KR20180085812A - 다중 무선 링크를 갖는 로터리 조인트를 위한 디바이스들 및 방법들 - Google Patents

다중 무선 링크를 갖는 로터리 조인트를 위한 디바이스들 및 방법들 Download PDF

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피에르-이브 드로즈
민 왕
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웨이모 엘엘씨
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Abstract

제1 측면을 갖는 제1 플랫폼, 및 제1 측면으로부터 미리 결정된 거리 내에 위치되는 제2 측면을 갖는 제2 플랫폼을 포함하는 디바이스가 제공된다. 디바이스는 또한 제1 플랫폼의 제1 측면이 제2 플랫폼의 제2 측면으로부터 미리 결정된 거리 내에 남아 있도록 제1 플랫폼과 제2 플랫폼 사이의 상대적 회전을 야기하게 구성된 액추에이터를 포함한다. 디바이스는 또한 제1 플랫폼에 장착된 프로브, 및 제2 플랫폼에 장착된 복수의 프로브를 포함한다. 디바이스는 또한 복수의 프로브에 결합된 신호 조정기를 포함한다. 신호 조정기는 제2 플랫폼에 대한 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 복수의 프로브 중 하나의 프로브를 선택할 수 있다. 신호 조정기는 이후 제1 플랫폼상의 프로브와의 무선 통신을 위해 선택된 프로브를 사용할 수 있다.

Description

다중 무선 링크를 갖는 로터리 조인트를 위한 디바이스들 및 방법들
관련 개시 내용에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 1월 26일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제15/006,844호에 기초한 우선권을 주장하며, 이 출원의 전체 내용은 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.
배경기술
본 명세서에서 달리 지시하지 않는 한, 이 섹션에 설명된 자료는 본 출원의 청구범위에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함되는 것에 의해 종래 기술로 인정되는 것도 아니다.
로터리 조인트 디바이스(rotary joint device)는 2개의 구조(예를 들어, 고정자와 로터) 사이의 상대적 회전을 야기함으로써 작동되는 전기기계 시스템에서 어느 한 구조와 또 다른 구조 사이에서 전력(power) 및/또는 전기 신호의 전송에 종종 사용된다. 로터리 조인트 디바이스를 채택한 예시적 시스템은 다른 무엇보다도 원격 감지 시스템(예를 들어, RADAR, LIDAR, 기타 등등)과 로봇 시스템(예를 들어, 유도 마이크로폰, 스피커, 다른 로봇 컴포넌트, 기타 등등)을 포함한다.
슬립 링 조인트(slip ring joint)는 로터가 회전함에 따라 어느 한 구조에 배치된 전도성 링과 접촉을 유지하면서 다른 구조에 배치된 전도성 브러시를 전형적으로 포함하는 예시적 로터리 조인트 디바이스이다. 슬립 링 조인트는 로터가 회전함에 따라 브러시와 링 사이의 마찰의 손상 효과 때문에 높은 유지보수 및/또는 제조 비용과 연관될 수 있다.
광 로터리 조인트(optical rotary joint)는 어느 한 구조에 배치된 광검출기를 향하여 전송된 데이터를 나타내는 변조된 광을 방출하는 다른 구조에 배치된 광원을 전형적으로 포함하는 예시적 로터리 조인트 디바이스이다. 광 로터리 조인트는 광검출기에 의해 고유하게 검출될 수 있는 가능한 광 변조의 범위 때문에 데이터 전송률 한계와 연관될 수 있다.
무선 주파수(RF) 로터리 조인트는 어느 한 구조에 배치된 또 다른 안테나를 향하여 RF(radio-frequency) 전자기파를 방출하는 다른 구조에 배치된 안테나를 전형적으로 포함하는 예시적 로터리 조인트 디바이스이다. RF 로터리 조인트는 로터가 회전함에 따라 2개 안테나 사이의 상대 운동 때문에 데이터 전송률 한계와 연관될 수 있다. 예로서, 2개 안테나 사이의 상대 운동은 다른 무엇보다도 제각기 안테나들의 편파에서의 변동, 제각기 안테나들의 빔 형성 패턴 사이의 부정합, 또는 제각기 안테나들 사이의 거리 변동을 야기할 수 있다. 그 결과, 2개의 구조 사이의 상대적 회전은 2개 안테나 사이의 무선 통신의 품질에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로, 2개의 구조 사이에 상대적 회전 때문에, 2개 안테나 사이의 신뢰성 있는 무선 데이터 전송을 위한 사용 가능한 RF 대역폭은 감소될 수 있다.
한 예에서, 제1 측면을 가지는 제1 플랫폼을 포함하는 디바이스가 제공된다. 디바이스는 또한 제1 플랫폼의 제1 측면에 대해 미리 결정된 거리 내에 위치되는 제2 측면을 가지는 제2 플랫폼을 포함한다. 디바이스는 또한 제2 플랫폼에 대하여 제1 플랫폼을 회전시키도록 구성되는 액추에이터를 포함한다. 제1 플랫폼의 제1 측면은 제1 플랫폼을 회전시키는 액추에이터에 응답하여 제2 플랫폼의 제2 측면에 대해 미리 결정된 거리 내에 남아 있을 수 있다. 디바이스는 또한 제1 플랫폼에 장착되고 또한 제2 플랫폼의 제2 측면을 향하여 전파(propagation)를 위한 무선 신호를 방출하도록 구성된 프로브를 포함한다. 디바이스는 또한 실질적으로 원형 배열로 제2 플랫폼에 장착된 복수의 프로브를 포함한다. 디바이스는 또한 전기적으로 복수의 프로브에 결합된 신호 조정기를 포함한다. 신호 조정기는 제2 플랫폼에 대한 제1 플랫폼의 배향(orientation)에 기초하여 복수의 프로브 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다. 신호 조정기는 제1 플랫폼의 프로브에 의해 방출되는 무선 신호를 수신하기 위해 선택된 프로브를 사용하도록 구성된다.
또 다른 예에서, 제1 측면을 가지는 제1 플랫폼에 장착된 프로브를 사용하여 제1 플랫폼의 제1 측면에 대해 미리 결정된 거리 내에 위치된 제2 플랫폼의 제2 측면을 향하여 무선 신호를 전송하는 단계를 수반하는 방법이 제공된다. 복수의 프로브는 제2 플랫폼에 장착될 수 있다. 방법은 또한 제2 플랫폼에 대하여 제1 플랫폼을 회전시키는 단계를 수반한다. 제1 플랫폼의 제1 측면은 회전에 응답하여 제2 플랫폼의 제2 측면에 대해 미리 결정된 거리 내에 남아 있을 수 있다. 방법은 또한 제2 플랫폼에 대한 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 제2 플랫폼의 복수의 프로브 중 하나를 선택하는 단계를 수반한다. 방법은 또한 제1 플랫폼상의 프로브에 의해 전송되는 무선 신호를 수신하기 위해 선택된 프로브를 사용하는 단계를 수반한다.
또 다른 예에서, 제1 측면을 가지는 제1 플랫폼을 포함하는 디바이스가 제공된다. 디바이스는 또한 제1 플랫폼의 제1 측면에 대해 미리 결정된 거리 내에 위치되는 제2 측면을 가지는 제2 플랫폼을 포함한다. 디바이스는 또한 제1 플랫폼과 제2 플랫폼 사이의 상대적 회전을 야기하도록 구성된 액추에이터를 포함한다. 제1 플랫폼의 제1 측면은 상대적 회전을 야기하는 액추에이터에 응답하여 제2 플랫폼의 제2 측면에 대해 미리 결정된 거리 내에 남아 있을 수 있다. 디바이스는 또한 제1 플랫폼에 장착된 프로브를 포함한다. 디바이스는 또한 실질적으로 원형 배열로 제2 플랫폼에 장착된 복수의 프로브를 포함한다. 디바이스는 또한 전기적으로 복수의 프로브에 결합된 신호 조정기를 포함한다. 신호 조정기는 제2 플랫폼에 대한 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 복수의 프로브 중 하나를 선택하도록 구성된다. 신호 조정기는 제1 플랫폼상의 프로브와의 무선 통신을 위한 선택된 프로브를 사용하도록 구성된다.
또 다른 예에서, 제1 측면을 가지는 제1 플랫폼에 장착된 프로브를 통해, 제1 플랫폼의 제1 측면에 대해 미리 결정된 거리 내에 위치된 제2 플랫폼의 제2 측면을 향하여 무선 신호를 전송하기 위한 수단을 포함하는 시스템이 제공된다. 복수의 프로브는 제2 플랫폼에 장착될 수 있다. 시스템은 또한 제2 플랫폼에 대해 제1 플랫폼을 회전시키기 위한 수단을 포함한다. 제1 플랫폼의 제1 측면은 회전에 응답하여 제2 플랫폼의 제2 측면에 대해 미리 결정된 거리 내에 남아 있을 수 있다. 시스템은 또한 제2 플랫폼에 대한 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 제2 플랫폼상의 복수의 프로브 중 하나를 선택하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한 제1 플랫폼상의 프로브에 의해 전송되는 무선 신호를 수신하기 위해 선택된 프로브를 사용하기 위한 수단을 포함한다.
이들뿐만 아니라 다른 양태들, 이점들, 및 대안들은, 적절한 경우 첨부 도면들을 참조하여, 하기 상세한 설명을 읽어보면 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백하게 될 것이다.
도 1a는 예시적 실시예에 따른, 차량을 도해한다.
도 1b는 예시적 실시예에 따른, 도 1a에 도시된 차량의 상부 측면에 위치된 센서 유닛의 사시도이다.
도 1c는 예시적 실시예에 따른, 도 1a에 도시된 차량의 전면 측면에 위치된 센서 유닛의 사시도이다.
도 1d는 예시적 실시예에 따른, 주변 환경을 스캔하는 도 1a에 도시된 차량의 측면도이다.
도 1e는 예시적 실시예에 따른, 주변 환경을 스캔하는 도 1a에 도시된 차량의 평면도이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 차량의 간략화된 블록도이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스를 도해한다.
도 4는 예시적 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 디바이스의 단순화된 블록도이다.
도 5a는 예시적 실시예에 따른 디바이스의 측면도를 도해한다.
도 5b는 예시적 실시예에 따른, 도 5a의 디바이스의 또 다른 측면도를 도해한다.
도 5c는 예시적 실시예에 따른, 도 5a의 디바이스의 단면도를 도해한다.
도 5d는 예시적 실시예에 따른, 도 5a의 디바이스의 또 다른 단면도를 도해한다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도 7은 예시적 실시예에 따라 구성된 컴퓨터 판독가능 매체를 묘사한다.
이하의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 개시된 시스템, 디바이스 및 방법의 다양한 특징 및 기능을 설명한다. 도면에서, 유사한 기호는 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 유사한 컴포넌트를 나타낸다. 본 명세서에 설명된 예시적 시스템, 디바이스, 및 방법 실시예는 제한하려는 것이 아니다. 개시된 시스템, 디바이스 및 방법의 특정 양태가 본 명세서에서 모두 고려되는 매우 다양하고 상이한 구성으로 배열되고 조합될 수 있다는 것은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 용이하게 이해될 수 있다.
Ⅰ. 개요
예시적 실시예에서, 제1 플랫폼의 제1 측면이 2개의 플랫폼 사이의 상대적 회전에 응답하여 제2 플랫폼의 제2 측면에 대해 미리 결정된 거리 내에 남아 있도록 배열된 2개의 플랫폼을 포함하는 로터리 조인트가 제공된다. 한 예에서, 2개의 플랫폼은 공통 축을 중심으로 한 2개의 플랫폼 중 임의의 것의 회전에 응답하여 미리 결정된 거리만큼 분리된 2개의 제각기 측면 사이에 중첩(overlap)을 유지하기 위해 제각기 디스크들의 공통 축에 대하여 동심원으로 배열된 원형 형태의 디스크들일 수 있다. 다른 구성도 마찬가지로 가능하다.
이 실시예에서, 제1 플랫폼은 제2 플랫폼을 향하여 무선 신호를 전송하기 위해, 및/또는 제1 플랫폼을 향하여(예를 들어, 2개의 플랫폼 사이의 갭을 통해서) 전파되는 무선 신호를 수신하기 위해 구성된 프로브를 장착할 수 있다. 한 가지 사례에서, 프로브는 제2 플랫폼의 제2 측면에 인접한 제1 플랫폼의 제1 측면상에 장착될 수 있다. 또 다른 사례에서, 프로브는 플랫폼의 (예를 들어, 제1 측면과 대향하는 등의) 또 다른 측면상에 장착될 수 있다. 게다가, 제2 플랫폼은 복수의 프로브를 실질적으로 원형 배열로 장착할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 제1 플랫폼이 제2 플랫폼에 대하여 (또는 그 역으로) 회전함에 따라, 제2 플랫폼상의 복수의 프로브 중 하나는 원형 배열로 인해 제1 플랫폼상의 프로브와 정렬될 수 있다. 예를 들어, 원형 배열은, 제2 플랫폼 프로브가 제1 플랫폼 프로브와 정렬될 때 제1 플랫폼상의 프로브가 제2 플랫폼상의 프로브들 중 하나와 적어도 부분적으로 중첩하도록 선택될 수 있다.
또한, 이 실시예에서, 로터리 조인트는 예컨대 전기적으로 제2 플랫폼상의 프로브들에 결합되는 아날로그 또는 디지털 회로의 임의의 조합 또는 마이크로프로세서 등과 같은 신호 조정기를 포함할 수 있다. 신호 조정기는 제2 플랫폼에 대한 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 제2 플랫폼상의 프로브들 중 하나를 선택하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 신호 조정기는 최강 신호 강도를 가진 제2 플랫폼상의 프로브 또는 제1 플랫폼상의 프로브에 대해 최단 거리 내에 있는 제2 플랫폼 프로브를 선택할 수 있다. 따라서, 일부 예에서, 신호 조정기는 제2 플랫폼상의 프로브들의 신호 강도에 기초하여 배향의 표시를 결정할 수 있다. 또한, 다른 예에서, 신호 조정기는 예컨대 배향 또는 배향의 표시(예를 들어, 배향의 범위 등)를 결정하기 위한, 인코더, 광검출기 등과 같은 배향 센서들을 사용할 수 있다.
이후 신호 조정기는 제2 플랫폼상의 제1 프로브와의 무선 통신을 위해 제2 플랫폼상의 선택된 프로브를 사용할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 로터리 조인트는 제2 플랫폼상의 프로브들 사이에서 전환할 수 있고, 2개의 플랫폼이 서로에 대하여 회전함에 따라 제1 플랫폼상의 프로브와 통신하기 위해 최상 조건(예를 들어, 편파 정렬, 거리, 신호 강도, 기타 등등)을 갖는 프로브를 사용할 수 있다.
이 프로세스를 통하여, 예를 들어, 로터리 조인트는 2개의 플랫폼 사이의 신뢰성과 통신 대역폭을 향상시킬 수 있다. 또한, 다중 프로브가 짧은 거리의 무선 통신에 사용되기 때문에, 일부 실시예에서, 전술한 다양한 프로브는 또한 EHF(extremely high frequency band) 대역 또는 더 높은 대역(즉, 3기가헤르츠 (GHz)보다 더 큼)에서의 것들과 같은 높은 무선 주파수들을 사용할 수 있는데, 이는 본 개시내용에 따라서 다중 링크 사이에서 전환하여 성취되는 짧은 거리 무선 링크들이 이들 더 높은 주파수를 사용하는 연속적 (또는 간헐적) 고속 통신에 적합할 수 있기 때문이다. 반면에, 예를 들어, 종래의 RF 로터리 조인트는 이들 더 높은 주파수와 연관된 높은 경로 손실뿐만 아니라, 움직이는 안테나 사이의 회전 운동 때문에 이들 더 높은 주파수를 사용하는데 덜 적합할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서의 디바이스와 방법은 또한 종래 RF 로터리 조인트를 넘어서는 데이터 처리량 향상을 제공할 수 있다.
Ⅱ. 예시적 전기기계 시스템과 디바이스
예시적 실시예가 구현될 수 있는 시스템과 디바이스가 이제 더 상세하게 설명될 것이다. 일반적으로, 본 명세서에 개시된 실시예는 이동가능 컴포넌트를 포함하는 임의의 전기기계 시스템과 함께 사용될 수 있다. 시스템은 시스템의 이동가능 컴포넌트와 다른 부분 사이의 전력(power) 및/또는 신호의 전송을 제공할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 예시적 실시예는 차량의 다른 컴포넌트와 및/또는 서로 통신하는 센서와 바퀴와 같은 이동가능 컴포넌트를 갖는 차량을 포함한다. 그러나, 예시적 전기기계 시스템은 또한 다른 디바이스들, 예컨대 다른 무엇보다도 감지 플랫폼(예를 들어, 회전 RADAR 플랫폼, 회전 LIDAR 플랫폼, 방향 감지 플랫폼, 기타 등등), 로봇 디바이스, 차량, 산업 시스템(예를 들어, 조립 라인, 기타 등등), 의료 디바이스(예를 들어, 의료용 촬상 디바이스, 기타 등등), 또는 이동 통신 시스템에서 구현될 수 있거나 또는 그런 디바이스들의 형태를 취할 수 있다.
차량이라는 용어는 다른 무엇보다도, 본 명세서에서, 예를 들어, 비행 차량, 선박, 우주선, 자동차, 트럭, 밴, 세미트레일러 트럭(semitrailer truck), 모터사이클, 골프 카트, 오프로드 차량(off-road vehicle), 창고 운송 차량, 또는 농장 차량은 물론이고, 롤러코스터, 트롤리(trolley), 전차(tram), 또는 기차 차량(train car)과 같은 트랙 위를 달리는 캐리어를 비롯한 임의의 움직이는 물체를 커버하도록 광의적으로 해석되어야 한다.
도 1a는 예시적 실시예에 따른 차량(100)을 도해하고 있다. 특히, 도 1a는 차량(100)의 우측면도, 정면도, 배면도, 및 평면도를 도시한다. 차량(100)이 도 1a에서 자동차로서 예시되어 있지만, 앞서 논의한 바와 같이, 다른 실시예가 가능하다. 더욱이, 예시적 차량(100)이 자율 주행 모드에서 동작하도록 구성될 수 있는 차량으로서 도시되어 있지만, 본 명세서에 설명되는 실시예들은 자율적으로 동작하도록 구성되지 않은 차량들에도 적용 가능하다. 따라서, 예시적 차량(100)은 제한하려는 것이 아니다. 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 실시예에서, 센서 유닛들(102 - 110) 각각은 차량(100) 주변의 환경을 스캔하도록 허용하는 특정 구성 속성을 갖는 하나 이상의 LIDAR(light detection and ranging) 디바이스를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 실시예에서, 센서 유닛들(102 - 110)은, 무엇보다도, GPS(global positioning system) 센서들, 관성 측정 유닛들, RADAR(radio detection and ranging) 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 장착된 차량(100)의 하부 측면과 대향하는 차량(100)의 상부 측면에 장착된다. 추가로, 센서 유닛들(104 - 110) 각각은 상부 측면 이외의 차량(100)의 주어진 측면에 장착된다. 예를 들어, 센서 유닛(104)은 차량(100)의 전방 측면에 위치되고, 센서(106)는 차량(100)의 후방 측면에 위치되며, 센서 유닛(108)은 차량(100)의 우측면에 위치되고, 센서 유닛(110)은 차량(100)의 좌측면에 위치된다.
센서 유닛들(102 - 110)은 차량(100)상의 특정 위치들에 장착되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예에서, 센서 유닛들(102 - 110)은 차량(100) 상의 다른 곳에, 차량(100)의 내부 또는 외부 중 어느 하나에 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 1a는 센서 유닛(108)이 차량(100)의 리어 뷰 미러(rear-view mirror)에 장착되어 있는 것을 도시하지만, 센서 유닛(108)은 대안적으로 차량(100)의 우측면을 따라 있는 또 다른 위치에 위치될 수 있다. 게다가, 5개의 센서 유닛이 도시되어 있지만, 일부 실시예에서, 더 많은 또는 더 적은 센서 유닛들이 차량(100)에 포함될 수 있다. 그러나, 예를 들기 위해서, 센서 유닛들(102-110)은 도 1a에 도시된 대로 위치된다.
일부 실시예에서, 센서 유닛들(102 - 110) 중 하나 이상은 센서들이 이동가능하게 그 상에 장착될 수 있는 하나 이상의 이동가능 마운트(movable mount)를 포함할 수 있다. 이동가능 마운트는, 예를 들어, 회전 플랫폼(rotating platform)을 포함할 수 있다. 회전 플랫폼상에 장착된 센서들은, 센서들이 차량(100) 주변의 다양한 방향들로부터 정보를 획득할 수 있도록 회전될 수 있다. 예를 들어, 센서 유닛(102)의 LIDAR는 회전 플랫폼을 상이한 방향으로 액추에이트(actuate)시키는 것 등에 의해 조정될 수 있는 뷰 방향을 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이동가능 마운트는 틸팅 플랫폼(tilting platform)을 포함할 수 있다. 틸팅 플랫폼상에 장착된 센서들은, 센서들이 다양한 각도로부터 정보를 획득할 수 있도록, 주어진 각도 및/또는 방위각 범위 내에서 틸팅될 수 있다. 이동가능 마운트는 다른 형태들도 취할 수 있다.
게다가, 일부 실시예에서, 센서 유닛들(102 - 110) 중 하나 이상은 센서들 및/또는 이동가능 마운트들을 이동시킴으로써 센서 유닛 내의 센서들의 위치 및/또는 배향을 조정하도록 구성된 하나 이상의 액추에이터를 포함할 수 있다. 예시적 액추에이터들은 모터들, 공압 액추에이터(pneumatic actuator)들, 유압 피스톤(hydraulic piston)들, 릴레이들, 솔레노이드들, 및 압전 액추에이터들을 포함한다. 다른 액추에이터들도 가능하다.
도시된 바와 같이, 차량(100)은 차량으로 하여금 주행 면(driving surface)을 따라 주행(travel)하게 하기 위해 회전하도록 구성된 바퀴(112)와 같은 하나 이상의 바퀴를 포함한다. 일부 실시예에서, 바퀴(112)는 바퀴(112)의 테두리(rim)에 결합된 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 추가하여 또는 그 대신에, 하나 이상의 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도 1b는 도 1a에 도시된 차량(100)의 상부 측면에 위치된 센서 유닛(102)의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 센서 유닛(102)은 제1 LIDAR(120), 제2 LIDAR(122), 분할 구조물(dividing structure)(124), 및 광 필터(126)를 포함한다. 앞서 유의한 바와 같이, 센서 유닛(102) 추가적으로 또는 대안적으로 도 1b에 도시된 것들과는 다른 센서들을 포함할 수 있다. 그러나, 예를 들기 위해서, 센서 유닛(102)은 도 1b에 도시된 컴포넌트를 포함한다.
일부 예에서, 제1 LIDAR(120)는, 예를 들어, 하나 이상의 광 펄스를 방출하고 차량의 환경 내의 물체들에서 반사된 광 펄스들을 검출하면서, 축(예컨대, 수직 축 등)을 중심으로 회전함으로써 차량(100) 주변의 환경을 스캔하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 LIDAR(120)는 환경 내의 물체들의 운동을 신속하게 검출하기에 충분히 높은 리프레시 레이트로 환경을 스캔할 수 있기 위해 축을 중심으로 반복하여 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 LIDAR(120)는 10Hz의 리프레시 레이트를 가질 수 있고(예컨대, 제1 LIDAR(120)의 초당 10회의 완전 회전), 그에 의해 매초마다 10회씩 차량 주변의 360°FOV(field-of-view)를 스캔한다. 이 프로세스를 통해, 예를 들어, 제1 LIDAR(120)로부터의 데이터에 기초하여 주변 환경의 3D 맵이 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 LIDAR(120)는 905 nm의 파장을 갖는 64개의 레이저 빔을 방출하는 복수의 광원을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 제1 LIDAR(120)로부터의 데이터에 기초하여 결정된 3D 맵은 0.2°(수평) x 0.3°(수직) 각도 분해능을 가질 수 있고, 제1 LIDAR(120)는 환경의 360°(수평) x 20°(수직) FOV를 가질 수 있다. 이 실시예에서, 3D 맵은, 예를 들어, 차량(100)으로부터 100 미터의 중간 범위 내에 있는 물체들을 검출 또는 식별하기에 충분한 분해능을 가질 수 있다. 그러나, 다른 구성들(예컨대, 광원들의 개수, 각도 분해능, 파장, 범위 등)도 가능하다.
일부 실시예에서, 제2 LIDAR(122)는 차량(100) 주변 환경의 보다 좁은 FOV를 스캔하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 LIDAR(122)는 유사한 축을 중심으로 완전 회전 미만으로 (수평으로) 회전하도록 구성될 수 있다. 게다가, 일부 예에서, 제2 LIDAR(122)는 제1 LIDAR(120)보다 더 낮은 리프레시 레이트를 가질 수 있다. 이 프로세스를 통해, 차량(100)은 제2 LIDAR(122)로부터의 데이터를 사용하여 환경의 보다 좁은 FOV의 3D 맵을 결정할 수 있다. 3D 맵은, 이 경우에, 제1 LIDAR(120)로부터의 데이터에 기초하여 결정된 대응하는 3D 맵보다 더 높은 각도 분해능을 가질 수 있고, 따라서 제1 LIDAR(120)의 중간 거리 범위보다 더 멀리 있는 물체들의 검출/식별은 물론이고, 중간 거리 범위 내에 있는 더 작은 물체들의 식별을 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 LIDAR(122)는 8°(수평) x 15°(수직)의 FOV, 4Hz의 리프레시 레이트를 가질 수 있고, 1550 nm의 파장을 갖는 하나의 좁은 빔을 방출할 수 있다. 이 실시예에서, 제2 LIDAR(122)로부터의 데이터에 기초하여 결정된 3D 맵은 0.1°(수평) x 0.03°(수직)의 각도 분해능을 가질 수 있고, 그에 의해 차량(100)으로부터 300 미터의 장거리 내에 있는 물체들의 검출/식별을 가능하게 한다. 그러나, 다른 구성들(예컨대, 광원들의 개수, 각도 분해능, 파장, 범위 등)도 가능하다.
일부 예에서, 차량(100)은 제2 LIDAR(122)의 뷰 방향을 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 LIDAR(122)가 좁은 수평 FOV(예컨대, 8도)를 갖지만, 제2 LIDAR(122)는 제2 LIDAR(122)의 뷰 방향을 도 1b에 도시된 방향 이외의 방향들로 조정하는 것을 가능하게 하는 스테퍼 모터(도시되지 않음)에 장착될 수 있다. 따라서, 일부 예에서, 제2 LIDAR(122)는 차량(100)으로부터의 임의의 뷰 방향을 따라 좁은 FOV를 스캔하도록 조향 가능할 수 있다.
제1 LIDAR(120) 및 제2 LIDAR(122)의 구조, 동작, 및 기능성은 본 명세서에서의 예시적 실시예들 내에서 더 상세히 기술된다.
분할 구조물(124)은 제1 LIDAR(120)를 지지하는 데 및/또는 제1 LIDAR(120)를 제2 LIDAR(122)로부터 광학적으로 격리시키는 데 적절한 임의의 고체 재료로 형성될 수 있다. 예시적 재료들은, 무엇보다도, 금속들, 플라스틱들, 발포체(foam)를 포함할 수 있다.
광 필터(126)는 파장 범위 내의 파장들을 갖는 광에 대해 실질적으로 투명하고 상기 파장 범위 밖의 파장들을 갖는 광에 대해 실질적으로 불투명한 임의의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 광 필터(126)는 제1 LIDAR(120)의 제1 파장(예컨대, 905nm) 및 제2 LIDAR(122)의 제2 파장(예컨대, 1550nm)을 갖는 광이 광 필터(126)를 통해 전파될 수 있게 할 수 있다. 도시된 바와 같이, 광 필터(126)는 제1 LIDAR(120) 및 제2 LIDAR(122)를 둘러싸도록 그 모양이 형성된다. 이와 같이, 일부 예에서, 광 필터(126)는 또한, 무엇보다도, 먼지의 축적 또는 공기 중의 파편(airborne debris)과의 충돌과 같은, 제1 LIDAR(120) 및 제2 LIDAR(122)에 대한 환경 손상을 방지하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 광 필터(126)는 광 필터(126)를 통해 전파되는 가시 광을 감소시키도록 구성될 수 있다. 다음으로, 광 필터(126)는 제1 LIDAR(120) 및 제2 LIDAR(122)를 둘러싸는 것에 의해 차량(100)의 미적 외관을 향상시키면서, 예를 들어, 외부 관찰자의 관점에서 센서 유닛(102)의 컴포넌트들의 가시성(visibility)을 감소시킬 수 있다. 다른 예에서, 광 필터(126)는 가시 광은 물론이고 제1 LIDAR(120) 및 제2 LIDAR(122)로부터의 광을 허용하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 광 필터(126)의 부분들은 상이한 파장 범위들이 광 필터(126)를 통해 전파될 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 분할 구조물(124) 위에 있는 광 필터(126)의 상부 부분은 제1 LIDAR(120)의 제1 파장을 포함하는 제1 파장 범위 내에서의 광의 전파를 허용하도록 구성될 수 있다. 게다가, 예를 들어, 분할 구조물(124) 아래에 있는 광 필터(126)의 하부 부분은 제2 LIDAR(122)의 제2 파장을 포함하는 제2 파장 범위 내에서의 광의 전파를 허용하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 광 필터(126)와 연관된 파장 범위는 제1 LIDAR(120)의 제1 파장 및 제2 LIDAR(122)의 제2 파장 둘 다를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도시된 바와 같이, 광 필터(126)는 돔 형상을 가지며 제1 LIDAR(120) 및 제2 LIDAR(122)에 대해 돔 형상 하우징을 제공한다. 예를 들어, 돔 형상 하우징(예를 들어, 광 필터(126))은 제1 LIDAR(120)와 제2 LIDAR(122) 사이에 위치되는 분할 구조물(124)을 포함할 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 제1 LIDAR(120)는 돔 형상 하우징 내에 배치될 수 있다. 또한, 이 실시예에서, 제2 LIDAR(122)는 또한 돔 형상 하우징 내에 배치될 수 있고, 도 1b에 도시된 바와 같이 제1 LIDAR(120)와 차량(100)의 상부 측면 사이에 위치될 수 있다.
도 1c는 도 1a에 도시된 차량(100)의 전방 측면에 위치된 센서 유닛(104)의 사시도이다. 일부 예에서, 센서 유닛들(106, 108 및(110))은 도 1c에 예시된 센서 유닛(104)과 유사하게 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 센서 유닛(104)은 제3 LIDAR(130) 및 광 필터(132)를 포함한다. 앞서 유의한 바와 같이, 센서 유닛(104) 추가적으로 또는 대안적으로 도 1c에 도시된 것들 이외의 다른 센서를 포함할 수 있다. 그러나, 예를 들기 위해서, 센서 유닛(104)은 도 1c에 도시된 컴포넌트들을 포함한다.
제3 LIDAR(130)는, 제3 LIDAR(130)가 위치되는 차량(100)의 주어진 측면(즉, 전방 측면)으로부터 멀어지며 연장되는 차량(100) 주변의 환경의 FOV를 스캔하도록 구성될 수 있다. 따라서, 일부 예에서, 제3 LIDAR(130)는 제3 LIDAR(130)의 위치 설정(positioning)으로 인해 제2 LIDAR(122)보다 더 넓은 FOV에 걸쳐 그러나 제1 LIDAR(120)의 360도 FOV보다 작은 것에 걸쳐 (예컨대, 수평으로) 회전하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제3 LIDAR(130)는 270°(수평) x 110°(수직)의 FOV, 4Hz의 리프레시 레이트를 가질 수 있고, 905 nm의 파장을 갖는 하나의 레이저 빔을 방출할 수 있다. 이 실시예에서, 제3 LIDAR(130)로부터의 데이터에 기초하여 결정된 3D 맵은 1.2°(수평) x 0.2°(수직)의 각도 분해능을 가질 수 있고, 그에 의해 차량(100)으로부터 30 미터의 단거리 내에 있는 물체들의 검출/식별을 가능하게 한다. 그러나, 다른 구성들(예컨대, 광원들의 개수, 각도 분해능, 파장, 범위 등)도 가능하다. 제3 LIDAR(130)의 구조, 동작, 및 기능성은 본 개시의 예시적 실시예들 내에서 보다 상세히 기술된다.
광 필터(132)는 도 1b의 광 필터(126)와 유사할 수 있다. 예를 들어, 광 필터(132)는 제3 LIDAR(130)를 둘러싸도록 그 모양이 형성될 수 있다. 게다가, 예를 들어, 광 필터(132)는 제3 LIDAR(130)로부터의 광의 파장을 포함하는 파장 범위 내의 광이 광 필터(132)를 통해 전파될 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 광 필터(132)는 광 필터(132)를 통해 전파되는 가시 광을 감소시키도록 구성될 수 있으며, 그에 의해 차량(100)의 미적 외관을 개선시킨다.
도 1d와 1e는 예시적 실시예에 따라, 주변 환경을 스캔하는 도 1a에 도시된 차량(100)을 예시한다.
도 1d는 차량(100)이 표면(140) 상에서 동작하는 시나리오를 예시하고 있다. 표면(140)은, 예를 들어, 도로 또는 고속도로와 같은 주행 표면, 또는 임의의 다른 표면일 수 있다. 도 1d에서, 화살표들(142, 144, 146, 148, 150, 152)은 제각기 LIDAR의 수직 FOV의 양단에서 센서 유닛들(102 및(104))의 다양한 LIDAR들에 의해 방출된 광 펄스들을 예시하고 있다.
예로서, 화살표들(142 및 144)은 도 1b의 제1 LIDAR(120)에 의해 방출된 광 펄스들을 예시하고 있다. 이 예에서, 제1 LIDAR(120)는 화살표들(142 및 144) 사이의 환경의 영역에 일련의 펄스들을 방출할 수 있고, 해당 영역에 있는 물체들을 검출 및/또는 식별하기 위해 해당 영역으로부터 반사 광 펄스들을 수신할 수 있다. 센서 유닛(102)의 제1 LIDAR(120)(도시되지 않음)를 차량(100)의 상부 측면에 위치시키는 것으로 인해, 제1 LIDAR(120)의 수직 FOV는 도 1d에 예시된 바와 같이 차량(100)(예컨대, 지붕 등)의 구조에 의해 제한된다. 그러나, 센서 유닛(102) 내의 제1 LIDAR(120)를 차량(100)의 상부 측면에 위치시키는 것은 제1 LIDAR(120)가 실질적으로 수직인 축(170)을 중심으로 회전함으로써 차량(100) 주변의 모든 방향들을 스캔할 수 있게 한다. 이와 유사하게, 예를 들어, 화살표들(146 및(148))은 제2 LIDAR(122)의 수직 FOV의 양단에서 도 1b의 제2 LIDAR(122)에 의해 방출된 광 펄스들을 예시하고 있다. 게다가, 제2 LIDAR(122)는 또한 논의에 따라 제2 LIDAR(122)의 뷰 방향을 차량(100) 주변의 임의의 방향으로 조정하도록 조향 가능할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 LIDAR(120)의 수직 FOV(예컨대, 화살표(142)와 화살표(144) 사이의 각도)는 20°이고, 제2 LIDAR(122)의 수직 FOV는 15°(예컨대, 화살표(146)와 화살표(148) 사이의 각도)이다. 그렇지만, 예를 들어, 차량(100)의 구조 또는 제각기 LIDAR들의 구성과 같은 요인들에 좌우되어 다른 수직 FOV들도 가능하다.
도 1d에 도시된 바와 같이, 센서 유닛(102)(제1 LIDAR(120) 및/또는 제2 LIDAR(122)를 포함함)은 (예컨대, 회전하는 것 등에 의해) 차량(100) 주변의 임의의 방향에서 차량(100)의 환경에서 물체들에 대해 스캔할 수 있지만, 차량(100)에 매우 근접해 있는 물체들에 대해 환경을 스캔하는 데는 덜 적절할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 차량(100)으로부터 거리(154) 내에 있는 물체들은, 이러한 물체들의 위치들이 화살표들(142 및 144)로 예시된 광 펄스들 사이의 영역 밖에 있는 것으로 인해, 센서 유닛(102)의 제1 LIDAR(120)에 의해 검출되지 않을 수 있거나 부분적으로만 검출될 수 있다. 이와 유사하게, 거리(156) 내에 있는 물체들이 또한 센서 유닛(102)의 제2 LIDAR(122)에 의해 검출되지 않을 수 있거나 부분적으로만 검출될 수 있다.
그에 따라, 센서 유닛(104)의 제3 LIDAR(130)(도시되지 않음)는 차량(100)에 가까운 물체들에 대해 환경을 스캔하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서 유닛(104)을 차량(100)의 전방 측면에 위치시키는 것으로 인해, 제3 LIDAR(130)는, 적어도 차량(100)의 전방 측면으로부터 멀어지며 연장되는 환경의 부분에 대해, 차량(100)으로부터 거리(154) 및/또는 거리(156) 내의 물체들에 대해 환경을 스캔하는 데 적절할 수 있다. 도시된 바와 같이, 예를 들어, 화살표들(150 및 152)은 제3 LIDAR(130)의 수직 FOV의 양단에서 제3 LIDAR(130)에 의해 방출된 광 펄스들을 예시하고 있다. 따라서, 예를 들어, 센서 유닛(104)의 제3 LIDAR(130)는, 차량(100)에 가까운 물체들을 비롯하여, 화살표(150)와 화살표(152) 사이의 환경 부분을 스캔하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제3 LIDAR(130)의 수직 FOV는 110°(예컨대, 화살표(150)와 화살표(152) 사이의 각도)이다. 그러나, 다른 수직 FOV들도 가능하다.
도 1d에 도시된 다양한 화살표들(142 - 152) 사이의 각도들이 일정한 축척으로 되어 있지 않으며 예시를 위한 것에 불과하다는 것에 유의해야 한다. 따라서, 일부 예에서, 다양한 LIDAR들의 수직 FOV들이 마찬가지로 달라질 수 있다.
도 1e는 차량(100)이 주변 환경을 스캔하고 있는 시나리오에서의 차량(100)의 평면도를 예시하고 있다. 이상의 논의에 따르면, 차량(100)의 다양한 LIDAR들 각각은 그 제각기의 리프레시 레이트, FOV, 또는 임의의 다른 요인에 따라 특정 분해능을 가질 수 있다. 다음으로, 다양한 LIDAR들은 차량(100)으로부터 제각기 거리 범위 내에 있는 물체들의 검출 및/또는 식별에 적절할 수 있다.
도 1e에 도시된 바와 같이, 컨투어(contour)들(160, 162)은, 센서 유닛(102)의 제1 LIDAR(120)로부터의 데이터에 기초하여 물체들이 검출/식별될 수 있는, 차량(100)으로부터의 예시적 거리 범위를 예시하고 있다. 예시된 바와 같이, 예를 들어, 센서 유닛(102)을 차량(100)의 상부 측면 상에 위치시키는 것으로 인해 컨투어(160) 내에 있는 가까운 물체들이 제대로 검출 및/또는 식별되지 않을 수 있다. 그러나, 예를 들어, 컨투어(160) 밖에 그리고 컨투어(162)에 의해 정의된 중간 거리 범위(예컨대, 100m 등) 내에 있는 물체들은 제1 LIDAR(120)로부터의 데이터를 사용하여 제대로 검출/식별될 수 있다. 게다가, 도시된 바와 같이, 제1 LIDAR(120)의 수평 FOV는 차량(100) 주변의 모든 방향들로 360°에 걸쳐 있을 수 있다.
게다가, 도 1e에 도시된 바와 같이, 컨투어(164)는 물체들이 센서 유닛(102)의 제2 LIDAR(122)로부터의 보다 높은 분해능의 데이터를 사용하여 검출 및/또는 식별될 수 있는 환경의 영역을 예시하고 있다. 도시된 바와 같이, 컨투어(164)는, 예를 들어, 장거리 범위(예컨대, 300 미터 등) 내에 있는, 차량(100)으로부터 더 멀리 떨어져 있는 물체들을 포함한다. 컨투어(164)가 제2 LIDAR(122)의 (수평으로) 보다 좁은 FOV를 나타내고 있지만, 일부 예에서, 차량(100)은 제2 LIDAR(122)의 뷰 방향을 도 1e에 도시된 것 이외의 임의의 다른 방향으로 조정하도록 구성될 수 있다. 예로서, 차량(100)은 (예컨대, 컨투어(162) 내에서) 제1 LIDAR(120)로부터의 데이터를 사용하여 물체를 검출하고, 제2 LIDAR(122)의 뷰 방향을 물체를 포함하는 FOV로 조정하며, 이어서 제2 LIDAR(122)로부터의 보다 높은 분해능의 데이터를 사용하여 물체를 식별할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 LIDAR(122)의 수평 FOV는 8°일 수 있다.
게다가, 도 1e에 도시된 바와 같이, 컨투어(166)는 센서 유닛(104)의 제3 LIDAR(130)에 의해 스캔되는 환경의 영역을 예시하고 있다. 도시된 바와 같이, 컨투어(166)에 의해 예시된 영역은, 예를 들어, 제1 LIDAR(120) 및/또는 제2 LIDAR(124)에 의해 스캔되지 않을 수 있는 환경의 부분들을 포함한다. 게다가, 예를 들어, 제3 LIDAR(130)로부터의 데이터는 차량(100)으로부터 짧은 거리(예컨대, 30 미터 등) 내에 있는 물체들을 검출 및/또는 식별하기에 충분한 분해능을 갖는다.
앞서 설명된 범위들, 분해능들, 및 FOV들이 예시 목적을 위한 것에 불과하고, 차량(100)의 다양한 구성들에 따라 달라질 수 있다는 것에 유의해야 한다. 게다가, 도 1e에 도시된 컨투어들(160-166)은 일정한 축척으로 되어 있지 않지만 설명의 편의를 위해 도시된 바와 같이 예시되어 있다.
도 2는 예시적 실시예에 따른, 차량(200)의 간략화된 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 보다 많은, 보다 적은, 또는 상이한 시스템들을 포함할 수 있고, 각각의 시스템은 보다 많은, 보다 적은, 또는 상이한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 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), 에너지원(220), 변속기(222), 및 바퀴들/타이어들(224)을 포함한다.
엔진/모터(218)는 내연 기관(internal combustion engine), 전기 모터, 증기 기관(steam engine), 및 스털링 기관(stirling engine)의 임의의 조합일 수 있거나 이것들을 포함할 수 있다. 다른 모터들 및 기관들도 가능하다. 일부 실시예에서, 추진 시스템(202)은 다중 유형의 기관들 및/또는 모터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가솔린-전기 하이브리드 자동차는 가솔린 기관 및 전기 모터를 포함할 수 있다. 다른 예들도 가능하다.
에너지원(220)은 엔진/모터(218)에 전체적으로 또는 부분적으로 동력을 공급하는 에너지의 공급원일 수 있다. 즉, 엔진/모터(218)는 에너지원(220)을 기계적 에너지로 변환하도록 구성될 수 있다. 에너지원들(220)의 예들은 가솔린, 디젤, 프로판, 다른 압축 가스 기반 연료들, 에탄올, 태양광 패널들, 배터리들, 및 다른 전력 공급원들을 포함한다. 에너지원(들)(220)은, 추가적으로 또는 대안적으로, 연료 탱크들, 배터리들, 커패시터들, 및/또는 플라이휠들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 에너지원(220)은 차량(200)의 다른 시스템들에게 마찬가지로 에너지를 제공할 수 있다.
변속기(222)는 기계적 동력을 엔진/모터(218)로부터 바퀴들/타이어들(224)에 전달하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 변속기(222)는 기어박스, 클러치, 차동 장치, 구동축(drive shaft)들, 및/또는 다른 요소들을 포함할 수 있다. 변속기(222)가 구동축들을 포함하는 실시예들에서, 구동축들은 바퀴들/타이어들(224)에 결합되도록 구성된 하나 이상의 차축(axle)을 포함할 수 있다.
차량(200)의 바퀴들/타이어들(224)은, 외발 자전거, 자전거/모터사이클, 세발자전거, 또는 자동차/트럭 사륜 형식을 비롯한, 다양한 형식들로 구성될 수 있다. 6개 이상의 바퀴를 포함하는 것들과 같은, 다른 바퀴/타이어 형식들도 가능하다. 어느 경우든지, 바퀴들/타이어들(224)은 다른 바퀴들/타이어들(224)에 대해 차동적으로 회전하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 바퀴들/타이어들(224)은 변속기(222)에 고정되게 부착된 적어도 하나의 바퀴 및 주행 표면과 접촉할 수 있는 바퀴의 테두리에 결합된 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)이 위치되는 환경에 관한 정보를 검출하도록 구성된 다수의 센서는 물론이고, 센서들의 위치 및/또는 배향을 수정하도록 구성된 하나 이상의 액추에이터(236)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 센서 시스템(204)의 센서들은 GPS(Global Positioning System)(226), IMU(inertial measurement unit)(228), RADAR 유닛(230), 레이저 거리측정기 및/또는 LIDAR 유닛(232), 그리고 카메라(234)를 포함한다. 센서 시스템(204)은, 예를 들어 차량(200)의 내부 시스템들을 모니터링하는 센서들(예를 들어, O2 모니터, 연료 게이지, 엔진 오일 온도 등)을 포함하여 추가적인 센서들도 마찬가지로 포함할 수 있다. 게다가, 센서 시스템(204)은 다중 LIDAR를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 센서 시스템(204)은, 각각이 제각기 위치(예컨대, 상부 측면, 하부 측면, 전방 측면, 후방 측면, 우측면, 좌측면 등)에서 차량에 장착된 다중 센서 유닛으로서 구현될 수 있다. 다른 센서들도 가능하다.
GPS(226)는 차량(200)의 지리적 위치를 추정하도록 구성된 임의의 센서(예컨대, 위치 센서)일 수 있다. 이를 위해, GPS(226)는 지구에 대한 차량(200)의 위치를 추정하도록 구성된 송수신기를 포함할 수 있다. GPS(226)는 다른 형태들도 취할 수 있다.
IMU(228)는 관성 가속도에 기초하여 차량(200)의 위치 및 배향 변화들을 검출하도록 구성된 센서들의 임의의 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 센서들의 조합은, 예를 들어, 가속도계들 및 자이로스코프들을 포함할 수 있다. 센서들의 다른 조합들도 가능하다.
RADAR 유닛(230)은 무선 신호들을 사용하여 차량(200)이 위치되는 환경 내의 물체들을 검출하도록 구성된 임의의 센서일 수 있다. 일부 실시예에서, 물체들을 감지하는 것 외에, RADAR 유닛(230)은, 추가적으로, 물체들의 속력 및/또는 방향(heading)을 검출하도록 구성될 수 있다.
이와 유사하게, 레이저 거리측정기 또는 LIDAR 유닛(232)은 레이저들을 사용하여 차량(200)이 위치되는 환경 내의 물체들을 검출하도록 구성된 임의의 센서일 수 있다. 특정하게는, 레이저 거리측정기 또는 LIDAR 유닛(232)은 레이저를 방출하도록 구성된 레이저 광원 및/또는 레이저 스캐너 그리고 레이저의 반사들을 검출하도록 구성된 검출기를 포함할 수 있다. 레이저 거리측정기 또는 LIDAR(232)는 코히런트(coherent)(예컨대, 헤테로다인 검출(heterodyne detection)을 사용함) 또는 비코히런트(incoherent) 검출 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, LIDAR 유닛(232)은 각각이 차량(200) 주변의 환경의 특정 영역을 스캔하는 데 적절한 고유의 위치 및/또는 구성을 갖는 다중 LIDAR를 포함할 수 있다.
카메라(234)는 차량(200)이 위치되는 환경의 영상들을 포착하도록 구성된 임의의 카메라(예컨대, 스틸 카메라, 비디오 카메라 등)일 수 있다. 이를 위해, 카메라는 앞서 설명된 형태들 중 임의의 것을 취할 수 있다. 센서 시스템(204)은, 추가적으로 또는 대안적으로, 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
제어 시스템(206)은 차량(200) 및 그의 컴포넌트들의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 제어 시스템(206)은 조향 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.
조향 유닛(238)은 차량(200)의 방향을 조정하도록 구성된 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 스로틀(240)은 엔진/모터(218)의 동작 속도 그리고 다음으로 차량(200)의 속도를 제어하도록 구성된 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 브레이크 유닛(242)은 차량(200)을 감속시키도록 구성된 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 브레이크 유닛(242)은 바퀴들/타이어들(224)을 저속으로 하기 위해 마찰을 사용할 수 있다. 또 다른 예로서, 브레이크 유닛(242)은 바퀴들/타이어들(224)의 운동 에너지를 전류로 변환할 수 있다. 브레이크 유닛(242)은 다른 형태들도 취할 수 있다.
센서 융합 알고리즘(244)은 센서 시스템(204)으로부터의 데이터를 입력으로서 받도록 구성된 알고리즘(또는 알고리즘을 저장하는 컴퓨터 프로그램 제품)일 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 센서 시스템(204)의 센서들에서 검출된 정보를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(244)은, 예를 들어, 칼만 필터(Kalman filter), 베이지안 네트워크(Bayesian network), 본 명세서에서의 방법들의 기능들 중 일부에 대한 알고리즘, 또는 임의의 다른 알고리즘을 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(244)은, 예를 들어, 차량(100)이 위치되는 환경 내의 개개의 물체들 및/또는 특징부들의 평가들, 특정 상황들의 평가들, 및/또는 특정 상황들에 기초한 가능한 영향들의 평가들을 비롯한, 센서 시스템(204)으로부터의 데이터에 기초한 다양한 평가들을 제공하도록 추가로 구성될 수 있다. 다른 평가들도 가능하다.
컴퓨터 비전 시스템(246)은, 예를 들어, 교통 흐름 신호들 및 장애물들을 비롯한, 차량(200)이 위치되는 환경 내의 물체들 및/또는 특징부들을 식별하기 위해 카메라(234)에 의해 포착된 영상들을 처리 및 분석하도록 구성된 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 실시예에서, 컴퓨터 비전 시스템(246)은 환경의 지도를 제작하고, 물체들을 추적하며, 물체들의 속도를 추정하고, 등등의 것을 하도록 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 동작하고 있는 동안 동적으로 주행 경로를 업데이트하도록 추가적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 내비게이션 및 경로지정 시스템(248)은, 차량(200)에 대한 주행 경로를 결정하기 위해서, 센서 융합 알고리즘(244), GPS(226), LIDAR 유닛(232), 및 하나 이상의 미리 결정된 맵으로부터의 데이터를 통합하도록 구성될 수 있다.
장애물 회피 시스템(250)은 차량(200)이 위치되는 환경 내의 장애물들을 식별, 평가, 그리고 회피 또는 다른 방식으로 빠져나가도록 구성된 임의의 시스템일 수 있다. 제어 시스템(206)은, 추가적으로 또는 대안적으로, 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
주변기기들(208)은 차량(200)이 외부 센서들, 다른 차량들, 외부 컴퓨팅 디바이스들, 및/또는 사용자와 상호작용할 수 있게 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, 센서들, 또는 다른 엔티티들에 무선으로 결합하도록 구성된 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 안테나 및 칩셋을 포함할 수 있다. 칩셋 또는 무선 통신 시스템(252)은 일반적으로, 무엇보다도, 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 유형의 무선 통신(예컨대, 프로토콜들)에 따라 통신하도록 구성될 수 있다. 무선 통신 시스템(252)은 다른 형태들도 취할 수 있다.
터치스크린(254)은 차량(200)에 명령들을 입력하기 위해 사용자에 의해 사용될 수 있다. 이를 위해, 터치스크린(254)은, 무엇보다도, 용량성 감지, 저항 감지, 또는 표면 탄성파 프로세스를 통해 사용자의 손가락의 위치 및 움직임 중 적어도 하나를 감지하도록 구성될 수 있다. 터치스크린(254)은 터치스크린 표면에 평행한 또는 그에 대해 평면인 방향으로의, 터치스크린 표면에 수직인 방향으로의, 또는 둘 다로의 손가락 움직임을 감지할 수 있고, 또한 터치스크린 표면에 가해지는 압력 레벨을 감지할 수 있다. 터치스크린(254)은 하나 이상의 반투명 또는 투명 절연층 및 하나 이상의 반투명 또는 투명 전도층으로 형성될 수 있다. 터치스크린(254)은 다른 형태들도 취할 수 있다.
마이크로폰(256)은 차량(200)의 사용자로부터 오디오(예컨대, 음성 명령 또는 다른 오디오 입력)를 수신하도록 구성될 수 있다. 이와 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 이상에게 데이터를 송신하고, 그들로부터 데이터를 수신하며, 그들과 상호작용하고, 및/또는 그들을 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.
일 예에서, 컴퓨터 시스템(210)은 연료 효율을 개선하기 위해 변속기(222)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(210)은 카메라(234)로 하여금 환경의 영상들을 포착하게 하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(210)은 센서 융합 알고리즘(244)에 대응하는 명령어들을 저장하고 실행하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(210)은 LIDAR 유닛(232)을 사용하여 차량(200) 주변의 환경의 3D 표현을 결정하기 위한 명령어들을 저장하고 실행하도록 구성될 수 있다. 다른 예들도 가능하다.
도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(210)은 프로세서(212) 및 데이터 저장소(214)를 포함한다. 프로세서(212)는 하나 이상의 범용 프로세서 및/또는 하나 이상의 특수 목적 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(212)가 둘 이상의 프로세서를 포함하는 한, 이러한 프로세서들은 개별적으로 또는 조합하여 작업할 수 있다. 데이터 저장소(214)는, 다음으로, 광학, 자기, 및/또는 유기 저장소와 같은, 하나 이상의 휘발성 및/또는 하나 이상의 비휘발성 저장 컴포넌트를 포함할 수 있고, 데이터 저장소(214)는 프로세서(212)와 전체적으로 또는 부분적으로 통합될 수 있다.
일부 실시예에서, 데이터 저장소(214)는 다양한 차량 기능들(예컨대, 방법(500-700))을 실행하기 위해 프로세서(212)에 의해 실행 가능한 명령어들(216)(예컨대, 프로그램 로직)을 포함할 수 있다. 데이터 저장소(214)는 추진 시스템(202), 센서 시스템(204), 제어 시스템(206), 및/또는 주변기기들(208) 중 하나 이상에게 데이터를 송신하고, 그들로부터 데이터를 수신하며, 그들과 상호작용하고, 및/또는 그들을 제어하는 명령어들을 비롯한, 부가 명령어들도 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(210)은, 추가적으로 또는 대안적으로, 도시된 것들 이외의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 차량(200)은 차량(200)의 컴포넌트들 중 일부 또는 전부에 전력을 제공하도록 구성될 수 있는 전원(260)을 추가로 포함한다. 이를 위해, 전원(260)은, 예를 들어, 재충전가능 리튬 이온 또는 납 축전(lead-acid) 배터리를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 배터리 뱅크(banks of batteries)가 전력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 다른 전원 재료들 및 구성들도 가능하다. 일부 실시예에서, 일부 순수 전기 자동차(all-electric car)들에서와 같이, 전원(260)와 에너지원(220)이 하나의 컴포넌트로서 함께 구현될 수 있다.
일부 실시예에서, 차량(200)은 도시된 것들에 추가하여 또는 그 대신에 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(200)은 하나 이상의 부가 인터페이스 및/또는 전원을 포함할 수 있다. 다른 추가적 컴포넌트들도 가능하다. 이러한 실시예들에서, 데이터 저장소(214)는 추가적 컴포넌트들을 제어하고 및/또는 그들과 통신하기 위해 프로세서(212)에 의해 실행 가능한 명령어들을 추가로 포함할 수 있다.
게다가, 컴포넌트들 및 시스템들 각각이 차량(200)에 통합되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예에서, 하나 이상의 컴포넌트 또는 시스템은 유선 또는 무선 연결을 사용하여 차량(200) 상에 분리가능하게 장착되거나 다른 방식으로 (기계적으로 또는 전기적으로) 차량에 연결될 수 있다. 차량(200)은 다른 형태를 취할 수도 있다.
일부 실시예에서, 앞서 유의한 바와 같이, 차량(200)은 무엇보다도 센서 시스템(204) 내의 센서들 중 하나 이상의 것 및/또는 주변기기들(208) 중 하나 이상의 것과 같은 하나 이상의 컴포넌트를 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1e를 다시 참조하면, 차량(100)은 센서 유닛들(102-110)의 제각기 센서들을 회전시킴으로써 컨투어(162-166)에 의해 예시된 환경의 부분들을 스캔한다. 유사하게, 일부 실시예에서 차량(200)은 다양한 컴포넌트의 방향을 조정하기 위해 제각기 회전 플랫폼들상에 그 다양한 컴포넌트 중 하나 이상을 장착할 수 있다.
예를 들어, 도 3은 예시적 실시예에 따라 LIDAR 디바이스(300)를 예시한다. 일부 예에서, LIDAR(300)는 도 1b의 LIDAR들(120-122), 도 1c의 LIDAR(130), LIDAR 유닛(232)의 LIDAR(들), 및/또는 예컨대 차량들(100, 200)과 같은 차량에 장착된 임의의 다른 LIDAR 디바이스에 유사할 수 있다. 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(300)는 하우징(310)과 렌즈(320)를 포함한다. 추가적으로, LIDAR 디바이스(300)에 의해 방출된 광 빔들(304)은 렌즈(320)로부터 LIDAR(300)의 뷰 방향을 따라 LIDAR 디바이스(300)의 환경을 향해서 전파되고, 환경 내의 하나 이상의 물체들로부터 반사 광(306)으로서 반사될 수 있다.
LIDAR 디바이스(310)에 포함된 하우징(310)은 LIDAR 디바이스(300)에 포함된 다양한 컴포넌트를 수용할 수 있다. 하우징(310)은 하우징(310)의 내부 공간에 포함된 LIDAR 디바이스(300)의 다양한 컴포넌트를 지지할 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(310)은, 다른 무엇보다도, 플라스틱 또는 금속과 같은 고체 재료로 형성될 수 있다.
일부 예에서, 하우징(310)은 실질적으로 원통 형상을 갖고 그리고 LIDAR 디바이스(300)의 축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(310)은 약 10 센티미터의 직경을 갖는 실질적으로 원통 형상을 가질 수 있다. 일부 예에서, 축은 실질적으로 수직이다. 다양한 컴포넌트를 포함하는 하우징(210)을 회전시키는 것에 의해, 일부 예에서, LIDAR 디바이스(300)의 환경의 360도 뷰의 3차원 맵이 LIDAR 디바이스(300)의 다양한 컴포넌트의 배열의 빈번한 재교정(recalibration) 없이 결정될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예에서, LIDAR 디바이스(300)는 360도 뷰보다 작은 환경의 일부분(예를 들어, 도 1e의 컨투어(164, 166)를 스캔하는 것을 허용하기 위해 완전한 회전 미만으로 회전하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예에서, LIDAR 디바이스(300)는 LIDAR 디바이스(300)의 FOV(field of view)를 제어하기 위해 하우징(310)의 회전축을 틸팅하도록 구성될 수 있다.
하우징(310)에 장착된 렌즈(320)는 방출된 광 빔(304)을 시준하고, 및/또는 LIDAR 디바이스(300)의 환경에서의 하나 이상의 물체로부터 LIDAR 디바이스(300)의 검출기들상으로 반사광(306)의 초점을 맞추는 것 둘 다를 하기 위한 굴절능(optical power)을 가질 수 있다. 일 예에서, 렌즈(320)는 약 120mm의 초점 거리(focal length)를 갖는다. 시준을 위한 송신 렌즈와 포커싱을 위한 수신 렌즈 대신에, 광(304-306)의 시준 및 수신 둘 다를 실행하기 위해 동일 렌즈(320)가 사용되는 일부 예에서, 크기, 비용, 및/또는 복잡성에 대한 이점이 제공될 수 있다.
LIDAR 디바이스(300)는 또한 로터 플랫폼(330)과 고정자 플랫폼(340)을 포함한다. LIDAR 디바이스(300)의 다양한 회전 컴포넌트, 예컨대 하우징(310) 내의 렌즈(320) 및 다른 컴포넌트와 같은 것들은 고정자 플랫폼(340)에 대하여 회전하는 해당 로터 플랫폼(330)상에 장착될 수 있어서 LIDAR 디바이스(300)를 둘러싸는 환경(360)의 360도 뷰(또는 그보다 작은 뷰)를 제공한다. 일 예에서, 고정자 플랫폼(340)은 차량(100)의 센서 유닛들(102-110)에 유사하게, 차량의 측면에 결합될 수 있고, 로터 플랫폼(330)은 차량 주변의 환경의 다양한 부분들(예를 들어, 도 1e의 컨투어(162-164)에 의해 예시된 환경의 부분들)을 스캔하기 위해 방출된 광(304)의 방향을 조절하도록 고정자 플랫폼(340)에 대하여 회전할 수 있다.
Ⅲ. 예시적 로터리 조인트 구성
예들 내에서, 로터리 조인트는 전기기계 시스템의 2개의 구조 사이의 통신 인터페이스로서 구성될 수 있는데, 여기서 2개의 구조 중 하나 또는 둘 다는 다른 구조에 대하여 회전하도록 구성된다. 이를 위해, 여기서의 일부 예시적 구현에서, 로터리 조인트의 일부분은 예시적 시스템의 어느 한 구조에 결합될 수 있고, 또 다른 부분은 예시적 시스템의 다른 구조에 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 3을 다시 참조하면, 예시적 로터리 조인트는, 로터리 조인트의 일부분은 로터 플랫폼(330)에 포함되고 로터리 조인트의 또 다른 부분은 고정자 플랫폼(340)에 포함되도록 로터 플랫폼(330)과 고정자 플랫폼(340) 사이의 인터페이스로서 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로는, 일부 예시적 구현에서, 로터리 조인트는 서로에 대하여 회전하는 2개의 구조 사이에 배열된 구조 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 2개의 로봇 링크를 결합하는 로봇 조인트를 포함하는 예시적 시스템에서, 로터리 조인트는 2개의 로봇 링크 사이의 신호 통신을 용이하게 하기 위해 로봇 조인트 내에 배치될 수 있다. 다른 예시적 구현이 위의 논의에 따라 마찬가지로 가능하다.
도 4는 예시적 실시예에 따른, 로터리 조인트를 포함하는 디바이스(400)의 단순 블록도이다. 일부 예에서, 디바이스(400)는 차량(100 및 200) 중 임의의 것과 같은 전기기계 시스템, 또는 위의 논의에 따른 임의의 다른 전기기계 시스템에 사용될 수 있다. 일부 예에서, 디바이스(400)는 LIDAR 디바이스들(120, 122, 130, 300) 및/또는 이동가능 컴포넌트를 포함하는 차량(100-200)의 컴포넌트들 중 임의의 것과 유사할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디바이스(400)는 액추에이터(410), 제1 플랫폼(430), 및 제2 플랫폼(440)을 포함한다.
액추에이터(410)는 차량(200)의 액추에이터(들)(236)와 유사할 수 있다. 일부 예에서, 액추에이터(410)는 제1 플랫폼(430)(또는 이것의 하나 이상의 컴포넌트) 및 제2 플랫폼(440)(또는 이것의 하나 이상의 컴포넌트) 사이에서의 상대적 회전을 야기하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 액추에이터(410)는 상대적 회전을 야기하기 위해 플랫폼들(430, 440)(또는 이것의 하나 이상의 컴포넌트) 중 하나 또는 둘 다에 결합될 수 있다.
제1 플랫폼(430)은 디바이스(300)의 로터 플랫폼(330) 및/또는 고정자 플랫폼(340)과 유사할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 플랫폼(430)은 센서(432), 제1 컨트롤러(434), 제1 프로브(436)를 포함한다. 일부 예에서, 제1 플랫폼(430)은 또한 제2 프로브(438)를 포함할 수 있다. 따라서, 일 예에서, 디바이스(300)의 로터 플랫폼(330)에 유사하게, 제1 플랫폼(430)은 센서(432)의 뷰 방향을 조정하기 위해 축을 중심으로 (예를 들어, 액추에이터(410), 기타 등등에 의해) 회전될 수 있다.
센서(432)는, 다른 무엇보다도, 차량(200)의 센서 시스템(204)의 하나 이상의 센서, 차량(100)에 포함된 센서들 중 하나 이상, 및/또는 디바이스(300)에 포함되는 센서(들)과 같은 임의의 센서를 포함할 수 있다.
제1 컨트롤러(434)는 제1 플랫폼(430)의 다양한 컴포넌트에 결합될 수 있고 다양한 컴포넌트 중 하나 이상을 작동시키기 위해 구성될 수 있다. 제1 컨트롤러(434)는 범용 프로세서, 특정 목적 프로세서, 데이터 저장소, 로직 회로, 및/또는 디바이스(400)의 하나 이상의 컴포넌트를 작동시키기 위해 구성된 임의의 다른 회로의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(200)의 컴퓨터 시스템(210)과 유사하게, 제1 컨트롤러(434)는 위의 논의에 따라 센서(432) 및/또는 제1 프로브(436)를 작동시키기 위해 데이터 저장소(예를 들어, 데이터 저장소(214)와 유사함)에 저장된 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 일 예에서, 제1 컨트롤러(434)는 센서(432)로부터 데이터를 수신하고 데이터를 나타낸 변조된 전기 신호를 제1 프로브(436)에게 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 데이터는 센서(432)에 의한 디바이스(400)의 환경의 스캔, 센서(432)에 의해 검출된 사운드의 표현, 및/또는 센서(432)의 임의의 다른 센서 출력을 나타낼 수 있다.
제1 프로브(436)는 안테나, 송신기, 수신기, 송수신기, 및/또는 제2 플랫폼(440)을 향하여 무선 신호(402)를 변조하고 및/또는 방출하도록 구성된 임의의 다른 회로를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 제1 프로브(436)는 제2 플랫폼(440)으로부터 전파되는 무선 신호(404)를 수신하고 또한 수신된 무선 신호(404)를 나타내는 프로브 신호를 제1 컨트롤러(434)에 제공하도록 또한 구성될 수 있다. 일 예에서, 제1 프로브(436)에 의해 수신되는 무선 신호(404)는 센서(432) 및/또는 디바이스(400)의 임의의 다른 컴포넌트(예를 들어, 액추에이터(410) 등)를 작동시키기 위한 명령어들을 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 무선 신호(402와 404)는 EHF 대역 또는 그보다 높은(예를 들어, 3GHz보다 더 큰) 주파수를 갖는 RF(radio-frequency) 신호일 수 있다. 다른 실시예에서, 무선 신호(402와 404)는 임의의 다른 RF 주파수 또는 다른 주파수(예를 들어, 적외선 주파수 등)를 가질 수 있다.
위의 논의에 따라, 제1 플랫폼(430)은 제2 플랫폼(440)(또는 이것의 컴포넌트에)에 인접한 제1 측면(도시되지 않음)을 또한 포함할 수 있다. 무선 신호(402)는 제2 플랫폼(440)을 향하여 전파되는 RF 파(예를 들어, 제1 프로브(436) 기타 등등에 의해 방출된 것)와 연관될 수 있다. 또한, 일부 예에서, 제1 플랫폼(430)은 제1 프로브(436)와 유사한 제2 프로브(438)를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 프로브(438)는 제1 프로브(436)로부터 떨어진 적어도 임계값 거리에 위치될 수 있고, 그리고 제1 프로브(436)가 제2 플랫폼(440)상의 또 다른 프로브와 동시에 통신하고 있는 동안, 제2 플랫폼(440)상의 한 프로브와 통신하도록 구성될 수 있다. 그러므로, 이 실시예에서, 본 개시내용은 2개의 플랫폼(430과 440) 사이에서 동시에 다중 무선 링크를 허용할 수 있으며, 그로 인해 로터와 고정자 사이에서 하나의 무선 링크만을 확립할 수 있는 종래의 로터리 조인트를 넘어서는 추가의 향상을 제공한다.
제2 플랫폼(440)은 디바이스(300)의 로터 플랫폼(330) 및/또는 고정자 플랫폼(340)과 유사할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 플랫폼(440)은 제2 컨트롤러(444), 신호 조정기(446), 및 복수의 프로브(448)를 포함한다. 일부 예에서, 제2 플랫폼(440)은 또한 하나 이상의 배향 센서(442)를 포함할 수 있다. 배향 센서(442)는 다른 무엇보다도 인코더, 범위 센서, 기타 등등과 같은 임의의 배향 센서를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 디바이스(300)의 고정자 플랫폼(340)에 유사하게, 제2 플랫폼(440)은 제1 플랫폼(430)에 인접하여 위치될 수 있다. 따라서, 이 실시예에서, 프로브들(448) 중 하나 이상은 제1 플랫폼(430)의 프로브들(436, 438) 중 하나 이상과의 무선 통신에 사용될 수 있다.
제2 컨트롤러(444)는 제1 컨트롤러(434)와 유사하게, 프로세서, 로직 회로, 기타 등등의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 제1 컨트롤러(434)와 같이, 제2 컨트롤러(444)는 제2 프로브(446)에 결합될 수 있고 또한 제2 프로브(들)(448)에 의해 수신되는 무선 신호(402)를 나타내는 프로브 신호를 프로브들(448) 중 하나 이상으로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 제2 컨트롤러(444)는 프로브들(448)로부터 프로브 신호를 복조하고 또한 복조된 신호에 기초하여 센서(432)로부터의 데이터를 결정하도록 구성될 수 있다.
제1 프로브(436)와 같이, 프로브들(448) 각각은 안테나, 송신기, 수신기, 송수신기, 및/또는 임의의 다른 회로를 포함할 수 있다. 프로브(448)는 제1 플랫폼(430)으로부터 전파되는 무선 신호(402)를 수신하고 또한 수신된 무선 신호(402)를 나타내는 프로브 신호를 제2 컨트롤러(444)에게 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로브(들)(448)에 의해 수신되는 무선 신호(402)는 센서(432)로부터의 데이터를 나타낼 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예에서, 프로브(448)는 제1 플랫폼(430)을 향하여 내부적으로 전파하기 위해 무선 신호(404)를 변조하고 및/또는 방출하도록 또한 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로브(448)에 의해 방출된 신호(404)는 센서(432) 및/또는 디바이스(400)의 임의의 다른 컴포넌트(예를 들어, 액추에이터(410) 등)를 작동시키기 위한 명령어를 나타낼 수 있다.
위의 논의에 따라서, 신호 조정기(446)는, 제1 플랫폼의 프로브들(436 및/또는 438)과의 무선 통신을 위해 프로브들(448) 중 하나를 선택하도록 구성된 아날로그 회로, 디지털 회로, 프로세서, 기타 등등의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일 예에서, 프로브들(448)은 플랫폼(430)을 마주보는 플랫폼(440)의 측면을 따라 실질적으로 원형 배열로 배열될 수 있다. 이 예에서, 2개의 플랫폼이 (예를 들어, 액추에이터(410)에 의해) 서로에 대하여 회전함에 따라, 신호 조정기(446)는 프로브(436 및/또는 438)와 통신하기 위한 최고의 에어(air) 인터페이스 조건을 가지고 있는 프로브를 사용하기 위해 프로브들(448) 중에서 선택하거나 전환할 수 있다. 예를 들어, 프로브들(438) 중 선택된 프로브는 프로브(436)에 가장 가까운 프로브 및/또는 프로브(436)와 가장 정렬된 분극(polarization)을 갖는 프로브일 수 있다. 따라서, 제1 플랫폼(430)(또는 제2 플랫폼(440))이 회전함에 따라, 디바이스(400)는 이동 부분들 사이에서 강한 무선 통신 인터페이스를 계속해서 가질 수 있고, 따라서 높은 데이터 처리량이, 센서(432)로부터 제2 플랫폼(440)의 컨트롤러(444)로 데이터를 통신하는 데에, 그리고 제2 플랫폼(440)으로부터 제1 플랫폼(430)의 하나 이상의 컴포넌트 및 그 이상의 것으로 작동 명령어를 통신하는 데에 달성될 수 있다.
앞서 유의한 바와 같이, 제2 플랫폼(440)의 한 측면은 제1 플랫폼(430)의 인접한 측면으로부터 미리 결정된 거리에 위치될 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 프로브들(448) 중 하나 이상은 무선 신호(402 및/또는 404)를 포함하는 무선 통신 경로를 통해 프로브(436)(및/또는 438)와 통신할 수 있다.
일부 실시예에서, 디바이스(400)는 도시된 것들에 더하여 또는 그 대신에 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 플랫폼(430)은 스피커, 디스플레이, 또는 임의의 다른 컴포넌트(예를 들어, 차량(200)의 주변기기들(208))과 같은 하나 이상의 추가 컴포넌트를 포함할 수 있다. 다른 추가적 또는 대안적 컴포넌트가 마찬가지로 가능하다. 이러한 실시예에서, 컨트롤러들(434 및 444)은 이러한 컴포넌트들을 작동시키도록 및/또는 프로브들(436, 438 및 448)을 통해 이러한 컴포넌트들과 디바이스(400)의 다른 컴포넌트들(및 이를 넘어선 것) 사이의 통신을 용이하게 하도록 또한 구성될 수 있다.
게다가, 컴포넌트들 및 시스템들 각각은 디바이스(400)에 통합되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예에서, 하나 이상의 컴포넌트는 유선 또는 무선 접속을 사용하여 디바이스(400)상에 분리가능하게(removably) 장착되거나 다른 방식으로 (기계적으로 또는 전기적으로) 접속될 수 있다. 예를 들어, 제1 프로브(436)는 대안적으로 제1 플랫폼(430) 외부에 위치될 수 있고(예를 들어, 도 3의 로터 플랫폼(330)의 바닥에 기계적으로 배치될 수 있고), 또는 플랫폼들(430과 440)은 대안적으로 플랫폼들(430과 440) 사이의 미리 결정된 거리를 유지하는 임의의 다양한 배열로 배열될 수 있다. 디바이스(400)는 마찬가지로 다른 형태를 취할 수 있다. 게다가, 일부 실시예에서, 도 4에 도시된 컴포넌트들 중 일부는 조합될 수 있다. 예를 들어, 신호 조정기(446)는 위에서 설명된 기능들을 수행하도록 컨트롤러(444)에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어들로서 구현될 수 있다. 따라서, 이 예에서, 신호 조정기(446)와 컨트롤러(444)는 조합되어 하나의 컴포넌트가 될 수 있다. 다른 예들도 가능하다.
도 5a는 예시적 실시예에 따른, 디바이스(500)의 측면도를 예시한다. 디바이스(500)는 디바이스들(120, 122, 130, 300, 및/또는 400)과 유사할 수 있고, 다른 무엇보다도 차량들(100, 200)과 같은 전기기계 시스템과 함께 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 디바이스(500)는, 제각기 도 4의 플랫폼들(430과 440)과 유사한 플랫폼들(530과 540)을 포함한다. 게다가, 디바이스(400)에 유사하게, 디바이스(500)는 프로브(436)와 유사한 프로브(536), 및 프로브들(408)과 유사한 프로브들(510과 512)을 포함한다. 게다가, 디바이스(500)는 도 4의 조정기(446)와 유사한 신호 조정기(546)를 포함한다. 도 5에 도시되지는 않았지만, 일부 예에서, 디바이스(500)는 디바이스(400)의 컴포넌트들(예를 들어, 컨트롤러, 센서, 액추에이터, 등) 중 하나 이상과 같은 추가적 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
위의 논의에 따라서, 디바이스(500)는 전기기계 시스템의 이동가능 컴포넌트를 위한 통신 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 다시 도 3을 참조하면, 제1 플랫폼(530)은 로터 플랫폼(330)과 유사할 수 있다. 게다가, 이 실시예에서, 제2 플랫폼(540)은 고정자 플랫폼(340)과 유사할 수 있다. 그러나, 디바이스(500)의 다른 배열과 구현이 본 개시내용에 따라서 마찬가지로 가능하다.
도 5a에 도시된 예에서, 제1 플랫폼(530)의 제1 측면(530a)은 제2 플랫폼(540)의 제2 측면(540a)으로부터 미리 결정된 거리 내에 위치된다. 게다가, 일부 예에서, 플랫폼들(530 및/또는 540)은 제1 측면(530a)과 제2 측면(540a)이 서로로부터 미리 결정된 거리(550) 내에 남아 있도록 서로에 대하여 (예를 들어, 액추에이터에 의해) 회전될 수 있다. 예를 들어, 제1 플랫폼(530)은 공유(예를 들어, 중심) 축(502)을 중심으로 회전될 수 있으며, 그로 인해 제2 플랫폼(540)으로부터 미리 결정된 거리(550)를 유지한다. 거리(550)는 플랫폼(530)에 장착된 프로브(536)와 플랫폼(540)에 장착된 프로브들(510, 512) 중 하나 사이의 통신에 적합한 임의의 거리일 수 있다. 일 실시예에서, 프로브들(510, 512 및 536)에 의해 사용되는 무선 주파수는 20-140GHz의 범위에 있고, 미리 결정된 거리(550)는 5 밀리미터 내지 10 밀리미터의 범위에 있다. 그러나, 다른 주파수 및 거리도 마찬가지로 가능하다.
위의 논의에 따라서, 신호 조정기(546)는 플랫폼(540)에 대한 플랫폼(530)의 배향에 기초하여 플랫폼(530)의 프로브(536)와의 무선 통신을 위해 플랫폼(540)상의 프로브들(510 또는 512) 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 프로브(536)가 프로브(510)보다 프로브(512)에 더 가깝게 도시되었으므로, 신호 조정기(546)는 프로브(536)와의 무선 통신을 위해 프로브(512)를 선택할 수 있다. 게다가, 플랫폼들 중 하나 또는 둘 다 회전함에 따라, 조정기(546)는 무선으로 플랫폼(530)의 프로브(536)와 통신하기 위해 플랫폼(540)상의 상이한 프로브를 선택할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 일부 예에서, 신호 조정기(546)는 유선 또는 무선 접속을 사용하여 프로브들(510과 512)에 전기적으로 결합될 수 있다. 일 예에서, 신호 조정기(546)는 제2 플랫폼(540) 내부의 전도성 경로들을 통해 프로브들(510, 512)에 접속될 수 있다. 다른 예들도 가능하다.
도 5b는 디바이스(500)의 또 다른 측면도를 예시한다. 도 5b에 도시된 측면도는 제1 플랫폼(530)이 도 5a에 도시된 배향으로부터 시계 방향으로 축(502)을 중심으로 회전되는 시나리오를 예시할 수 있다. 따라서, 이 시나리오에서, 플랫폼(530)의 프로브(536)는 플랫폼(540)의 프로브(512)보다 프로브(510)에 더 가까운 것으로 도시되었다. 위의 논의에 따라서, 신호 조정기(546)는 그와 같은 변화를 검출하고 그에 응답하여 프로브(536)와의 통신을 위해 (프로브 512 대신에) 프로브(510)로 전환하거나 이것을 선택하도록 구성될 수 있다.
도 5c는 디바이스(500)의 단면도를 예시한다. 도 5c에 도시된 단면도에서, 플랫폼(540)의 측면(540a)은 페이지에서 나오는 방향을 가리키고 있다. 도 5a와 5b에 유사하게, 도 5c의 디바이스(500)는 디바이스(500)의 측면(540a)에 장착된 프로브들(510과 512)을 보여준다. 게다가, 도시된 바와 같이, 프로브들(514와 516)은 또한 플랫폼(540)의 측면(540a)에 장착된다. 따라서, 복수의 프로브(510, 512, 514 및 516)는 위의 논의에 따라서 실질적으로 원형 배열에 배열된 4개의 프로브로서 도시된다. 따라서, 예를 들어 도 5a와 5b를 다시 참조하면, 플랫폼(530)이 축(502)을 중심으로 회전함에 따라, 프로브(536)는 프로브들(510, 512, 514 또는 516) 중 하나와 정렬될 수 있다. 그러나, 일부 예에서, 플랫폼(540)은 도시된 것들보다 더 많은 또는 더 적은 프로브를 장착할 수 있다.
앞서 유의한 바와 같이, 일부 예에서, 신호 조정기는, 플랫폼(530)상의 프로브와 플랫폼(540)상의 복수의 프로브 사이의 신호 강도 측정들에 기초하여 2개의 플랫폼 사이의 무선 통신을 위해 어느 프로브를 사용할지를 선택할 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 본 방법은 하나 이상의 배향 센서에 기초하여 플랫폼들(530과 540) 사이의 배향의 표시를 결정하는 것을 제공한다. 예를 들어, 도 5c에 도시된 예에서, 센서들(520과 522)은 측면(540a)에 장착될 수 있다.
센서들(520과 522)은 플랫폼(530 및/또는 540)의 배향을 측정하거나 추정하는데 적합한 임의의 센서들을 포함할 수 있다. 따라서, 센서들(520과 522)은 다른 무엇보다도 예컨대 인코더 디스크, 광 검출기, 자기 센서, 범위 센서와 같은 임의의 배향 센서를 포함할 수 있다. 게다가, 일부 예에서, 센서들(520과 522)의 위치, 형상, 및 구성은 마찬가지로 변할 수 있다.
도 5d는 디바이스(500)의 또 다른 단면도를 도시한다. 도 5d의 단면도는 페이지로부터 나오는 방향의 플랫폼(530)의 측면(530a)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 측면(530a)은 검출 영역(568)을 포함한다. 예를 들어, 검출 영역(568)은 측면(530a)의 다른 영역들과는 상이한 재료 특성(예를 들어, 투명도/불투명도, 자성, 색, 형상, 홀, 기타 등등)를 가질 수 있고, 영역(568)은 센서들(520, 522)에 의해 검출 가능할 수 있다. 예를 들어, 플랫폼(530)이 (예를 들어, 도 5a에 도시된 축(502)을 중심으로) 플랫폼(540)에 대하여 회전함에 따라, 센서들(520과 522)의 상이한 조합은 검출 영역(568)과 중첩될 수 있다. 그리고 신호 조정기는 그에 따라서 프로브들(510, 512, 514, 516) 중 어느 것이 프로브(536)와 통신하는데 사용되어야 하는지를 선택할 수 있다. 표 1은, 플랫폼(530)이, 예시적 프로브 선택에 매핑되는, 도 5a의 축(502)을 중심으로 시계 방향을 따라 플랫폼(540)에 대하여 회전함에 따라 센서들(520과 522)로부터의 출력들의 예시적 조합을 예시한다.
센서
520		 센서
522		 선택된
프로브
1 1 프로브 510
1 0 프로브 512
0 0 프로브 514
0 1 프로브 516
표 1에서, 예를 들어, 값 "1"은 센서에 의한 영역(568)의 검출을 나타낼 수 있고, 값 "0"은 영역(568)이 센서에 의해 검출되지 않았다는 것을 나타낼 수 있다.
앞서 유의한 바와 같이, 일부 예에서, 신호 조정기(546)는 다중화기 회로 등과 같은 아날로그 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 일 예에서, 하나 이상의 다중화기가 신호 조정기(546)를 구현하기 위해 사용되는 경우에, 다중화기들의 선택기 입력들은 센서(520과 522)에 결합되거나 연결될 수 있고, 다중화기들의 채널 라인 입력들은 프로브들(512-516) 각각에 연결될 수 있다. 이 예에서, 다중화기 회로의 출력은 표 1의 매핑에 따라 선택된 프로브와 연관된 채널 라인과 연결될 수 있다.
또 다른 예에서, 신호 조정기(546)는 데이터 저장소에 저장된 프로그램 명령어들(예를 들어, 도 2의 데이터 저장소(214)의 명령어들(216))을 사용하여 구현될 수 있는데, 이 프로그램 명령어들은 컴퓨팅 디바이스의 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 컴퓨터 시스템(210)의 프로세서(212))에 의해 실행될 때, 컴퓨팅 디바이스로 하여금 다중화기 회로에 대해 위에서 설명된 기능들을 실행하도록 야기할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스는 또한 표 1에 도시된 것과 같은 매핑을 저장할 수 있고, 이후 이 매핑 및 센서(520과 522)의 출력을 사용하여 위의 논의에 따라 프로브를 선택할 수 있다.
따라서, 일부 예에서, 신호 조정기(546)는, 2개의 플랫폼(530과 540) 사이의 상대적 배향이 변화함에 따라 디바이스(500)가 제1 플랫폼(530)의 프로브(536)와 통신하기 위해 프로브들(510-516) 중 어느 것을 사용할 것인지를 동적으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 신호 조정기(546)는 (예를 들어, 고속 다중화기 회로, 기타 등등을 사용하여) 실질적으로 매끄러운 방식으로 2개의 프로브 사이에서 천이하도록 구성될 수 있고, 따라서 신호 조정기(546)에 결합된 컨트롤러는, 신호 조정기가 상이한 프로브들(510-516) 간에서 동적으로 전환한다 하더라도 프로브(536)에 결합된 또 다른 컨트롤러와의 실질적으로 연속적인 높은 데이터율의 통신 인터페이스를 유지할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예에서, 신호 조정기(546)는 제2 플랫폼(540)에 대한 제1 플랫폼(530)의 회전 방향에 또한 기초하여 제1 플랫폼(530)의 프로브(536)와 통신하는데 어느 프로브를 사용할지를 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5a-5d의 배열에서, 프로브(510)가 현재 선택되고 신호 조정기가 제1 플랫폼(530)이 시계 방향으로 회전하고 있다는 것을 결정하면, 신호 조정기(546)는 프로브(536)가 양쪽 프로브(510과 512)로부터 실질적으로 동일한 거리에 위치될 때 프로브(512)를 선택할 수 있다. 반면에, 예를 들어, 플랫폼(530)이 반시계 방향으로 회전하고 있다면, 신호 조정기(546)는 프로브(536)가 양쪽 프로브(510과 516)로부터 실질적으로 동일한 거리에 위치될 때 프로브(516)를 선택할 수 있다. 따라서, 일부 예에서, 제1 플랫폼과의 통신을 위해 어느 프로브를 사용할지를 선택하는 것은 제2 플랫폼(540)에 대한 제1 플랫폼(530)의 회전 방향에 또한 기초할 수 있다. 위의 논의에 따르면 다른 예들도 가능하다.
디바이스(500)에 대해 도 5a-5d에 도시된 형상, 치수, 및 위치 그리고 디바이스(500)의 다양한 컴포넌트는 단지 예시적 목적을 위한 것임을 유의해야 한다. 디바이스(500)는 마찬가지로 다른 형태, 형상, 및/또는 치수를 취할 수 있다.
Ⅳ. 예시적 방법 및 컴퓨터 판독가능 매체
도 6은 예시적 실시예에 따른 방법(600)의 흐름도이다. 도 6에 도시된 방법(600)은, 예를 들어, 차량(100, 200), LIDAR들(120, 122, 130, 300), 및/또는 디바이스들(400, 500) 중 임의의 것에서 사용될 수 있는 방법의 일 실시예를 제시한다. 방법(600)은 블록들(602-606) 중 하나 이상에 의해 예시된 대로의 하나 이상의 동작, 기능, 또는 작용을 포함할 수 있다. 블록들이 순차적 순서로 예시되어 있지만, 이들 블록은 일부 경우에 병렬로, 및/또는 여기에서 설명된 것과 상이한 순서로 실행될 수 있다. 또한, 다양한 블록은 더 적은 블록들로 조합될 수 있고, 추가 블록들로 분할될 수 있고, 및/또는 원하는 구현에 기초하여 제거될 수 있다.
게다가, 방법(600) 및 본 명세서에서 개시되는 다른 프로세스들 및 방법들에 대해, 흐름도는 본 실시예들의 하나의 가능한 구현의 기능 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 나타낼 수 있다. 프로그램 코드는, 예를 들어 디스크 또는 하드 드라이브를 포함하는 저장 디바이스와 같은 임의 유형의 컴퓨터 판독가능 매체상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 예를 들어 레지스터 메모리, 프로세서 캐시 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같이 단기간 동안 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체와 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM), 광 또는 자기 디스크, CD-ROM(compact-disc read only memory) 등과 같은 2차 또는 영구 장기 저장소와 같은 비일시적 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비휘발성 저장 시스템일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 또는 유형의 저장 디바이스로 간주될 수 있다.
덧붙여서, 방법(600)과 본 명세서에서 개시된 다른 프로세스들 및 방법들에 대해, 도 6에서의 각각의 블록은 프로세스에서 특정 논리적 기능들을 실행하도록 배선된 회로를 나타낼 수 있다.
블록(602)에서, 방법(600)은 제1 측면을 갖는 제1 플랫폼에 장착된 프로브를 사용하여 무선 신호를 송신하는 것을 수반한다. 다시 도 5a를 참조하면, 무선 신호는 플랫폼(530)의 제1 측면(530a)에 장착된 프로브(536)에 의해 송신될 수 있다. 게다가, 블록(602)에서 송신되는 무선 신호는 제1 플랫폼의 제1 측면으로부터 미리 결정된 거리 내에 위치된 제2 플랫폼의 제2 측면을 향한 것일 수 있다. 도 5a의 예를 계속할 때, 프로브(536)에 의해 송신되는 무선 신호는 플랫폼(530)으로부터 미리 결정된 거리(550) 내에 위치된 플랫폼(540)의 제2 측면(540a)을 향하여 송신될 수 있다. 게다가, 복수의 프로브가 제2 플랫폼에 장착될 수 있다(예를 들어, 도 5의 프로브들(510-512)).
일부 예에서, 방법(600)은 또한 센서로부터 데이터를 수신하는 것, 및 센서로부터 데이터의 나타내기 위해 무선 신호를 변조하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 다시 도 4를 참조하면, 센서(432)로부터의 데이터는 컨트롤러(434)에 의해 수신될 수 있고, 컨트롤러는 이후 무선 신호(402)가 센서로부터의 데이터를 나타내도록 송신된 무선 신호(402)를 변조하기 위해 (예를 들어, 주파수 변조, 진폭 변조 등) 프로브(436)를 작동시킬 수 있다.
일부 예에서, 방법(600)은 또한 제2 플랫폼에 결합된 디바이스에 대한 동작 명령들을 수신하는 것과, 동작 명령들을 나타내기 위해 무선 신호를 변조하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 다시 도 4를 참조하면, 컨트롤러(예를 들어, 컨트롤러(444))는 디바이스(예를 들어, 센서(들)(442), 액추에이터(410), 기타 등등)에 대한 동작 명령들을 수신할 수 있고, 그에 의해 또 다른 프로브(예를 들어, 프로브(들)(448))에 의한 수신을 위해 그와 같은 명령들을 나타내기 위해 송신된 무선 신호(402)를 변조하도록 프로브(예를 들어, 프로브(446))를 작동시킬 수 있다.
블록(604)에서, 방법(600)은 제1 플랫폼의 제1 측면이 회전에 응답하여 제2 플랫폼의 제2 측면으로부터 미리 결정된 거리 내에 남아 있도록 제2 플랫폼에 대하여 제1 플랫폼을 회전시키는 것을 수반한다. 도 5a의 예를 계속하면, 제1 플랫폼(530)은 도 5b에 도시된 배향에 대해 축(502)을 중심으로 회전될 수 있다.
블록(606)에서, 방법(600)은 제2 플랫폼에 대한 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 제2 플랫폼상의 복수의 프로브 중 하나를 선택하는 것을 수반한다. 게다가, 블록(608)에서, 방법(600)은 제1 플랫폼의 프로브에 의해 송신되는 무선 신호를 수신하기 위해 선택된 프로브를 사용하는 것을 수반한다. 예를 들어, 도 5a에서, 프로브(512)는 도 5a에 도시된 플랫폼(530)의 배향에 기초하여 프로브(536)와의 무선 통신을 위해 선택될 수 있는 반면에, 도 5b에서, 프로브(510)는 도 5b에 도시된 플랫폼(430)의 배향에 기초하여 대신에 선택될 수 있다.
일부 예에서, 방법(600)은 제1 플랫폼의 제1 측면을 향하여 제2 무선 신호를 송신하기 위해 제2 플랫폼의 선택된 프로브를 사용하는 것과, 제1 플랫폼의 프로브를 사용하여 제2 무선 신호를 수신하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 도 5a를 다시 참조하면, 신호 조정기(546)는 플랫폼(530)에 결합된 센서를 작동시키기 위한 명령어들(예를 들어, 도 4의 센서(432)를 작동시키기 위한 컨트롤러(444)로부터의 명령어들)을 수신할 수 있다. 이 예에서, 선택된 프로브(예를 들어, 프로브(512))는 플랫폼(530)의 제1 측면(530a)을 향하여 제2 무선 신호를 송신할 수 있다. 그리고 이후 프로브(536)는 변조된 신호를 수신할 수 있고, 센서(예를 들어, 도 4의 센서(432))를 작동시키기 위한 복조와 실행을 위해 이것을 컨트롤러(예를 들어, 도 4의 컨트롤러(434))에게 제공할 수 있다.
일부 예에서, 방법(600)은 제2 플랫폼상의 복수의 프로브와 연관된 무선 신호 강도를 결정하는 것과, 및 이후 도 5a와 5b에서의 위의 논의에 따라, 결정된 무선 신호 강도들에 기초하여 제2 플랫폼에 대하여 제1 플랫폼의 배향의 표시를 결정하는 것을 수반할 수 있다.
게다가, 일부 예에서, 방법(600)은 제2 플랫폼의 제2 측면을 향하여 제1 플랫폼에 장착된 제2 프로브를 사용하여 제2 무선 신호를 송신하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 도 4를 다시 참조하면, 제1 플랫폼(430)은 제2 프로브(438)를 포함할 수 있고, 따라서 컨트롤러(434)는 제1 프로브(436)를 사용하여 확립된 링크와 동시적으로 프로브들(448) 중 하나와의 무선 링크를 확립하도록 제2 프로브(438)를 작동시킬 수 있다. 따라서, 무선 신호(402)는 2개의 무선 링크와 연관될 수 있고, 이는 2개의 플랫폼(430과 440) 간의 데이터 처리량에서의 현저한 증가를 허용할 수 있다.
도 7은 예시적 실시예에 따라 구성된 컴퓨터 판독가능 매체를 묘사한다. 예시적 실시예들에서, 예시적 시스템은 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 형태의 메모리, 하나 이상의 입력 디바이스/인터페이스, 하나 이상의 출력 디바이스/인터페이스, 및 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 이 시스템이 위에서 설명된 다양한 기능, 태스크들, 능력 등을 수행하게 야기하는 머신 판독가능 명령어들을 포함할 수 있다.
앞서 유의한 대로, 일부 실시예에서, 개시된 기법들(예컨대, 방법들(600) 등)은 머신 판독가능 포맷으로 컴퓨터 판독가능 저장 매체상에, 또는 다른 매체 또는 제조 물품들 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령어들(예컨대, 차량(200)의 명령어들(216) 등)에 의해 구현될 수 있다. 도 7은 본 명세서에 개시된 적어도 일부 실시예들에 따라 배열된, 컴퓨팅 디바이스에서 컴퓨터 프로세스를 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하는 예시적 컴퓨터 프로그램 제품의 개념적인 부분도를 예시하는 개략도이다.
일 실시예에서, 예시적 컴퓨터 프로그램 제품(700)은 신호 전달 매체(702)를 사용하여 제공된다. 신호 전달 매체(702)는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 도 1-6과 관련하여 전술한 기능 또는 기능의 부분들을 제공할 수 있는 하나 이상의 프로그래밍 명령어(704)를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 신호 전달 매체(702)는, 하드 드라이브 디스크, CD(Compact Disc), DVD(Digital Video Disk), 디지털 테이프, 메모리 등과 같은, 그러나 이들로만 제한되지는 않는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체(706)를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 신호 전달 매체(802)는 메모리, 판독/기입(R/W) CD들, R/W DVD들 등과 같은, 그러나 이들로만 제한되지는 않는, 컴퓨터 기록가능 매체(708)일 수 있다. 일부 구현예에서, 신호 전달 매체(702)는 통신 매체(710)(예를 들어, 광섬유 케이블, 도파관, 유선 통신 링크 등)일 수 있다. 이와 같이, 예를 들어, 신호 전달 매체(702)는 무선 형태의 통신 매체(710)에 의해 운반될 수 있다.
하나 이상의 프로그래밍 명령어들(704)은, 예들 들어, 컴퓨터 실행가능 및/또는 논리 구현 명령어들일 수 있다. 일부 예에서, 컴퓨팅 디바이스는 컴퓨터 판독가능 매체(706), 컴퓨터 기록가능 매체(708), 및/또는 통신 매체(710) 중 하나 이상에 의해 컴퓨팅 디바이스에게 운반되는 프로그래밍 명령어들(704)에 응답하여 다양한 동작, 기능들, 또는 작용들을 제공하도록 구성될 수 있다.
컴퓨터 판독가능 매체(706)는 또한 서로로부터 원격지에 위치될 수 있는 다중 데이터 저장 요소 간에 분산되어 있을 수 있다. 저장된 명령어들의 일부 또는 전부를 실행하는 컴퓨팅 디바이스는 외부 컴퓨터, 또는 스마트폰, 태블릿 디바이스, 개인용 컴퓨터, 웨어러블 디바이스 등과 같은 모바일 컴퓨팅 플랫폼일 수 있다. 대안적으로, 저장된 명령어들의 일부 또는 전부를 실행하는 컴퓨팅 디바이스는, 서버와 같은 원격지에 위치된 컴퓨터 시스템일 수 있다.
Ⅴ. 결론
본 명세서에 설명된 구성은 단지 예시의 목적을 위한 것임을 이해해야 한다. 이와 같이, 본 기술분야의 통상의 기술자는 다른 구성 및 다른 요소(예를 들어 머신들, 인터페이스들, 기능들, 순서들, 및 기능들의 그룹화 등)이 대신 사용될 수 있고, 몇몇 요소들은 원하는 결과에 따라 모두 생략될 수 있다는 것을 알 것이다. 게다가, 설명된 요소들의 대다수는 임의의 적절한 조합 및 위치에서 이산 또는 분산 컴포넌트로서 또는 다른 컴포넌트와 함께 구현될 수 있는 기능적 엔티티이거나, 또는 독립 구조로서 설명된 다른 구조 요소가 조합될 수 있다.
다양한 양태들 및 실시예들이 본 명세서에 개시되었지만, 다른 양태들 및 실시예들이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 양태들 및 실시예들은 예시의 목적을 위한 것이지 제한하고자 의도된 것이 아니며, 진정한 보호 범위는 이하의 청구범위에 의해 또한 그러한 청구범위에 부여되는 균등물의 전체 범위와 함께 나타내어진다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적을 위한 것일 뿐이고, 제한하려는 의도는 아니라는 것을 이해해야 한다.

Claims (20)

  1. 디바이스로서,
    제1 측면을 갖는 제1 플랫폼;
    상기 제1 플랫폼의 상기 제1 측면으로부터 미리 결정된 거리 내에 위치되는 제2 측면을 갖는 제2 플랫폼;
    상기 제1 플랫폼에 장착되고 또한 상기 제2 플랫폼의 상기 제2 측면을 향하는 전파를 위해 무선 신호를 방출하도록 구성된 프로브;
    실질적으로 원형 배열로 상기 제2 플랫폼에 장착된 복수의 프로브; 및
    전기적으로 상기 복수의 프로브에 결합되는 신호 조정기 - 상기 신호 조정기는 상기 제2 플랫폼에 대한 상기 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 상기 복수의 프로브 중 하나의 프로브를 선택하도록 구성되고, 상기 신호 조정기는 상기 제1 플랫폼의 상기 프로브에 의해 방출되는 상기 무선 신호를 수신하기 위해 상기 선택된 프로브를 사용하도록 구성됨 -
    를 포함하는 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 플랫폼에 대하여 상기 제1 플랫폼을 회전시키도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함하고, 상기 제1 플랫폼의 상기 제1 측면은 상기 액추에이터가 상기 제1 플랫폼을 회전시키는 것에 응답하여 상기 제2 플랫폼의 상기 제2 측면으로부터 상기 미리 결정된 거리 내에 남아 있는 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무선 신호는 3 기가헤르츠보다 더 큰 하나 이상의 주파수를 갖는 무선 주파수(RF) 신호인 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 플랫폼에 대한 상기 제1 플랫폼의 배향의 표시를 제공하도록 구성된 하나 이상의 센서를 추가로 포함하는 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 조정기는 상기 제2 플랫폼의 상기 복수의 프로브와 연관되는 무선 신호 강도들을 결정하도록 구성되고, 상기 신호 조정기는 상기 결정된 무선 신호 강도들에 기초하여 상기 제2 플랫폼에 대한 상기 제1 플랫폼의 배향의 표시를 결정하도록 구성되는 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 조정기는 상기 제1 플랫폼의 상기 제1 측면을 향하여 다른 무선 신호를 방출하기 위해 상기 선택된 프로브를 사용하도록 구성되고, 상기 제1 플랫폼의 상기 프로브는 상기 선택된 프로브에 의해 방출되는 상기 다른 무선 신호를 수신하도록 구성되는 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    센서;
    전기적으로 상기 센서 및 상기 제1 플랫폼의 프로브에 결합되는 제1 컨트롤러 - 상기 제1 컨트롤러는 상기 센서로부터 데이터를 수신하고 또한 상기 제1 플랫폼의 상기 프로브가 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 방출된 무선 신호를 변조하도록 야기하게 구성됨 -; 및
    전기적으로 상기 신호 조정기에 결합되는 제2 컨트롤러 - 상기 제2 컨트롤러는 상기 신호 조정기를 통해 상기 선택된 프로브로부터 상기 변조된 무선 신호의 표시를 수신하도록 구성되고, 상기 제2 컨트롤러는 상기 수신된 표시에 기초하여 상기 센서로부터 상기 데이터를 결정하도록 구성됨 -
    를 추가로 포함하는 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플랫폼에 장착되는 제2 프로브를 추가로 포함하고, 상기 제2 프로브는 상기 제2 플랫폼의 상기 제2 측면을 향하여 다른 무선 신호를 방출하도록 구성되고, 상기 신호 조정기는 상기 제2 플랫폼에 대한 상기 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 상기 제2 플랫폼의 상기 복수의 프로브 중 다른 하나의 프로브를 선택하도록 추가로 구성되고, 상기 신호 조정기는 상기 제1 플랫폼의 상기 제2 프로브에 의해 방출되는 상기 다른 무선 신호를 수신하기 위해 상기 제2 플랫폼의 상기 다른 선택된 프로브를 사용하도록 구성되는 디바이스.
  9. 방법으로서,
    제1 측면을 갖는 제1 플랫폼에 장착된 프로브를 사용하여 무선 신호를 송신하는 단계 - 상기 무선 신호를 송신하는 것은 상기 제1 플랫폼의 상기 제1 측면으로부터 미리 결정된 거리 내에 위치되는 제2 플랫폼의 제2 측면을 향하고, 복수의 프로브가 상기 제2 플랫폼에 장착됨 -;
    상기 제2 플랫폼에 대한 상기 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 상기 제2 플랫폼상의 상기 복수의 프로브 중 하나의 프로브를 선택하는 단계; 및
    상기 제1 플랫폼상의 상기 프로브에 의해 송신되는 상기 무선 신호를 수신하기 위해 상기 선택된 프로브를 사용하는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 플랫폼에 대하여 상기 제1 플랫폼을 회전시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제1 플랫폼의 상기 제1 측면은 상기 회전에 응답하여 상기 제2 플랫폼의 상기 제2 측면으로부터 상기 미리 결정된 거리 내에 남아 있는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    센서로부터 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 센서로부터의 상기 데이터를 표시하기 위해 상기 무선 신호를 변조하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제2 플랫폼에 결합된 디바이스에 대한 작동 명령들을 수신하는 단계; 및
    상기 작동 명령들을 표시하기 위해 상기 무선 신호를 변조하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 플랫폼의 상기 제1 측면을 향하여 제2 무선 신호를 송신하기 위해 상기 제2 플랫폼의 상기 선택된 프로브를 사용하는 단계; 및
    상기 제1 플랫폼의 상기 프로브를 사용하여 상기 제2 무선 신호를 수신하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 플랫폼에 결합된 디바이스에 대한 작동 명령들을 수신하는 단계; 및
    상기 작동 명령들을 표시하기 위해 상기 제2 무선 신호를 변조하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제2 플랫폼상의 상기 복수의 프로브와 연관된 무선 신호 강도들을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 무선 신호 강도들에 기초하여 상기 제2 플랫폼에 대한 상기 제1 플랫폼의 배향의 표시를 결정하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제2 플랫폼에 대한 상기 제1 플랫폼의 배향의 표시를 결정하기 위해 하나 이상의 센서를 작동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 제1 플랫폼에 장착된 제2 프로브를 사용하여 제2 무선 신호를 송신하는 단계 - 상기 제2 무선 신호를 송신하는 것은 상기 제2 플랫폼의 상기 제2 측면을 향함 -;
    상기 제2 플랫폼에 대한 상기 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 상기 제2 플랫폼상의 상기 복수의 프로브 중 다른 하나의 프로브를 선택하는 단계; 및
    상기 제2 무선 신호를 수신하기 위해 상기 다른 선택된 프로브를 사용하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  18. 디바이스로서,
    제1 측면을 갖는 제1 플랫폼;
    상기 제1 플랫폼의 상기 제1 측면으로부터 미리 결정된 거리 내에 위치되는 제2 측면을 갖는 제2 플랫폼;
    상기 제1 플랫폼에 장착된 프로브;
    실질적으로 원형 배열로 상기 제2 플랫폼에 장착된 복수의 프로브; 및
    전기적으로 상기 복수의 프로브에 결합되는 신호 조정기 - 상기 신호 조정기는 상기 제2 플랫폼에 대한 상기 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 상기 복수의 프로브 중 하나의 프로브를 선택하도록 구성되고, 상기 신호 조정기는 상기 제1 플랫폼상의 상기 프로브와의 무선 통신을 위해 상기 선택된 프로브를 사용하도록 구성됨 -
    를 포함하는 디바이스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 플랫폼과 상기 제2 플랫폼 사이의 상대적 회전을 야기하도록 구성된 액추에이터를 추가로 포함하고, 상기 제1 플랫폼의 상기 제1 측면은 상기 액추에이터가 상기 상대적 회전을 야기하는 것에 응답하여 상기 제2 플랫폼의 상기 제2 측면으로부터 상기 미리 결정된 거리 내에 남아 있는 디바이스.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 플랫폼에 장착되는 제2 프로브를 추가로 포함하고, 상기 신호 조정기는 상기 제2 플랫폼에 대한 상기 제1 플랫폼의 배향에 기초하여 상기 제2 플랫폼상의 상기 복수의 프로브 중 다른 하나의 프로브를 선택하도록 구성되고, 상기 신호 조정기는 상기 제1 플랫폼상의 상기 제2 프로브와의 무선 통신을 위해 상기 다른 선택된 프로브를 사용하도록 구성되는 디바이스.
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