KR20200138676A - 자율주행 차량용 케이블 커넥터 - Google Patents

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KR20200138676A
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cable
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cross
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귀도 뵈스테
크리스티안 쉐퍼
울루히 루댁
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앱티브 테크놀러지스 리미티드
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Abstract

케이블 커넥터는 제1 부분, 제2 부분, 제1 전기적 프롱 및 제2 전기적 프롱를 구비한다. 상기 제1 부분은 캐비티를 형성한다. 상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 인접한다. 상기 제2 부분은 케이블 커넥터 내의 제1 단면 공극 영역과, 상기 제1 단면 공극 영역의 반대편에 케이블 내의 제2 단면 공극 영역을 형성하는 장착 구조체를 구비한다. 상기 제1 전기적 프롱은 제1 단면 공극 영역에 부분적으로 배치되고 제2 부분으로부터 연장된다. 상기 제2 전기적 프롱은 제2 단면 공극 영역에 부분적으로 배치되고 제2 부분으로부터 연장된다.

Description

자율주행 차량용 케이블 커넥터{CABLE CONNECTORS FOR AUTONOMOUS VEHICLES}
본 설명은 자율주행 차량의 전자 부품 간의 물리적 및 전기적 상호연결을 용이하게 하기 위한 케이블 커넥터에 관한 것이다.
자율주행 차량은 사람 및/또는 화물(예를 들어, 패키지, 물체 또는 다른 품목)을 한 위치에서 다른 위치로 이송하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 자율주행 차량은 사람의 위치를 탐색하고 사람이 자율주행 차량에 탑승할 때까지 대기하고, 특정 목적지(예컨대, 사람이 선택한 위치)로 이동할 수 있다. 다른 예로서, 자율주행 차량은 화물의 위치를 탐색하고, 자율주행 차량에 화물이 적재될 때까지 대기하고, 특정 목적지(예컨대, 화물을 위한 전달 위치)로 탐색할 수 있다.
자율주행 차량은 하나 이상의 전자 부품을 구비할 수 있다. 전기 신호는 전기 전도성 케이블 또는 와이어를 이용하여 전자 부품으로/으로부터 전송될 수 있다.
일 관점에서, 케이블 커넥터는 제1 부분, 제2 부분, 제1 전기적 프롱 및 제2 전기적 프롱을 구비한다. 상기 제1 부분은 캐비티를 형성한다. 상기 제2 부분은 제1 부분에 인접한다. 상기 제2 부분은 상기 케이블 커넥터 내에 제1 단면 공극 영역과, 상기 제1 단면 공극 영역의 반대편에서 상기 케이블 커넥터 내에 제2 단면 공극 영역을 형성하는 장착 구조체를 구비한다. 상기 제1 전기적 프롱은 상기 제1 단면 공극 영역 내에 부분적으로 배치되며 상기 제2 부분으로부터 연장된다. 상기 제2 전기적 프롱은 상기 제2 단면 공극 영역 내에 부분적으로 배치되며 상기 제2 부분으로부터 연장된다.
이러한 관점의 구현예는 하기의 특징 중 하나 이상을 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 전기적 프롱 및 상기 제2 전기적 프롱 각각은, 각각의 베이스부; 상기 베이스부로부터 돌출하는 각각의 제1 프롱부; 및 상기 베이스부로부터 돌출하는 각각의 제2 프롱부를 구비한다.
일 실시예에서, 상기 베이스부는 상기 장착 구조체에 고정된다.
일 실시예에서, 각각의 베이스부는 통신 케이블의 각각의 전도체에 전기적으로 결합하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제1 프롱부는 실질적으로 직선이다.
일 실시예에서, 상기 제2 프롱부는 곡선 경로를 형성한다.
일 실시예에서, 상기 제2 프롱부는 오목 세그먼트를 구비한다.
일 실시예에서, 상기 제2 프롱부는 상기 오목 세그먼트에 인접한 볼록 세그먼트를 구비한다.
일 실시예에서, 상기 제1 프롱 및 상기 제2 프롱 각각은, 그 사이에, 상기 케이블 커넥터와 실질적으로 유사한 제2 케이블 커넥터의 대응하는 프롱을 수용하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제2 케이블 커넥터의 대응하는 프롱은 상기 제1 프롱과 실질적으로 유사하다.
일 실시예에서, 상기 제2 프롱은, 상기 제2 커넥터의 대응하는 프롱의 삽입 시에, 상기 제1 프롱과 상기 제2 프롱 사이에서 굴곡하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 장착 구조체는 상기 제1 단면 공극 영역과 상기 제2 단면 공극 영역 사이에 리세스를 형성한다.
일 실시예에서, 상기 리세스는 통신 케이블의 절연 스트랜드(insulative strand)를 수용하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 커넥터의 단면 주변부는 정사각형을 형성한다.
일 실시예에서, 상기 정사각형의 길이는 2.54 mm 이하이고, 상기 정사각형의 높이는 대략 2.54 mm 이하이다.
일 실시예에서, 상기 정사각형의 길이는 대략 2.54 mm이고, 상기 정사각형의 높이는 대략 2.54 mm이다.
다른 관점에서, 시스템은 복수의 케이블 커넥터 섹션을 구비한다. 각각의 케이블 커넥터 섹션은, 각각의 제1 부분, 각각의 제2 부분, 각각의 제1 전기적 프롱 및 각각의 제2 전기적 프롱을 구비한다. 상기 제1 부분은 캐비티를 형성한다. 상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 인접한다. 상기 제2 부분은 상기 케이블 커넥터 섹션 내에 제1 단면 공극 영역과, 상기 제1 단면 공극 영역의 반대편에서 상기 케이블 커넥터 섹션 내에 제2 단면 공극 영역을 형성하는 장착 구조체를 구비한다. 상기 제1 전기적 프롱은 상기 제1 단면 공극 영역 내에 부분적으로 배치되며 상기 제2 부분으로부터 연장된다. 상기 제2 전기적 프롱은 상기 제2 단면 공극 영역 내에 부분적으로 배치되며 상기 제2 부분으로부터 연장된다.
이러한 관점의 구현예는 하기의 특징 중 하나 이상을 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 케이블 커넥터 섹션은 제1 케이블 커넥터 섹션 및 제2 케이블 커넥터 섹션을 구비한다. 상기 제1 케이블 커넥터 섹션은 상기 제2 케이블 커넥터 섹션에 인접하게 배치된다.
일 실시예에서, 상기 제1 케이블 커넥터 섹션의 적어도 일부는 상기 제2 케이블 커넥터 섹션의 적어도 일부와 일체로 형성된다.
일 실시예에서, 상기 제1 케이블 커넥터 섹션의 중심축과 상기 제2 케이블 커넥터 섹션의 중심축 사이의 거리는 대략 동일하다.
일 실시예에서, 상기 거리는 대략 2.54 mm이다.
일 실시예에서, 상기 복수의 케이블 커넥터 섹션 중 임의의 케이블 커넥터의 중심축과 그 케이블 커넥터 섹션에 인접한 상기 복수의 케이블 커넥터 섹션 중 다른 케이블 커넥터의 중심축 사이의 거리는 대략 동일하다.
일 실시예에서, 상기 거리는 대략 2.54 mm이다.
일 실시예에서, 상기 복수의 케이블 커넥터 섹션의 주변부는 실질적으로 직사각형 단면을 형성한다.
일 실시예에서, 각각의 제1 전기적 프롱 및 각각의 제2 전기적 프롱은, 각각의 베이스부; 상기 베이스부로부터 돌출하는 각각의 제1 프롱부; 및 상기 베이스부로부터 돌출하는 각각의 제2 프롱부를 구비한다.
일 실시예에서, 각각의 베이스부는 각각의 장착 구조체에 고정된다.
일 실시예에서, 각각의 베이스부는 통신 케이블의 각각의 전도체에 전기적으로 결합하도록 구성된다.
일 실시예에서, 각각의 제1 프롱부는 실질적으로 직선이다.
일 실시예에서, 각각의 제2 프롱부는 각각의 곡선 경로를 형성한다.
일 실시예에서, 각각의 장착 구조체는 상기 제1 단면 공극 영역과 상기 제2 단면 공극 영역 사이에 각각의 리세스를 형성한다.
일 실시예에서, 각각의 리세스는 통신 케이블의 각각의 절연 스트랜드를 수용하도록 구성된다.
본 명세서에 설명된 실시예 중 하나 이상은 다양한 기술적 이점을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 단일 케이블 커넥터는 복수의 물리적 및 전기적 상호연결을 동시에 용이하게 한다. 일례로서, 단일 케이블 커넥터는 케이블의 복수의 별개 전도체와 다른 부품의 복수의 대응하는 전도체 간의 복수의 상호연결을 용이하게 한다. 이는 예를 들어 전기 시스템을 조립 및/또는 유지하는 프로세스를 단순화하는데 유리할 수 있다.
일 실시예에서, 물리적 환경은 특정 물리적 공간 내에 특정 수의 상호연결을 수용하도록 설계된다. 본 명세서에 설명된 하나 이상의 케이블 커넥터는 동일한 물리적 공간 내에서 더 많은 수의 상호연결을 용이하게 한다. 일례로서, 자동차 전기 시스템에 대한 특정 표준화된 설계 규칙은 케이블 커넥터가 하나 이상의 물리적 셀을 구비하고, 각각이 특정 물리적 치수를 가지며, 각각이 단일의 각각의 상호연결을 수용하는 것을 특정한다. 본 명세서에 설명된 하나 이상의 케이블 커넥터는 각각의 셀(예를 들어, 2개, 3개 또는 그 이상) 내에 다중 상호연결을 제공하기 위해 사용된다.
이들 및 다른 관점, 특징 및 구현은 방법, 장치, 시스템, 구성요소 및 다른 방식으로 표현될 수 있다.
이들 및 다른 관점, 특징 및 구현은 청구범위를 포함하는 하기의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 자율 능력을 갖는 자율주행 차량의 예를 도시한다.
도 2는 컴퓨터 시스템을 도시한다.
도 3은 자율주행 차량을 위한 예시적인 아키텍처를 도시한다.
도 4는 인식 모듈에 의해 사용될 수 있는 입력 및 출력의 예를 도시한다.
도 5는 제어 모듈의 입력 및 출력의 블록도를 도시한다.
도 6은 제어기의 입력, 출력 및 구성요소의 블록도를 도시한다.
도 7a-7c는 예시적인 케이블 커넥터를 도시한다.
도 8은 단일 셀을 각각 갖는 예시적인 케이블 커넥터를 도시한다.
도 9는 복수의 셀을 각각 갖는 예시적인 케이블 커넥터를 도시한다.
도 10a는 예시적인 케이블 커넥터를 도시한다.
도 10b는 예시적인 전기적 프롱을 도시한다.
도 11a는 예시적인 케이블을 도시한다.
도 11b는 2개의 예시적인 케이블 및 2개의 예시적인 케이블 커넥터를 도시한다.
도 11c 및 11d는 2개의 예시적인 케이블 커넥터들 간의 물리적 및 전기적 결합을 도시한다.
도 12a는 예시적인 외부 하우징을 도시한다.
도 12b는 외부 하우징에 배치된 예시적인 케이블 커넥터를 도시한다.
도 13은 예시적인 케이블 커넥터를 도시한다.
하기의 설명에서, 설명의 목적으로, 다수의 특정한 세부사항이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 세부사항 없이 실시될 수 있다는 것이 명백하다. 다른 경우에, 공지된 구조체 및 장치는 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
도면에서, 장치, 모듈, 명령어 블록 및 데이터 요소를 나타내는 것과 같은 개략적인 요소의 특정 배열 또는 순서가 설명을 편의를 위해 도시된다. 그러나, 당업자는 도면에서 개략적인 구성요소의 특정 순서 또는 배열이 프로세싱의 특정 순서 또는 배열, 혹은 프로세스의 분리가 요구됨을 암시하도록 의미하는 것이 아님을 이해해야 한다. 또한, 도면의 개략적인 요소를 포함하는 것은 그러한 요소가 모든 실시예에 요구되거나, 또는 그러한 요소에 의해 표현된 특징이 일부 실시예에 포함되거나 일부 실시예의 다른 요소와 조합되지 않을 수 있음을 암시하도록 의미하지 않는다.
또한, 도면에서, 실선 또는 점선과 같은 연결 요소가 2개 이상의 다른 개략적인 요소들 간의 연결, 관계 또는 연관성을 도시하는데 이용되는 경우, 이러한 연결 요소의 없음이 연결, 관계 또는 연관성이 존재할 수 없음을 의미하지 않는다. 즉, 요소들 간의 일부 연결, 관계 또는 연관성은 본 개시내용을 모호하게 하지 않도록 도면에 도시되지 않는다. 더욱이, 도시의 편의를 위해, 단일 연결 요소는 요소들 간의 복수의 연결, 관계 또는 연관성을 나타내는데 이용된다. 예를 들어, 연결 요소가 신호, 데이터 또는 명령의 통신을 나타내는 경우, 이러한 요소가 통신에 영향을 미치도록 필요할 수 있는 바와 같이 하나 또는 복수의 신호 경로(예컨대, 버스(bus))를 나타낸다는 것을 당업자는 이해해야 한다.
이하, 실시예를 참조하여 상세하게 설명될 것이며, 그 예는 첨부한 도면에 도시된다. 하기의 상세한 설명에서, 다수의 특정한 세부사항은 각종 기술된 실시예에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 각종 기술된 실시예가 이러한 특정 세부사항 없이 실시될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 경우에, 실시예의 관점을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해, 잘 공지된 방법, 절차, 구성요소, 회로 및 네트워크에 대해서는 상세하게 기술하지 않는다.
이하에서 서로 독립적으로 사용될 수 있거나 다른 특징들의 임의의 조합으로 사용될 수 있는 몇 가지의 특징이 설명된다. 그러나, 임의의 개별적인 특징은 상술된 문제점 중 임의의 것을 해결할 수 없거나, 또는 상기 논의된 문제점 중 하나만을 해결할 수 있다. 상기 논의된 문제점 중 일부는 본 명세서에 기술된 특징 중 임의의 것에 의해 완전히 해결되지 않을 수 있다. 제목이 제공되지만 특정 제목과 관련되지만 그 제목을 갖는 섹션에서 찾을 수 없는 정보는 본 설명의 어디에서 찾을 수 있다. 실시예는 하기의 개요에 따라 본 명세서에 설명된다.
1. 일반 개요
2. 하드웨어 개요
3. 자율주행 차량 아키텍처
4. 자율주행 차량 입력
5. 자율주행 차량 계획
6. 자율주행 차량 제어
7. 자율주행 차량의 작동을 원격 모니터링 및 제어
8. 자율주행 차량의 플리트(Fleet)의 작동을 모니터링 및 제어하는 예시적인 프로세스
일반 개요
케이블 커넥터는 케이블과 다른 구성요소 간의 물리적 및 전기적 인터페이스를 제공한다. 일례로서, 케이블 커넥터는 케이블의 하나 이상의 전도체와 물리적으로 결합하는 제1 부분과, 다른 구성요소(예컨대, 다른 케이블 또는 전자 부품)의 하나 이상의 전도체와 물리적으로 결합하는 제2 부분을 구비한다. 케이블로부터의 전기 신호는 케이블 커넥터를 통해 다른 구성요소로 전송된다.
일 실시예에서, 케이블 커넥터는 케이블과 다른 구성요소 사이의 물리적 및 전기적 상호연결을 용이하게 하는 하나 이상의 물리적 특징을 구비한다. 일례로서, 케이블 커넥터는 일 단부 상에서 케이블에 부착되고 다른 단부 상에서 케이블이 구성요소에 고정식으로 부착되기 위해 구성요소의 대응하는 리셉터클에 삽입하도록 구성된 플러그를 구비한다. 다른 예로서, 케이블 커넥터는 일 단부 상에서 케이블에 부착되고, 케이블이 구성요소에 고정식으로 부착되기 위해 구성요소의 대응하는 플러그를 수용하도록 구성된 리셉터클을 구비한다.
일 실시예에서, 단일 케이블 커넥터는 복수의 상호연결을 동시에 용이하게 한다. 예를 들어, 단일 케이블 커넥터는 케이블의 복수의 개별 전도체와 다른 케이블의 복수의 대응하는 전도체 사이에 복수의 상호연결을 용이하게 한다. 이는 예를 들어 전기 시스템을 조립 및/또는 유지하는 프로세스를 단순화하는데 유리할 수 있다.
일 실시예에서, 물리적 환경은 특정 물리적 공간 내의 특정 수의 상호연결을 수용하도록 설계된다. 본 명세서에 기술된 케이블 커넥터 중 하나 이상은 동일한 물리적 공간 내에 더 많은 수의 상호연결을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 자동차 전기 시스템을 위한 특정 표준화된 설계 규칙은 하나 이상의 물리적 셀을 구비하며, 각각은 물리적 치수(예컨대, 각각의 셀은 2.54 mm±10% x 2.54 mm±10%와 같은 단면적이 대략 2.54 mm x 2.54 mm임)를 갖고, 각각이 단일의 각각의 전기적 상호연결(예컨대, 단일 전도체와 다른 단일 전도체 간의 상호연결)을 수용함을 특정한다. 본 명세서에 설명된 하나 이상의 케이블 커넥터는 각 셀 내에 다수의 상호연결(예컨대, 2개, 3개, 또는 그 이상)을 제공하는데 이용될 수 있다. 이는 예를 들어, 특정 물리적 공간 내에서 그리고/또는 적은 물리적 재료를 사용하여 더 많은 수의 상호연결이 이루어지게 하기 때문에 유리할 수 있다. 따라서, 전기 시스템은 보다 공간 효율적이고 중량 효율적인 방식으로 실시될 수 있다. 또한, 이는 전기 시스템이 기존의 물리적 환경 및/또는 설계 규칙(예컨대, 표준화된 물리적 치수 및/또는 구성요소)을 사용하여 실시되게 하므로, 전체 시스템을 설계 및 구현과 관련된 비용 및 시간을 감소시킨다.
하드웨어 개요
도 1은 자율주행 능력을 갖는 자율주행 차량(100)의 예를 도시한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "자율주행 능력(autonomous capability)"은 차량에 의해 특별히 요청되지 않으면 실시간 인간 개입 없이 차량을 작동하게 하는 기능, 특징 또는 시설을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, 자율주행 차량(AV)는 자율주행 능력을 보유한 차량이다.
본원에 사용된 바와 같이, "차량"은 물품 또는 사람의 전치 수단을 포함한다. 예를 들어, 자동차, 버스, 기차, 비행기, 드론, 트럭, 보트, 선박, 잠수정, 비행선 등. 무인 자동차는 AV의 예이다.
본원에 사용된 바와 같이, "궤도(trajectory)"는 제1 시공간 위치에서 제2 시공간 위치로 탐색하기 위해 AV에 의해 생성된 경로 또는 루트를 지칭한다. 일 실시예에서, 제1 시공간 위치는 초기 또는 시작 위치로 지칭되고, 제2 시공간 위치는 목적지, 최종 위치, 목표, 목표 위치 또는 목표 로케이션으로 지칭된다. 일부 예에서, 궤도는 하나 이상의 세그먼트(예를 들어, 도로의 섹션)를 구성하고, 각각의 섹션은 하나 이상의 블록(예컨대, 차선 또는 교차로의 일부)으로 구성된다. 일 실시예에서, 시공간 위치는 실제 세계의 위치에 대응한다. 예를 들어, 시공간 위치는 사람을 픽업하거나 인계할 수 있는 픽업(pick up) 또는 인계(drop-off) 위치이다.
본원에 사용된 바와 같이, "센서"는 물리적 구성요소를 둘러싼 환경에 대한 정보를 검출하는 하나 이상의 물리적 구성요소를 포함한다. 물리적 구성요소 중 일부는 아날로그-디지털 변환기, 버퍼(예컨대, RAM 및/또는 비휘발성 저장소)뿐만 아니라, ASIC(application-specific integrated circuit), 마이크로 프로세서 및/또는 마이크로 컨트롤러와 같은 데이터 처리 구성요소 등의 전자 부품을 포함할 수 있다.
"하나 이상"은 하나의 요소에 의해 수행되는 기능, 예컨대 븐산된 방식으로 하나 이상의 요소에 의해 수행되는 기능, 하나의 요소에 의해 수행되는 몇 가지의 기능, 몇 가지의 요소에 의해 수행되는 몇 가지의 기능, 또는 상기한 것의 임의의 조합을 포함한다.
일부 예에서, 제1, 제2 등의 용어가 본 명세서에서 다양한 요소를 설명하기 위해 사용되지만, 이들 요소는 이들 용어에 의해 제한되지 않아야 하는 것으로 이해될 것이다. 이러한 용어는 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위해서만 사용된다. 예를 들어, 각종 설명된 실시예의 범위를 벗어나지 않고서, 제1 접점이 제2 접점이라고 할 수 있으며, 마찬가지로 제2 접점이 제1 접점이라고 할 수 있다. 제1 접점 및 제2 접점은 모두 접점이지만, 동일한 접점은 아니다.
본 명세서에서 다양한 기술된 실시예의 설명에 사용된 용어는 특정 실시예를 단지 설명하기 위한 것이며, 제한하도록 의도되지 않는다. 다양한 기술된 실시예의 설명 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같은 단수 형태는 문맥상 달리 명확하게 지시하지 않는 한 복수 형태도 포함하도록 의도된다. 또한, 본 명세서에서 사용된 "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 연관되게 열거된 항목의 임의의 그리고 모든 가능한 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 본 설명에 사용될 때 용어 "구비하다", "구비하는", 포함하다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 특징, 정수, 단계, 작동, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성요소 및/또는 그 그룹의 존재 또는 추가를 추가를 배제하지는 않는 것으로 이해될 것이다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "만약"은 문맥에 따라 "언제" 또는 "위에" 또는 "결정에 응답하여"또는 "검출에 응답하여"를 의미하도록 선택적으로 해석된다. 마찬가지로, "결정된 경우" 또는 "[명시된 조건 또는 이벤트]가 감지되는 경우"라는 문구는 문맥에 따라 "결정 시" 또는 "결정에 대한 응답으로" 또는 "[명시된 조건 또는 이벤트]의 검출 시" 또는 "[명시된 조건 또는 이벤트]의 검출에 응답하여"를 의미하도록 선택적으로 해석된다.
본원에 사용된 바와 같이, AV 시스템은 하드웨어의 어레이, 소프트웨어, 저장된 데이터, 및 AV 작동을 지원하는 실시간으로 생성된 데이터와 함께 AV를 지칭한다. 일 실시예에서, AV 시스템은 AV 내에 통합된다. 일 실시예에서, AV 시스템은 여러 위치에 퍼져 있다. 예를 들어, AV 시스템의 일부 소프트웨어는 클라우드 컴퓨팅 환경(예컨대, 네트워크, 네트워크 대역폭, 서버, 프로세싱, 메모리, 스토리지, 애플리케이션, 가상 머신 및 서비스와 같은 구성가능한 컴퓨팅 리소스의 공유 풀에 온-디맨드 네트워크 액세스를 제공하는 시스템) 상에서 구현된다.
일반적으로, 본 문헌은 완전 자율 차량, 고도 자율 차량, 및 조건부 자율 차량, 예컨대 소위 레벨 5, 레벨 4 및 레벨 3 차량을 각각 포함하는 하나 이상의 자율 능력을 갖는 임의의 차량에 적용가능한 기술을 기술한다(자율성 등급 분류에 대한 세부 내용은 SAE International의 표준 J3016: 온-로드 자동차 자동 주행 시스템에 관련된 용어에 대한 분류법 및 정의 참조). 또한, 본 문헌에 설명된 기술은 소위 레벨 2 및 레벨 1 차량과 같은 부분 자율 차량 및 운전자 보조 차량에도 적용 할 수 있다(SAE International의 표준 J3016: 온-로드 자동차 자동 주행 시스템에 관련된 용어에 대한 분류 및 정의 참조). 일 실시예에서, 레벨 1, 2, 3, 4 및 5 차량 시스템 중 하나 이상은 센서 입력의 처리에 기초하여 특정 작동 조건 하에서 특정 차량 작동(예를 들어, 조향, 제동과, 맵을 사용)을 자동화할 수 있다. 본 문헌에 설명된 기술은 완전 자율주행 차량에서 인간-작동식 차량에 이르는 임의의 레벨에서 차량에 이로울 수 있다.
도 1을 참조하면, AV 시스템(120)은 물체(예를 들어, 자연적 방해물(191), 차량(193), 보행자(192), 자전거 운전자 및 기타 방해물)를 피하고 도로 규칙(예컨대, 작동 규칙 또는 운전 선호도)를 준수하면서, 환경(190)를 통해 목적지(199)(때때로 최종 위치로 지칭됨)로 궤도(198)를 따라 자율적으로 또는 반자율적으로 AV(100)를 동작시킨다.
일 실시예에서, AV 시스템(120)은 컴퓨터 프로세서(146)로부터 동작 명령을 수신하여 작용하도록 계장화된 장치(101)를 구비한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 프로세서(146)는 도 3을 참조하여 후술되는 프로세서(204)와 유사하다. 장치(101)의 예는 조향 제어부(102), 브레이크(103), 기어, 가속 페달 또는 기타 가속 제어 메커니즘, 앞유리 와이퍼, 측면-도어 록, 창문 제어부 및 방향 지시등을 포함한다.
일 실시예에서, AV 시스템(120)은 AV(100)의 상태 또는 조건의 특성, 예컨대 AV의 위치, 선형 및 각속도 및 가속도, 및 헤딩(예를 들어, AV(100)의 선단부의 배향)을 측정 또는 추론하기 위한 센서(121)를 구비한다. 센서(121)의 예는 GPS, 차량 선형 가속 및 각속도를 측정하는 관성 측정 장치(IMU), 휠 슬립 비율을 측정 또는 추정하기 위한 휠 속도 센서, 휠 브레이크 압력 또는 제동 토크 센서, 엔진 토크 또는 휠 토크 센서, 및 조향 각도 및 각속도 센서이다.
일 실시예에서, 센서(121)는 또한 AV 환경의 특성을 감지 또는 측정하기 위한 센서를 구비한다. 예를 들어, 가시광선, 적외선 또는 열(또는 둘 다) 스펙트럼의 단안성(monocular) 또는 스테레오 비디오 카메라(122), LiDAR(123), 레이더, 초음파 센서, TOF(Time-Of-flight) 깊이 센서, 속도 센서, 온도 센서, 습도 센서 및 강수량 센서.
일 실시예에서, AV 시스템(120)은 컴퓨터 프로세서(146)와 연관된 기계 명령 또는 센서(121)에 의해 수집된 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 유닛(142) 및 메모리(144)를 구비한다. 일 실시예에서, 데이터 저장 유닛(142)은 도 2과 관련하여 후술되는 ROM(208) 또는 저장 장치(210)와 유사하다. 일 실시예에서, 메모리(144)는 후술되는 메인 메모리(206)와 유사하다. 일 실시예에서, 데이터 저장 유닛(142) 및 메모리(144)는 환경(190)에 대한 기록적, 실시간 및/또는 예측 정보를 저장한다. 일 실시예에서, 저장된 정보는 맵, 주행 성능, 교통 혼잡 업데이트 또는 기상 조건을 포함한다. 일 실시예에서, 환경(190)과 관련된 데이터는 원격으로 위치된 데이터베이스(134)로부터 통신 채널을 통해 AV(100)로 전송된다.
일 실시예에서, AV 시스템(120)은 위치, 선형 및 각 속도, 선형 및 각 가속도, 및 선형 및 각 헤딩과 같은 다른 차량의 상태 및 조건의 측정 또는 추론된 특성을 AV(100)에 통신하기 위한 통신 장치(140)를 구비한다. 이들 장치는 차량 대 차량(V2V) 및 차량 대 인프라스트럭쳐(V2I) 통신 장치와, 지점 간 또는 애드혹 네트워크 혹은 둘 다를 통한 무선 통신을 위한 장치를 포함한다. 일 실시예에서, 통신 장치(140)는 (무선 및 광 통신 포함하는) 전자기 스펙트럼 또는 다른 매체(예컨대, 공기 및 음향 매체)를 통해 통신한다. 차량 대 차량(V2V)과 차량 대 인프라스트럭쳐(V2I) 통신의 조합(그리고 일부 실시예에서, 하나 이상의 다른 유형의 통신)은 때때로 차량 대 사물(V2X) 통신으로 지칭된다. V2X 통신은 일반적으로 자율주행 차량과의 통신, 자율주행 차량간 통신하기 위한 표준 하나 이상의 통신 표준을 준수한다.
일 실시예에서, 통신 장치(140)는 통신 인터페이스를 구비한다. 예를 들어, 유선, 무선, WiMAX, Wi-Fi, 블루투스, 위성, 휴대전화, 광학 기기, 근거리 음장, 적외선 또는 무선 인터페이스. 통신 인터페이스는 원격으로 위치된 데이터베이스(134)로부터 AV 시스템(120)으로 데이터를 전송한다. 일 실시예에서, 원격으로 위치된 데이터베이스(134)는 클라우드 컴퓨팅 환경에 내장된다. 통신 인터페이스(140)는 센서(121)로부터 수집된 데이터 또는 AV(100)의 작동에 관련된 다른 데이터를 원격으로 위치된 데이터베이스(134)에 전송한다. 일 실시예에서, 통신 인터페이스(140)는 원격 조종과 관련된 정보를 AV(100)에 전송한다. 일부 실시예에서, AV(100)는 다른 원격(예를 들어, "클라우드") 서버(136)와 통신한다.
일 실시예에서, 원격으로 위치된 데이터베이스(134)는 또한 디지털 데이터(예를 들어, 도로 및 거리 위치와 같은 저장하는 데이터)를 저장 및 전송한다. 이러한 데이터는 AV(100) 상의 메모리(144)에 저장되거나, 또는 원격으로 위치된 데이터베이스(134)로부터 통신 채널을 통해 AV(100)로 전송된다.
일 실시예에서, 원격으로 위치된 데이터베이스(134)는 유사한 시각에 궤도(198)를 따라 이전에 이동된 차량의 주행 특성(예를 들어, 속도 및 가속도 프로파일)에 대한 이력 정보를 저장하고 전송한다. 일 구현에서, 그러한 데이터는 AV(100) 상의 메모리(144)에 저장되거나, 또는 원격으로 위치된 데이터베이스(134)로부터 통신 채널을 통해 AV(100)로 전송된다.
AV(100) 상에 위치한 컴퓨팅 장치(146)는 실시간 센서 데이터 및 사전 정보 둘 다에 기초하여 제어 동작을 알고리즘식으로 생성하여, AV 시스템(120)이 그 자율주행 능력을 실행하게 한다.
일 실시예에서, AV 시스템(120)은 AV(100)의 사용자(예를 들어, 탑승자 또는 원격 사용자)에게 정보 및 경고를 제공하고, 그로부터 입력을 수신하기 위해 컴퓨팅 장치(146)에 연결된 컴퓨터 주변 장치(132)를 구비한다. 일 실시예에서, 주변 장치(132)는 도 2를 참조하여 후술하는 디스플레이(212), 입력 장치(214) 및 커서 제어기(216)와 유사하다. 그 결합은 무선 또는 유선이다. 인터페이스 장치 중 임의의 2개 이상이 단일 장치에 통합될 수 있다.
도 2는 컴퓨터 시스템(200)을 도시한다. 일 구현에서, 컴퓨터 시스템(200)은 특수 목적 컴퓨팅 장치이다. 특수 목적 컴퓨팅 장치는 기술을 수행하기 위해 하드웨어 내장되거나 또는 기술을 수행하도록 영구적으로 프로그래밍된 하나 이상의 주문형 집적회로(ASIC) 또는 현장 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)와 같은 디지털 전자 장치를 구비하거나, 또는 펌웨어, 메모리, 기타 스토리지 또는 그 조합의 프로그램 명령에 의해 기술을 수행하도록 프로그래밍된 하나 이상의 범용 하드웨어 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 특수 목적 컴퓨팅 장치는 또한 맞춤형 하드 와이어 로직, ASIC 또는 FPGA를 맞춤형 프로그래밍과 결합하여 기술을 달성 할 수 있다. 다양한 실시예에서, 특수 목적 컴퓨팅 장치는 데스크탑 컴퓨터 시스템, 휴대용 컴퓨터 시스템, 휴대용 장치, 네트워크 장치 또는 하드웨어 내장 및/또는 프로그램 로직을 내장하여 기술을 구현하는 임의의 다른 장치이다.
일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(200)은 정보를 통신하기 위한 버스(202) 또는 다른 통신 메커니즘, 및 정보를 처리하기 위해 버스(202)와 결합된 하드웨어 프로세서(204)를 구비한다. 하드웨어 프로세서(204)는 예를 들어, 범용 마이크로 프로세서이다. 컴퓨터 시스템(200)은 또한 프로세서(204)에 의해 실행될 정보 및 명령을 저장하기 위해 버스(202)에 연결된 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 동적 저장 장치와 같은 메인 메모리(206)를 구비한다. 일 구현에서, 메인 메모리(206)는 프로세서(204)에 의해 실행될 명령의 실행 동안에 임시 변수 또는 다른 중간 정보를 저장하는데 사용된다. 이러한 명령은, 프로세서(204)에 액세스 가능한 비-일시적 저장 매체에 저장될 때, 명령에 지정된 동작을 수행하도록 주문 제작된 특수 목적 기계 내에 컴퓨터 시스템(200)을 제공한다.
일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(200)은 프로세서(204)에 대한 정적 정보 및 명령을 저장하기 위해 버스(202)에 연결된 ROM(read only memory)(208) 또는 다른 정적 저장 장치를 더 구비한다. 정보 및 명령을 저장하기 위해 자기 디스크, 광 디스크, 솔리드 스테이트 드라이브 또는 3차원 크로스 포인트 메모리와 같은 저장 장치(201)가 제공되어 버스(202)에 연결된다.
일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(200)은 버스(202)를 통해 컴퓨터 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위한 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이, 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 같은 디스플레이(212)에 연결된다. 문자와 숫자 및 기타 키를 포함하는 입력 장치(214)는 정보 및 명령 선택을 프로세서(204)에 전달하기 위해 버스(202)에 연결된다. 다른 유형의 사용자 입력 장치는 방향 정보 및 명령 선택을 프로세서(204)에 통신하고 디스플레이(212) 상의 커서 이동을 제어하기 위한 마우스, 트랙볼, 터치 가능한 디스플레이, 또는 커서 방향 키와 같은 커서 제어기(216)이다. 이러한 입력 장치는 일반적으로 장치가 평면에서 위치를 지정할 수 있게 하는 2개의 축, 제1 축(예컨대, x-축) 및 제2 축(예컨대, y-축)의 2가지의 자유도를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 본원의 기술은 메인 메모리(206)에 포함된 하나 이상의 명령의 하나 이상의 시퀀스를 실행하는 프로세서(204)에 응답하여 컴퓨터 시스템(200)에 의해 수행된다. 이러한 명령은 저장 장치(210)와 같은 다른 저장 매체로부터 메인 메모리(206)로 판독된다. 메인 메모리(206)에 포함된 명령 시퀀스의 실행은 프로세서(204)가 본원에 설명된 프로세스 단계를 수행하게 한다. 대안적인 실시예에서, 하드웨어 내장된 회로는 소프트웨어 명령 대신에 또는 소프트웨어 명령과 함께 사용된다.
본원에 사용된 용어 "저장 매체"는 기계가 특정 방식으로 작동하게 하는 데이터 및/또는 명령을 저장하는 임의의 비-일시적 매체를 지칭한다. 이러한 저장 매체는 비-휘발성 매체 및/또는 휘발성 매체를 포함한다. 비-휘발성 매체는, 예컨대 저장 장치(210)와 같은 광 디스크, 자기 디스크, 솔리드 스테이트 드라이브, 또는 3차원 크로스 포인트 메모리를 포함한다. 휘발성 매체는 메인 메모리(206)와 같은 동적 메모리를 포함한다. 일반적인 형태의 저장 매체는, 예를 들어 플로피 디스크, 가요성 디스크, 하드 디스크, 솔리드 스테이트 드라이브, 자기 테이프, 또는 임의의 다른 자기 데이터 저장 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 데이터 저장 매체, 홀 패턴을 갖는 물리적 매체, RAM, PROM, 및 EPROM, FLASH-EPROM, NV-RAM, 또는 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지를 포함한다.
저장 매체는 별개이지만 전송 매체와 관련하여 사용될 수 있다. 전송 매체는 저장 매체 간의 정보 전송에 참여한다. 예를 들어, 전송 매체는 버스(202)를 구비하는 와이어를 포함하는 동축 케이블, 구리 와이어 및 광섬유를 포함한다. 전송 매체는 또한 전파 및 적외선 데이터 통신 동안에 발생된 것과 같은 음향 또는 광파의 형태를 취할 수 있다.
일 실시예에서, 다양한 형태의 매체가 하나 이상의 명령의 하나 이상의 시퀀스를 프로세서(204)에 전달하여 실행하는데 관여한다. 예를 들어, 명령은 처음에 원격 컴퓨터의 자기 디스크 또는 솔리드 스테이트 드라이브에 전달된다. 원격 컴퓨터는 명령을 동적 메모리에 로딩하고 모뎀을 이용하여 전화선에 걸쳐 명령을 전송한다. 컴퓨터 시스템(200)에 로컬된 모뎀은 전화선을 통해 데이터를 수신하고 적외선 송신기를 사용하여 데이터를 적외선 신호로 변환한다. 적외선 검출기는 적외선 신호로 전달된 데이터를 수신하고 적절한 회로는 데이터를 버스(202)에 배치한다. 버스(202)는 데이터를 메인 메모리(206)로 전달하고, 이로부터 프로세서(204)는 명령을 검색하고 실행한다. 메인 메모리(206)에 의해 수신된 명령은 프로세서(204)에 의한 실행 전 또는 후에 저장 장치(210)에 선택적으로 저장될 수 있다.
컴퓨터 시스템(200)은 또한 버스(202)에 연결된 통신 인터페이스(218)를 구비한다. 통신 인터페이스(218)는 로컬 네트워크(222)에 연결된 네트워크 링크(220)에 양방향 데이터 통신 커플링을 제공한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(218)는 대응하는 유형의 전화기에 데이터 통신 연결을 제공하기 위한 통합 서비스 디지털 네트워크(ISDN) 카드, 케이블 모뎀, 위성 모뎀, 또는 대응하는 유형의 전화기에 데이터 통신 연결을 제공하는 모뎀이다. 다른 예로서, 통신 인터페이스(218)는 호환 LAN에 데이터 통신 연결을 제공하는 근거리 통신망(LAN) 카드이다. 일부 구현에서, 무선 링크도 구현된다. 그러한 임의의 구현에서, 통신 인터페이스(218)는 다양한 유형의 정보를 나타내는 디지털 데이터 스트림을 전달하는 전기적, 전자기적 또는 광학적 신호를 송수신한다.
네트워크 링크(220)는 전형적으로 하나 이상의 네트워크를 통해 다른 데이터 장치로 데이터 통신을 제공한다. 예를 들어, 네트워크 링크(220)는 로컬 네트워크(222)를 통해 호스트 컴퓨터(224) 또는 인터넷 서비스 제공자(ISP)(226)에 의해 운영되는 클라우드 데이터 센터 또는 장비로의 연결을 제공한다. ISP(226)는 "인터넷"(228)으로 통상적으로 지칭되는 세계적인 패킷 데이터 통신 네트워크를 통해 데이터 통신 서비스를 차례로 제공한다. 로컬 네트워크(222) 및 인터넷(228)은 모두 디지털 데이터 스트림을 전달하는 전기적, 전자기적 또는 광학적 신호를 사용한다. 다양한 네트워크를 통한 신호 및 컴퓨터 시스템(200)으로 그리고 컴퓨터 시스템으로부터 디지털 데이터를 전달하는 통신 인터페이스(218)를 통한 네트워크 링크(220) 상의 신호는 예시적인 형태의 전송 매체이다. 일 실시예에서, 네트워크(220)는 하나 이상의 클라우드 컴퓨팅 시스템을 포함한다.
컴퓨터 시스템(200)은 네트워크(들), 네트워크 링크(220) 및 통신 인터페이스(218)를 통해 메시지를 전송하고, 프로그램 코드를 포함하는 데이터를 수신한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 시스템(200)은 처리를 위한 코드를 수신한다. 수신된 코드는 프로세서(204)는 수신될 때 그리고/또는 추후 실행을 위해 저장 장치(210) 또는 다른 비-휘발성 저장 장치에 저장될 때 프로세서(204)에 의해 실행된다.
자율주행 차량 아키텍처
도 3은 자율주행 차량(예를 들어, 도 1에 도시된 AV(100))에 대한 예시적인 아키텍처(300)를 도시한다. 아키텍처(300)는 인식 모듈(302)(때로는 인식 회로로 지칭됨), 계획 모듈(304)(때로는 계획 회로로 지칭됨), 제어 모듈(306)(때때로 제어 회로로 지칭됨), 국부화 모듈(308)(때로는 국부화 회로로 지칭함) 및 데이터베이스 모듈(310)(때로는 데이터베이스 회로로 지칭됨)을 구비한다. 각 모듈은 AV(100)의 동작에 역할을 한다. 모듈(302, 304, 306, 308, 310)은 함께 도 1에 도시된 AV 시스템(120)의 일부일 수 있다. 일부 실시예에서, 모듈(302, 304, 306, 308, 310) 중 임의의 것은 컴퓨터 소프트웨어 및 컴퓨터 하드웨어의 조합이다.
사용시, 계획 모듈(304)은 목적지(312)를 나타내는 데이터를 수신하고, 목적지(312)에 도달하기 위해 AV(100)에 의해 이동될 수 있는 궤도(314)(때때로 경로로 지칭됨)를 나타내는 데이터를 결정한다. 계획 모듈(304)이 궤도(314)를 나타내는 데이터를 결정하기 위해, 계획 모듈(304)은 인식 모듈(302), 국부화 모듈(308) 및 데이터베이스 모듈(310)로부터 데이터를 수신한다.
인식 모듈(302)은, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 하나 이상의 센서(121)를 사용하여 인근의 물리적 물체를 식별한다. 물체는 분류(예컨대, 보행자, 자전거, 자동차, 교통 표지 등과 같은 유형으로 그룹화)되고, 분류된 물체(316)를 나타내는 데이터는 계획 모듈(304)에 제공된다.
계획 모듈(303)은 또한 국부화 모듈(308)로부터 AV 위치(318)를 나타내는 데이터를 수신한다. 국부화 모듈(308)은 센서(121)로부터의 데이터 및 데이터베이스 모듈(310)로부터의 데이터(예를 들어, 지리적 데이터)를 이용하여 AV 위치를 결정한다. 예를 들어, 국부화 모듈(308)은 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서로부터의 데이터 및 지리적 데이터를 이용하여 AV의 경도 및 위도를 계산한다. 일 실시예에서, 국부화 모듈(308)에 의해 사용되는 데이터는 도로 기하학적 특성의 고정밀 맵, 도로 네트워크 연결 특성을 설명하는 맵, (교통 속도, 교통량, 차량 및 자전거 차선의 수, 차선 폭, 차선 교통 방향, 또는 차선 표시 유형 및 위치, 또는 이들의 조합과 같은) 도로 물리적 특성을 설명하는 맵, 및 횡단 보도, 교통 표지판 또는 다양한 유형의 기타 주행 신호와 같은 도로 지형의 공간적 위치를 설명하는 맵을 포함한다.
제어 모듈(306)은 궤도(314)를 나타내는 데이터 및 AV 위치(318)를 나타내는 데이터를 수신하고, AV(100)가 목적지(312)까지 궤도(314)를 이동하게 하는 방식으로 AV의 제어 기능(320a-c)(예를 들어, 조향, 스로틀링, 제동, 점화)을 작동시킨다. 예를 들어, 궤도(314)가 좌회전을 포함하면, 조향 기능의 조향 각도는 AV(100)가 좌회전하게 하고, 스로틀링 및 제동은 AV(100)가 회전이 이루어지기 전에 보행자 또는 차량이 통과하게 정지 및 대기하게 하는 방식으로 제어 모듈(306)은 제어 기능(320a-c)을 작동시킬 것이다.
자율주행 차량 입력
도 4는 인식 모듈 (302)(도 3)에 의해 사용되는 입력(402a-d)(예를 들어, 도 1에 도시된 센서(121)) 및 출력(404a-d)(예를 들어, 센서 데이터)의 예를 도시한다. 하나의 입력(402a)은 LiDAR(Light Detection And Ranging) 시스템(예를 들어, 도 1에 도시된 LiDAR(123))이다. LiDAR은 그 가시선에서 물리적 물체에 대한 데이터를 얻기 위해 광(예컨대, 적외선과 같은 광의 파열)을 사용하는 기술이다. LiDAR 시스템은 출력(404a)으로서 LiDAR 데이터를 생성한다. 예를 들어, LiDAR 데이터는 환경(190)의 표현을 구성하는데 사용되는 3D 또는 2D 포인트(포인트 클라우드라고도 함)의 집합이다.
다른 입력(402b)은 레이더 시스템이다. 레이더는 전파를 사용하여 주변의 물리적 물체에 대한 데이터를 얻는 기술이다. 레이더는 LiDAR 시스템의 가시선 내에 있지 않은 물체에 대한 데이터를 얻다. 레이더 시스템(402b)은 출력(404b)으로서 레이더 데이터를 생성한다. 예를 들어, 레이더 데이터는 환경(190)의 표현을 구성하는데 사용되는 하나 이상의 무선 주파수 전자기 신호이다.
다른 입력(402c)은 카메라 시스템이다. 카메라 시스템은 하나 이상의 카메라(예컨대, CCD(charge-coupled device)와 같은 광센서를 사용하는 디지털 카메라)를 사용하여 인근의 물리적 물체에 대한 정보를 얻는다. 카메라 시스템은 출력(404c)으로서 카메라 데이터를 생성한다. 카메라 데이터는 종종 이미지 데이터 형식(예컨대, RAW, JPEG, PNG 등과 같은 이미지 데이터 형식의 데이터)을 취한다. 일부 예에서, 카메라 시스템은, 예를 들어 입체경(스테레오 비전)을 위해 복수의 독립적인 카메라를 가져서, 카메라 시스템이 깊이를 인식할 수 있게 한다. 카메라 시스템에 의해 감지되는 물체는 본원에서 "인근"으로 설명되지만, 이는 AV와 관련된다. 사용시, 카메라 시스템은, 예를 들어 AV보다 1km 이상 떨어진 물체를 "보도록" 구성될 수 있다. 따라서, 카메라 시스템은 멀리 있는 물체를 인식하기 위해 최적화된 센서 및 렌즈와 같은 특징을 가질 수 있다.
다른 입력(402d)은 신호등 검출(TLD) 시스템이다. TLD 시스템은 하나 이상의 카메라를 사용하여 신호등, 도로 표지판 및 시각적 탐색 정보를 제공하는 기타 물리적 물체에 대한 정보를 얻는다. TLD 시스템은 TLD 데이터를 출력(404d)으로서 생성한다. TLD 데이터는 종종 이미지 데이터 형식(예컨대, RAW, JPEG, PNG 등의 이미지 데이터 형식의 데이터)을 취한다. TLD 시스템은, AV(100)가 이들 물체에 의해 제공되는 모든 관련 네비게이션 정보에 액세스할 수 있도록, 시각적 네비게이션 정보를 제공하는 가능한 많은 물리적 물체에 관한 정보를 획득하기 위해, (예를 들어, 광각 렌즈 또는 어안 렌즈를 사용하여) 넓은 시야를 갖는 카메라를 이용한다는 점에서 카메라를 내장한 시스템과는 상이하다. 예를 들어, TLD 시스템의 시야각은 약 120도 이상일 수 있다.
일부 실시예에서, 출력(404a-d)은 센서 퓨전 기술을 사용하여 조합된다. 따라서, 개별적인 출력(504a-d)이 AV(100)의 다른 시스템에 제공(예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 계획 모듈(304)에 제공)되거나, 또는 조합된 출력이 동일한 유형(예를 들어, 동일한 조합 기술을 사용하거나 동일한 출력을 조합하여 또는 둘 모두를 이용하여) 단일의 조합된 출력 또는 복수의 조합된 출력, 또는 다른 유형(예를 들어, 서로 다른 각각의 조합 기술을 사용하거나 서로 다른 각각의 출력을 조합하여 또는 둘 모두를 이용하여)의 형태로 다른 시스템에 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 초기 융합 기술이 사용된다. 초기 융합 기술은 하나 이상의 데이터 처리 단계가 조합된 출력에 적용되기 전에 출력을 조합하는 것을 특징으로 한다. 일부 실시예에서, 후기 융합 기술이 사용된다. 후기 융합 기술은 하나 이상의 데이터 처리 단계가 개별 출력에 적용된 후 출력을 조합하는 것을 특징으로 한다.
자율주행 차량 제어
도 5는 (예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이) 제어 모듈(306)의 입력 및 출력의 블록도(500)를 도시한다. 제어 모듈은, 예를 들어 프로세서(204)와 유사한 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컨트롤러 또는 둘 다와 같은 하나 이상의 컴퓨터 프로세서), 메인 메모리(206), ROM(208) 및 저장 장치(210)와 유사한 단기 및/또는 장기 데이터 저장 장치(예를 들어, 메모리 랜덤 액세스 메모리 또는 플래시 메모리 또는 둘 다), 및 (예를 들어, 하나 이상의 프로세서에 의해) 명령이 실행될 때 제어기(502)의 동작을 수행하는 메모리에 저장된 명령을 구비하는 제어기(502)에 따라 동작한다.
일 실시예에서, 제어기(502)는 원하는 출력(504)을 나타내는 데이터를 수신한다. 원하는 출력(504)은 전형적으로 속도, 예를 들어 속도 및 헤딩을 구비한다. 예컨대, 원하는 출력(504)은 (예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이) 계획 모듈(304)로부터 수신된 데이터에 기초할 수 있다. 원하는 출력(504)에 따라, 제어기(502)는 스로틀 입력(506) 및 조향 입력(508)으로서 사용가능한 데이터를 생성한다. 스로틀 입력(506)은, 예를 들어 원하는 출력(504)을 달성하기 위해 조향 페달을 작동시키거나 다른 스로틀 제어를 결합함으로써, AV(100)의 스로틀(예를 들어, 가속 제어)과 결합하는 크기를 나타낸다. 일부 예에서, 스로틀 입력(506)은 또한 AV(100)의 브레이크(예를 들어, 감속 제어)를 결합하기 위해 사용가능한 데이터를 구비한다. 조향 입력(508)은 조향 각도, 예를 들어 조향 제어(예를 들어, 조향 휠, 조향 각도 액추에이터 또는 조향 각도를 제어하기 위한 다른 기능성)가 원하는 출력(504)을 달성하기 위해 위치되어야 하는 각도를 나타낸다.
일 실시예에서, 제어기(502)는 스로틀 및 조향에 제공되는 입력을 조정하는데 사용되는 피드백을 수신한다. 예를 들어, AV(100)가 언덕과 같은 외란(510)을 만나면, AV(100)의 측정된 속도(512)는 원하는 출력 속도 아래로 낮아진다. 일 실시예에서, 임의의 측정된 출력(514)은, 예를 들어 측정된 속도와 원하는 출력 사이의 차동(513)에 기초하여 필요한 조정이 수행되도록 제어기(502)에 제공된다. 측정된 출력(514)은 측정된 위치(516), (속도 및 헤딩 포함하는) 측정된 속도(518), 측정된 가속도(520), 및 AV(100)의 센서에 의해 측정가능한 다른 출력을 포함한다.
일 실시예에서, 외란(510)에 관한 정보는 예를 들어 카메라 또는 LiDAR 센서와 같은 센서에 의해 미리 검출되어, 예측 피드백 모듈(522)에 제공된다. 그 다음, 예측 피드백 모듈(522)은 정보를 제어기에 제공하고, 제어기(502)가 그에 따라 조정하기 위해 사용할 수 있다. 예를 들어, AV(100)의 센서가 언덕을 검출하면("보면"), 이러한 정보는 상당한 감속을 피하기 위해 적절한 시간에 스로틀과 결합하도록 준비하기 위해 제어기(502)에 의해 사용될 수 있다.
도 6은 제어기(502)의 입력, 출력 및 구성요소의 블록도(600)를 도시한다. 제어기(502)는 스로틀/브레이크 제어기(604)의 작동에 영향을 미치는 속도 프로파일러(602)를 갖는다. 예를 들어, 속도 프로파일러(602)는 스로틀/브레이크 제어기(604)를 지시하여, 예를 들어 제어기(502)에 의해 수신되고 속도 프로파일러(602)에 의해 처리되는 피드백에 따라 스로틀/브레이크(606)를 사용하여 가속 또는 감속을 결합한다.
제어기(502)는 또한 조향 제어기(610)의 작동에 영향을 미치는 측방향 추적 제어기(608)를 갖는다. 예를 들어, 측방향 추적 제어기(608)는, 예를 들어 조향 제어기(610)에 의해 수신되고 측방향 추적 제어기(608)에 의해 처리되는 피드백에 따라서 조향 각도 액추에이터(612)의 위치를 조정하도록 조향 제어기(610)에 지시한다.
제어기(502)는 스로틀/브레이크(606) 및 조향 각도 액추에이터(612)를 제어하는 방법을 결정하는데 사용되는 몇 가지의 입력을 수신한다. 계획 모듈(304)은, 예를 들어 AV(100)가 작동을 시작될 때 헤딩을 선택하기 위해 그리고 AV(100)가 교차로에 도달할 때 횡단할 도로 구간을 결정하도록 제어기(502)에 의해 사용되는 정보를 제공한다. 국부화 모듈(308)은, 예를 들어 AV(100)의 현재 위치를 기술하는 정보를 제어기(502)에 제공하여, 제어기(502)가 스로틀/브레이크(606) 및 조향 각도 액추에이터(612)가 제어되는 방식에 기초하여 AV(100)가 예상된 위치에 있는지를 결정할 수 있도록 한다. 일 실시예에서, 제어기(502)는 다른 입력(614)으로부터의 정보, 예를 들어 데이터베이스, 컴퓨터 네트워크 등으로부터 수신된 정보를 수신한다.
자율주행 차량의 동작에 대한 원격 모니터링 및 제어
일부 실시예에서, 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 자율주행 차량(예를 들어, 자율 차량의 플리트)의 작동을 제어한다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 위치 또는 지역에 자율주행 차량을 배치하고, 각 자율주행 차량에 운송 작업을 할당하고(예를 들어, 승객을 픽업 및 운송하고, 화물을 픽업 및 운송하는 등), 자율주행 차량 각각에 네비게이션 지시를 제공(예를 들어, 두 위치 사이의 루트 또는 경로, 자율주행 차량 근처에 있는 물체를 가로지르기 위한 지시를 제공 등), 각 자율주행 차량에 유지 보수 작업을 할당(예컨대, 충전소에서 배터리 충전, 주유소에서 수리받기 등), 및/또는 각 자율주행 차량에 다른 작업을 할당할 수 있다.
또한, 자율주행 차량의 작동을 모니터하는 컴퓨터 시스템이 사용될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템은 각각의 자율주행 차량으로부터의 정보(예를 들어, 차량 속도, 헤딩, 상태 또는 차량 작동의 다른 측면에 관한 데이터와 같은 차량 원격 측정 데이터)를 수집하고, 수집된 정보를 처리하고, 사용자가 자율주행 차량의 작동에 관해 정보를 유지할 수 있도록 (예를 들어, 대화식 그래픽 사용자 인터페이스의 형태로) 하나 이상의 사용자에게 정보를 제공할 수 있다.
자율주행 차량의 구성요소 간 전기 상호연결
전기 신호는 전기 전도성 케이블 또는 와이어를 사용하여 AV(100)의 전자 부품으로/로부터 전송될 수 있다. 일례로서, 케이블은 전기 부품들 사이에서 데이터, 명령 또는 다른 정보의 전송을 용이하게 하기 위해 하나의 전기 부품으로부터 다른 전기 부품으로 전기 신호를 전송한다. 다른 예로서, 케이블은 전기 부품의 동작을 지원하기 위해 전원으로부터 전기 부품으로 전력을 전달한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 케이블은 본원에 기술된 기능의 성능을 촉진시키도록 도 1-6에 도시된 전자 부품 중 일부 또는 그 모두를 상호연결하는데 사용된다.
일 실시예에서, 케이블 커넥터는 케이블과 다른 구성요소 사이의 물리적 및 전기적 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 케이블 커넥터는 케이블의 하나 이상의 전도체와 물리적으로 결합하는 제1 부분과, 다른 구성요소(예를 들어, 다른 케이블 또는 전자 부품)의 하나 이상의 전도체와 물리적으로 결합하는 제2 부분을 구비한다. 케이블로부터의 전기 신호는 케이블을 통해 다른 구성요소로 전송된다.
또한, 일 실시예에서, 케이블 커넥터는 케이블과 다른 구성요소 사이의 물리적 및 전기적 상호 연결을 용이하게 하는 하나 이상의 물리적 특징을 구비한다. 일례로서, 케이블 커넥터는 일 단부 상에서 케이블에 부착되고, 다른 단부 상에서 케이블이 구성요소에 고정식으로 부착되도록 구성요소의 대응하는 리셉터클에 삽입하도록 구성된 플러그를 구비한다. 다른 예로서, 케이블 커넥터가 일 단부 상에서 케이블에 부착되고, 다른 단부 상에서 케이블이 구성요소에 고정식으로 부착되도록 구성요소의 대응하는 플러그를 수용하도록 구성된 리셉터클을 구비한다.
일 실시예에서, 단일 케이블 커넥터는 다수의 상호연결을 동시에 용이하게 한다. 예를 들어, 단일 케이블 커넥터는 케이블의 복수의 별개 전도체와 다른 부품의 복수의 대응하는 전도체 간의 복수의 상호연결을 용이하게 한다. 이는 예를 들어 전기 시스템을 조립 및/또는 유지하는 프로세스를 단순화하는데 유리할 수 있다.
일 실시예에서, 물리적 환경은 특정 물리적 공간 내에 특정 수의 상호연결을 수용하도록 설계된다. 일례로서, 자동차 전기 시스템에 대한 특정 표준화된 설계 규칙은 케이블 커넥터가 하나 이상의 물리적 셀(예컨대, 반복 섹션, 부분 또는 세그먼트)을 구비하고, 각각이 특정 물리적 치수를 가지며, 각각이 단일의 각각의 전기적 상호연결(예컨대, 단일 전도체와 다른 단일 전도체 간의 상호연결)을 수용하는 것을 특정한다. 예를 들어, 도 7a-7c는 측면도, 정면도 및 평면도에 따른 예시적인 케이블 커넥터(700)를 각각 도시한다. 케이블 커넥터(700)는 복수의 셀(702)을 포함하고, 각각의 셀(702)은 제1 전기 부품에 부착하기 위한 각각의 입력 핀(704) 및 제2 전자 부품에 부착하기 위한 출력 핀(706)을 갖는다. 일례로서, 하나 이상의 입력 핀(704)이 케이블의 각각의 전도체에 부착될 수 있고, 하나 이상의 출력 핀(706)이 다른 전자 장치의 하나 이상의 대응하는 소켓에 삽입될 수 있다.
일 실시예에서, 일부 또는 모든 셀은 물리적 치수와 관련하여 서로 유사하거나 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 도 7a-7c에 도시된 바와 같이, 특정한 표준화된 설계 규칙은 각 셀이 특정한 길이, 폭 및 높이(예를 들어, x 방향, y 방향 및 z 방향으로 각각 대략 2.54 mm x 2.54 mm x 2.54 mm)를 갖도록 특정한다. 또한, 표준화된 설계 규칙은 각 셀(예를 들어, 입력 핀(704) 및 출력 핀(706))의 전기 접점이 셀(702)에 대해 특정한 방식으로 위치(예를 들어, x-방향 및 y-방향에 대해 중심설정)되도록 특정한다. 또한, 표준화된 설계 규칙은 셀의 전기 접점이 특정 거리만큼 서로 이격되도록 특정한다. 일례로서, 도 7a-7c에 도시된 바와 같이, 인접한 입력 핀(704)의 중심축(708)들 사이의 거리는 대략 2.54 mm (예를 들어, 2.54 mm±10%)이다. 다른 예로서, 인접한 출력 핀(706)의 중심축(710)들 사이의 거리는 대략 2.54mm(예를 들어, 2.54 mm±10%)이다.
일 실시예에서, 케이블 커넥터는 하나 이상의 셀을 포함한다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 케이블 커넥터는 (예를 들어, 케이블 커넥터(802)의 출력 핀(706)을 수신하도록 구성된 소켓(804)을 통해) 대응하는 케이블 커넥터(802)와 단일의 개별 전기적 상호연결을 용이하게 하기 위한 단일 셀(702)을 구비한다. 다른 예로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 케이블 커넥터(900)는 (예를 들어, 케이블 커넥터(902)의 출력 핀(706)을 수신하도록 구성된 복수의 소켓(904)을 통해) 대응하는 케이블 커넥터(902)와 복수의 개별 전기적 상호연결을 용이하게 하기 위한 복수의 유사하거나 실질적으로 동일한 셀(702)을 구비한다.
본 명세서에 설명된 하나 이상의 케이블 커넥터는 특정 물리적 공간(예를 들어, 2개, 3개 또는 그 이상) 내에서 더 많은 수의 상호연결을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 도 7a-7c에 도시된 바와 같이, 특정 표준화된 설계 규칙은 각각의 셀(702)이 특정 길이, 폭 및 높이를 가지며, 각각의 셀이 단일의 개별적인 전기 상호연결을 제공하는 것을 특정하지만, 케이블 커넥터가 대신에 단일 셀(702)의 것과 유사하거나 실질적으로 동일한 물리적 공간 내에 복수의 전기적 상호연결(예를 들어, 2개, 3개 또는 그 이상)을 제공한다.
이는 예를 들어 특정 물리적 공간 내에서 그리고/또는 적은 물리적 재료를 사용하여 더 많은 수의 상호연결이 이루어질 수 있기 때문에 유리할 수 있다. 따라서, 전기 시스템은 보다 공간 효율적 및/또는 중량 효율적인 방식으로 구현될 수 있다. 또한, 이는 기존의 물리적 환경 및/또는 설계 규칙(예를 들어, 표준화된 물리적 치수 및/또는 구성요소를 가짐)을 사용하여 전기 시스템이 구현될 수 있게 하여, 전체 시스템의 설계 및 구현과 관련된 비용 및 시간을 감소시킨다.
도 10a는 자율주행 차량의 전자 부품들 사이의 물리적 및 전기적 상호연결을 용이하게 하기 위한 예시적인 케이블 커넥터(1000)의 단면도를 도시한다. 케이블 커넥터(1000)는 케이블을 수용하도록 구성된 제1 부분(1002)을 구비한다. 케이블 커넥터(1000)는 또한 케이블과 결합하도록 구성된 제2 부분(1006)을 구비하고, 다른 구성요소(예컨대, 다른 케이블 커넥터, 케이블 또는 전자 부품)와 케이블의 물리적 및 전기적 인터페이스를 제공한다.
제1 부분(1002)은 (케이블 커넥터(1000)의 하우징(1010) 내에) 캐비티(1008)를 형성한다. 캐비티(1008)는 케이블을 수용하기에 적합한 치수를 갖는다. 예를 들어, (예를 들어, 각각 x 및 y 방향에 대한) 캐비티(1008)의 길이 및 폭은 케이블의 적어도 일부(예를 들어, 케이블의 외주부)의 길이 및 폭보다 더 커서, 케이블의 적어도 일부가 캐비티(1008) 내로 삽입될 수 있다.
제2 부분(1006)은 하우징(1010) 내에 위치된 장착 구조체(1012)(예를 들어, 하나 이상의 물리적 분할기, 벽 또는 다른 구조적 구성요소를 가짐)를 구비한다. 장착 구조체(1012)는 (예를 들어, 장착 구조체(1012)에 의해 적어도 부분적으로 분리되는) 제1 단면 공극 영역(1014a) 및 제2 단면 공극 영역(1014b)을 형성한다. 제1 전기적 프롱(1016a)(예를 들어, 포크 또는 핀의 배열)은 제1 단면 공극 영역(1014a)에 부분적으로 배치되고 제2 부분(1004)으로부터 연장되도록 장착 구조체(1012)에 장착된다. 즉, 제2 전기적 프롱(1016b)(예를 들어, 다른 포크 또는 핀의 배열)은 제2 단면 공극 영역(1014b)에 부분적으로 배치되고 제2 부분(1004)으로부터 연장되도록 장착 구조체(1012)에 장착된다.
제1 전기적 프롱(1016a)은 베이스부(1018a), 베이스부(1018a)로부터 돌출하는 제1 프롱부(1020a), 및 베이스부(1018a)로부터 돌출하는 제2 프롱부(1022a)를 구비한다. 일 실시예에서, 베이스부(1018a)는 (예를 들어, 케이블 커넥터(1000)의 중심축(1024)에 평행하게 연장되는) 그 길이를 따라 실질적으로 직선이다. 일 실시예에서, 제1 프롱부(1020a)는 또한 (예를 들어, 케이블 커넥터(1000)의 중심축(1024)에 평행하게 연장되는) 그 길이를 따라 실질적으로 직선이다. 일 실시예에서, 도 10a에 도시된 바와 같이, 제1 부분(1020a)과 베이스부(1018a)는 (예를 들어, 베이스부(1018a)의 길이가 공통 축을 따라 제1 프롱부(1020a)에 의해 연장되도록) 공통 연장축을 공유한다. 또한, 일 실시예에서, 제1 프롱부(1020a)는 (예를 들어, 실질적으로 원뿔형 또는 피라미드형 구조체의 형태로) 예리한 지점(1026a)에서 종결된다.
또한, 일 실시예에서, 제2 프롱부(1022a)는 곡선 경로를 형성한다. 예를 들어, 도 10a에 도시된 바와 같이, 제1 프롱부(1020a)는 (예를 들어, 제1 프롱부(1020a)를 향해 만곡되는 경로를 형성하는) 오목부 및 (예를 들어, 제1 프롱부(1020a)로부터 멀어지게 만곡되는 경로를 형성하는) 볼록부를 구비한다. 또한, 제2 프롱부(1022a)는 (예를 들어, 실질적으로 원뿔형 또는 피라미드형 구조체의 형태로) 예리한 지점 (1028a)에서 종결된다.
제2 전기적 프롱(1016b)은 도 10b에 개별적으로 도시되어있다. 제2 전기적 프롱(1016b)는 각각의 베이스부(1018b), 베이스부(1018b)로부터 돌출하는 각각의 제1 프롱부(1020b), 및 각각의 제2 프롱부(1022b)를 구비한다.
일 실시예에서, 제2 전기적 프롱(1016b)은 케이블 커넥터(1000)의 중심축(1024)에 대하여 제1 전기적 프롱(1016a)에 대칭이다. 예를 들어, 도 10b에 도시된 바와 같이, 베이스부(1018b)는 (예를 들어, 케이블 커넥터(1000)의 중심축(1024)에 평행하게 연장되는) 그 길이를 따라 실질적으로 직선이다. 일 실시예에서, 제1 프롱부(1020a)는 또한 (예를 들어, 케이블 커넥터(1000)의 중심축(1024)에 평행하게 연장되는) 그 길이를 따라 실질적으로 직선이다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 제1 부분(1020b)과 베이스부(1018b)는 (예를 들어, 베이스부(1018b)의 길이가 공통 축을 따라 제1 프롱부(1020b)에 의해 연장되도록) 공통 연장축을 공유한다. 또한, 제 프롱부(1020b)는 (예를 들어, 원뿔형 또는 피라미드형 구조체의 형태로) 예리한 지점(1026b)에서 종결된다.
또한, 일 실시예에서, 제2 프롱부(1022b)는 곡선 경로를 형성한다. 예를 들어, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1 프롱부(1020b)는 (예를 들어, 제1 프롱부(1020b)를 향해 만곡되는 경로를 형성하는) 오목부 및 (예를 들어, 제1 프롱부(1020b)로부터 멀어지게 만곡되는 경로를 형성하는) 볼록부를 구비한다. 또한, 제2 프롱부(1022b)는 (예를 들어, 원뿔형 또는 피라미드형 구조의 형태로) 예리한 지점(1028b)에서 종결된다.
일 실시예에서, 제1 전기적 프롱(1016a) 및 제2 전기적 프롱(1016b)은 하나 이상의 전기 전도성 재료(예를 들어, 구리, 알루미늄, 은, 금 또는 다른 전도성 재료, 또는 이들의 조합)로 구성된다. 일 실시예에서, 제1 전기적 프롱(1016a) 및 제2 전기적 프롱(1016b)은 (예를 들어, 외력이 가해질 때 만곡되도록) 가요성이다. 일 실시예에서, 제1 전기적 프롱(1016a) 및 제2 전기적 프롱(1016b)은 (예를 들어, 외력이 제거된 후 특정 형상 또는 물리적 구성으로 복귀하도록) 형상 기억을 나타낸다.
커넥터(1000)는 케이블과 결합되도록 구성되고, 다른 구성요소(예를 들어, 다른 케이블 커넥터, 케이블 또는 전자 부품)와 케이블을 위한 물리적 및 전기적 인터페이스를 제공한다. 일례로서, 도 11a는 케이블(1100)을 도시한다. 케이블(1100)은 예를 들어 AV(100)의 전자 부품으로/으로부터 전기 신호를 전송하기 위해 사용될 수 있다.
케이블(1100)은, 케이블(1100)의 길이를 따라 연장되는 2개의 전도성 스트랜드(1102a, 1102b)를 구비한다. 전도성 스트랜드(1102a, 1102b)는 예를 들어 케이블(1100)의 길이를 따라 전기 신호를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 전도성 스트랜드(1102a, 1102b)는 하나 이상의 전기 전도성 재료(예를 들어, 구리, 알루미늄, 은, 금 또는 다른 전도성 재료 또는 이들의 조합)로 구성된다.
전도성 스트랜드(1102a, 1102b)는 그들 사이에 배치되고 케이블(1100)의 길이를 따라 연장되는 중앙 절연 스트랜드(1104)에 의해 서로 분리되고 전기적으로 격리된다. 케이블(1100)은 또한 (예를 들어, 전도성 스트랜드(1102a, 1102b)를 서로 더욱 분리하고 전기적으로 격리하기 위해 중앙 절연 스트랜드(1104)의 주변부를 따라 분포되는) 케이블의 길이를 따라 연장되는 하나 이상의 추가적인 절연 스트랜드(1106)를 구비한다. 일 실시예에서, 절연 스트랜드(1104, 1106)는 하나 이상의 전기 절연 재료(예를 들어, 플라스틱, 고무, 섬유 또는 다른 전기 절연 재료 또는 이들의 조합)로 구성된다.
전도성 스트랜드(1102a, 1102b) 및 절연 스트랜드(1104, 1106)는 절연 재킷(1108)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 일 실시예에서, 절연 재킷(1108)은 하나 이상의 전기 절연 재료(예를 들어, 플라스틱, 고무 또는 다른 전기 절연 재료 또는 이들의 조합)로 구성된다. 절연 재킷(1108)의 일부는 (예를 들어, 스트리핑 툴을 사용하여 절연 자켓(1108)의 부분을 "스트립핑(stripping)"함으로써) 전도성 스트랜드(1102a, 1102b), 절연 스트랜드 및/또는 절연 스트랜드(1106)를 노출시키기 위해 제거될 수 있다.
케이블에 관한 추가 정보는 "자율주행 차량용 통신 케이블"이라는 명칭으로 2019년 5월 31일에 출원된 U.S. App. ________에서 알 수 있으며, 이는 전체적으로 참고로 편입된다.
일 실시예에서, 도 11b에 도시된 바와 같이, 전도성 스트랜드(1102a, 1102b) 및 절연 스트랜드(1104)의 노출된 부분은 케이블 커넥터(1000)의 제1 부분(1002)에 의해 형성된 캐비티(1008)내로 삽입되어 케이블 커넥터(1000)에 고정된다. 일례로서, 전도성 스트랜드(1102a)의 노출된 부분은, 전도성 스트랜드(1102a)가 (베이스부(1018a)를 따라) 제1 전기적 프롱(1016a)과 직접 접촉하도록 (예를 들어, 땜납, 접착제, 클램프 또는 브래킷을 사용하여) 장착 구조체(1102) 및/또는 제1 전기적 프롱(1016a)에 고정된다. 유사하게, 전도성 스트랜드(1102b)의 노출된 부분은, 전도성 스트랜드(1102b)가 (베이스부(1018a)를 따라) 제2 전기적 프롱(1016b)과 직접 접촉하도록 (예를 들어, 땜납, 접착제, 클램프 또는 브래킷을 사용하여) 장착 구조체(1102) 및/또는 제2 전기적 프롱(1016b)에 고정된다. 또한, 절연 스트랜드(1104)는 장착 구조체(1012)의 중심축을 따라 형성된 리세스(1110)에 삽입된다.
일 실시예에서, 케이블 커넥터(1000)는 케이블(1100)을 통해 전송된 전기 신호가 다른 전자 장치로 전송되고 그리고/또는 케이블(1100)이 다른 전자 장치로부터 전기 신호를 수신하도록 케이블 커넥터(1000)와 유사하거나 실질적으로 동일한 다른 케이블 커넥터와 물리적 및 전기적으로 상호연결된다. 예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이, 제2 케이블(1100')은 제2 케이블 커넥터(1000')에 결합된다. 일 실시예에서, 케이블(1100')은 케이블(1100)과 유사하거나 실질적으로 동일하다. 또한, 케이블 커넥터(1000')는 케이블 커넥터(1000)와 유사하거나 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 케이블 커넥터(1000')는 또한 케이블을 수용하도록 구성된 제1 부분(1002') 및 케이블(1100')과 결합하도록 구성된 제2 부분(1006')을 구비하고, 케이블(1100')을 위한 물리적 및 전기적 인터페이스를 제공한다. 또한, 제1 부분(1002')은 케이블(1100')을 수용하기 위한 캐비티(1008')를 형성한다. 또한, 제2 부분(1006')은 제1 및 제2 단면 공극 영역을 형성하는 장착 구조체(1012') 및 단면 공극 영역들 내에 부분적으로 배치되고 제2 부분(1004')으로부터 연장되는 제1 및 제2 전기적 프롱(1016a', 1016b')을 구비한다. 케이블 커넥터(1000, 1000')의 유사성으로 인해, 설명의 편의를 위해, 케이블 커넥터(1000')의 일부 구성요소는 도 11b과 관련하여 별도로 라벨링되지 않았다.
일 실시예에서, 도 11c에 도시된 바와 같이, 케이블 커넥터(1000)의 전기적 프롱(1016a) 및 케이블 커넥터(1000')의 전기적 프롱(1016a')은 하나의 케이블의 스트랜드가 다른 케이블의 대응하는 전도성 스트랜드에 전기적으로 연결되도록 서로 물리적 및 전기적으로 결합하게 구성된다. 유사하게, 케이블 커넥터(1000)의 전기적 프롱(1016b) 및 케이블 커넥터(1000')의 전기적 프롱(1016b')은 하나의 케이블의 다른 전도성 스트랜드로부터의 전기 신호가 다른 케이블의 대응하는 전도성 스트랜드에 전기적으로 연결되도록 서로 물리적 및 전기적으로 결합하게 구성된다.
또한, 도 11c에 도시된 바와 같이, 전기적 프롱은 밀폐형 구성에 따라 서로 결합되도록 구성되고, 마찰 및/또는 프레스 핏을 통해 서로 가역적으로 고정되도록 구성된다. 예를 들어, 전기적 프롱(1016a)의 제1 프롱부(1020a)는 전기적 프롱(1016a')의 제1 프롱부(1020a')와 제2 프롱부(1022a') 사이에 삽입된다. 또한, 전기적 프롱(1016a')의 제2 프롱부(1022a')은 전기적 프롱(1016a)의 제1 프롱부(1020a)을 수용하도록 만국된다. 또한, 제2 프롱부(1022a')의 볼록부는 (예를 들어, 제2 프롱부(1022a')의 스프링력 또는 형상 기억으로 인해) 전기적 프롱(1016a)의 제1 프롱부(1020a)에 대해 가압되어, 전기적 프롱(1016a, 1016b)이 마찰을 통해 소정 위치에 보유된다.
유사하게, 전기적 프롱(1016a')의 제1 프롱부(1020a')는 전기적 프롱(1016a)의 제1 프롱부(1020a)와 제2 프롱부(1022a) 사이에 삽입된다. 또한, 전기적 프롱(1016a)의 제2 프롱부(1022a)는 전기적 프롱(1016a')의 제1 프롱부(1020a')를 수용하도록 만곡된다. 또한, 제2 프롱부(1022a)의 볼록부는 (예를 들어, 제2 프롱부(1022a)의 스프링력 또는 형상 기억으로 인해) 전기적 프롱(1016a')의 제1 프롱부(1020a')에 대해 가압되어, 전기적 프롱(1016a, 1016b)이 마찰을 통해 소정 위치에 보유된다.
일 실시예에서, 케이블 커넥터(1000)의 전기적 프롱(1016b) 및 케이블 커넥터(1000')의 전기적 프롱(1016b')은 유사한 암수한몸 구성(hermaphroditic configuration)에 따라 서로 결합하도록 구성된다.
이러한 암수한몸 구성은 다양한 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 11d 전기적 프롱(1016a, 1016a')들 사이의 상호연결의 상세도를 도시한다. 도시를 쉽게 하기 위해 케이블 커넥터(1000, 1000')의 다른 부분은 생략되어 있다. 도 11d에 도시된 바와 같이, 암수한몸 결합 구성은 전기적 프롱(1016a, 1016a')이 그들 사이의 여러 지점(1112)에서 서로 직접 접촉할 수 있게 한다. 이는 전기적 프롱(1016a, 1016a')이 특정 외부력(예컨대, 진동)이 가해지더라도 일관된 물리적 및 전기적 상호연결을 유지하게 한다. 또한, 이는 전기적 프롱(1016a, 1016a')이 서로 가역적으로 결합되게 한다. 예를 들어, 전기적 프롱(1016a, 1016a')은 (예를 들어, 케이블 커넥터를 함께 밀어서) 서로 삽입되어 2개의 케이블들 사이에 물리적 및 전기적 상호연결을 제공할 수 있다. 또한, 전기적 프롱(1016a, 1016a')은 (예를 들어, 케이블 커넥터를 잡아 당겨) 서로 분리되어, 케이블 커넥터를 손상시키지 않고 상호연결을 반대로 할 수 있다.
본원에 기술된 바와 같이, 물리적 환경은 특정 물리적 공간 내에 특정 수의 상호 접속을 수용하도록 설계될 수 있다. 본원에 설명된 하나 이상의 케이블 커넥터는 동일한 물리적 공간 내에서 더 많은 수의 상호연결을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 도 12a는 캐비티(1202)를 갖는 외부 하우징(1200)을 도시한다. 캐비티(1202)는 특정 크기의 케이블 커넥터를 수용하기에 적합한 물리적 치수를 갖는다. 일 실시예에서, 캐비티(1202)는 (예를 들어, 대응하는 표준화된 높이, 폭 및/또는 깊이를 갖는 케이블 커넥터를 수용하기 위해) 특정 표준화된 높이, 폭 및/또는 깊이를 갖는다. 일례로서, 캐비티는 대략 2.54 mm(예를 들어, 2.54±10%) 이상의 폭(예를 들어, x-방향으로) 및 대략 2.54 mm(예를 들어, 2.54±10%)의 높이(예를 들어, y-방향으로)를 가져서, 대략 2.54 mm(예를 들어, 2.54±10%)의 폭 및 높이를 갖는 케이블 커넥터(예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이 단일의 개별 전기적 상호연결을 용이하게 하기 위한 케이블 커넥터(800))를 그 내에 수용한다. 일 실시예에서, 도 12b에 도시된 바와 같이, 본원에 기술된 하나 이상의 케이블 커넥터(예를 들어, 도 1에 도시된 케이블 커넥터(1000))는 캐비티(1202) 내에 배치되어, 추가적인 전기적 상호 접속(예를 들어, 2개)이 동일한 물리적 공간 내에 제공될 수 있다. 특정 물리적 공간 내에서 그리고/또는 적은 물리적 재료 내에 이루어진 더 많은 수의 상호연결로서, 전기 시스템은 보다 공간 효율적 및/또는 중량 효율적인 방식으로 구현될 수 있다. 또한, 이는 (예를 들어, 표준화된 물리적 치수 및/또는 구성요소를 갖는) 기존의 물리적 환경 및/또는 설계 규칙을 사용하여 전기 시스템이 구현될 수 있게 하여, 전체 시스템의 설계 및 구현과 관련된 비용 및 시간을 감소시킨다.
도 10a, 11b, 11c 및 12b에 도시된 예에서, 케이블 커넥터는 (예를 들어, 셀 또는 섹션 내에 2개의 물리적 및 전기적 상호연결을 제공하는) 단일 셀 또는 섹션을 구비한다. 그러나, 케이블 커넥터는 단일 셀 또는 섹션으로 제한될 필요는 없다. 일 실시예에서, 케이블 커넥터는 복수의 셀 또는 섹션(예를 들어, 2개, 3개, 4개 또는 그 이상)을 구비한다. 또한, 일 실시예에서, 각각의 셀 또는 섹션은 그 안에 (예를 들어, 단일 상호연결이 아닌) 2개 이상의 물리적 및 전기적 상호연결을 제공한다.
예를 들어, 도 13은 다른 예시적인 케이블 커넥터(1300)의 단면도를 도시한다. 이러한 예에서, 케이블 커넥터(1300)는 분할기 구조체(1304)에 의해 분리된 2개의 셀(1302a, 1302b)을 구비한다. 일 실시예에서, 셀(1302a, 1302b) 각각은 도 10a 및 10b에 대해 도시되고 설명된 케이블 커넥터(1000)와 유사하다. 예를 들어, 제1 셀(1302a)은 장착 구조체(1310a)에 고정된 전기적 프롱(1306a, 1308a)(예를 들어, 도 10a 및 10b에 대해 도시되고 설명된 장착 구조체(1012)에 고정된 전기적 프롱(1016a, 1016b)과 유사함)을 구비한다. 또한, 제2 셀(1302b)은 장착 구조체(1310b)에 고정된 전기적 프롱(1306b, 1308b)(예를 들어, 도 10a 및 10b에 대해 도시되고 설명된 장착 구조체(1012)에 고정된 전기적 프롱(1016a, 1016b)과 유사함)을 구비한다.
각각의 셀(1302a, 1302b)은 2개의 물리적 및 전기적 상호연결을 제공한다. 예를 들어, 전기적 프롱(1306a, 1308a)은 전도성 트레이스(1312a, 1314a)에 각각 결합되고, 이들 전도성 트레이스에 대한 물리적 및 전기적 인터페이스를 2개의 다른 전도성 트레이스에 제공한다. 또한, 전기적 프롱(1306b, 1308b)은 전도성 트레이스(1312b, 1314b)에 각각 결합되고, 이들 전도성 트레이스에 대한 물리적 및 전기적 인터페이스를 2개의 다른 전도성 트레이스에 제공한다. 따라서, 케이블 커넥터(1300)는 총 4개의 물리적 및 전기적 상호연결을 제공한다. 이는 예를 들어 여러 케이블들 사이의 전기 연결을 동시에 용이하게 하는데 유용할 수 있다(예를 들어, 4 개의 케이블(1100)이 도 11a와 관련하여 도시되고 설명되고, 8개의 케이블은 단일 전도성 트레이스를 각각 갖는 등).
또한, 일 실시예에서, 셀(1302a, 1302b)의 중심축(1316a, 1316b)들 사이의 거리(d)는 각각 특정 표준화된 거리(예를 들어, 2.54 mm±10%와 같은 대략 2.54 mm)이다. 이는 예를 들어 특정 표준화된 설계 규칙(예컨대, 자동차 전기 시스템 설계 규칙)에 따라 설계된 물리적 환경에 케이블 커넥터를 사용할 수 게 하는 한편, 그 설계 규칙에 지정된 것 이외의 추가 상호연결(예컨대, 하나가 아닌 각 셀에 대한 2개 이상의 상호연결)을 제공한다.
도 13에서 2개의 셀을 갖는 케이블 커넥터를 도시하지만, 실제로, 케이블 커넥터는 분할기에 의해 서로 분리된 유사하거나 실질적으로 동일한 셀의 임의의 수를 구비할 수 있으며, 각 셀은 (예를 들어, 다른 케이블 커넥터의 대응하는 셀과)복수의 상호연결을 제공한다. 일 실시예에서, 케이블 커넥터는 임의 수의 행 및 열로 배열된 1개, 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 셀을 가지며, 각각은 다른 케이블 커넥터의 대응하는 셀과 2개 이상의 상호연결을 제공한다. 또한, 일 실시예에서, 임의의 셀의 중심축과 그 셀에 인접한 다른 셀의 중심축 사이의 거리는 유사하거나 실질적으로 동일하다(예를 들어, 2.54 mm±10%와 같은 대략 2.54 mm).
일 실시예에서, 케이블 커넥터의 장착 부분 중 일부 또는 전부는 서로 그리고/또는 케이블 커넥터의 하우징과 일체로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 분할기의 일부 또는 전부는 하나 이상의 장착부 및/또는 하우징과 일체로 형성될 수 있다.
전술한 설명에서, 본 발명의 실시예는 구현마다 다를 수 있는 복수의 특정 세부 사항을 참조하여 설명되었다. 따라서, 그 설명 및 도면은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 본 발명의 범위의 단독 및 배타적 지표와, 출원인이 본 발명의 범위가 되도록 의도된 것은, 임의의 후속적인 수정을 포함하는 청구범위에서 제시한 특정 형태로 본 출원으로부터 제공된 청구범위의 문자적이고 동등한 범위이다. 이러한 청구범위에 포함된 용어에 대해 명시적으로 정의 된 임의의 정의는 청구범위에 사용된 용어의 의미를 지배한다. 아울러, 전술한 설명 또는 하기의 청구범위에서 "더 포함하는"이라는 용어를 사용할 때, 그 문구 후에 따르는 것은 추가 단계 또는 엔티티, 또는 이전에 언급된 단계 또는 엔티티의 하위 단계/하위 엔티티일 수 있다.

Claims (31)

  1. 케이블 커넥터에 있어서,
    캐비티를 형성하는 제1 부분;
    상기 제1 부분에 인접한 제2 부분으로서, 상기 제2 부분은 상기 케이블 커넥터 내에 제1 단면 공극 영역과, 상기 제1 단면 공극 영역의 반대편에서 상기 케이블 커넥터 내에 제2 단면 공극 영역을 형성하는 장착 구조체를 포함하는, 상기 제2 부분;
    상기 제1 단면 공극 영역 내에 부분적으로 배치되며 상기 제2 부분으로부터 연장되는 제1 전기적 프롱(electrical prong); 및
    상기 제2 단면 공극 영역 내에 부분적으로 배치되며 상기 제2 부분으로부터 연장되는 제2 전기적 프롱
    을 포함하는,
    케이블 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전기적 프롱 및 상기 제2 전기적 프롱 각각은,
    각각의 베이스부;
    상기 베이스부로부터 돌출하는 각각의 제1 프롱부; 및
    상기 베이스부로부터 돌출하는 각각의 제2 프롱부
    를 구비하는,
    케이블 커넥터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스부는 상기 장착 구조체에 고정되는,
    케이블 커넥터.
  4. 제2항에 있어서,
    각각의 베이스부는 통신 케이블의 각각의 전도체에 전기적으로 결합하도록 구성되는,
    케이블 커넥터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 프롱부는 실질적으로 직선인,
    케이블 커넥터.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2 프롱부는 곡선 경로를 형성하는,
    케이블 커넥터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 프롱부는 오목 세그먼트를 포함하는,
    케이블 커넥터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 프롱부는 상기 오목 세그먼트에 인접한 볼록 세그먼트를 포함하는,
    케이블 커넥터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 프롱 및 상기 제2 프롱 각각은, 그 사이에, 상기 케이블 커넥터와 실질적으로 유사한 제2 케이블 커넥터의 대응하는 프롱을 수용하도록 구성되는,
    케이블 커넥터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 케이블 커넥터의 대응하는 프롱은 상기 제1 프롱과 실질적으로 유사한,
    케이블 커넥터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 프롱은, 상기 제2 커넥터의 대응하는 프롱의 삽입 시에, 상기 제1 프롱과 상기 제2 프롱 사이에서 굴곡하도록 구성되는,
    케이블 커넥터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 장착 구조체는 상기 제1 단면 공극 영역과 상기 제2 단면 공극 영역 사이에 리세스를 형성하는,
    케이블 커넥터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 리세스는 통신 케이블의 절연 스트랜드(insulative strand)를 수용하도록 구성되는,
    케이블 커넥터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터의 단면 주변부는 정사각형을 형성하는,
    케이블 커넥터.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 정사각형의 길이는 2.54 mm 이하이고, 상기 정사각형의 높이는 대략 2.54 mm 이하인,
    케이블 커넥터.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 정사각형의 길이는 대략 2.54 mm이고, 상기 정사각형의 높이는 대략 2.54 mm인,
    케이블 커넥터.
  17. 복수의 케이블 커넥터 섹션을 포함하는 시스템으로서,
    각각의 케이블 커넥터 섹션은,
    캐비티를 형성하는 각각의 제1 부분;
    상기 제1 부분에 인접한 각각의 제2 부분으로서, 상기 제2 부분은 상기 케이블 커넥터 섹션 내에 제1 단면 공극 영역과, 상기 제1 단면 공극 영역의 반대편에서 상기 케이블 커넥터 섹션 내에 제2 단면 공극 영역을 형성하는 장착 구조체를 포함하는, 상기 제2 부분;
    상기 제1 단면 공극 영역 내에 부분적으로 배치되며 상기 제2 부분으로부터 연장되는 각각의 제1 전기적 프롱(electrical prong); 및
    상기 제2 단면 공극 영역 내에 부분적으로 배치되며 상기 제2 부분으로부터 연장되는 각각의 제2 전기적 프롱
    을 포함하는,
    시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 케이블 커넥터 섹션은 제1 케이블 커넥터 섹션 및 제2 케이블 커넥터 섹션을 포함하며, 상기 제1 케이블 커넥터 섹션은 상기 제2 케이블 커넥터 섹션에 인접하게 배치되는,
    시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 케이블 커넥터 섹션의 적어도 일부는 상기 제2 케이블 커넥터 섹션의 적어도 일부와 일체로 형성되는,
    시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 케이블 커넥터 섹션의 중심축과 상기 제2 케이블 커넥터 섹션의 중심축 사이의 거리는 대략 동일한,
    시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 거리는 대략 2.54 mm인,
    시스템.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 케이블 커넥터 섹션 중 임의의 케이블 커넥터의 중심축과 그 케이블 커넥터 섹션에 인접한 상기 복수의 케이블 커넥터 섹션 중 다른 케이블 커넥터의 중심축 사이의 거리는 대략 동일한,
    시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 거리는 대략 2.54 mm인,
    시스템.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 케이블 커넥터 섹션의 주변부는 실질적으로 직사각형 단면을 형성하는,
    시스템.
  25. 제17항에 있어서,
    각각의 제1 전기적 프롱 및 각각의 제2 전기적 프롱은,
    각각의 베이스부;
    상기 베이스부로부터 돌출하는 각각의 제1 프롱부; 및
    상기 베이스부로부터 돌출하는 각각의 제2 프롱부
    를 구비하는,
    시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    각각의 베이스부는 각각의 장착 구조체에 고정되는,
    시스템.
  27. 제25항에 있어서,
    각각의 베이스부는 통신 케이블의 각각의 전도체에 전기적으로 결합하도록 구성되는,
    시스템.
  28. 제25항에 있어서,
    각각의 제1 프롱부는 실질적으로 직선인,
    시스템.
  29. 제25항에 있어서,
    각각의 제2 프롱부는 각각의 곡선 경로를 형성하는,
    시스템.
  30. 제17항에 있어서,
    각각의 장착 구조체는 상기 제1 단면 공극 영역과 상기 제2 단면 공극 영역 사이에 각각의 리세스를 형성하는,
    시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    각각의 리세스는 통신 케이블의 각각의 절연 스트랜드를 수용하도록 구성되는,
    시스템.
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