KR20200081357A - 환경의 공간 프로파일의 추정 - Google Patents

환경의 공간 프로파일의 추정 Download PDF

Info

Publication number
KR20200081357A
KR20200081357A KR1020207008596A KR20207008596A KR20200081357A KR 20200081357 A KR20200081357 A KR 20200081357A KR 1020207008596 A KR1020207008596 A KR 1020207008596A KR 20207008596 A KR20207008596 A KR 20207008596A KR 20200081357 A KR20200081357 A KR 20200081357A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
communication
environment
directions
information
Prior art date
Application number
KR1020207008596A
Other languages
English (en)
Inventor
시비 풀리카세릴
본디 페데리코 콜라트
Original Assignee
바라자 피티와이 엘티디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2017903440A external-priority patent/AU2017903440A0/en
Application filed by 바라자 피티와이 엘티디 filed Critical 바라자 피티와이 엘티디
Publication of KR20200081357A publication Critical patent/KR20200081357A/ko

Links

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
    • G01S7/003—Transmission of data between radar, sonar or lidar systems and remote stations
    • G01S7/006—Transmission of data between radar, sonar or lidar systems and remote stations using shared front-end circuitry, e.g. antennas
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • 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
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • 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
    • G01S17/87—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
    • 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
    • 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
    • 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
    • G01S7/003—Transmission of data between radar, sonar or lidar systems and remote stations
    • 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
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4818—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements using optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/112—Line-of-sight transmission over an extended range
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/112—Line-of-sight transmission over an extended range
    • H04B10/1121—One-way transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/112—Line-of-sight transmission over an extended range
    • H04B10/1123—Bidirectional transmission
    • H04B10/1125—Bidirectional transmission using a single common optical path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
    • H04B10/112—Line-of-sight transmission over an extended range
    • H04B10/1129—Arrangements for outdoor wireless networking of information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • 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
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9316—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles combined with communication equipment with other vehicles or with base stations
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/12—Beam splitting or combining systems operating by refraction only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/27—Arrangements for networking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/27—Arrangements for networking
    • H04B10/271—Combination of different networks, e.g. star and ring configuration in the same network or two ring networks interconnected

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

본 명세서에는 라이다(light detection and ranging; LiDAR) 기반 기술에 기초하여 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 통신 요구를 위해 광 에너지를 용도 변경함으로써, 본 발명은 자유 공간 광 통신을 용이하게 하면서 광학 수단에 의한 공간 프로파일 추정을 용이하게 한다.

Description

환경의 공간 프로파일의 추정
본 발명은 일반적으로 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 자유 공간 광 통신을 용이하게 하면서 광학 수단에 의해 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하는 것과 관련된다.
공간 프로파일링(spatial profiling)은 원하는 관측 시야에서 보여지는 환경의 매핑을 지칭한다. 관측 시야 내의 각 지점 또는 픽셀은 환경의 표현을 형성하기 위해 거리와 연관된다. 공간 프로파일들은 환경 내의 물체들 및/또는 장애물들을 식별하는데 유용할 수 있어서, 작업 자동화를 용이하게 한다.
공간 프로파일링의 한 가지 기법은 특정 방향으로 환경에 광을 보내고 그 방향으로부터, 예를 들어 환경의 반사면에 의해, 반사되어 돌아오는 임의의 광을 감지하는 것이다. 반사된 광은 반사면까지의 거리를 결정하기 위한 관련 정보를 가지고 있다. 특정 방향과 거리의 조합은 환경의 표현에서 점 또는 픽셀을 형성한다. 상술한 단계들은 복수의 다른 방향들에 대해 되풀이 되어 표현의 다른 점들 또는 픽셀들을 형성하고, 그럼으로써 원하는 관측 시야 내의 환경의 공간 프로파일을 용이하게 추정할 수 있다.
본 명세서에서 임의의 선행기술에 대한 언급은, 이 선행기술이 임의의 관할지(jurisdiction)에서 상식적인 일반 지식의 일부를 형성한다는 것, 또는 이 선행기술이 당업자에 의해 다른 선행 기술과 관련되고 그리고/또는 결합된다고 합리적으로 이해될 것으로 예상할 수 있다는 것의 인정이거나 또는 어떤 형태의 제안일 수 없으며, 이렇게 고려되어서도 안 된다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하는 시스템이 제공되는데, 상기 시스템은 :
출력광(outgoing light)을 제공하도록 구성되는 광원;
상기 출력광을 하나 이상의 방향을 따라 상기 환경으로 지향시키도록 구성된 빔 지향기로서, 지향되는 광은 상기 하나 이상의 방향들 중 적어도 하나에서 도달 가능한 제1 통신 수신기에 의해 수신될 출력(outgoing) 통신 정보를 부여받는, 빔 지향기; 및
입사광을 검출하도록 구성된 광 검출기로서, 상기 입사광은 상기 환경에 의해 반사되는 출력광의 적어도 일부에 대응하며, 검출되는 광과 관련된 적어도 하나의 특성은 하나 이상의 출력 방향과 관련된 환경의 공간 프로파일을 추정하기 위한 거리 정보를 포함하는, 광 검출기를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 출력광은 하나 이상의 선택된 파장 채널에서 제공되며, 그리고 상기 하나 이상의 방향들은 각각의 하나 이상의 선택된 파장 채널들에 대응한다.
일부 실시예들에서, 상기 출력광은 상기 출력광을 인코딩하기 위한 최대 길이 기반 시퀀스(maximum-length-based sequence; MLS)를 포함한다. 상기 광원은 상기 MLS상에서 대역 내 주파수로 상기 통신 정보를 인코딩하기 위한 인코더를 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 광원은 상기 MLS상에서 대역 외 주파수로 상기 통신 정보를 인코딩하기 위한 인코더를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 출사광은 Barker 코드를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 출력광은 하나 이상의 선택된 파장 채널에서 제공되며, 그리고 상기 하나 이상의 방향들은 각각의 하나 이상의 선택된 파장 채널들에 대응한다.
일부 실시예들에서, 상기 시스템은 상기 추정된 공간 프로파일에 기초하여 상기 하나 이상의 방향들 중 적어도 하나를 결정하는 프로세서를 더 포함한다. 상기 프로세서는 지향된 통신을 용이하게 하기 위해 상기 추정된 공간 프로파일에서 인식 가능한 물체 프로파일에 기초하여 하나 이상의 선택된 방향들을 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 빔 지향기는 확장 광학계에 자유 공간 결합된(free-space coupled) 분산 요소를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 하나 이상의 방향들 중 상기 적어도 하나는 브로드캐스트 통신을 용이하게 하기 위해 상기 하나 이상의 방향들 모두를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 통신 수신기는 통신 송신기에 연결되며, 그리고 상기 광 검출기는 상기 통신 송신기로부터, 착신(incoming) 통신 정보가 부여된 광을 수신하기 위해 제2 통신 수신기를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 시스템은 도로 차량에 위치하며, 그리고 상기 제1 통신 수신기 및/또는 상기 통신 송신기는 도로 측 유닛에 위치한다.
일부 실시예들에서, 상기 시스템은 제1 도로 차량에 위치하며, 그리고 상기 제1 통신 수신기 및/또는 상기 통신 송신기는 제2 도로 차량에 위치한다.
일부 실시예들에서, 상기 시스템은 철도 차량에 위치하며, 그리고 상기 제1 통신 수신기 및/또는 상기 통신 송신기는 철도 측 유닛에 위치한다.
일부 실시예들에서, 상기 시스템은 제1 철도 차량에 위치하며, 그리고 상기 제1 통신 수신기 및/또는 상기 통신 송신기는 제2 철도 차량에 위치한다.
본 개시서의 제2 양상에 따르면, 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 :
출력광을 제공하는 단계;
하나 이상의 방향을 따라 상기 출력광을 상기 환경으로 지향시키는 단계로서, 지향되는 광은 상기 하나 이상의 방향들 중 적어도 하나에서 도달 가능한 제1 통신 수신기에 의해 수신될 출력(outgoing) 통신 정보를 부여받는, 단계; 및
입사광을 검출하는 단계로서, 상기 입사광은 상기 환경에 의해 반사되는 출력광의 적어도 일부에 대응하며, 검출되는 광과 관련된 적어도 하나의 특성은 하나 이상의 출력 방향과 관련된 환경의 공간 프로파일을 추정하기 위한 거리 정보를 포함하는, 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 출력광은 하나 이상의 선택된 파장 채널에서 제공되며, 그리고 상기 하나 이상의 방향들은 각각의 하나 이상의 선택된 파장 채널들에 대응한다.
일부 실시예들에서, 상기 방법은 : 제1 통신 수신기로 지향될 추가 출력 통신 정보가 부여되는 광에 대한 하나 이상의 선택된 방향을 결정하는 단계; 및 상기 하나 이상의 선택된 방향을 따라 상기 환경에 추가 출력광을 지향시키는 단계로서, 지향되는 추가 광은 상기 제1 통신 수신기에 의해 수신될 상기 추가 출력 통신 정보를 부여받는, 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 이전 단락에서 설명된 방법의 실시예를 각각 수행하는 적어도 2 개의 유닛들이 존재하며, 상기 방법은, 하나의 유닛에서 다른 유닛으로, 해당 유닛에 의한 검출에 기초하여 정보를 전달하는 단계, 그리고 상기 전달된 정보를 이용하여 다른 유닛의 공간 프로파일링 범위를 효과적으로 확장하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제3 양상에 따르면, 통신 수신기가 위치한 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게하는 시스템으로부터 지향된 광을 수신하기 위한 통신 수신기가 제공되며, 상기 지향되는 광에는 통신 정보가 부여된다.
일부 실시예들에서, 상기 통신 수신기는 상기 시스템에 의해 인식 가능한, 인식 가능한 물체 프로파일을 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 통신 수신기는 임계 관측 시야보다 큰 관측 시야를 갖는다.
일부 실시예들에서, 상기 통신 수신기는 조정 가능한 관측 시야를 갖는다.
본 개시서의 제4 양상에 따르면, 다수의 송신기들 및 다수의 수신기들을 포함하는 통신 네트워크가 제공되며, 상기 다수의 송신기들 각각은 출력광을 제공하도록 구성된 광원 및 하나 이상의 방향을 따라 환경으로 상기 출력광을 지향시키도록 구성된 빔 지향기를 포함하며, 지향되는 광에는 출력 통신 정보가 부여되며, 상기 다수의 수신기들은 적어도 하나의 상기 송신기로부터 지향된 광을 수신하며, 상기 네트워크는 서로 다른 물리적 위치들에서 제1 송신기 및 상기 제1 송신기와 통신하는 제1 수신기를 포함하는 적어도 2 개의 정지 유닛들, 그리고 제2 수신기 및 제2 송신기를 포함하는 적어도 하나의 이동 유닛을 포함하며, 상기 적어도 하나의 이동 유닛은 상기 통신 네트워크 내에 애드혹 통신 노드를 제공한다.
일부 실시예들에서, 상기 적어도 2 개의 정지 유닛들 및 적어도 하나의 이동 유닛 중 적어도 하나는 유닛에 관한 환경의 공간 프로파일링 정보를 수집하고 상기 공간 프로파일링 정보를 다른 유닛으로 전달하도록 구성된다.
각각의 유닛은 본 명세서에 개시된 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하는 시스템의 임의의 실시예의 특성을 가질 수 있다.
본 개시서의 추가적인 양상들 및 이전 단락들에서 설명된 양상들의 추가적인 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 예시로서 주어진 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하는 시스템의 구성을 도시한다.
도 2는 통신 수신기 및 통신 송신기를 포함하는 환경에 있는 도 1의 시스템을 도시한다.
도 3은 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하는 방법의 개요를 도시한다.
도 4는 본 개시서의 사용 사례 시나리오를 도시한다.
본원은 광 감지 및 거리측정(Light Detection And Ranging; LiDAR) 기반 기술에 기초한 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하기 위한 시스템 및 방법을 개시한다. 이하에서 "광(light)"은 광학적 주파수들을 가진 전자기 복사를 포함하며, 원적외선 복사, 적외선 복사, 가시광 복사 및 자외선 복사를 포함한다. 일반적으로, LiDAR는 광을 환경으로 전송하고 이어서 그 환경에 의해 반사되는 광을 감지하는 것을 포함한다. 광이 왕복을 하는데 걸리는 시간을 결정하고, 그에 따라 관측 시야 내의 반사면들의 거리를 결정함으로써, 환경의 공간인 프로파일의 추정이 형성될 수 있다. 일 구성에서, 본 발명은 1개 차원에 걸쳐(예를 들어, 수직 방향을 따라) 광을 지향시키는 것에 기초하여 공간 프로파일 추정을 용이하게 한다. 다른 구성에서, 1차원적으로 지향된 광을 다른 차원에(예컨대 수평 방향으로) 더 지향시킴으로써, 본 발명은 2개 차원에서 광을 지향시키는 것에 기초하여 공간 프로파일 추정을 용이하게 한다.
본 개시서의 개시자(들)는 공간적으로 프로파일링될 환경의 일부가 광 수신기를 포함하는 경우, 전송된 광이 통신 목적으로 정보를 운반하는데 추가로 사용될 수 있음을 인식한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 운송의 맥락에서, 전송된 광(400A, 400B, 400C)이 이동 유닛(예를 들어, 도로 차량(402) 또는 철도 차량(미도시))으로부터 유래되는 경우, 광 수신기는 다른 이동 유닛(예를 들어, 다른 도로 차량(404) 또는 철도 차량(미도시)) 또는 정지 유닛(예를 들어, 신호등(406) 같은 도로 측 유닛, 빌딩(406), 또는 철도 신호전송(signalling) 유닛(미도시)) 상에 위치될 수 있다. 다른 이동 유닛과의 통신은 (예를 들어, 서로 충돌을 피하기 위해) 애드혹 그리고 지점-대-지점 기반으로 운송 안전성을 향상시키기 위한 것일 수 있다. 이러한 종류의 통신은 잠재적으로 빠르게 변화하는 이동 유닛의 상대적 이동에 응답하여, 지연 시간이 짧은 통신을 필요로 한다. 다른 한편으로, 정지 유닛과의 통신은 (예를 들어, 주변 유닛에 미리 위험을 경고하거나 교통 데이터를 검색하기 위해) 지역-기반 정보를 제공하는 것이거나, 또는 더 넓은 네트워크(예를 들어, 인터넷)로 정보의 다운로드 또는 업로드를 허용하는 것일 수 있다.
다수의 유닛들(예를 들어, 402, 404, 406, 408)은 통신 네트워크를 형성, 확장 또는 재-라우팅하도록 연결될 수 있다. 예를 들어, 정지 유닛은 통신 노드를 형성하기 위해 빌딩(예를 들어, 408)의 옥상에 배치될 수 있는 반면, 이동 유닛(예를 들어, 402, 404)은 통신 네트워크에 대역폭 또는 용량을 추가하기 위해 애드혹 통신 노드들로서 작용할 수 있다. 비-자유 공간 광 통신(즉, 광섬유 통신)과 비교하여, 자유 공간 광 통신은 광섬유에서보다 자유 공간(또는 공중)에서 광의 속도가 빠르기 때문에 지연 시간이 짧다. 다른 예로서, 하나의 유닛(예를 들어, 404)의 공간 프로파일링 범위는 다른 유닛(예를 들어, 404)으로부터, 개시된 자유 공간 통신 기술을 통해, (예를 들어, 광(400A)에 의해 운반된) 추가적인 공간 프로파일링 정보를 수신함으로써 확장될 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 따라서, 두 유닛들은 공간 프로파일링 정보를 공유하고 그들의 개별 범위를 확장할 수 있다.
일반적인 형태에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 개시된 시스템(100)은 출력광(outgoing light)을 제공하도록 구성된 광원(102), 출력광(120)을 하나 이상의 방향을 따라 환경(110)으로 지향시키도록 구성된 빔 지향기(beam director)(103), 그리고 입사광(130)을 검출하도록 구성된 광 검출기(104)를 포함하고, 이 입사광은 환경(110)에 의해 반사되는 출력광(120)의 적어도 일부에 대응한다. 검출된 광과 관련된 적어도 하나의 특성은 하나 이상의 출력 방향과 관련된 환경(110)의 공간 프로파일의 추정을 위한 거리 정보를 포함한다. 빔 지향기(103)는 광원(102) 및 광 검출기(104)에 광섬유로 연결된 확장 광학계(103A)를 포함할 수 있다. 빔 지향기(103)는 확장 광학계(103A)에 자유-공간-결합된 분산 요소(103B)를 추가로 포함할 수 있다. 개시된 시스템(100)은 출력 경로(125)와 입사 경로(135)의 적어도 일부가 공유되도록 순환 요소(106)를 포함할 수 있다.
당업자는 의존할 적절한 특성들이 출력광의 형태에 따라 달라진다는 것을 이해할 것이다. 출력광이 펄스의 형태인 경우, 적절한 특성은 펄스의 피크 또는 중심의 왕복 시간을 포함할 수 있다. 출력광이 변조된 파형의 형태인 경우, 적절한 특성은 입사광의 위상 편이 또는 위상 지연을 포함할 수 있다. 출력광이 인코딩된 펄스 또는 변조의 형태인 경우, 적절한 특성은 입사광과 코드의 상호 상관을 포함할 수 있다.
지향된 광에는 출력(outgoing) 통신 정보가 부여된다. 예를 들어, 통신 정보는 세기 변조기(intensity modulator) 또는 위상 변조기와 같은 변조기에 의해 광에 부여될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 개시된 시스템(100)으로부터의 출력 통신 정보는 하나 이상의 방향들 중 적어도 하나에서 도달 가능한 통신 수신기(202)에 의해 수신된다. 운송의 맥락에서, 출력 통신 정보가 이동 유닛(예를 들어, 도로 또는 철도 차량)으로부터 발생하는 경우, 통신 수신기는 다른 이동 유닛(예를 들어, 다른 도로 또는 철도 차량) 또는 정지 유닛(예를 들어, 도로 측 유닛 또는 철도 신호전송 유닛)상에 위치될 수 있다. 다른 이동 유닛과의 통신은 (예를 들어, 서로 충돌을 피하기 위해) 운송 안전을 향상시키기 위한 것일 수 있지만, 정지 유닛과의 통신은 (예를 들어, 주변 유닛에게 미리 위험을 경고하거나 교통 데이터를 검색하기 위해) 지역-기반 정보를 제공하는 것일 수 있다. 일부 구성에서, 개시된 시스템(100)은 거리 정보 및/또는 통신 정보와 같은 정보를 처리하기 위한 프로세서(105)를 포함한다. 당업자는 "프로세서"에 대한 언급이 하나 이상의 프로세서 유닛에 의한 또는 분산 처리에 의한 정보 처리를 포함하도록 의도된다는 것을 이해할 것이다.
일부 구성들에서, 통신 수신기(202)는 통신 수신기(202)에 의해 수신된 출력 통신 정보의 수신에 응답하여, 응답 통신 정보를 전송하기 위해 통신 송신기(204)에 동작 가능하게 연결된다. 통신 수신기(202) 및 통신 송신기(204)는 단일 유닛으로서 통신 송수신기일 수 있다. 대안적으로, 통신 수신기(202) 및 통신 송신기(204)는 별개이다.
일 구성에서, 출력광은 출력광을 인코딩하기 위한 최대 길이 기반 시퀀스(maximum-length-based sequence; MLS)를 포함한다. 예를 들어, MLS는 Barker 코드 제품군을 포함한다. 프로세서는 MLS에 기초하여 거리 정보를 운반하는 인코딩된 입사광을 인증하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 입사광이 인증되는지 여부를 결정하기 위해 출력광에 사용된 MLS의 로컬 사본과 입사광을 상호 상관시킬 수 있다. 상관관계가 높은 경우(예를 들어, 임계 신호 레벨 이상의 상관 신호를 발생시키는 경우), 입사광이 인증된다. 그렇지 않으면, 상관관계가 낮은 경우(예를 들어, 임계 신호 레벨 미만의 상관 신호를 발생시키는 경우), 입사광은 스푸핑으로 인해 발생될 수 있으며 인증되지 않는다. 일 구성에서, MLS의 대역폭은 대략 10 MHz와 대략 1GHz 사이이다. 다른 구성에서, MLS의 대역폭은 대략 50 MHz와 대략 200 MHz 사이이다. 또 다른 구성에서, MLS의 대역폭은 대략 100 MHz이다. 일 구성에서, 광원(102)은 MLS 상의 하나 이상의 대역 내 주파수에서 통신 정보를 인코딩하기 위한 인코더(예를 들어, 세기 변조기 및/또는 위상 변조기)를 포함한다. 이 구성에서, MLS 자체는 통신 수신기(202)에 전달될 인코딩 정보를 나타낸다. 따라서, 인코딩된 정보의 대역폭은 MLS의 대역폭과 유사하다(예를 들어, 대략 10 MHz 내지 대략 1 Ghz). 일례에서, MLS는 저강도 레벨과 고강도 레벨과 같은 이진 시퀀스(즉, 두 레벨)로 표현될 수 있다. 다른 예에서, MLS는 2 개 이상의 레벨로 표현될 수 있다. 이진 예에서, MLS는 "MLS9" 시퀀스일 수 있고, 9 비트의 정보에 의해 시딩되어 인코딩 전송을 위한 511비트 길이 시퀀스(29-1 = 511)를 생성할 수 있다. 수신기(202)는 9 비트의 정보의 추정치를 복원하기 위해 MLS9 시퀀스를 디코딩하도록 구성될 수 있다. 이 구성에서, 전송된 정보는 암호화된다. 이 구성은 노이즈에 강하지만 오버헤드와 더 많은 신호 처리가 필요하다. 통신 대역폭의 사용을 개선하기 위해, 시스템(100)이 (예를 들어, 환경의 제1 스캔에서) 통신 수신기(202)에 도달할 수 있는 방향을 결정하면, 시스템(100)은 환경의 후속 스캔을 생략하도록 구성될 수 있고, 그리고 모든 정보가 전송될 때까지 통신 정보를 운반하는 광을 통신 수신기(202)로 지향시키도록 구성될 수 있다.
대안적인 구성에서, 광원(102)은 MLS 상에서 하나 이상의 대역외 주파수에서 통신 정보를 인코딩하기 위한 인코더(예를 들어, 세기 변조기 및/또는 위상 변조기)를 포함한다. 이 구성에서, 통신 수신기(202)에 전달될 정보는 MLS로 인코딩된다. 따라서, 인코딩된 정보의 대역폭은 MLS의 대역폭보다 높다(예를 들어, 약 1 GHz 또는 수 GHz 초과). 예를 들어, 인코더는 통신을 MLS의 진폭 또는 세기의 작은 진폭 또는 세기 변동(예를 들어, 1 %)으로서 인코딩할 수 있다. 변동의 대역폭은 MLS 대역폭과 무관할 수 있다. 따라서, 이러한 대안적인 구성의 비트 레이트는 대략 1 Gb/s 이상일 수 있다. 통신 정보를 디코딩하기 위해, 통신 수신기(202)는 통신 정보를 운반하는 대역외 주파수를 강조하기 위해 (예를 들어, 1GHZ 미만으로) MLS의 기본 주파수를 억제하는 고역 통과 필터를 포함할 수 있다. 또한 대안적으로, 광원(102)은 MLS 상의 대역 내 주파수 및 대역 외 주파수에서 통신 정보를 인코딩하기 위해 인코더(예를 들어, 세기 변조기 및/또는 위상 변조기)를 포함한다. 당업자는 의사-랜덤 이진 시퀀스와 같은 다른 유형의 시퀀스가 MLS 대신 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 인코더는 사인파 변조를 사용하는 것과 같이, 비-이진 그리고/또는 비-디지털 방식으로 통신을 인코딩할 수 있다.
일 구성에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 출력광은 하나 이상의 선택된 파장 채널들(λ1 ... λN)에 제공되고, 그리고 하나 이상의 방향들은 각각의 하나 이상의 선택된 파장 채널들(λ1 ... λN)에 대응한다. 파장 의존적 지향성은 통신 정보가 의도하지 않은 방향으로부터 전송 및/또는 수신되는 것을 억제하는 것을 돕는다. 이 구성에서, 시스템(100)은 고유 방향 필터(inherent directional filter)를 제공한다. 예를 들어, 시스템(100)을 구비하고 대응하는 통신 수신기(202)를 갖는 신호등 세트에서 정지하는 차량은 특정 방향(들)에서, 그리고 그에 따라 특정 파장 채널(들)에서 상기 대응하는 통신 수신기(202)와 통신한다. 이 예에서, 차량 및 신호등 세트 중 하나 또는 둘 다는 통신 목적으로 특정 파장 채널(들)에 고정될 수 있으며, 이로써, 노이즈 또는 악의적인 공격, 또는 통신 정보가 인터셉트될 가능성을 잠재적으로 감소시킬 수 있다.
일 구성에서, 통신 정보는 출력광이 지향되는 모든 방향으로 브로드캐스팅될 수 있다. 대안적으로, 통신 정보는 오직 하나의 방향(즉, 유니캐스트) 또는 일부 방향(즉, 멀티캐스트)으로 지향될 광에 부여될 수 있다. 이 대안적인 구성에서, 통신 정보는 지향되는 광을 지향시키는 것을 용이하게 하기 위해 추정된 공간 프로파일에서 인식 가능한 물체 프로파일에 기초하여 하나 이상의 선택된 방향으로 부여될 수 있다. 물체 프로파일은 물체의 형상, 윤곽 및/또는 반사된 광세기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공간 프로파일 추정을 위한 연속 스캐닝의 경우, 환경(110)의 제1 스캔은 프로세서(105)가 그 형상, 윤곽 및/또는 반사 세기의 인식에 기초하여 임의의 통신 수신기의 존재를 결정할 수 있게 한다. 개시된 시스템(100)의 속도 정보(크기 및 방향)의 유무에 관계없이, 제1 스캔에 의해 결정된 임의의 현재 통신 수신기의 방향(들)에 기초하여, 프로세서(105)는 제2 스캔 및 후속 스캔에서의 출력광이 현재 통신 수신기에 의해 수신될 가능성이 있는 방향(들)을 결정할 수 있다. 이러한 선택성은 불필요한 전력 사용량을 감소시키고, 대안적으로 또는 추가적으로, 통신 정보가 인터셉트될 가능성을 감소시킨다.
일 구성에서, 광 검출기(104)는 착신(incoming) 통신 정보가 부여된 광을 통신 송신기(204)로부터 수신하기 위한 통신 수신기(미도시)를 포함한다. 이 구성은 환경(110)에서 (예를 들어, 도로 차량 또는 철도 차량과 같은 이동 유닛 상에 위치되는) 개시된 시스템(100) 및 (예를 들어, 다른 이동 유닛 또는 도로 측 유닛 또는 철도 신호전송 유닛과 같은 정지 유닛 상에 위치되는) 대응하는 시스템 간의 양방향 통신을 허용한다. 당업자는 시스템(100)에 대한 본 명세서의 설명이 대응 시스템에도 동일하게 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 시스템(100)과 같이, 대응 시스템은 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하도록 구성된다. 이러한 추정은 대응하는 시스템이, 시스템(100)으로부터의 통신 정보의 수신에 응답하여, 응답 통신 정보를 운반하는 광이 시스템(100)에 도달하도록 지향될 수 있는 방향을 결정할 수 있게 한다.
다른 양상에서, 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하기 위한 방법(300)이 제공된다. 상기 방법(300)은 출력광을 제공하는 단계(302), 하나 이상의 방향을 따라 출력광을 환경으로 지향시키는 단계(304)로서, 지향되는 광은 상기 하나 이상의 방향들 중 적어도 하나에서 도달 가능한 제1 통신 수신기에 의해 수신될 출력 통신 정보를 부여받는, 단계(304), 그리고 입사광을 검출하는 단계(306)로서, 상기 입사광은 환경에 의해 반사되는 출력광의 적어도 일부에 대응하며, 검출되는 광과 관련된 적어도 하나의 특성은 하나 이상의 출력 방향과 관련된 환경의 공간 프로파일을 추정하기 위한 거리 정보를 포함하는, 단계(306)를 포함한다.
상기 방법(300)은 제1 통신 수신기로 향하는 추가 출력 통신 정보가 부여되는 광에 대한 하나 이상의 선택된 방향을 결정하는 단계, 그리고 추가 출력광을 하나 이상의 선택된 방향을 따라 환경으로 지향시키는 단계를 더 포함할 수 있으며, 지향되는 상기 추가 광은 제1 통신 수신기에 의해 수신될 추가 출력 통신 정보를 부여받는다.
본 개시서의 다른 양상에서, 통신 수신기가 위치된 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하기 위해 시스템(100)으로부터 지향된 광을 수신하기 위한 통신 수신기(202)가 제공되며, 지향된 광은 통신 정보를 부여받는다. 통신 수신기(202)는 시스템(100)에 의해 인식될 수 있는 인식 가능한 물체 프로파일을 포함할 수 있다. 인식은 시스템(100)으로부터 통신 수신기(202)로 상기 지향된 광을 지향시키는 것을 도울 수 있다. 물체 프로파일은 물체의 형상, 윤곽 및/또는 반사된 광의 세기를 포함할 수 있다. 물체의 반사된 광의 세기는 물체에 걸친 반사된 광의 세기의 변화를 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사된 광의 세기의 변화는 예를 들어 바코드 또는 QR 코드의 형태의 대조 반사율(contrasting reflectivity)의 영역들(206)을 포함하는 물체에서 달성될 수 있다. 이 예에서, 환경(110)의 공간 프로파일을 추정할 때 시스템(100)은 대조 반사율의 영역들(206)에 의해 달성되는 인식 가능한 반사된 광의 세기를 인식하도록 구성된다.
일 구성에서, 통신 수신기(202)는 임계 관측 시야(field of view; FOV)보다 큰 FOV를 가질 수 있다. 넓은 FOV는 저효율과 관련이 있지만, 넓은 FOV는 통신 정보를 운반하는 전송된 광의 광각 또는 입체각에서의 수집을 용이하게 한다. 임계 FOV는 다음의 요인들 중 하나 이상에 의존할 수 있다 :
1. 임계 FOV는 시스템(100)의 FOV에 의존할 수 있다. 예를 들어, 통신 수신기(202)의 FOV는 시스템(100)의 FOV 보다 크다. 다른 예에서, 통신 수신기(202)의 FOV는 세트 배수(set multiple)(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10배)이거나, 또는 시스템(100)의 FOV보다 큰 세트 배수에 가깝다.
2. 임계 FOV는 요구되는 광 수집 각도에 의존할 수 있다. 예를 들어, 한 세트의 신호등은 상기 한 세트의 신호등에서 정차하는 차량으로부터 특정 방향으로, 따라서 특정 입체각으로 기울어질 수 있다. 예를 들어 상기 한 세트의 신호등에서 정차하는 처음 10 대의 차량들로부터 통신 정보를 캡처하기 위해, 임계 FOV는 적어도 10 대의 평균 차량 길이만큼 떨어진 곳으로부터(차량 간 간격 무시) 통신 정보를 전달하는 전송된 광의 수집을 허용하는 것에 기초하여 결정된다.
3. 임계 FOV는 통신 수신기(202)의 최소 요구 수신 광 파워에 의존할 수 있다. 예를 들어, 최소 요구 수신 광 파워가 Pmin Rx= -20 dBm이라면, 그리고 시스템(100)을 떠나는 전송 광 전력이 PTx = +30 dBm이라면, FOV는 50 dB 손실(PTx - Pmin Rx)만큼 견딜 수 있도록 증가될 수 있으며, 임계 FOV는 50 dB 손실(PTx - Pmin Rx)에 기여하는 FOV에 대응한다.
일 구성에서, 통신 수신기(202)는 전송되는 광의 수집을 용이하게 하는 광 확산기(optical diffuser)를 포함한다. 광 확산기는 통신 수신기(202)의 FOV를 넓히도록 작용한다.
일 구성에서, 통신 수신기(202)의 FOV는 조정 가능하다. 예를 들어, 통신 수신기(202)는 자신의 FOV를 조정하기 위해 텔리스코픽 렌즈 시스템(telescopic lens system)을 포함할 수 있다. 조정은 원래의 FOV로부터 확대된 FOV까지의 확대일 수 있다. 다른 예에서, 통신 수신기(202)는 자신의 FOV를 조정하기 위해 교환 가능한(swappable) 렌즈를 포함할 수 있다. FOV는 시간에 따라 변할 수 있는 임계 FOV에 기초하여 조정될 수 있다.
본 개시서의 구성들이 설명되었으므로, 설명된 구성들 중 적어도 하나가 다음의 이점들을 갖는 것이 당업자에게 명백할 것이다 :
● 거리 또는 범위 요구에 사용되는 광 에너지는 통신 요구를 위해 동시에 용도 변경될 수 있다.
● 파장-종속 지향성은 방향 필터를 제공하여, 노이즈 또는 악의적인 공격, 또는 통신 정보가 인터셉트될 가능성을 잠재적으로 감소시킬 수 있다.
본 명세서에 개시되고 정의된 발명은 텍스트 또는 도면에서 언급되었거나 명백한 2 개 이상의 개별적 특징들의 모든 대안적 조합들로 확장됨을 이해하여야 한다. 이 모든 상이한 조합들은 본 발명의 다양한 대안적인 양상들을 구성한다.

Claims (18)

  1. 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하는 시스템으로서,
    상기 시스템은 :
    출력광(outgoing light)을 제공하도록 구성되는 광원;
    하나 이상의 방향을 따라 상기 출력광을 상기 환경으로 지향시키도록 구성된 빔 지향기로서, 지향되는 광은 상기 하나 이상의 방향들 중 적어도 하나에서 도달 가능한 제1 통신 수신기에 의해 수신될 출력(outgoing) 통신 정보를 부여받는, 빔 지향기; 및
    입사광을 검출하도록 구성된 광 검출기로서, 상기 입사광은 상기 환경에 의해 반사되는 출력광의 적어도 일부에 대응하며, 검출되는 광과 관련된 적어도 하나의 특성은 하나 이상의 출력 방향과 관련된 환경의 공간 프로파일을 추정하기 위한 거리 정보를 포함하는, 광 검출기를 포함하며,
    상기 출력광은 하나 이상의 선택된 파장 채널에서 제공되며, 그리고 상기 하나 이상의 방향들은 각각의 하나 이상의 선택된 파장 채널들에 대응하는, 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력광은 상기 출력광을 인코딩하기 위해 최대 길이 기반 시퀀스(maximum-length-based sequence; MLS)를 포함하는, 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 광원은 상기 MLS상에서 대역 내 주파수에서 상기 통신 정보를 인코딩하기 위한 인코더를 포함하는, 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 광원은 상기 MLS상에서 대역 외 주파수에서 상기 통신 정보를 인코딩하기 위한 인코더를 포함하는, 시스템.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출사광은 Barker 코드를 포함하는, 시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 지향기는 확장 광학계에 자유 공간 결합된(free-space coupled) 분산 요소를 포함하는, 시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추정된 공간 프로파일에 기초하여 상기 하나 이상의 방향들 중 적어도 하나를 결정하는 프로세서를 더 포함하는, 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 프로세서는 지향된 통신을 용이하게 하기 위해 상기 추정된 공간 프로파일에서 인식 가능한 물체 프로파일에 기초하여 하나 이상의 선택된 방향들을 결정하도록 구성되는, 시스템.
  9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 방향들 중 상기 적어도 하나는 브로드캐스트 통신을 용이하게 하기 위해 상기 하나 이상의 방향들 모두를 포함하는, 시스템.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 통신 수신기는 통신 송신기에 연결되며,
    상기 광 검출기는 상기 통신 송신기로부터, 착신(incoming) 통신 정보가 부여된 광을 수신하기 위해 제2 통신 수신기를 포함하는, 시스템.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 도로 차량에 위치하며,
    상기 제1 통신 수신기 및/또는 상기 통신 송신기는 도로 측 유닛에 위치하는, 시스템.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 제1 도로 차량에 위치하며,
    상기 제1 통신 수신기 및/또는 상기 통신 송신기는 제2 도로 차량에 위치하는, 시스템.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 철도 차량에 위치하며,
    상기 제1 통신 수신기 및/또는 상기 통신 송신기는 철도 측 유닛에 위치하는, 시스템.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 제1 철도 차량에 위치하며,
    상기 제1 통신 수신기 및/또는 상기 통신 송신기는 제2 철도 차량에 위치하는, 시스템.
  15. 환경의 공간 프로파일의 추정을 용이하게 하는 방법으로서,
    상기 방법은 :
    파장에 기초하여 수신광을 지향시키는 빔 지향기에 하나 이상의 선택된 파장 채널에서 출력광을 제공하는 단계;
    상기 빔 지향기에 의해, 하나 이상의 방향을 따라 상기 출력광을 상기 환경으로 지향시키는 단계로서, 지향되는 광은 상기 하나 이상의 방향들 중 적어도 하나에서 도달 가능한 제1 통신 수신기에 의해 수신될 출력(outgoing) 통신 정보를 부여받는, 단계; 및
    입사광을 검출하는 단계로서, 상기 입사광은 상기 환경에 의해 반사되는 출력광의 적어도 일부에 대응하며, 검출되는 광과 관련된 적어도 하나의 특성은 하나 이상의 출력 방향과 관련된 환경의 공간 프로파일을 추정하기 위한 거리 정보를 포함하는, 단계를 포함하는, 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 방법은 :
    제1 통신 수신기로 지향될 추가 출력 통신 정보가 부여되는 광에 대한 하나 이상의 선택된 방향을 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 선택된 방향을 따라 상기 환경에 추가 출력광을 지향시키는 단계로서, 지향되는 추가 광은 상기 제1 통신 수신기에 의해 수신될 상기 추가 출력 통신 정보를 부여받는, 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
    상기 빔 지향기는 확장 광학계에 자유 공간 결합된(free-space coupled) 분산 요소를 포함하는, 방법.
  18. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력광을 제공하고, 출력광을 지향시키고, 그리고 입사광을 검출하는 단계는 제1 유닛에 의해 수행되며,
    상기 방법은 :
    상기 제1 유닛의 환경에 위치한 제2 유닛에서도 출력광을 제공하고, 상기 출력광을 지향시키고, 그리고 입사광을 검출하는 프로세스를 수행하는 단계;
    상기 제2 유닛에 의한 검출에 기초하여 상기 제2 유닛으로부터 상기 제1 유닛으로 정보를 전달하는 단계; 및
    상기 전달된 정보를 이용하여 상기 제1 유닛의 공간 프로파일링 범위를 효과적으로 확장하는 단계를 더 포함하는, 방법.











KR1020207008596A 2017-08-25 2018-08-24 환경의 공간 프로파일의 추정 KR20200081357A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2017903440 2017-08-25
AU2017903440A AU2017903440A0 (en) 2017-08-25 Estimation of spatial profile of environment
PCT/AU2018/050901 WO2019036766A1 (en) 2017-08-25 2018-08-24 SPACE PROFILE ESTIMATION OF ENVIRONMENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200081357A true KR20200081357A (ko) 2020-07-07

Family

ID=65438188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207008596A KR20200081357A (ko) 2017-08-25 2018-08-24 환경의 공간 프로파일의 추정

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11609337B2 (ko)
EP (1) EP3673288A4 (ko)
JP (1) JP7191399B2 (ko)
KR (1) KR20200081357A (ko)
CN (1) CN111417870A (ko)
AU (1) AU2018322489A1 (ko)
CA (1) CA3073095A1 (ko)
WO (1) WO2019036766A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190092563A (ko) 2016-12-16 2019-08-07 바라자 피티와이 엘티디 환경의 공간적 프로파일의 추정
JP7191399B2 (ja) 2017-08-25 2022-12-19 バラハ ピーティーワイ リミテッド 環境の空間プロファイルの推定
US11448764B2 (en) 2017-09-06 2022-09-20 Baraja Pty Ltd Optical beam director
US20220390569A1 (en) * 2021-06-03 2022-12-08 Microvision, Inc. Scanning Laser Devices and Methods with Non-Uniform Optical Expansion and Pulse Energy Variation

Family Cites Families (85)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3271486A (en) 1963-01-09 1966-09-06 Dunlop Robert George Method of producing an article for simulating a drinking glass containing a drink
BE791715A (fr) * 1971-12-03 1973-05-22 D Comp Gen Telemetre a modulation de frequence
US3953667A (en) 1974-06-28 1976-04-27 Martin Marietta Corporation Passive and/or active imaging system
US4628501A (en) * 1983-12-29 1986-12-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Optical communications systems
US4830486A (en) 1984-03-16 1989-05-16 Goodwin Frank E Frequency modulated lasar radar
DE3689583T2 (de) * 1985-11-22 1994-08-25 Nippon Electric Co Optisches Wellenlängenmultiplexvermittlungssystem mit Wellenlängenschaltlichtmodulatoren.
US4937539A (en) * 1987-08-19 1990-06-26 Hughes Aircraft Company Phased array for optical beam control
US5305132A (en) * 1987-12-14 1994-04-19 H. M. Electronics, Inc. Optical wavelength communication system and method of using same
US5247309A (en) * 1991-10-01 1993-09-21 Grumman Aerospace Corporation Opto-electrical transmitter/receiver module
DE4427352C1 (de) 1994-08-02 1996-01-18 Siemens Ag Verfahren zur hochauflösenden Abstandsmessung mittels FMCW-Laser-Radar
US6147760A (en) 1994-08-30 2000-11-14 Geng; Zheng Jason High speed three dimensional imaging method
JPH08285942A (ja) 1995-04-11 1996-11-01 Yazaki Corp 車両用レーザレーダ
US5583683A (en) 1995-06-15 1996-12-10 Optical Corporation Of America Optical multiplexing device
US5686722A (en) * 1996-02-28 1997-11-11 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government Selective wavelength identification friend or foe (SWIFF)
DE19622777A1 (de) 1996-06-07 1997-12-11 Bosch Gmbh Robert Sensorsystem zur automatischen relativen Positionskontrolle
US6278538B1 (en) * 1997-05-16 2001-08-21 U.S. Philips Corporation Optical scanner
US5877851A (en) 1997-09-24 1999-03-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Scannerless ladar architecture employing focal plane detector arrays and FM-CW ranging theory
US6031658A (en) 1998-09-25 2000-02-29 University Of Central Florida Digital control polarization based optical scanner
US6377720B1 (en) 1999-02-24 2002-04-23 Micro-Optics, Inc. Inline optical circulators
US6859275B2 (en) 1999-04-09 2005-02-22 Plain Sight Systems, Inc. System and method for encoded spatio-spectral information processing
US6263127B1 (en) 1999-05-13 2001-07-17 Lucent Technologies Inc. Free-space/arrayed-waveguide router
US6263131B1 (en) 1999-07-02 2001-07-17 Nortel Networks (Photonics) Pty Ltd. Reflective non-reciprocal optical device
US6339661B1 (en) 1999-10-20 2002-01-15 Micro-Optics, Inc. Polarization maintaining fiber optic circulators
US6687036B2 (en) * 2000-11-03 2004-02-03 Nuonics, Inc. Multiplexed optical scanner technology
JP2002268013A (ja) 2001-03-09 2002-09-18 Furukawa Electric Co Ltd:The 光サーキュレータ
US7509048B2 (en) 2001-07-20 2009-03-24 Essex Corporation Method and apparatus for optical signal processing using an optical tapped delay line
US7489865B2 (en) * 2002-02-01 2009-02-10 Cubic Corporation Integrated optical communication and range finding system and applications thereof
US6792028B2 (en) 2002-03-22 2004-09-14 Raytheon Company Method and laser beam directing system with rotatable diffraction gratings
US20040086214A1 (en) 2002-07-10 2004-05-06 Finisar Corporation Optical circulator for bi-directional communication
JP2005181193A (ja) 2003-12-22 2005-07-07 Tdk Corp パルス波レーダー装置
GB2415560A (en) * 2004-06-25 2005-12-28 Instro Prec Ltd Vehicle safety system having a combined range finding means and a communication means
US7532311B2 (en) 2005-04-06 2009-05-12 Lockheed Martin Coherent Technologies, Inc. Efficient lidar with flexible target interrogation pattern
WO2007035979A1 (en) 2005-09-27 2007-04-05 Bishop Mark Energy signal processing system
US7831298B1 (en) 2005-10-04 2010-11-09 Tomophase Corporation Mapping physiological functions of tissues in lungs and other organs
US7787134B2 (en) 2005-11-09 2010-08-31 The Boeing Company Multiple fanned laser beam metrology system
DE602007009138D1 (de) 2006-01-29 2010-10-28 Rafael Armament Dev Authority LADAR mit passivem faser-optischem Scanner
US7544945B2 (en) 2006-02-06 2009-06-09 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) array laser scanner
EP2041515A4 (en) 2006-07-13 2009-11-11 Velodyne Acoustics Inc HIGH DEFINITION LIDAR SYSTEM
US7570347B2 (en) 2007-06-26 2009-08-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Chirped amplitude modulation ladar
JP2011503526A (ja) 2007-10-09 2011-01-27 ダンマークス テクニスク ユニバーシテット 半導体レーザと増幅器とに基づくコヒーレントライダーシステム
JP5417723B2 (ja) 2008-03-18 2014-02-19 株式会社豊田中央研究所 方位測定方法及び方位測定装置
US7986397B1 (en) 2008-04-30 2011-07-26 Lockheed Martin Coherent Technologies, Inc. FMCW 3-D LADAR imaging systems and methods with reduced Doppler sensitivity
JP5366476B2 (ja) 2008-08-21 2013-12-11 大日本スクリーン製造株式会社 視覚装置
US8440952B2 (en) 2008-11-18 2013-05-14 The Regents Of The University Of California Methods for optical amplified imaging using a two-dimensional spectral brush
US9551575B2 (en) 2009-03-25 2017-01-24 Faro Technologies, Inc. Laser scanner having a multi-color light source and real-time color receiver
CN102667495A (zh) 2009-09-28 2012-09-12 喷特路姆科技有限公司 用于远程风感测的方法、装置和系统
JP5408539B2 (ja) 2009-10-13 2014-02-05 株式会社リコー センシング装置
US8159680B2 (en) * 2010-02-16 2012-04-17 Massachusetts Institute Of Technology Single-transducer, three-dimensional laser imaging system and method
US20110286749A1 (en) * 2010-05-18 2011-11-24 Peter Schoon Reliable communications via free space optics using multiple divergence beams
US9442015B2 (en) 2010-09-03 2016-09-13 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Snapshot spatial heterodyne imaging polarimetry
FR2968771B1 (fr) 2010-12-10 2012-12-28 Thales Sa Equipement et procede optique de telemetrie et de communication haut debit
US8599381B2 (en) 2011-01-19 2013-12-03 Massachusetts Institute Of Technology Gas detector for atmospheric species detection
WO2012109248A1 (en) * 2011-02-07 2012-08-16 The University Of Tulsa Mobile bi-directional free-space optical network
US8659748B2 (en) 2011-02-15 2014-02-25 Optical Air Data Systems, Llc Scanning non-scanning LIDAR
US9246589B2 (en) * 2012-01-20 2016-01-26 Technische Universiteit Eindhoven Two-dimensional optical beam steering module
US9851443B2 (en) * 2012-03-16 2017-12-26 Alcatel Lucent Optical beam sweeper
US9203524B2 (en) * 2012-12-18 2015-12-01 North Carolina State University Methods, systems, and computer readable media for providing smart underwater free space optical communications
SG11201506986XA (en) 2013-03-05 2015-10-29 Shilat Optronics Ltd Free space optical communication system
US9684076B1 (en) * 2013-03-15 2017-06-20 Daniel Feldkhun Frequency multiplexed ranging
US9432115B2 (en) * 2013-07-10 2016-08-30 Intel Corporation Apparatus, system and method of communicating positioning transmissions
US9935710B2 (en) * 2013-07-22 2018-04-03 Osram Sylvania Inc. Spatially and/or distance defined light-based communications in a vehicle/roadway environment
DE102013215627A1 (de) 2013-08-08 2015-02-12 Robert Bosch Gmbh Lichtdetektionsvorrichtung und Steuerverfahren
US9490895B2 (en) 2013-09-20 2016-11-08 Finisar Corporation Ultrafast high resolution optical channel monitor
EP3441790A1 (en) * 2013-10-23 2019-02-13 Ladar Limited A laser detection and ranging device for detecting an object under a water surface
JP6322972B2 (ja) 2013-11-27 2018-05-16 株式会社デンソー 通信装置
CN105814451A (zh) 2013-12-10 2016-07-27 三菱电机株式会社 激光雷达装置
US20150192677A1 (en) 2014-01-03 2015-07-09 Quanergy Systems, Inc. Distributed lidar sensing system for wide field of view three dimensional mapping and method of using same
WO2015106110A1 (en) * 2014-01-10 2015-07-16 Palmer Labs, Llc Diverged-beam communications system
US9723386B1 (en) * 2014-05-05 2017-08-01 Google Inc. Communication device
US9377533B2 (en) * 2014-08-11 2016-06-28 Gerard Dirk Smits Three-dimensional triangulation and time-of-flight based tracking systems and methods
WO2016025488A2 (en) * 2014-08-12 2016-02-18 Abl Ip Holding Llc System and method for estimating the position and orientation of a mobile communications device in a beacon-based positioning system
US10732287B2 (en) 2014-12-19 2020-08-04 Windar Photonics A/S LIDAR based on MEMS
US10114112B2 (en) * 2015-03-26 2018-10-30 Qualcomm Incorporated Communicating service information from one light detection and ranging (LIDAR) system to another LIDAR system
US10281581B2 (en) 2015-05-07 2019-05-07 GM Global Technology Operations LLC Lidar with optical communication
US10197664B2 (en) * 2015-07-20 2019-02-05 Brain Corporation Apparatus and methods for detection of objects using broadband signals
US9577327B2 (en) 2015-07-20 2017-02-21 Elwha Llc Electromagnetic beam steering antenna
KR20180063164A (ko) 2015-09-28 2018-06-11 바라자 피티와이 엘티디 공간 프로파일링 시스템 및 방법
EP3411660A4 (en) 2015-11-30 2019-11-27 Luminar Technologies, Inc. LIDAR SYSTEM WITH DISTRIBUTED LASER AND MULTIPLE SENSOR HEADS AND PULSED LASER FOR LIDAR SYSTEM
US10345576B2 (en) 2016-04-07 2019-07-09 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Diffraction-based light beam scanner
KR20180013598A (ko) * 2016-07-29 2018-02-07 삼성전자주식회사 빔 스티어링 소자 및 이를 포함하는 광학 장치
KR20190079679A (ko) 2016-11-16 2019-07-05 바라자 피티와이 엘티디 광학 빔 지향기
KR20190092563A (ko) 2016-12-16 2019-08-07 바라자 피티와이 엘티디 환경의 공간적 프로파일의 추정
JP7191399B2 (ja) 2017-08-25 2022-12-19 バラハ ピーティーワイ リミテッド 環境の空間プロファイルの推定
US11448764B2 (en) 2017-09-06 2022-09-20 Baraja Pty Ltd Optical beam director
WO2019232585A1 (en) 2018-06-07 2019-12-12 Baraja Pty Ltd An optical beam director

Also Published As

Publication number Publication date
US20210157009A1 (en) 2021-05-27
CN111417870A (zh) 2020-07-14
WO2019036766A1 (en) 2019-02-28
JP7191399B2 (ja) 2022-12-19
EP3673288A4 (en) 2021-04-28
EP3673288A1 (en) 2020-07-01
US11609337B2 (en) 2023-03-21
CA3073095A1 (en) 2019-02-28
JP2020531836A (ja) 2020-11-05
AU2018322489A1 (en) 2020-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200081357A (ko) 환경의 공간 프로파일의 추정
Căilean et al. Current challenges for visible light communications usage in vehicle applications: A survey
Tseng et al. Characterizing link asymmetry in vehicle-to-vehicle visible light communications
Kim et al. Experimental demonstration of VLC-based vehicle-to-vehicle communications under fog conditions
Liu et al. Enabling vehicular visible light communication (V2LC) networks
Ndjiongue et al. An overview of outdoor visible light communications
JP2020506402A (ja) 自由空間光通信及びｌｉｄａｒのためのシステム
Eldeeb et al. Visible light communication for connected vehicles: How to achieve the omnidirectional coverage?
Seminara et al. Characterization of field of view in visible light communication systems for intelligent transportation systems
Cailean et al. Visible light communications cooperative architecture for the intelligent transportation system
Chaudhary et al. Effect of beam divergence on WDM-FSO transmission system
JP2020531836A5 (ko)
Ucar et al. Secvlc: Secure visible light communication for military vehicular networks
US8755692B2 (en) Wireless data transmission with terahertz waves
Turan et al. Dual channel visible light communications for enhanced vehicular connectivity
Shaaban et al. Cyber security vulnerabilities for outdoor vehicular visible light communication in secure platoon network: Review, power distribution, and signal to noise ratio analysis
Kodirov et al. Lifi-New Network Technologies
US11848702B2 (en) LiFi network and associated method
Joshi et al. Experimental observations on the feasibility of VLC-based V2X communications under various environmental deterrents
KR102165925B1 (ko) 보행자 안전을 위한 센싱 시스템 및 그 방법
Eso et al. Vehicle-to-vehicle relay-assisted VLC with misalignment induced azimuth or elevation offset angles
Alsoliman et al. Vision-based two-factor authentication & localization scheme for autonomous vehicles
Beguni et al. Toward a mixed visible light communications and ranging system for automotive applications
Esfahani et al. Performance Investigation of OCC-based Vehicle to Vehicle Communications
Swaminathan Recent trend and effect of free space optical communication: overview and analysis

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application