KR20200066304A - 완전 파형 다중-펄스 광학 레인지 파인더 기기 - Google Patents
완전 파형 다중-펄스 광학 레인지 파인더 기기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200066304A KR20200066304A KR1020207009646A KR20207009646A KR20200066304A KR 20200066304 A KR20200066304 A KR 20200066304A KR 1020207009646 A KR1020207009646 A KR 1020207009646A KR 20207009646 A KR20207009646 A KR 20207009646A KR 20200066304 A KR20200066304 A KR 20200066304A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- echo
- light
- speed
- pulse
- time
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 72
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 57
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 35
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 24
- 230000006870 function Effects 0.000 description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000009532 heart rate measurement Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003000 extruded plastic Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 1
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/487—Extracting wanted echo signals, e.g. pulse detection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/4865—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak
- G01S7/4866—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak by fitting a model or function to the received signal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
복수의 스캐닝 방향에 따라 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위한 방법이 제공되며, 본 방법은, 복수의 스캐닝 방향에 대한 스캐닝 순서를 규정하는 인터리브(interleave) 시퀀스를 수신하는 단계; 인터리브 시퀀스에 따라 광 펄스들을 순차적으로 전파하는 단계; 영역 내에 존재하는 적어도 하나의 객체 상의 전파된 광 펄스들의 반사에 대응하는 펄스 에코들을 검출하는 단계; 및 검출된 펄스 에코들을 출력하는 단계를 포함한다. 광 에코의 시간적 슬리피지(slippage)를 보정하기 위한 컴퓨터-구현 방법이 추가로 설명된다.
Description
본 발명은 광학 레인저 파인더 기기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 완전 파형 다중-펄스 시스템에 관한 것이다.
자율 주행은 차량이 모든 조명 및 환경 조건에서 환경을 인식할 것을 필요로 한다. 카메라, 레이더 및 초음파 센서가 현재 사용되고 있지만 보다 강인한 솔루션이 필요하다.
라이다(Lidar)가 잠재적 솔루션으로 떠올랐다. 기계식 스캐너가 개념 실시예의 증명에 사용되었지만, 이는 성능, 신뢰성 및 비용에 대한 산업 요건을 충족시키지 않는다는 데 강한 합의가 있다. 3D 플래시 라이더가 또한 상업적으로 이용 가능하지만, 한정된 범위와 매우 높은 비용을 나타낸다.
따라서, 개선된 레인지 파인더 기기에 대한 필요성이 존재한다.
제1의 넓은 양태에 따르면, 복수의 스캐닝 방향에 따라 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위한 방법이 제공되며, 본 방법은, 복수의 스캐닝 방향에 대한 스캐닝 순서를 규정하는 인터리브(interleave) 시퀀스를 수신하는 단계; 인터리브 시퀀스에 따라 광 펄스들을 순차적으로 전파하는 단계; 영역 내에 존재하는 적어도 하나의 객체 상의 상기 전파된 광 펄스들의 반사에 대응하는 펄스 에코들을 검출하는 단계; 및 검출된 펄스 에코들을 출력하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 인터리브 시퀀스를 수신하는 단계는, 복수의 스캐닝 방향을 수신하는 단계; 및 인터리브 시퀀스를 생성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 복수의 스캐닝 방향을 수신하는 단계는, 전체 스캐닝 범위를 수신하는 단계; 스캐닝 방향의 수 및 스캐닝 방향 당 관측 시야 중 하나를 수신하는 단계; 및 스캐닝 방향들을 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 인터리브 시퀀스를 생성하는 단계는, 복수의 스캐닝 방향을 복수의 방향 서브어셈블리로 분할하는 단계; 및 방향 서브어셈블리들을 사용하여 인터리브 시퀀스를 생성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 본 방법은 인터리브 시퀀스에 따라 광 펄스들을 순차적으로 전파하는 상기 단계; 영역 내에 존재하는 적어도 하나의 객체 상의 전파된 광 펄스들의 반사에 대응하는 펄스 에코들을 검출하는 상기 단계; 및 검출된 펄스 에코들을 출력하는 상기 단계를 반복하는 단계를 더 포함한다.
제2의 넓은 양태에 따르면, 복수의 스캐닝 방향에 따라 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위한 시스템이 제공되며, 본 시스템은, 복수의 스캐닝 방향에 대한 스캐닝 순서를 규정하는 인터리브 시퀀스를 수신하기 위한 제어기; 인터리브 시퀀스에 따라 광 펄스들을 순차적으로 전파하기 위한 펄스화된 광원; 영역 내에 존재하는 적어도 하나의 객체 상의 전파된 광 펄스들의 반사에 대응하는 펄스 에코들을 검출하고; 검출된 펄스 에코들을 출력하기 위한 광 검출기를 포함한다.
일 실시예에서, 제어기는 복수의 스캐닝 방향을 수신하고; 인터리브 시퀀스를 생성하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어기는 전체 스캐닝 범위를 수신하고; 스캐닝 방향의 수 및 스캐닝 방향 당 관측 시야 중 하나를 수신하고; 스캐닝 방향들을 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어기는 복수의 스캐닝 방향을 복수의 방향 서브어셈블리로 분할하고; 방향 서브어셈블리들을 사용하여 인터리브 시퀀스를 생성하도록 구성된다.
일 실시예에서, 시스템은, 인터리브 시퀀스에 따라 광 펄스들을 순차적으로 전파하는 동작; 영역 내에 존재하는 적어도 하나의 객체 상의 전파된 광 펄스들의 반사에 대응하는 펄스 에코들을 검출하는 동작; 및 검출된 펄스 에코들을 출력하는 동작을 반복하도록 추가로 구성된다.
제3의 넓은 양태에 따르면, 객체를 포함하는 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위한 방법이 제공되며, 본 방법은, 영역을 조사하기 위해 제1 방출 시점에서 제1 광 펄스를 방출하는 단계; 객체 상의 제1 광 펄스의 반사와 연관된 제1 에코를 검출하는 단계로서, 제1 에코는 제1 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제1 강도에 대응되는, 제1 에코를 검출하는 단계; 제1 시점과 상이한 제2 시점에서 제2 광 펄스를 방출하는 단계; 객체 상의 제2 광 펄스의 반사와 연관된 제2 에코를 검출하는 단계로서, 제2 에코는 제2 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도에 대응되는, 제2 에코를 검출하는 단계; 변위의 속도를 수신하는 단계; 변위의 속도, 제1 시점 및 제2 시점, 및 광의 속도를 사용하여 보정 시간을 결정하는 단계; 보정 시간을 사용하여 제2 에코를 보정함으로써 보정된 에코를 얻는 단계; 및 보정된 에코를 출력하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 변위의 속도를 수신하는 단계는 펄스화된 광원 및 광 검출기가 장착된 차량에 대한 속도를 수신하는 단계를 포함하고, 펄스화된 광원은 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스를 방출하기 위한 것이고, 광 검출기는 제1 에코 및 제2 에코를 검출하기 위한 것이다.
일 실시예에서, 차량에 대한 속도를 수신하는 단계는 차량의 속도를 측정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 에코를 보정하는 단계는, 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도를 보정 시간에 대응하는 양만큼 시간적으로 전환하는 단계를 포함한다.
다른 넓은 양태에 따르면, 객체를 포함하는 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위한 시스템이 제공되며, 본 시스템은 영역을 조사하기 위해 제1 방출 시점에서 제1 광 펄스를 방출하고, 제1 시점과 상이한 제2 시점에서 제2 광 펄스를 방출하기 위한 펄스화된 광원; 객체 상의 제1 광 펄스의 반사와 연관된 제1 에코 및 객체 상의 제2 광 펄스의 반사와 연관된 제2 에코를 검출하기 위한 광 검출기로서, 제1 에코는 제1 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제1 강도에 대응되고, 제2 에코는 제2 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도에 대응되는, 광 검출기; 및 변위의 속도를 수신하고; 변위의 속도, 제1 시점 및 제2 시점 및 광의 속도를 사용하여 보정 시간을 결정하고; 보정 시간을 사용하여 제2 에코를 보정함으로써 보정된 에코를 얻고; 보정된 에코를 출력하기 위한 보정 유닛을 포함한다.
일 실시예에서, 보정 유닛은 펄스화된 광원 및 광 검출기가 장착된 차량에 대한 속도를 수신하도록 구성된다.
일 실시예에서, 본 시스템은 변위의 속도를 측정하기 위한 디바이스를 더 포함한다.
일 실시예에서, 보정 유닛은 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도를 보정 시간에 대응하는 양만큼 시간적으로 전환하도록 구성된다.
추가의 넓은 양태에 따르면, 광 에코의 시간적 슬리피지(slippage)를 보정하기 위한 컴퓨터-구현 방법이 제공되며, 본 방법은, 객체 상의 제1 광 펄스의 반사와 연관된 제1 에코를 수신하는 단계로서, 제1 광 펄스는 관심 영역을 조사하기 위해 제1 방출 시점에서 방출되며, 제1 에코는 제1 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제1 강도에 대응하는, 제1 에코를 수신하는 단계; 객체 상의 제2 광 펄스의 반사와 연관된 제2 에코를 수신하는 단계로서, 제2 광 펄스는 제1 시점과 상이한 제2 시점에서 방출되며, 제2 에코는 제2 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도에 대응하는, 제2 에코를 수신하는 단계; 변위의 속도를 수신하는 단계; 변위의 속도, 제1 시점 및 제2 시점 및 광의 속도를 사용하여 보정 시간을 결정하는 단계; 보정 시간을 사용하여 제2 에코를 보정함으로써 보정된 에코를 얻는 단계; 및 보정된 에코를 출력하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 변위의 속도를 수신하는 단계는 방출하기 위해 사용되는 펄스화된 광원 및 광 검출기가 장착된 차량에 대한 속도를 수신하는 단계를 포함하고, 펄스화된 광원은 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스를 방출하기 위한 것이고, 광 검출기는 제1 에코 및 제2 에코를 검출하기 위한 것이다.
일 실시예에서, 차량에 대한 속도를 수신하는 단계는 차량의 속도를 측정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 에코를 보정하는 상기 단계는, 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도를 보정 시간에 대응하는 양만큼 시간적으로 전환하는 단계를 포함한다.
또 다른 넓은 양태에 따르면, 광 에코의 시간적 슬리피지를 보정하기 위한 시스템이 제공되며, 본 시스템은, 보정 결정 모듈로서, 상기 보정 결정 모듈은, 객체 상의 제1 광 펄스의 반사와 연관된 제1 에코를 수신하고, 제1 광 펄스는 관심 영역을 조사하기 위해 제1 방출 시점에서 방출되며, 제1 에코는 제1 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제1 강도에 대응하고; 객체 상의 제2 광 펄스의 반사와 연관된 제2 에코를 수신하고, 제2 광 펄스는 제1 시점과 상이한 제2 시점에서 방출되며, 제2 에코는 제2 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도에 대응하고;
변위의 속도를 수신하고; 변위의 속도, 제1 시점 및 상기 제2 시점 및 광의 속도를 사용하여 보정 시간을 결정하도록 구성되는, 보정 결정 모듈; 및 보정 적용 모듈로서, 보정 적용 모듈은, 보정 시간을 사용하여 제2 에코를 보정함으로써 보정된 에코를 얻고; 보정된 에코를 출력하도록 구성되는, 보정 적용 모듈을 포함한다.
일 실시예에서, 보정 결정 모듈은 펄스화된 광원 및 광 검출기가 장착된 차량에 대한 속도를 수신하도록 구성되고, 펄스화된 광원은 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스를 방출하기 위한 것이고, 광 검출기는 제1 에코 및 제2 에코를 검출하기 위한 것이다.
일 실시예에서, 본 시스템은 변위의 속도를 측정하기 위한 디바이스를 더 포함한다.
일 실시예에서, 보정 적용 모듈은 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도를 보정 시간에 대응하는 양만큼 시간적으로 전환하도록 구성된다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 첨부된 도면과 연계하여 후술하는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 광학 레인지 파인더 기기의 일부를 형성하는 일반적인 레이아웃 및 주요 구성 요소를 나타내는 개략도이다.
도 2는 실시예에 따라, 2개의 검출 피크를 갖는 라이더 방출 광 펄스의 타이밍 및 복귀 신호 파형을 나타낸다.
도 3은 실시예에 따라, 교차로에서 정지된 차량에 3D 센서가 장착된 장면을 나타낸다.
도 4(a)는 종래 기술에 따른 최적 조건에서의 비행-시간 센서의 동작을 나타낸다.
도 4(b)는 종래 기술에 따른 실제 조건에서의 도 4(a)의 비행-시간 센서의 동작을 나타낸다.
도 5(a)는 종래 기술에 따른 에코 트레이스(trace)를 나타낸다.
도 5(b) 및 도 5(c)는 각각 종래 기술에 따른 평균 에코 트레이스를 나타낸다.
도 6은 종래 기술에 따라 3D 센서에 의해 보여지는 것을 나타내는 데 사용되는 그레이스케일 코딩을 갖는 깊이 맵을 나타낸다.
도 7은 실시예에 따른 솔리드 스테이트 스캐닝 라이다(Solidstate Scanning LiDAR) 시스템의 주요 구성 요소의 블록도이다.
도 8 및 도 10 내지 도 13은 실시예에 따른 레인지 파인더 기기의 물리적 표현을 나타낸다.
도 9는 실시예에 따른 검출점의 매트릭스를 나타낸다.
도 14는 실시예에 따라 3D 매트릭스를 구축하기 위해 수직 신호의 검출기 어레이에 의한 복수의 개별 측정으로의 세그먼트화를 나타낸다.
도 15는 실시예에 따른 마이크로-미러에 대한 회전 사이클을 나타낸다.
도 16 및 도 17은 실시예에 따라 8의 인터리브 팩터를 갖는 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스의 생성을 나타낸다.
도 18은 실시예에 따라 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스가 복수의 서브시퀀스로 분할되는 스캐닝 방향 당 복수의 방출 광 펄스에 대한 방법의 흐름도이다.
도 19는 실시예에 따른 2개의 동기화 신호에 따른 마이크로-미러의 회전 사이클을 나타낸다.
도 20a은 종래 기술에 따른 아나모픽(anamorphic) 렌즈의 사시도이다.
도 20b은 도 10의 아나모픽 렌즈의 측면도이다.
도 20c은 도 10의 아나모픽 렌즈의 정면도이다.
도 21은 종래 기술에 따른 이동 차량과 객체 사이의 거리를 나타낸다.
도 22(a) 내지 도 22(c)는 실시예에 따른 에코의 검출 타이밍에 대한 도 21의 차량의 변위의 영향을 나타낸다.
도 23(a) 내지 도 23(c)는 실시예에 따라 차량의 변위가 보상될 때 에코의 검출 타이밍을 나타낸다.
도 24는 실시예에 따라 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스에 따라 영역을 스캐닝하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 25는 실시예에 따라 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스를 생성하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 26은 실시예에 따른 펄스화된 광원에 대한 복수의 관측 시야를 나타낸다.
도 27은 실시예에 따라 차량의 변위를 보상하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 28은 실시예에 따라 도 25의 방법의 단계 중 적어도 일부를 실행하도록 구성된 프로세싱 모듈의 블록도이다.
도 29는 일 실시예에 따른, 도 27의 방법의 일부 단계를 실행하도록 구성된 프로세싱 모듈의 블록도이다.
첨부된 도면 전체에서, 동일한 특징부는 동일한 참조 번호에 의해 식별된다는 점에 유의할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 광학 레인지 파인더 기기의 일부를 형성하는 일반적인 레이아웃 및 주요 구성 요소를 나타내는 개략도이다.
도 2는 실시예에 따라, 2개의 검출 피크를 갖는 라이더 방출 광 펄스의 타이밍 및 복귀 신호 파형을 나타낸다.
도 3은 실시예에 따라, 교차로에서 정지된 차량에 3D 센서가 장착된 장면을 나타낸다.
도 4(a)는 종래 기술에 따른 최적 조건에서의 비행-시간 센서의 동작을 나타낸다.
도 4(b)는 종래 기술에 따른 실제 조건에서의 도 4(a)의 비행-시간 센서의 동작을 나타낸다.
도 5(a)는 종래 기술에 따른 에코 트레이스(trace)를 나타낸다.
도 5(b) 및 도 5(c)는 각각 종래 기술에 따른 평균 에코 트레이스를 나타낸다.
도 6은 종래 기술에 따라 3D 센서에 의해 보여지는 것을 나타내는 데 사용되는 그레이스케일 코딩을 갖는 깊이 맵을 나타낸다.
도 7은 실시예에 따른 솔리드 스테이트 스캐닝 라이다(Solidstate Scanning LiDAR) 시스템의 주요 구성 요소의 블록도이다.
도 8 및 도 10 내지 도 13은 실시예에 따른 레인지 파인더 기기의 물리적 표현을 나타낸다.
도 9는 실시예에 따른 검출점의 매트릭스를 나타낸다.
도 14는 실시예에 따라 3D 매트릭스를 구축하기 위해 수직 신호의 검출기 어레이에 의한 복수의 개별 측정으로의 세그먼트화를 나타낸다.
도 15는 실시예에 따른 마이크로-미러에 대한 회전 사이클을 나타낸다.
도 16 및 도 17은 실시예에 따라 8의 인터리브 팩터를 갖는 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스의 생성을 나타낸다.
도 18은 실시예에 따라 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스가 복수의 서브시퀀스로 분할되는 스캐닝 방향 당 복수의 방출 광 펄스에 대한 방법의 흐름도이다.
도 19는 실시예에 따른 2개의 동기화 신호에 따른 마이크로-미러의 회전 사이클을 나타낸다.
도 20a은 종래 기술에 따른 아나모픽(anamorphic) 렌즈의 사시도이다.
도 20b은 도 10의 아나모픽 렌즈의 측면도이다.
도 20c은 도 10의 아나모픽 렌즈의 정면도이다.
도 21은 종래 기술에 따른 이동 차량과 객체 사이의 거리를 나타낸다.
도 22(a) 내지 도 22(c)는 실시예에 따른 에코의 검출 타이밍에 대한 도 21의 차량의 변위의 영향을 나타낸다.
도 23(a) 내지 도 23(c)는 실시예에 따라 차량의 변위가 보상될 때 에코의 검출 타이밍을 나타낸다.
도 24는 실시예에 따라 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스에 따라 영역을 스캐닝하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 25는 실시예에 따라 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스를 생성하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 26은 실시예에 따른 펄스화된 광원에 대한 복수의 관측 시야를 나타낸다.
도 27은 실시예에 따라 차량의 변위를 보상하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 28은 실시예에 따라 도 25의 방법의 단계 중 적어도 일부를 실행하도록 구성된 프로세싱 모듈의 블록도이다.
도 29는 일 실시예에 따른, 도 27의 방법의 일부 단계를 실행하도록 구성된 프로세싱 모듈의 블록도이다.
첨부된 도면 전체에서, 동일한 특징부는 동일한 참조 번호에 의해 식별된다는 점에 유의할 것이다.
광학 레인지 파인더 구성의 개요
종래 기술의 광학 레인지 파인더(10)의 일반적인 레이아웃 및 주요 구성 요소/서브시스템이 도 1의 개략도를 참조함으로써 보다 잘 이해될 수 있다. 펄스화된 비행-시간(TOF: time-of-flight) 원리에 따라 동작하는 광학 레인지 파인더(10)는 미리 정해진 시간적 및 공간적 특성을 갖는 광 펄스의 트레인을 방출하는 광 방출기(20)를 포함한다. 이는 또한 광 복귀 신호의 검출 및 그 후속적인 전기 파형으로의 변환을 위한 광 수신기(40)를 포함한다. 광 수신기(40)의 검출 채널은 잡음으로부터 두드러지는 적어도 하나의 피크를 포함할 수 있는 복귀 신호 파형을 출력한다. 복귀 신호 파형은 광 방출기(20)에 의해 각각의 광 펄스의 방출된 후에 얻어지지만, 파형이 주어진 순간에 유용한 정보를 전달하지 않을 수 있다. 한편, 복귀 신호 파형에 존재하는 각각의 피크는 검출 채널의 관측 시야(FOV: field of view) 내에 현재 위치된 객체의 시그니처이다. 도 2는 2개의 검출 피크, 즉 단거리 객체(94) 및 장거리 객체(96)를 갖는 라이다 방출 광 펄스(90) 및 복귀 신호 파형(92)의 타이밍을 나타낸다. 복수의 채널을 갖는 경우, 몇몇 연속적인 채널은 예를 들어, 큰 객체가 범위에 있을 때(예를 들어, 벽) 또는 객체가 기기에 가까이 근접하여 있을 때 정확히 동일한 시그너처(또한 펄스 에코라고도 칭함)를 포함하는 파형을 생성할 수 있다 .
펄스화된 TOF 원리에 따르면, 복귀 신호 파형에서 시그니처의 정확한 위치(타이밍)는 객체에 대한 범위를 나타내며 그 상대 진폭은 광 방출기(20)의 방출 파장에서 객체의 범위와 광학 반사도 모두에 따른다. 또한, 도 1은 광 수신기(40)의 출력이 복귀 신호 파형의 추가 프로세싱(아날로그-대-디지털 변환기(ADC)(80)에 의해 디지털 포맷으로 변환된 후) 및 데이터 인터페이스(70)로의 출력 데이터의 전송을 수행하는 제어 및 프로세싱 유닛(CPU)(60)에 접속되는 것을 나타낸다.
CPU(60)는 광 펄스에 의한 관측 시야의 조명 동안 및 그 후에 에코-백(echo-back) 신호의 완전 파형 트레이스(full waveform trace)를 저장한다. 50 ns 미만의 펄스 폭 및 낮은 듀티 사이클을 갖는 검출기로부터 수 미터 떨어진 객체 상에서 반사의 완전 파형 트레이스를 캡처할 수 있도록 트레이스의 획득이 발생되는 시간 길이는 펄스 폭보다 더 길다. 따라서, 획득은 펄스의 방출이 종료된 후 지속되고 다음의 짧은 광 펄스의 방출 전에 종료되는 시간 길이 동안 펄스 방출이 개시되는 순간부터 개별의 완전한 시간 파형 트레이스의 캡처 및 저장을 가능하게 한다. 또한, 트레이스가 방출된 파형과 비교될 수 있도록 복수의 샘플링 포인트가 획득되어야 한다. CPU(60)는 각각의 광 펄스를 발생시키기 위해 광 방출기(20)에 전달되는 펄스 트리거 신호를 생성하는 것과 같은 일부 다른 기능을 수행한다. 복귀 신호 파형의 획득을 개시하기 위해 동기화 트리거 신호(동위상 또는 시프트됨)가 또한 광 수신기(40)로 전송된다. CPU는 파형 획득을 개시 및 정지하여 획득을 제어한다. 획득 시간은 광학 레인지 파인더(10)에 의해 커버될 최대 범위에 의해 결정된다.
광학 레인지 파인더(10)는 또한 도 1에 도시된 다양한 서브시스템에 전력을 공급하기 위한 수단을 포함한다. 명확성을 위해, 이들 전력 공급기는 도 1에 나타내지 않았다.
광 방출기
광 방출기(20)는 예를 들어, 각각 수 ns의 지속 시간을 갖는 매우 짧은 광 펄스를 방사하고, 이러한 지속 시간은 광 수신기(40)의 출력에서 생성된 복귀 신호 파형에 존재할 수 있는 시그니처의 폭(지속 시간)에 대한 하한을 설정한다. 실제로, 광 펄스에 대해 달성될 수 있는 최단 지속 시간은 광 방출기(20)에 통합된 구동기 전자 기기 및 광원 모두의 임펄스 응답에 의해 제한된다. 복귀 신호 파형의 시그니처는 광 수신기(40)의 전체 검출 대역폭이 일반적으로 수십 내지 수백 MHz의 범위에서 충분히 높은 경우 방출된 광 펄스의 충실한 사본일 것이다.
스펙트럼 측면에서, 방출된 광 펄스의 스펙트럼은 예를 들어, 전자기 스펙트럼의 근적외선 영역에 있다. 일부 팩터는 적절한 이용 가능성, 컴팩트한 광원 및 고감도 광 검출기, 방사된 광 펄스를 산란되지 않게 하는 근적외광에 대한 육안의 더 약한 응답, 및 가시 파장 영역에서의 대응 레벨에 비해 이러한 스펙트럼 영역에서의 더 약한 태양 방사 백그라운드 레벨과 같이 근적외광의 사용을 선호한다. 가시광은 또한 예를 들어, 환경을 조명할 필요성이 요구될 때(전역 조명 또는 광을 사용한 시그널링 정보) 사용될 수 있다. 가시광은 백색광일 수 있거나, 예를 들어, 적색광을 생성하기 위해 특정 파장 또는 파장 범위에서 방출될 수 있다.
도 1의 실시예에서, 적어도 하나의 고출력 발광 다이오드(LED) 유닛이 광 방출기(20)의 LED 소스(22)를 형성하기 위해 사용된다. LED 소스(22)에 의해 방출된 광은 광학적으로 조절되어 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 콜리메이팅 렌즈 어셈블리(24)에 후속하여 광 확산기(26)를 사용함으로써 원하는 조명 필드(FOI)에 걸쳐 확산될 수 있다. 콜리메이팅 렌즈 어셈블리(24)는 높은 입력 개구수를 가질 수 있어 LED 소스(22)로부터 방출된 고발산 미가공 출력 광 빔의 보다 나은 캡처를 촉진할 수 있다. 렌즈 어셈블리(24)는 광 확산기(26)의 치수에 맞추어진 횡단면을 갖는 광 조사 분포(30)를 그 출구 개구 평면에 형성하기 위해 캡처된 광을 리디렉팅(redirecting)한다. 마찬가지로, 렌즈 어셈블리(24)는 확산기(26)의 특정 광 확산 특성이 충족되는 것을 보장하도록 방출된 광 빔(28)의 발산 각도를 몇 도로 감소시킨다. 광 확산기(26)를 통한 투과시, 광 빔은 광 방출기(20)의 FOI를 규정하는 개구(발산) 각도를 갖는 비대칭 광 콘(cone)(32)으로 변환된다. 평활하고 균일한 광 조사 분포를 갖는 FOI를 제공하는 것에 추가하여, 광 확산기(26)의 사용은 LED 소스(22)의 장착을 용이하게 한다. 확산기(26)로부터 나오는 광 빔(32)의 공간 특성은 LED 소스에 통합된 개별 LED 유닛의 정확한 배치 및 정렬에 거의 둔감하다. 그 결과, 상이한 광 확산 특성을 갖는 광 확산기(26)를 단지 사용함으로써 동일한 LED 소스(22)로부터 다양한 FOI를 얻을 수 있다. 홀로그래픽 광 확산기는 원하는 파장에서 90 % 및 심지어 그보다 높이 도달할 수 있는 피크 광 투과율을 갖는다. 또한, 홀로그래픽 광-성형 확산기는 진입하는 광을 규정된(비대칭) FOI에 걸쳐 확산시키도록 설계될 수 있으며, 이는 다양한 애플리케이션을 위해 의도된 광학 레인지 파인더에 최상으로 사용하기 위해 수평 및 수직 방향 모두를 따라 상당히 다른 발산 각도를 가질 수 있다. 이러한 유형의 광 확산기는 또한 거의 가우시안-형상의 평활한 출력 광 조도 분포에 대해 평가된다.
LED 소스(22)로부터 방출된 광 빔(28)을 광학적으로 조절하기 위한 다른 방법이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있다. 예를 들어, 의도된 애플리케이션이 직교 방향 횡방향 모두를 따라 대칭인 매우 넓은 FOI(예를 들어 120도 이상)에 걸쳐 광(32)을 플러딩(flooding)하는 것을 요구할 때, LED 소스(22)는 어떠한 콜리메이팅 렌즈 어셈블리(24) 또는 광 확산기(26) 없이 광 방출기(20)에 통합될 수 있다. 이러한 비용-효율적인 접근법은 LED로부터 방출되는 미가공 출력 광의 고발산 특성과 평활성으로 인해 가능하게 된다. 또한, 이러한 접근법은 LED 소스(22)의 일부를 형성하는 각각의 LED 유닛의 중심 방출 축의 배향을 개별적으로 튜닝함으로써 결과적인 FOI의 약간의 조정을 허용한다. 대안적으로, 렌티큘러(lenticular) 렌즈 시트는 광 확산기(26)를 대체할 수 있다. 렌티큘러 렌즈 시트는 서로 평행하게 뻗어 있고 확대 렌즈의 어레이로서 작용하는 선형의 작은 주름(렌티큘(lenticule)이라 칭함)의 세트로 엠보싱(embossing)된 하나의 표면을 갖는 압출된 플라스틱 시트로 일반적으로 구성된다. 렌티큘러 렌즈는 (렌티큘의 배향에 수직인) 단일 횡방향을 따라 광을 확산시키기 위해 데 사용되며 의도된 애플리케이션에 필요한 특정 FOI를 생성할 수 있다. LED 반사기는 또한 매우 저렴한 비용으로 광을 성형하는 또 다른 가능성이다.
마지막으로, 광 방출기(20)는 펄스화된 TOF 원리의 효과적인 구현에 적절한 피크 진폭 및 지속 시간을 갖는 전류 펄스로 LED 소스(22)를 구동하기 위한 전자 기기(34)를 또한 포함한다. 상술한 바와 같이, CPU(60)에 의해 생성된 펄스화된 전압 트리거 신호는 LED 구동기 전자 기기(34)에 의해 각각의 전류 펄스의 생성을 명령한다. 예를 들어, 광 펄스는 통상적으로 50 ns 미만의 지속 시간으로 방출될 수 있다. 펄스가 방출되는 반복 레이트에 따라, 광 방출의 듀티 사이클(상대 온(ON) 시간)은 0.1 %만큼 낮을 수 있다. 낮은 듀티 사이클에서 LED 소스(22)를 구동하는 것은 수명을 손상시키지 않으면서 LED 소스(22)의 명목 전류 정격을 크게 초과하는 값에서 피크 전류 구동 레벨을 높일 수 있다. 방사된 광 펄스에 대해 원하는 피크 광 출력 전력을 얻기 위해, LED의 피크 구동 레벨의 임의의 감소는 광 방출기(20)에 추가 LED 소스(22)를 장착하고 그 구동 전자 기기(34)를 적절히 복제함으로써 보상될 수 있다.
펄스 폭이 0.1 % 미만의 듀티 사이클을 갖고 50 ns보다 작은 경우, 명목 값의 몇 배인 진폭을 얻을 수 있을 것이다. 예시적인 실시예는 0.2 %의 듀티 사이클을 갖는 20 ns 펄스 폭을 가질 것이다. 듀티 사이클 = 펄스 폭 X 프레임 레이트이므로, 이 예에 대한 프레임 레이트는 100 kHz일 것이다. 다른 예시적인 실시예에서, 0.5 %의 듀티 사이클 및 50 ns의 펄스 폭에서, 시스템은 100 kHz의 프레임 레이트를 달성하며, 즉, 초 당 100,000개의 펄스가 방출된다. 따라서, 각각의 펄스 사이에는 10 μs의 시간 구간이 있다.
범위 = 획득 시간 X 광 속도 / 2이므로, 필요한 범위가 90 m인 경우, 완전 파형의 획득은 펄스 폭보다 훨씬 더 긴 600 ns 지속될 것이며, 펄스가 방출될 때 개시되어 다음 펄스가 방출되기 전에 종료될 것이다. 다른 예시적인 실시예에서, 0.1 %의 듀티 사이클 및 20 ns의 펄스 폭에서, 시스템은 50 kHz의 프레임 레이트를 달성한다. 이러한 높은 프레임 레이트는 적절한 펄스/변조 구동기를 갖는 LED를 사용하여 가능하게 된다.
광 방출기(20)는 방사된 광 빔의 집합적인 중첩이 FOI의 더 나은 충진(균일성)으로 귀결되는 방식으로 특정 방향을 따라 각각의 LED 소스(22)의 개별 정렬(광학 조준)을 수행함으로써 몇몇 LED 소스(22)의 사용으로부터 추가로 이익을 얻을 수 있다. 이러한 접근법은 광 확산기(26)를 사용하지 않고 원하는 전체 치수를 갖는 균일한 FOI를 제공할 수 있다.
광 수신기
광 수신기는 적어도 하나의 검출기의 어레이를 갖는다. 어레이는 1차원 또는 2차원일 수 있다.
일 실시예에서, 수평 방향을 따라 연장되는 N개의 더 작은 FOV의 1×N 선형 배열로 구성된 전체 FOV 내에 위치된 객체의 광 검출 및 거리 측정은 도 1의 개략도에 나타낸 바와 같이 광 수신기 구성(40)으로 가능하게 된다. 도 1에서, 수평 평면은 페이지의 평면과 평행하게 설정된다. 또한, 도 1에 나타낸 기준 X 축은 기준 Z 축에 수직인 방향을 따라 수평으로 설정되고, 후자는 광 방출기(20) 및 광 수신기(40) 모두의 광 축이 가리키는 방향에 평행하다(즉, 기기(10)의 시선에 평행). X 축과 Z 축 모두에 직교하는 Y 축은 수직 방향을 따라 가리킨다. 전체 관측 시야는 광학 레인지 파인더 기기의 광 방출기에 의해 생성된 조명 필드(FOI) 내에 포함된다.
필요한 수평 범위 FOVx는 의도된 애플리케이션에 따라 변한다. 예를 들어, 자동차 애플리케이션에서, 사전-충돌 완화를 위한 시스템에서 약 15 도, 사각 지대 검출에 대해서는 40 도, 주차 지원을 위한 시스템에서는 85 도를 달성할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전체 관측 시야는 15 도 × 2.5 도의 최소 전체 범위를 갖는다. 다른 예시적인 실시예에서, 전체 관측 시야는 85 도 × 13 도의 전체 범위를 갖는다.
광 수신기(40)의 집광 개구 상에 입사하는 광 복귀 신호는 광 방출기(20)의 방출 스펙트럼에 의해 결정된 제한된 파장 대역으로부터 파장 스펙트럼을 갖는 기생 배경 광의 일부를 차단하는 광학 필터(42)(선택적임)를 우선 통과한다. 광학 필터(42)의 통과 대역은 비교적 넓게 선택되어야 하고, 일부 환경에서는 어떠한 광학 필터(42)도 없이 광 수신기(40)를 동작시키는 것이 바람직할 수 있다. 더 큰 편의를 위해, 광학 필터링 액션은 또한 광 파장 스펙트럼의 일부를 차단하기 위해 적절한 광학 필름으로 코팅된 면 중 하나를 갖는 상업적으로 이용 가능한 광학 보호 윈도우의 사용을 통해 구현될 수 있다. 대안적으로, 파장-선택성 광 투과를 허용하도록 제형화된 재료로 이루어진 고내성 보호 윈도우를 얻을 수 있다.
광학 필터(42)를 통과한 광 복귀 신호의 일부는 그 후 대물 렌즈(44)의 초점 평면에 수평으로 나란히(또는 가깝게 근접하여) 배치된 일련의 광 검출기(46)의 감광성 표면에 초점을 맞추는 대물 렌즈(44)를 통해 투과된다. 대물 렌즈(44)는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이 단일 렌즈 요소를 포함할 수 있거나, 몇몇 렌즈 요소를 포함하는 광학 어셈블리로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 대물 렌즈(44)는 미러로 또는 미러와 보정 렌즈/플레이트의 조합으로 구축될 수 있다.
광 검출기(46)의 어레이는 예를 들어, 동일한 특성을 갖는 복수의 개별 광 검출기를 포함한다. 상술한 바와 같이, 각각의 광 검출기의 감광성 표면적은 그 대응하는 FOV를 결정한다.
광학 거리 측정 기기(10)의 예시적인 실시예의 광 수신기(40)는 PIN 포토다이오드의 어레이(46)의 출력에서 미가공 전류 파형의 조절을 위한 아날로그 프론트 엔드 전자 기기(48)를 또한 포함한다. 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 예시적인 아날로그 프론트 엔드 전자 기기(48)는 저잡음 트랜스-임피던스 증폭기, 고대역폭 증폭기 스테이지, 및 PIN 포토다이오드의 어레이(46)를 바이어싱하기 위한 저전압 회로로 구성될 수 있다. PIN 어레이(46) 및 다중-채널 아날로그 프론트 엔드 전자 기기(48)는 동일한 인쇄-회로 보드를 공유할 수 있고, 예를 들어, 애플리케이션-특정 집적 회로(ASIC)의 형태로 통합될 수 있다.
프론트 엔드 전자 기기(48)의 아날로그 출력은 아날로그 전압 파형을 디지털화하는 아날로그-대-디지털 변환기(ADC) 보드(80)로 전달된다. 각각의 검출 채널에 대해 초 당 수십에서 수백 메가샘플의 레이트에서의 디지털화는 복귀 신호 파형에 존재할 수 있는 시그니처로부터 와시(wash)의 발생을 감소시키는 데 도움이 되는 적절한 거리 해상도를 제공한다. 기기(10)가 FOV 내에 존재하는 객체를 감지하기 때문에 시그너처의 지속 시간은 거의 동일하게 유지되는 것을 알 수 있다. 이는 ADC 보드(80)의 샘플링 주파수가 편리한 개수의 샘플링 포인트로 각각의 시그너처를 샘플링하기에 충분히 높게 선택될 수 있음을 의미한다. 50 ns 미만의 펄스 폭 및 낮은 듀티 사이클을 갖는 검출기로부터 수 미터 떨어진 객체에 대한 반사의 완전 파형 트레이스를 캡처할 수 있도록 트레이스의 획득이 발생하는 시간 길이는 펄스 폭보다 길다. 또한, 트레이스가 방출된 파형과 비교될 수 있도록 복수의 샘플링 포인트를 획득해야 한다. 획득 프로세스는 또한 시프팅 기술을 사용하여 ADC(80)의 샘플링 주파수를 감소시킬 수 있다.
제어 및 프로세싱 유닛(CPU)
ADC 보드(80)의 출력에서의 시계열 수치 데이터 스트림의 세트, 즉, 디지털화된 복귀 신호 파형의 세트는 추가 프로세싱을 위해 CPU(60)로 전달된다. CPU(60)의 핵심은 예를 들어, 탑재된 애플리케이션에 적합하고 필요한 수의 채널로 병렬 프로세싱을 수행할 수 있는 마이크로프로세서 어셈블리이다. CPU(60)는 또한 FPGA(필드-프로그래머블 게이트 어레이), DSP(디지털 신호 프로세서) 또는 다른 프로그래머블 로직과 같은 다른 유형의 프로세싱 수단을 중심으로 진행될 수 있다. 수치 프로세싱의 특성과 범위는 의도된 애플리케이션에 따른다. CPU(60)는 이더넷, USB 또는 CANbus와 같은 예시적인 데이터 통신 인터페이스 하에서 동작하는 데이터 인터페이스(70)를 통해 광학 레인지 파인더(10)가 통합될 수 있는 상위-레벨 시스템으로 출력 데이터를 전달할 수 있다.
기록된 신호 파형의 수치 프로세싱
광학 레인지 파인더 기기(10)는 객체가 검출되고 거리 측정되는 최대 범위에 의해 지시되는 적절한 시간 간격 동안 획득된 디지털화된 복귀 신호 파형의 세트를 출력할 수 있으므로 완전 파형 LIDAR(광 검출 및 거리 측정) 기기로 고려될 수 있다. 검출된 피크가 미리 정해진 임계값을 초과하자마자 전자 카운터를 정지함으로써 객체의 거리를 측정하는 고전적인 아날로그-유형의 광학 레인지 파인더와 비교할 때, 전체-파형 기기는 기록된 디지털 파형에서 많은 수치 프로세싱 작업이 수행될 수 있게 하여 더 큰 유연성을 제공한다.
예를 들어, 임의의 주어진 검출 채널과 연관된 복귀 신호 파형에 가능하게는 존재하는 시그너처의 신호-대-잡음비(SNR)는 채널에 의해 획득된 다수의 연속적인 파형을 평균화하여 향상될 수 있다. 연속적인 파형에 존재하는 잡음 기여가 서로 독립적이며 완전히 상관이 없는 경우, 표준 신호 평균화(누적)로 얻은 더 나은 SNR이 가능하다. 고정된 패턴 잡음 기여의 적절한 제거 후에 종종 있을 수 있는 이러한 조건이 충족될 때, 파형의 SNR은 
의 팩터만큼 증가될 수 있으며, 여기서 nW는 평균화된 파형의 수이다. 평균화될 파형의 수를 제한하는 다른 조건은 시그너처를 생성하는 프로세스의 정상성에 대한 필요이다. 즉, 파형에 존재하는 시그니처의 특성(피크 진폭, 형상, 시간/거리 위치)은 평균화될 완전한 파형 세트를 기록하는 데 필요한 시간 구간 동안 변경되지 않고 유지되어야 한다. 이 조건은 광학 레인지 파인더(10)에 대해 빠르게 이동하는 객체를 검출하려고 시도할 때 기대하기 어려울 수 있다. 이동하는 객체와 연관된 시그니처는 파형에서 파형으로 다소 상당히 드리프팅(drifting)된다. 이러한 상황이 본원에 설명된 광학 레인지 파인더(10)가 의도되는 애플리케이션에서 종종 발생하지만, 예를 들어, kHz 범위에서 충분히 높은 광 방출기(20)의 펄스 반복 레이트를 선택함으로써 해로운 영향이 완화될 수 있다. 높은 반복 레이트로 동작하는 것은 주어진 이동 객체와 연관된 시그니처의 현저한 드리프트를 방지하기에 충분히 짧은 시간 간격 동안 많은 복귀 신호 파형의 캡처를 가능하게 한다. 이동 객체를 처리하는 다른 방식은 이동 객체로부터 시그너처의 SNR을 향상시키는 것을 구체적으로 목표로 하는 복귀 신호 파형의 복잡한 수치 프로세싱을 구현하는 것이다.
도 3은 차량(102)에 3D 센서(104)가 장착된 장면(100)을 나타낸다. 차량(102)은 자전거(110) 상의 사이클리스트, 보행자(112), 모터사이클(114) 상의 모터사이클리스트, 도로 작업 배럴(116) 및 전방을 향하는 차량(118)을 포함하는 복수의 객체(108)가 존재하는 교차로(106)에서 정지된다. 3D 센서(104)의 3D 관측 시야(120)는 실제 실시예에서 통상적으로 명백하지는 않지만 그래픽으로 표현된다.
도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 좁은 관측 시야를 갖는 비행-시간 센서가 반사 타겟에 의해 반사된 광 펄스를 검출하는 데 사용되는 최적의 상황에서, 강한 신호가 LiDAR 수신기로 직접 복귀된다. 좁은 관측 시야를 갖는 비행-시간 센서가 차량과 같은 자연 타겟에 의해 반사된 광 펄스를 검출하는 데 사용되는 현실적인 상황에서, 입사 광 신호는 차량에 충돌할 때 산란되며, 광의 작은 부분만이(거리의 제곱에 따라 감소) 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 LiDAR 수신기로 복귀한다. 용이하게 명백한 바와 같이, 단일-포인트 LiDAR 시스템은 제한된 관측 시야(FOV)를 갖는다. 단일-포인트 센서는 관찰할 전체 영역을 직접 커버하지 않는다. 복귀된 신호는 상당한 신호 산란으로 인해 감소된 강도와 유효 범위를 갖는다.
실제로, 도 5(b) 및 도 5(c)에 나타낸 바와 같이 신호를 평활화할 수 있도록 도 5(a)의 유형의 복수의 에코 트레이스가 누적되고 평균화된다. SNR의 개선은 누적된 에코 트레이스의 수에 따라 증가한다. 도 6은 3D 센서에 의해 보여지는 것을 나타내는 데 사용되는 그레이스케일 코딩을 갖는 깊이 맵을 나타낸다.
도 7은 솔리드 스테이트 스캐닝 LiDAR 시스템의 주요 구성 요소의 예시적인 블록도를 나타낸다. 광원(222), 예를 들어, 레이저 다이오드에는 MEMS 마이크로-미러와 같은 빔 조향 요소(224)가 제공된다.
도 8은 단일 방출기 및 포토다이오드 어레이를 포함하는 실시예에 대한 시스템 구성 요소의 물리적 표현을 나타내며, 여기서 방출기에만 빔 조향 요소가 제공된다.
이 스캐너는 다중-펄스 측정과 함께 공진 MEMS 마이크로-미러를 사용한다. MEMS 미러에 대해 2개의 동작 모드, 즉, 선형 및 공진이 있다. 공진 미러는 빠른 모션, 큰 기계적 편위(excursion) 및 진동에 대한 높은 내성을 제공한다. 다중-펄스 측정은 측정을 형성하기 위한 다중 획득의 누적이다. 이는 SNR을 향상시킨다.
3D 스캐너의 방출기 측(220)의 주요 구성 요소는 레이저 다이오드(222), MEMS 마이크로-미러(224) 및 확산기 렌즈(226)이다. 도 10은 콜리메이팅 렌즈를 포함할 수 있고 진동하는 마이크로-미러를 향해 지향되는 콜리메이팅된 레이저 빔을 펄스화하는 예시적인 레이저 다이오드(222)를 나타낸다. 도 11은 단일 축 상에서 매우 높은 주파수에서 진동하는 예시적인 마이크로-미러를 나타낸다. 도 12는 예시적인 확산기 렌즈(226)를 통과한 후의 확산된 레이저 빔의 표현을 나타낸다.
레이저 다이오드(222)는 콜리메이팅된 레이저 빔(228)을 평균(mean) 주파수에서 펄싱한다. 이 주파수는 MEMS 마이크로-미러(224)의 주파수에 적합하다. 일 예시적인 실시예에서, 평균 주파수는 55.7 kHz이다. 레이저 빔(228)은 MEMS 마이크로-미러(224)의 하나의 공진 사이클 동안 다수회 펄싱된다. MEMS 마이크로-미러(224)는 공진 주파수를 가지며 하나의 축 상에서 진동하여 수직 또는 수평 패턴의 광(230)을 생성한다. 일 예시적인 실시예에서, 패턴은 수직이다. 확산기 렌즈(226)는 콜리메이팅된 레이저 빔을 확산시켜 확산된 빔(232)을 생성한다. 예시적인 실시예에서, 빔은 원래 0.25 x 0.25 빔이고 확산기 렌즈는 빔을 20 도만큼 확산시켜 0.25 x 20 도 빔을 얻는다.
3D 스캐너의 수신기(240) 측의 주요 구성 요소는 수신기 렌즈(244) 및 APD 어레이(애벌랜치(avalanche) 포토다이오드)와 같은 광 검출기(246)이다. 도 13은 광을 캡처하는 예시적인 수신기 렌즈(244)를 나타낸다. 수신기 렌즈(244)는 반사된 광 빔을 APD 어레이(246) 상에 포커싱한다. 어레이 APD(246)는 수신된 광에 의해 자극된다. 도 14는 예시적인 APD 어레이(246)가 3D 매트릭스를 구축하기 위해 복수의 개별 측정에서 각각의 수직 신호를 세그먼트화하는 방식을 나타낸다.
도 20은 평행한 뷰(도 20b) 및 수직인 뷰(도 20c)를 갖는 예시적인 아나모픽(anamorphic) 렌즈(도 20a)를 나타낸다. 아나모픽 렌즈는 결과적인 관측 시야가 센서의 폼 팩터의 고유한 함수가 아니도록 관측 시야를 압축 또는 확장하는 데 사용된다. 이는 수신기 렌즈(244)로서 사용될 수 있다.
사용시, 레이저 다이오드(222)는 마이크로-미러(224)를 향해 지향되는 콜리메이팅된 레이저 빔(228)을 펄싱한다. 콜리메이팅된 레이저 빔(228)은 MEMS 마이크로-미러(224)에 도달하고 미러에 의해 확산기 렌즈(226)를 향해 리디렉팅된다. 콜리메이팅된 레이저 빔(230)은 레이저 빔을 확산시키는 확산기 렌즈(226)에 도달한다. 확산된 레이저 빔(232)이 객체에 도달할 때, 이 객체는 광을 반사시킨다. 그 후 반사된 광은 수신기 렌즈(244)에 의해 수신된다. 수신기 렌즈(244)는 광을 어레이 포토다이오드(246)로 리디렉팅한다. 어레이의 각각의 픽셀은 픽셀 라인을 생성하는 대응하는 출력 포트로 정보를 전송한다. 64개의 요소 어레이 포토다이오드가 사용되면, 64개의 픽셀 라인이 생성된다.
매트릭스를 완성하기 위하여, 이러한 시퀀스는 마이크로-미러(224)의 상이한 각도에서 복수회 실행된다. 예시적인 실시예에서, 마이크로-미러(224)의 256개의 상이한 각도 각각에서의 하나의 시퀀스인 시퀀스가 256회 반복된다. 그 후, 256 x 64 매트릭스가 생성된다. MEMS 마이크로-미러(224)는 공진으로 동작되며 준정현파 궤적을 갖는다. 이는 하나의 축 상에서 진동하여 수평 또는 수직 평면을 스위핑(sweeping)한다. 예시적인 실시예에서, 평면은 -30 도로부터 + 30 도로 수평으로 스위핑된다. 다른 실시예에서, 평면은 -15 도로부터 +15 도로 스위핑된다.
레이저 다이오드(222)의 펄스는 미러(224)의 공진 사이클과 동기화된다. 마이크로-미러(224)는 프레임 레이트보다 높은 주파수를 가지므로, 복수의 획득을 완료하기 위해서는 하나 초과의 공진 사이클이 필요하다. 하나의 예시적인 공진 사이클 동안, 레이저 빔은 32회 펄싱된다.
도 24는 검출될 객체를 포함할 수 있는 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위한 방법(300)의 일 실시예를 나타낸다. 본 방법은 펄스화된 광원, 광 검출기 및 제어기를 포함하는 라이다 광학 레인지 파인더와 같은 광학 시스템에 의해 구현된다. 제어기는 마이크로프로세서와 같은 제어 유닛, 데이터를 저장하기 위한 메모리 및 데이터를 수신 및/또는 송신하기 위한 통신 유닛을 포함한다.
단계 302에서, 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스가 수신된다. 스캐닝 방향은 광 펄스가 방출되는 방향을 지칭한다. 펄스화된 광원은 추가로 상세히 후술되는 바와 같이 광 펄스를 방출하는 방향을 변화시키도록 구성되는 것으로 이해되어야 한다. 스캐닝될 영역은 펄스가 대응하는 스캐닝 방향을 따라 방출될 때 광학 시스템의 관측 시야에 각각 대응하는 복수의 서브-영역으로 분할된다. 광학 시스템은 스캐닝 방향을 변경하여 스캐닝될 영역을 커버하기 위해 주어진 수의 개별 스캐닝 방향이 필요하도록 추가로 구성된다. 결과적으로, 광학 시스템은 복수의 상이한 스캐닝 방향을 따라 순차적으로 광 펄스를 방출하도록 구성되며, 각각의 관측 시야는 각각의 스캐닝 방향에 대응한다.
종래 기술에서, 서브-영역은 스캐닝 방향을 최좌측 방향으로부터 최우측 방향으로 또는 그 반대로 연속적으로 변화시킴으로써 연속적으로 스캐닝된다. 예를 들어, 펄스화된 광원은 최좌측 방향을 따라 제1 광 펄스를 방출하도록 위치된다. 그 후, 펄스화된 광원의 방향이 변화되어, 제2 광 펄스가 제1 스캐닝 방향의 우측에 인접한 제1 방향인 제2 스캐닝 방향을 따라 방출된다. 그 후, 펄스화된 광원의 방향이 변화되어, 제2 스캐닝 방향의 우측에 인접한 제1 방향인 제3 스캐닝 방향을 따라 제3 광 펄스가 방출된다. 이 단계들은 최우측 스캐닝 방향을 따라 광학 광 펄스가 방출될 때까지 반복된다. 따라서, 종래 기술에 따르면, 스캐닝 방향은 최좌측 방향으로부터 최우측 스캐닝 방향으로, 또는 최우측 스캐닝 방향으로부터 최좌측 스캐닝 방향으로 오름차순에 따라 연속적으로 스캐닝된다.
종래 기술과 달리, 단계 302에서 수신된 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스는 아래에 더 잘 설명되는 바와 같이, 스캐닝 방향에 대해 최좌측 방향으로부터 최우측 스캐닝 방향으로, 또는 최우측 스캐닝 방향으로부터 최좌측 스캐닝 방향으로 오름차순으로 규정하지 않는다.
도 24를 다시 참조하면, 단계 304에서 인터리브 시퀀스에 나열된 스캐닝 위치에 따라 광학 시스템에 의해 광 펄스가 순차적으로 방출된다. 제1 광 펄스는 인터리브 시퀀스에서 제1 위치를 차지하는 스캐닝 방향에 따라 방출된다. 그 후, 인터리브 시퀀스의 최종 위치를 차지하는 스캐닝 방향에 따라 광 펄스가 방출될 때까지, 인터리브 시퀀스에서 제2 위치를 차지하는 스캐닝 방향에 따라 제2 광 펄스가 방출된다.
단계 306에서, 펄스 에코는 광학 시스템에 의해 검출되는데, 즉, 각각의 펄스 에코에 대한 시간에 따른 강도 또는 진폭이 감지되고 측정된다. 펄스 에코는 스캐닝된 영역 내에 존재하는 객체 상의 방출된 펄스의 반사에 대응한다. 광학 시스템이 전체-파형 LIDAR 레인지 파인더인 실시예에서, 주어진 방출된 펄스에 대한 펄스 에코는 주어진 방출된 펄스가 방출되는 시간과 후속 펄스가 방출되는 시간 사이에 포함된 시간 구간 동안 검출된 광에 대응한다.
단계 308에서, 검출된 펄스 에코가 출력되며, 즉, 시간의 함수로서 검출된 펄스 에코의 광 강도 또는 진폭이 출력된다. 예를 들어, 검출된 펄스 에코는 메모리에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 검출된 펄스 에코에 대응하는 스캐닝 방향의 식별이 펄스 에코와 함께 출력된다.
도 25는 인터리브 시퀀스를 생성하기 위한 방법(318)의 일 실시예를 나타낸다. 본 방법(318)은 광학 시스템의 제어기에 의해 수행될 수 있음을 이해해야 한다. 대안적으로, 인터리브 시퀀스는 광학 시스템과 독립적인 컴퓨터 머신에 의해 생성되어 광학 시스템으로 송신될 수 있다.
단계 320에서, 관심 영역을 스캐닝하는 데 필요한 스캐닝 방향이 수신된다. 예를 들어, N개의 스캐닝 방향 d1, d2, d3,..., dj,...dN이 단계 320에서 수신될 수 있으며, 여기서 N은 스캐닝 방향의 전체 수이다.
단계 322에서, 수신된 스캐닝 방향은 방향 SUB1, SUB2,..., SUBS의 복수의 S개의 서브어셈블리로 분할되며, 여기서 S는 방향 서브어셈블리의 수이다. 각각의 서브어셈블리(SUBj)는 수신된 스캐닝 방향으로부터 선택된 주어진 수 nj의 스캐닝 방향을 포함하고, 따라서 수신된 스캐닝 방향으로부터 선택된 방향의 순서화된 리스트에 대응한다.
일 실시예에서, 방향 서브어셈블리는 모두 동일한 수의 방향을 포함하므로, nj는 서브어셈블리 전체에서 일정하므로:
n1 = n2 = ... = nS = n.
이 경우, N = n * S이다. 다른 실시예에서, 서브어셈블리에 포함된 방향의 수는 서브어셈블리별로 다를 수 있다.
일 실시예에서, 동일한 수신된 스캐닝 방향이 적어도 2개의 상이한 서브어셈블리에 포함될 수 있다. 다른 실시예에서, 수신된 스캐닝 방향은 단일의 서브어셈블리에 할당될 수 있어서, 2개의 상이한 서브어셈블리가 동일한 수신된 스캐닝 방향을 포함할 수 없다.
단계 324에서, 인터리브 시퀀스 IS는 방향 서브어셈블리 SUBj를 사용하여 생성된다. 모든 서브어셈블리가 동일한 개수 n의 방향을 포함하는 경우, 인터리브 시퀀스 IS는 다음과 같이 표현될 수 있다:
여기서:
SUBj(i)는 단계 320에서 수신된 스캐닝 방향 중 주어진 하나에 대응한다.
일 실시예에서, 본 방법(300)은 스캐닝될 관심 영역의 함수로서 스캐닝 방향을 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 이 경우, 본 방법(300)은 관심 영역을 수신하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 관심 영역은 [-30 도, +30 도]와 같은 초기 각도 범위로 규정될 수 있고, 초기 각도 범위는 각도의 복수의 서브-범위를 얻기 위해 사용자에 의해 입력될 때 사전 규정되거나 수신될 수 있는 스캐닝 방향의 수에 의해 나누어질 수 있으며, 각각의 각도는 각각의 스캐닝 방향과 연관된다. 예를 들어, 각각의 스캐닝 방향은 각각의 서브-범위의 각도의 중심에 위치될 수 있다.
관심 영역을 스캐닝하기 위해 스캐닝 방향을 생성하기 위한 임의의 적절한 방법이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 상술한 예에서는 스캐닝 방향의 수가 사전 규정되지만, 다른 시나리오가 가능할 수 있다. 예를 들어, 2개의 연속적인 스캐닝 방향 사이의 각도 거리가 사전 규정될 수 있다.
도 26은 관심 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위해 12개의 상이한 스캐닝 방향 d1,..., d12에 따라 펄스화된 광원(328)에 의해 광 펄스가 방출되는 시나리오를 나타낸다. 12개의 스캐닝 방향 d1,..., d12의 각각의 하나는 각각의 관측 시야(330,..., 352)와 연관된다.
광 펄스의 방출 방향을 변화시키도록 구성된 임의의 적절한 펄스화된 광원이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 펄스화된 광원(328)은 스캐닝 방향을 변화시키기 위해 전동화되고 회전 가능할 수 있다. 일 예에서, 펄스화된 광원(328)은 전동화된 회전 스테이지를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 펄스화된 광원(328)은 스캐닝 방향을 변화시키기 위한 적어도 하나의 전동화되고 그리고 회전 가능한 미러를 포함할 수 있다. 추가의 실시예에서, 펄스화된 광원(328)을 포함하는 광학 시스템은 도 8에 나타낸 레인지 파인더에 대응할 수 있어, 펄스화된 광원(328)은 스캐닝 방향을 변화시키기 위해 공진 모드에서 동작되는 MEMS 마이크로-미러를 포함한다. 도 15는 공진에서 동작되는 마이크로-미러에 대한 각도 위치 또는 배향의 예시적인 공진 사이클을 나타낸다. 공진 사이클은 마이크로-미러가 제1 극각 위치 또는 배향으로부터 제2 극각 위치 또는 배향으로 회전하는 제1 반-사이클, 및 마이크로-미러가 제2 극각 위치 또는 배향으로부터 다시 제1 극각 위치 또는 배향으로 회전하는 제2 반 사이클을 포함한다. 이러한 예시적인 사이클에서, 단일 공진 사이클 동안 32개의 광 펄스가 마이크로-미러에 의해 반사될 수 있다. 도 19는 -14 도와 +14 도 사이의 진동에 대한 예시적인 미러 동기화 신호 그래프를 나타낸다. 본 기술 분야에 알려진 바와 같이, 마이크로-미러의 정확한 배향을 결정하기 위해 2개의 동기화 신호가 사용된다. 일 실시예에서, 예시적인 실시예에서의 미러 주파수는 약 1300 Hz와 약 1750 Hz 사이에 포함된다.
종래 기술에 따르면, 광 펄스는 스캐닝 방향의 오름차순에 따라 반복적으로 그리고 연속적으로 방출될 것이다. 오름차순이 최좌측으로부터 최우측으로인 예에서, 광원(328)의 스캐닝 방향이 최좌측 관측 시야(330)의 스캐닝 방향 d1에 대응할 때 제1 펄스가 방출될 것이다. 예를 들어, 펄스화된 광원(328)의 축이 최우측 관측 시야(352)에 대응하는 제12 방향 d12를 따라 배향될 때 광 펄스가 방출될 때까지, 스캐닝 방향 d1은 관측 시야(330) 내의 중심일 수 있다. 그 후, 펄스화된 광원(328)의 축이 관측 시야(332)에 대응하는 제2 방향 d2에 따라 배향될 때 제2 광 펄스가 방출될 것이고, 펄스화된 광원(328)의 축이 관측 시야(334)에 대응하는 제3 방향 d3에 따라 배향될 때 제3 광 펄스 등이 방출될 것이다. 공진 미러는 광 펄스의 방출 방향을 변화시키기 위해 사용될 수 있으며, 펄스화된 광원의 펄스 레이트가 조정되어 펄스는 각각의 스캐닝 방향 d1,..., d12에 대해 방출되며, 미러는 방향 d1에 대응하는 최좌측 각 위치로부터 방향 d12에 대응하는 최우측 방향으로 회전한다.
본 방법에 따르면, 그리고 종래 기술의 방법과 달리, 광 펄스는 스캐닝 방향의 오름차순에 따라 방출되지 않고, 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스에 따라 방출된다.
예를 들어, 다음과 같이 방향의 3개의 서브어셈블리가 생성될 수 있다:
이 경우, 인터리브 시퀀스 IS는 다음과 같다:
방향을 조정하기 위해 공진 미러가 사용되는 예를 다시 참조하고, 상술한 종래 기술의 방법과 비교하여, 2개의 펄스의 방출 사이의 시간은 공진 미러의 동작이 동일하다고 가정할 때, 예를 들어, 동일한 회전 속도일 때 더 크다. 종래 기술에서, 미러가 제2 방향 d2에 따라 배향될 때 제2 펄스가 방출되지만, 본 방법에 따르면 미러가 제5 방향 d5에 따라 배향될 때에만 제2 펄스가 방출된다. 미러가 제1 방향 d1로부터 제2 방향 d2로 회전하는 것보다 제1 방향 d1로부터 제5 방향 d5로 회전하는 데 더 많은 시간이 걸리기 때문에, 에코를 검출하기 위한 시간은 종래 기술에 비해 증가하고, 따라서 객체의 모호하지 않은 검출의 범위가 종래 기술에 대해 또한 증가한다. 그러나, 본 방법은 종래 기술의 방법과 비교하여 전체 영역을 스캐닝하는 데 더 많은 시간을 필요로 하는데, 이는 12개의 방향을 스캐닝하기 위해 최좌측 위치로부터 최우측 위치로의 미러의 4회의 회전이 걸리지만, 종래 기술의 방법에 따라 12개의 방향을 스캐닝하기 위해 최좌측 각도 위치로부터 최우측 각도 위치로의 미러의 단일 회전이 필요하기 때문이다.
본 방법의 일 실시예에서, 그리고 상술한 바와 같이, 광 펄스는 미러의 회전의 반-사이클 동안에만, 즉, 미러가 최좌측 각도 위치로부터 최우측 각도 위치로 또는 그 반대로 회전하는 동안에만 방출된다.
다른 실시예에서, 광 펄스는 미러의 회전의 전체 사이클 동안, 즉, 미러가 최좌측 각도 위치로부터 최우측 각도 위치로 회전할 때, 그리고 최우측 각도 위치로부터 최좌측 각도 위치로 회전할 때 방출된다.
도 26에 나타낸 이전 예를 참조하면, 마이크로-미러의 2개의 전체 공진 사이클 동안 광 펄스가 방출될 때 3개의 다음 서브어셈블리가 생성될 수 있다:
이 경우, 인터리브 시퀀스 IS는 다음과 같다:
방향 d4, d8, d12는 미러의 회전의 반-사이클 동안, 즉, 미러가 최좌측 각도 위치로부터 최우측 각도 위치로 회전할 때 달성되는 반면, 방향 d10, d6, d2는 미러의 회전의 다음 반-사이클 동안, 즉, 미러가 최우측 각도 위치로부터 최좌측 각도 위치로 회전할 때 달성된다. 따라서, 미러의 회전의 제1 전체 사이클 동안 6개의 방향이 스캐닝될 수 있다. 방향 d3, d7, d11은 미러의 회전의 제3 반-사이클 동안, 즉, 미러가 최좌측 각도 위치로부터 최우측 각도 위치로 회전할 때 달성되며, 방향 d9, d5, d1은 미러의 회전의 제4 반-사이클 동안, 즉, 미러가 최우측 각도 위치로부터 최좌측 각도 위치로 회전할 때 달성된다. 따라서, 미러의 회전의 제2 전체 사이클 동안 6개의 추가 방향이 스캐닝될 수 있고, 12개의 방향은 모터의 회전의 2개의 전체 사이클에서만 스캐닝될 수 있다.
일 실시예에서, 광학 시스템은 상술한 바와 같은 전체-파형 LIDAR 기기이고, 스캐닝 방향마다 적어도 2개의 펄스가 방출된다.
각각의 스캐닝 방향에 대해 복수의 광 펄스가 방출되는 실시예에서, 측정마다, 인터리브 시퀀스는 스캐닝 방향마다 방출될 광 펄스의 수에 대응하는 주어진 횟수로 반복적으로 실행될 수 있다. 이 경우, 인터리브 시퀀스에 의해 규정된 순서에 따라 각각의 스캐닝 방향에 대해 제1 광 펄스가 방출된다. 그 후, 스캐닝 방향마다 주어진 수의 광 펄스가 방출될 때까지, 인터리브 시퀀스 등에 따라 각각의 스캐닝 방향에 대해 제2 광 펄스가 방출된다.
하나의 측정 동안 각각의 스캐닝 방향에 대해 복수의 광 펄스가 방출되는 다른 실시예에서, 인터리브 시퀀스는 스캐닝 방향마다 방출되는 광 펄스의 수에 대응하는 주어진 횟수로 실행되는 복수의 인터리브 서브-시퀀스로 분할될 수 있다. 이 경우, 도 18의 예시적인 흐름도에 나타낸 바와 같이, 제1 인터리브 서브-시퀀스가 주어진 횟수로 실행된 후, 제2 인터리브 서브-시퀀스가 주어진 횟수 등으로 실행된다. 이러한 예시적인 방법에서, 제1 단계는 모든 파라미터를 0으로 설정하는 것으로 이루어진다. 마이크로-미러의 위치가 확인된다. 마이크로-미러가 초기의 사전 규정된 위치에 있지 않으면, 마이크로-미러의 위치가 조정된다. 마이크로-미러의 위치가 정확한 경우, 제1 뱅크에 규정된 제1 스캐닝 방향 또는 스캐닝 방향 서브어셈블리에 따라 제1 펄스가 방출된다. 그 후, 제1 뱅크에 규정된 모든 스캐닝 방향이 한번 스캐닝될 때까지, 즉, 제1 펄스가 제1 뱅크에 포함된 각각의 스캐닝 방향에 따라 순차적으로 송신될 때까지, 스캐닝 방향의 제1 뱅크에 규정된 제2 스캐닝 방향에 따라 제2 펄스가 방출되고, 스캐닝 방향의 제1 뱅크에 규정된 제3 스캐닝 방향에 따라 제3 펄스가 방출된다. 그 후, 이들 단계, 즉, 제1 뱅크에 포함된 모든 스캐닝 방향의 순차적 스캐닝은 원하는 수의 샘플에 도달할 때까지 주어진 횟수로 반복된다.
원하는 수의 샘플을 얻기 위해 제1 뱅크의 모든 라인 또는 스캐닝 방향이 주어진 횟수로 일단 스캐닝되면, 뱅크 카운터가 증가되고 제2 뱅크의 스캐닝 방향이 스캐닝된다. 제2 뱅크에 규정된 제1 스캐닝 방향 또는 스캐닝 방향 서브어셈블리에 따라 제1 펄스가 방출된다. 그 후, 제2 뱅크에 규정된 모든 스캐닝 방향이 한번 스캐닝될 때까지, 즉, 제2 뱅크에 포함된 각각의 스캐닝 방향에 따라 제1 펄스가 순차적으로 송신될 때까지, 스캐닝 방향의 제2 뱅크에 규정된 제2 스캐닝 방향에 따라 펄스가 방출되고, 스캐닝 방향의 제2 뱅크 등에 규정된 제3 스캐닝 방향에 따라 추가의 펄스 등이 방출된다. 그 후, 이들 단계, 즉, 제2 뱅크에 포함된 모든 스캐닝 방향의 순차적 스캐닝은 원하는 수의 샘플에 도달할 때까지 주어진 횟수로 반복된다.
상술한 단계는 스캐닝 방향의 모든 뱅크가 스캐닝될 때까지 반복된다.
일 실시예에서, 인터리브 시퀀스는 마이크로-미러의 회전의 반-사이클 동안 또는 마이크로-미러의 회전의 완전한 사이클 동안 실행될 스캐닝 방향을 포함할 수 있다.
예를 들어, 인터리브 시퀀스는 다음과 같을 수 있다:
예를 들어, 인터리브 시퀀스는 다음과 같이 마이크로-미러의 반-사이클 동안 스캐닝될 스캐닝 방향을 각각 포함하는 4개의 인터리브 서브-시퀀스를 포함할 수 있다:
이 경우, 제1 인터리브 서브-시퀀스 ISS1은 스캐닝 방향마다 그리고 측정마다 방출될 광 펄스의 수에 대응하는 주어진 횟수로 우선 실행된다. 그 후, 제2 인터리브 서브-시퀀스 ISS2는, 제3 인터리브 서브-시퀀스 ISS3이 주어진 횟수로 실행되기 전에 주어진 횟수로 실행된다. 마지막으로, 제4 인터리브 서브-시퀀스 ISS4가 주어진 횟수로 실행된다.
예를 들어, 하나의 측정 동안 각각의 스캐닝 방향을 따라 3개의 광 펄스가 방출될 경우, 제1 인터리브 서브-시퀀스 ISS1이 우선 3회 실행되며, 즉, 3개의 광 펄스가 마이크로-미러의 회전의 3개의 연속적인 반-사이클 중 각각의 하나 동안 스캐닝 방향 d1, d5 및 d9를 따라 반복적으로 방출되며, 즉, 마이크로-미러의 회전의 제1 반-사이클 동안 제1 광 펄스가 방향 d1, d5 및 d9 중 각각의 하나를 따라 방출되고, 그 후 제2 광 펄스가 마이크로-미러의 회전의 제2 반-사이클 동안 방향 d1, d5 및 d9 중 각각의 하나를 따라 방출되고, 제3 광 펄스는 마이크로-미러의 회전의 제3 반-사이클 동안 회전 d1, d5 및 d9 중 각각의 하나를 따라 방출된다.
그 후, 3개의 광 펄스가 마이크로-미러의 회전의 3개의 연속적인 반-사이클 중 각각의 하나 동안 스캐닝 방향 d2, d6, d10을 따라 반복적으로 방출된다. 3개의 광 펄스는 마이크로-미러의 회전의 3개의 연속적인 반-사이클 중 각각의 하나 동안 스캐닝 방향 d3, d7, d11을 따라 후속적으로 그리고 반복적으로 방출된다. 마지막으로, 3개의 광 펄스는 마이크로-미러의 회전의 3개의 연속적인 반-사이클 중 각각의 하나 동안 스캐닝 방향 d4, d8, d12를 따라 반복적으로 방출된다.
스캐닝 방향이 마이크로-미러의 회전의 전체 사이클 동안 스캐닝되는 실시예에서, 인터리브 시퀀스는 또한 스캐닝 방향마다 방출되는 광 펄스의 수에 대응하는 주어진 횟수로 실행되는 복수의 인터리브 서브-시퀀스로 분할될 수 있다. 이 경우, 제1 인터리브 서브-시퀀스가 주어진 횟수로 실행된 후, 제2 인터리브 서브-시퀀스가 주어진 횟수 등으로 실행된다. 인터리브 시퀀스는 마이크로-미러의 회전의 반-사이클 동안 또는 마이크로-미러의 회전의 완전한 사이클 동안 실행될 스캐닝 방향을 포함할 수 있다.
예를 들어, 인터리브 시퀀스는 다음과 같을 수 있다:
예를 들어, 인터리브 시퀀스는 다음과 같이 마이크로-미러의 회전의 전체 사이클 동안 스캐닝될 스캐닝 방향을 각각 포함하는 2개의 인터리브 서브-시퀀스를 포함할 수 있다:
제1 인터리브 서브-시퀀스는 스캐닝 방향마다 그리고 측정마다 방출될 광 펄스의 수에 대응하는 주어진 횟수로 실행된다. 그 후, 제2 인터리브 서브-시퀀스 ISS2가 주어진 횟수로 실행된다.
예를 들어, 하나의 측정 동안 3개의 광 펄스가 각각의 스캐닝 방향을 따라 방출될 경우, 제1 인터리브 서브-시퀀스 ISS1이 우선 3회 실행되며, 즉, 3개의 광 펄스가 마이크로-미러의 회전의 3개의 연속적인 전체 사이클 중 각각의 하나 동안 스캐닝 방향 d4, d8, d12, d10, d6, d2를 따라 반복적으로 방출되며, 즉, 제1 광 펄스가 마이크로-미러의 회전의 제1 전체 사이클 동안 방향 d4, d8, d12, d10, d6, d2 중 각각의 하나를 따라 방출된 후, 제2 광 펄스가 마이크로-미러의 회전의 제2 전체 사이클 동안 방향 d4, d8, d12, d10, d6, d2 중 각각의 하나를 따라 방출되고, 제3 광 펄스가 마이크로-미러의 회전의 제3 전체 사이클 동안 방향 d4, d8, d12, d10, d6, d2 중 각각의 하나를 따라 방출된다.
그 후, 3개의 광 펄스가 마이크로-미러의 회전의 3개의 연속적인 전체 사이클 중 각각의 하나 동안 스캐닝 방향 d3, d7, d11, d9, d5, d1을 따라 반복적으로 방출된다.
측정을 완료하는데 필요한 시간이 고정되는 실시예에서, 방향의 인터리브 시퀀스에 따른 광 펄스를 방출은 표 1에 나타낸 바와 같이 검출의 모호하지 않은 범위를 증가시킬 수 있지만 SNR을 희생시킬 수 있다.
표 1은 이하의 예시적인 셋업에 대한 예시적인 인터리빙 구성을 나타낸다: 1740 Hz의 미러 주파수, 0.287 msec의 미러 반-주기, 15 Hz의 프레임 레이트, 1:1에서의 멀티플렉싱 및 256 라인에서의 해상도. 이 예에서, 스캐닝 방향의 인터리브 시퀀스를 생성하는 데 사용되는 모든 서브어셈블리는 동일한 수의 방향을 포함하고, 미러의 진동 각도 범위는 60 도일 수 있으며, 즉, 미러의 배향은 -30 도와 +30 도 사이에서 진동한다. 스캐닝 방향의 전체 수가 256과 동등하면, 2개의 연속 스캐닝 방향 사이의 각도 차이는 약 0.24 도와 동등하다.
뱅크 또는 인터리브 팩터의 수는 인터리브 시퀀스를 생성하는 데 사용되는 스캐닝 방향 서브어셈블리의 수에 대응한다. 해상도는 관심 영역을 스캐닝하는 데 사용되는 스캐닝 방향의 수를 지칭한다. 뱅크 당 라인 수는 스캐닝 방향의 서브어셈블리에 포함된 방향의 수에 대응한다. 측정 당 펄스 수는 측정과 연관된 시간 구간 동안 동일한 스캐닝 방향을 따라 방출된 펄스 수를 지칭한다. SNR 개선은 측정 당 단일 펄스가 있는 시나리오에 비해 SNR의 개선을 지칭한다.
[표 1] 예시적인 인터리빙 구성
인터리빙 팩터가 1과 동등하면, 인터리빙 시퀀스가 없고 256개의 스캐닝 방향이 좌측으로부터 우측으로 또는 우측으로부터 좌측으로 연속적으로 스캐닝된다. 이 시나리오는 최대 SNR 개선을 제공하지만 최대 펄스 레이트를 필요로 한다. 따라서, 이 시나리오는 최저의 모호하지 않은 범위를 제공한다.
인터리빙 팩터가 2와 동등하면, 스캐닝 방향의 2개의 서브어셈블리가 생성되고, 각각 128개의 방향을 포함하고, 스캐닝 방향의 전체 수는 256과 동등하다. 예를 들어, 제1 서브어셈블리 SUB1은 128개의 스캐닝 방향을 포함할 수 있고, 제2 서브어셈블리 SUB2는 다음과 같이 128개의 스캐닝 방향을 또한 포함할 수 있다:
제1 및 제2 서브어셈블리 SUB1 및 SUB2는 순차적으로 결합되어 이하의 인터리브 시퀀스를 얻는다:
인터리빙 팩터가 3과 동등하면, 방향의 3개의 서브어셈블리가 생성되고, 각각 85개의 방향을 포함하며, 스캐닝 방향의 전체 수는 255와 동등하다. 예를 들어, 제1 서브어셈블리 SUB1, 제2 서브어셈블리 SUB2 및 제3 서브어셈블리 SUB3은 다음과 같이 표현될 수 있다:
서브어셈블리 SUB1, SUB2 및 SUB2는 순차적으로 결합되어 이하의 인터리브 시퀀스를 얻는다:
인터리브 팩터가 증가함에 따라, 동일한 방법이 인터리브 시퀀스를 생성하는 데 사용된다. 예를 들어, 도 16 및 도 17은 인터리브 팩터가 8과 동등할 때의 시나리오를 나타낸다. 마이크로-미러의 반-사이클 진동 동안, 광 펄스가 도 16에 나타낸 바와 같이 스캐닝 방향 또는 라인 d1, d9, d17,...d249에 대해 방출될 수 있다. 그 후, 도 17 등에 나타낸 바와 같이, 광 펄스가 마이크로-미러의 제2 반-사이클 진동 동안 스캐닝 방향 또는 라인 d2, d10, d18,...d250에 대해 방출된다. 이 경우, 256개의 라인(또는 스캐닝 방향)을 스캐닝하는 데 8개의 반-사이클의 최소 개수가 필요하다. 광 펄스가 미러 진동의 전후 반-사이클 동안 방출되는 경우, 256개의 방향을 스캐닝하기 위해 단지 8개의 반-사이클만이 필요하다. 그러나, 광 펄스가 미러의 진동 당 단지 하나의 반-사이클 동안 방출되는 경우, 256개의 방향을 스캐닝하기 위해 미러 진동의의 16개의 전체 사이클이 필요하다.
진동의 각각의 전체 사이클의 끝에서, 광원의 펄스 타이밍이 다음의 일련의 펄스를 생성하기 위해 시프트될 필요가 있음을 이해해야 한다.
표 1에 제시된 결과로부터 관찰할 수 있는 바와 같이, 인터리브 팩터를 증가시키면 2개의 연속 펄스의 방출 사이에 경과된 시간이 증가하여 검출 시간을 증가시키기 때문에 객체의 모호하지 않은 검출 범위를 증가시킬 수 있다. 인터리브 팩터를 증가시키면 마이크로-미러의 공진 주파수를 더욱 감소시킬 수 있으며, 이에 의해 마이크로-미러에 대한 기계적 및 물리적 제약을 감소시킨다. 그러나, 단일 측정 동안 동일한 스캐닝 방향에 대해 방출될 수 있는 펄스의 수 때문에 인터리브 팩터의 증가에 따라 SNR 개선이 감소한다. 따라서, 원하는 모호하지 않은 범위와 수용 가능한 SNR 개선 사이에서 트레이드오프가 발견될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템의 해상도, 즉 스캐닝 방향의 수, 및 검출된 에코를 저장하는 데 이용 가능한 메모리 및 모호하지 않은 범위 사이에 트레이드오프가 또한 요구될 수 있다.
상술한 바와 같이, SNR을 개선하기 위해 동일한 스캐닝 방향을 따라 몇몇 광 펄스가 방출될 수 있다. 이 경우, 동일한 스캐닝 방향에 대해 측정된 에코가 평균화되어 개선된 SNR을 얻는다. 그러나, 광학 시스템이 이동 차량에 장착될 때, 동일한 스캐닝 방향을 따라 상이한 펄스의 방출 사이에 경과된 시간은 도 21 및 도 22(a) 내지 도 22(c)에 나타낸 바와 같이, 차량의 속도로 인한 결과의 품질에 영향을 줄 수 있다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 차량이 광 펄스가 반사되는 타겟 객체에 대해 이동하는 경우, 차량과 객체 사이의 거리가 감소한다. 도 22(a)는 차량이 도 21의 제1 위치에 있을 때 객체에 반사된 제1 펄스의 에코를 나타낸다. 이 경우에, 제1 광 펄스는 주어진 방향을 따라 시간 t0에서 방출된다. 도 22(a)에 나타낸 에코는 시간 t0+Δt0에서 수신된다. 시간 t1에서 제2 펄스가 방출될 때, 차량은 제1 위치로부터 이동하였고, 따라서 객체에 더 가깝다. 그 후, 도 22(b)에 나타낸 바와 같이, 객체와 광학 시스템 사이의 거리가 더 짧아지고, 제2 펄스가 방출되는 시간 t1과 제2 에코가 수신되는 시간 t1+Δt1 사이의 차이는 제1 펄스가 방출되는 시간 t0과 제1 에코가 수신되는 시간 t0+Δt0 사이의 차이보다 더 짧다. SNR을 개선하기 위해 제1 및 제2 에코를 평균화할 때, 결과적으로 평균화된 에코는 도 22(c)에 나타낸 바와 같이 시간적으로 넓어지고, 이는 측정 품질을 감소시킨다.
도 28은 일부 실시예에 따라 본 방법(318)의 단계 320 내지 324를 실행하기 위한 예시적인 프로세싱 모듈(360)을 나타내는 블록도이다. 프로세싱 모듈(360)은 통상적으로 메모리(364)에 저장된 모듈 또는 프로그램 및/또는 명령을 실행함으로써 프로세싱 동작을 수행하기 위한 하나 이상의 컴퓨터 프로세싱 유닛(CPU) 및/또는 그래픽 프로세싱 유닛(GPU)(362), 메모리(364) 및 이들 구성 요소를 상호 접속시키기 위한 하나 이상의 통신 버스(366)를 포함한다. 통신 버스(356)는 시스템 구성 요소 간의 통신을 상호 접속시키고 제어하는 회로(때로는 칩셋으로 칭함)를 선택적으로 포함한다. 메모리(364)는 DRAM, SRAM, DDR RAM 또는 다른 랜덤 액세스 솔리드 스테이트 메모리 디바이스와 같은 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함하고, 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스, 광 디스크 저장 디바이스, 플래시 메모리 디바이스 또는 다른 비휘발성 솔리드 스테이트 저장 디바이스와 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(364)는 CPU(들) 및/또는 GPU(362)로부터 원격에 위치된 하나 이상의 저장 디바이스를 선택적으로 포함한다. 메모리(364) 또는 메모리(364) 내의 비휘발성 메모리 디바이스(들)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함한다. 일부 실시예에서, 메모리(364) 또는 메모리(364)의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 다음의 프로그램, 모듈 및 데이터 구조, 또는 이들의 서브세트를 저장한다:
스캐닝될 관심 영역을 수신하고 관심 영역을 스캐닝하기 위해 스캐닝 방향을 생성하기 위한 스캐닝 방향 모듈(370);
복수의 방향 서브어셈블리로 방향을 스캐닝하기 위한 분할 모듈(372); 및
복수의 방향 서브어셈블리로부터 인터리브 시퀀스를 생성하기 위한 인터리브 시퀀스 모듈(374).
상술한 식별된 요소들 각각은 상술한 메모리 디바이스 중 하나 이상에 저장될 수 있으며, 상술한 기능을 수행하기 위한 명령 세트에 대응한다. 상술한 식별된 모듈 또는 프로그램(즉, 명령 세트)은 별도의 소프트웨어 프로그램, 절차 또는 모듈로서 구현될 필요가 없으며, 따라서 이들 모듈의 다양한 서브세트가 다양한 실시예에서 조합되거나 달리 재배열될 수 있다. 일부 실시예에서, 메모리(364)는 상술한 식별된 모듈 및 데이터 구조의 서브세트를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(364)는 상술되지 않은 추가 모듈 및 데이터 구조를 저장할 수 있다.
도 28은 프로세싱 모듈(360)을 나타내지만, 본원에 설명된 실시예의 구조적 개요보다는 관리 모듈에 존재할 수 있는 다양한 특징의 기능적 설명으로서 더욱 의도된 것이다. 실제로, 그리고 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 인식되는 바와 같이, 개별적으로 나타내어진 항목은 조합될 수 있고 일부 항목은 분리될 수 있다.
도 27은 광학 레인지 파인더 시스템과 같은 광학 시스템과 객체 사이의 상대 위치가 시간에 따라 변할 때 에코의 시간적 슬리피지(slippage)를 보정하기 위한 방법(400)의 일 실시예를 나타낸다.
단계 402에서, 제1 광 펄스가 제1 시점 t0에서 방출된다. 제1 광 펄스는 주어진 방향을 따라 방출된다. 단계 404에서, 광 펄스는 객체에 의해 반사되고, 객체 상의 제1 광 펄스의 반사에 의해 생성된 제1 에코는 t0+Δt0과 동일한 시간에 검출된다. 제1 에코는 도 23(a)에 나타내어져 있다. 에코는 대응하는 광 펄스가 방출된 시간으로부터 개시되는 시간의 함수로서 측정된 광학 강도/진폭을 나타낸다. 도 22(a) 및 도 22(b)는 예시적인 에코를 나타낸다.
단계 404에서, 제2 광 펄스가 시간 t1에서 방출된다. 제2 광 펄스는 주어진 방향을 따라 방출된다. 단계 406에서, 제2 광 펄스는 또한 객체에 의해 반사되고, 객체 상의 제2 광 펄스의 반사에 의해 생성된 제2 에코는 t1+Δt1과 동일한 시간에 검출된다.
단계 408에서, 광학 시스템과 객체 사이의 상대 속도가 수신된다. 객체가 고정된 위치를 가지고 광학 레인지 파인더 시스템이 객체에 대해 이동하는 실시예에서, 상대 속도는 광학 시스템의 속도, 예를 들어, 광학 시스템이 장착된 차량의 속도에 대응한다. 광학 시스템이 고정된 위치를 갖고 객체가 광학 시스템에 대해 이동하는 실시예에서, 상대 속도는 객체의 속도에 대응한다.
일 실시예에서, 본 방법(400)은 광학 시스템과 객체 사이의 상대 속도를 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 객체가 고정된 위치를 가지고 광학 시스템이 객체에 대해 이동하고 차량에 장착되는 실시예에서, 속도는 차량의 속도계를 사용하여 측정될 수 있다. 다른 실시예에서, 속도는 예를 들어, GPS를 사용하여 광학 시스템의 위치 및 광 펄스가 방출되는 시간을 측정함으로써 측정될 수 있다. 속도는 가속도계 또는 다른 적절한 디바이스를 사용하여 또한 측정될 수 있다.
단계 410에서, 보정 시간 
는 수신된 상대 속도를 사용하여 계산된다. 보정 시간은 광학 시스템과 객체 사이의 상대 모션을 보상하기 위해 제2 에코가 검출되는 시간에 추가될 시간에 대응하고, 다음과 같이 표현된다:
제1 및 제2 펄스의 방출 사이의 광학 시스템에 의해 커버되는 거리 ΔL은 다음과 같이 표현될 수 있다:
여기서, L0는 시간 t0에서의 광학 시스템과 객체 사이의 거리이며 L1은 시간 t0에서의 광학 시스템과 객체 사이의 거리이다.
거리 L0과 L1은 다음과 같이 규정된다:
여기서, c는 광의 속도이다.
거리 ΔL은 또한 다음과 같이 객체에 대한 광학 시스템의 속도의 함수로서 표현될 수 있다:
따라서:
L0 및 L1을 그 표현으로 치환함으로써, 이하를 얻는다:
보정 시간 
는 다음과 같이 표현된다:
단계 414에서, 제2 에코는 보정 시간 
를 사용하여 보정된다. 제2 에코는 보정 시간 
에 대응하는 양만큼 시간적으로 전환된다. 도 23(b)는 제1 에코와 시간적으로 정렬되는 보정된 제2 에코를 나타낸다.
단계 416에서, 보정된 에코가 출력된다. 예를 들어, 보정된 제2 에코는 메모리에 저장될 수 있다.
일단 보정되면, 제2 에코는 제1 에코와 함께 평균화될 수 있고, 도 23(c)에 나타낸 결과적인 평균화된 에코는 보정이 수행되지 않을 때 도 22(c)의 평균화된 에코에 대해 더 이상 확대되지 않는다.
복수의 광 펄스가 동일한 방향을 따라 상이한 시간에 방출될 때, 본 방법(400)은 측정 품질을 개선하기 위해 방출된 펄스에 대응하는 에코를 정렬하는 데 사용될 수 있다.
본 방법(400)은 광학 레인지 파인더 시스템의 제어기와 같은 광학 시스템의 제어기에 의해 실행될 수 있음을 이해해야 한다. 대안적으로, 본 방법(400)은 광학 시스템에 접속된 독립적인 컴퓨터 머신에 의해 실행될 수 있다. 이 경우에, 컴퓨터 머신에는 적어도 하나의 프로세싱 유닛, 메모리 및 통신 수단이 제공된다. 프로세싱 유닛에 의해 실행될 문장 및 명령은 상술한 보정 방법을 수행하기 위해 메모리에 저장된다.
도 29는 일부 실시예에 따라 본 방법(400)의 단계 410 내지 416을 실행하기 위한 예시적인 프로세싱 모듈(430)을 나타내는 블록도이다. 프로세싱 모듈(430)은 통상적으로 메모리(434)에 저장된 모듈 또는 프로그램 및/또는 명령을 실행함으로써 프로세싱 동작을 수행하기 위한 하나 이상의 CPU 및/또는 GPU(432), 메모리(434) 및 이들 구성 요소를 상호 접속시키기 위한 하나 이상의 통신 버스(436)를 포함한다. 통신 버스(436)는 시스템 구성 요소 간의 통신을 상호 접속시키고 제어하는 회로(때로는 칩셋으로 칭함)를 선택적으로 포함한다. 메모리(434)는 DRAM, SRAM, DDR RAM 또는 다른 랜덤 액세스 솔리드 스테이트 메모리 디바이스와 같은 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함하고, 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스, 광 디스크 저장 디바이스, 플래시 메모리 디바이스 또는 다른 비휘발성 솔리드 스테이트 저장 디바이스와 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(434)는 CPU(들) 및/또는 GPU(432)로부터 원격에 위치된 하나 이상의 저장 디바이스를 선택적으로 포함한다. 메모리(344) 또는 메모리(434) 내의 비휘발성 메모리 디바이스(들)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함한다. 일부 실시예에서, 메모리(434) 또는 메모리(434)의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 다음의 프로그램, 모듈 및 데이터 구조, 또는 이들의 서브세트를 저장한다:
변위의 속도를 수신하고 변위의 속도, 상술한 제1 및 제2 시점 및 광의 속도를 사용하여 보정 시간을 결정하기 위한 보정 결정 모듈(440); 및
보정 시간을 사용하여 제2 에코를 보정하고 보정된 에코를 출력하기 위한 보정 적용 모듈(442).
상술한 식별된 요소들 각각은 상술한 메모리 디바이스 중 하나 이상에 저장될 수 있으며, 상술한 기능을 수행하기 위한 명령 세트에 대응한다. 상술한 식별된 모듈 또는 프로그램(즉, 명령 세트)은 별도의 소프트웨어 프로그램, 절차 또는 모듈로서 구현될 필요가 없으며, 따라서 이들 모듈의 다양한 서브세트가 다양한 실시예에서 조합되거나 달리 재배열될 수 있다. 일부 실시예에서, 메모리(434)는 상술한 식별된 모듈 및 데이터 구조의 서브세트를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(434)는 상술되지 않은 추가 모듈 및 데이터 구조를 저장할 수 있다.
도 29는 프로세싱 모듈(430)을 나타내지만, 본원에 설명된 실시예의 구조적 개요보다는 관리 모듈에 존재할 수 있는 다양한 특징의 기능적 설명으로서 더욱 의도된 것이다. 실제로, 그리고 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 인식되는 바와 같이, 개별적으로 나타내어진 항목은 조합될 수 있고 일부 항목은 분리될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예는 단지 예시적인 것으로 의도된다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 제한되도록 의도된다. 따라서, 본 발명의 범위는 차량에 탑재된 운전자 보조/안전 시스템으로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 따라서, 본 발명의 광학 레인지 파인더 기기는 예를 들어, 다양한 유형의 객체(차량, 자전거, 보행자, 포장)가 넓은 관측 시야에 걸쳐, 다양한 날씨 조건에서, 그리고 자연 및 인공 소스 모두에서 발생하는 광범위하게 다양한 조명 조건 하에서 신뢰성 있게 검출되어야 하는 도로 교차로에서 교통 모니터링에 전용인 고정된 시스템에 통합될 수 있다. 또한, 이는 자동차 산업 분야의 운전자 지원 애플리케이션과 같은 모바일 애플리케이션에 통합될 수 있다.
Claims (30)
- 복수의 스캐닝 방향에 따라 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위한 방법으로서,
상기 복수의 스캐닝 방향에 대한 스캐닝 순서를 규정하는 인터리브(interleave) 시퀀스를 수신하는 단계;
상기 인터리브 시퀀스에 따라 광 펄스를 순차적으로 전파하는 단계;
상기 영역 내에 존재하는 적어도 하나의 객체 상의 상기 전파된 광 펄스의 반사에 대응하는 펄스 에코를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 펄스 에코를 출력하는 단계를 포함하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 인터리브 시퀀스를 수신하는 단계는,
상기 복수의 스캐닝 방향을 수신하는 단계; 및
상기 인터리브 시퀀스를 생성하는 단계를 포함하는,
방법. - 제2항에 있어서,
상기 복수의 스캐닝 방향을 수신하는 단계는,
전체 스캐닝 범위를 수신하는 단계;
스캐닝 방향의 수 및 스캐닝 방향 당 관측 시야 중 하나를 수신하는 단계; 및
상기 스캐닝 방향을 결정하는 단계를 포함하는,
방법. - 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 인터리브 시퀀스를 생성하는 단계는,
상기 복수의 스캐닝 방향을 복수의 방향 서브어셈블리로 분할하는 단계; 및
상기 방향 서브어셈블리들을 사용하여 상기 인터리브 시퀀스를 생성하는 단계를 포함하는,
방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인터리브 시퀀스에 따라 상기 광 펄스를 순차적으로 전파하는 상기 단계;
상기 영역 내에 존재하는 상기 적어도 하나의 객체 상의 상기 전파된 광 펄스의 반사에 대응하는 상기 펄스 에코를 검출하는 상기 단계; 및
상기 검출된 펄스 에코를 출력하는 상기 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는,
방법. - 복수의 스캐닝 방향에 따라 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위한 시스템으로서,
상기 복수의 스캐닝 방향에 대한 스캐닝 순서를 규정하는 인터리브 시퀀스를 수신하기 위한 제어기;
상기 인터리브 시퀀스에 따라 광 펄스를 순차적으로 전파하기 위한 펄스화된 광원;
상기 영역 내에 존재하는 적어도 하나의 객체 상의 상기 전파된 광 펄스의 반사에 대응하는 펄스 에코를 검출하고; 상기 검출된 펄스 에코를 출력하기 위한 광 검출기를 포함하는,
시스템. - 제6항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 복수의 스캐닝 방향을 수신하고;
상기 인터리브 시퀀스를 생성하도록 구성되는,
시스템. - 제7항에 있어서,
상기 제어기는,
전체 스캐닝 범위를 수신하고;
스캐닝 방향의 수 및 스캐닝 방향 당 관측 시야 중 하나를 수신하고;
상기 스캐닝 방향을 결정하도록 구성되는,
시스템. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 복수의 스캐닝 방향을 복수의 방향 서브어셈블리로 분할하고;
상기 방향 서브어셈블리들을 사용하여 상기 인터리브 시퀀스를 생성하도록 구성되는,
시스템. - 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은,
상기 인터리브 시퀀스에 따라 상기 광 펄스를 순차적으로 전파하는 동작;
상기 영역 내에 존재하는 상기 적어도 하나의 객체 상의 상기 전파된 광 펄스의 반사에 대응하는 상기 펄스 에코를 검출하는 동작; 및
상기 검출된 펄스 에코를 출력하는 동작을 반복하도록 추가로 구성되는,
시스템. - 객체를 포함하는 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위한 방법으로서,
상기 영역을 조사하기 위해 제1 방출 시점에서 제1 광 펄스를 방출하는 단계;
상기 객체 상의 상기 제1 광 펄스의 반사와 연관된 제1 에코를 검출하는 단계로서, 상기 제1 에코는 상기 제1 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제1 강도에 대응되는, 상기 제1 에코를 검출하는 단계;
상기 제1 시점과 상이한 제2 시점에서 제2 광 펄스를 방출하는 단계;
상기 객체 상의 상기 제2 광 펄스의 반사와 연관된 제2 에코를 검출하는 단계로서, 상기 제2 에코는 상기 제2 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도에 대응되는, 상기 제2 에코를 검출하는 단계;
변위의 속도를 수신하는 단계;
상기 변위의 속도, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점, 및 광의 속도를 사용하여 보정 시간을 결정하는 단계;
상기 보정 시간을 사용하여 상기 제2 에코를 보정함으로써 보정된 에코를 얻는 단계; 및
상기 보정된 에코를 출력하는 단계를 포함하는,
방법. - 제11항에 있어서,
상기 변위의 속도를 수신하는 단계는 상기 변위의 속도를 측정하는 단계를 포함하는,
방법. - 제11항에 있어서,
상기 변위의 속도를 수신하는 단계는 펄스화된 광원 및 광 검출기가 장착된 차량에 대한 속도를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 펄스화된 광원은 상기 제1 광 펄스 및 상기 제2 광 펄스를 방출하기 위한 것이고, 상기 광 검출기는 상기 제1 에코 및 상기 제2 에코를 검출하기 위한 것인,
방법. - 제13항에 있어서,
상기 차량에 대한 속도를 수신하는 단계는 상기 차량의 속도를 측정하는 단계를 포함하는,
방법. - 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 에코를 보정하는 단계는, 시간의 함수로서 검출된 광의 상기 제2 강도를 상기 보정 시간에 대응하는 양만큼 시간적으로 전환하는 단계를 포함하는,
방법. - 객체를 포함하는 영역을 광학적으로 스캐닝하기 위한 시스템으로서,
상기 영역을 조사하기 위해 제1 방출 시점에서 제1 광 펄스를 방출하고, 상기 제1 시점과 상이한 제2 시점에서 제2 광 펄스를 방출하기 위한 펄스화된 광원;
상기 객체 상의 상기 제1 광 펄스의 반사와 연관된 제1 에코 및 상기 객체 상의 상기 제2 광 펄스의 반사와 연관된 제2 에코를 검출하기 위한 광 검출기로서, 상기 제1 에코는 상기 제1 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제1 강도에 대응되고, 상기 제2 에코는 상기 제2 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도에 대응되는, 광 검출기; 및
보정 유닛을 포함하고, 상기 보정 유닛은,
변위의 속도를 수신하고;
상기 변위의 속도, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점, 및 광의 속도를 사용하여 보정 시간을 결정하고;
상기 보정 시간을 사용하여 상기 제2 에코를 보정함으로써 보정된 에코를 얻고;
상기 보정된 에코를 출력하기 위한 것인,
시스템. - 제16항에 있어서,
상기 변위의 속도를 측정하기 위한 디바이스를 더 포함하는,
시스템. - 제16항에 있어서,
상기 보정 유닛은 상기 펄스화된 광원 및 상기 광 검출기가 장착된 차량에 대한 속도를 수신하도록 구성되는,
시스템. - 제18항에 있어서,
상기 변위의 속도를 측정하기 위한 디바이스를 더 포함하는,
시스템. - 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보정 유닛은 시간의 함수로서 검출된 광의 상기 제2 강도를 상기 보정 시간에 대응하는 양만큼 시간적으로 전환하도록 구성되는,
시스템. - 광 에코의 시간적 슬리피지(slippage)를 보정하기 위한 컴퓨터-구현 방법으로서,
객체 상의 제1 광 펄스의 반사와 연관된 제1 에코를 수신하는 단계로서, 상기 제1 광 펄스는 관심 영역을 조사하기 위해 제1 방출 시점에서 방출되며, 상기 제1 에코는 상기 제1 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제1 강도에 대응하는, 상기 제1 에코를 수신하는 단계;
상기 객체 상의 제2 광 펄스의 반사와 연관된 제2 에코를 수신하는 단계로서, 상기 제2 광 펄스는 상기 제1 시점과 상이한 제2 시점에서 방출되며, 상기 제2 에코는 상기 제2 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도에 대응하는, 상기 제2 에코를 수신하는 단계;
변위의 속도를 수신하는 단계;
상기 변위의 속도, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 및 광의 속도를 사용하여 보정 시간을 결정하는 단계;
상기 보정 시간을 사용하여 상기 제2 에코를 보정함으로써 보정된 에코를 얻는 단계; 및
상기 보정된 에코를 출력하는 단계를 포함하는,
방법. - 제21항에 있어서,
상기 변위의 속도를 수신하는 단계는 상기 변위의 속도를 측정하는 단계를 포함하는,
방법. - 제21항에 있어서,
상기 변위의 속도를 수신하는 단계는 방출하기 위해 사용되는 펄스화된 광원 및 광 검출기가 장착된 차량에 대한 속도를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 펄스화된 광원은 상기 제1 광 펄스 및 상기 제2 광 펄스를 방출하기 위한 것이고, 상기 광 검출기는 상기 제1 에코 및 상기 제2 에코를 검출하기 위한 것인,
방법. - 제23항에 있어서,
상기 차량에 대한 상기 속도를 수신하는 단계는 상기 차량의 속도를 측정하는 단계를 포함하는,
방법. - 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 에코를 보정하는 단계는, 시간의 함수로서 검출된 광의 상기 제2 강도를 상기 보정 시간에 대응하는 양만큼 시간적으로 전환하는 단계를 포함하는,
방법. - 광 에코의 시간적 슬리피지를 보정하기 위한 시스템으로서,
보정 결정 모듈로서, 상기 보정 결정 모듈은,
객체 상의 제1 광 펄스의 반사와 연관된 제1 에코를 수신하고, 상기 제1 광 펄스는 관심 영역을 조사하기 위해 제1 방출 시점에서 방출되며, 상기 제1 에코는 상기 제1 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제1 강도에 대응하고;
상기 객체 상의 제2 광 펄스의 반사와 연관된 제2 에코를 수신하고, 상기 제2 광 펄스는 상기 제1 시점과 상이한 제2 시점에서 방출되며, 상기 제2 에코는 상기 제2 시점으로부터 개시되는 시간의 함수로서 검출된 광의 제2 강도에 대응하고;
변위의 속도를 수신하고;
상기 변위의 속도, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점 및 광의 속도를 사용하여 보정 시간을 결정하도록 구성되는, 보정 결정 모듈; 및
보정 적용 모듈로서, 상기 보정 적용 모듈은,
상기 보정 시간을 사용하여 상기 제2 에코를 보정함으로써 보정된 에코를 얻고;
상기 보정된 에코를 출력하도록 구성되는, 보정 적용 모듈을 포함하는,
시스템. - 제26항에 있어서,
상기 변위의 속도를 측정하기 위한 디바이스를 더 포함하는,
시스템. - 제26항에 있어서,
상기 보정 결정 모듈은 펄스화된 광원 및 광 검출기가 장착된 차량에 대한 속도를 수신하도록 구성되고, 상기 펄스화된 광원은 상기 제1 광 펄스 및 상기 제2 광 펄스를 방출하기 위한 것이고, 상기 광 검출기는 상기 제1 에코 및 상기 제2 에코를 검출하기 위한 것인,
시스템. - 제28항에 있어서,
상기 변위의 속도를 측정하기 위한 디바이스를 더 포함하는,
시스템. - 제26항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보정 적용 모듈은 시간의 함수로서 검출된 광의 상기 제2 강도를 상기 보정 시간에 대응하는 양만큼 시간적으로 전환하도록 구성되는,
시스템.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762567385P | 2017-10-03 | 2017-10-03 | |
| US62/567,385 | 2017-10-03 | ||
| US201862614669P | 2018-01-08 | 2018-01-08 | |
| US62/614,669 | 2018-01-08 | ||
| PCT/IB2018/057702 WO2019069260A1 (en) | 2017-10-03 | 2018-10-03 | MULTIPLE PULSE WAVE OPTICAL TELEMETRY INSTRUMENT WITH COMPLETE WAVEFORM |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200066304A true KR20200066304A (ko) | 2020-06-09 |
| KR102650443B1 KR102650443B1 (ko) | 2024-03-21 |
Family
ID=65994709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020207009646A KR102650443B1 (ko) | 2017-10-03 | 2018-10-03 | 완전 파형 다중-펄스 광학 레인지 파인더 기기 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11531104B2 (ko) |
| EP (1) | EP3692391A4 (ko) |
| JP (2) | JP2020536245A (ko) |
| KR (1) | KR102650443B1 (ko) |
| CN (1) | CN111448474B (ko) |
| CA (1) | CA3075721A1 (ko) |
| WO (1) | WO2019069260A1 (ko) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11415675B2 (en) | 2017-10-09 | 2022-08-16 | Luminar, Llc | Lidar system with adjustable pulse period |
| US11415676B2 (en) | 2017-10-09 | 2022-08-16 | Luminar, Llc | Interlaced scan patterns for lidar system |
| WO2019205164A1 (en) * | 2018-04-28 | 2019-10-31 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Light detection and ranging sensors with optics and solid-state detectors, and associated systems and methods |
| CN112888956B (zh) * | 2019-09-25 | 2024-02-23 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 激光雷达 |
| WO2021231559A1 (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | Luminar, Llc | Lidar system with high-resolution scan pattern |
| EP4281805A4 (en) * | 2021-06-23 | 2024-03-20 | Huawei Tech Co Ltd | OPTICAL DETECTION SYSTEM WITH ANAMORPHIC PRISM |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160047895A1 (en) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | US LADAR, Inc. | Method and System for Ladar Transmission with Closed Loop Feedback Control of Dynamic Scan Patterns |
| JP2017090144A (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-25 | 株式会社リコー | 物体検出装置、センシング装置及び移動体装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000338245A (ja) * | 1999-05-28 | 2000-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | 走査型距離測定装置 |
| KR100365117B1 (ko) * | 1999-11-10 | 2002-12-26 | 유태욱 | 자동차용 물체의 위치측정 방법과 장치 |
| JP4890924B2 (ja) * | 2006-04-27 | 2012-03-07 | オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 | レーダ装置 |
| US8908159B2 (en) * | 2011-05-11 | 2014-12-09 | Leddartech Inc. | Multiple-field-of-view scannerless optical rangefinder in high ambient background light |
| US9383753B1 (en) * | 2012-09-26 | 2016-07-05 | Google Inc. | Wide-view LIDAR with areas of special attention |
| JP6135120B2 (ja) * | 2012-12-19 | 2017-05-31 | 富士通株式会社 | 距離測定装置、距離測定方法及びプログラム |
| EP2762920B1 (de) * | 2013-01-30 | 2015-05-06 | Sick Ag | Verfahren zur Bestimmung einer Signallaufzeit |
| KR101762525B1 (ko) * | 2013-03-15 | 2017-07-27 | 애플 인크. | 다수의 이미터들을 이용한 깊이 주사를 위한 장치 및 방법 |
| US9658322B2 (en) * | 2014-03-13 | 2017-05-23 | Garmin Switzerland Gmbh | LIDAR optical scanner system |
| JP2016133341A (ja) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 株式会社リコー | 物体検出装置、センシング装置、移動体装置及び物体検出方法 |
| CN108603758A (zh) | 2015-11-30 | 2018-09-28 | 卢米诺技术公司 | 具有分布式激光器和多个传感器头的激光雷达系统和激光雷达系统的脉冲激光器 |
| IT201700000532A1 (it) | 2017-01-03 | 2018-07-03 | St Microelectronics Srl | Procedimento per rilevare oggetti, sistema ed apparecchiatura corrispondenti |
| EP3566078A1 (en) * | 2017-01-03 | 2019-11-13 | Innoviz Technologies Ltd. | Lidar systems and methods for detection and classification of objects |
-
2018
- 2018-10-03 EP EP18864219.3A patent/EP3692391A4/en active Pending
- 2018-10-03 US US16/650,473 patent/US11531104B2/en active Active
- 2018-10-03 CN CN201880078180.1A patent/CN111448474B/zh active Active
- 2018-10-03 WO PCT/IB2018/057702 patent/WO2019069260A1/en unknown
- 2018-10-03 JP JP2020519105A patent/JP2020536245A/ja active Pending
- 2018-10-03 KR KR1020207009646A patent/KR102650443B1/ko active IP Right Grant
- 2018-10-03 CA CA3075721A patent/CA3075721A1/en active Pending
-
2023
- 2023-07-27 JP JP2023122557A patent/JP2023145615A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160047895A1 (en) * | 2014-08-15 | 2016-02-18 | US LADAR, Inc. | Method and System for Ladar Transmission with Closed Loop Feedback Control of Dynamic Scan Patterns |
| JP2017090144A (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-25 | 株式会社リコー | 物体検出装置、センシング装置及び移動体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020536245A (ja) | 2020-12-10 |
| JP2023145615A (ja) | 2023-10-11 |
| EP3692391A1 (en) | 2020-08-12 |
| EP3692391A4 (en) | 2020-11-11 |
| KR102650443B1 (ko) | 2024-03-21 |
| US20200241141A1 (en) | 2020-07-30 |
| CN111448474A (zh) | 2020-07-24 |
| WO2019069260A1 (en) | 2019-04-11 |
| US11531104B2 (en) | 2022-12-20 |
| CA3075721A1 (en) | 2019-04-11 |
| CN111448474B (zh) | 2024-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102650443B1 (ko) | 완전 파형 다중-펄스 광학 레인지 파인더 기기 | |
| US20220137189A1 (en) | Method and device for optically measuring distances | |
| US10649072B2 (en) | LiDAR device based on scanning mirrors array and multi-frequency laser modulation | |
| US10451740B2 (en) | Scanning lidar systems for three-dimensional sensing | |
| EP3460519A1 (en) | Laser scanner | |
| JP5912234B2 (ja) | 測定装置 | |
| JP7242849B2 (ja) | 再帰反射体のマッピングのための方法およびシステム | |
| EP2707748B1 (en) | Multiple-field-of-view scannerless optical rangefinder in high ambient background light | |
| CN108885263A (zh) | 具有可变脉冲重复的基于lidar的3d成像 | |
| US9846236B2 (en) | Optical scanner, object detector, and sensing apparatus | |
| JP2021519926A (ja) | 雑音適応型固体ライダシステム | |
| EP2824418A1 (en) | Surround sensing system | |
| JP6805504B2 (ja) | 距離測定装置、移動体装置及び距離測定方法 | |
| JPH0784045A (ja) | 距離測定装置 | |
| US11867841B2 (en) | Methods and systems for dithering active sensor pulse emissions | |
| CN113906317A (zh) | Lidar系统中的时间抖动 | |
| KR102240887B1 (ko) | 라이다 시스템 | |
| US20200355804A1 (en) | Distance Measurement Unit | |
| TW202407380A (zh) | 光達系統及其解析度提升方法 | |
| JP2020201099A (ja) | 距離測定装置、距離測定システム、距離測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |