KR20200102344A

KR20200102344A - 광 펄스 전원과 광 센서 어레이 픽셀 사이의 광 펄스의 이동시간을 결정하는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20200102344A
Application number: KR1020200004565A
Authority: KR
Inventors: 리롱 시; 와이빙 미쉘 왕
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2020-08-31
Also published as: TW202102876A; US20200264288A1; US11733384B2; CN111596301A

Abstract

"데이터 배열에서 빈번한 내용을 찾는" 기술을 기반으로 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법을 제공된다. 일 실시예에서, 데이터 배열로서 픽셀로부터의 원시 타임스탬프 데이터 출력은 일시적으로 저장되고, 2회 처리된 다음 폐기되어 추정 이동 시간의 정확한 결정을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 원시 타임스탬프 데이터는 한 번 처리되고 폐기되어 이동 시간 추정치의 대략적인 결정을 제공한다. 처리 중에 추정 이동 시간이 업데이트될 수 있으며 데이터 배열을 처리하는 것이 완료될 때 가장 빈번히 발생하는 타임스탬프를 사용할 수 있다. 원시 데이터를 메모리에 보관할 필요가 없으므로 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 것과 관련된 메모리 요구 사항이 줄어든다.

Description

광 펄스 전원과 광 센서 어레이 픽셀 사이의 광 펄스의 이동시간을 결정하는 방법 및 시스템{A METHOD AND A SYSTEM TO DETERMINE A TRAVELING TIME FOR A LIGHT PULSE BETWEEN A LIGHT PULSE SOURCE AND A PIXEL OF A LIGHT SENSOR ARRAY}

본 발명의 실시예는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이 픽셀 사이의 광 펄스의 이동시간을 결정하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

3차원(3D) 이미지 시스템을 기반으로 한 광 검출 및 측정(LIDAR)에서, 일반적으로 광 펄스 전원에서 방출된 일련의 레이저 광 펄스에 대응하여 단일 프레임에 걸쳐 수천 개의 광자 검출 이벤트가 기록될 수 있다. 종래, 픽셀에서의 광자 검출 사건은 픽셀에서 광자 검출 이벤트의 시간 히스토그램(histogram)으로 형성되는 타임스탬프(timestamps)를 생성한다. 레이저 펄스의 이동 시간은 레이저 펄스가 반사된 물체에 대한 예상 거리를 제공하는 데 사용되는 히스토그램의 피크에 따라 결정됩니다.

기존의 히스토그램 저장소 생성(bin-ning) 기술과 관련된 한 가지 단점은 시스템의 전체 범위에 걸쳐 시스템의 깊이 해상도를 설명하는 각 픽셀에 대해 충분한 수의 저장소(bin)가 제공되도록 필요한 메모리의 크기입니다. 예를 들어 최대 40m의 최대 거리를 15cm의 깊이 해상도로 측정하는 LIDAR 카메라 시스템은 한 픽셀에 대해 280개의 저장소가 필요하다. 광 센서 어레이에 128 x 144 픽셀이 포함된 경우, 필요한 총 저장소 수가 5백만 개보다 크다. LIDAR 카메라 시스템이 프레임당 전체 장면을 비추는 20개의 레이저 펄스로 초당 30프레임(fps)으로 작동하는 경우, 각 픽셀은 프레임당 20개의 타임스탬프 값 또는 초당 600개의 타임스탬프 값을 출력한다. 각 광자 검출 이벤트의 타임스탬프가 12비트인 경우, 각 프레임당 500백만 개의 저장소에서 프레임당 132Mb 이상이 저장될 필요가 있다. LIDAR 시스템의 경우 시스템 범위가 증가하거나 깊이 해상도가 감소하고 센서 어레이의 크기가 증가함에 따라 각 프레임에서 처리되는 데이터의 양이 그에 따라 증가한다. 또한 하나의 프레임 동안 픽셀에서 받은 타임스탬프는 일반적으로 몇 개의 저장소에만 몰려들지만, 픽셀과 관련된 나머지 저장소는 사용되지 않는다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 광 펄스의 이동시간을 결정하는 것과 관련된 메모리 요구 사항을 줄이면서, 메모리 내 원시 데이터를 저장할 필요없는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 광 펄스의 이동시간을 결정하는 것과 관련된 메모리 요구 사항을 줄이면서, 메모리 내 원시 데이터를 저장할 필요없는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 몇몇 실시예는 광 펄스 전원과 픽셀 사이에 이동하는 복수의 광 펄스에 대해 복수의 타임스탬프(timestamp)의 값을 생성하되, 각각의 타임스탬프 값은 광 펄스 전원과 픽셀 사이를 이동하며, 타임스탬프 값에 대응하는 광 펄스에 대해 이동 시간을 포함하고, 광 펄스 전원 및 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 복수의 타임스탬프 값에서 가장 빈번한 타임스탬프 값이 되도록 결정하는 것을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법을 제공한다. 하나의 실시예에서, 상기 광 펄스 전원과 상기 픽셀 사이에 이동 시간을 결정하는 것은 구성요소 세트에서 각각의 구성요소의 값을 0이 되도록 초기화하되, 구성요소 세트는 미리 정해진 수의 구성요소를 포함하고, 구성요소 세트에서 각각의 구성요소에 관련된 카운터(counter)의 값을 초기화하고, 각각의 타임스탬프 값이 구성요소 세트에서 구성요소의 값들이 동일한지 결정함으로써 복수의 타임스탬프 값을 처리하고, 구성요소에서 구성요소의 값이 0과 동일하면, 구성요소의 값을 타임스탬프 값으로 대체하고, 대체된 구성요소와 관련된 카운터의 값을 증가시키고, 타임스탬프 값과 구성요소 세트에서 구성요소의 값이 동일하면, 타임스탬프 값과 동일한 값을 가지는 구성요소와 관련된 카운터의 값을 증가시키고, 타임스탬프 값과 구성요소 세트에서 구성요소의 값이 동일하지 않으면, 구성요소 세트에서 구성요소와 관련된 카운터의 모든 값들을 감소시키고, 복수의 타임스탬프 값에서 모든 타임스탬프 값들이 처리된 후에, 구성요소 세트에서 구성요소에 대응하는 각각의 카운터의 값들을 초기화하고, 복수의 타임스탬프 값에서 각각의 타임스탬프 값과 구성요소 세트에서 구성요소의 값과 동일한지 결정하고, 타임스탬프 값이 구성요소 세트에서 구성요소의 값과 동일하다면, 타임스탬프 값과 동일한 값을 갖는 구성요소와 관련된 카운터의 값을 증가시키고, 광 펄스 전원과 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 이동 시간을 나타내는 타임스탬프 값이 가장 크게되는 카운터의 값과 관련된 구성요소 세트에서 구성요소를 결정하는 것을 포함한다. 하나의 실시예에서, 상기 광 펄스 전원과 상기 픽셀 사이에 이동 시간을 결정하는 것은, 구성요소 세트에서 각각의 구성요소의 값을 0이 되도록 초기화하되, 상기 구성요소 세트는 미리 정해진 수의 구성요소를 포함하고, 상기 구성요소 세트에서 각각의 구성요소에 관련된 카운터(counter)의 값을 초기화하고, 상기 복수의 타임스탬프 값을 처리하되, 각각의 타임스탬프 값이 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값들이 동일한지 결정하고, 상기 구성요소에서 상기 구성요소의 값이 0과 동일하면, 상기 구성요소의 값을 상기 타임스탬프 값으로 대체하고, 대체된 상기 구성요소와 관련된 상기 카운터의 값을 증가시키고, 상기 타임스탬프 값과 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값이 동일하면, 상기 타임스탬프 값과 동일한 값을 가지는 상기 구성요소와 관련된 상기 카운터의 값을 증가시키고, 상기 타임스탬프 값과 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값이 동일하지 않으면, 가장 작은 카운터 값과 관련된 상기 구성요소의 값을 상기 타임스탬프 값으로 대체하고, 대체되는 상기 구성요소와 관련된 상기 카운터의 값을 1만큼 증가시킴으로써 상기 복수의 타임스탬프 값을 처리하고, 상기 복수의 타임스탬프 값에서 모든 타임스탬프 값들이 처리된 후에, 가장 큰 카운터 값이 상기 광 펄스 전원과 상기 픽셀 사이에 광 펄스에 대해 상기 이동 시간을 나타내는 상기 타임스탬프 값이 되도록 하여 상기 복수의 구성요소 세트에서 상기 구성요소를 결정하는 것을 포함한다.

또 다른 실시예에서, 복수의 레지스터, 각각의 대응하는 레지스터와 관련된 각각의 카운터를 포함하는 복수의 카운터 및 복수의 타임스탬프 값의 각각의 타임스탬프 값인 복수의 레지스터의 하나에 저장된 값과 동일한 지 결정하는 타임스탬프 평가자를 포함하되, 레지스터에 저장된 값이 0과 동일한 경우, 타임스탬프 평가자는 레지스터의 값을 타임스탬프 값으로 대체하고, 레지스터와 관련된 카운터의 값을 증가시키고, 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 값과 동일한 경우, 타임스탬프 평가자는 레지스터와 관련된 카운터의 값들을 증가시키고, 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 값과 동일하지 않은 경우, 타임스탬프 평가자는 모든 레지스터와 관련된 모든 카운터들의 값을 감소시키고, 복수의 타임스탬프 값에서 모든 타임스탬프 값이 평가된 후에, 타임스탬프 평가자는, 각각의 카운터의 값을 초기화하고, 복수의 타임스탬프에 각각의 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 값과 동일한 지 결정하고, 타임스탬프 값이 구성요소 세트에서 구성요소의 값과 동일하다면, 타임스탬프 값과 동일한 값을 저장하는 레지스터와 관련된 카운터의 값을 증가시키고, 광 펄스 전원과 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 이동 시간을 나타내는 타임스탬프 값이 가장 크게되는 카운터의 값과 관련된 구성요소 세트에서 구성요소를 결정하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템을 제공한다.

또 다른 실시예에서, 복수의 레지스터, 각각의 대응하는 레지스터와 관련된 각각의 카운터를 포함하는 복수의 카운터 및 복수의 타임스탬프 값의 각각의 타임스탬프 값인 복수의 레지스터의 하나에 저장된 값과 동일한 지 결정하는 타임스탬프 평가자를 포함하되, 레지스터에 저장된 값이 0과 동일한 경우, 타임스탬프 평가자는 레지스터의 값을 타임스탬프 값으로 대체하고, 레지스터와 관련된 카운터를 증가시키고, 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 값과 동일한 경우, 타임스탬프 평가자는 타임스탬프 값과 동일한 값을 저장하는 레지스터와 관련된 카운터의 값들을 증가시키고, 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 값과 동일하지 않은 경우, 타임스탬프 평가자는 모든 레지스터와 관련된 모든 카운터들의 값을 감소시키고, 복수의 타임스탬프 값에서 모든 타임스탬프 값이 평가된 후에, 타임스탬프 평가자는, 각각의 카운터의 값을 초기화하고, 복수의 타임스탬프에 각각의 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 값과 동일한 지 결정하고, 타임스탬프 값이 구성요소 세트에서 구성요소의 값과 동일하다면, 타임스탬프 값과 동일한 값을 저장하는 레지스터와 관련된 카운터의 값을 증가시키고, 타임스탬프 값이 구성요소 세트에서 구성요소의 값과 동일하지 않다면, 타임스탬프 평가자는 레지스터의 값을 적어도 하나의 카운터와 관련된 타임스탬프 값으로 대체하고, 대체되는 값을 갖는 레지스터와 관련된 카운터 값을 1만큼 증가시키고, 복수의 타임스탬프 값에서 모든 타임스탬프 값이 평가된 후, 타임스탬프 평가자는 가장 큰 카운터 값을 광 펄스 전원과 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 이동 시간을 나타내는 타임스탬프 값이 되도록 하여 레지스터에 저장된 타임스탬프 값을 결정하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템을 제공한다.

본 발명의 실시예의 특징 및 장점은 하기 도면에서 설명되는 실시예에 대한 참고로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 타임스탬프 프로세스 시스템의 실시예의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 추정 이동 시간을 결정하는 방법의 제1 실시예에 대한 흐름도이다.
도 3는 본 발명에 따른 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 추정 이동 시간을 결정하는 방법의 제2 실시예에 대한 흐름도이다.
도 4A 내지 도 4D는 본 발명과 비교하여 종래의 히스토그램-저장소 생성 기술에 대한 예시적 측정 이미지 및 예시적 강도 이미지 결과이다.

이하의 상세한 설명에서, 개시에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해, 다수의 구체적인 상세 내용이 제시된다. 그러나, 개시된 내용들이 이러한 구체적인 세부사항 없이 실행될 수 있다는 것을 당업자들에 의해 이해될 것이다. 다른 예들에서, 공지된 방법들, 절차들, 구성 및 회로들은 본 발명을 모호하게 하지 않도록 상세히 기재되지는 않았다.

본 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 참조는 실시예에 연결되고, 설명되는 특정 구성, 구조 또는 특징이 적어도 개시된 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서" 또는 "일 실시예에서"(또는 유사한 의미를 갖는 다른 문구들)의 표현은 반드시 모두 동일한 실시예를 언급하지 않는 것일 수 있다. 더욱이, 특정 구성, 구조 또는 특성들은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "예시적"이라는 단어는 "예시로서 예 또는 설명으로서 기능하는 것"을 의미한다. 본원에 기재된 "예시적"으로 설명된 실시예는 다른 실시예들보다 반드시 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 논의의 맥락에 따라, 단수 용어는 상응하는 복수형 및 복수용어를 포함할 수 있으며, 복수형 단어는 상응하는 단수형태를 포함할 수 있다. 또한 본 명세서에 도시되고 논의된 다양한 도면(구성 다이어그램 포함)은 예시 목적일 뿐이며, 스케일링되지 않는다는 점에 주목한다. 마찬가지로 다양한 파형 및 타이밍 다이어그램은 설명 목적으로만 표시됩니다. 예를 들어, 일부 구성요소의 차원은 명확성을 위해 다른 구성요소에 비해 과장될 수 있습니다. 또한 적절하다고 판단되는 경우, 도면 부호가 도면에 반복되어 해당 구성요소 및/또는 유사 구성요소를 나타낸다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 특정 예시적인 실시예만을 설명하기 위한 목적일 뿐 청구범위를 제한하려는 목적이 있지 않다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태인 "하나" 및 "상기"는 문맥과 달리 명확하게 나타내지 않는 한 복수의 형태도 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 명시된 특징, 정수, 단계, 작업, 구성 요소 및/또는 구성의 존재를 명시하지만 하나 이상의 다른 기능, 정수, 단계, 작업, 구성 및/또는 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것을 알 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "첫 번째", "두 번째" 등은 앞서 오는 명사에 대한 표식으로 사용되며 명시적으로 정의되지 않는 한 모든 유형의 정렬(예: 공간, 시간적, 논리적 등)을 의미하지 않는다. 더욱이, 동일한 도면은 동일하거나 유사한 기능을 갖는 부품, 구성요소, 블록, 회로, 단위 또는 모듈을 지칭하기 위해 둘 이상의 도면에 걸쳐 사용될 수 있다. 그러나 이러한 사용은 설명의 간결함과 논의의 용이성을 위한 것일 뿐이고, 이러한 구성 또는 단위의 형성 또는 구조적인 세부사항이 모든 실시예들과 동일하거나 일반적으로 참조되는 부품/모듈들이 본원에 개시된 특정 실시예들의 교시를 구현하는 유일한 방법임을 암시하지는 않는다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어는 본 명세서에 명시적으로 정의되지 않는 한, 관련 기술의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며 이상화되거나 지나치게 형식적으로 해석되지 않는다는 것을 더 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "모듈"이란 용어는 모듈과 관련하여 본원에 기재된 기능을 제공하기 위해 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어의 임의의 조합을 지칭한다. 상기 소프트웨어는 소프트웨어 패키지, 코드 및/또는 명령 세트 또는 명령으로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 임의의 구현에 사용되는 용어 "하드웨어"는 예를 들어, 개별적으로 또는 임의의 조합, 유선 회로, 프로그래밍 가능한 회로, 상태 기계 회로, 및/또는 프로그래밍 가능한 회로에 의해 실행되는 명령을 저장하는 펌웨어를 포함할 수 있다. 상기 모듈은 총체적 또는 개별적으로, 더 큰 시스템의 일부를 형성하는 회로로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 집적 회로(IC), 어플리케이션 별 집적 회로(ASIC), 시스템 온칩(SoC) 등에 제한되지 않는다.

본 발명은 LiDAR(Light Detection and Ranging) 기반 카메라 시스템과 같은 직접 ToF(Time of Flight) 시스템의 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 추정 이동 시간을 제공한다. 시스템의 범위와 깊이 해상도를 다루는 충분한 수의 저장소를 사용하는 히스토그램 저장소 생성(binning) 기법을 사용하는 종래의 피크를 검출하는 대신, 본 발명은 "데이터 배열에서 빈번한 내용을 찾는(Find Frequent Items in a Data Stream)" 기법을 기반으로 레이저 펄스의 추정 이동 시간을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 배열로서 픽셀로부터의 원시 타임스탬프(timestamp) 데이터 출력은 광 펄스 소스와 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 이동 시간 추정의 정확한 결정을 제공하기 위해 일시적으로 저장되고, 2회 처리된 후 폐기될 수 있다. 다른 실시예에서, 데이터 배열로 또한 이용 가능한 원시 타임스탬프 데이터는 광 펄스 소스와 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 이동 시간 추정의 대략적인 결정을 제공하기 위해 한 번 처리되고 폐기될 수 있다. 상기 처리 동안 이동 시간 추정이 업데이트될 수 있으며, 데이터 배열을 처리하는 것이 완성될 때 가장 빈번하게 발생하는 타임스탬프를 사용할 수 있다. 기존의 히스토그램 저장소 생성 기술과 비교하여 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 것과 관련된 메모리 요구 사항을 줄이므로, 메모리에서 원시 데이터를 저장할 필요가 없다.

본 원에 개시된 기술에 의해 제공되는 광 펄스의 이동 시간 추정의 정확도는 종래의 히스토그램-저장소 생성 기술에 의해 제공되는 이동 시간 추정치와 비교될 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 기술은 메모리 요구 사항 및 전력 소비를 줄이면서, 데이터 처리량 및 처리 속도를 증가시키고 직접 ToF 시스템을 제공한다.

일 실시예에서, 거리 추정이 더 강력하고, 정확하도록 다중 근접값 타임스탬프 값이 기존의 타임스탬프 데이터 배열로 처리되는 데이터 배열로 삽입될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 타임스탬프 프로세스 시스템(100)의 실시예의 기능 블록도이다. 상기 시스템(100)은 센서 어레이의 픽셀(도시되지 않음)에 대한 타임스탬프 데이터 배열을 처리할 수 있다(또한 도시되지 않음). 상기 시스템(100)은 제어기(101) 및 복수의 레지스터/카운터 쌍(102)을 포함할 수 있다. 각각의 레지스터/카운터 쌍(102)은 레지스터(103)와 관련된 카운터(104)를 포함할 수 있다. 레지스터/카운터 쌍(102)의 수는 설계에 따라 달라질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 5개의 레지스터/카운터 쌍(102)을 포함한다. 일 실시예에서, 버퍼(105)는 타임스탬프 데이터를 수신하는데 사용될 수 있다. 광 펄스의 추정 이동 시간은 최대 카운터 값을 포함하는 관련 카운터에 의해 결정된 바와 같이 레지스터(103) 중 하나에서 출력(표시되지는 않지만)으로 사용될 수 있다. 레지스터(103) 중 하나에서 출력은 레지스터(103)로부터 직접 이용 가능하게 될 수도 있거나, 외부적으로 타임스탬프 값을 목적지 위치 또는 디바이스로 전송하면서 제어기(101)에 의해 시스템(100)으로부터 출력될 수 있다.

시스템(100)에 결합된 픽셀로부터 출력된 타임스탬프 데이터(106)는 타임스탬프 데이터의 배열로서 입력된다. 타임스탬프 데이터(106)가 수신됨에 따라, 각각의 타임스탬프 값은 하기와 같이 제어기(101)에 의해 평가될 수 있고, 두 개의 "데이터 배열에서 빈번한 내용을 찾는" 방법 중 하나에 기초하여 레지스터/카운터 쌍(102)의 레지스터(103) 중 하나에 배치될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 보다 정확한 거리 추정을 생성하기 위해 2회 처리될 수 있도록 타임스탬프 데이터(106)는 버퍼(105)에 일시적으로 저장된다. 프레임에 대한 타임스탬프 데이터가 처리될 때, 타임스탬프 데이터가 삭제된다. 버퍼(105)를 포함하는 시스템(100)에서는 프레임이 처리된 후 프레임에 대한 타임스탬프 값이 삭제되지만, 버퍼(105)를 포함하지 않는 시스템(100)에서는 각각의 타임스탬프 값이 처리된 후 타임스탬프 값이 삭제될 수 있다.

일 실시예에서, 시스템(100)은 본원에 기재된 기능을 제공하기 위해 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어의 임의의 조합일 수 있는 모듈로서 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어는 소프트웨어 패키지, 코드 및/또는 명령 세트 또는 명령으로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 임의의 구현에 사용되는 용어 "하드웨어"는 예를 들어, 개별적으로 또는 임의의 조합, 유선 회로, 프로그래밍 가능한 회로, 상태 기계 회로, 및/또는 프로그래밍 가능한 회로에 의해 실행되는 명령을 저장하는 펌웨어를 포함할 수 있다. 상기 모듈은 총칭하거나 개별적으로, 더 큰 시스템의 일부를 형성하는 회로로서, 예를 들어, 집적 회로(IC), 애플리케이션별 집적 회로(ASIC), 시스템 온칩(SoC) 등에 제한되지 않고 구현될 수 있다.

일 실시예에서, 레지스터/카운터 쌍(102)은 하드웨어 구성으로서 구현될 수 있다. 다른 실시양태에서, 레지스터/카운터 쌍(102)의 레지스터(103)와 카운터 (104)는 랜덤 액세스 메모리(RAM)로 구현될 수 있으며, 이 경우 시스템(100)에 의해 제공되는 기능은 제어기(101)에 의해 실행되는 소프트웨어/펌웨어에 의해 제공될 수 있다. 이러한 실시예는 많은 픽셀을 갖는 센서 어레이로부터 타임스탬프 데이터 출력의 복수의 배열을 처리하는데 적합할 수 있고 반면, 레지스터/카운터 쌍(102)이 하드웨어 구성요소로서 구현되는 경우, 센서 어레이의 크기는 제한될 수 있다.

또한, 본원에 개시된 시스템 및 방법에 의해 제공되는 이동 시간 추정치가 고정밀 깊이 추정치가 될 수 있도록 타임스탬프 데이터(106)의 타임스탬프 값은 비양자화될 수 있다. 기존의 히스토그램 기반 접근 방식에서 타임스탬프 값은 일반적으로 코홀스(coarse) 숫자(예: 정수)가 되도록 양자화되어, 히스토그램 저장소의 인덱스로 사용됩니다. 양자화로 인해 추정 깊이 값은 추가적인 깊이 오류 = bin_size/sqrt(12)로 정확도를 잃게 될 수 있다. 예를 들어, 저장소 크기(즉, 양자화 된 해상도)가 1 ns인 경우, 깊이 오류는 1/sqrt(12)

0.2887ns(또는 거리로 변환된 경우 4.33mm)가 됩니다. 이 양자화 오류는 저장소 크기가 무한히 작아지는 경우에만 0에 접근할 수 있습니다. 타임스탬프 값의 양자화는 본원에 개시된 시스템 및 기술에 대해 선택적일 수 있지만, 타임스탬프 값은 양자화되지 않은 고정밀 부동(floating) 숫자를 나타내는 것으로 유지될 수 있고, 고정밀 깊이 측정치를 제공할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 추정 이동 시간을 결정하는 방법의 제1 실시예에 대한 흐름도이다. 상기 방법(200)은 데이터 배열에서 빈번한(k) 내용을 찾는 기술을 기반으로 하며, 두 개의 경로를 사용하여 픽셀로부터 출력되는 미리 정해진 수의 타임스탬프 값을 처리할 수 있다.

단계 201에서, 작은 구성요소 세트의 구성요소 값이 초기화된다. 또한 각 구성요소와 관련된 카운터가 초기화된다. 일 실시예에서, 작은 구성요소 세트에 선택된 구성요소의 수는 5이고, 각각의 구성요소와 각 카운터들은 0으로 초기화된다. 카운터에 저장된 값은 0보다 이하가 될 수 없다. 다른 실시양태에서, 작은 세트내의 구성요소의 수는 5와 다를 수 있고, 및/또는 구성요소들의 초기화 값은 "null"과 같은 0과 상이할 수 있다. 예를 들어 구성요소는 예상되는 타임스탬프 값과 다르게 인식할 수 있는 값으로 초기화될 수 있다.

단계 202에서, 픽셀에서 출력되는 타임스탬프 값의 배열로 미리 정해진 수의 타임스탬프가 수신된다. 센서 어레이의 각각의 픽셀은 타임스탬프 값의 배열을 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 데이터 배열로서 수신되는 미리 정해진 타임스탬프 수는 한 프레임에서 생성되는 타임스탬프의 수와 같다. 타임스탬프는 타임스탬프 데이터의 배열로서 수신될 수 있고, 상기 방법(200)의 후속 연산에 의해 처리될 수 있다. 상기 방법(200)의 경우, 수신된 타임스탬프는 도 1에서 버퍼(105)와 같은 버퍼에 일시적으로 저장될 수 있다.

단계 203에서 복수의 타임스탬프의 모든 타임스탬프는 모든 타임스탬프를 통해 첫 번째 경로에서 순차적으로 처리된다. 단계 204에서 현재 타임스탬프 값이 처리되는 경우, 임의의 구성요소 값(EV)이 초기화 된 구성요소 값(예: 0)과 같는지 여부가 결정된다. 같은 경우, 상기 방법(200)의 순서는 단계 205로 계속된다. 상기 단계 205에서 현재 타임스탬프 값이 초기화된 구성요소 값과 동일한 구성요소 값을 대체하고, 구성요소와 관련된 카운터가 1로 증분될 수 있다. 타임스탬프 값을 통과하는 첫 번째 경로의 시작 부분에서, 상기 방법(200)은 모든 구성요소가 타임스탬프 값으로 대체될 때까지 단계 205를 통과하는 경로를 따를 수 있다. 단계 205로부터, 상기 방법(200)의 순서는 단계 211로 계속되며, 상기 단계 211에서, 모든 타임스탬프 (TS)가 첫 번째 경로에서 처리되었는지 여부를 결정될 수 있다. 같지 않은 경우, 상기 방법(200)의 순서는 단계 212로 계속되며, 상기 단계 212는 다음 타임스탬프 값이 선택될 수 있고, 다음 단계 204로 돌아갈 수 있다.

단계 204에서, 모든 구성요소 값이 초기화 된 구성요소 값(예를 들어 0)과 같지 않다고 판단되면, 상기 방법(200)의 순서는 단계 206으로 계속되고, 상기 단계 206은 현재 타임스탬프 값(TSV)이 구성요소 값(EV)과 같는지 여부를 결정한다. 같은 경우, 상기 방법(200)의 순서는 단계 207로 계속되며, 상기 단계 207에서 현재 타임스탬프 값과 동일한 값을 포함하는 구성요소와 관련된 카운터가 1씩 증가된다. 단계 207로부터, 상기 방법(200)의 순서는 단계 211로 계속되고, 상기 단계 211는 모든 타임스탬프(TS)가 처리되었는지 여부를 결정한다. 처리되지 않은 경우 상기 방법(200)의 순서는 단계 212로 계속되며, 상기 단계 212에서 다음 타임스탬프 값이 선택된 다음 단계 204로 돌아갈 수 있다.

단계 206에서 현재 타임스탬프 값(TSV)이 구성요소 값(EV)과 같지 않다고 판단되면, 상기 방법(200)의 순서는 단계 208로 계속되며, 상기 단계 208에서 모든 카운터가 1로 감소된다. 각 카운터는 0으로 감소될 수 있지만, 감소하여 카운터 값이 0에 도달하면 카운터 값은 0으로 유지되며 더 이상 감소할 수 없다. 구성요소의 모든 초기 값이 타임스탬프 값으로 대체된 후, 단계 207에서 카운터를 줄이는 것은 하나 이상의 카운터가 0이 되게 할 수 있다. 단계 209에서 임의의 카운터 값(CV)이 0과 같은 지 결정하다. 단계 209에서 카운터 값이 0이면, 상기 방법(200)의 순서는 단계 210으로 계속되며, 상기 단계 210에서 구성요소 값은 현재 타임스탬프 값으로 대체되고, 관련된 카운터는 증분될 수 있다. 두 개 이상의 카운터 값이 0이면, 0과 관련된 하나의 구성요소가 현재 타임스탬프 값으로 대체될 수 있다.

상기 방법(200)의 순서는 단계 211로 계속되며, 상기 단계 211에서 모든 타임스탬프가 처리되었는지 여부를 결정한다. 처리되지 않은 경우, 상기 방법(200)의 순서는 단계 212로 계속되며, 상기 단계 212에서 다음 타임스탬프 값이 선택되고 단계 204로 돌아갈 수 있다.

단계 211에서, 모든 타임스탬프 값이 첫 번째 경로에서 처리된 경우 작은 세트의 구성요소의 내용은 가장 빈번히 발생하는 타임스탬프 값을 나타낼 수 있다. 상기 방법(200)의 순서는 단계 203으로 계속되면, 상기 단계 203에서 모든 카운터가 0으로 재초기화될 수 있다. 단계 214에서 타임스탬프는 모든 타임스탬프를 통해서 두 번째 경로에 대해 처리될 수 있다.

단계 215에서, 현재 타임스탬프 값(TSV)이 구성요소 값(EV) 중 하나와 같은 지 여부를 결정한다. 같은 경우, 상기 방법(200)의 순서는 단계 216으로 계속되며, 상기 단계 216에서 현재 타임스탬프 값과 동일한 값을 갖는 구성요소와 관련된 카운터가 증분될 수 있다.

상기 방법(200)의 순서는 단계 217로 계속되며, 상기 단계 217에서 모든 타임스탬프(TS)가 두 번째 경로에서 처리되었는지 여부를 결정한다. 처리되지 않은 경우, 순서는 단계 218로 계속되며, 상기 단계 218에서 다음 타임스탬프 값이 선택된 다음 단계 215로 반환된다. 단계 217에서 모든 타임스탬프 값이 두 번째 경로에서 처리된 경우, 순서는 단계 219로 계속되며, 상기 단계 219에서 여기서 가장 큰 카운트 값을 갖는 카운터와 관련된 구성요소의 타임스탬프 값은 광 펄스 전원과 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 추정 이동 시간을 나타낸다. 두 개 이상의 카운터가 동일한 최대 카운터 값을 갖는 경우, 최대 카운터 개수를 갖는 카운터와 관련된 구성요소가 선택될 수 있다. 대안적으로, 카운터 104a부터 104e까지의 미리 정해진 선택 순서로 "제1" 카운터와 관련된 구성요소는 추정 이동 시간에 대한 값으로 선택될 수 있다.

도표 1은 도 2의 방법(200)에 대한 예시 의사 코드를 제시한다

<도표 1>

언급한 바와 같이, 일 실시예에서, 타임스탬프 값의 배열로서 수신되는 미리 정해진 수의 타임스탬프 값은 한 프레임 동안 픽셀에 의해 생성된 타임스탬프 값이 될 수 있다. 타임스탬프 값을 통과하는 각 경로는 미리 정해진 수의 전체 타임스탬프 값을 처리한다. 또 다른 실시예에서, 미리 정해진 수의 타임스탬프 값은 두 그룹으로 나눌 수 있으며, 제1 그룹은 제1 경로에 의해 처리될 수 있고 제2 그룹은 제2 경로에 의해 처리될 수 있다. 타임스탬프 값이 두 그룹으로 분할되는 이러한 특정 실시예는 타임스탬프 값이 시스템(100)에 의해 수신되는 대로 처리될 수 있기 때문에 버퍼(105)를 사용할 필요가 없을 수도 있다. 또 다른 실시예는 미리 정해진 수의 타임스탬프 값을 두 그룹으로 나눌 수 있으며, 이때 프레임의 제2 그룹은 제1 경로동안 처리될 수 있고, 후속 프레임의 제1 그룹은 제2 경로동안 처리될 수 있다. 버퍼(105)를 사용할 필요가 없는 이들 실시예 들 모두 버퍼(105)를 사용하는 실시예들보다 적은 공간을 차지하고 적은 전력을 사용하는 이점을 제공한다.

일 실시예에서, 거리 추정이 더 강력하고, 정확하도록 다중 근접값 타임스탬프 값이 기존의 타임스탬프 데이터 배열로 처리되는 데이터 배열로 삽입될 수 있다. 일 실시예에서, 현재 타임스탬프 값 ±k, ±(k+1), ±(k+2)에 따라 생성되며, k는 정수이며, 근접값이 요구되는 크기가 고려되어야 한다. 즉, 근접한 타임스탬프 값 각각 쌍의 값은 정수 단위의 미리 정해진 상기 타임스탬프 값들의 해상도만큼 현재 값을 추정한다. 예를 들어 타임스탬프 값의 해상도가 1ns인 경우, k는 1ns로 선택될 수 있다. k가 1ns로 선택되고 근접값의 크기가 5개의 타임스탬프 값으로 선택된 경우(현재 타임스탬프 값과 현재 타임스탬프의 양쪽에 두 개의 근접값을 더함), 근접한 타임스탬프 4개가 각각의 데이터 배열에 삽입될 수 있다. 삽입된 인접 값은 원시 타임스탬프 값이고 픽셀로부터 수신된 노이즈가 있는 타임스탬프 값을 줄여주는 경향이 있는 것처럼 삽입된 인접 값이 처리된다. 예상대로, 추가 근접값은 프레임에서 처리되는 총 타임스탬프 값 수를 증가시킨다.

도 3은 본 발명에 따른 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 추정 이동 시간을 결정하는 방법의 제2 실시예에 대한 흐름도이다. 도 2에 도시된 제1 실시예와 비교하여, 방법(300)은 광 펄스의 대략적인 추정 이동 시간을 제공하는 반면, 방법(200)은 광 펄스의 이동 시간의 보다 정확한 추정을 제공한다. 상기 방법(300)은 데이터 배열에서 빈번한 내용을 찾는 스페이스세이빙(k) 기술을 기반으로 하며, 픽셀로부터 출력된 복수의 타임스탬프 값을 통과하는 단일 경로를 사용할 수 있다. 상기 방법(300)에 의해 제공되는 추정 이동 시간의 오류는 O(N)일 수 있다.

단계 301에서 작은 구성요소 세트의 구성요소 값이 초기화된다. 또한 각 구성요소와 관련된 카운터가 초기화됩니다. 일 실시예에서, 작은 세트에 선택된 구성요소의 수는 5이고, 각각의 구성요소와 각 카운터들은 0으로 초기화된다. 카운터에 저장된 값은 0보다 적을 수 없다. 또 다른 실시예에서, 작은 세트 내의 구성요소의 수는 5와 다를 수 있고, 및/또는 요소들의 초기화 값은 0과 다를 수 있다. 예를 들어 구성요소는 예상되는 타임스탬프 값과 다르게 인식할 수 있는 값으로 초기화될 수 있다.

단계 302에서 픽셀에서 출력되는 타임스탬프 값의 배열로 미리 정해진 수의 타임스탬프가 수신된다. 센서 어레이의 각 픽셀은 타임스탬프 값 배열을 출력한다. 일 실시예에서, 데이터 스트림으로서 수신되는 미리 정해진 타임스탬프의 수는 한 프레임에서 생성되는 타임스탬프의 수와 같다. 타임스탬프는 타임스탬프 데이터의 배열로서 수신될 수 있고, 방법(300)의 후속 연산에 의해 처리될 수 있다.

복수의 타임스탬프의 모든 타임스탬프는 단일 경로로 순차적으로 처리된다. 단계 303에서, 현재 타임스탬프 값이 처리되는 경우, 구성요소 값(EV)이 초기화된 구성요소 값(예: 0)과 같는지 여부를 결정한다. 같은 경우, 상기 방법(300)의 순서는 단계 304로 계속되며, 상기 단계 304에서 현재 타임스탬프 값이 초기화된 구성요소 값과 동일한 구성요소 값을 대체하고 상기 구성요소와 관련된 카운터가 1로 증분된다. 타임스탬프 값을 통과하는 경로의 시작 부분에서 상기 방법(300)은 모든 구성요소가 타임스탬프 값으로 대체될 때까지 작업 304를 통과하는 경로를 따를 것으로 예상될 수 있다. 단계 304에서부터, 상기 방법(300)의 순서는 단계 308로 계속되며, 상기 단계 308는 모든 타임스탬프(TS)가 처리되었는지 여부를 결정한다. 처리되지 않은 경우 순서(흐름)는 단계 309로 계속되며, 상기 단계 309에서 다음 타임스탬프 값이 선택된 다음 단계 303으로 돌아간다.

단계 303에서 모든 구성요소 값이 초기화 된 구성요소 값 (예를 들어 0)과 같지 않다고 판단되면, 상기 방법(300)의 순서는 단계 305로 계속되며 상기 단계 305에서 현재 타임스탬프 값 (TSV)이 구성요소 값 (EV)과 같는지 여부가 결정된다. 이 경우 상기 방법(300)의 순서는 단계 306으로 계속되며, 상기 단계 306에서 현재 타임스탬프 값과 동일한 값을 포함하는 구성요소와 관련된 카운터가 1씩 증분된다. 단계 306에서 순서는 단계 308로 계속되며, 상기 단계 308에서 모든 타임스탬프(TS)가 처리되었는지 여부가 결정된다. 처리되지 않은 경우, 상기 방법(300)의 순서는 단계 309로 계속되며, 상기 단계 309에서 다음 타임스탬프 값이 선택된 다음 단계 303으로 돌아간다.

단계 305에서 현재 타임스탬프 값(TSV)이 구성요소 값(EV)과 같지 않다고 판단되면, 상기 방법(300)의 순서는 단계 307로 계속되며, 상기 단계 307에서 여기서 가장 작은 개수와 관련된 구성요소가 선택되고 현재 타임스탬프 값으로 대체된다. 대체된 구성요소와 관련된 카운터는 1만큼 증분된다. 상기 방법(300)의 순서는 단계 308로 계속되며, 상기 단계 308에서 모든 타임스탬프(TS)가 처리되었는지 여부가 결정된다. 처리되지 않은 경우, 상기 방법(300)의 순서는 단계 309로 계속되며, 상기 단계 309에서 다음 타임스탬프 값이 선택된 다음 단계 303으로 돌아간다.

단계 308에서 모든 타임스탬프 값이 처리된 경우, 상기 방법(300)의 순서는 단계 310으로 계속되며, 상기 단계 310에서 가장 큰 카운트 값을 갖는 카운터와 관련된 구성요소의 타임스탬프 값은 광 펄스 전원과 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 추정 이동 시간을 나타낸다. 두 개 이상의 카운터가 최대 카운터 값을 갖는 경우, 최대 카운터 값을 갖는 카운터와 관련된 구성요소를 선택될 수 있다. 대안적으로, 카운터 104a부터 104e까지의 미리 정해진 선택 순서로 "제1" 카운터와 관련된 구성요소는 추정 이동 시간에 대한 값으로 선택될 수 있다.

도표 2는 도 3의 방법(300)에 대한 예시 의사 코드를 제시한다

<도표 2>

도 4A 내지 4D는 본 발명과 비교하여 종래의 히스토그램-저장소 생성 기술에 대한 예시적 측정 이미지 및 예시적 강도 이미지 결과이다. 도 4A-4D의 이미지를 생성하는 데 사용되는 설정은 프레임당 N=20 펄스, 동일한 구성요소의 수는 5이고, 저장소의 폭은 2 ns, 시스템의 범위는 0-15 m였다.

도 4A의 각각의 상부 이미지, 하부 이미지는 종래의 히스토그램 저장소 생성 기술에 대한 각각의 예시적 측정 이미지 결과, 예시적 강도 이미지 결과를 도시한다.

도 4B의 각각의 상부 이미지, 하부 이미지는 프레임 내의 타임스탬프의 절반에 제1 처리 경로가 사용되고, 나머지 절반에 제2 처리 경로가 사용된 방법(200, 도 2)에 대한 각각의 예시적 측정 이미지 결과, 예시적 강도 이미지 결과를 도시하고 있다.

도 4C의 각각의 상부 이미지, 하부 이미지는 제1 프레임 내의 모든 타임스탬프에 제1 처리 경로가 사용되고, 후속하는 제2 프레임 내의 모든 타임스탬프에 프레임 간 인터레이스(interlacing) 방식으로 제2 처리 경로가 사용된 방법(200, 도 2)에 대한 각각의 예시적 측정 이미지 결과, 예시적 강도 이미지 결과를 도시하고 있다. 타임스탬프를 프레임 간 인터레이스 방식으로 처리하면 각 프레임에 대해 처리되는 타임스탬프 수가 두 배가 된다.

도 4D의 각각의 상부 이미지, 하부 이미지는 방법(300, 도 3)에 대한 각각의 예시적 측정 이미지 결과, 예시적 강도 이미지 결과를 도시하고 있다.

도 4A 내지 4D에서 알 수 있듯이, 본원에 개시된 기술은 종래의 히스토그램-저장소 생성 기술에 의해 제공되는 추정 이동 시간에 비교될 광 펄스에 대한 추정 이동 시간을 제공한다.

통상의 기술자들에 의해 인식될 바와 같이, 본원에 기재된 특징적인 개념은 광범위한 애플리케이션에 걸쳐 변형 및 다양화될 수 있다. 따라서 청구된 범위는 위에서 언급한 특정 예시적인 교시에 한정되어서는 안 되며, 대신 다음의 청구항에 의해 정의된다.

100: 타임스탬프 프로세스 시스템 101: 제어기
102: 레지스터/카운터 쌍 103: 레지스터
104: 카운터 105: 버퍼
106: 타임스탬프 데이터

Claims

광 펄스 전원과 픽셀 사이에 이동하는 복수의 광 펄스에 대해 복수의 타임스탬프(timestamp) 값을 생성하되, 각각의 상기 타임스탬프 값은 상기 광 펄스 전원과 픽셀 사이를 이동하며, 상기 타임스탬프 값에 대응하는 광 펄스에 대해 이동 시간을 포함하고,
상기 광 펄스 전원 및 상기 픽셀 사이에 광 펄스의 상기 이동 시간을 상기 복수의 타임스탬프 값에서 가장 빈번한 타임스탬프 값이 되도록 결정하는 것을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 타임스탬프 값은 프레임의 타임스탬프 값을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 타임스탬프 값은 타임스탬프 값 데이터의 배열을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 타임스탬프 값들은 비양자화된 값들을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 광 펄스 전원과 상기 픽셀 사이에 이동 시간을 결정하는 것은,
구성요소 세트에서 각각의 구성요소의 값을 0이 되도록 초기화하되, 상기 구성요소 세트는 미리 정해진 수의 구성요소를 포함하고,
상기 구성요소 세트에서 각각의 구성요소에 관련된 카운터(counter)의 값을 초기화하고,
각각의 타임스탬프 값이 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값들이 동일한지 결정함으로써 상기 복수의 타임스탬프 값을 처리하고,
상기 구성요소에서 상기 구성요소의 값이 0과 동일하면, 상기 구성요소의 값을 상기 타임스탬프 값으로 대체하고, 대체된 상기 구성요소와 관련된 상기 카운터의 값을 증가시키고,
상기 타임스탬프 값과 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값이 동일하면, 상기 타임스탬프 값과 동일한 값을 가지는 상기 구성요소와 관련된 상기 카운터의 값을 증가시키고,
상기 타임스탬프 값과 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값이 동일하지 않으면, 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소와 관련된 상기 카운터의 모든 값들을 감소시키고,
상기 복수의 타임스탬프 값에서 모든 타임스탬프 값들이 처리된 후에,
상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소에 대응하는 각각의 상기 카운터의 값들을 초기화하고,
상기 복수의 타임스탬프 값에서 각각의 타임스탬프 값과 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값과 동일한지 결정하고,
상기 타임스탬프 값이 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값과 동일하다면, 상기 타임스탬프 값과 동일한 값을 갖는 상기 구성요소와 관련된 상기 카운터의 값을 증가시키고,
상기 광 펄스 전원과 상기 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 이동 시간을 나타내는 상기 타임스탬프 값이 가장 크게 되는 상기 카운터의 값과 관련된 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소를 결정하는 것을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 복수의 타임스탬프 값이 제1 타임스탬프 값 그룹 및 제2 타임스탬프 값 그룹을 포함하고,
상기 복수의 타임스탬프 값을 처리하는 상기 제1 타임스탬프 값 그룹을 사용하는 것을 포함하고,
상기 복수의 타임스탬프 값에 모든 타임스탬프 값이 처리된 후 상기 복수의 타임스탬프 값을 처리하는 것은 상기 제2 타임스탬프 값 그룹을 사용하는 것을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 타임스탬프 값 그룹이 제1 프레임으로부터 타임스탬프 값들을 포함하고, 상기 제2 타임스탬프 값 그룹이 상기 제1 프레임에 후속하는 제2 프레임으로부터의 타임스탬프 값들을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2 타임스탬프 값 그룹이 프레임의 모든 타임스탬프 값들을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 광 펄스 전원과 상기 픽셀 사이에 이동 시간을 결정하는 것은,
구성요소 세트에서 각각의 구성요소의 값을 0이 되도록 초기화하되, 상기 구성요소 세트는 미리 정해진 수의 구성요소를 포함하고,
상기 구성요소 세트에서 각각의 구성요소에 관련된 카운터(counter) 값을 초기화하고,
상기 복수의 타임스탬프 값을 처리하되,
각각의 타임스탬프 값이 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값들이 동일한지 결정하고,
상기 구성요소에서 상기 구성요소의 값이 0과 동일하면, 상기 구성요소의 값을 상기 타임스탬프 값으로 대체하고, 대체된 상기 구성요소와 관련된 상기 카운터의 값을 증가시키고,
상기 타임스탬프 값과 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값이 동일하면, 상기 타임스탬프 값과 동일한 값을 가지는 상기 구성요소와 관련된 상기 카운터의 값을 증가시키고,
상기 타임스탬프 값과 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값이 동일하지 않으면, 가장 작은 카운터 값과 관련된 상기 구성요소의 값을 상기 타임스탬프 값으로 대체하고, 대체되는 상기 구성요소와 관련된 상기 카운터의 값을 1만큼 증가시킴으로써 상기 복수의 타임스탬프 값을 처리하고,
상기 복수의 타임스탬프 값에서 모든 타임스탬프 값들이 처리된 후에,
가장 큰 카운터 값이 상기 광 펄스 전원과 상기 픽셀 사이에 광 펄스에 대해 상기 이동 시간을 나타내는 상기 타임스탬프 값이 되도록 하여 복수의 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소를 결정하는 것을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 타임스탬프 값의 각각의 타임스탬프 값에 대한 상기 복수의 타임스탬프 값에 적어도 한쌍의 근접값을 더하는 것을 더 포함하되,
정수 단위의 미리 정해진 상기 타임스탬프 값들의 해상도만큼 각각 쌍의 근접값들이 대응하는 타임스탬프 값을 추정하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 방법.
복수의 레지스터;
각각의 대응하는 레지스터와 관련된 각각의 카운터를 포함하는 복수의 카운터; 및
복수의 타임스탬프 값의 각각의 타임스탬프 값인 상기 복수의 레지스터의 하나에 저장된 값과 동일한 지 결정하는 타임스탬프 평가자를 포함하되,
레지스터에 저장된 상기 값이 0과 동일한 경우, 상기 타임스탬프 평가자는 상기 레지스터의 값을 상기 타임스탬프 값으로 대체하고, 상기 레지스터와 관련된 카운터 값을 증가시키고,
상기 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 상기 값과 동일한 경우, 상기 타임스탬프 평가자는 상기 레지스터와 관련된 상기 카운터 값들을 증가시키고,
상기 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 상기 값과 동일하지 않은 경우, 상기 타임스탬프 평가자는 상기 모든 레지스터와 관련된 상기 모든 카운터 값을 감소시키고,
상기 복수의 타임스탬프 값에서 모든 타임스탬프 값이 평가된 후에, 상기 타임스탬프 평가자는,
각각의 카운터 값을 초기화하고,
상기 복수의 타임스탬프에 각각의 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 상기 값과 동일한 지 결정하고,
상기 타임스탬프 값이 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값과 동일하다면, 상기 타임스탬프 값과 동일한 상기 값을 저장하는 상기 레지스터와 관련된 상기 카운터 값을 증가시키고,
광 펄스 전원과 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 이동 시간을 나타내는 상기 타임스탬프 값이 가장 크게되는 상기 카운터 값과 관련된 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소를 결정하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템.
제11항에 있어서,
상기 복수의 타임스탬프 값은 프레임의 타임스탬프 값을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템.
제11항에 있어서,
상기 타임스탬프 값들은 비양자화된 값들을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템.
제11항에 있어서,
상기 복수의 타임스탬프 값들이 제1 타임스탬프 값 그룹과 제2 타임스탬프 값 그룹을 포함하고,
상기 타임스탬프 평가자가 상기 복수의 타임스탬프 값을 평가하는 것은 상기 제1 타임스탬프 값 그룹을 사용하는 것을 포함하고,
상기 타임스탬프 평가자는,
상기 타임스탬프 평가자의 각각의 타임스탬프 값이 상기 복수의 레지스터에 저장된 값과 동일한 지 결정하고,
레지스터에 저장된 상기 값이 0과 같은 경우, 상기 레지스터의 상기 값을 상기 타임스탬프 값으로 대체하고, 상기 레지스터와 관련된 상기 카운터 값을 증가시키고,
상기 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 상기 값과 동일한 경우, 상기 레지스터와 관련된 상기 카운터 값을 증가시키고,
상기 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 상기 값과 동일하지 않는 경우, 상기 모든 레지스터와 관련된 상기 모든 카운터 값을 감소시키고,
상기 제1 타임스탬프 값 그룹에서 모든 타임스탬프 값이 평가된 후, 상기 타임스탬프 평가자는,
각각의 카운터 값을 초기화하고,
상기 제2 타임스탬프 값 그룹에서 각각 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 상기 값과 동일한 지 결정하고,
상기 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 상기 값과 동일한 경우, 상기 타임스탬프 값과 동일한 상기 값을 저장하는 상기 레지스터와 관련된 상기 카운터 값을 증가시키고,
상기 광 펄스 전원과 상기 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 이동 시간을 나타내는 상기 타임스탬프 값이 가장 크게되는 상기 카운터 값과 관련된 상기 레지스터의 상기 타임스탬프 값을 결정하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템.
제14항에 있어서,
상기 제1 타임스탬프 값 그룹이 제1 프레임으로부터 타임스탬프 값들을 포함하고, 상기 제2 타임스탬프 값 그룹이 상기 제1 프레임에 후속하는 제2 프레임으로부터의 타임스탬프 값들을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템.
제11항에 있어서,
상기 복수의 타임스탬프 값은 타임스탬프 값 데이터의 배열을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템.
제11항에 있어서,
적어도 한쌍의 근접값이 상기 복수의 타임스탬프 값의 각각의 타임스탬프 값에 대한 상기 복수의 타임스탬프 값에 더하되,
정수 단위의 미리 정해진 상기 타임스탬프 값들의 해상도만큼 각각 쌍의 근접값들이 대응하는 타임스탬프 값을 추정하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템.
복수의 레지스터;
각각의 대응하는 레지스터와 관련된 각각의 카운터를 포함하는 복수의 카운터; 및
복수의 타임스탬프 값의 각각의 타임스탬프 값인 상기 복수의 레지스터의 하나에 저장된 값과 동일한 지 결정하는 타임스탬프 평가자를 포함하되,
레지스터에 저장된 상기 값이 0과 동일한 경우, 상기 타임스탬프 평가자는 상기 레지스터의 값을 상기 타임스탬프 값으로 대체하고, 상기 레지스터와 관련된 상기 카운터를 증가시키고,
상기 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 상기 값과 동일한 경우, 상기 타임스탬프 평가자는 상기 타임스탬프 값과 동일한 상기 값을 저장하는 상기 레지스터와 관련된 카운터 값들을 증가시키고,
상기 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 상기 값과 동일하지 않은 경우, 상기 타임스탬프 평가자는 상기 모든 레지스터와 관련된 상기 모든 카운터 값을 감소시키고,
상기 복수의 타임스탬프 값에서 모든 타임스탬프 값이 평가된 후에, 상기 타임스탬프 평가자는,
각각의 카운터 값을 초기화하고,
상기 복수의 타임스탬프에 각각의 타임스탬프 값이 레지스터에 저장된 상기 값과 동일한 지 결정하고,
상기 타임스탬프 값이 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값과 동일하다면, 상기 타임스탬프 값과 동일한 상기 값을 저장하는 상기 레지스터와 관련된 상기 카운터 값을 증가시키고,
상기 타임스탬프 값이 상기 구성요소 세트에서 상기 구성요소의 값과 동일하지 않다면, 상기 타임스탬프 평가자는 상기 레지스터의 상기 값을 적어도 하나의 카운터와 관련된 상기 타임스탬프 값으로 대체하고, 대체되는 상기 값을 갖는 상기 레지스터와 관련된 상기 카운터 값을 1만큼 증가시키고,
상기 복수의 타임스탬프 값에서 모든 타임스탬프 값이 평가된 후, 상기 타임스탬프 평가자는 가장 큰 카운터 값을 광 펄스 전원과 픽셀 사이에 광 펄스에 대한 이동 시간을 나타내는 상기 타임스탬프 값이 되도록 하여 상기 레지스터에 저장된 상기 타임스탬프 값을 결정하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템.
제18항에 있어서,
상기 복수의 타임스탬프 값은 프레임의 타임스탬프 값을 포함하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템.
제11항에 있어서,
적어도 한쌍의 근접값이 상기 복수의 타임스탬프 값의 각각의 타임스탬프 값에 대한 상기 복수의 타임스탬프 값에 더하되,
정수 단위의 미리 정해진 상기 타임스탬프 값들의 해상도만큼 각각 쌍의 근접값들이 대응하는 타임스탬프 값을 추정하는 광 펄스 전원과 광 센서 어레이의 픽셀 사이에 광 펄스의 이동 시간을 결정하는 시스템.