로 평행할 수 있다.

마운트(428)는, 회전 축(406) 주위의 원형 배열의 복수의 자석(예를 들어, 420, 422, 424, 426 등)을 지지하도록 구성되는 임의의 구조체를 포함할 수 있다. 그를 위해, 마운트(428)는, 원형 배열의 복수의 자석을 지지하기에 적합한 임의의 견고한 구조체(예를 들어, 플라스틱, 알루미늄, 다른 금속 등)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 마운트(428)는 (원형) 에지들(428a 및 428b) 사이에서 연장되는 링 형상을 가질 수 있다. 추가로, 도시된 바와 같이, 마운트(428)는, 원형 배열의 복수의 자석을 수용하는 함몰부들(indentations)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 마운트(428)는, 자석(426)을 수용하도록 성형되는 (벽들(428c 및 428d) 사이의) 함몰부를 포함한다. 따라서, 예를 들어 조립 동안, 복수의 자석이 마운트(428)의 각자의 함몰부들 내에 피팅되어, 원형 배열의 복수의 자석을 배치시키는 것을 용이하게 할 수 있다. 추가로, 도시된 바와 같이, 링-형상 마운트(428)는 축(406)(예를 들어, 링-형상 마운트(428)의 중심 축과 정렬된 축(406))에 대해 동심으로 배열될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 원형 에지들(428a, 428b), 및 자석들(420, 422, 424, 426 등)은 축(406)을 중심으로 한 플랫폼(410)의 회전에 응답하여 축(406)에 대한 각자의 주어진 거리들 내에 유지될 수 있다.

일부 예들에서, 인덱스 자석(322)과 유사하게, 디바이스(400) 내의 적어도 하나의 자석은 다른 자석들의 공통 특성과는 상이한 하나 이상의 특성을 갖는 인덱스 자석으로서 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 예를 들어, 자석(422)은 다른 자석들(예를 들어, 420, 424, 426 등)과 축(406) 사이의 거리와는 상이한 축(406)에 대한 거리로 장착된다. 이를 용이하게 하기 위해, 도시된 바와 같이, 인덱스 자석(422)을 수용하는 (예를 들어, 함몰부 주위에서 연장되는 벽(428e)에 의해 규정되는) 함몰부는 자석들(420, 424, 426 등)을 수용하는 각자의 함몰부들보다 더 작은 길이를 가질 수 있다. 그 결과, 인덱스 자석(422)은, 장착될 때, 자석들(420, 424, 426 등)보다 에지(428a)(및 축(406))에 더 가까울 수 있다.

플랫폼(410)은 도 4b에 도시된 것들에 대한 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다는 것에 유의한다. 하나의 구현에서, 마운트(428)는 인쇄 회로 보드(PCB) 또는 다른 회로 보드의 주연부를 따라 배열될 수 있다. 다른 구현에서, 마운트(428)는 회로 보드의 표면 또는 층을 따라 배치될 수 있다. 구현에 관계없이, 예를 들어, 축(406)과 에지(428a) 사이의 면(410a)의 영역은 플랫폼(310)의 컴포넌트들 중 임의의 것과 같은 하나 이상의 컴포넌트를 장착하는 데 사용될 수 있다.

하나의 예에서, 도시된 바와 같이, 플랫폼(410)은, 에지(410b)에 의해 규정되는 중심 갭을 포함할 수 있다. 이 예에서, 플랫폼(410)은, 에지(410b) 주위에 배열되는 트랜스포머 코일(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 추가로, 이 예에서, 디바이스(400)는, 플랫폼(430)의 유사한 트랜스포머 코일(도시되지 않음)에 의해 생성되는 자속을 가이드하기 위해 중심 갭을 통해 연장되는 자기 코어(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 전력 인터페이스들(318 및 338)에 대한 위의 논의에 따라, 2개의 플랫폼들(410 및 430) 사이에 전력이 송신될 수 있다. 다른 예에서, 플랫폼(410)은, 에지들(428a 및 410b) 사이의 플랫폼(410)의 영역에 하나 이상의 무선 송신기 또는 수신기(예를 들어, 광 소스들, 광 검출기들, 안테나 등)을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어 디바이스(300)와 유사하게, 디바이스(400)는 플랫폼들(410 및 430) 사이에서 전력 및/또는 통신 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다.

도 4c에 도시된 단면도에서, 플랫폼(430)의 면(430a)은 페이지 밖으로 포인팅하고 있다. 도 4d에 도시된 플랫폼(430)의 단면도는, 면(430a)에 실질적으로 평행한 플랫폼(430)의 층의 뷰에 대응할 수 있다. 예로서 도 4a를 다시 참조하면, 도 4d에 도시된 층은 면들(430a 및 430b) 사이의 층에 대응할 수 있다. 다른 예에서, 도 4d에 도시된 층은 플랫폼(430)의 면(430b) 상에 패터닝되는 전도성 재료들에 대응할 수 있다. 하나의 구현에서, 플랫폼(430)은 다층 회로 보드(예를 들어, PCB)로서 물리적으로 구현될 수 있거나 또는 그 내부에 내장된 다층 PCB를 포함할 수 있다. 그를 위해, 도 4c에 도시된 하나 이상의 컴포넌트는 PCB의 외부 층을 따라 패터닝되는 전기 전도성 재료(들)(예를 들어, 트랙들, 트레이스들, 구리 등)에 대응할 수도 있고, 도 4d에 도시된 하나 이상의 컴포넌트는 PCB의 다른 층을 따라 패터닝되는 전기 전도성 재료(들)에 대응할 수 있다. 다른 구현들도 가능하다.

도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 디바이스(400)는 또한, 리드(lead)들(432, 434, 436, 438)로 예시되는 복수의 전력 리드, 구조체들(442, 444, 446, 448, 450, 452, 454, 456, 458, 459)로 예시되는 제1 복수의 인접 전도성 구조체, 구조체들(472, 474, 476, 478, 480, 482, 484, 486, 489)로 예시되는 제2 복수의 인접 전도성 구조체, 접촉부들(462, 464, 466, 468)로 예시되는 복수의 전기 접촉부, 자기장 센서(490), 및 커넥터들(492, 494)을 포함한다.

전력 리드들(432, 434, 436, 438 등)은 각각, 제1 및 제2 복수의 전도성 구조체 중 하나 이상을, 전력 소스, 전압 조정기, 전류 증폭기, 또는 각자의 리드들에 결합되는 각자의 전도성 트랙들을 통해 흐르는 하나 이상의 전류를 제공 또는 컨디셔닝하는 다른 회로부(예를 들어, 회로부(350))에 전기적으로 결합하도록 구성될 수 있다.

제1 복수의 전도성 구조체들(442, 444, 446, 448, 450, 452, 454, 456, 458, 459 등)은, 전도성 구조체들(340)과 유사하게, 축(406) 주위에 원형 배열의 전기 전도성 재료(예를 들어, 구리 등)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1 복수의 전도성 구조체는, 축(406)과 동심인 원들(440 및 441) 사이에서 연장된다. 예를 들어, 원들(440 및 441) 사이의 면(430a)의 영역은 회전자 플랫폼(410)의 복수의 자석(420, 422, 424, 426 등)과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 추가로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 각각의 전도성 구조체(예를 들어, 구조체(442) 등)는 원(440)(및 441)의 반경에 대해 틸팅되는데, 여기서 각자의 구조체는 원(440)과 교차한다. 추가로, 제1 복수의 전도성 구조체는 실질적으로 동일 평면 상의 배열로 되어 있다. 따라서, 예를 들어, 구조체들(442, 444, 446 448, 450, 452, 454, 456, 458, 459 등)은 회로 보드(예를 들어, PCB)의 단일 층을 따라 패터닝된 전도성 트랙들로서 형성될 수 있다.

유사하게, 도 4d에서, 제2 복수의 전도성 구조체(472, 474, 476, 478, 480, 482, 484, 486, 488, 489 등)는, 실질적으로 동일 평면 상에 있는(예를 들어, PCB의 제2 층을 따르는) 원형 배열로 되어 있다. 따라서, 예를 들어, 제1 복수의 전도성 구조체는, 제2 복수의 구조체와 복수의 자석 사이의 제2 거리 미만인, 복수의 자석(420, 422, 424, 426 등)에 대한 제1 거리에 있을 수 있다.

추가로, 구조체들(472, 474, 476, 478, 480, 482, 484, 486, 488, 489 등)은 원들(470 및 471) 사이에서 각각 연장된다. 원들(470 및 471)은, 예를 들어, 원들(440 및 441)과 유사할 수도 있고, 따라서 원들(440 및 441)의 반경들과 각각 유사한 반경들을 갖고 축(406)과 동심일 수 있다. 추가로, 도 4d의 각각의 전도성 구조체(예를 들어, 구조체(472) 등)는 원(470)(및 471)의 반경에 대한 틸팅 각도로 포지셔닝되는데, 여기서 각자의 구조체는 원(470)과 교차한다. 그러나, 도 4d의 제2 복수의 구조체는 도 4c의 제1 복수의 구조체의 틸팅 각도와는 반대의 틸팅 각도로 있다. 예를 들어, 구조체(442)(도 4c)는 원(440)으로부터 멀어지도록 시계 방향으로 틸팅하는 것으로 도시되어 있다. 반면에, 구조체(472)(도 4d)는 원(470)으로부터 멀어지도록 반시계 방향으로 틸팅하는 것으로 도시되어 있다.

제1 복수의 구조체(442, 444, 446, 448, 450, 452, 454, 456, 458, 459 등)와 제2 복수의 구조체(472, 474, 476, 478, 480, 482, 484, 486, 488, 489 등) 사이의 전기적 결합을 용이하게 하기 위해, 전기 접촉부들(462, 464, 466, 468 등)은, 각자의 접촉부들의 각자의 포지션들에서 중첩되는 각자의 전도성 구조체들을 접속하기 위해 페이지에 수직하는 방향으로 PCB를 통해 연장되는 전도성 재료(예를 들어, 비아들)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 접촉부(462)는 전도성 구조체(442)(도 4c)를 전도성 구조체(472)(도 4d)에 전기적으로 결합하고, 접촉부(464)는 전도성 구조체(444)(도 4c)를 전도성 구조체(474)(도 4d)에 전기적으로 결합하는 것 등으로 된다.

이 배열로, 플랫폼(430)의 양측 모두의 층들에서의 전도성 구조체들은 축(406) 주위에서 연장되는 하나 이상의 전도성 경로를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 전류가 리드(436)에 도달할 때까지, 제1 전류는: 리드(432), 구조체(442), 접촉부(462), 구조체(472), 접촉부(466), 구조체(446) 등을 이 순서대로 포함하는 제1 전도성 경로를 통해 흐를 수 있다. 따라서, 예를 들어, 제1 전류는 인접 구조체(444)를 통해 흐르는 일 없이 구조체(442)로부터 구조체(472)로 흐를 수 있다. 유사하게, 예를 들어, 제2 전류가 리드(438)에 도달할 때까지, 제2 전류는, 리드(434), 구조체(444), 접촉부(464), 구조체(474), 접촉부(468), 구조체(448) 등을 이 순서대로 포함하는 제2 전도성 경로를 통해 흐를 수 있다. 따라서, 제1 전도성 경로는 축(406) 주위에서 연장되는 제1 코일을 형성할 수 있고, 제2 전도성 경로는 축(406) 주위에서 연장되는 제2 코일을 형성할 수 있다.

일부 구현들에서, 도 4c에 도시된 제1 층의 리드들(432, 434 등)은 전력 소스(도시되지 않음)의 제1 단자에 (직접적으로 또는 간접적으로) 접속될 수 있고, 도 4d에 도시된 제2 층의 리드들(436, 438 등)은 전력 소스의 제2 단자에 접속될 수 있다. 그 결과, 이들 구현들에서, 플랫폼(430)의 각각의 코일 또는 전도성 경로는 동일한 전류의 일부분을 운반할 수 있다. 예를 들어, 이들 구현들에서 각각의 코일은 병렬 회로 구성에서 다른 코일들에 접속될 수 있다.

구현에 관계없이, 전류(들)가 제1 및 제2 복수의 동일 평면 상의 전도성 구조체들을 통해 흐르고 있을 때, 전기적으로 결합된 전도성 구조체들에 의해 형성되는 코일(들)을 통해 고정자-플랫폼 자기장이 생성된다. 그 후에, 고정자-플랫폼 자기장은 회전자 플랫폼(410) 내의 자석들과 연관된 회전자-플랫폼 자기장과 상호작용하여 축(406)을 중심으로 플랫폼(410)을 회전시키는 토크 또는 힘을 야기시킬 수 있다. 예를 들어, 고정자-플랫폼 자기장은 각자의 전도성 경로들(또는 코일들)을 통해 흐르는 각자의 전류들의 방향에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 위에 설명된 제1 및 제2 전도성 경로들에 의해 규정되는 코일(들) 내에서 연장될 수 있다.

따라서, 일부 예들에서, 도 4c 및 도 4d에 도시된 전도성 구조체들은 코어리스 PCB 모터 코일을 형성하도록 전기적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 4c에 도시된 제1 복수의 전도성 구조체는, 도 4c 및 도 4d에 도시된 2개의 층 사이의 전기 절연 층(예를 들어, 플라스틱 등)과 같은 절연 재료에 의해, 도 4d에 도시된 제2 복수의 전도성 구조체로부터 분리될 수 있다. 이 경우에, 고정자-플랫폼 자기장은 절연 재료를 통해 연장될 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 도 4c 및 도 4d의 2개의 층 사이에 자기 투과성 코어(도시되지 않음)가 삽입되어, 생성된 고정자-플랫폼 자기장을 지향시킬 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(430)의 중간 층(도시되지 않음)은, 도 4c 및 도 4d의 2개의 층 사이에 배치되는 전도성 재료를 포함할 수 있다. 이 경우에, 중간 층에서의 전도성 재료는 또한 제1 복수의 전도성 구조체 및 제2 복수의 전도성 구조체와 중첩될 수 있다. 그 결과, 중간 층에서의 전도성 재료는 따라서 도 4c 및 도 4d에 도시된 2개의 층을 따라 그리고 축(406) 주위에서 연장되는 각자의 전도성 경로(들)에 의해 규정되는 코일(들) 내측으로 고정자-플랫폼 자기장을 지향시킴으로써 고정자-플랫폼 자기장을 향상시키는 자기 코어로서 구성될 수 있다.

자기장 센서(490)는 센서(390)와 유사할 수 있다. 그를 위해, 센서(490)는, 플랫폼(410)의 자석들(예를 들어, 420, 422, 424, 426 등)에 의해 생성되는 회전자-플랫폼 자기장을 측정하도록 구성되는 홀 효과 센서 등과 같은 임의의 자력계를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(예를 들어, 제어기(334), 회로부(350) 등)은 센서(490)로부터의 출력들에 기초하여 축(406)에 대한 플랫폼(410)의 배향을 결정할 수 있다.

이를 용이하게 하기 위해, 일부 예들에서, 센서(490)는 플랫폼(410)의 회전자-플랫폼 자기장과 실질적으로 중첩되는 플랫폼(430) 내의 위치에 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 센서(490)는 원들(440 및 441) 사이의 영영(플랫폼(410)의 자석들과 적어도 부분적으로 중첩되는 영역)에 포지셔닝된다. 추가로, 제1 및 제2 복수의 전도성 구조체들에 의해 규정되는 코일들 또는 전도성 경로들 사이에서 연장되는 고정자-플랫폼 자기장으로 인한 간섭을 완화시키기 위해, 플랫폼(430)에서 축(406) 주위에서 연장되는 코일-형상 전도성 경로의 일부분이 센서(490)가 위치되는 플랫폼(430)의 영역에서 중단 또는 수정될 수 있다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 제1 복수의 전도성 구조체는, 실질적으로 균일한 거리만큼 이격되는 복수의 이격된 전도성 구조체를 포함한다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 구조체들(442, 444)은 실질적으로 균일한 거리만큼 분리되고, 구조체들(446, 448)은 실질적으로 균일한 거리만큼 또한 분리된다. 추가로, 도 4c에 도시된 제1 복수의 전도성 구조체는, 실질적으로 균일한 거리보다 더 긴 거리만큼 분리되는 2개의 인접 구조체들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 인접 구조체들(454 및 456)은 더 긴 거리만큼 분리된다. 유사하게, 예를 들어, (도 4d에 도시된) 제2 복수의 전도성 구조체는, 제2 복수의 구조체의 다른 구조체들 사이의 실질적으로 균일한 거리보다 더 긴 거리만큼 분리되는 2개의 인접 구조체들(예를 들어, 484, 486)을 또한 포함한다. 따라서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 센서(490)는 구조체들(454 및 456) 사이에(즉, 축(406) 주위에서 연장되는 코일-형상 전도성 경로(들)에서의 "갭" 내에) 위치될 수 있다.

이 배열을 용이하게 하기 위해, 센서(490)가 위치되는 영역으로부터 멀어지도록(예를 들어, 원들(440 및 441) 사이의 영역 외측에 등) 연장되는 커넥터들(492 및 494)은 코일-형상 전도성 경로(들)의 일부분 및 코일-형상 전도성 경로(들)의 나머지 부분을 전기적으로 결합하도록 채용될 수 있다. 그를 위해, 커넥터들(492 및 494)은, 센서(490)의 위치에서의 고정자-플랫폼 자기장의 영향을 감소시키기 위해 센서(490)로부터의 적절한 거리에 성형 및/또는 배치되는 전도성 재료(예를 들어, 구리, 금속, 금속 화합물 등)를 포함할 수 있다.

도시된 바와 같이, 예를 들어, 커넥터(492)는, 전기 접촉부를 통해, 전도성 구조체(454)(도 4c)를 전도성 구조체(489)(도 4d)에 전기적으로 결합시킨다. 유사하게, 커넥터(494)는 전도성 구조체(484)(도 4d)를 전도성 구조체(459)(도 4c)에 전기적으로 결합시킨다. 도시되지 않았지만, 플랫폼(430)은, 센서(490)의 위치에서 고정자-플랫폼 자기장을 감소시키면서 축(406) 주위의 추가적인 전도성 경로들을 전기적으로 접속하도록 구성되는 (예를 들어, 커넥터들(492 또는 494)과 유사한) 추가적인 커넥터들을 또한 포함할 수 있다. 제1 예에서, 커넥터(도시되지 않음)는 구조체(452)(도 4c)를 구조체(488)(도 4d)에 전기적으로 결합시킬 수 있다. 제2 예에서, 커넥터(도시되지 않음)는 구조체(450)(도 4c)를 구조체(486)(도 4d)에 전기적으로 결합시킬 수 있다. 제3 예에서, 커넥터(도시되지 않음)는 구조체(480)(도 4d)를 구조체(456)(도 4c)에 전기적으로 결합시킬 수 있다. 제4 예에서, 커넥터(도시되지 않음)는 구조체(482)(도 4d)를 구조체(458)(도 4c)에 전기적으로 결합시킬 수 있다.

추가로, 커넥터들(492 및 494)이 동일한 PCB 층(예를 들어, 면(430a))을 따라 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 예들에서, 하나 이상의 커넥터가 도 4d에 도시된 층 또는 플랫폼(430)의 다른 층(도시되지 않음)을 따라 대안적으로 배치될 수 있다. 추가로, 자기 센서(490)가 플랫폼(430)의 면(430a)에 장착되도록 도시되어 있지만, 일부 예들에서, 센서(490)는 플랫폼(430)의 상이한 면(예를 들어, 면(430b)) 또는 전도성 구조체들(454, 456, 484, 486) 사이의 회전자-플랫폼 자기장의 일부분 내의 임의의 다른 포지션을 따라 대안적으로 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(430)의 면(430b)을 따라 제2 복수의 전도성 구조체(472, 474, 476, 478, 480, 482, 484, 486, 488, 489 등)가 배치되는 구현에서, 센서(490)는 구조체들(484 및 486) 사이에 대안적으로 장착될 수 있다. 센서(490)에 대한 다른 포지션들(예를 들어, 면들(430a 및 430b) 사이 등)도 가능하다.

추가로, 일부 예들에서, 플랫폼(430)은, 예를 들어 플랫폼(330)에 포함되는 컴포넌트들(예를 들어, 통신 인터페이스(335), 전력 인터페이스(338) 등) 중 임의의 것과 같은, 도시된 것들보다 더 많은 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예로서 도 4c를 다시 참조하면, 플랫폼(430)은 회로 보드(예를 들어, PCB)로서 구현될 수 있고, 축(406)과 원(440) 사이의 영역은, 다른 가능성들 중에서도, 전력 인터페이스 컴포넌트들(예를 들어, 트랜스포머 코일들), 및/또는 통신 인터페이스 컴포넌트들(예를 들어, 무선 송신기들, 광 소스들, 검출기들 등)을 포함할 수 있다.

디바이스(400) 및/또는 그의 컴포넌트들에 대한 도 4a 내지 도 4d에 도시된 형상들, 치수들, 및 상대적 포지션들은 반드시 일정한 비율로 된 것은 아니며 단지 설명의 편의를 위해 도시된 바와 같이 예시된다는 것에 유의한다. 그를 위해, 예를 들어, 디바이스(400) 및/또는 그의 하나 이상의 컴포넌트는 다른 형태들, 형상들, 배열들, 및/또는 치수들을 또한 가질 수 있다. 디바이스(400)는, 다른 것들 중에서도, 디바이스(300)의 컴포넌트들(예를 들어, 인터페이스들, 센서들, 제어기들 등) 중 임의의 것과 같은, 도시된 것들보다 더 적은 또는 더 많은 컴포넌트를 포함할 수 있다는 것에 또한 유의한다. 하나의 예에서, 도 4c 및 도 4d의 각각의 층에 대해 6개의 리드가 도시되어 있지만, 디바이스(400)는, 축(406) 주위에서 연장되는 상이한 수의 전도성 경로들에 대한 더 많은 또는 더 적은 리드들을 대안적으로 포함할 수 있다. 다른 예에서, 디바이스(400)가 플랫폼(410)에 특정한 수의 자석들을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 디바이스(400)는 더 많은 또는 더 적은 자석들을 대안적으로 포함할 수 있다.

도 5는 예시적인 실시예에 따른, 자기장 센서로부터의 출력들과 회전자 플랫폼의 배향들 사이의 관계의 개념적인 예시(500)이다. 도 5는 회전자 플랫폼(410)이 일정한 레이트로 그리고 축(406)을 중심으로 한 시계 방향으로의 완전한 회전을 위해 회전되는 시나리오를 예시한다. 그를 위해, 예시(500)에서의 플롯의 수평 축은, 축(406)을 중심으로 한 완전한(예를 들어, 360도) 회전을 위해 플랫폼(410)이 회전할 때까지 플랫폼(410)의 초기 배향으로부터의 (예를 들어, 초 단위의) 시간을 표시할 수 있다. 시나리오에서, 센서(490)는 센서(490)의 위치(예를 들어, 벡터 필드)에서 회전자-플랫폼 자기장의 3D 표현을 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 범례(502)에 표시된 X-곡선, Y-곡선, 및 Z-곡선은, 센서(490)에 의해 측정된 자기장의 x-성분, y-성분, 및 z-성분에 각각 대응할 수 있다. 그를 위해, 플롯들 X, Y, Z에 대해, 예시(500)에서의 플롯의 수직 축은 (예를 들어, 테슬라 단위의) 측정된 자기장들을 표시할 수 있다. 추가로, 범례(502)에 표시된 곡선 "atan2(Z, X)"는, 출력의 z-성분 및 x-성분에 대한 "atan2" 함수의 적용에 기초하여 산출된 자기장 각도에 대응할 수 있다. atan2 산출은: z-성분 출력을 x-성분 출력으로 나눈 것의 아크 탄젠트를 산출하는 것과 유사할 수 있다. 그러나, 아크 탄젠트 산출과는 달리, atan2 함수는 평면의 포지티브 x-축과 그 평면 상의 공동-좌표들(X, Z)에 의해 주어지는 포인트 사이의 라디안 단위의 출력 각도를 제공한다. 예를 들어, atan2 산출된 각도는, 반시계 방향 각도들에 대한 포지티브 값(예를 들어, Z > 0), 및 시계 방향 각도들에 대한 네거티브 값(예를 들어, Z < 0)을 포함할 수 있다. 그렇게 함으로써, 단순한 아크 탄젠트 산출과는 달리, atan2는 -π 라디안 내지 π 라디안의 범위의 출력을 제공할 수 있는 한편, 제로로 나누기(division by zero)의 이슈(예를 들어, x-성분의 값이 제로인 경우)를 또한 회피할 수 있다. 그를 위해, "atan2(Z, X)"의 곡선에 대해 도시된 바와 같이, 수직 축은 (예를 들어, 라디안 단위의) 각도 산출을 표시할 수 있다.

도 4c를 다시 참조하면, Y-곡선에 의해 표시된 y-성분은, 축(406)을 향해 센서(490)를 통해 연장되는 y-축을 따르는 회전자-플랫폼 자기장의 성분에 대응할 수 있다. Z-곡선에 의해 표시된 z-성분은, 센서(490)를 통해 그리고 페이지 밖으로 연장되는 z-축을 따르는 회전자-플랫폼 자기장의 성분에 대응할 수 있다. Z-곡선에 의해 표시된 x-성분은, y-축 및 z-축에 수직인(예를 들어, 직교하는) 센서(490)의 x-축을 따르는 회전자-플랫폼 자기장의 성분에 대응할 수 있다.

이 구성으로, 예를 들어, 예시(500)에 도시된 Z-곡선의 최대치들은, 센서(490)가 z-축의 포지티브 방향(예를 들어, 페이지 밖으로 포인팅하는 남극)으로 자화되는 자석과 정렬되는 플랫폼(410)의 배향들에 대응할 수 있다. 예를 들어, 화살표 504에서의 z-최대치는, 자석(420)이 센서(490)와 정렬되는 플랫폼(410)의 배향을 표시한다. 추가로, Z-곡선의 최소치들은, 센서(490)가 z-축의 네거티브 방향(예를 들어, 페이지 밖으로 포인팅하는 북극)으로 자화되는 자석과 정렬되는 플랫폼(410)의 배향들에 대응할 수 있다. 예를 들어, 화살표 506에서의 z-최소치는, 자석(426)이 센서(490)와 정렬되는 플랫폼(410)의 배향을 표시한다.

따라서, 이 배열로, 2개의 인접 자석들 사이의 플랫폼(410)의 배향의 표시는: z-성분 및 x-성분에 대한 atan2 산출로서 산출될 수 있다(예를 들어, "atan2(Z, X)" 곡선). 이 산출은, 예를 들어, 제어기(334) 및/또는 회로부(350)에 의해 수행될 수 있다. atan2(Z, X) 곡선은 임의의 2개의 자석 사이의 플랫폼(410)의 정규화된 배향을 표현한다. 예를 들어, 센서(490)가 자석과 정렬되는 플랫폼(410)의 각각의 배향은, (z-축의 방향에 따라) 제로 라디안의 값 또는 파이 라디안의 값에 대응할 수 있다. 따라서, 본 명세서의 다양한 디바이스들 및 시스템들(예를 들어, 차량들(100, 200), 디바이스들(300, 400))은 임의의 2개의 자석에 대한 플랫폼(410)의 배향들에 대한 맵핑으로서 atan2(Z, X) 산출을 사용할 수 있다.

추가로, 위에 언급된 바와 같이, 인덱스 자석은 축(406)에 대한 플랫폼(410)의 절대 배향을 산출하는 것을 용이하게 하는 데 사용될 수 있다. 예로서 도 4c를 다시 참조하면, 인덱스 자석(422)은 플랫폼(410)의 다른 자석들(예를 들어, 420, 424, 426 등)과 비교하여 축(406)에 대한 오프셋 거리(즉, 센서(490)의 y-축을 따르는 오프셋)로 포지셔닝된다. 그 결과, 예를 들어, 센서(490)에 의해 측정되는 회전자-플랫폼 자기장의 y-성분은, 센서(490)가 자석들(420 및 424) 사이의 영역과 중첩되는 플랫폼(410)의 배향들에 대한 비정상(anomaly)을 경험할 수 있다. 화살표 508은, 센서(490)가 그러한 영역에(예를 들어, 자석들(420 및 424) 사이에) 있는 것과 연관된 y-최대치를 가리킨다. 도시된 바와 같이, y-최대치(508)는 예시(500)에서의 Y-곡선의 다른 y-최대치들보다 상당히 더 낮다. 따라서, y-성분 비정상은 디바이스(400)에 의해 사용되어 플랫폼(410)의 인덱스 포지션을 검출한 후에, 인덱스 포지션 또는 배향에 대한 플랫폼(410)의 절대 배향들로서 상이한 쌍들의 자석들 사이의 다른 포지션들을 맵핑할 수 있다.

추가로, 도시된 바와 같이, y-성분 비정상은 x-성분 및 z-성분 측정치들과는 실질적으로 독립적이다. 따라서, 인덱스 자석(422)의 y-축 변위는 디바이스(400)가 (예를 들어, x-성분 및 z-성분을 사용하여) 플랫폼(410)의 배향을 측정하게 하는 한편, y-성분을 사용하여 인덱스 배향을 또한 검출하게 할 수 있다.

도 6은 예시적인 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 다른 디바이스(600)의 단면도이다. 예를 들어, 디바이스(600)는 디바이스들(300 및 400)과 유사할 수 있다. 그를 위해, 디바이스(600)는, 면(410a) 및 회전자 플랫폼(410)과 각각 유사한, 면(610a)을 갖는 회전자 플랫폼(610)을 포함한다. 추가로, 도시된 바와 같이, 디바이스(600)는, 축(406), 자석들(420, 424, 426), 및 마운트(428)와 각각 유사한, 회전 축(606), 자석들(620, 624, 626), 및 마운트(628)를 포함한다.

위에 언급된 바와 같이, 일부 예들에서, 인덱스 자석(422)은, 센서(490)의 y-축을 따르는 변위(즉, 축(406)에 대한 거리) 이외의 대안적인 또는 추가적인 구별되는 특성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 인덱스 자석(422)과는 달리, 인덱스 자석(622)은, 플랫폼(610)의 다른 자석들(예를 들어, 620, 624, 626 등)과 동일한 축(606)에 대한 거리에 있다. 그러나, 도시된 바와 같이, 인덱스 자석(622)은 다른 자석들과 비교하여 더 작은 사이즈(예를 들어, 길이)를 갖는다. 그 결과, 인덱스 자석(622)은 디바이스(600)가 축(606)에 대한 플랫폼(610)의 인덱스 배향을 식별하게 하는 (예를 들어 y-최대치(508)와 유사한) 비정상을 또한 나타낼 수 있다.

도 7은 예시적인 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 다른 디바이스(700)의 단면도이다. 예를 들어, 디바이스(700)는 디바이스들(300, 400, 600)과 유사할 수 있다. 그를 위해, 디바이스(700)는, 회전자 플랫폼(410) 및 면(410a)과 각각 유사한 회전자 플랫폼(710) 및 면(710a)을 포함한다. 추가로, 도시된 바와 같이, 디바이스(700)는, 축(406), 자석들(420, 424, 426), 및 마운트(428)와 각각 유사한, 회전 축(706), 자석들(720, 724, 726), 및 마운트(728)를 포함한다.

그러나, 인덱스 자석(422)과는 달리, 인덱스 자석(722)은, 플랫폼(710)의 다른 자석들(예를 들어, 720, 724, 726 등)과 동일한 축(706)에 대한 거리에 있다. 그 대신에, 도시된 바와 같이, 인덱스 자석(722)은 (예를 들어, 축(706) 주위의 자석들의 원형 배열의 자석(722)을 수용하는 함몰부 내에) 다른 자석(723)에 인접하게 배열된다. 추가로, 자석(723)은 (예를 들어, 페이지 밖으로 포인팅하는 남극 "S"로 표시되는) 자석(722)의 자화 방향과는 반대인 방향으로 자화될 수 있다. 따라서, 자석(723)은 디바이스(700)가 축(706)에 대한 플랫폼(710)의 인덱스 포지션 또는 배향을 식별하게 하는 (예를 들어, y-최대치(508)와 유사한) 비정상을 인덱스 자석(722)이 나타내도록 인덱스 자석(722)에 의해 제공되는 자기장을 왜곡시킬 수도 있다.

대안적으로, 도시되지 않았지만, 자석들(722 및 723)은 한 방향을 따라 자화되는 일부분(예를 들어, 페이지 밖으로 포인팅하는 남극) 및 반대 방향을 따라 자화되는 다른 부분(예를 들어, 페이지 밖으로 포인팅하는 북극)을 포함하는 단일 자석(예를 들어, 인쇄 자석 등)으로서 구현될 수 있다.

도 8은 예시적인 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 다른 디바이스(800)의 단면도이다. 예를 들어, 디바이스(800)는 디바이스들(300, 400, 600, 700)과 유사할 수 있다. 그를 위해, 디바이스(800)는, 회전자 플랫폼(410) 및 면(410a)과 각각 유사한 회전자 플랫폼(810) 및 면(810a)을 포함한다. 추가로, 도시된 바와 같이, 디바이스(800)는, 축(406)과 유사한 회전 축(806)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 디바이스(800)는, 자석(320)과 유사한 링 자석(820)을 또한 포함한다.

위에 언급된 바와 같이, 일부 예들에서, 자석(320)은 단일 링 자석으로서 구현될 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 링 자석(820)은, 디바이스(400)의 복수의 자석(420, 422, 424, 426 등) 대신에 사용될 수 있는 예시적인 단일 자석 구현이다. 예를 들어, 링 자석(820)은 디바이스(400) 내의 자석들의 배열과 유사한 자화 패턴(예를 들어, 교번 방향들로 자화되는 자석(820)의 인접 영역들 등)을 갖는 인쇄 자석으로서 물리적으로 구현될 수 있다.

예를 들어, 링 자석(820)의 제1 링 섹터(예를 들어, 환형 섹터 등)는, 반경들(822 및 824) 사이의 각도 폭을 갖는 자석(820)의 영역에 대응할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 링 섹터는 페이지 내로 포인팅하고 있는 (축(806)에 평행한) 제1 방향으로 자화되는 링 자석(820)의 자화된 영역일 수 있다. 이것은 제1 링 섹터의 백색 배경과 문자 "S"(즉, 페이지 밖으로 포인팅하는 남극)에 의해 예시된다. 유사하게, 예를 들어, (제1 링 섹터에 인접한) 링 자석(820)의 제2 링 섹터는, 반경들(824 및 826) 사이의 각도 폭을 갖는 자석(820)의 영역에 대응할 수 있다. 추가로, 도시된 바와 같이, 제2 링 섹터의 적어도 일부분은 제1 링 섹터의 방향과는 반대 방향으로 자화된다. 이것은 제2 링 섹터의 상이한 배경 패턴 및 문자 "N"(즉, 페이지 밖으로 포인팅하는 북극)에 의해 예시된다.

추가로, (반경들(824 및 826) 사이의) 제2 링 섹터는 인덱스 자석(422)에 대한 대안적인 구현을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 반경들(824 및 826) 사이의 영역은, 제1 방향을 따르는 인덱스 링 섹터의 일부분(예를 들어, 페이지 밖으로 포인팅하는 "N" 북극) 및 반대 방향을 따르는 인덱스 링 섹터의 다른 부분(예를 들어, 반경들(822, 824)과 반경들(826, 828) 사이의 인접 링 섹터들과 동일한 자화 방향 "S" 남극을 갖는 백색 배경을 갖는 부분)을 자화시킴으로써 인덱스 링 섹터로서 구성된다. 따라서, 링 자석(820)의 인덱스 링 섹터는 축(806)에 대한 회전자 플랫폼(810)의 절대 포지션 또는 배향을 결정하는 것을 용이하게 하기 위해 자기장 센서(예를 들어, 센서(390, 490) 등)의 출력에서 (예를 들어, y-최대치(508)와 유사한) 비정상을 또한 제공할 수 있는 대안적인 "인덱스 자석" 구현을 예시한다.

추가로, 자석(820)이 디바이스(400)의 자석들(420, 422, 424, 426 등)을 대체하는 예시적인 시나리오에서, 전도성 구조체들(442, 444, 446, 448, 450, 452, 454, 456, 458, 459 등)은 축(406)에 대한 플랫폼(410)의 회전에 응답하여 자석(820)에 대한 거리(408) 내에 유지될 수 있다. 추가로, 이 시나리오에서, 전도성 구조체들 중 하나 이상에 의해 규정되는 전기 전도성 경로가 플랫폼(410)이 축(406)을 중심으로 회전함에 따라 링 자석(820)과 적어도 부분적으로 중첩된 채로 유지될 수 있다.

도 9는 예시적인 실시예에 따른, 조정가능 센서 장착 플랫폼(906)을 포함하는 센서 유닛 디바이스(900)의 단순화된 블록도이다. 센서 유닛(900)은 센서 유닛들(102, 104, 106, 108, 110), 및/또는 센서 시스템(204) 내의 컴포넌트들의 임의의 조합과 유사할 수 있다. 도시된 바와 같이, 센서 유닛(900)은 하나 이상의 액추에이터들(902), 하나 이상의 인코더들(904), 센서 플랫폼(906), 온도 센서(910), 컨디셔닝 디바이스(912), 및 제어기(914)를 포함한다. 센서 유닛(900)은 도시된 것들보다 추가적인 또는 더 적은 컴포넌트들을 포함할 수 있다는 것에 유의한다. 일 예에서, 센서 유닛(900)은, 도시된 컴포넌트들에 추가적으로 또는 그 대신에 차량(200)의 컴포넌트들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 디바이스(900)는 온도 센서(910) 없이 그리고/또는 컨디셔닝 디바이스(912) 없이 구현될 수 있다. 다른 예들도 역시 가능하다.

액추에이터(들)(902)는, 액추에이터(들)(236)와 유사한 하나 이상의 액추에이터들을 포함할 수 있다. 일 구현에서, 액추에이터(902)는 차량의 회전 축(예를 들어, 요 축, 롤 축, 피치 축 등)에 실질적으로 평행한 회전 축, 및/또는 임의의 다른 회전 축을 중심으로 플랫폼(906)을 회전시키도록 구성될 수 있다.

인코더(들)(904)는 인코더들(예를 들어, 기계 인코더들, 광학 인코더들, 자기 인코더들, 용량성 인코더들 등)의 임의의 조합을 포함할 수도 있고, 액추에이터(902)가 플랫폼(906)을 회전시키는 것에 응답하여 플랫폼(906)의 배향의 표시를 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 일 예에서, 인코더(904)는 플랫폼(906)의 회전 축에 대한 플랫폼(906)의 각도 포지션들을 나타내는 인코더 출력 신호들을 제공하도록 구성될 수 있다.

일부 예들에서, 액추에이터(902) 및 인코더(904) 둘 다는 하나 이상의 공유 물리적 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예로서, 액추에이터(902)는 (예를 들어, 도 4b에 도시된 디바이스(400)의 자석들과 유사하게) 플랫폼(906) 상에 배치된 복수의 자석, 및 (예를 들어, 도 4c 및 도 4d에 도시된 디바이스(400)의 전도성 구조체들과 유사하게) 플랫폼(906)에 대향하는 디바이스(900)의 다른 플랫폼(도시되지 않음)에 배치된 복수의 전도성 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 이 예에서, 인코더(904)는 (예를 들어, 도 4c에 도시된 자기장 센서(490)와 유사하게) 다른 대향 플랫폼 상에 배치된 자기장 인코더와 함께 플랫폼(906) 상에 배치된 동일한 복수의 자석을 또한 포함할 수 있다.

플랫폼(906)은, 센서(예를 들어, 센서(908))를 장착하기에 적합한 임의의 견고한 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(906)은, 로터리 조인트 구성에서 고정자 플랫폼에 관련되어 회전하는 회전자 플랫폼을 포함할 수 있다.

센서(908)는, 센서 시스템(204)에 포함되는 센서들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 센서(908)는, 플랫폼(906) 상에 장착되고 차량의 방향 축(예를 들어, 축(114, 116, 또는 118))과 정렬되어 차량의 모션 방향의 표시를 제공하는, 예를 들어, 자이로스코프와 같은 배향 센서를 포함한다. 예를 들어, 자이로스코프 센서(908)는 (예를 들어, 센서 유닛(900)을 포함하는 차량의 모션 또는 플랫폼(906)의 회전으로 인한) 자이로스코프의 모션에 응답하여 자이로스코프 센서의 포인팅 방향(예를 들어, 요 방향, 피치 방향, 롤 방향 등)의 변화율을 표시하는 출력 신호를 제공할 수 있다. 따라서, 다양한 예들에서, 센서(908)는 요 센서의 요 회전율(예를 들어, 차량(100)의 축(114)을 중심으로 한 센서의 회전율)의 표시를 제공하는 "요 센서", 피치 레이트의 표시를 제공하는 "피치 센서", 또는 롤 레이트의 표시를 제공하는 "롤 센서"로서 구성될 수 있다. 따라서, 일 예에서, 배향 센서(908)는 플랫폼(906) 상에 장착되고, 배향 센서(908)의 배향(또는 그 변화율)을 나타내는 센서 출력 신호들을 제공하도록 구성될 수 있다.

온도 센서(910)는, 다른 것들 중에서도, 온도계, 서미스터, 열전쌍(thermocouple), 저항 온도계, 실리콘 밴드갭 온도 센서와 같은 임의의 타입의 온도 센서를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 온도 센서(910)는 센서(908)에 인접하여 또는 그 부근에 배열되어 센서(908)의 온도 및/또는 센서(908)를 둘러싸는 공기의 온도의 표시를 제공할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(910)는, 측정된 온도를, 센서(908)에 의해 제공된 측정치들과 연관시키기 위해 교정 동안 사용될 수 있다.

컨디셔닝 디바이스(912)는, 다른 예들 중에서도, 에어 컨디셔너, 가열 요소, 저항성 가열 요소, 공기 냉각 디바이스와 같은 임의의 타입의 온도 컨디셔닝 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 컨디셔닝 디바이스(912)는 센서의 온도를 조정하기 위해 센서(908) 부근에 배열되거나 그리고/또는 그에 결합될 수 있다. 일 예에서, 컨디셔닝 디바이스(912)가 사용되어 센서(908)의 교정 동안 상이한 동작 온도들을 시뮬레이팅하고 따라서 교정을 수행하는 차량이 차량의 동작 동안 예상되는 다양한 환경 조건들(예를 들어, 온도들)에 적합한 교정 데이터를 획득 또는 생성하게 할 수 있다. 다른 예에서, 컨디셔닝 디바이스(912)는, 센서(908)의 온도를, 이전에 생성된 교정 데이터에 적합한 온도 범위 내의 주어진 온도로 조정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스(900)는 센서(908)가 특정 온도에 있었을 때 수집된 교정 데이터를 저장할 수 있다. 추가로, 이 경우에, 디바이스(900)는, 저장된 교정 데이터가 센서(908)에 의한 측정치 에러들을 완화시키기에 적합한 임계 범위의 온도들의 표시를 포함하거나 또는 그렇지 않으면 그에 액세스할 수 있다. 따라서, 예시적인 시나리오에서, 디바이스(900) 또는 그의 컴포넌트(예를 들어, 제어기(914))는 현재 온도가 임계 범위의 온도들 외측에 있다는 것을 (예를 들어, 온도 센서(910)를 통해) 검출하고, 이에 응답하여 컨디셔닝 디바이스(912)를 동작시켜, 센서(908)의 온도를, 임계 범위의 온도들 내의 주어진 온도로 조정할 수 있다.

제어기(914)는, 본 개시내용의 다양한 방법들의 기능들을 수행하도록 실행가능한 회로부 및/또는 컴퓨터 로직의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일 예에서, 제어기(914)는, 차량(200)의 컴퓨터 시스템(210)과 유사하게, 하나 이상의 프로세서들 및 그 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행가능한 명령어들을 저장하는 데이터 스토리지로서 구현될 수 있다. 다른 예에서, 제어기(914)는 본 개시내용의 다양한 기능들을 수행하도록 배선된 디지털 및/또는 아날로그 회로부로서 구현될 수 있다. 다른 구현들(예를 들어, 컴퓨터 프로그램 로직 및 회로부의 조합)이 또한 가능하다.

IV. 예시적인 방법들 및 컴퓨터 판독가능 매체

도 10은 예시적인 실시예에 따른 방법(1000)의 흐름도이다. 도 10에 도시된 방법(1000)은, 예를 들어, 차량들(100, 200), 및/또는 디바이스들(300, 400, 600, 700, 800) 중 임의의 것과 사용될 수 있는 방법의 실시예를 제시한다. 방법(1000)은 블록들(1002-1004) 중 하나 이상에 의해 예시된 것과 같은 하나 이상의 동작, 기능 또는 액션을 포함할 수 있다. 블록들이 순차적 순서로 예시되지만, 이들 블록들은 일부 예에서는 병렬로, 및/또는 본 명세서에서 설명된 것들과는 상이한 순서로 수행될 수 있다. 또한, 다양한 블록들은 더 적은 수의 블록들로 조합되거나, 추가의 블록들로 분할되거나, 및/또는 원하는 구현에 기초하여 제거될 수 있다.

게다가, 방법(1000) 및 본 명세서에 개시되는 다른 프로세스들 및 방법들에 대해, 흐름도는 본 실시예들의 하나의 가능한 구현의 기능성 및 동작을 도시한다. 이와 관련하여, 각각의 블록은, 프로세스에서 특정 로직 함수 또는 단계를 구현하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능한 하나 이상의 명령어를 포함하는 모듈, 세그먼트, 제조 또는 동작 프로세스의 일부분, 또는 프로그램 코드의 일부분을 표현할 수 있다. 프로그램 코드는, 예를 들어, 디스크 또는 하드 드라이브를 포함한 저장 디바이스와 같은 임의의 타입의 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 예를 들어, 레지스터 메모리, 프로세서 캐시, 및 RAM(Random Access Memory)과 같이 짧은 기간 동안 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체와 같은, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한, 예를 들어, ROM(read only memory), 광학 또는 자기 디스크, CD-ROM(compact-disc read only memory)과 같은, 보조 또는 영속적 장기 스토리지와 같은 비일시적 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비휘발성 저장 시스템들일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 유형적(tangible) 저장 디바이스로 간주될 수 있다.

또한, 방법(1000) 및 본 명세서에 설명된 다른 프로세스들 및 방법들에 대해, 도 10의 각각의 블록은 프로세스에서 특정 논리적 기능들을 수행하도록 배선되는 회로부를 표현할 수 있다.

방법(1000)은, 디바이스(예를 들어, 디바이스(300) 등)의 회전자 플랫폼(예를 들어, 제1 플랫폼(310) 등)을 디바이스의 고정자 플랫폼(예를 들어, 제2 플랫폼(330) 등)에 대해 그리고 회전자 플랫폼의 회전 축(예를 들어, 축(406) 등)을 중심으로 회전시키기 위한 예시적인 방법이다. 따라서, 일부 예들에서, 회전자 플랫폼은, 위의 논의에 따라, 회전 축을 중심으로 한 회전자 플랫폼의 회전에 응답하여 고정자 플랫폼에 대해 주어진 거리(예를 들어, 거리(408) 등) 내에 유지될 수 있다.

블록 1002에서, 방법(1000)은, 고정자 플랫폼에 포함되고 회전자 플랫폼의 회전 축 주위로 연장되는 전기 전도성 경로를 통해 전류가 흐르게 하는 단계를 수반한다. 예로서, 디바이스(300)는, 전기 전도성 경로에 전류를 제공하는 회로부(350)(예를 들어, 전력 소스(들), 전압 조정기(들), 전류 증폭기(들), 배선 등)를 포함할 수 있다. 그를 위해, 예를 들어, 전기 전도성 경로는, 서로 전기적으로 결합되는 제1 복수의 동일평면 전도성 구조체(예를 들어, 구조체들(442, 444, 446, 448, 450, 452, 454, 456, 458, 459 등) 중 하나 이상)에 의해 규정될 수 있다. 추가로, 예를 들어, 전기 전도성 경로는, 회전 축 주위에서 연장되는 코일을 형성하기 위해 제1 복수의 동일평면 구조체에 평행하고 이들에 전기적으로 결합되는 제2 복수의 동일평면 전도성 구조체(예를 들어, 구조체들(472, 474, 476, 478, 480, 482, 484, 486, 488, 489 등) 중 하나 이상)을 또한 포함할 수 있다.

따라서, 위에 언급된 바와 같이, 코일(즉, 평면 전도성 구조체들의 배열)을 통해 흐르는 전류는 회전자-플랫폼이 회전 축을 중심으로 회전하도록 회전자 플랫폼의 회전자-플랫폼 자기장과 상호작용하는 고정자-플랫폼 자기장을 생성할 수 있다. 예를 들어, 자기장들의 상호작용은 (제공된 전류의 방향에 따라) 회전자 플랫폼이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 축을 중심으로 회전하게 하는 토크 또는 힘을 유도할 수 있다.

블록 1004에서, 방법(1000)은, 목표 배향을 달성하기 위해 회전 축에 대한 제1 플랫폼의 배향을 조정하도록 전류를 변조하는 단계를 수반한다. 예로서, 센서(312)가 플랫폼(310) 상에 장착되는 자이로스코프(예를 들어, 방향) 센서인 시나리오를 고려한다. 이 시나리오에서, 제어기(314)(또는 344)는 센서(312)가 방향의 특정 목표 변화(예를 들어, 제로의 값 등)를 측정할 때까지 센서(312)로부터의 출력들을 프로세싱하고 플랫폼(310)을 회전시키도록 구성될 수 있다. 이 시나리오에서, 회로부(350)는 플랫폼(310)이 센서(312)에 의해 측정되는 방향 또는 속력의 변화와는 반대인 특정 방향 및/또는 속력으로 회전하게 하도록 전류를 변조할 수 있다. 다른 시나리오도 마찬가지로 가능하다.

따라서, 일부 구현들에서, 방법(1000)은, 회전자 플랫폼의 회전의 특성(예를 들어, 회전율, 회전 가속도, 회전 방향 등)을 변조하는 단계를 또한 수반한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 방법(1000)은, 위의 논의에 따라, 자기장 센서(예를 들어, 센서(490))의 출력을 획득하는 단계, 및 자기장 센서의 출력에 기초하여 회전 축에 대한 회전자 플랫폼의 배향을 결정하는 단계를 또한 수반한다.

도 11은 예시적인 실시예에 따른, 다른 방법(1100)의 흐름도이다. 도 11에 도시된 방법(1100)은, 예를 들어, 차량들(100, 200), 디바이스들(300, 400, 600, 700, 800, 900), 및/또는 방법(1000) 중 임의의 것과 사용될 수 있는 방법의 실시예를 제시한다. 방법(1100)은 블록들(1102-1108) 중 하나 이상에 의해 예시된 것과 같은 하나 이상의 동작, 기능 또는 액션을 포함할 수 있다. 블록들이 순차적 순서로 예시되지만, 이들 블록들은 일부 예에서는 병렬로, 및/또는 본 명세서에서 설명된 것들과는 상이한 순서로 수행될 수 있다. 또한, 다양한 블록들은 더 적은 수의 블록들로 조합되거나, 추가의 블록들로 분할되거나, 및/또는 원하는 구현에 기초하여 제거될 수 있다.

블록(1102)에서, 방법(1100)은 축을 중심으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 구성된 액추에이터를 제어하기 위한 교정 제어 신호를 생성하는 단계를 수반한다. 교정 제어 신호는 액추에이터가 축을 중심으로 적어도 한 번의 완전한 회전으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 할 수 있다. 예로서, 방법(1100)의 시스템은, 플랫폼(410)(도 4a에 도시됨)이 미리 결정된 방식으로(예를 들어, 축을 중심으로 한 각각의 완전한 회전 동안 특정 회전율로 그리고/또는 특정 회전 방향으로) 축(406)을 중심으로 회전하도록 디바이스(400)(도 4c-4d에 도시됨)의 전도성 구조체들을 통해 흐르는 변조된 전류로서 교정 제어 신호를 생성하도록 구성되는 제어기(예를 들어, 컴퓨터 시스템(210), 제어기(314), 제어기(334), 제어기(914) 등)를 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 제1 플랫폼이 적어도 한 번의 완전한 회전의 주어진 완전한 회전을 회전하는 것은, 제1 플랫폼이 주어진 완전한 회전의 정지 시간 및 포지션에서 다시 특정 각도 포지션에 있을 때까지 액추에이터가 제1 플랫폼으로 하여금 주어진 완전한 회전의 시작 시간 및 포지션에서 그리고 특정 회전 방향으로 축에 대해 특정 각도 포지션으로부터 회전하게 하는 것을 포함한다. 도 4a를 다시 참조하면, 예를 들어, 액추에이터는 플랫폼(410)이 360도 동안 축(406)에 대한 특정 각도 포지션으로부터 시계 방향으로 회전하도록 할 수 있다(예를 들어, 플랫폼(410)이 축(406)에 대한 동일한 특정 각도 포지션으로 돌아갈 때, 시작 및 정지 포지션들이 동일하거나 서로 바로 인접하는 경우 등).

일부 예들에서, 방법(1100)의 시스템은, 예를 들어, 도 4b에 도시된 디바이스(400)의 자석들과 유사하게, 제1 플랫폼에 장착되고 제1 플랫폼의 회전 축 주위에 배열되는 복수의 자석을 포함할 수 있다. 이들 예에서, 복수의 자석은 회전 축 주위의 복수의 자석의 배열에 기초하여 제1 자기장을 생성할 수 있다. 추가로, 시스템은 액추에이터가 축을 중심으로 제1 플랫폼을 회전시키는 것에 응답하여 제1 플랫폼에 대해 주어진 거리(예를 들어, 거리(408)) 내에 유지되도록 구성되는 제2 플랫폼(예를 들어, 도 4a에 도시된 플랫폼(430))을 포함할 수 있다. 추가로, 일부 예들에서, 시스템은, 도 4c-4d에 도시된 디바이스(400)의 전도성 구조체들과 유사하게, 제2 플랫폼에 배치되고 회전 축 주위에 배열되는 복수의 전도성 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전도성 구조체는 디바이스(400)에 대해 설명된 전도성 구조체들과 유사하게, 복수의 전도성 구조체의 배열에 기초하여 회전 축 주위에서 연장되는 전기적 전도성 경로를 형성할 수 있다. 이 예들에서, 블록(1102)의 액추에이터는 따라서 제2 플랫폼의 복수의 전도성 구조체 및 제1 플랫폼의 복수의 자석을 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 방법(1100)은 또한 (블록(1102)에서 생성된) 교정 제어 신호를 복수의 구조체에 의해 정의된 전기 전도성 경로 내로 제공하는 단계를 수반할 수 있다. 따라서, 이러한 예들에서, 복수의 전도성 구조체는 교정 제어 신호에 기초하여 제2 자기장을 생성할 수 있고; 제1 플랫폼의 제1 자기장은 제2 플랫폼의 제2 자기장과 상호작용하여 제1 플랫폼이 축을 중심으로 회전하게 할 수 있다.

블록(1104)에서, 방법(1100)은, 인코더(예를 들어, 센서(390), 센서(490), 인코더(904) 등)로부터, 축에 관한 제1 플랫폼의 각도 포지션들을 나타내는 인코더 출력 신호들을 수신하는 단계를 수반한다. 예로서, LIDAR(400)의 제어기는 센서(490)로부터 인코더 출력 신호들을 수신할 수 있고, 이는 축(406)을 중심으로 한 플랫폼(410)의 회전 동안 도 4b에 도시된 자석들 중 어느 것이 센서(490)와 오버랩하는지를 표시할 수 있다.

일부 예들에서, 방법(1100)은 인코더 출력 신호들에 기초하여 (예를 들어, 블록(1102)에서 액추에이터에 의해 야기되는) 축을 중심으로 한 제1 플랫폼의 적어도 한 번의 완전한 회전의 각각의 완전한 회전의 완료를 검출하는 단계를 수반한다.

제1 예에서, 도 4b 및 도 4c를 다시 참조하면, 방법(1100)의 시스템은, 센서(490)가 센서(490) 위의 인덱스 자석(422)의 존재를 표시하는 특정 인코더 출력 신호를 제공할 때 (즉, 플랫폼(410)이 축(406)에 대한 인덱스 각도 포지션에 있을 때) 축(406)을 중심으로 한 플랫폼(410)의 각각의 완전한 회전의 완료를 검출할 수 있다.

제2 예에서, 시스템은 완전한 회전의 시작에서 그리고 완전한 회전의 끝에서 특정 각도 포지션과 연관된 동일한 특정 인코더 신호를 제공하는 센서(490)에 기초하여 플랫폼(410)의 각각의 완전한 회전의 완료를 검출할 수 있다. 따라서, 특정 인코더 신호는 축(406)에 대한 플랫폼(410)의 인덱스 포지션과 반드시 연관될 필요는 없다.

더 일반적으로, 일부 예시적인 인코더 측정치 에러들은 체계적이고 반복가능할 수 있다(즉, 각각의 완전한 회전 동안 특정 방식으로 일관되게 발생함). 예를 들어, 예상된 장착 포지션에 대한 도 4b에 도시된 자석들 중 특정 자석의 장착 포지션에서의 오프셋에 의해 야기되는 에러는, 플랫폼(410)이 회전하고 있는 동안 센서(490)가 그 특정 자석과 오버랩할 때마다 동일한 인코더 측정치 에러를 야기할 수 있다. 다른 예에서, 도 4b에 도시된 자석들의 배열의 원형도 또는 동심도와 연관된 에러는 또한 축(406)을 중심으로 한 플랫폼(410)의 각각의 완전한 회전 동안 실질적으로 일관될 수 있다. 따라서, 일부 예들에서, 블록(1104)에서 수신된 인코더 출력 신호들은 축을 중심으로 한 제1 플랫폼의 각각의 완전한(360도) 회전의 완료를 검출하기 위한 비교적 신뢰성있는 및/또는 반복가능한 신호를 제공할 수 있다.

블록(1106)에서, 방법(1100)은, 제1 플랫폼 상에 장착된 배향 센서로부터, 배향 센서의 배향에 대한 변화율을 나타내는 센서 출력 신호들을 수신하는 단계를 수반한다. 예를 들어 도 4a를 다시 참조하면, 블록(1106)에서의 센서 출력 신호들은 플랫폼(410) 상에 배치되는 센서(412)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 센서(412)는 축(413)에 대한 자이로스코프(412)의 배향에 대한 변화율을 측정하는 자이로스코프(412)를 포함할 수 있다.

블록(1108)에서, 방법(1100)은, 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 배향 센서로부터 수신된 주어진 출력 신호들에 기초하여, 인코더 출력 신호들을 축에 대한 제1 플랫폼의 각도 포지션들의 교정된 측정치들에 맵핑하기 위한 교정 데이터를 결정하는 단계를 수반한다.

예로서, 방법(1100)의 시스템은 교정 제어 신호에 따라 액추에이터에 의해 야기되는 적어도 한 번의 완전한 회전들 각각 동안 제1 플랫폼의 주어진 각도 포지션들을 추정하기 위해 주어진 센서 출력 신호들에 의해 표시되는 배향 센서로부터의 측정치들을 사용할 수 있다. 시스템은 이어서 배향 센서에 의해 표시된 각도 포지션들의 추정된 측정치들을 인코더에 의해 표시된 각도 포지션들의 대응하는 측정치들과 비교할 수 있다.

이상적으로, 센서 및 인코더 측정치들 둘 다는 서로 매칭되어야 한다. 그러나, 일부 시나리오들에서, 인코더 측정치들은 다양한 측정치 에러들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4b를 다시 참조하면, 인코더 측정치들은 자석들의 예상된 포지션들에 대한 플랫폼(410)에 장착된 복수의 자석 중 하나 이상의 오정렬에 의해 야기되는 에러들을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 도 4b에 도시된 자석들의 배열의 원형도는 예상된 원형도로부터 오프셋될 수 있다. 다른 것들 중에서 예상치 못한 자기 속성들(예를 들어, 편광 방향, 자기장 강도 등)과 같은 인코더 측정치 에러들의 다른 예시적인 소스들이 가능하다. 따라서, 이러한 오정렬된 구성들과 연관된 인코더 출력 신호들은 인코더의 다양한 컴포넌트들의 정렬된 구성과 연관된 예상된 인코더 출력 신호들과는 상이할 수 있다. 예를 들어 도 5를 다시 참조하면, 그러한 오정렬들은 도 5에 도시된 X, Y 및 Z 신호들에 의해 표시되는 자기장 강도들이 도시된 실질적으로 균일한 사인파 신호 형상들과 다른 형상들을 갖게 할 수 있다.

그에 따라, 일부 예들에서, 1100의 시스템은 인코더에 의해 표시된 겉보기 각도 포지션들을 배향 센서로부터의 주어진 센서 출력 신호들에 의해 표시된 제1 플랫폼의 대응하는 추정된 각도 포지션들과 맵핑함으로써 블록(1108)에서 교정 데이터(예를 들어, 룩업 테이블, 고속 푸리에 변환(FFT) 계수들, 또는 임의의 다른 타입의 교정 데이터)를 결정할 수 있다.

일부 예들에서, 방법(1100)은 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여 축을 중심으로 한 제1 플랫폼의 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 제1 플랫폼의 회전율을 추정하는 단계; 및 추정된 회전율에 기초하여 교정 제어 신호를 변조하는 단계를 수반한다. 예를 들어, 도 4a를 다시 참조하면, 방법(1100)의 시스템은 플랫폼(410)의 회전율을 목표 회전율을 향해 구동하기 위해 배향 센서(412)로부터의 센서 출력 신호들을 사용할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 배향 센서(412)와 연관된 측정치 에러들(예를 들어, 스케일 인자 에러들)이 (예를 들어, 스케일 인자 에러들을 감소시키기 위해 센서(412)의 배향에 대한 변화율을 제로의 값으로 또는 그 근처로 유지함으로써) 제어되거나 감소될 수 있다. 그에 따라, 일부 예들에서, 교정 제어 신호를 변조하는 것은, 추정된 회전율과 목표 회전율 사이의 차이에 기초하여 교정 제어 신호를 변조하는 것을 선택적으로 포함한다.

일부 예들에서, 방법(1100)은 센서 출력 신호들(블록(1106)에서 수신됨) 및 인코더 출력 신호들(블록(1104)에서 수신됨)에 기초하여 축을 중심으로 한 제1 플랫폼의 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 교정 제어 신호를 변조하는 단계를 수반한다. 예로서, 방법(1100)의 시스템은 각각의 완전한 회전의 시작과 끝 사이의 각자의 시간 기간들을 모니터링하기 위해(그리고 따라서 각각의 각자의 시간 기간 동안 회전율을 제어하기 위해) 인코더 출력 신호들을 사용할 수 있고; 각각의 시간 기간 동안 제1 플랫폼의 회전율의 균일성을 제어하기 위해 센서 출력 신호들을 또한 사용한다(예를 들어, 배향 센서의 배향에 대한 변화율의 크기를 거의 제로 또는 다른 목표 레이트로 유지하는 것 등에 의해).

일부 예들에서, 블록(1104)의 인코더는 자기 인코더이다. 예를 들어, 자기 인코더는, 도 4b에 도시된 디바이스(400)의 자석들과 유사하게, 제1 플랫폼의 회전 축 주위에 배열된 복수의 자석을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 자기 인코더는 또한 도 4c에 도시된 센서(490)와 유사한 자기장 센서를 포함할 수 있다. 이러한 예들에서, 방법(1100)은 또한 교정 데이터에 기초하여 자기 인코더에서 결함을 식별하는 단계를 수반할 수 있다.

제1 예에서, 자기 인코더에서 결함을 식별하는 것은, 복수의 자석 중, 회전축 주위의 복수의 자석의 배열 내의 특정 자석의 예상 포지션으로부터 오프셋되어 포지셔닝되는 특정 자석을 식별하는 것을 포함한다. 예를 들어, 도 4b를 다시 참조하면, 자석(424)이 도 4b에 도시된 포지션과 상이한 포지션에 있는 경우, 센서(490)가 자석(422)과 중첩될 때의 제1 각도 포지션과 센서(490)가 자석(426)과 중첩될 때의 제2 각도 포지션 사이에서 센서(490)에 의해 측정된 자기장 각도들은 자석(424)이 정확한 포지션에 장착되었을 경우에 측정될 예상 자기장 각도들에 대응하지 않을 수 있다. 따라서, 방법(1100)의 시스템은 플랫폼(410)의 제1 및 제2 각도 포지션들 사이에서 센서(490)에 의해 표시되는 주어진 인코더 출력 신호들에 기초하여 자석(424)의 실제 포지션과 예상 포지션 사이의 오프셋을 식별할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 결함의 발생을 검출하기 위해 이전에 수집된 교정 데이터와 교정 데이터를 비교할 수 있다.

제2 예에서, 자기 인코더에서 결함을 식별하는 것은 특정 자석이 예상 자기 속성으로부터 오프셋되는 특정 자기 속성을 갖는 것에 기초하여 복수의 자석 중 특정 자석을 식별하는 것을 포함한다. 예를 들어, 특정 자기 속성은 특정 자석의 자기장 강도, 자기 분극 방향, 크기 및/또는 형상 중 임의의 것에 대응할 수 있다. 예를 들어, 특정의 자석의 오프셋 장착 포지션에 대한 위의 예와 유사하게, 연관된 주어진 인코더 출력 신호들(예를 들어, 플랫폼(410)이 자석(422)과 연관된 제1 각도 포지션과 자석(426)과 연관된 제2 각도 포지션 사이에서 회전할 때 센서(490)로부터의 출력들)에 대한 대응하는 변화에 기초하여 특정 자석의 다양한 자기 속성들의 다른 변동들이 검출될 수 있다.

제3 예에서, 디바이스는 제1 플랫폼에 대향하는 제2 플랫폼 상에 장착되는 자기장 센서를 포함한다. 이 예에서, 자기 인코더에서 결함을 식별하는 것은 제1 플랫폼의 회전 축과 제2 플랫폼의 법선 축 사이의 오정렬을 식별하는 것을 포함한다. 예를 들어 도 4a를 다시 참조하면, 오정렬은 플랫폼(410)의 회전의 축(406)이 플랫폼(430)의 표면(430a)(예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같이 센서(490)가 장착되는 표면)에 수직이 아닌 시나리오에 대응할 수 있다. 이 예에서, 축(406)에 대해 표면(430a)에서 도 4b에 도시된 복수의 자석에 의해 생성된 제1 자기장의 동심도는 예상된 동심도로부터 오프셋될 수 있다(예를 들어, 제1 자기장과 균일하게 교차하는 기하학적 평면은 표면(430a)에 평행하지 않을 수 있다). 그 결과, 각각의 완전한 회전 동안 센서(490)에 의해 표시되는 자기장 강도들의 측정치들은 축(406)과 센서(490)가 장착되는 표면(430a)의 법선 축 사이의 오정렬에 의해 야기되는 제1 자기장의 동심도의 오프셋과 연관되는 사인파 측정치 에러 성분을 포함할 수 있다. 결국, 방법(500)의 시스템은, 예를 들어, 교정 데이터에 의해 표시되는 사인파 측정치 에러 성분의 특성들에 기초하여 축(406)과 표면(430a)의 법선 축 사이의 오프셋을 식별할 수 있다.

일부 예들에서, 방법(1100)은, 교정 데이터에 기초하여, 인코더 출력 신호들과 배향 센서로부터의 주어진 센서 출력 신호들에 의해 표시되는 제1 플랫폼의 각도 포지션들의 추정된 측정치들 사이의 맵핑의 사인파 특성들을 식별하는 단계를 수반한다.

제1 예에서, 위에 언급된 바와 같이, 사인파 특성들은 제1 플랫폼의 회전 축과 제1 플랫폼과 대향하는 제2 플랫폼의 법선 축 사이의 오정렬을 표시할 수 있다.

제2 예에서, 사인파 특성들은 제1 플랫폼 상의 복수의 자석의 장착 포지션들에서의 오프셋들을 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 자석들 사이의 실제 거리들이 예상된 균일한 거리로부터 오프셋되는 경우, 센서(490)가 (예를 들어, 자석들의 원형 배열에서 균일하게 분리된 자석들의 다른 쌍들에 비해) 서로 균일하게 분리되지 않은 2개의 자석 사이의 영역들과 오버랩할 때, 사인파 측정치 에러들이 센서(490)의 출력 신호들을 초래할 수 있다. 따라서, 이러한 측정치 에러들의 사인파 특성은 제2 플랫폼의 법선 축과 회전 축의 오정렬과 연관된 사인파 특성의 결정과 유사한 방식으로 결정될 수 있다.

이들 예에서, 방법(110)은 또한, 선택적으로, 사인파 특성의 식별에 기초하여 (블록(1108)의) 교정 데이터의 압축된 표현을 생성하는 단계; 및 압축된 표현을 데이터 스토리지에 저장하는 단계를 수반할 수 있다. 예를 들어, 방법(1100)의 시스템은 배향 센서에 의해 표시된 측정치들의 값들과 인코더에 의해 표시된 측정치들의 대응하는 값들 사이의 압축되지 않은 맵핑(예를 들어, 룩업 테이블)을 저장하는 대신에 또는 그에 부가하여, 식별된 사인파 특성들을 나타내는 고속 푸리에 변환(FFT) 계수들을 산출할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 압축된 교정 데이터(예를 들어, FFT 계수들)는 감소된 메모리 공간(예를 들어, 데이터 스토리지(214) 등)에 저장될 수 있고/있거나 인코더 출력 신호들을 교정된 각도 측정치들과 계산적으로 효율적인 방식으로 맵핑하기 위해 사용될 수 있다.

일부 예들에서, 방법(1100)의 디바이스는 적어도 디바이스로부터의 데이터에 기초하여 환경을 내비게이팅하도록 구성된 차량 상에 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 1b를 다시 참조하면, 차량(100)은 축(114)에 대한 차량(100)의 요 방향을 측정하기 위해 디바이스(400)(도 4a-4d에 도시됨)를 사용하도록 구성될 수 있다. 이 예에서, 차량은 환경에서(예를 들어, 자율 모드 등에서) 차량을 내비게이팅하기 위해 요 방향의 측정치를 사용하도록 구성된 내비게이션 시스템(예를 들어, 차량(200)의 내비게이션 시스템(248))을 또한 포함할 수 있다.

일부 예들에서, 방법(1100)은 차량이 환경에서 이동하고 있는지를 결정하는 단계; 및 차량이 환경에서 이동하고 있지 않다는 결정에 기초하여, 디바이스의 교정 모드를 인에이블시키는 단계를 수반할 수 있다. 또한, 이들 예들에서, 블록(1102)에서 교정 제어 신호를 생성하는 것은 교정 모드가 인에이블되는 것에 기초할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 다시 참조하면, 차량(200)은 차량의 모션을 측정하는 하나 이상의 센서(예를 들어, GPS(226), IMU(228) 등)를 포함할 수 있다. 따라서, 이 예에서, 차량(200)은 차량이 현재 정지되어 있다고 결정하는 경우 교정 모드를 인에이블시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어, 차량은 차량이 환경에서 이동하고 있다는 결정에 응답하여 디바이스의 감지 모드를 인에이블시키고 그리고/또는 교정 모드를 디스에이블시킬 수 있다.

그에 따라, 일부 예들에서, 방법(1100)은 차량이 환경에서 이동하고 있다는 결정에 적어도 기초하여 디바이스의 교정 모드를 디스에이블하는 단계; 및 교정 모드가 디스에이블되는 것에 기초하여 액추에이터를 제어하기 위한 감지 모드 제어 신호를 생성하는 단계를 수반할 수 있다. 이러한 예들에서, 감지 모드 제어 신호는 액추에이터로 하여금, (i) 센서 출력 신호들에 의해 표시되는 배향 센서의 배향에 대한 변경 방향과 반대인 회전 방향을 따라, 그리고 (ii) 센서 출력 신호들에 의해 표시되는 배향 센서의 배향에 대한 변화율에 기초하는 회전율로 제1 플랫폼을 회전시키도록 할 수 있다. 예를 들어, 위의 논의에 따라, 시스템(1100)의 시스템은 센서 출력 신호들에 의해 표시된 배향 센서의 회전에 대항하여 제1 플랫폼을 구동하기 위해 배향 센서에 의한 측정치들의 크기를 감소시키도록 감지 모드 제어 신호를 변조함으로써 감지 모드에서 디바이스를 동작시킬 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 시스템은 배향 센서의 센서 출력 신호들에 의해 표시되는 측정치들의 스케일 인자 에러들을 감소시킬 수 있다.

본 명세서에서 설명된 배열들은 단지 예시의 목적들을 위한 것임을 이해해야 한다. 그에 따라, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 다른 배열들 및 다른 요소들(예를 들어, 기계들, 인터페이스들, 기능들, 순서들 및 기능 그룹들 등)이 대신 사용될 수 있고, 일부 요소들이 원하는 결과들에 따라 전부 생략될 수 있다는 것을 알 것이다. 또한, 설명된 요소들의 대다수는 임의의 적합한 조합 및 위치에서 이산 또는 분산 컴포넌트들로서 또는 다른 컴포넌트들과 함께 구현될 수 있는 기능적 엔티티들이거나, 또는 독립 구조체들로서 설명된 다른 구조적 요소들이 조합될 수 있다.

본 명세서에 다양한 양태들 및 실시예들이 개시되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들에게는 다른 양태들 및 실시예들이 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태들 및 실시예들은 설명을 위한 것이고 제한하는 것으로 의도된 것은 아니며, 진정한 범위는 다음의 청구항들과 함께, 그러한 청구항들의 자격이 주어지는 균등물들의 전범위에 의해 지시된다. 또한, 본 명세서에 사용된 용어는 특정 실시예들만을 설명하기 위한 것이며, 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 것에 유의한다.

Claims

방법으로서,
회전 축을 중심으로 제1 플랫폼을 회전시키도록 구성된 액추에이터를 포함하는 디바이스에서, 상기 액추에이터를 제어하기 위한 교정 제어 신호를 생성하는 단계- 상기 교정 제어 신호는 상기 액추에이터가 상기 축을 중심으로 적어도 한 번의 완전한 회전으로 상기 제1 플랫폼을 회전시키도록 함 -;
자기 인코더로부터, 상기 축에 대한 상기 제1 플랫폼의 각도 포지션들을 나타내는 인코더 출력 신호들을 수신하는 단계;
상기 제1 플랫폼 상에 장착된 배향 센서로부터, 상기 배향 센서의 배향에 대한 변화율을 나타내는 센서 출력 신호들을 수신하는 단계;
상기 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 상기 배향 센서로부터 수신된 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여, 상기 인코더 출력 신호들을, 상기 축에 대한 상기 제1 플랫폼의 상기 각도 포지션들의 교정된 측정치들에 맵핑하기 위한 교정 데이터를 결정하는 단계; 및
상기 교정 데이터에 기초하여 상기 자기 인코더에서 결함을 식별하는 단계를 포함하고,
상기 자기 인코더는, 상기 제1 플랫폼에 장착되고 상기 제1 플랫폼의 회전 축 주위에 배열되는 복수의 자석을 포함하며, 상기 자기 인코더에서 결함을 식별하는 단계는, 상기 복수의 자석 중, 특정 자석을 식별하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 배향 센서는 자이로스코프를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 인코더 출력 신호들에 기초하여 상기 축을 중심으로 한 상기 제1 플랫폼의 적어도 한 번의 완전한 회전 각각의 완료를 검출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 축을 중심으로 한 상기 제1 플랫폼의 상기 적어도 한 번의 완전한 회전 동안, 상기 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여 상기 제1 플랫폼의 회전율을 추정하는 단계; 및
상기 추정된 회전율에 기초하여 상기 교정 제어 신호를 변조하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 교정 제어 신호를 변조하는 단계는 상기 추정된 회전율과 목표 회전율 사이의 차이에 기초하여 상기 교정 제어 신호를 변조하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 축을 중심으로 한 상기 제1 플랫폼의 상기 적어도 한 번의 완전한 회전 동안, 상기 센서 출력 신호들 및 상기 인코더 출력 신호들에 기초하여 상기 교정 제어 신호를 변조하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 특정 자석은 상기 회전 축 주위의 상기 복수의 자석의 배열에서 상기 특정 자석의 예상된 포지션으로부터 오프셋에 포지셔닝되는 방법.
제1항에 있어서, 상기 자기 인코더에서 결함을 식별하는 단계는, 상기 복수의 자석 중, 예상되는 자기 속성으로부터 오프셋되는 특정 자기 속성을 갖는 상기 특정 자석에 기초하여 상기 특정 자석을 식별하는 단계를 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 특정 자기 속성은 상기 특정 자석의 자기장 강도, 자기 분극 방향, 사이즈 또는 형상에 대응하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 자기 인코더에서 결함을 식별하는 단계는, 상기 회전 축 주위의 상기 복수의 자석의 배열의 원형도와 예상된 원형도 사이의 오프셋을 식별하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 자기 인코더는 상기 제1 플랫폼과 대향하는 제2 플랫폼 상에 장착되는 자기장 센서를 포함하고, 상기 자기 인코더에서 결함을 식별하는 단계는 상기 제1 플랫폼의 회전 축과 상기 제2 플랫폼의 법선 축(normal axis) 사이의 오정렬을 식별하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 교정 데이터에 기초하여, 상기 인코더 출력 신호들과 상기 주어진 센서 출력 신호들에 의해 표시되는 상기 제1 플랫폼의 각도 포지션들의 추정된 측정치들 사이의 맵핑의 사인파 특성들을 식별하는 단계;
상기 사인파 특성들의 식별에 기초하여, 상기 교정 데이터의 압축된 표현을 생성하는 단계; 및
상기 압축된 표현을 데이터 스토리지에 저장하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 교정 데이터의 상기 압축된 표현을 생성하는 단계는 상기 식별된 사인파 특성들을 나타내는 고속 푸리에 변환(Fast-Fourier-Transform; FFT) 계수들을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 디바이스는 적어도 상기 디바이스로부터의 데이터에 기초하여 환경을 내비게이팅하도록 구성된 차량 상에 장착되고, 상기 방법은:
상기 차량이 상기 환경에서 이동하고 있는지를 결정하는 단계; 및
상기 차량이 상기 환경에서 이동하고 있지 않다는 결정에 적어도 기초하여, 상기 디바이스의 교정 모드를 인에이블하는 단계- 상기 교정 제어 신호를 생성하는 것은 상기 교정 모드가 인에이블되는 것에 기초함 -를 추가로 포함하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 차량이 상기 환경에서 이동하고 있다는 결정에 적어도 기초하여, 상기 디바이스의 교정 모드를 디스에이블하는 단계; 및
상기 교정 모드가 디스에이블되는 것에 기초하여, 상기 액추에이터를 제어하기 위한 감지 모드 제어 신호를 생성하는 단계를 추가로 포함하며,
상기 감지 모드 제어 신호는 상기 액추에이터로 하여금, (i) 상기 센서 출력 신호들에 의해 표시되는 상기 배향 센서의 배향에 대한 변경 방향과 반대인 회전 방향을 따라, 그리고 (ii) 상기 센서 출력 신호들에 의해 표시되는 상기 배향 센서의 배향에 대한 변화율에 기초하는 회전율로 상기 제1 플랫폼을 회전하게 하는 방법.
시스템으로서
제1 플랫폼;
축을 중심으로 상기 제1 플랫폼을 회전시키도록 구성된 액추에이터;
상기 축에 대한 상기 제1 플랫폼의 각도 포지션들을 나타내는 인코더 출력 신호들을 제공하도록 구성된 자기 인코더;
상기 제1 플랫폼 상에 장착되고 배향 센서의 배향에 대한 변화율을 나타내는 센서 출력 신호들을 제공하도록 구성된 상기 배향 센서; 및
상기 시스템으로 하여금 동작들을 수행하게 하도록 구성된 제어기를 포함하고, 상기 동작들은:
상기 액추에이터를 제어하기 위한 교정 제어 신호를 생성하는 동작- 상기 교정 제어 신호는 상기 액추에이터로 하여금 상기 축을 중심으로 적어도 한 번의 완전한 회전으로 상기 제1 플랫폼을 회전시키도록 함 -;
상기 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 상기 배향 센서로부터 수신된 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여, 상기 인코더 출력 신호들을, 상기 축에 대한 상기 제1 플랫폼의 상기 각도 포지션들의 교정된 측정치들에 맵핑하기 위한 교정 데이터를 결정하는 동작; 및
상기 교정 데이터에 기초하여 상기 자기 인코더에서 결함을 식별하는 동작을 포함하고,
상기 자기 인코더는, 상기 제1 플랫폼에 장착되고 상기 제1 플랫폼의 회전 축 주위에 배열되는 복수의 자석을 포함하며, 상기 자기 인코더에서 결함을 식별하는 동작은, 상기 복수의 자석 중, 특정 자석을 식별하는 동작을 포함하는 시스템.
제17항에 있어서,
상기 복수의 자석은 상기 회전 축 주위의 상기 복수의 자석의 배열에 기초하여 제1 자기장을 생성하고, 상기 시스템은,
상기 액추에이터가 상기 축을 중심으로 상기 제1 플랫폼을 회전시키는 것에 응답하여 상기 제1 플랫폼에 대해 주어진 거리 내에 유지되도록 구성된 제2 플랫폼을 추가로 포함하는 시스템.
제18항에 있어서,
상기 제2 플랫폼에 배치되고 상기 제1 플랫폼의 상기 복수의 자석에 대향하여 상기 제1 플랫폼의 상기 회전 축 주위에 배열되는 복수의 전도성 구조체를 추가로 포함하며,
상기 액추에이터는 상기 제2 플랫폼의 상기 복수의 전도성 구조체 및 상기 제1 플랫폼의 상기 복수의 자석을 포함하고,
상기 복수의 전도성 구조체는 상기 복수의 전도성 구조체의 배열에 기초하여 상기 회전 축 주위로 연장되는 전기 전도성 경로를 형성하고,
상기 제어기는 상기 교정 제어 신호를 상기 복수의 전도성 구조체에 의해 규정된 상기 전기 전도성 경로 내로 제공하도록 구성되고,
상기 복수의 전도성 구조체는 상기 교정 제어 신호에 기초하여 제2 자기장을 생성하고,
상기 제1 플랫폼의 상기 제1 자기장은 상기 제2 플랫폼의 상기 제2 자기장과 상호작용하여 상기 제1 플랫폼이 상기 축을 중심으로 회전하게 하는 시스템.
제18항에 있어서,
상기 제2 플랫폼의 주어진 표면 상에 배치되는 자기장 센서- 상기 자기장 센서는 상기 복수의 자석에 의해 생성되는 상기 제1 자기장을 측정하도록 구성됨 -를 추가로 포함하며,
상기 자기 인코더는 상기 제2 플랫폼의 상기 자기장 센서를 포함하고,
상기 자기 인코더는 상기 자기장 센서에 의해 표시되는 상기 제1 자기장의 측정치들에 기초하여 상기 축에 대한 상기 제1 플랫폼의 각도 포지션들을 나타내는 상기 인코더 출력 신호들을 제공하는 시스템.
제20항에 있어서, 상기 동작들은:
상기 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 상기 인코더 출력 신호들에 의해 표시된 상기 제1 플랫폼의 상기 각도 포지션들의 측정치들에서 사인파 측정치 에러들을 결정하는 동작;
상기 사인파 측정치 에러들이 상기 제1 플랫폼의 회전 축에 대한 상기 제2 플랫폼의 상기 주어진 표면에서의 상기 제1 자기장의 동심도와 연관된다는 결정에 기초하여, 상기 제1 플랫폼과 상기 제2 플랫폼의 상대적 배열에서의 제1 오정렬을 식별하는 동작; 및
상기 사인파 측정치 에러들이 상기 복수의 자석의 배열의 원형도와 연관된다는 결정에 기초하여, 상기 제1 플랫폼의 회전 축 주위의 상기 복수의 자석의 배열에서의 제2 오정렬을 식별하는 동작을 추가로 포함하는 시스템.
컴퓨팅 시스템의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
상기 동작들은:
축을 중심으로 플랫폼을 회전시키도록 구성된 액추에이터를 제어하기 위한 교정 제어 신호를 생성하는 동작- 상기 교정 제어 신호는 상기 액추에이터로 하여금 상기 축을 중심으로 적어도 한 번의 완전한 회전으로 상기 플랫폼을 회전시키도록 함 -;
자기 인코더로부터, 상기 축에 대한 상기 플랫폼의 각도 포지션들을 나타내는 인코더 출력 신호들을 수신하는 동작;
상기 플랫폼 상에 장착된 배향 센서로부터, 상기 배향 센서의 배향에 대한 변화율을 나타내는 센서 출력 신호들을 수신하는 동작;
상기 적어도 한 번의 완전한 회전 동안 상기 배향 센서에 의해 제공되는 주어진 센서 출력 신호들에 기초하여, 상기 인코더 출력 신호들을, 상기 축에 대한 상기 플랫폼의 상기 각도 포지션들의 교정된 측정치들에 맵핑하기 위한 교정 데이터를 결정하는 동작; 및
상기 교정 데이터에 기초하여 상기 자기 인코더에서 결함을 식별하는 동작을 포함하고,
상기 자기 인코더는, 상기 플랫폼에 장착되고 상기 플랫폼의 회전 축 주위에 배열되는 복수의 자석을 포함하며, 상기 자기 인코더에서 결함을 식별하는 동작은, 상기 복수의 자석 중, 특정 자석을 식별하는 동작을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.