KR20190058298A - 라이다 시스템에서 비행 시간을 측정하기 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

라이다 시스템에서 비행 시간을 측정하기 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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Abstract

라이다 시스템은, 타겟을 향해 광을 송신하고 그 후 타겟으로부터 반사되거나 또는 산란된 광을 수신함으로써와 같이, 타겟 영역에서 하나 이상의 오브젝트들로의 거리를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 수신된 광은 커패시터들과 같은 저장 요소들 상에 전하로서 저장될 수 있으며, 여기에서 수신된 광은 수신된 광의 도착 시간에 의존하여 상이한 저장 요소들 상에 저장될 수 있다. 저장 요소들의 수에서의 감소는 저장 요소들의 하나 이상의 그룹들을 제공함으로써 달성될 수 있으며, 여기에서 저장 요소들의 각각의 그룹은 비행 시간의 숫자에 대응할 수 있고, 비행 시간은 라이다 시스템으로부터 타겟 영역으로 및 그 후 다시 라이다 시스템으로 이동하는 광 빔의 왕복 이동 시간일 수 있다. 저장 요소들의 각각의 그룹은 십진 트리 구성의 이진 트리에 배열될 수 있다. 부가적으로, 저장 요소들의 각각의 활성화의 시간은, 비행 시간이 증가함에 따라 수신된 광의 감소된 세기를 보상하기 위해서와 같이, 증가하는 비행 시간에 따라 증가될 수 있다.

Description

라이다 시스템에서 비행 시간을 측정하기 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR MEASURING A TIME OF FLIGHT IN A LIDAR SYSTEM}
본 개시는 라이다 시스템에서 비행 시간을 측정하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
특정한 라이다 시스템들은 라이다 펄스의 비행 시간을 측정하기 위해서와 같은, 비례형 또는 순차형 커패시터 저장 장치를 사용할 수 있다. 비례형 또는 순차형 커패시터 저장 장치는 높은 신호-대-잡음 아날로그-디지털 변환기 또는 다수의 저장 커패시터들을 요구할 수 있다.
라이다 시스템은 타겟 영역에서 하나 이상의 오브젝트들로의 거리를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 상기 라이다 시스템은 광의 펄스를 방출할 수 있으며, 광의 펄스는 그 후 타겟 영역에서 오브젝트에 의해 반사될 수 있다. 반사는 포토다이오드와 같은, 감광성 요소에 의해 수신될 수 있다. 라이다 시스템은 그 후 타겟 영역으로 및 뒤로 이동하기 위해 광의 펄스에 의해 취해진 시간을 결정할 수 있다. 이러한 시간은 비행 시간으로 불릴 수 있다. 특정한 시스템들에서, 저장 요소들은 감광성 요소로부터 수신된 전하를 저장하기 위해 사용될 수 있으며, 각각의 저장 요소는 시간 간격에 대응할 수 있다. 이러한 시스템들에서 저장 요소들의 수를 증가시킴으로써, 비행 시간은 보다 정확하게 측정될 수 있다. 그러나, 증가된 수의 저장 요소들은 바람직하지 않게는 집적 회로상에서 상당한 공간 - 예로서, IC 칩 면적의 공간의 1/3만큼 - 을 소비할 수 있으며, 또한 타이밍 트리 밸런스 문제를 겪을 수 있다. 클록 신호 경로들 또는 제어 신호 경로들에서의 큰 변화를 야기할 수 있는 바와 같은, 타이밍 트리 밸런스 문제는 칩의 상이한 영역들에 분포될 수 있다. 클록 신호 경로들 또는 제어 신호 경로들에서의 큰 변화는 밸런싱 타이밍 및 라우팅에서 어려움들을 야기할 수 있다. 본 발명자들은, 다른 것들 중에서, 원하는 비행 시간 분해능을 유지하면서, 감소된 수의 저장 요소들을 사용할 수 있는 라이다 시스템에 대한 요구를 인식하여 왔다.
양상에서, 본 개시는 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법을 특징으로 할 수 있다. 상기 방법은 제 1 그룹의 저장 요소들에서 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것을 포함할 수 있다. 각각의 개개의 저장 요소는 복수의 제 1 시간 간격들 동안 활성화될 수 있다. 복수의 제 1 시간 간격들의 각각은 제 1 지속 기간을 가질 수 있다. 상기 방법은 제 2 그룹의 저장 요소들에서 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것을 포함할 수 있다. 각각의 개개의 저장 요소는 복수의 제 2 시간 간격들 중 하나 동안 활성화될 수 있다. 상기 복수의 제 2 시간 간격들의 각각은 상기 제 1 지속 기간보다 긴 제 2 지속 기간을 가질 수 있다. 상기 방법은 또한, 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 제 1 및 제 2 그룹의 저장 요소들로부터 결정된 개개의 저장 요소들에 기초할 수 있는 바와 같이, 상기 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 그룹의 저장 요소들로부터의 상기 결정된 개개의 저장 요소들의 각각은 상기 왕복 이동 시간의 상이한 숫자에 대응할 수 있다. 상기 제 2 지속 기간은 상기 제 1 지속 기간의 길이의 적어도 두 배일 수 있다. 상기 방법은, 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 복수의 제 1 시간 간격들 동안 활성화될 수 있는 바와 같이, 상기 제 1 그룹의 저장 요소들로부터 개개의 저장 요소를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 상기 제 2 시간 간격들 중 하나 동안 활성화될 수 있는 바와 같은, 상기 제 2 그룹의 저장 요소들로부터 개개의 저장 요소를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 상기 제 1 그룹으로부터 제 n 요소를 및 상기 제 2 그룹으로부터 제 m 요소를 결정하는 것 및 n과 상기 제 1 시간 간격의 길이의 곱 및 m과 상기 제 2 시간 간격의 길이의 곱을 합산함으로써와 같이, 왕복 이동 시간을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
양상에서, 본 개시는 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법을 특징으로 할 수 있다. 상기 방법은 저장 요소들의 연속 그룹들에서 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것을 포함할 수 있으며, 여기에서 그룹에서의 저장 요소는 이전 그룹에서의 저장 요소보다 긴 시간 간격 동안 활성화될 수 있다. 상기 방법은, 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 저장 요소들의 각각의 연속 그룹으로부터 결정된 개개의 저장 요소들에 기초하여서와 같이, 상기 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 저장 요소는 이전 그룹에서 저장 요소들의 활성화의 시간 간격의 길이의 적어도 두 배인 시간 간격 동안 활성화될 수 있다. 상기 방법은 상기 저장 요소들의 연속 그룹들 중 제 1의 것에서의 개개의 저장 요소들을 반복적으로 활성화시키는 것을 포함할 수 있다. 저장 요소들의 연속 그룹들 중 제 2 그룹에서의 저장 요소는, 저장 요소들의 연속 그룹들 중 제 1의 것에서의 개개의 저장 요소들의 각각의 활성화에 대응하는 것과 같은, 시간 간격 동안 반복적으로 활성화될 수 있다. 상기 방법은 가변 시간 간격 동안 상기 저장 요소들의 연속 그룹들 중 적어도 하나에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 기하급수적으로 달라지는 시간 간격 동안 저장 요소들의 연속 그룹들 중 적어도 하나에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것을 포함할 수 있다. 저장 요소들의 각각의 연속 그룹은 저장 요소들의 이전 그룹보다 기하급수적으로 더 작은 수의 저장 요소들을 포함할 수 있다.
양상에서, 본 개시는 라이다 시스템에서 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 시스템을 특징으로 할 수 있다. 상기 시스템은 타겟을 향해 광의 펄스를 방출하도록 구성될 수 있는 광 송신 시스템을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 타겟으로부터 광의 펄스를 수신하도록 구성될 수 있는 수신기를 포함할 수 있다. 상기 시스템은 제 1 그룹의 저장 요소들을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 제 2 그룹의 저장 요소들을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 상기 제 1 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키도록 구성될 수 있는 제어 회로를 포함할 수 있다. 각각의 개개의 저장 요소는 대응하는 복수의 제 1 시간 간격들 동안 활성화될 수 있다. 대응하는 제 1 시간 간격들의 각각은 제 1 지속 기간을 가질 수 있다. 상기 제어 회로는 상기 제 2 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키도록 구성될 수 있다. 각각의 개개의 저장 요소는 복수의 제 2 시간 간격들 중 하나 동안 활성화될 수 있다. 상기 복수의 제 2 시간 간격들의 각각은 상기 제 1 지속 기간보다 긴 제 2 지속 기간을 가질 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 광 펄스의 수신 부분에 대응하는 상기 제 1 및 제 2 그룹의 저장 요소들로부터의 개개의 저장 요소들에 기초하여서와 같이, 상기 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제 1 그룹의 저장 요소들은 상기 왕복 이동 시간의 제 1 숫자에 대응할 수 있으며 상기 제 2 그룹의 저장 요소들은 상기 왕복 이동 시간의 제 2 숫자에 대응한다. 상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 저장 요소들은 십진 트리 또는 이진 트리 구성으로 배열될 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 복수의 제 1 시간 간격들 동안 활성화될 수 있는 바와 같이, 상기 제 1 그룹의 저장 요소들로부터 개개의 저장 요소를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 상기 제 2 시간 간격들 중 하나 동안 활성화될 수 있는 바와 같이, 상기 제 2 그룹의 저장 요소들로부터의 개개의 저장 요소를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기 제어 회로는 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 상기 제 1 그룹으로부터 제 n 요소를 및 상기 제 2 그룹으로부터 제 m 요소를 결정하며, n과 상기 제 1 시간 간격의 길이의 곱 및 m과 상기 제 2 시간 간격의 길이의 곱을 합산함으로써와 같이, 왕복 이동 시간을 결정하도록 구성될 수 있다. 제 1 그룹의 저장 요소들의 수는 상기 제 2 그룹의 저장 요소들에서의 저장 요소의 수보다 기하급수적으로 더 클 수 있다. 상기 시스템은 제 3 그룹의 저장 요소들을 포함할 수 있다. 상기 제어 회로는 상기 제 3 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키도록 구성될 수 있다. 각각의 개개의 저장 요소는 복수의 제 3 시간 간격들 중 하나 동안 활성화될 수 있다. 상기 복수의 제 3 시간 간격들의 각각은 상기 제 1 지속 기간보다 짧은 제 3 지속 기간을 가질 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 광 펄스의 수신 부분에 대응하는 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 그룹의 저장 요소들로부터의 개개의 저장 요소들에 기초하여서와 같이, 상기 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하도록 구성될 수 있다.
본 개시는 이제 예로서, 수반되는 도면들을 참조하여 설명될 것이다:
도 1a는 라이다 시스템의 예를 예시한다.
도 1b는 라이다 시스템에서 비행 시간 거리를 결정하는 예를 예시한다.
도 1c는 라이다 시스템에서 저장 요소들의 동작의 예를 예시한다.
도 2a 내지 도 2d는 라이다 시스템의 동작의 예를 예시한다.
도 3은 라이다 시스템의 동작 방법의 예를 예시한다.
라이다 시스템은 그 후 타겟 영역에서 오브젝트에 의해 반사되며, 포토다이오드와 같은, 감광성 요소에 의해 수신될 수 있는 광의 펄스를 방출함으로써 타겟 영역에서 하나 이상의 오브젝트들로의 거리를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 라이다 시스템은 그 후 감광성 요소로부터 수신된 전하를 저장하기 위해 감소된 수의 저장 요소들을 사용하여 타겟 영역으로 및 뒤로 이동하기 위해 광의 펄스에 의해 취해진 비행 시간을 결정할 수 있으며, 여기에서 각각의 저장 요소는 원하는 비행 시간 분해능을 유지하면서, 하나 이상의 시간 간격들에 대응할 수 있다. 저장 요소들의 수에서의 감소는 저장 요소들의 하나 이상의 그룹들을 제공함으로써 달성될 수 있다. 상기 저장 요소들의 하나 이상의 그룹들은, 라이다 시스템에서 수신된 광에 대응하는 전하를 저장하기 위해서와 같이, 동작될 수 있다. 저장 요소들의 각각의 그룹은 비행 시간을 나타내는 수의 숫자에 대응할 수 있다.
도 1a는 라이다 시스템(100)의 부분들의 예를 예시한다. 라이다 시스템(100)은 타이머(104), 구동기(108), 광학 시스템(120)을 통해 타겟(124)으로 방출된 광 펄스(116)를 제공하기 위한 송신기(112), 수신기(128), 트랜스임피던스 증폭기(132), 곱셈기(135), 저장 어레이(140), 다중화기(144), 아날로그-디지털 변환기(148), 버퍼(152), 인터페이스(156), 및 프로세서(160)를 포함하거나 또는 이를 사용할 수 있다. 송신기(112)는 하나 이상의 적외선 발광 다이오드들 또는 적외선 레이저 다이오드들을 포함할 수 있다. 수신기(128)는 하나 이상의 포토다이오드들(예로서, 포토다이오드들의 어레이)을 포함할 수 있다. 타이머(104)는 구동기(108)에 및 저장 어레이(140)에 연결될 수 있다. 구동기(108)는 송신기(112)에 연결될 수 있다. 수신기(128)는 트랜스임피던스 증폭기(132)에 연결될 수 있다. 트랜스임피던스 증폭기(132)는 곱셈기(136)에 연결될 수 있다. 곱셈기(136)는 저장 어레이(140)에 연결될 수 있다. 저장 어레이는 다중화기(144)에 연결될 수 있다. 다중화기(144)는 아날로그-디지털 변환기(148)에 연결될 수 있다. 아날로그-디지털 변환기(148)는 버퍼(152)에 연결될 수 있다. 버퍼(152)는 인터페이스(156)에 연결될 수 있다. 인터페이스(156)는 프로세서(160)에 연결될 수 있다. 동작 동안, 타이머(104)는 구동기(108)에 전기 신호를 제공할 수 있으며, 이에 응답하여 구동기(108)는 전기 구동 신호를 송신기(112)로 제공할 수 있다. 송신기(112)는 그 후 전기 구동 신호에 응답하여 방출된 광 펄스(116)를 제공할 수 있다. 방출된 광 펄스(116)는 그 후 타겟(124)를 향해 이동하기 전에 광학 시스템(120)(예로서, 하나 이상의 렌즈들)을 통과할 수 있다. 타겟(124)은 방출된 광 펄스(116)의 일 부분을 반사하거나 또는 산란시킬 수 있다. 수신기(128)는 타겟(124)으로부터 방출된 광 펄스의 일 부분에 대응하는 반사된 또는 산란된 광 펄스(126)를 수신할 수 있다. 수신된 광 펄스(126)는 그 후, 트랜스임피던스 증폭기(132)에 의해서와 같이, 전압으로 변환될 수 있으며, 이것은 곱셈기(136)에 의해 곱하여질 수 있다. 곱셈기(136)의 출력은, 어레이에서 하나 이상의 커패시터들을 충전하기 위해서와 같이, 저장 어레이(140)로 제공될 수 있다. 타이머(104)는, 충전을 위해 하나 이상의 커패시터들을 선택하거나 또는 활성화시키기 위해 사용될 수 있는 바와 같이, 저장 어레이(140)로 시변 전기 신호를 제공할 수 있다. 하나 이상의 커패시터들 상에 저장된 전하는 방출된 광 펄스(116)의 수신 부분의 도착에 대응할 수 있다. 커패시터들 상에 저장된 전하는 그 후 다중화기(144)로 제공될 수 있으며 결과 신호는 그 후 아날로그-디지털 변환기(148)에 의해 디지털화되며, 버퍼(152 및 156)를 통해서와 같이, 프로세서(160)로 제공될 수 있다. 프로세서(160)는 그 후 커패시터들 중 어떤 것이 수신된 광 펄스(126)에 대응하는지를 결정할 수 있다. 방출된 광 펄스(116)의 왕복 이동 시간은 그 후 어떤 커패시터들이 수신된 광 펄스(126)에 대응하는지에 대한 이러한 결정에 기초하여 결정될 수 있다.
도 1b는 표현(
Figure pat00001
)에 따라서와 같이, 어떻게 타겟(124)으로의 거리가 그 후 결정될 수 있는지에 대한 예를 예시하며, 여기에서 d는 라이다 시스템(100)으로부터 타겟(124)까지의 거리를 나타낼 수 있고, t는 왕복 이동 시간을 나타낼 수 있으며, c는 광속을 나타낼 수 있다. 수신기(128)가 포토다이오드들의 어레이를 포함하는 예에서, 거리는 타겟(124)에 대응하는 2-차원 시야에서 각각의 세그먼트에 대해 결정될 수 있다. 이러한 정보는 그 후 타겟에 대응하는 3-차원 이미지를 재구성하기 위해 사용될 수 있다.
도 1c는 도 1c에 도시되며 이하에서 설명된 이진 트리 구조와 같은, 이진 또는 다른 트리 구조에서 중첩할 수 있는 바와 같이, 상이한 시각들(141, 142, 143)에 따라 신호 기록을 위한 사용을 위해 저장 어레이(140)에서 커패시터들을 그룹핑함으로써와 같이, 저장 어레이(140)를 동작시키는 예의 보다 상세한 다이어그램을 예시한다. 저장 어레이(140)는 제 1 그룹(153), 제 2 그룹(152), 및 제 3 그룹(151)과 같은, 저장 요소들의 하나 이상의 그룹들을 포함할 수 있다. 3개의 그룹들이 여기에서 설명되지만, 임의의 수의 그룹들이 사용될 수 있다. 이들 상이한 그룹들은 반사된 라이다 펄스를 수신하기 위한 상이한 시각들을 나타내도록 구성될 수 있으며, 여기에서 설명된 바와 같이, 이진, 십진 등과 같은, 특정된 넘버링 스키마의 수치 "자리 값"을 나타내기 위해서와 같이 시간-중첩 방식으로 배열될 수 있다. 도 1c에 예시된 바와 같이, 이진 트리 예에서, 제 1 그룹(153)은 두 개의 저장 요소들(153a 및 153b)을 포함할 수 있고, 제 2 그룹(152)은 두 개의 저장 요소들(152a 및 152b)을 포함할 수 있으며, 제 3 그룹(151)은 두 개의 저장 요소들(151a 및 151b)을 포함할 수 있다. 각각의 그룹이 두 개의 저장 요소들을 갖는 것으로 도시되지만, 임의의 수의 저장 요소들이 사용될 수 있다. 저장 요소당 활성화들의 수는, 상이한 시각들을 나타내기 위해서와 같이, 그룹들에 걸쳐 달라질 수 있다. 활성화되는 동안, 각각의 저장 요소는 전하를 저장할 수 있다. 타겟(124)에 대응하는 2-차원 시야에서 거리의 결정 후, 저장 요소는 방전되고 및/또는 리셋될 수 있다.
도 1c에 도시된 이진 트리 예에서, 저장 요소당 활성화들의 수는 기하급수적으로 달라질 수 있다. 예를 들면, 제 1 그룹(153)에서 각각의 저장 요소(153a 및 153b)는 그룹 1 시각들(143a 내지 143h)을 교대로 나타내기 위해 교대로 22회 활성화될 수 있다. 제 2 그룹(152)의 각각의 저장 요소(152a 및 152b)는 그룹 2 시각들(142a 내지 142d)을 교대로 나타내기 위해 교대로 21회 활성화될 수 있다. 제 3 그룹의 각각의 저장 요소(151a 및 151b)는 그룹 3 시각들(141a 내지 141b)을 교대로 나타내기 위해 교대로 20회 활성화될 수 있다.
도 1c에 도시된 이진 트리 예의 동작 동안, 타이머(104)는 제 1 그룹(153)에서 저장 요소들을 교대로 활성화시킬 수 있으며, 따라서 제 1 그룹(153)의 저장 요소들(153a 및 153b)의 쌍 중 단지 하나의 저장 요소만이 시간 간격들(143a 내지 143h)의 각각 동안 활성화된다. 제 1 그룹(153)의 저장 요소들의 쌍 중 제 1 저장 요소(153a)는 143a, 143c, 143e, 및 143g로 라벨링된 시간 간격들 동안 활성화될 수 있다. 제 1 그룹의 저장 요소들의 쌍의 제 2 저장 요소(153b)는 143b, 143d, 143f, 및 143h로 라벨링된 시간 간격들 동안 활성화될 수 있다.
유사하게, 도 1c에 도시된 이진 트리 예의 동작 동안, 타이머(104)는 또한 제 2 그룹(152)에서의 저장 요소들을 교대로 활성화시킬 수 있으며, 따라서 제 2 그룹(152)의 저장 요소들(152a 및 152b)의 쌍 중 단지 하나의 저장 요소만이 시간 간격들(142a 내지 142d)의 각각 동안 활성화된다. 제 2 그룹(152)의 저장 요소들의 쌍 중 제 1 저장 요소(152a)는 142a 및 142c로 라벨링된 시간 간격들 동안 활성화될 수 있으며, 제 2 그룹(152)의 저장 요소들의 쌍의 제 2 저장 요소(152b)는 142b 및 143d로 라벨링된 시간 간격들 동안 활성화될 수 있다.
유사하게, 도 1c에 도시된 이진 트리 예의 동작 동안, 타이머(104)는 또한 제 3 그룹(151)에서 저장 요소들을 활성화시킬 수 있으며, 따라서 제 3 그룹(151)의 저장 요소들(151a 및 151b)의 쌍 중 단지 하나의 저장 요소만이 시간 간격들(141a 및 141b)의 각각 동안 활성화된다. 제 3 그룹(151)의 저장 요소들의 쌍 중 제 1 저장 요소(151a)는 141a로 라벨링된 시간 간격 동안 활성화될 수 있으며, 제 3 그룹의 저장 요소들의 쌍으로부터의 제 2 저장 요소(151b)는 141b로 라벨링된 시간 간격 동안 활성화될 수 있다.
수신된 펄스(128)에 대응하는 전하는 제 1, 제 2, 및 제 3 그룹들로부터의 활성화된 요소들 상에 저장될 수 있다. 도 1c에 예시된 이진 트리 예에서, 전하는 시간 간격(143d) 동안 제 1 그룹(153)의 제 2 요소(153b) 상에 저장될 수 있고, 전하는 시간 간격(142b) 동안 제 2 그룹(152)의 제 2 요소(152b) 상에 저장될 수 있으며, 전하는 시간 간격(141a) 동안 제 3 그룹(151)의 제 1 요소(151a) 상에 저장될 수 있다. 프로세서는 그 후 저장 어레이(140)에서의 어떤 요소들이 수신된 라이다 펄스(126)에 대응하는 저하를 저장하였는지에 기초하여 방출된 라이다 펄스(116)로부터 수신된 펄스(126)까지 비행 시간을 결정할 수 있다. 도 1c에 예시된 예에서, 그룹들의 각각은 이진 숫자를 나타낼 수 있다. 그룹들의 각각에서, 그룹에서 제 1 요소 상에 저장된 전하는 이진 0에 대응할 수 있으며 그룹에서 제 2 요소 상에 저장된 전하는 이진 1에 대응할 수 있다. 따라서, 도 1b에 예시된 예에서, 라이다 펄스(116)의 비행 시간은 이진 수 "011"에 의해 나타내어질 수 있다.
도 2a는 여기에서 설명된 바와 같이, 그룹핑된 이진 트리 또는 다른 그룹핑된 트리 접근법보다는, 그룹핑되지 않은 비례형 또는 순차형 커패시터 어레이 접근법의 동작의 예를 예시한다. 비례형 또는 순차형 커패시터 어레이 접근법에서, 시간 분해능은 각각의 커패시터가 고유 시간 간격에 매핑될 수 있는 어레이에서 커패시터들의 수에 비례할 수 있다. 구동 펄스(204)는, 송신기(112)와 같은, 송신기에 의해 타겟을 향해 방출될 수 있다. 반사된 펄스(208)는 그 후, 수신기(128)와 같은, 수신기에 의해 수신될 수 있다. 저장 어레이(140)와 같은, 저장 어레이는 커패시터들의 그룹핑되지 않은 어레이를 포함할 수 있으며, 여기에서 각각의 커패시터는, 반사된 펄스를 수신하기 위한 예상된 비행 시간 간격을 스패닝하는 연속적인 이러한 간격들의 그룹 중에서, 단일 시간 간격 동안 활성화될 수 있다. 예를 들면, 저장 어레이는 백 개의 커패시터들의 그룹핑되지 않은 어레이를 포함할 수 있다. 그룹핑되지 않은 접근법에서, 여기에서 설명된 바와 같이 이진 또는 다른 트리 접근법과의 비교를 위해, 타이머(104)와 같은, 타이머는, 스위칭 요소 또는 스위칭 요소들의 어레이를 사용함으로써와 같이, 그것의 지정된 시간 간격(예로서, 2ns) 동안 100개의 커패시터들의 각각의 것을 순차적으로 연속하여 활성화시킬 수 있다. 예를 들면, 제어 펄스(224)가 반사된 펄스의 예상된 비행 시간을 스패닝하는 전체 시간 간격 중 제 100 시간 간격 동안 제 100 커패시터를 활성화시킬 수 있을 때까지, 제어 펄스(212)는 제 1 시간 간격 동안 제 1 커패시터를 활성화시키기 위해 사용될 수 있고, 제어 펄스(216)는 제 2 시간 간격 동안 제 2 커패시터를 활성화시키기 위해 사용될 수 있으며, 제어 펄스(220)는 제 3 시간 간격 동안 제 3 커패시터(220)를 활성화시키기 위해 사용될 수 있다. 수신기에 의해 수신된 반사된 펄스에 대응하는 전하는 활성화되는 동안 커패시터들 중 하나 상에 저장될 수 있다. 비행 시간은 저장된 전하를 가진 커패시터로부터 결정될 수 있다. 비행 시간은 라이다 시스템에 의해 발행된 구동 펄스(204)의 리딩 에지 및 라이다 시스템에 의해 수신된 반사된 펄스(208)의 리딩 에지 사이에서의 차이에 대응할 수 있다. 도 2a에 예시된 비교 예에서, 그룹핑되지않은 비례형 또는 순차형 커패시터 어레이의 분해능은 30m의 거리에 걸쳐 30cm일 수 있으며 각각의 커패시터는 2ns의 시간 간격 동안 활성화된다.
도 2b는 감소된 수의 저장 요소들(예로서, 커패시터들)이 이진 또는 다른 트리 배열로 그룹핑되며 도 2a에 예시된 그룹핑되지 않은 비례형 또는 순차형 예와 동일한 정확도를 달성하기 위해 사용될 수 있는 라이다 시스템의 동작의 예를 예시한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 예시적인 그룹핑된 예에서, 커패시터들은 커패시터들의 수를 2*n1/2로 감소시키기 위해서와 같이, 두 개의 그룹들로 그룹핑될 수 있으며, 여기에서 n은 도 2a에 예시된 비교의 그룹핑되지 않은 예에서 커패시터들의 수를 나타낼 수 있다. 커패시터들이 3개의 그룹들로 그룹핑될 수 있는 예에서, 커패시터들의 수는 3*n1/3으로 감소될 수 있으며, 여기에서 n은 도 2a에 예시된 비교의 그룹핑되지 않은 예에서 커패시터들의 수를 나타낼 수 있다. 커패시터들이 m개의 그룹들로 그룹핑될 수 있는 예에서, 커패시터들의 수는 m*n1/m으로 감소될 수 있으며, 여기에서 n은 도 2a에 예시된 비교의 그룹핑되지 않은 예에서 커패시터들의 수를 나타낼 수 있다.
도 2b에 예시된 예에서, 제 1 그룹에서의 10개의 커패시터들 및 제 2 그룹에서 10개의 커패시터들은 30m의 거리에 걸쳐 30cm의 분해능을 제공할 수 있다. 이러한 예에서, 제 1 그룹의 커패시터들은 비행 시간의 제 1 십진 숫자를 나타낼 수 있으며 제 2 그룹의 커패시터들은 비행 시간의 제 2 십진 숫자를 나타낼 수 있다. 보다 일반적으로, 제 1 그룹에서 커패시터들의 수는 제 1 그룹에 의해 표현된 숫자의 베이스에 대응할 수 있으며, 제 2 그룹에서 커패시터들의 수는 제 2 그룹에 의해 표현된 숫자의 베이스에 대응할 수 있다. 구동 펄스(204)는 송신기(112)와 같은, 송신기에 의해 타겟을 향해 방출될 수 있다. 반사된 펄스(208)는 그 후 수신기(128)와 같은, 수신기에 의해 수신될 수 있다. 일련의 제어 펄스들(228)은 제 1 그룹에서 커패시터들을 순차적으로 활성화시킬 수 있다. 수신기에 의해 수신된 반사된 펄스에 대응하는 전하는 활성화되는 동안 제 1 그룹으로부터 커패시터들 중 하나 상에 저장될 수 있다. 제 1 그룹에서 개개의 커패시터들은 2ns의 시간 간격들 동안 활성화될 수 있다. 활성화의 시퀀스는 다수의 횟수들로 반복될 수 있으며, 횟수들의 수는 제 2 그룹에서 요소들의 수에 대응할 수 있다. 일련의 제어 펄스들(232)은 제 2 그룹에서의 커패시터들을 순차적으로 활성화시킬 수 있다. 수신기에 의해 수신된 반사된 펄스에 대응하는 전하는 활성화되는 동안 제 2 그룹으로부터 커패시터들 중 하나 상에 저장될 수 있다. 제 2 그룹에서의 커패시터들은 20ns의 시간 간격 동안 활성화될 수 있으며 제 2 그룹에서의 커패시터들의 각각의 활성화 동안, 제 1 그룹에서의 커패시터들 모두는 순차적으로 활성화될 수 있다. 제 2 그룹에서의 커패시터들의 모두가 활성화된 후, 프로세서(160)와 같은 프로세서는 저장된 전하를 가진 제 1 그룹으로부터의 커패시터 및 수신된 펄스에 대응하는 저장된 전하를 가진 제 2 그룹으로부터의 커패시터를 결정할 수 있다. 비행 시간은 그 후 결정된 커패시터들로부터 산출될 수 있다. 비행 시간은 라이다 시스템에 의해 발행된 구동 펄스(24)의 리딩 에지 및 라이다 시스템에 의해 수신된 반사된 펄스(208)의 리딩 에지 사이에서의 차이에 대응할 수 있다.
라이다 시스템에서, 반사된 펄스의 세기(예로서, 강도)는 라이다 시스템 및 타겟 사이에서의 증가하는 거리에 대해 감소할 수 있다. 반사된 펄스의 세기는 거리의 제곱 또는 동등하게 측정된 비행 시간의 제곱에 따라 감소할 수 있으며 여기에서 비행 시간 및 거리는 상기 설명된 바와 같이, 식,
Figure pat00002
에 의해 관련될 수 있다. 도 2c는 저장 요소들(예로서, 커패시터들)의 활성화 시간이, 보다 긴 비행 시간들에서 발생할 수 있는 감소된 신호 세기를 보상하기 위해서와 같이, 달라질 수 있는 라이다 시스템의 동작의 예를 예시한다. 저장 요소들의 활성화 시간은 비행 시간의 제곱에 따라 변할 수 있다. 도 2b에 예시된 예와 유사하게, 커패시터들은 두 개의 그룹들로 그룹핑될 수 있다. 구동 펄스(204)는, 송신기(112)와 같은, 송신기에 의해 타겟을 향해 방출될 수 있다. 반사된 펄스(208)는 그 후 수신기(128)와 같은, 수신기에 의해 수신될 수 있다. 일련의 제어 펄스들(228)은 연속적으로 증가하는 시간 간격들 동안 제 1 그룹에서의 커패시터들을 활성화시킬 수 있다. 제 1 제어 신호(236a)는 1ns의 시간 동안 제 1 그룹에서의 제 1 커패시터를 활성화시킬 수 있고, 제 2 제어 신호(236b)는 2ns의 시간 동안 제 1 그룹에서의 제 2 커패시터를 활성화시킬 수 있고, 제 3 제어 신호(236c)는 4ns의 시간 동안 제 1 그룹에서의 제 3 커패시터를 활성화시킬 수 있으며, 제 4 제어 신호(236d)는 8ns의 시간 동안 제 1 그룹에서의 제 4 커패시터를 활성화시킬 수 있다. 그 후, 제 1 제어 신호(236a)는 16ns의 시간 동안 제 1 그룹에서의 제 1 커패시터를 추가로 활성화시킬 수 있고, 제 2 제어 신호(236b)는 32ns의 시간 동안 제 1 그룹에서의 제 2 커패시터를 활성화시킬 수 있고, 제 3 제어 신호(236c)는 64ns의 시간 동안 제 1 그룹에서의 제 3 커패시터를 활성화시킬 수 있으며, 제 4 제어 신호(236d)는 128ns의 시간 동안 제 1 그룹에서의 제 4 커패시터를 활성화시킬 수 있다. 일련의 제어 펄스들(240)은 연속으로 증가하는 시간 간격들 동안 제 2 그룹에서의 커패시터들을 활성화시킬 수 있다. 제 1 제어 신호(240a)는 15ns의 시간 동안 제 2 그룹에서의 제 1 커패시터를 활성화시킬 수 있으며 여기에서 15ns는 제 1 그룹의 제 1 활성화들의 합(예로서, 1ns+2ns+4ns+8ns)에 대응할 수 있다. 제 2 제어 신호(240b)는 240ns의 시간 동안 제 2 그룹에서의 제 2 커패시터를 활성화시킬 수 있으며 여기에서 240ns는 제 1 그룹의 제 2 활성화들의 합(예로서, 16ns+32ns+64ns+128ns)에 대응할 수 있다. 수신기에 의해 수신된 반사된 펄스에 대응하는 전하는 활성화되는 동안 커패시터들 상에 저장될 수 있다. 제 1 및 제 2 그룹에서 커패시터들의 증가하는 활성화 시간은 라이다 시스템 및 타겟 사이에서의 증가된 거리에 대응할 수 있는 나중 시간들에서 수신된 반사된 펄스들의 감소된 강도를 보상할 수 있다.
도 2d는 보다 긴 비행 시간들에서 발생할 수 있는 감소된 신호 세기를 보상하기 위해서와 같이, 저장 요소들(예로서, 커패시터들)의 활성화 시간이 간격들의 시퀀스 내에서 달라질 수 있는 라이다 시스템의 동작의 방법의 예를 예시한다. 제 1 그룹(162)은 4개의 저장 요소들(162a 내지 162d)을 포함할 수 있고, 제 2 그룹(161)은 두 개의 저장 요소들(161a 및 161b)을 포함할 수 있다. 활성화되는 동안, 각각의 저장 요소는 전하를 저장할 수 있다. 타겟(124)에 대응하는 2-차원 시야에서 거리의 결정 후, 저장 요소는 방전되고 및/또는 리셋될 수 있다.
도 2d에 도시된 예에서, 저장 요소들은 증가하는 비행 시간에 따라 증가하는 시간의 양 동안 활성화될 수 있다. 저장 요소들의 각각은 두 번 활성화될 수 있다. 예를 들면, 제 1 그룹(162)에서 각각의 저장 요소(162a 내지 162d)는 그룹 1 시각들(172a 내지 172h)을 교대로 나타내기 위해 교대로 활성화될 수 있다. 제 2 그룹(162)의 각각의 저장 요소(161a 및 162b)는 그룹 2 시각들(172a 내지 172b)을 교대로 나타내기 위해 교대로 활성화될 수 있다.
수신된 펄스(128)에 대응하는 전하는 제 1 및 제 2 그룹들로부터 활성화된 요소들 상에 저장될 수 있다. 도 2d에 예시된 예에서, 전하는 시간 간격(172f) 동안 제 1 그룹(162)의 제 2 요소(162b) 상에 저장될 수 있으며, 전하는 시간 간격(171b) 동안 제 2 그룹(161)의 제 2 요소(161b) 상에 저장될 수 있다. 프로세서는 그 후 저장 어레이(170)에서 어떤 요소들이 방출된 라이다 펄스(116)에 대응하는 전하를 저장하였는지에 기초하여 방출된 라이다 펄스(116)의 비행 시간을 결정할 수 있다. 도 2d에 예시된 예에서, 라이다 펄스(116)의 비행 시간은 시간 간격(172f) 동안 제 2 요소(162b)의 활성화에 대응하는 32ns 윈도우 내에 있는 것으로 결정될 수 있다. 32ns 윈도우는 범위가 31ns 내지 62ns에 이르는 비행 시간들에 대응할 수 있다. 도 2d에 예시된 예로부터 보여질 수 있는 바와 같이, 비행 시간의 분해능은 저장 요소들의 활성화 시간들이 반사되 펄스의 세기에서의 감소를 보상하기 위해 증가할 수 있는 증가하는 비행 시간들에 대해 감소할 수 있다.
도 3은 라이다 시스템(100)과 같은, 라이다 시스템의 동작의 방법을 예시한다. 라이다 시스템은 광 펄스(116)와 같은, 광 펄스를 타겟(124)과 같은 타겟을 향해 방출할 수 있다(단계 310). 수신기(128)와 같은, 수신기는 타겟에 의해 반사되거나 또는 산란된 광 펄스의 일 부분을 수신할 수 있다. 수신된 광 펄스는, 트랜스임피던스 증폭기를 사용하는 것에 의해서와 같이, 전압으로 변환될 수 있다. 전압은 저장 요소들의 하나 이상의 그룹들 상에 전하를 저장하기 위해 사용될 수 있다. 제 1 그룹에서의 하나 이상의 저장 요소들은, 하나 이상의 활성화된 저장 요소들 상에 상기 수신된 광 펄스에 대응하는 전하를 저장하기 위해서와 같이, 활성화될 수 있다(단계 320). 제 1 그룹에서의 각각의 저장 요소는 복수의 제 1 시간 간격들(예로서, 1ns의 시간 간격) 동안 활성화될 수 있다. 제 1 그룹에서의 저장 요소들은 비행 시간의 제 1 숫자에 대응할 수 있다. 제 2 그룹에서의 하나 이상의 저장 요소들은, 하나 이상의 활성화된 저장 요소들 상에 수신된 광 펄스에 대응하는 전하를 저장하기 위해서와 같이, 활성화될 수 있다(단계 330). 제 2 그룹에서의 저장 요소들은 복수의 제 2 시간 간격들 중 하나(예로서, 10ns의 시간 간격) 동안 활성화될 수 있다. 제 2 그룹에서의 저장 요소들은 비행 시간의 제 2 숫자에 대응할 수 있다. 저장 요소들 모두는 복수의 제 2 시간 간격들의 각각 동안 순차적으로 활성화될 수 있다. 제 2 시간 간격의 각각의 지속 기간은 제 1 시간 간격의 지속 기간의 적어도 두 배일 수 있다. 비행 시간은 저장된 전하를 가진 저장 요소들로부터 결정될 수 있으며 타겟으로의 거리는 비행 시간으로부터 결정될 수 있다(단계 340). 광 빔의 수신 부분에 대응하는 제 1 그룹의 저장 요소들로부터의 제 n 요소 및 제 2 그룹의 저장 요소들로부터의 제 m 요소는 저장 요소들 중 어떤 것이 저장된 전하를 갖는지에 기초하여 결정될 수 있다. 왕복 이동 시간은 그 후 n과 제 1 시간 간격의 길이의 곱 및 m과 제 2 시간 간격의 길이의 곱을 합산함으로써 결정될 수 있다.
여기에서 설명된 비-제한적인 양상들의 각각은 그 자체로 성립할 수 있거나, 또는 다른 예들 중 하나 이상과의 다양한 치환들 또는 조합들로 조합될 수 있다. 상기 상세한 설명은 상세한 설명의 부분을 형성하는, 수반되는 도면들에 대한 참조들을 포함한다. 도면들은, 예시로서, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예들을 도시한다. 이들 실시예들은 또한 여기에서 "예들"로서 불리운다. 이러한 예들은 도시되거나 또는 설명된 것들 외에 요소들을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명자는 또한 도시되거나 또는 설명된 이들 요소들만이 제공되는 예들을 고려한다. 게다가, 본 발명자는 또한 특정한 예(또는 그것의 하나 이상의 양상들)에 대하여, 또는 여기에서 도시되거나 또는 설명된 다른 예들(또는 그것의 하나 이상의 양상들)에 대하여, 도시되거나 또는 설명된 이들 요소들(또는 그것의 하나 이상의 양상들)의 임의의 조합 또는 치환을 사용한 예들을 고려한다. 이러한 문서 및 참조로서 그렇게 통합된 임의의 문서들 사이에서의 부합하지 않는 사용들의 경우에, 이 문서에서의 사용이 제어된다.
이 문서에서, 용어들("a" 또는 "an")은, 특허 문서들에서 일반적인 바와 같이, "적어도 하나" 또는 "하나 이상"의 임의의 다른 인스턴스들 또는 사용들에 독립적으로, 하나 또는 하나 이상을 포함하기 위해 사용된다. 이 문서에서, 용어("또는")는 비배타적 또는을 나타내기 위해 사용되며, 따라서 달리 표시되지 않는다면, "A 또는 B"는 "B가 아닌 A", "A가 아닌 B", 및 "A 및 B"를 포함한다. 이 문서에서, 용어들("포함시키는" 및 "여기에서")은 각각의 용어들("포함하는" 및 "여기에서")의 평범한 영어 등가물들로서 사용된다. 또한, 다음의 청구항들에서, 용어들("포함시키는" 및 "포함하는")은 제약을 두지 않으며, 즉 청구항에서의 이러한 용어 후 나열된 것들 외에 요소들을 포함하는 시스템, 디바이스, 물품, 또는 프로세스는 여전히 상기 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 게다가, 다음의 청구항들에서, 용어들("제 1", "제 2", 및 "제 3" 등)은 단지 라벨들로서 사용되며, 그것들의 오브젝트들에 수치 요건들을 부여하도록 의도되지 않는다.
여기에서 설명된 방법 예들은 적어도 부분적으로 기계 또는 컴퓨터-구현될 수 있다. 몇몇 예들은 상기 예들에서 설명된 바와 같이 방법들을 수행하기 위해 전자 디바이스를 구성하도록 동작 가능한 지시들을 갖고 인코딩된 컴퓨터-판독 가능한 매체 또는 기계-판독 가능한 매체를 포함할 수 있다. 이러한 방법들의 구현은, 마이크로코드, 어셈블리어 코드, 고-레벨 언어 코드 등과 같은, 코드를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 다양한 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 지시들을 포함할 수 있다. 코드는 컴퓨터 프로그램 제품들의 부분들을 형성할 수 있다. 뿐만 아니라, 예에서, 코드는, 실행 동안 또는 다른 시간들에서와 같이, 하나 이상의 휘발성, 비-일시적, 또는 비-휘발성 유형의 컴퓨터-판독 가능한 미디어 상에 유형으로 저장될 수 있다. 이들 유형의 컴퓨터-판독 가능한 미디어의 예들은, 이에 제한되지 않지만, 하드 디스크들, 착탈 가능한 자기 디스크들, 착탈 가능한 광 디스크들(예로서, 컴팩트 디스크들 및 디지털 비디오 디스크들), 자기 카세트들, 메모리 카드들 또는 스틱들, 랜덤 액세스 메모리들(RAM들), 판독 전용 메모리들(ROM들) 등을 포함할 수 있다.
상기 설명은 제한적인 아닌, 예시적이도록 의도된다. 예를 들면, 상기 설명된 예들(또는 그것의 하나 이상의 양상들)은 서로 조합하여 사용될 수 있다. 다른 실시예들이, 상기 설명을 검토할 때 이 기술분야의 숙련자에 의해서와 같이, 사용될 수 있다. 요약은 판독자가 기술적 개시의 특징을 빠르게 알아내는 것을 허용하도록, 37 C.F.R. §1.72(b)를 준수하기 위해 제공된다. 그것은 청구항들의 범위 또는 의미를 해석하거나 또는 제한하기 위해 사용되지 않을 것을 조건으로 제안된다. 또한, 상기 상세한 설명에서, 다양한 특징들은 본 개시를 간소화하기 위해 함께 그룹핑될 수 있다. 이것은 청구되지 않은 개시된 특징이 임의의 청구항에 필수적이라는 의도로서 해석되지 않아야 한다. 오히려, 본 발명의 주제는 특정한 개시된 실시예의 모든 특징들보다 적게 있을 수 있다. 따라서, 다음의 청구항들은 여기에서 예들 또는 실시예들로서 상세한 설명으로 통합될 수 있으며, 각각의 청구항은 그 자체가 별개의 실시예로서 성립될 수 있고, 이러한 실시예들은 다양한 조합들 또는 치환들로 서로 조합될 수 있다는 것이 고려된다. 본 발명의 범위는 이러한 청구항들이 자격을 얻은 등가물들의 전체 범위와 함께, 첨부된 청구항들을 참조하여 결정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법에 있어서,
    제 1 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 단계로서, 각각의 개개의 저장 요소는, 각각이 제 1 지속 기간을 갖는, 복수의 제 1 시간 간격들 동안 활성화되는, 상기 제 1 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 단계;
    제 2 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 단계로서, 각각의 개개의 저장 요소는, 각각이 상기 제 1 지속 기간보다 긴 제 2 지속 기간을 갖는, 복수의 제 2 시간 간격들 중 하나 동안 활성화되는, 상기 제 2 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 단계;
    상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 상기 제 1 및 제 2 그룹의 저장 요소들로부터 결정된 개개의 저장 요소들에 기초하여 상기 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하는 단계를 포함하는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 그룹의 저장 요소들로부터 상기 결정된 개개의 저장 요소들의 각각은 상기 왕복 이동 시간의 상이한 숫자에 대응하는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 2 지속 기간은 상기 제 1 지속 기간의 길이의 적어도 두 배인, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 복수의 제 1 시간 간격들 동안 활성화된 상기 제 1 그룹의 저장 요소들로부터 개개의 저장 요소를 결정하는 단계를 포함하는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 제 2 시간 간격들 중 하나 동안 활성화된 상기 제 2 그룹의 저장 요소들로부터 개개의 저장 요소를 결정하는 단계를 포함하는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 상기 제 1 그룹으로부터 제 n 요소를 및 상기 제 2 그룹으로부터 제 m 요소를 결정하는 단계 및 n과 상기 제 1 시간 간격의 길이의 곱 및 m과 상기 제 2 시간 간격의 길이의 곱을 합산함으로써 왕복 이동 시간을 결정하는 단계를 포함하는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  7. 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법에 있어서,
    저장 요소들의 연속 그룹들에서 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 단계로서, 그룹에서의 저장 요소는 이전 그룹에서의 저장 요소보다 긴 시간 간격 동안 활성화되는, 상기 활성화 단계;
    상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 저장 요소들의 각각의 연속 그룹으로부터 결정된 개개의 저장 요소들에 기초하여 상기 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하는 단계를 포함하는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    저장 요소는 이전 그룹에서의 저장 요소들의 활성화의 시간 간격의 길이의 적어도 두 배인 시간 간격 동안 활성화되는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 저장 요소들의 연속 그룹들 중 제 1의 것에서의 개개의 저장 요소들을 반복적으로 활성화시키는 단계를 포함하며, 상기 저장 요소들의 연속 그룹들 중 제 2 그룹에서의 저장 요소는 상기 저장 요소들의 연속 그룹들 중 상기 제 1의 것에서의 개개의 저장 요소들의 각각의 활성화에 대응하는 시간 간격 동안 반복적으로 활성화되는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    가변 시간 간격 동안 상기 저장 요소들의 연속 그룹들 중 적어도 하나에서 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 단계를 포함하는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    기하급수적으로 달라지는 시간 간격 동안 상기 저장 요소들의 연속 그룹들 중 적어도 하나에서 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 단계를 포함하는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    저장 요소들의 각각의 연속 그룹은 저장 요소들의 이전 그룹보다 기하급수적으로 더 작은 수의 저장 요소들을 포함하는, 라이다 시스템에서 광 빔의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 방법.
  13. 라이다 시스템에서 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 시스템에 있어서,
    타겟을 향해 광의 펄스를 방출하도록 구성된 광 송신 시스템;
    상기 타겟으로부터 광의 펄스를 수신하도록 구성된 수신기;
    제 1 그룹의 저장 요소들;
    제 2 그룹의 저장 요소들; 및
    제어 회로로서:
    상기 제 1 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것으로서, 각각의 개개의 저장 요소는 대응하는 복수의 제 1 시간 간격들 동안 활성화되고, 상기 대응하는 제 1 시간 간격들의 각각은 제 1 지속 기간을 갖는, 상기 제 1 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것;
    상기 제 2 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것으로서, 각각의 개개의 저장 요소는 복수의 제 2 시간 간격들 중 하나 동안 활성화되며, 각각은 상기 제 1 지속 기간보다 긴 제 2 지속 기간을 갖는, 상기 제 2 그룹의 저장 요소들에서의 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것; 및
    상기 광 펄스의 수신 부분에 대응하는 상기 제 1 및 제 2 그룹의 저장 요소들로부터의 개개의 저장 요소들에 기초하여 상기 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하도록 구성된, 상기 제어 회로를 포함하는, 라이다 시스템에서 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제 1 그룹의 저장 요소들은 상기 왕복 이동 시간의 제 1 숫자에 대응하며 상기 제 2 그룹의 저장 요소들은 상기 왕복 이동 시간의 제 2 숫자에 대응하는, 라이다 시스템에서 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 저장 요소들은 십진 트리 또는 이진 트리 구성으로 배열되는, 라이다 시스템에서 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 시스템.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 복수의 제 1 시간 간격들 동안 활성화된 상기 제 1 그룹의 저장 요소들로부터 개개의 저장 요소를 결정하도록 구성되는, 라이다 시스템에서 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 시스템.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 상기 제 2 시간 간격들 중 하나 동안 활성화된 상기 제 2 그룹의 저장 요소들로부터 개개의 저장 요소를 결정하도록 구성되는, 라이다 시스템에서 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 시스템.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 광 빔의 수신 부분에 대응하는 상기 제 1 그룹으로부터 제 n 요소를 및 상기 제 2 그룹으로부터 제 m 요소를 결정하며 n과 상기 제 1 시간 간격의 길이의 곱 및 m과 상기 제 2 시간 간격의 길이의 곱을 합산함으로써 왕복 이동 시간을 결정하도록 구성되는, 라이다 시스템에서 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 시스템.
  19. 청구항 13에 있어서,
    상기 제 1 그룹의 저장 요소들의 수는 상기 제 2 그룹의 저장 요소들에서의 저장 요소의 수보다 기하급수적으로 더 큰, 라이다 시스템에서 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 시스템.
  20. 청구항 13에 있어서,
    제 3 그룹의 저장 요소들을 더 포함하며,
    상기 제어 회로는:
    상기 제 3 그룹의 저장 요소들에서 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것으로서, 각각의 개개의 저장 요소는, 각각이 상기 제 1 지속 기간보다 짧은 제 3 지속 기간을 갖는, 복수의 제 3 시간 간격들 중 하나 동안 활성화되는, 상기 제 3 그룹의 저장 요소들에서 개개의 저장 요소들을 활성화시키는 것; 및
    상기 광 펄스의 수신 부분에 대응하는 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 그룹의 저장 요소들로부터의 상기 개개의 저장 요소들에 기초하여 상기 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하도록 구성되는, 라이다 시스템에서 광 펄스의 왕복 이동 시간을 결정하기 위한 시스템.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10895640B2 (en) * 2018-04-27 2021-01-19 Raytheon Company Digital active optical target detection system
US11556000B1 (en) 2019-08-22 2023-01-17 Red Creamery Llc Distally-actuated scanning mirror
US11841428B2 (en) * 2019-09-25 2023-12-12 Analog Devices International Unlimited Company Storage for active ranging systems with write and overwrite specific instructions
CN110737189B (zh) * 2019-11-05 2021-02-09 中国电子科技集团公司第四十四研究所 脉冲激光间隔测量电路
KR20210061200A (ko) * 2019-11-19 2021-05-27 삼성전자주식회사 라이다 장치 및 그 동작 방법
WO2021180928A1 (en) 2020-03-13 2021-09-16 Analog Devices International Unlimited Company Detecting temperature of a time of flight (tof) system laser
CN113109790B (zh) * 2021-04-14 2022-04-12 深圳煜炜光学科技有限公司 一种激光雷达飞行时间测量的方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150293228A1 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 Facet Technology Corp. Methods and apparatus for object detection and identification in a multiple detector lidar array

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE465392B (sv) * 1990-01-12 1991-09-02 Optab Optronikinnovation Ab Foerfarande och anordning vid optiska avstaandsmaetare
DE4304290C1 (de) * 1993-02-12 1994-03-03 Sick Optik Elektronik Erwin Vorrichtung zur Messung der Laufzeit von elektromagnetischen Wellen
EP1860462A1 (de) * 2006-05-23 2007-11-28 Leica Geosystems AG Distanzmessverfahren und Distanzmesser zur Erfassung der räumlichen Abmessung eines Zieles
US8310655B2 (en) * 2007-12-21 2012-11-13 Leddartech Inc. Detection and ranging methods and systems
JP2009232077A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Nec Corp 局側終端装置、通信システム、加入者装置管理方法、および局側終端装置のプログラム
JP2010197118A (ja) 2009-02-24 2010-09-09 Nec Engineering Ltd 距離測定装置
US8994925B2 (en) * 2012-03-27 2015-03-31 Pulsedlight, Inc. Optical distance measurement device
US9127942B1 (en) * 2012-09-21 2015-09-08 Amazon Technologies, Inc. Surface distance determination using time-of-flight of light
US9086275B2 (en) 2013-07-26 2015-07-21 Analog Devices, Inc. System and method for LIDAR signal conditioning
JP2015152428A (ja) 2014-02-14 2015-08-24 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 レーザレーダ装置及び物体検出方法
EP2955539B1 (en) * 2014-06-12 2018-08-08 Delphi International Operations Luxembourg S.à r.l. Distance measuring device
US9523765B2 (en) * 2014-07-14 2016-12-20 Omnivision Technologies, Inc. Pixel-level oversampling for a time of flight 3D image sensor with dual range measurements
US10054675B2 (en) * 2014-10-24 2018-08-21 Analog Devices, Inc. Active compensation for phase alignment errors in time-of-flight cameras
JP6424581B2 (ja) * 2014-11-21 2018-11-21 株式会社デンソー 光飛行型測距装置
DE112015005163T5 (de) 2014-11-14 2017-07-27 Denso Corporation Flugzeitabstandsmessvorrichtung
DE102014117705B3 (de) * 2014-12-02 2016-02-18 Odos Imaging Ltd. Abstandsmessvorrichtung und Verfahren zum Bestimmen eines Abstands
JP6910010B2 (ja) 2016-02-17 2021-07-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 距離測定装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150293228A1 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 Facet Technology Corp. Methods and apparatus for object detection and identification in a multiple detector lidar array

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