KR20230085159A

KR20230085159A - 레인지 앨리어싱 완화를 위한 다중 검출기 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20230085159A
Application number: KR1020237015271A
Authority: KR
Inventors: 데인 피. 베닝턴; 라이언 티. 데이비스; 미쉘 에이치. 제이. 라베른
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2021-10-14
Publication date: 2023-06-13
Also published as: WO2022081910A1; EP4229438A1

Abstract

다중 검출기 LIDAR 및 방법에 대한 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능 매체가 개시된다. 예시적인 방법은 LIDAR 시스템의 광 방출기에 의해 제1 광 펄스를 방출하는 것을 포함할 수 있다. 예시적인 방법은 또한 제1 시간에 LIDAR 시스템의 제1 광 검출기를 활성화하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 제1 시간은 상기 제1 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 상기 제1 광 검출기의 제1 시야 내에 있을 때의 시간에 대응하는 시간이다. 예시적인 방법은 또한 제2 시간에 LIDAR 시스템의 제2 광 검출기를 활성화하는 단계를 포함할 수 있으며, 제2 시간은 상기 제1 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 상기 제2 광 검출기의 제2 시야 내에 있을 때의 대응하는 시간이고, 여기서 상기 제1 광 검출기는 상기 제1 시야를 포함하도록 구성되고, 상기 제1 시야는 광 방출기로부터의 제1 범위와 연관되고, 상기 제2 광 검출기는 상기 제2 시야를 포함하도록 구성되고, 상기 제2 시야는 광 방출기의 제2 범위와 연관된다.

Description

레인지 앨리어싱 완화를 위한 다중 검출기 시스템 및 방법

레인지 앨리어싱 완화를 위한 다중 검출기 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일부 LIDAR 시스템(예를 들어, 단일 방출기에서 방출되는 광을 검출하기 위해 단일 수신기를 사용하는 바이스태틱 LIDAR 시스템)에서, 환경으로 광을 방출하는 데 사용되는 방출기와 환경의 물체에서 반사되는 복귀 광을 검출하는 데 사용되는 수신기는 서로 물리적으로 변위된다. 이러한 LIDAR 구성은 방출기에 의해 방출되고 검출기에 의해 수신되는 광이 평행 경로를 따라 이동하지 않을 수 있기 때문에 본질적으로 시차 문제와 연관될 수 있다. 예를 들어, 매우 짧은 거리(예를 들어, 0.1미터 거리)에서 작동하도록 설계된 LIDAR 시스템의 경우, 방출기와 수신기는 서로를 향해 물리적으로 기울어질 필요가 있다(무한 거리에서 정렬하는 것과 반대). 그러나 이러한 물리적 기울기는 LIDAR 시스템로부터 장범위 검출 기능의 손실을 초래할 수 있다. 이를 해결하고 단범위 및 장범위 검출을 모두 처리할 수 있는 기능을 갖추기 위해 일부 LIDAR 시스템은 넓은 시야와 앞서 언급한 기울어진 어셈블리의 조합을 사용할 수 있다. 그러나 이 넓은 시야는 방출기에서 방출되는 광의 양을 늘리지 않고 수신기에서 검출되는 배경 광의 양을 증가시키는 것을 포함하여 또 다른 일련의 문제를 초래할 수 있으며, 이는 수신기의 신호 대 잡음비를 크게 증가시킬 수 있다.

또한, 방출기(또는 공통 방향을 가리키는 수신기 어레이)에 단일 수신기를 사용하면 레인지 앨리어싱 및 크로스토크 문제를 해결하는 데 어려움을 겪는 등의 다른 문제도 초래할 수 있다. 레인지 앨리어싱은 방출기에서 다수의 광 펄스가 방출되고 동시에 환경을 횡단할 때 발생할 수 있다. 이 경우, LIDAR 시스템은 검출된 복귀 광이 어느 방출된 광 펄스에서 유래된 것인지를 확인하는 데 어려움을 가질 수 있다. 예를 들어, 방출기는 제1 시간에 제1 광 펄스를 방출한 다음 제1 광 펄스로부터의 복귀 광이 수신기에 의해 검출되기 전에 제2 시간에 제2 광 펄스를 방출한다. 따라서 제1 광 펄스와 제2 광 펄스는 동시에 환경을 횡단한다. 이어서, 수신기는 제2 광 펄스가 방출된 후 짧은 시간 내에 복귀 광 펄스를 검출할 수 있다. 그러나, LIDAR 시스템은 복귀 광이 제2 광 펄스에 기반한 단범위 반사를 나타내는지 또는 제1 광 펄스에 기반한 장범위 반사를 나타내는지 여부를 결정하는 데 어려움을 가질 수 있다. 유사한 시나리오에 따라 크로스토크 문제가 발생할 수 있지만, 동일한 방출기에서 방출된 제1 광 펄스에서 복귀 광을 검출하는 대신, LIDAR 시스템의 수신기가 다른 LIDAR 시스템의 방출기에서 발생하는 제2 광 펄스를 대신 검출할 수 있다. 이 시나리오에서, LIDAR 시스템은 다른 LIDAR 시스템에서 검출된 제2 광 펄스를 제1 광 펄스에서 발생하는 복귀 광으로 오인할 수 있다. 레인지 앨리어싱과 유사하게. 이것은 LIDAR 시스템이 단범위 물체가 LIDAR 시스템을 향해 광을 다시 반사하고 있다고 잘못 믿게 할 수 있다.

상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 도면은 단지 설명의 목적으로 제공되며 단지 본 발명의 예시적인 실시예를 도시할 뿐이다. 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되며 본 발명의 폭, 범위 또는 적용 가능성을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 도면에서 참조번호의 맨 왼쪽 자리는 해당 참조번호가 처음 등장하는 도면을 식별할 수 있다. 동일한 참조 번호의 사용은 유사한 구성요소를 나타내지만 반드시 동일하거나 동일한 구성요소는 아니다. 그러나 유사한 구성 요소를 식별하기 위해 다른 참조 번호가 사용될 수도 있다. 다양한 실시예는 도면에 도시된 것과 다른 요소 또는 구성요소를 활용할 수 있으며, 일부 요소 및/또는 구성요소는 다양한 실시예에 존재하지 않을 수 있다. 구성요소 또는 요소를 설명하기 위해 단수 용어를 사용하는 것은 문맥에 따라 복수의 구성 요소 또는 요소를 포함할 수 있으며 그 반대도 마찬가지이다.
도 1은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2a 및 2B는 본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 사용 사례를 도시한다.
도 3은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 사용 사례를 도시한다.
도 4a 및 4B는 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 회로 구성을 도시한다.
도 5a 및 5B는 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 방법을 도시한다.
도 6은 본 개시의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 시스템 아키텍처의 개략도를 도시한다.

본 개시는 무엇보다도 다중 검출기 LIDAR 시스템 및 방법(LIDAR 검출기는 본 명세서에서 "수신기", "포토디텍터", "광다이오드" 등으로 지칭될 수 있음)에 관한 것이다. 또한, 단일 "포토디텍터" 또는 "광다이오드", 그러나 본 명세서에 기술된 LIDAR 시스템은 또한 유사하게 이러한 다양한 검출기를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 검출기는 광다이오드일 수 있으며, 이는 들어오는 광 광자를 전기 신호(예를 들어, 전류)로 변환할 수 있는 다이오드일 수 있다. 검출기는 환경으로 광을 방출할 수 있고 후속적으로 검출기를 사용하여 (예를 들어, 환경의 물체로부터 반사되는 방출된 광을 통해) LIDAR 시스템으로 되돌아오는 임의의 광을 검출할 수 있는 LIDAR 시스템에서 구현될 수 있다. 하나의 예시적인 구현으로서, LIDAR 시스템은 차량(예를 들어, 자율 차량, 반자율 차량, 또는 임의의 다른 유형의 차량)에서 구현될 수 있지만, LIDAR 시스템은 다른 상황에서도 구현될 수 있다. 검출기는 또한 보다 구체적으로 일반 포토다이오드와 동일한 방식으로 기능할 수 있지만 내부 이득으로도 작동할 수 있는 애벌런시 포토다이오드(APD)일 수 있다. 결과적으로 일반 포토다이오드와 동일한 수의 들어오는 광자를 수신하는 APD는 전자의 "애벌런싱"를 통해 훨씬 더 큰 결과적인 전기 신호를 생성하므로, APD는 일반 포토다이오드보다 적은 수의 들어오는 광자에 더 민감할 수 있다. APD는 가이거 모드에서도 작동할 수 있으며, 이는 APD의 내부 이득을 크게 증가시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 바이스태틱 LIDAR 시스템은 서로에 대해 물리적으로 변위된 방출기 및 수신기를 포함할 수 있다. 이러한 LIDAR 구성은 방출기에서 방출되고 검출기에서 수신되는 광이 평행 경로를 따라 이동하지 않을 수 있기 때문에 본질적으로 시차 문제와 연관될 수 있다. 예를 들어, LIDAR 시스템이 짧은 거리에 있는 물체를 검출하려면 방출기와 수신기가 서로를 향해 물리적으로 기울어질 필요가 있다(병렬로 정렬하는 것과 반대). 그러나 이러한 물리적 기울기는 LIDAR 시스템으로부터 장범위 검출 기능의 손실을 초래할 수 있다. 이 문제를 해결하고 단범위 및 장범위 검출을 모두 처리할 수 있는 기능을 갖추기 위해 일부 시스템은 넓은 시야와 앞서 언급한 기울어진 어셈블리의 조합을 사용할 수 있다. 그러나 이 넓은 시야는 방출기에서 방출되는 광의 양을 늘리지 않고 수신기에서 검출되는 배경 광의 양을 증가시키는 것을 포함하여 또 다른 일련의 문제를 초래할 수 있으며, 이는 수신기의 신호 대 잡음비를 크게 증가시킬 수 있다. 또한 위에서 언급한 바와 같이, 바이스태틱 LIDAR 시스템(또는 예를 들어 모노스태틱 LIDAR 시스템을 포함하는 일반적인 LIDAR 시스템)은 레인지 앨리어싱 및/또는 크로스토크 문제에 기반한 특정 복귀 광의 소스를 결정하는 데 어려움을 가질 수 있다.

바이스태틱 LIDAR 구성과 관련하여 상기 시차 문제를 제거하거나 완화하기 위해, LIDAR 시스템은 LIDAR의 방출기 디바이스(예를 들어, 레이저 다이오드)에서 방출된 광을 기반으로 하는 복귀 광을 검출하기 위해 다중 포토디텍터를 포함할 수 있다. 포토디텍터는 그들의 개별 시야가 LIDAR 시스템(예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이)으로부터의 다양한 거리를 포함하도록 물리적으로 배향될 수 있다(예를 들어, 상이한 각도로 향함). 이러한 구성에서, 제1 포토디텍터는 그 검출 시야가 LIDAR 시스템으로부터 짧은 범위(예를 들어, 2.85도의 시야를 포함하는 LIDAR 시스템으로부터 0.1m 떨어진 내지 0.195m 떨어진 거리를 포함하는 범위) 내의 물리적 공간을 포함하도록 물리적으로 배향될 수 있다. 제2 포토디텍터는 그 검출 시야가 제1 포토디텍터가 커버하는 물리적 공간 바로 너머의 물리적 공간(예를 들어, 2.85도의 시야를 또한 갖는 LIDAR 시스템으로부터 0.19m 떨어진 내지 4.1m 떨어진 거리를 포함하는 범위)을 커버하도록 물리적으로 배향될 수 있다. 마찬가지로, 제3 포토디텍터는 제2 포토디텍터가 커버하는 물리적 공간 바로 너머의 물리적 공간(예를 들어, LIDAR 시스템으로부터 4m 떨어진 내지 2.85도의 시야를 갖는 LIDAR 시스템에서 무한하게 떨어진 거리를 포함하는 범위)을 커버하도록 물리적으로 배향될 수 있다. (이러한 예시적인 거리 및 시야는 임의의 예로서 제공되며 임의의 다른 범위 및/또는 시야가 유사하게 적용될 수 있다). LIDAR 시스템 내에 포함된 포토디텍터의 총 수는 여러 인자에 기반할 수 있다. 첫 번째 예로서, 그 수는 포토디텍터에 의해 커버되기를 바라는 최대 검출 범위에 기반할 수 있다. 최대 감지 범위가 LIDAR 시스템으로부터 더 작은 거리이면, 더 적은 수의 포토디텍터를 사용할 수 있고, 최대 감지 범위가 LIDAR 시스템으로부터 더 큰 거리이면, 더 많은 수의 포토디텍터를 사용할 수 있다.("최대 감지 범위"라는 용어가 사용되지만 이 거리는 이론적으로 무한대까지 확장될 수 있다). 두 번째 예로서, 사용되는 포토디텍터의 수는 사용되는 개별 포토디텍터의 시야의 크기에 기반할 수도 있다. 개별 포토디텍터의 일부 또는 전부가 더 좁은 시야를 갖는 경우 더 많은 수의 포토디텍터가 사용될 수 있다. 마찬가지로, 개별 포토디텍터의 일부 또는 전부가 더 넓은 시야를 갖는 경우 더 적은 수의 포토디텍터가 사용될 수 있다. 이들은 LIDAR 시스템에 사용되는 포토디텍터의 수에 영향을 미칠 수 있는 요인의 두 가지 비제한적 예일 뿐이며, 그 수는 추가 요인의 수에 따라 달라질 수 있다. 세 번째 예로서, 사용되는 포토디텍터의 수는 포토디텍터 간의 시야에서 중첩되는 양에 따라 달라질 수 있다. 경우에 따라, 한 포토디텍터의 시야에서 다른 포토디텍터의 시야로의 전환이 각 시야에서 중첩되지 않을 수 있다(즉, 한 포토디텍터의 시야 끝이 다른 포토디텍터 시야의 시작과 정확히 일치할 수 있다). 다른 경우에는, 서로 다른 포토디텍터의 시야 간에 약간의 중첩이 있을 수 있다. 중첩은 복귀 광에 해당하는 충분한 광자가 포토디텍터에 의해 검출될 수 있도록 보장하는 보호 장치 역할을 할 수 있다. 포토디텍터의 시야 간의 중첩의 크기는 변할 수 있고, 복귀 광의 상대적인 크기 대 포토디텍터의 활성 영역과 같은 요인에 따라 달라질 수 있다. 또한 경우에 따라, 개별 포토디텍터가 가리키는 방향도 동적으로 조정할 수 있다. 일부 실시예에서, 포토디텍터는 동일한 거리로 서로 물리적으로 이격되도록 어레이로 구성될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 포토디텍터 어레이는 또한 물리적으로 동일하지 않은 간격으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 대수 기반의 분리는 최소 범위에 대해 동일한 해상도를 생성하는 데 더 유리할 수 있다. 이는 동일한 FoV를 갖는 선형 간격 검출기 어레이를 사용하면, 더 적은 양의 물리적 공간을 담당하는 어레이의 제1 검출기와 훨씬 더 많은 양의 물리적 공간(예를 들어, 4m에서 무한대)을 담당하는 어레이의 마지막 포토디텍터가 비대칭 범위를 초래할 수 있기 때문일 수 있다. 다른 간격 모델(예를 들어, 위에서 설명한 대수 간격)로 이동하면 개별 검출기 범위가 최적화되어 더 균등해질 수 있다. 예를 들어, 이를 통해 환경의 한 영역에서 여러 번 복귀되어 해당 영역을 담당하는 수신기에 과부하가 걸리지 않도록 할 수 있다. 또는 거리가 증가하고 수신기 콘이 매우 커짐에 따라 FoV를 더 줄이기 위해 원거리에서 보다 가까운 간격의 검출기를 사용할 수 있으므로 원거리에서 잡음에 덜 민감해 진다.

일부 실시예에서, 포토디텍터는 선택적으로 "켜짐" 및/또는 "꺼짐"(포토디텍터를 "활성화" 또는 "비활성화"하는 것으로 유사하게 지칭될 수 있음)이 될 수 있다. 포토디텍터를 " 켜짐 "은 임계 전압 레벨을 만족하는 바이어스 전압을 포토디텍터에 제공하는 것을 의미할 수 있다. 상기 임계 전압 레벨을 만족하는(예를 들어, 상기 임계 전압 레벨 이상인) 상기 바이어스 전압은 포토디텍터에 의해 수신된 광에 기반하여 출력 전류의 레벨을 생성하도록 포토디텍터에 충분한 전압을 제공할 수 있다. 사용되는 출력 임계 전압 레벨 및 생성되는 해당 출력 전류는 사용되는 포토디텍터의 유형 및 원하는 포토디텍터 작동 모드에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 포토디텍터가 APD인 경우, 임계 전압 레벨은 전술한 바와 같이 포토디텍터가 광 수신시 애벌란시를 일으킬 수 있도록 충분히 높게 설정될 수 있다. 마찬가지로, APD가 가이거 모드에서 작동하는 것이 바람직한 경우 임계 전압 레벨은 APD가 가이거 모드 작동 영역 외부에서 작동하는 것이 바람직한 경우보다 더 높게 설정될 수 있다. 즉, 이런 더 높은 임계 전압 레벨이 적용될 경우 포토디텍터의 이득은 포토디텍터가 일반 애벌란시 포토다이오드로 작동하는 경우보다 훨씬 클 수 있다. 또한, 포토디텍터가 APD가 아니고 유사한 양의 검출된 광을 기반으로 생성된 출력 전류가 포토디텍터가 APD인 경우보다 훨씬 낮을 수 있는 선형 작동 모드에서 작동하는 경우 임계 바이어스 전압은 낮아지다. 또한, 포토디텍터가 APD이더라도, 임계 전압 레벨은 APD가 광 수신 시 애벌란시를 일으키도록 사용된 임계 전압 레벨 아래로 설정될 수 있다. 즉, APD에 인가된 바이어스 전압은 APD가 여전히 출력 전류를 생성할 수 있도록 충분히 낮게 설정될 수 있지만, 선형 작동 모드에서만 가능하다.

마찬가지로, 일부 실시예에서, 포토디텍터를 "끄는 것"은 포토디텍터에 제공된 바이어스 전압을 임계 전압 레벨 아래로 감소시키는 것을 의미할 수 있다. 경우에 따라, 포토디텍터를 "끄는 것"은 포토디텍터가 복귀 광을 검출할 수 없다는 것을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 즉, 포토디텍터는 바이어스 전압이 임계 전압 레벨 미만인 동안 여전히 복귀 광을 검출할 수 있지만, 포토디텍터에 의해 생성된 출력 신호는 LIDAR 시스템의 신호 처리 부에 대해 설정된 잡음 플로어 미만일 수 있다. 하나의 비제한적 예로서, 포토디텍터는 애벌런시 포토다이오드일 수 있다. 충분한 바이어스 전압이 제공되어 APD가 광을 수신할 때 애벌란시를 일으키면 APD에 의해 큰 전류 출력이 생성될 수 있다. 그러나 더 낮은 바이어스 전압이 적용되는 경우, APD는 여전히 출력을 생성할 수 있지만 그 출력은 선형 작동 모드를 기반으로 할 수 있으며, 결과적으로 출력 전류는 APD가 동일한 수의 광자를 수신할 때 애벌란시를 일으킬 때보다 훨씬 낮을 수 있다. LIDAR 시스템의 신호 처리 부는 선형 모드에서 APD의 출력에 대응하도록 구성된 노이즈 플로어를 가질 수 있으므로, 이러한 감소된 바이어스 전압으로 작동할 때 APD로부터의 출력은 LIDAR 시스템에 의해 효과적으로 무시될 수 있다. 따라서, 포토디텍터를 선택적으로 켜고 및/또는 끄는 것은 주어진 시간에 복귀 광을 검출할 수 있는 일부 포토디텍터만 갖는 것을 수반할 수 있다.

일부 실시예에서, 포토디텍터가 켜지고 및/또는 꺼질 수 있는 타이밍은 미리 결정된 시간 간격에 따라 달라질 수 있다. 첫 번째 예로서, 이러한 미리 결정된 시간 간격은 주어진 광 펄스가 LIDAR 시스템의 방출기로부터 방출된 이후 경과된 시간의 양에 기반할 수 있다. 이 첫 번째 예를 계속하면, 방출기에서 방출되는 제1 광 펄스가 타이밍 시퀀스를 트리거할 수 있다. 타이밍 시퀀스는 물체로부터 반사되는 방출된 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 특정 포토디텍터의 시야 내에 있을 것으로 예상될 수 있을 경우 턴온되는 개별 포토디텍터를 포함할 수 있다. 여전히 이 첫 번째 예를 계속하면, 제1 포토디텍터는 그 시야가 LIDAR 시스템으로부터 가장 가까운 거리 내의 물리적 공간의 범위를 포함할 수 있도록 하는 방향으로 가리킬 수 있다(도 1에 도시된 Rxl은 이 제1 포토디텍터의 시야 의 시각적 예를 제공할 수 있다). 이 제1 포토디텍터는 제1 광 펄스로부터 발생하는 복귀 광이 제1 시야 내의 물체로부터 반사될 것으로 예상될 수 있는 제1 시간 간격 동안 턴온되는 제1 포토디텍터일 수 있다. 일 예를 들어, 이 제1 포토디텍터의 시야는 LIDAR 시스템으로부터 0.19m 떨어진 범위부터 LIDAR 시스템으로부터 4.1m 떨어진 범위를 포함할 수 있다(다시 말하면, 본 명세서에 기술된 임의의 포토디텍터의 범위 및/또는 시야의 특정 예는 임의적일 수 있으며, 임의의 다른 범위 및/또는 시야는 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 방출된 광이 LIDAR 시스템에서 방출된 후 LIDAR 시스템에서 다시 제1 포토디텍터를 향해 이 범위 내의 환경에 있는 물체로부터 반사되는 경우, 그 방향을 가리키는 제1 포토디텍터는 켜지고 복귀 광을 검출할 수 있다. 제1 시간 간격이 지나고 제2 시간 간격이 시작되면 제2 포토디텍터가 켜질 수 있다. 제1 시간 간격과 유사하게, 제2 시간 간격은 제2 포토디텍터에 의해 검출된 임의의 복귀 광이 제2 포토디텍터의 시야에 있는 물체로부터 유래된 것으로 예상되는 기간에 대응할 수 있다. 이 프로세스는 어레이에 있는 이전 포토디텍터의 연속적인 시간 간격이 경과한 후 어레이에 남아 있는 포토디텍터 중 일부 또는 전부가 켜지면서 계속될 수 있다. 아래에 설명된 바와 같이, 이 프로세스는 예를 들어 도 2에서 가시화될 수 있다. 또한, 경우따라, 특정 포토디텍터의 시야와 관련된 시간 간격이 지나면 해당 포토디텍터도 꺼질 수 있다. 즉, 현재 시간 간격과 연관된 포토디텍터만 주어진 시간에 켜질 수 있다. 이는, 몇 가지 예를 들자면 이 시간 동안 다른 포토디텍터에 의해 수신된 외부 데이터를 줄이는 역할을 하고 및/또는 LIDAR 시스템의 전력 소비를 줄이는 것과 같은 여러 이점을 제공할 수 있다. 그러나 일부 실시예에서, 포토디텍터의 일부 또는 전부는 다수의 시간 간격 동안 켜져 있을 수 있거나 항상 켜져 있을 수 있다. 이는 환경에서 최대한 많은 데이터를 캡처할 수 있기 때문에 유용할 수 있다. 또한 시간 간격이 반드시 동일한 시간 길이일 필요는 없다. 예를 들어, 주어진 포토디텍터와 관련된 시간 간격은 포토디텍터의 시야 크기에 따라 달라질 수 있다. 즉, 더 좁은 시야를 갖는 포토디텍터는 더 넓은 시야를 갖는 포토디텍터보다 더 짧은 시간 간격과 연관될 수 있다. 이러한 상황은 다양한 크기의 시야를 가진 포토디텍터가 사용될 때 발생할 수 있다. 또한, 경우에 따라, LIDAR 시스템 내에 포함된 임의의 포토디텍터를 켜거나 끌 시기를 결정하기 위해 임의의 다른 유형의 시간 간격이 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 주어진 시간 간격 동안 개별 포토디텍터에 제공되는 바이어스 전압은 반드시 고정되지 않을 수 있다. 즉, 포토디텍터에 제공되는 바이어스 전압은 특정 함수(예를 들어, "함수"는 시간에 대해 인가되는 바이어스 전압의 크기를 의미할 수 있다. 즉 시간이 지남에 따라 인가된 바이어스 전압의 플롯이 생성되는 경우, 함수는 플롯에 의해 시각화된다)에 따라 시간이 지남에 따라 달라질 수 있다. 함수는 반드시 임계 전압 레벨 또는 임계 전압 값 미만의 값의 임계 전압 레벨만을 포함할 필요는 없다(즉, 인가된 바이어스 전압이 함수로 플롯된 경우 반드시 시간 간격 시작 시 임계값 전압 레벨로 상승하고 시간 간격 종료 시 임계값 전압 레벨 아래로 떨어지는 계단 함수처럼 보일 필요는 없다). 대신 함수는 시간 간격 전체에 걸쳐 바이어스 전압의 어느 정도의 변화와 연관될 수 있다. 예를 들어, 함수는 가우스 함수를 나타낼 수 있다. 이러한 유형의 함수를 사용하여 제공되는 바이어스 전압을 지정하면, 예를 들어 바이어스 전압은 첫 번째 기간에 걸쳐 증가할 수 있고 피크 바이어스 전압에 도달한 다음 두 번째 기간에 걸쳐 임계 전압 레벨 아래로 다시 감소할 수 있다. 경우에 따라, 예시적인 가우시안 함수의 피크는 특정 포토디텍터와 연관된 미리 결정된 전체 시간 간격에 걸쳐 유지될 수 있다. 경우에 따라 가우시안 함수의 상향 기울기는 시간 간격의 시작 부분에서 시작될 수 있으며 가우시안 함수의 피크는 시간 간격의 시작 후 특정 시간에 도달할 수 있다. 포토디텍터가 시야의 특정 부분에서 복귀 광에 가장 민감한 곳에 있는 것이 바람직한 경우, 이것은 바람직할 수 있다. 경우에 따라, 예시적인 가우시안 함수의 상향 기울기가 이전 포토디텍터의 시간 간격 동안 시작될 수 있다(마찬가지로 하향 기울기가 연속적인 포토디텍터의 시간 간격에 대한 시간 간격으로 확장될 수 있다). 경우에 따라, 함수는 가우시안 함수가 아닌 다른 함수일 수 있다(예를 들어, 함수는 어떤 경우에 실제로 계단 함수일 수도 있다). 즉, 주어진 포토디텍터에 인가되는 바이어스 전압은 시간이 지남에 따라 여러 가지 방식으로 변할 수 있다. 또한, 서로 다른 포토디텍터는 다른 유형의 기능과 연관될 수 있다. 서로 다른 포토디텍터도 동일한 유형의 기능과 연관될 수 있지만 함수의 특정 매개변수는 다를 수 있다. 예를 들어, 하나의 포토디텍터에 사용되는 가우시안 함수의 피크는 제2 포토디텍터에 사용되는 가우시안 함수의 피크보다 클 수 있다. 사용되는 함수는 LIDAR 시스템에서 방출되는 서로 다른 광 펄스에 따라 다를 수 있다. 즉, LIDAR 시스템이 제1 광 펄스를 방출할 때 첫 번째 유형의 함수가 사용될 수 있지만, LIDAR가 후속 광 펄스를 방출할 때 두 번째 유형의 함수가 사용될 수 있다. 포토디텍터에 인가된 바이어스 전압을 제어하기 위해 상이한 함수가 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 상기 예는 단지 예시일 수 있고, 다양한 타이밍 고려 사항에 기반하여 포토디텍터의 임의의 조합에 임의의 다른 유형(들)의 함수가 적용될 수 있다.

일부 실시예에서, 포토디텍터가 켜지고 및/또는 꺼지는 방식은 방출기로부터 연속적인 광 펄스 방출에 사용되는 고정된 시간 간격에 기반하는 대신 동적일 수도 있다. 즉, 서로 다른 포토디텍터에 제공될 바이어스 전압을 결정하는 데 사용되는 시간 간격은 동일한 방식으로 지속적으로 반복되지 않고 오히려 시간이 지남에 따라 변할 수 있다. 경우에 따라 일부 또는 모든 포토디텍터에 사용되는 시간 간격은 방출기에 의해 각각 연속적인 광 펄스 방출 후에 변경될 수 있다. 경우에 따라 주어진 수의 방출된 광 펄스가 방출기에 의해 방출된 후 시간 간격이 변경될 수 있다. 경우에 따라 단일 방출 광 펄스가 환경을 현재 횡단할 수 있는 기간 내에서 시간 간격이 변경될 수도 있다. 즉, 광 펄스가 방출될 수 있고, 제1 포토디텍터가 제1 시간 간격 동안 켜질수 있고, 그런 다음 제2 포토디텍터에 대한 제2 시간 간격이 다른 시간 간격으로 동적으로 변경될 수 있다. 경우에 따라 이러한 시간 간격 변경은 환경에서 받은 데이터를 기반으로 할 수 있다. 즉, 폐쇄 루프 피드백 시스템은 시간 간격을 변경하도록 구현될 수 있다(이 폐쇄 루프 피드백 시스템은 서로 다른 포토디텍터에 제공되는 바이어스 전압을 지시하는 데 사용되는 기능 유형을 동적으로 조정하는 데 유사하게 사용될 수 있음에 유의해야 하다.

일부 실시예에서, 포토디텍터의 물리적 배향은 또한 고정 및/또는 동적으로 구성될 수 있다. 즉, 개별 포토디텍터는 포토디텍터가 가리키는 방향을 동적으로 조정할 수 있는 작동 메커니즘을 포함할 수 있다(결과적으로 포토디텍터의 시야는 동적으로 조정할 수 있다). 예를 들어, 작동 메커니즘은 MEMS(microelectromechanical systems) 또는 포토디텍터가 가리키는 방향을 조정할 수 있는 다른 유형의 작동 메커니즘을 포함할 수 있다. 하나 이상의 포토디텍터의 물리적 방향에 대한 이러한 동적 조정은 여러 다른 이유로 수행될 수 있다. 첫 번째 예로서, 하나의 특정 방출된 광 펄스가 환경을 횡단하는 동안 기간 내에서, 제1 포토디텍터가 켜질 수 있고 데이터가 그 제1 포토디텍터에 의해 캡처될 수 있다. 제2 포토디텍터가 가리키는 방향은 제1 포토디텍터에 의해 캡처된 데이터에 기반하여 조정될 수 있다. 두 번째 예로서, 다중 포토디텍터가 동일한 방향을 가리키도록 조정될 수 있다. 이는 단일 포토디텍터가 환경의 툭정 부분에서 데이터를 캡처하는 데 사용된 경우보다 다중 포토디텍터가 환경의 특정 부분에서 더 많은 데이터가 캡처되도록 할 수 있기 때문에 바람직할 수 있다. 이것은 하나의 포토디텍터가 다른 포토디텍터에 대한 안전장치 역할을 할 수 있기 때문에 유익할 수 있다(즉, 하나의 포토디텍터가 다른 포토디텍터에 의해 수신된 데이터를 검증하는 역할을 할 수 있거나 또는 다른 포토디텍터가 주어진 기간 동안 그렇게 할 수 없는 경우 환경의 일부로부터 데이터를 캡쳐 하는 역할을 할 수 있다.) 이것은 또한 환경의 일부가 관심 영역으로 결정되고 따라서 환경의 해당 부분에서 가능한 한 많은 데이터를 얻는 것이 바람직한 경우에 유용할 수 있다. 그러나 이들은 하나 이상의 포토디텍터의 물리적 배향을 조정하는 이유의 예일 뿐이며 이러한 조정은 다른 여러 가지 이유로도 이루어질 수 있다.

일부 실시예에서, 포토디텍터 어레이 내의 개별 포토디텍터에 의해 생성되는 데이터를 캡처하는 데 사용되는 회로(이의 예는 도 4a 및 4B에 도시될 수 있음)는 각 포토디텍터에 대해 개별 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 제공하는 것을 수반할 수 있다. 아날로그-디지털 변환기는 아날로그 신호를 입력으로 받아 해당 디지털 출력을 생성할 수 있다. 포토디텍터에 의한 전류 출력은 아날로그 신호일 수 있으므로 아날로그-디지털 변환기는 이 신호를 입력으로 받아 LIDAR 시스템의 신호 처리 부에서 사용할 수 있는 디지털 형식으로 변환할 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 단일 ADC는 다수의 포토디텍터 또는 모든 포토디텍터에 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 개별 포토디텍터의 출력은 합산되어 단일 출력으로서 ADC에 제공될 수 있다. 합산은 함께 용량 결합된 하나 이상의 회로를 포함할 수 있는 합산 회로를 사용하여 수행될 수 있거나 연산 증폭기 합산기의 형태일 수도 있다. 또한, 개별 포토디텍터의 출력을 합산하기 전에 하나 이상의 감쇠기를 사용하여 하나 이상의 포토디텍터의 출력을 감쇠시킬 수도 있다. 예를 들어, 모든 검출기가 항상 켜진 경우, 감쇠기는 특정 시간에 특정 검출기의 출력을 감쇠시키는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 감쇠는 하나의 검출기를 제외한 모든 검출기의 출력을 감쇠시키기 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 하나의 검출기는 방출된 광 펄스로부터의 복귀 광이 현재 위치될 것으로 예상되는 시야에 대응할 수 있다. 따라서 감쇠기는 ADC 및 신호 처리 구성요소(410)에 제공되는 검출기 출력 잡음의 양을 감소시키는 역할을 할 수 있다. 감쇠기는 또한 다른 방식으로도 사용될 수 있다. 예를 들어, 검출기의 모든 출력은 하나 이상의 검출기의 출력을 차단하는 것이 바람직하다고 결정되지 않는 한 감쇠되지 않은 상태로 남을 수 있다. 경우에 따라, 포토디텍터의 일부 또는 전부가 단일 광 펄스 방출 동안 선택적으로 켜지고 꺼지는 대신 항상 켜진 상태로 유지될 때 전술한 회로 실시예 중 하나가 사용될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 포토디텍터가 선택적으로 온 및/또는 오프될 때에도 회로가 사용될 수 있다. 예를 들어 방출된 광 펄스에 기반한 복귀 광이 포토디텍터의 시야에 들어갈 것으로 예상됨에 따라 포토디텍터가 선택적으로 켜지는 시나리오(즉, 한 번에 하나의 포토디텍터만 켜짐)에서 단일 ADC 채용될 수 있다. 이러한 경우 다수 또는 모든 포토디텍터가 동시에 켜지는 경우와 같이 합산 및/또는 감쇠가 필요하지 않을 수 있다. 사용되는 포토디텍터의 복구 기간이 긴 경우 이 구성은 배경 잡음이 동적 범위를 감소시키는 것을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.

일부 실시예에서, 본 명세서에 기술된 다중 포토디텍터의 사용은 또한 LIDAR 시스템에서 발생할 수 있는 레인지 앨리어싱 문제를 완화하는 추가 이점을 가질 수 있다. 레인지 앨리어싱은 LIDAR 시스템의 방출기에서 방출되는 두 개 이상의 서로 다른 광 펄스가 동시에 환경을 횡단할 때 발생할 수 있는 현상일 수 있다. 예를 들어, LIDAR 시스템의 방출기는 제1 시간에 광 펄스를 방출할 수 있고, 광 펄스가 최대 감지 범위에서 LIDAR 시스템으로 돌아올 것으로 예상되는 시간이 경과할 수 있다. 그런 다음 LIDAR 시스템은 제2 광 펄스를 방출할 수 있다. 이 제2 광 펄스가 방출된 후 짧은 시간에 최대 감지 범위 밖의 물체에서 반사되는 제1 광 펄스에 기반한 복귀 광이 검출될 수 있다. 이 경우 LIDAR 시스템은 복귀 광 펄스를 제1 광 펄스의 긴 범위 복귀 대신 제2 광 펄스의 짧은 범위 복귀로 잘못 인식할 수 있다. 이는 LIDAR 시스템에서 방출된 여러 광 펄스와 연관된 광이 주어진 시간 간격 동안 환경에 존재할 수 있기 때문에 문제가 될 수 있다. 이로 인해 LIDAR 시스템의 샷 속도(방출기에서 후속 광 펄스가 방출될 수 있는 속도)가 낮아져 수많은 광 펄스가 동시에 환경을 횡단하여 이 레인지 앨리어싱 문제가 발생할 가능성을 줄일 수 있다.

일부 실시예에서, 본 명세서에 기술된 방식으로 다중 포토디텍터를 사용하는 것은 단지 하나의 포토디텍터가 사용되는 경우보다 환경에 대한 더 많은 데이터가 확인될 수 있기 때문에 레인지 앨리어싱 문제를 완화하거나 제거할 수 있다. 이러한 개념은 도 3에서 더 예시될 수 있다. 예를 들어, 제1 광 펄스가 제1 시간에 방출될 수 있다. 제1 광 펄스는 환경을 횡단할 수 있고, 연속적인 개별 포토디텍터는 제1 광 펄스가 방출기로부터 더 멀어짐에 따라 다양한 시간 간격으로 켜지거나 꺼질 수 있다. 그러나 제1 광 펄스가 물체에서 반사되지 않고 마지막 포토디텍터에서 검출되지 않고 마지막 포토디텍터의 시야를 넘어 이동할 때 마지막 포토디텍터(예를 들어, LIDAR 시스템에서 가장 먼 검출 범위를 가진 포토디텍터)를 끄는 대신에, 제1 광 펄스가 마지막 포토디텍터의 시야를 넘어 계속 이동하므로 마지막 포토디텍터는 켜진 상태로 유지될 수 있다. 이 예를 계속하면, 방출기에 의해 제2 광 펄스가 방출될 수 있다. 제2 광 펄스가 방출된 직후(예를 들어, 방출기에 가장 가까운 거리 범위를 포함하는 시야를 가진 제1 포토디텍터의 시야 내에 있을 때) 마지막 포토디텍터가 복귀 광을 검출할 수 있다. 이 경우 제2 광 펄스는 마지막 포토디텍터에 의해 복귀 광으로 검출될 만큼 충분히 멀리 이동하지 않았으므로 마지막 포토디텍터에 의한 검출은 제1 광 펄스와 연관될 가능성이 더 높다. 이러한 방식으로, 검출된 광 복귀가 어떤 광 펄스와 연관될 수 있는지를 더 쉽게 확인할 수 있다.

레인지 앨리어싱 문제가 다중 포토디텍터의 사용에 의해 어떻게 완화 및/또는 제거될 수 있는지에 대한 또 다른 예로서, 포토디텍터가 전술한 바와 같이 미리 결정된 시간 간격에 기반하여 턴 온 및/또는 오프되도록 제어되는 경우, LIDAR 시스템의 최대 감지 범위를 넘어 물체에서 반사되는 복귀 광은 검출되지 않을 수 있다(레인지 앨리어싱의 가능성을 제거할 수 있음). 그 이유는 다음과 같이 예시될 수 있다. 이 예에서는 제1 광 펄스가 방출된다. 그런 다음 포토디텍터는 최종 포토디텍터(LIDAR 시스템에서 가장 긴 거리의 시야를 가진 포토디텍터)가 꺼질 때(최대 감지 범위를 벗어난 예상 복귀 광이 발생할 때)까지 전술한 바와 같이 켜고/끄는 시퀀스를 통해 진행한다. 그런 다음 LIDAR 시스템에서 제2 광 펄스가 방출된다. 항상 켜져 있는 포토디텍터가 하나만 있는 경우 제1 광 펄스에서 복귀된 광이 복귀되어 포토디텍터에 의해 검출될 수 있다. 그러나 다중 포토디텍터가 있고 각 포토디텍터가 주어진 시간 간격 동안만 켜지면 주어진 포토디텍터에 의해 검풀된 복귀 광이 제2 광 펄스에서 비롯되었을 가능성이 더 크다. 즉, 제1 광 펄스에 기반한 복귀 광이 특정 포토디텍터가 켜지는 시간 간격 동안 시야에 도달하지 않는 한. 이 시나리오가 발생하더라도(제1 광 펄스에서 복귀되는 광이 포토디텍터가 켜져 있는 동안 포토디텍터의 시야에 도달함), 다중 포토디텍터를 사용하면 검출된 복귀 광이 잠재적으로 제1 광 펄스에서 발생할 수 있다는 결정을 여전히 내릴 수 있다. 즉, 제1 펄스로부터의 복귀 광이 복귀하고 켜진 포토디텍터 중 하나에 의해 검출되지만, 제2 광 펄스가 여전히 물체로부터 포토디텍터로 다시 반사되지 않은 경우, 광 펄스로부터의 복귀 광은 켜진 후속 포토디텍터에 의해 검출될 수 있다. 이것은 두 펄스로 모두에서 복귀 광을 수신할 수 있고, 따라서 LIDAR 시스템은 복귀 광 검출 중 적어도 하나가 이 레인지 앨리어싱에 기반한 것인지 결정할 수 있음을 의미한다. 이 경우 LIDAR 시스템은 이 두 가지 검출된 복귀를 모두 무시할 수 있다.

일부 실시예에서, 전술한 바와 같이 레인지 앨리어싱을 완화하는 것은 레인지 앨리어싱이 이러한 시스템 및 방법을 사용하여 완화되지 않는 경우보다 더 많은 수의 광 펄스가 시간 프레임 내에서 방출되는 것을 허용하는 부가적인 이점을 가질 수 있다. 이것은 LIDAR 시스템이 어떤 복귀 광이 어떤 방출된 광 펄스와 연관되어 있는지 결정할 수 있는 가능성이 더 높은 경우 동시에 환경을 횡단하는 더 많은 광 펄스를 갖는 것이 문제가 되지 않을 수 있기 때문일 수 있다. 주어진 시간 동안 더 많은 광 펄스를 방출하는 능력은 더 빠른 속도로 환경에 대해 더 많은 양의 데이터를 수집할 수 있는 결과를 가져올 수 있다.

일부 실시예에서, 본 명세서에 기술된 다중 포토디텍터 바이스태틱 LIDAR 시스템은 또한 서로 다른 LIDAR 시스템 간의 혼선을 완화하거나 제거하는 추가적인 이점을 가질 수 있다. 크로스토크는 제1 LIDAR 시스템의 방출기가 제2 LIDAR 시스템을 향할 때 발생하는 시나리오를 의미할 수 있다. 제1 LIDAR 시스템이 광 펄스를 방출하면, 그 광 펄스는 제2 LIDAR 시스템을 향해 이동하고 제2 LIDAR 시스템의 포토디텍터에 의해 검출될 수 있다. 레인지 앨리어싱 문제와 유사하게 제2 LIDAR 시스템은 하나의 포토디텍터만 사용되는 경우 자체 방출 광 펄스와 다른 LIDAR 시스템에서 발생하는 광 펄스를 식별하는 데 어려움을 가질 수 있다. 이 크로스토크 시나리오는 레인지 앨리어싱이 완화되거나 제거될 수 있는 유사한 방식으로 완화되거나 제거될 수 있다.

일부 실시예에서, 본 명세서에 기술된 다중 포토디텍터 바이스태틱 LIDAR 시스템은 또한 시차, 레인지 앨리어싱 및/또는 크로스토크 문제를 완화하는 것 이상의 추가 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 다중 포토디텍터의 사용은 하나의 특정 포토디텍터가 밝은 광에 의해 포화될 수 있는 시나리오를 완화할 수 있다. 이 경우, 포토디텍터는 후속 광을 검출할 수 없는 동안 복구 기간에 들어갈 수 있다. LIDAR 시스템에서 하나의 포토디텍터만 사용되는 경우 LIDAR 시스템은 이 복구 기간 동안 광을 복귀하지 못하게 될 수 있다. 그러나, 다중 포토디텍터를 사용하는 경우에는 현재 복구 중인 포토디텍터의 백업용으로 다른 포토디텍터가 사용될 수 있다.

도면으로 돌아가서, 도 1은 본 명세서에 기술된 바와 같은 다중 검출기를 구현할 수 있는 예시적인 LIDAR 시스템(101)의 상위 레벨 개략도를 도시할 수 있다. 예시적인 LIDAR 시스템에 대한 보다 상세한 설명은 도 6에 대해서도 설명될 수 있다. 도면에 도시된 요소를 참조하면, LIDAR 시스템(101)은 적어도 하나 이상의 방출기 디바이스(예를 들어, 방출기 디바이스(102a) 및/또는 다양한 추가 방출기 디바이스) 및 하나 이상의 검출기 디바이스(예를 들어, 검출기 디바이스(106a), 검출기 디바이스(106b), 검출기 디바이스(106c), 및/또는 다양한 추가적인 검출기 디바이스)를 포함할 수 있다. 이하에서, "방출기 디바이스" 또는 "검출기 디바이스"와 같은 요소에 대한 참조가 이루어질 수 있지만, 그러한 참조는 이러한 요소 중 다수에도 유사하게 적용될 수 있다. 일부 실시예에서, LIDAR 시스템(101)은 차량(101)에 통합될 수 있고 적어도 차량(101)에 대한 범위 결정을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 차량(101)은 환경(108)을 횡단할 수 있고 LIDAR 시스템(101)을 사용하여 차량(101)에 대한 환경(108) 내의 다양한 객체(예를 들어, 보행자(107a), 정지 표지판(107b) 및/또는 제2 차량(107c))의 상대적인 거리를 결정할 수 있다.

또 도 1을 참조하여, 하나 이상의 검출기 디바이스는 개별 검출기 디바이스가 서로 다른 방향을 가리키도록 물리적으로 배향되도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 서로 다른 검출기는 환경(108)에서 서로 다른 해당 시야를 가질 수 있다. 예를 들어, 검출기 디바이스(106c)는 시야(110)와 연관될 수 있고, 검출기 디바이스(106b)는 시야(111)와 연관될 수 있으며, 검출기 디바이스(106a)는 시야(112)와 연관될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 개별 검출기 디바이스의 시야는 방출기(102a)로부터 특정 범위의 거리를 커버할 수 있다. 예를 들어, 검출기 디바이스(106c)의 시야(110)는 방출기(102a)에 대한 가장 가까운 범위의 거리를 커버하는 것으로 도시되어 있고, 검출기 디바이스(106b)의 시야(111)는 방출기(102a)에 대한 중간 범위의 거리를 커버하는 것으로 도시되어 있고, 검출기 디바이스(106a)의 시야(112)는 방출기(102a)로부터 가장 먼 범위의 거리를 커버하는 것으로 도시되어 있다. 따라서, 종합하면, 검출기 디바이스는 시야(110), 시야(111) 및 시야(112)를 포함하는 전체 시야를 커버할 수 있다. 도면에는 세 개의 관련 시야를 가진 세 개의 검출기 장치가 도시되어 있지만, 전체 시야는 유사하게 다양한 검출기 디바이스 간에 유사하게 분할될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 바와 같이, 하나의 포토디텍터에 대한 하나의 시야는 다른 포토디텍터에 대한 이전 시야가 끝나는 정확한 위치에서 시작할 수 있어, 포토디텍터 사이에 시야 사각지대를 남기지 않는다. 그러나 경우에 따라(도면에 도시되지 않음), 서로 다른 포토디텍터의 다양한 시야 간에도 중첩이 있을 수 있다. 서로 다른 시야는 서로 다른 검출기 디바이스가 방출기(102a)로부터 방출된 광(105)에 기반한 환경(108)으로부터의 복귀 광 120을 검출하도록 할 수 있다. 상이한 시야가 커버하는 다양한 거리 범위로 인해, 각각의 검출기 디바이스는 차량(101)으로부터 다양한 거리에 있는 물체를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 검출기 디바이스(106c)는 차량(101)에 가장 가까운 거리를 커버하는 시야(110)와 연관되어 있으므로, 검출기 디바이스(106c)는 차량(101)(예를 들어, 차량(107c))으로부터 더 짧은 거리에 있는 물체로부터 반사되는 복귀 광(120)을 검출하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 검출기 디바이스는 또한 복귀 광(120)이 개별 검출기 디바이스의 시야 내에 있을 때의 시간 추정치에 기반하여 선택적으로 켜지거나 및/또는 꺼질 수 있다.

사용 사례 예

도 2a 및 2B는 본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 사용 사례(200)를 도시한다. 사용 사례(200)는 광 펄스가 방출기로부터 방출된 후 다양한 시간 간격 동안 하나 이상의 검출기가 선택적으로 켜지고 및/또는 꺼질 수 있는(전술한 바와 같이) 방법을 예시할 수 있다. 사용 사례(200)는 방출기(202)를 도시할 수 있으며, 이는 도 1과 관련하여 기술된 방출기(102a)와 동일할 수 있는 방출기(202), 뿐만 아니라 본 명세서에 기술된 다른 방출기를 도시할 수 있다. 사용 사례(200)는 예를 들어, 검출기 디바이스(106a), 검출기 디바이스(106b) 및/또는 검출기 디바이스(106b)와 동일할 수 있는 제1 검출기(203), 제2 검출기(204), 및/또는 제3 검출기(205)를 포함하는 하나 이상의 검출기, 뿐만 아니라 본 명세서에 기술된 다른 검출기도 도시할 수 있다. 각각의 검출기는 연관된 시야를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 검출기(203)는 시야(206)와 연관될 수 있고, 제2 검출기(204)는 시야(207)와 연관될 수 있고, 제3 검출기(205)는 시야(208)와 연관될 수 있다. 도 1의 시야에서와 같이. 도 2의 사용 사례(200)의 개별 시야(예를 들어, 시야(206), 시야(207) 및/또는 시야(208))는 방출기(202)로부터(또는 더 광범위하게 말하면, LIDAR 시스템으로부터) 다양한 거리 범위를 포함할 수 있다. 시야는 검출기가 환경(예를 들어, 나무(209), 차량 214, 및/또는 하우스(219))내의 물체로부터 반사된 복귀 광 (예를 들어, 복귀 광 211, 복귀 광 213, 및/또는 복귀 광 215)을 검출하도록 할 수 있다. 사용 사례(200)에 도시된 바와 같이, 제1 검출기(203)와 연관된 시야(206)는 방출기(202)(또는 LIDAR 시스템)에 가장 근접할 수 있는 거리 범위를 커버할 수 있고, 제2 검출기(204)와 연관된 시야(207)는 방출기(202)(또는 LIDAR 시스템)로부터 중간에 있는 거리 범위를 커버할 수 있고, 제3 검출기(205)와 연관된 시야(208)는 방출기(202)(또는 LIDAR 시스템)로부터 가장 먼 거리 범위를 커버할 수 있다. 종합하면, 시야(206), 시야(207) 및 시야(208)는 LIDAR 시스템의 전체 시야를 커버할 수 있다. 즉, 대응하는 시야를 가진 개별 검출기는 LIDAR 시스템의 전체 시야의 일부를 커버할 수 있고 함께 취한 모든 시야는 LIDAR 시스템의 원하는 시야를 커버할 수 있다. 예를 들어, 원하는 총 시야는 LIDAR 시스템의 최대 감지 범위에 대응할 수 있으며, 이는 미리 정의되거나 다양한 인자에 기반하여 선택될 수 있다. 사용 사례(200)는 3개의 대응하는 시야를 갖는 3개의 검출기만을 나타낼 수 있지만, LIDAR 시스템의 검출 범위를 커버하기 위해 다른 수의 검출기 및 관련 시야가 사용될 수 있다. 검출기는 도 1에 도시된 검출기, 뿐만 아니라 본 명세서에 기술된 다른 검출기와 동일할 수 있다. 일부 경우에, 방출기(202) 및 하나 이상의 검출기는 바이스태틱 LIDAR 시스템과 같은 전체 LIDAR 시스템의 일부일 수 있다. 즉, 사용 사례(200)는, 예를 들어 도 1에 도시된 LIDAR 시스템에 의해 구현되는 사용 사례를 도시할 수 있다.

도 2a를 참조하면, 사용 사례(200)는 장면(201)으로 시작할 수 있다. 장면(201)은 광 펄스(210)를 환경(210)으로 방출하는 LIDAR 시스템의 방출기(202)를 수반할 수 있다. 장면(201)은 또한 방출기(202)에 의해 방출된 후, 방출기(202)에 가장 가까운 거리 범위를 커버하는 시야(206)를 갖는 검출기(제1 검출기(203))가 켜질 수 있다는 것을 도시할 수 있다. 이 제1 검출기(203)는 주어진 제1 시간 간격(T1) 동안 켜질 수 있다. 이 제1 시간 간격 동안, LIDAR 시스템의 다른 검출기(예를 들어, 제2 검출기(204) 및 제3 검출기(205))는 꺼질 수 있으며, 이는 파선으로 도시된 그들의 시야에 의해 표현될 수 있다. 제1 시간 간격 ATx는 환경의 물체로부터 반사된 복귀 광이 제1 검출기(203)의 시야(206) 내에 있을 것으로 예상되는 시간 간격에 대응할 수 있다. 예시를 목적으로, 장면(201)은 시야(206) 내에 있고 복귀 광(211)을 반사하는 나무(209)를 도시할 수 있다. 이 복귀 광(211)은 그 후 제1 검출기(203)에 의해 검출될 수 있다. 나무 209(및 관련된 복귀 광211)는 시야(206)내의 복귀 광이 어떻게 보일 수 있는지를 예로서 점선으로 묘사될 수 있음에 유의해야 한다. 그러나, 이 사용 사례(200)의 후속 장면에서 예시를 계속하기 위해, 광 펄스(210)가 방출기(202)로부터 더 먼 환경을 횡단할 수 있도록 나무(209)는 실제로 환경에 존재하지 않는 것으로 간주될 수 있다.

계속해서 도 2b에서, 사용 사례(200)는 장면(215)으로 진행할 수 있다. 장면(215)은 장면(201)에 도시된 바와 같이 나무(209)의 위치를 넘어 환경을 계속 횡단하는 광 펄스(210)를 포함할 수 있다. 장면(215)은 제2 시간 간격인 AT2 동안 발생할 수 있다. 제2 시간 간격 동안, 제1 검출기(203)는 꺼지고 제2 검출기(204)는 켜질 수 있다. 즉, 제2 검출기(204)는 이제 현재 켜져 있는 유일한 검출기일 수 있다. 제1 시간 간격과 유사하게, 제2 시간 간격(AT2)은 환경 내의 물체로부터 반사된 복귀 광이 제2 검출기(204)의 시야(207) 내에 있을 것으로 예상되는 시간 간격에 대응할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 제2 검출기(204)는 제1 검출기(203)의 시야(206)에 의해 커버되는 거리 범위의 끝에서 시작하는 거리 범위를 포함하는 시야(207)를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 도면에 도시되지 않았지만, 시야 207 및/또는 시야 206 간에 약간의 중첩이 있을 수도 있다. 따라서, 예시를 목적으로, 장면 215는 시야 207 내에 있고, 복귀 광(213)를 반사하는 차량 214를 도시할 수 있다. 이 복귀 광(213)는 그 후 제2 검출기(204)에 의해 검출될 수 있다. 다시, 차량(214)(및 관련 복귀 광(213))은 시야 207 내에서 복귀 광이 무엇으로 보일 수 있는지를 예로서 점선으로 묘사될 수 있음에 유의해야 한다. 그러나, 이 사용 사례(200)의 후속 장면에서 예시를 계속하기 위해, 광 펄스(210)은 아래에 설명된 장면(230)에 도시된 바와 같이 더 먼 거리로 환경을 횡단할 수 있도록 차량(214)은 환경에 실제로 존재하지 않는 것으로 간주될 수 있다.

계속해서 도 2b에서, 사용 사례는 장면(230)으로 진행할 수 있다. 장면(230)은 장면(215)에 도시된 바와 같이 차량(214)의 위치를 넘어 환경을 계속 횡단하는 광 펄스(210)를 수반할 수 있다. 장면(230)은 제3 시간 간격인 AT3 동안 발생할 수 있다. 제3 시간 간격 동안, 제2 검출기(204)는 꺼지고 제3 검출기(205)는 켜질 수 있다. 즉, 제3 검출기(205)는 이제 현재 켜져 있는 유일한 검출기일 수 있다. 제1 시간 간격 및 제2 시간 간격과 유사하게, 제3 시간 간격(AT3)은 환경 내의 물체로부터 반사된 복귀 광이 제3 검출기(205)의 시야(208) 내에 있을 것으로 예상되는 시간 간격에 대응할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 제3 검출기(205)는 제2 검출기(204)의 시야(207)에 의해 커버되는 거리 범위의 끝에서 시작하는 거리 범위를 포함하는 시야(208)를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 도면에 도시되지 않았지만, 시야(207) 및/또는 시야(208) 간에 약간의 중첩이 있을 수도 있다. 예시를 목적으로, 장면(230)은 시야(208) 내에 있고 복귀 광(218)을 반사하는 집(217)을 도시할 수 있다. 이 복귀 광(218)은 이후 제3 검출기(205)에 의해 검출될 수 있다.

계속해서 도 2에서, 사용 사례(200)는 방출된 광 펄스가 환경(210)을 더 통과함에 따라 시간이 지남에 따라 다양한 검출기가 선택적으로 켜지고 및/또는 꺼질 수 있는 방법의 예의 진행을 도시할 수 있다. 그러나, 이 사용 사례 200은 제한적인 것으로 간주되어서는 안 되며, 검출기는 본 명세서에 설명된 다른 방식으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 경우에 따라, 모든 검출기가 항상 켜질 수 있고(개별 검출기가 선택적으로 켜지고/켜지거나 꺼지는 대신), 하나 이상의 검출기가 주어진 시간에 켜질 수 있고, 및/또는 다른 시간 동안 다른 조합으로 여러 탐지기는 켜질 수 있다. 또한, 사용 사례(200)에 도시된 바와 같이 검출기가 선택적으로 켜지고/꺼지는 시나리오에서, 다양한 검출기가 켜지거나 꺼지는 동안 시간 간격은 변할 수 있다. 예를 들어, 하나의 검출기가 켜지는 동안 시간 간격은 다른 검출기가 켜지는 동안 시간 간격보다 짧거나 길 수 있다. 경우에 따라, 타이밍은 시간이 지남에 따라 주어진 포토디텍터에 적용할 바이어스 전압을 결정하는 데 사용되는 하나 이상의 함수의 유형에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 서로 다른 포토디텍터에 인가되는 바이어스 전압은 시간 이동된 가우시안 함수로 표현될 수 있다. 즉, 주어진 시간 구간 내에서 검출기(205)에 인가되는 바이어스 전압은 피크 바이어스 전압 값까지 램프 업하고, 시간 간격의 끝이 가까워짐에 따라 다시 램프 다운될 수 있다. 유사하게, 제1 시간 간격의 끝이 가까워지고 검출기(204)와 관련된 제2 시간 간격의 시작이 가까워짐에 따라, 바이어스 전압은 유사한 가우시안 함수 등을 사용하여 검출기(204)에 대해 램프업하기 시작할 수 있다. 마지막으로, 시야(예를 들어, 시야(206), 시야(207), 및/또는 시야(208))가 사용 사례(200)에서 고정된 것으로 도시되어 있지만, 이러한 시야 중 임의의 시야도 조정 가능할 수 있다. 즉, 시야가 넓어지거나 좁아지거나, 또는 시야의 방향이 변경될 수 있다. 시야는 또한 시야의 방향을 변경할 수 있는 광학 시스템을 도입하는 것과 같은 다른 방식으로 변경될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 다수의 검출기를 환경 내의 유사한 위치를 향해 초점을 맞추는 것과 같은 다양한 이유로 시야는 변경될 수 있다.

도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 사용 사례(300)를 도시한다. 사용 사례(300)는 레인지 앨리어싱 문제가 본 명세서에 기술된 다중 검출기 시스템 및 방법에 의해 어떻게 완화 및/또는 제거될 수 있는지에 대한 일례를 도시할 수 있다. 사용 사례(300)는 두 개의 병렬 타임라인을 도시할 수 있다. 장면(301 및 310)은 하나의 타임라인을 포함할 수 있고 장면(320 및 340)은 두 번째 병렬 타임라인을 포함할 수 있다. 장면(301 및 310)은 레인지 앨리어싱 문제가 단일 검출기 LIDAR 시스템에서 어떻게 발생할 수 있는지를 도시하기 위해 포함될 수 있으며, 장면(320 및 340)은 이러한 문제가 본 명세서에 기술된 다중 검출기 시스템을 사용하여 어떻게 개선될 수 있는지를 도시할 수 있다. 이와 같이, 장면(301 및 310)은 하나의 방출기(302) 및 하나의 검출기(303)만을 포함할 수 있는 LIDAR 시스템을 도시할 수 있다. 검출기(303)는 최대 검출 거리(305)까지 커버할 수 있는 시야(304)로 복귀 광을 검출할 수 있다.

장면(301 및 310)부터 시작하여, 장면(301)은 제1 광 펄스(306)를 환경으로 방출하는 방출기(302)를 도시할 수 있다. 제1 광 펄스(306)는 상기 환경을 가로질러 결국 검출기(303)의 최대 검출 거리(305)를 지나 이동하는 것으로 도시된다. 즉, 장면(301)의 제1 광 펄스(306)는 복귀 광으로서 환경 내의 물체로부터 아직 반사되지 않고, 검출기(303)의 시야(304) 내에서 검출되었을 수 있다. 이 경우, 장면(310)에 도시된 바와 같이 잠재적인 레인지 앨리어싱 문제가 발생할 수 있다. 장면(310)에 있어서, 상기 방출기(302)는 상기 환경에 제2 광펄스(307)를 방출하는 것으로 도시할 수 있다. 그러나, 제2 광 펄스(307)가 환경을 횡단하는 동안 어떤 포인트에서, 제1 광 펄스는 최종적으로 물체(예를 들어, 나무(308))로부터 반사되어 복귀 광(309)으로서 검출기(303)의 시야(304)를 향해 복귀할 수 있다. 그 후, 복귀 광(309)은 포인트(310)에서 검출기(303)에 의해 검출될 수 있고, 이는 복귀 광(309)이 검출기(303)의 시야에 처음 진입하는 포인트에 대응할 수 있다(예시 목적으로, 이는 제1 시간에 발생할 수 있음). 그러나, 제1 광 펄스(306)로부터의 복귀 광(309)이 포인트(310)에서 검출기(303)에 의해 검출되는 제1 시간에, 제2 광 펄스는 또한 포인트(310)에서 현재 환경 내에 있을 수 있다. 즉, 제2 광 펄스(307)는 제1 광 펄스(306)로부터의 복귀 광(309)이 검출기(303)에 의해 검출될 때까지 방출기(302)로부터 짧은 거리만 이동했을 수 있다. 이러한 경우, LIDAR 시스템(도면에 미도시)의 백-엔드 신호 처리 부품들은, 검출기(303)에 의해 검출된 복귀 광이 제2 광펄스(307)에 기반한 단범위 검출인지, 또는 제1 광펄스(306)에 기반한 장범위 검출인지를 판단하기 어려울 수 있다. 이는 예를 들어, 방출기(302)로부터 방출된 광 펄스에 기반한 거리 결정은 예를 들어 비행 시간(ToF) 결정에 기반하여 이루어질 수 있기 때문이다. 즉, LIDAR 시스템은 광 펄스가 방출되는 시기를 확인한 다음 방출 시간을 복귀 광이 검출기에 의해 검출되는 시간과 비교하여 결정할 수 있다. 시간의 결과 차이는 방출된 광이 LIDAR 시스템으로 다시 반사되는 거리를 결정하는 데 사용될 수 있다. 이를 고려할 때, LIDAR 시스템은 단일 검출기(303)의 시야(304) 내에서 서로 다른 거리에 있는 두 개의 광 펄스를 구별할 수 없을 수 있는데, 그 이유는 두 광 펄스가 이론적으로 검출기(303)에 의해 검출되는 복귀 광의 소스일 수 있기 때문이다.

계속해서 도 3에서, 장면(320) 및 장면(340)은 본 명세서에 기술된 다중 검출기 시스템이 장면(301) 및 장면(310)에 예시된 레인지 앨리어싱 문제를 완화 또는 제거할 수 있는 예시적인 방법을 도시할 수 있다. 따라서 장면(320) 및 장면(340)은 방출기(302) 및 하나 이상의 검출기(예를 들어, 제1 검출기(321), 제2 검출기(322) 및/또는 제3 검출기(323), 이는 제1 검출기(203), 제2 검출기(204) 및/또는 제3 검출기(205) 뿐만 아니라 본 명세서에 기술된 다른 검출기와 동일함)를 포함하는 다중 검출기 시스템을 도시할 수 있다. 검출기는 방출기(302)로부터 특정 거리 범위를 커버하는 시야와 연관될 수 있다. 예를 들어, 제1 검출기(321)는 방출기(302)에 가장 가까운 거리 범위를 포함할 수 있는 시야(324)와 연관되는 것으로 도시될 수 있다. 제2 검출기(322)는 제1 검출기(321)의 시야(324)에 의해 커버되는 거리 범위를 넘는 거리 범위를 포함할 수 있는 시야(325)와 연관된 것으로 도시될 수 있다. 마지막으로, 제3 검출기(323)는 제2 검출기(322)의 시야(325)에 의해 커버되는 거리 범위를 넘는 거리 범위를 포함할 수 있는 시야(326)와 연관된 것으로 도시될 수 있다. 또한, 예시 목적으로, 시야(324), 시야(325) 및 시야(326)의 조합은 방출기(302)로부터 동일한 최대 검출 범위(305)를 커버할 수 있다.

계속해서 도 3에서, 장면(320)은 장면(301)과 유사하게, 방출기(302)가 제1 광 펄스(306)를 환경으로 방출하는 것으로 시작할 수 있다. 다시, 제1 광 펄스(306)는 환경을 횡단하고 결국 제1 검출기(321), 제2 검출기(322) 및 제3 검출기(323)의 최대 검출 거리(305)를 지나 이동하는 것으로 도시된다. 즉, 제1 광 펄스(306)는 환경 내의 물체로부터 반사되지 않고 제1 검출기(321), 제2 검출기(322) 또는 제3 검출기(323)에 의해 검출되었을 수 있다. 또한 장면(310)과 유사하게, 장면(340)에서 방출기(302)는 제2 광 펄스(307)를 방출할 수 있다. 그러나, 단일 검출기(303)가 있는 장면(310)과 다중 검출기가 있는 장면(340) 간의 차이점은 다중 검출기가 단일 검출기(303)가 할 수 있는 것보다 검출된 복귀 광에 대해 더 많은 데이터를 제공하는 데 사용될 수 있다는 것일 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 개별 검출기는 광 펄스가 환경을 횡단함에 따라 선택적으로 켜지거나 꺼질 수 있다. 따라서, 제1 검출기(321), 제2 검출기(322) 및 제3 검출기(323)는 제1 광 펄스(306)가 방출기(302)로부터 더 멀어짐에 따라 선택적으로 켜졌다가 꺼질 수 있다. 레인지 앨리어싱을 완화하기 위해, 제1 광 펄스에서 비롯된 복귀 광 펄스가 제3 검출기(323)의 시야(236)를 벗어나는 시간이 결정될 때 제3 검출기(323)를 끄는 대신에, 제3 검출기(323)는 제1 광 펄스(306)가 검출기의 최대 검출 범위(305)를 넘어서 이동하는 경우에도 계속 켜져 있을 수 있다.

또 계속해서 도 3에서, 장면(340)은 제1 광 펄스(306)가 물체로부터 반사되어 검출기 중 하나에 의해 검출되기 전에 방출기(302)로부터 방출되는 동일한 제2 광 펄스(307)를 도시한다. 그러나 여기서 차이점은 이제 LIDAR 시스템이 방출기(302)로부터 두 개의 서로 다른 거리를 모니터링하는 두 개의 개별 검출기를 갖는다는 것이다. 즉, 이제 방출기(302)에 더 가까운 알려진 시야(324)를 갖는 제1 검출기(321) 및 방출기(302)로부터 더 멀리 있는 알려진 시야(326)를 갖는 제3 검출기(323) 모두가 켜진다. 따라서, 장면(340)에 도시된 바와 같이, 제1 광 펄스(306)가 환경 내의 물체(예를 들어, 나무(308))로부터 반사되고 복귀 광(309)으로서 제3 검출기(323)의 시야(326)로 다시 복귀하면, 제3 검출기(323)는 장면(301 및 310)에 기술된 것과 동일한 제1 시간에 복귀 광을 검출했음을 나타내는 출력을 생성할 수 있다. 장면(340)에 도시된 예에서, 이 제1 시간은 제2 광 펄스(307)에서 비롯된 복귀 광이 제1 검출기(321)의 시야(324) 내에 있을 수 있는 시간에 대응할 수 있다(따라서, 제1 검출기(321)는 켜져 있는 것으로 도시된다). 이 경우 시스템은 제3 검출기(323)에 의해 검출된 복귀 광이 제2 광 펄스(307) 대신에 제1 광 펄스(306)와 연관되어 있음을 식별할 수 있다. 따라서 이러한 다중 검출기 구성을 통해, LIDAR 시스템은 레인지 앨리어싱으로 인해 여러 방출된 광 펄스로부터의 복귀를 식별하기 어려울 것이라는 우려를 줄이면서 동시에 환경을 횡단하는 다중 광 펄스를 추적할 수 있다. 샷 레이트를 두 배(또는 그 이상)로 증가시킬 수 있다.

계속해서 도 3에서, 사용 사례(300)(특히 사용 사례(300)의 장면(320 및 340))는 레인지 앨리어싱 문제를 완화하거나 제거하기 위해 다중 검출기 시스템이 사용될 수 있는 방법의 하나의 예만을 도시할 수 있음에 유의해야 하다. 레인지 앨리어싱 문제가 다중 포토디텍터의 사용에 의해 어떻게 완화 및/또는 제거될 수 있는지에 대한 또 다른 예로서, 전술한 바와 같이 포토디텍터가 소정의 시간 간격에 기반하여 켜지거나 꺼지도록 제어되는 경우, LIDAR 시스템의 최대 감지 범위를 넘어 물체에서 반사되는 복귀 광이 절대 검출되지 않을 수 있다(레인지 앨리어싱의 가능성을 제거할 수 있음). 그 이유는 다음과 같이 예시될 수 있다. 이 예에서는 제1 광 펄스가 방출된다. 그런 다음 포토디텍터는 최종 포토디텍터(LIDAR 시스템에서 가장 긴 거리의 시야를 가진 포토디텍터)가 꺼질 때(예상 복귀 광이 최대 감지 범위를 넘어서 발생할 때)까지 전술한 바와 같이 켜고/끄는 시퀀스를 진행한다. 그런 다음 LIDAR 시스템에서 제2 광 펄스가 방출된다. 항상 켜져 있는 포토디텍터가 하나만 있는 경우 제1 광 펄스에서 복귀광이 복귀되어 포토디텍터에 의해 감지될 수 있다. 그러나 여러 개의 포토디텍터가 있고 각 포토디텍터가 주어진 시간 간격 동안만 켜지면, 주어진 포토디텍터에 의해 검출된 복귀광이 제2 광 펄스에서 비롯되었을 가능성이 더 크다. 즉, 제1 광 펄스에 기반한 복귀 광이 특정 포토디텍터가 켜지는 시간 간격 동안 시야에 도달하지 않는 한. 이 시나리오가 발생하더라도(제1 광 펄스로부터의 복귀 광이 포토디텍터가 켜져 있는 동안 포토디텍터의 시야에 도달함) 여러 개의 포토디텍터를 사용하면 검출된 복귀 광이 제1 광 펄스로부터 잠재적으로 발생할 수 있다는 결정을 또한 내릴 수 있다. 즉, 제1 펄스로부터의 복귀 광이 복귀하고 켜진 포토디텍터 중 하나에 의해 검출되지만, 제2 광 펄스가 여전히 물체로부터 포토디텍터로 다시 반사되지 않은 경우, 켜진 후속 포토디텍터에 의해 광 펄스로부터의 복귀 광이 검출될 수 있다. 이것은 두 펄스로부터의 복귀 광이 수신될 수 있고 따라서 LIDAR 시스템이 적어도 하나의 복귀 광의 검출이 레인지 앨리어싱에 기반했다는 것을 결정할 수 있음을 의미한다. 이 경우 LIDAR 시스템은 이 두 가지 검츌된 복귀를 모두 무시할 수 있다.

시스템 아키텍처 예

도 4a 및 4B는 본 발명의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 회로 구성을 도시한다. 도 4a 및 4B에 도시된 회로 구성은 검출기의 출력에 연결된 백-엔드 회로를 나타낼 수 있다. 이 백-엔드 회로는 예를 들어 LIDAR 시스템(예를 들어, 검출기로부터 수신된 데이터에 기반하여 컴퓨팅 결정을 할 수 있는 시스템)의 신호 처리 구성 요소에 대한 검출기의 출력을 사전 처리하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 도 4a는 제1 회로 구성(400)을 도시한다. 제1 회로 구성에서, 개별 검출기(예를 들어, 검출기(403), 검출기(404) 및/또는 검출기(405))는 그 자체의 개별 아날로그-디지털 변환기(ADC)(예를 들어, 검출기(403)는 아날로그-디지털 변환기(406)와 연관될 수 있고, 검출기(404)는 아날로그-디지털 변환기(407)와 연관될 수 있으며, 검출기(405)는 아날로그-디지털 변환기(408)와 연관될 수 있다). ADC는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 데 사용될 수 있다. 즉, ADC는 검출기의 아날로그 출력을 입력으로 수신하고 해당 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 이 디지털 신호는 LIDAR 시스템의 하나 이상의 신호 처리 구성요소(410)에 의해 사용될 수 있다. 더 구체적인 예로서, 검출기는 하나 이상의 광자를 입력으로 수신하고 전류를 출력으로 제공하도록 구성될 수 있다. 이 전류 출력은 아날로그 형태일 수 있고, ADC는 하나 이상의 신호 처리 컴포넌트(410)에 의해 사용하기 위해 아날로그 전류를 디지털 전류 값으로 변환할 수 있다.

일부 실시예에서, 도 4b는 제2 회로 구성(420)을 도시한다. 도 4a에 도시된 제1 회로 구성(400)은 다수의 ADC(예를 들어, 검출기마다 하나의 ADC)를 포함하고 있었지만, 제2 회로 구성(420)은 모든 검출기에 대해 하나의 ADC만을 포함할 수 있다(또는 대안적으로 하나 이상의 ADC를 포함할 수 있지만 다수의 검출기는 자체 ADC와 연결된 각각의 개별 검출기 대신 단일 ADC를 공유할 수 있다). 즉, 제2 회로 구성(420)은 단일 ADC에 대한 입력으로 제공되는 검출기의 출력을 포함할 수 있다. ADC는 제1 회로 구성(400)의 경우와 같이 하나 이상의 신호 처리 구성요소(410)에 디지털 출력을 제공할 수 있다. 그러나, 제2 회로 구성(420)은 또한 검출기와 ADC 사이에 하나 이상의 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 회로 구성(420)은 섬머 서브 회로(422)를 포함할 수 있다. 섬머 서브 회로(422)는 하나 이상의 검출기로부터 출력을 수신하고 이를 단일 출력으로 결합할 수 있다. 상기 섬머 이전에는 하나 이상의 감쇠기(예를 들어, 각 검출기 출력에 대한 하나의 감쇠기)가 존재할 수도 있다. 감쇠기는 여러 시나리오에서 유용할 수 있는 검출기의 출력을 감쇠하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 모든 감쇠기는 특정 시간에 특정 검출기의 출력을 감쇠시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 검출기를 제외한 모든 검출기의 출력을 감쇠시키기 위해 감쇠를 수행할 수 있다. 예를 들어, 하나의 검출기는 방출된 광 펄스로부터의 복귀 광이 현재 위치할 것으로 예상되는 시야에 대응할 수 있다. 따라서 감쇠기는 ADC 및 신호 처리 구성요소(410)에 제공되는 검출기 출력 잡음의 양을 줄이는 역할을 할 수 있다. 감쇠기는 또한 다른 방식으로도 사용될 수 있다. 예를 들어, 검출기의 모든 출력은 하나 이상의 검출기의 출력을 차단하는 것이 바람직하다고 결정되지 않는 한 감쇠되지 않은 상태로 유지될 수 있다.

예시적 방법

도면. 도 5a-5B는 본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 예시적인 방법(500A 및 500B)을 도시한다.

도 5의 방법(500A)의 블록(502a)에서. 방법은 LIDAR 시스템의 광 방출기에 의해 제1 광 펄스를 방출하는 것을 포함할 수 있다. 방법(500A)의 블록 504a는 제1 시간에 LIDAR 시스템의 제1 광 검출기를 활성화하는 것을 포함할 수 있고, 상기 제1 시간은 제1 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 제1 광 검출기의 제1 시야 내에 있을 때의 시간에 대응하며, 방법(500A)의 블록(506a)은 제2 시간에 LIDAR 시스템의 제2 광 검출기를 활성화하는 것을 포함할 수 있고, 상기 제2 시간은 제1 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 제2 광 검출기의 제2 시야 내에 있을 때의 시간에 대응하며, 여기서 제1 광 검출기는 광 방출기로부터의 제1 범위와 연관된 제1 시야를 포함하도록 구성되고, 제2 광 검출기는 광 방출기로부터의 제2 범위와 연관된 제2 시야를 포함하도록 구성된다.

도 5의 방법(500B)의 블록(502b)에서. 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 방법은 광 방출기에 의해 제1시간에 제1 광 펄스를 방출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법(500B)의 블록(504b)은 제1 광 검출기 및 제2 광 검출기를 활성화하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 상기 제1 광 검출기의 시야는 상기 제2 광 검출기의 시야보다 상기 광 방출기에 더 가까운 범위를 포함한다. 상기 방법(500B)의 블록(506b)은 광 방출기에 의해 제2 시간에 제2 광 펄스를 방출하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법(500B)의 블록(508b)은 제2 광 검출기에 의해 제3 시간에 복귀 광을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 방법(500B)의 블록(510b)은 제2 광 검출기에 의해 검출되는 복귀 광에 기반하여 복귀 광이 제1 광 펄스에 기반한다고 결정하는 것을 포함할 수 있다.

도 5의 예시적인 프로세스 흐름도에서 기술되고 도시된 동작들은, 본 개시의 다양한 예시적인 실시예에서 원하는 대로 어떤 적절한 순서로 수행되거나 수행될 수 있다. 또한, 특정 예시적인 실시예에서, 동작의 적어도 일부는 병행하여 수행될 수 있다. 또한, 특정한 예시적 실시예에서, 도 5에 도시된 것보다 더 적거나, 더 많거나, 상이한 동작들이 수행될 수 있다.

LIDAR 시스템 구성의 예

도 6은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 LIDAR 시스템(600)을 도시한다. LIDAR 시스템(600)은 도 1과 관련하여 설명된 LIDAR 시스템(101) 뿐만 아니라 여기에 설명된 다른 LIDAR 시스템과 같이 다양한 요소를 나타낼 수 있다. LIDAR 시스템(600)은 적어도 방출기부(601), 검출기부(605) 및 컴퓨팅 부(613)을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 방출기부(601)은 적어도 하나 이상의 방출기(들)(602)(단순화를 위해, 이하에서 "하나의 방출기"로 참조될 수 있지만, 다수의 방출기가 적용 가능한 경우 동일하게 될 수 있음) 및/또는 하나 이상의 광학 요소(들)(604)을 포함할 수 있다. 방출기(602)는 상기환경으로 광을 방출할 수 있는 디바이스일 수 있다. 일단 광이 상기 환경에 있으면 물체(612)를 향해 이동할 수 있다. 그런 다음 광은 물체로부터 반사되어 LIDAR 시스템(600)을 향해 돌아올 수 있고 아래에 설명되는 바와 같이 LIDAR 시스템(600)의 검출기부(605)에 의해 검출될 수 있다. 예를 들어, 방출기(602)는 전술한 바와 같이 레이저 다이오드일 수 있다. 방출기(602)는 연속적인 파형 또는 일련의 펄스로서 광을 방출할 수 있다. 광학 요소(604)는 상기 환경에 들어 전에 방출기(602)로부터 방출된 광을 변경하기 위해 사용될 수 있는 요소일 수 있다. 예를 들어, 광학 요소(604)는 렌즈, 콜리메이터 또는 웨이브플레이트일 수 있다. 경우에 따라, 방출기 광의 초점을 맞추는 데 렌즈를 사용할 수 있다. 콜리메이터 는 방출된 광을 시준하는 데 사용될 수 있다. 즉, 방출기 광의 발산을 줄이기 위해 콜리메이터를 사용할 수 있다. 웨이브플레이트는 방출된 광의 편광 상태를 변경하는 데 사용될 수 있다. 여기에 리스트되지 않은 광학 요소를 포함하여 다양한 유형의 광학 요소(604)의 임의의 수 또는 조합이 LIDAR 시스템(600)에서 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 검출기부(605)은 적어도 하나 이상의 검출기(들)(606)(단순화를 위해, 이후에 "검출기"라고 언급될 수 있지만, 다수의 검출기가 동일하게 적용될 수 있음) 및/또는 하나 이상의 광학 요소(608)를 포함할 수 있다. 검출기는 상기 환경으로부터의 복귀 광(예를 들어, LIDAR 시스템(600)에 의해 방출되고 물체(612)에 의해 반사된 광)을 검출할 수 있는 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 검출기는 포토다이오드일 수 있다. 포토다이오드는 구체적으로 경우에 따라 가이거 모드에서 작동할 수 있는 애벌란시 포토다이오드(APD)를 포함할 수 있다. 그러나 발광 다이오드(LED), 수직 캐비티 표면 광 방출 레이저(VCSEL), 유기 발광 다이오드(OLED), 폴리머 발광 다이오드(PLED), 발광 폴리머(LEP), 액정 디스플레이(LCD), 미세 전자 기계 시스템(MEMS) 및/또는 복수의 방출된 광빔 및/또는 펄스를 제공하기 위해 선택적으로 광을 전송, 반사 및/또는 방출하도록 구성된 다른 디바이스와 같은 다른 유형의 검출기가 사용될 수 있다. 일반적으로 어레이의 검출기는 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 검출기는 포토다이오드, 애벌란시 포토다이오드(예를 들어, 가이거 모드 및/또는 선형 모드 애벌란시 포토다이오드), 포토트랜지스터, 카메라, 능동 픽셀 센서(APS), 전하 결합 소자(CCD), 극저온 검출기 및 /또는 방출된 광의 파장 범위에 있는 파장을 갖는 집중된 광을 수신하도록 구성된 다른 광 센서의 형태를 취할 수 있다. 상기 환경으로부터 복귀 광을 캡처하는 검출기(606)의 기능은 LIDAR 시스템(600)이 상기 환경 내의 물체(612)에 관한 정보를 확인하도록 하는 역할을 할 수 있다. 즉, LIDAR 시스템(600)은 다른 정보 중에서도 LIDAR 시스템(600)으로부터 물체까지의 거리 및 물체(612)의 모양 및/또는 크기와 같은 정보를 결정할 수 있다. 광학 요소(608)는 검출기(606)를 향해 이동하는 복귀 광을 변경하는 데 사용되는 요소일 수 있다. 예를 들어, 광학 요소(608)는 렌즈, 웨이브플레이트 또는 대역 통과 필터와 같은 필터일 수 있다. 경우에 따라, 렌즈를 사용하여 복귀 광을 검출기(606)에 집중시킬 수 있다. 웨이브플레이트는 복귀 광의 편광 상태를 변경하는 데 사용할 수 있다. 필터는 광의 특정 파장(예를 들어, 방출기(602)에 의해 방출된 광의 파장)이 검출기에 도달하도록 만 허용하기 위해 사용될 수 있다. 여기에 리스트 되지 않은 광학 요소를 포함하여 다양한 유형의 광학 요소(608)의 임의의 수 또는 조합이 LIDAR 시스템(600)에서 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 컴퓨팅부는 하나 이상의 프로세서(들)(614) 및 메모리(616)를 포함할 수 있다. 프로세서(614)는 하나 이상의 메모리 디바이스(메모리(616)라고 함)에 저장된 명령을 실행할 수 있다. 명령은 예를 들어 위에서 개시된 하나 이상의 모듈 및 시스템에 의해 수행되는 것으로 설명된 기능을 구현하기 위한 명령 또는 위에서 개시된 하나 이상의 방법을 구현하기 위한 명령일 수 있다. 프로세서(들)(614)는, 예를 들어, CPU, 다중 CPU, GPU, 다중 GPU, TPU, 다중 TPU, 멀티 코어 프로세서, 이들의 조합 등으로 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(들)(614)는 단일 프로세싱 디바이스에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서(들)(614)는 2개 이상의 프로세싱 디바이스(예를 들어, 다수의 CPU, 다수의 GPU, 이들의 조합 등)에 걸쳐 분산될 수 있다. 프로세서는 프로세싱 회로 또는 컴퓨팅 프로세싱 디바이스(예를 들어, CPU, GPU 또는 둘의 조합)의 조합으로 구현될 수 있다. 따라서, 예를 들어 설명을 위해, 프로세서는 단일 코어 프로세서, 소프트웨어 멀티스레드 실행 능력을 갖춘 단일 프로세서; 멀티코어 프로세서; 소프트웨어 멀티스레드 실행 능력을 갖춘 멀티코어 프로세서; 하드웨어 멀티스레드 기술이 적용된 멀티코어 프로세서, 병렬 처리(또는 컴퓨팅) 플랫폼; 및 분산 공유 메모리를 가진 병렬 컴퓨팅 플랫폼을 지칭할 수 있다. 또한, 또는 다른 예로서, 프로세서는 집적 회로(IC), ASIC, 디지털 신호 프로세서(DSP), FPGA, PLC, 복합 프로그램 가능 논리 디바이스(CPLD), 디스크리트 게이트 또는 트랜지스터 로직, 디스크리트 하드웨어 구성 요소, 또는 여기에 설명된 기능을 수행하도록 설계되거나 다르게 구성된(예를 들어 제조된) 이들의 조합을 지칭할 수 있다.

프로세서(들)(614)는 통신 아키텍처(예를 들어, 시스템 버스)를 통해 메모리(616)를 액세스할 수 있다. 통신 아키텍처는 프로세서(들)(614)의 특정 배열(로컬화 또는 분산) 및 유형에 적합할 수 있다. 일부 실시예에서, 통신 아키텍처(606)는 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러; 주변 버스; 가속 그래픽 포트; 프로세서 또는 로컬 버스; 이들의 조합; 등과 같은 하나 이상의 버스 아키텍처를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 아키텍처는 ISA(Industry Standard Architecture) 버스, MCA(Micro Channel Architecture) 버스, EISA(Enhanced ISA) 버스, VESA(Video Electronics Standards Association) 로컬 버스, 가속 그래픽 포트(AGP) 버스, PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스, PCI-Express 버스, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 버스, USB(Universal Serial Bus) 등을 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 메모리 구성요소 또는 메모리 디바이스는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리로 구현될 수 있거나 휘발성 및 비휘발성 메모리 모두를 포함할 수 있다. 또한, 메모리 구성 요소 또는 메모리 디바이스는 제거 가능하거나 제거 불가능할 수 있으며 및/또는 컴퓨팅 디바이스 또는 구성 요소의 내부 또는 외부에 있을 수 있다. 다양한 유형의 비일시적 저장 매체의 예로는 하드 디스크 드라이브, zip 드라이브, CD-ROM, 디지털 다목적 디스크(DVD) 또는 기타 광학 스토리지, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 디바이스 또는 기타 자기 저장 디바이스 플래시 메모리 카드 또는 기타 유형의 메모리 카드, 카트리지, 또는 원하는 정보를 유지하기에 적합하고 컴퓨팅 디바이스에서 액세스할 수 있는 기타 비일시적 매체가 포함될 수 있다.

예를 들어, 비휘발성 메모리는 ROM(read only memory), PROM(programmable ROM), EPROM(electrically programmable ROM), EEPROM(electrically erasable programmable ROM) 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리에는 외부 캐시 메모리 역할을 하는 RAM(Random Access Memory)이 포함될 수 있다. 예를 들어, RAM은 싱크로노스 RAM(SRAM), 다이나믹 RAM(DRAM), 싱크로노스 DRAM(SDRAM), 더블 데이터 레이트 SDRAM(DDR SDRAM), 인헨스드 SDRAM(ESDRAM), 싱크링크 DRAM(SLDRAM) 및 다이렉트 Rambus RAM(DRRAM)과 같은 다양한 형태로 사용할 수 있다. 본 명세서에 기술된 동작 또는 계산 환경의 개시된 메모리 디바이스 또는 메모리는 이들 및/또는 다른 적합한 유형의 메모리 중 하나 이상을 포함하도록 의도된다. 실행 가능한 명령을 저장하는 것 외에도 메모리(616)는 데이터를 유지할 수도 있다.

각 컴퓨팅 디바이스(600)는 또한 통신 아키텍처(606)를 통해 프로세서(들)(614)에 의해 액세스 가능한 대용량 스토리지(617)를 포함할 수 있다. 대용량 스토리지(617)는 머신 액세스 가능 명령(예를 들어, 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령 및/또는 컴퓨터에서 실행할 수 있는 명령)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 머신 액세스 가능 명령은 대용량 스토리지(617)에 인코딩될 수 있고, 대용량 스토리지(617)에 구축(예를 들어 링크 및 컴파일)되어 컴퓨터로 실행 가능한 형태로 유지될 수 있는 구성 요소 또는 컴퓨팅 디바이스(600)에 포함된 하나 이상의 다른 머신 액세스 가능한 비일시적 저장 매체에 배치될 수 있다. 이러한 구성 요소는 여기에 개시된 다양한 모듈 중 하나 또는 그 이상을 구현하거나 구성할 수 있다. 이러한 모듈은 다중 검출기 제어 모듈(620)로 도시된다.

하나 이상의 프로세서(들)(614)에 의한 실행에 응답하는 컴퓨터 실행 가능 명령, 코드 등을 포함하는 다중 검출기 제어 모듈(620)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 하나 이상의 검출기를 제어하는 것을 포함하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 검출기 중 임의의 것을 켜거나 및/또는 끄는 것이 본 명세서에 기술되어 있다. 또한, 상기 기능에는 본 명세서에 기술된 다른 방법 및/또는 프로세스의 실행이 포함될 수 있다.

LIDAR 시스템(600)은 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 설명되거나 도시된 것 이상의 대체 및/또는 추가 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 구성요소를 포함할 수 있음을 또한 이해해야 한다. 특히, 컴퓨팅 디바이스(600)의 일부를 형성하는 것으로 도시된 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어 구성 요소는 단지 예시적인 것이며 일부 구성 요소는 존재하지 않거나 다양한 실시예에서 추가 구성 요소가 제공될 수 있다. 다양한 예시적인 프로그램 모듈이 데이터 스토리지에 저장된 소프트웨어 모듈로 도시되고 설명되었지만, 프로그램 모듈에 의해 지원되는 것으로 설명된 기능은 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 임의의 조합에 의해 가능할 수 있음을 이해해야 하다. 위에서 언급한 모듈 각각은 다양한 실시예에서 지원되는 기능의 논리적 분할을 나타낼 수 있음을 또한 이해해야 한다. 이러한 논리적 분할은 기능을 쉽게 설명하기 위해 도시되었으며 기능 구현을 위한 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 펌웨어의 구조를 나타내지 않을 수 있다. 따라서, 특정 모듈에 의해 제공되는 것으로 설명된 기능은 다양한 실시예에서 하나 이상의 다른 모듈에 의해 적어도 부분적으로 제공될 수 있음을 이해해야 하다. 또한, 특정 실시예에서는 하나 이상의 도시된 모듈이 존재하지 않을 수 있는 반면, 다른 실시예에서는 도시되지 않은 추가 모듈이 존재할 수 있고 설명된 기능 및/또는 추가 기능의 적어도 일부를 지원할 수 있다. 또한, 특정 모듈은 다른 모듈의 서브 모듈로 도시 및 설명될 수 있지만, 특정 실시예에서 이러한 모듈은 독립적인 모듈 또는 다른 모듈의 서브 모듈로 제공될 수 있다.

본 개시내용의 특정 실시예가 기술되었지만, 당업자는 다수의 다른 수정 및 대체 실시예가 본 개시내용의 범위 내에 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 특정 디바이스 또는 구성 요소와 관련하여 설명된 임의의 기능 및/또는 처리 능력은 다른 디바이스 또는 구성 요소에 의해 수행될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예에 따라 다양한 예시적인 구현 및 아키텍처가 설명되었지만, 당업자는 본 명세서에 기술된 예시적인 구현 및 아키텍처에 대한 수많은 다른 수정이 또한 본 개시의 범위 내에 있음을 이해할 것이다.

본 개시의 특정 양태는 예시적인 실시예에 따른 시스템, 방법, 디바이스 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품의 블록도 및 흐름도를 참조하여 위에서 설명되었다. 블록도 및 흐름도의 하나 이상의 블록 및 블록도 및 흐름도에서 블록의 조합은 컴퓨터 실행 가능 프로그램 명령의 실행에 의해 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 마찬가지로, 블록도 및 흐름도의 일부 블록은 일부 실시예에 따라 제시된 순서대로 반드시 수행될 필요가 없거나 전혀 수행될 필요가 없을 수 있다. 또한, 특정 실시예에서는 블록 및/또는 흐름도의 블록에 도시된 것 이외의 추가적인 구성요소 및/또는 동작이 존재할 수 있다.

따라서, 블록도 및 흐름도의 블록은 특정 기능을 수행하기 위한 수단의 조합, 특정 기능을 수행하기 위한 요소 또는 단계의 조합, 및 특정 기능을 수행하기 위한 프로그램 명령 수단을 지원한다. 또한 블록도 및 흐름도의 각 블록, 블록도 및 흐름도의 블록의 조합은 특정 기능, 요소 또는 단계, 또는 특수 목적 하드웨어와 컴퓨터 명령의 조합을 수행하는 특수 목적의 하드웨어 기반 컴퓨터 시스템에 의해 구현될 수 있음을 이해할 것이다.

본 명세서 및 첨부된 도면에서 설명된 것은 개별적으로 및 조합하여 차량 프로파일 패키지에 대한 업데이트를 자동으로 제공하게 하는 시스템, 디바이스, 기술 및 컴퓨터 프로그램 제품의 예를 포함한다. 물론, 본 개시의 다양한 요소를 설명하기 위한 목적으로 구성요소 및/또는 방법의 모든 생각할 수 있는 조합을 설명하는 것은 가능하지 않지만, 개시된 요소의 많은 추가적인 조합 및 순열이 가능하다는 것을 인식할 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위 또는 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 개시에 다양한 변형이 가해질 수 있음이 자명할 것이다. 또한, 또는 대안으로서, 본 개시의 다른 실시예는 본 명세서 및 첨부된 도면, 및 본 명세서에 제시된 개시의 실행을 고려하면 명백할 수 있다. 본 명세서 및 첨부된 도면에 제시된 예는 모든 면에서 예시적이며 제한적이지 않은 것으로 간주되도록 의도된다. 본 명세서에서 특정 용어가 사용되지만, 이들은 일반적이고 설명적인 의미로 사용되며 제한된 목적으로 사용되지 않는다.

본 출원에서 사용되는 "환경", "시스템", "유닛", "모듈", "아키텍처", "인터페이스", "컴포넌트" 등의 용어는 컴퓨터 관련 개체 또는 하나 이상의 정의된 기능을 가진 작동 장치에 관련된 개체를 지칭한다. "환경", "시스템", "모듈", "구성 요소", "아키텍처", "인터페이스" 및 "유닛"이라는 용어는 상호 교환적으로 사용될 수 있으며 일반적으로 기능 요소를 지칭할 수 있다. 이러한 개체는 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 중인 소프트웨어일 수 있다. 일 예로, 모듈은 프로세서, 객체, 소프트웨어의 실행 가능한 부분, 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨팅 디바이스에서 실행되는 프로세스로 구현될 수 있다. 다른 예로서, 컴퓨팅 디바이스에서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션과 상기 컴퓨팅 디바이스 모두 모듈을 구현할 수 있다. 또 다른 예로서, 하나 이상의 모듈이 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 모듈은 하나의 컴퓨팅 디바이스에 국한되거나 둘 이상의 컴퓨팅 디바이스 사이에 분산될 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 모듈은 다양한 데이터 구조가 저장된 다양한 컴퓨터 판독가능 비일시적 저장 매체로부터 실행될 수 있다. 모듈은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷(예를 들어, 로컬 시스템, 분산 시스템, 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 광역 네트워크와 같은 네트워크를 통해 다른 구성 요소와 상호 작용하는 한 구성 요소의 데이터))을 갖는 신호(아날로그 또는 디지털)에 따라 로컬 및/또는 원격 프로세스를 통해 통신할 수 있다.

또 다른 예로서, 모듈은 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 애플리케이션 또는 펌웨어 애플리케이션에 의해 제어되는 전기 또는 전자 회로에 의해 작동되는 기계 부품에 의해 제공되는 정의된 기능을 갖는 장치로 구체화되거나 이를 포함할 수 있다. 이러한 프로세서는 상기 장치 내부 또는 외부에 있을 수 있으며 소프트웨어 또는 펌웨어 애플리케이션의 적어도 일부를 실행할 수 있다. 또 다른 예에서, 모듈은 기계 부품 없이 전자 부품을 통해 정의된 기능을 제공하는 장치로 구현되거나 이를 포함할 수 있다. 전자 부품은 적어도 상기 전자 부품의 기능을 부분적으로 허용하거나 다른 방식으로 촉진하는 소프트웨어 또는 펌웨어를 실행하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 모듈은, 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷 (예를 들어, 로컬 시스템, 분산 시스템, 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 광역 네트워크와 같은 네트워크를 통해 다른 구성 요소와 상호 작용하는 한 구성 요소의 데이터)을 갖는 신호(아날로그 또는 디지털)에 따라 로컬 및/또는 원격 프로세스를 통해 통신할 수 있다. 또한, 또는 다른 실시예에서, 모듈은 열적, 기계적, 전기적 및/또는 전기 기계적 결합 메커니즘(예를 들어, 도관, 커넥터, 이들의 조합 등)을 통해 통신하거나 그렇지 않으면 결합될 수 있다. 인터페이스는 입/출력(I/O) 구성 요소뿐만 아니라 관련 프로세서, 응용 프로그램 및/또는 기타 프로그래밍 구성 요소를 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서 및 첨부된 도면에서, "스토어", "스토리지", "데이터 스토어", "데이터 스토리지", "메모리", "리포지토리" 및 본 개시의 구성요소의 동작 및 기능과 실질 적으로 관련된 기타 정보 스토리지 구성요소와 같은 용어는 메모리 구성요소, 하나 이상의 메모리 장치에 구현된 개체 또는 메모리 디바이스를 형성하는 구성요소를 의미한다. 본 명세서에 기술된 메모리 구성 요소 또는 메모리 디바이스는 컴퓨팅 디바이스에 의해 판독 가능하거나 다르게 액세스 가능한 비일시적 컴퓨터 저장 매체를 구현하거나 포함한다는 점에 유의한다. 이러한 매체는 기계 액세스 가능한 명령(예를들어, 컴퓨터 판독 가능 명령), 정보 구조, 프로그램 모듈, 또는 기타 정보 객체와 같은 정보의 저장을 위한 방법 또는 기술로 구현될 수 있다.

"할 수 있다", "가능 했을 수 있다", "이었을 수 있다" 또는 "일 수 있다"와 같은 조건부 언어는 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 또는 사용된 문맥 내에서 달리 이해되지 않는 한, 일반적으로 특정 구현에는 특정 기능, 요소 및/또는 동작이 포함될 수 있지만 다른 구현에는 포함되지 않는다 것을 전달하도록 의도된다. 따라서 이러한 조건부 언어는 일반적으로 기능, 요소 및/또는 동작이 하나 이상의 구현에 어떤 식으로든 필요하거나, 하나 이상의 구현이 사용자 입력 또는 프롬프트를 사용하거나 사용하지 않고 이들 기능, 요소 및/또는 동작이 특정 구현에 포함되거나 또는 수행되는지 여부를 결정하기 위한 논리를 반드시 포함한다는 것을 의미하지 않는다.

Claims

광 방출기에 의해, 제1 시간에 제1 광 펄스를 방출하는 단계;
제1 광 검출기 및 제2 광 검출기를 활성화하는 단계 - 상기 제1 광 검출기의 시야는 상기 제2 광 검출기의 시야보다 상기 광 방출기에 더 가까운 범위를 포함함 -;
상기 광 방출기에 의해 제2 시간에 제2 광 펄스를 방출하는 단계;
상기 제2 광 검출기에 의해 제3 시간에 복귀 광을 수신하는 단계; 및
상기 제2 광 검출기에 의해 검출되는 상기 복귀 광에 기반하여, 상기 복귀 광이 상기 제1 광 펄스에 기반하는 것으로 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1 광 검출기를 활성화하는 단계는 상기 제1 광 검출기에 제1 바이어스 전압을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 광 검출기를 활성화하는 단계는 상기 제2 광 검출기에 제2 바이어스 전압을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 바이어스 전압은 제2 시간에 상기 제1 광 검출기에 제공되고, 상기 제2 바이어스 전압은 제3 시간에 상기 제2 광 검출기에 제공되며, 상기 제2 시간은 상기 제1 광 펄스에 기반한 복귀 광이 상기 제1 광 검출기의 시야 내에 있을 시간에 대응하고, 상기 제3 시간은 상기 제1 광 펄스에 기반한 복귀 광이 상기 제2 광 검출기의 시야 내에 있을 시간에 대응하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스는 일정 기간 동안 환경을 동시에 횡단하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 복귀 광이 상기 제1 광 펄스에 기반한다고 결정하는 단계는 상기 제3 시간에 활성상태인 상기 제1 광 검출기에 더 기반하는 방법.
제1항에 있어서,
제2 복귀 광은 상기 제3 시간에 상기 제1 광 검출기에 의해 검출되는 것으로 결정하는 단계; 및
상기 제3 시간에 복귀 광을 검출하는 상기 제2 광 검출기에 기반하여, 상기 제1 광 검출기에 의해 검출된 상기 제2 복귀 광이 상기 제2 광 펄스에 기반하는 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 1항에 있어서,
상기 복귀 광은 상기 제2 광 펄스에 기반한 복귀 광의 검출 전에 상기 제2 광 검출기에 의해 검출되는 방법.
무선 액세스 포인트의 하나 이상의 프로세서에 의해 컴퓨터 실행 가능 명령이 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서가
광 방출기에 의해, 제1 시간에 제1 광 펄스를 방출시키는 단계;
제1 광 검출기 및 제2 광 검출기를 활성화시키는 단계 - 상기 제1 광 검출기의 시야는 상기 제2 광 검출기의 시야보다 상기 광 방출기에 더 가까운 범위를 포함함 -;
상기 광 방출기에 의해 제2 시간에 제2 광 펄스를 방출시키는 단계;
복귀 광이 제3 시간에 상기 제2 광 검출기에 의해 검출되는 것으로 결정하는 단계; 및
상기 제2 광 검출기에 의해 검출되는 상기 복귀 광에 기반하여, 상기 복귀 광이 상기 제1 광 펄스에 기반하는 것으로 결정하는 단계를 수행하도록 하는, 컴퓨터 실행 가능 명령이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
제8항에 있어서,
상기 제1 광 검출기를 활성화시키는 단계는 상기 제1 광 검출기에 제1 바이어스 전압을 제공하게 하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 광 검출기를 활성화시키는 단계는 상기 제2 광 검출기에 제2 바이어스 전압을 제공하게 하는 단계를 더 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
제9항에 있어서,
상기 제1 바이어스 전압은 제2 시간에 상기 제1 광 검출기에 제공되고 상기 제2 바이어스 전압은 제3 시간에 상기 제2 광 검출기에 제공되며, 상기 제2 시간은 상기 제1 광 펄스에 기반한 복귀 광이 상기 제1 광 검출기의 시야 내에 있을 시간에 대응하고, 상기 제3 시간은 상기 제1 광 펄스에 기반한 복귀 광이 상기 제2 광 검출기의 시야 내에 있을 시간에 대응하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
제8항에 있어서,
상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스는 일정 기간 동안 환경을 동시에 횡단하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
제8항에 있어서,
상기 복귀 광이 상기 제1 광 펄스에 기반한다고 결정하는 단계는 상기 제1 광 검출기가 상기 제3 시간에 활성상태라는 결정에 더 기반하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
제8항에 있어서,
상기 컴퓨터 실행가능 명령은 상기 하나 이상의 프로세서가
제2 복귀 광이 상기 제3 시간에 상기 제1 광 검출기에 의해 검출되는 것으로 결정하는 단계; 및
상기 제3 시간에 복귀 광을 검출하는 상기 제2 광 검출기에 기반하여, 상기 제1 광 검출기에 의해 검출된 상기 제2 복귀 광이 상기 제2 광 펄스에 기반하는 것으로 결정하는 단계를 더 수행하도록 하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체
제8항에 있어서,
상기 복귀 광은 상기 제2 광 펄스에 기반한 복귀 광의 검출 전에 상기 제2 광 검출기에 의해 검출되는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
제1 펄스 광을 방출하는 광 방출기;
제1 방향을 가리키도록 구성되고 상기 광 방출기로부터 제1 범위와 관련된 제1 시야를 갖는 제1 광 검출기;
제2 방향을 가리키도록 구성되고 상기 광 방출기로부터 제2 범위와 관련된 제2 시야를 갖는 제2 광 검출기;
프로세서; 및
컴퓨터 실행 가능 명령을 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 컴퓨터 실행 가능 명령이 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서가
광 방출기에 의해 제1 시간에 제1 광 펄스를 방출하게 하는 단계;
제1 광 검출기 및 제2 광 검출기를 활성화시키는 단계;
상기 제1 광 방출기의 시야는 상기 제2 광 방출기의 시야보다 상기 방출기에 더 가까운 범위를 포함하고,
상기 광 방출기에 의해 제2 시간에 제2 광 펄스를 방출하게 하는 단계;
복귀 광이 제3 시간에 상기 제2 광 검출기에 의해 검출되는 것으로 결정하는 단계; 및
상기 제2 광 검출기에 의해 검출되는 상기 복귀 광에 기반하여, 상기 복귀 광이 상기 제1 광 펄스에 기반하는 것으로 결정하는 단계를 수행하도록 하는, 시스템.
제 15항에 있어서,
상기 제1 광 검출기를 활성화시키는 단계는 상기 제1 광 검출기에 제1 바이어스 전압을 제공하게 하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 광 검출기를 활성화시키는 단계는 상기 제2 광 검출기에 제2 바이어스 전압을 제공하게 하는 단계를 더 포함하는 시스템.
제16항에 있어서,
상기 제1 바이어스 전압은 제2 시간에 상기 제1 광 검출기에 제공되고 상기 제2 바이어스 전압은 제3 시간에 상기 제2 광 검출기에 제공되며, 상기 제2 시간은 상기 제1 광 펄스에 기반한 복귀 광이 상기 제1 광 검출기의 시야 내에 있을 시간에 대응하고, 상기 제3 시간은 상기 제1 광 펄스에 기반한 복귀 광이 상기 제2 광 검출기의 시야 내에 있을 시간에 대응하는 시스템.
제15항에 있어서,
상기 복귀 광이 제1 광 펄스에 기반한다고 결정하는 단계는 상기 제1 광 검출기가 상기 제3 시간에 활성상태라는 결정에 더 기반하는 시스템.
제15항에 있어서,
상기 컴퓨터 실행가능 명령은 상기 프로세서가
제2 복귀 광이 상기 제3 시간에 상기 제1 광 검출기에 의해 검출되는 것으로 결정하는 단계; 및
상기 제3 시간에 복귀 광을 검출하는 상기 제2 광 검출기에 기반하여, 상기 제1 광 검출기에 의해 검출된 상기 제2 복귀 광이 상기 제2 광 펄스에 기반하는 것으로 결정하는 단계를 더 수행하도록 하는 시스템.
제15항에 있어서,
상기 복귀 광은 상기 제2 광 펄스에 기반한 복귀 광의 검출 전에 상기 제2 광 검출기에 의해 검출되는 시스템.
제1 펄스 광을 방출하는 광 방출기;
상기 광 방출기로부터 제1 범위와 관련된 제1 시야를 갖는 제1 광 검출기;
상기 광 방출기로부터 제2 범위와 관련된 제2 시야를 갖는 제2 광 검출기;
프로세서; 및
컴퓨터 실행 가능 명령을 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 컴퓨터 실행 가능 명령이 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서가
상기 광 방출기가 상기 제1 광 펄스를 방출하게 하는 단계;
상기 제1 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 상기 제1 시야 내에 있을 때의 시간에 대응하는 제1 시간에 상기 제1 광 검출기를 활성화하는 단계; 및
상기 제1 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 상기 제2 시야 내에 있을 때의 시간에 대응하는 제2 시간에 상기 제2 광 검출기를 활성화하는 단계를 수행하도록 하는, LIDAR 시스템.
제21항에 있어서,
상기 제1 광 검출기를 활성화시키는 것은 상기 제1 광 검출기에 제1 바이어스 전압을 제공하는 것을 더 포함하고, 상기 제2 광 검출기를 활성화시키는 것은 상기 제2 광 검출기에 제2 바이어스 전압을 제공하는 것을 더 포함하는 시스템.
제22항에 있어서,
상기 제1 바이어스 전압 및 제2 바이어스 전압은 동일한 전압 레벨인 시스템.
제22항에 있어서,
상기 컴퓨터 실행가능 명령은 상기 프로세서가 상기 제2 시간에 상기 제1 광 검출기에 상기 제1 바이어스 전압보다 낮은 상기 제3 바이어스 전압을 더 제공하게 하는 시스템.
제24항에 있어서,
상기 제1 광 검출기는 애벌란시 포토다이오드(APD)이고,
상기 제1 광 검출기는 상기 제1 바이어스 전압에서 가이거 모드로 동작하도록 구성되고,
상기 제1 광 검출기는 제1 시간에 선형 모드로 동작하고 제2 시간에 상기 제3 바이어스 전압에서 동작하지 않도록 구성되는 시스템.
제21항에 있어서,
상기 컴퓨터 실행가능 명령은 상기 프로세서가 가우시안 함수에 기반한 상기 제1 광 검출기를 활성화하는 명령을 더 전송하게 하는 시스템.
제21항에 있어서,
제3 광 검출기를 더 포함하고, 상기 제1 광 검출기, 제2 광 검출기, 및 제3 광 검출기는 대수적 간격으로 분리되는 시스템.
LIDAR 시스템의 광 방출기에 의해 제1 광 펄스를 방출하는 단계;
상기 LIDAR 시스템의 제1 광 검출기를 제1 시간에 활성화하는 단계 - 상기 제1 시간은 상기 제1 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 상기 제1 광 검출기의 제1 시야 내에 있을 때의 시간에 대응함 -; 및
상기 LIDAR 시스템의 제2 광 검출기를 제2 시간에 활성화하는 단계 - 상기 제2 시간은 상기 제1 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 상기 제2 광 검출기의 제2 시야 내에 있을 때의 시간에 대응함 - 를 포함하고,
상기 제1 광 검출기는 상기 제1 시야를 포함하도록 구성되고, 상기 제1 시야는 상기 광 방출기로부터의 제1 범위와 연관되고,
상기 제2 광 검출기는 상기 제2 시야를 포함하도록 구성되고, 상기 제2 시야는 상기 광 방출기로부터의 제2 범위와 연관되는, 방법.
제28항에 있어서,
상기 제1 광 검출기를 활성화하는 단계는 상기 제1 광 검출기에 제1 바이어스 전압을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 광 검출기를 활성화하는 단계는 상기 제2 광 검출기에 제2 바이어스 전압을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
제29항에 있어서,
상기 제1 바이어스 전압 및 제2 바이어스 전압은 동일한 전압 레벨인 방법.
제29항에 있어서,
상기 제2 시간에 상기 제1 광 검출기에 상기 제1 바이어스 전압보다 낮은 상기 제3 바이어스 전압을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
제31항에 있어서,
상기 제1 광 검출기는 애벌란시 포토다이오드(APD)이고, 상기 제1 광 검출기는 상기 제1 바이어스 전압에서 가이거 모드로 동작하도록 구성되고, 상기 제1 광 검출기는 제1 시간에 선형 모드로 동작하고 재2 시간에 상기 제3 바이어스 전압에서 동작하지 않도록 구성되는 방법.
제28항에 있어서,
가우시안 함수에 기반한 상기 제1 광 검출기를 활성화하는 단계를 더 포함하는 방법.
제28항에 있어서,
제3 광 검출기를 더 포함하고, 상기 제1 광 검출기, 제2 광 검출기, 및 제3 광 검출기는 대수적 간격으로 분리되는 방법.
광 방출기;
상기 광 방출기로부터의 제1 범위를 포함하는 제1 시야를 갖는 제1 광 검출기;
상기 광 방출기로부터 제2 범위를 포함하는 제2 시야를 갖는 제2 광 검출기;
프로세서; 및
컴퓨터 실행 가능 명령을 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 컴퓨터 실행 가능 명령이 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서가
제1 시간에 상기 제1 광 검출기의 출력을 모니터링 - 상기 제1 시간은 제1 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 상기 제1 광 검출기의 제1 시야 내에 있을 때의 시간에 대응함 -; 및
제1 시간에 상기 제2 광 검출기의 출력을 모니터링 - 상기 제2 시간은 제1 광 펄스에 대응하는 복귀 광이 상기 제2 광 검출기의 제2 시야 내에 있을 때의 시간에 대응함 - 하도록 하는, LIDAR 시스템.
제35항에 있어서,
상기 제1 광 검출기 및 제2 광 검출기는 연속적으로 활성상태인 시스템.
제35항에 있어서,
상기 컴퓨터 실행가능 명령은 상기 프로세서로 하여금 상기 제1 시간에 상기 제2 광 검출기의 출력을 더 감쇠시키고, 상기 제2 시간에 상기 제1 광 검출기의 출력을 감쇠시키는 시스템.
제35항에 있어서,
상기 제1 시야 및 제2 시야는 함께 시스템의 전체 시야를 포함하는 시스템.
제35항에 있어서,
상기 제1 광 검출기 및 제2 광 검출기는 가이거 모드로 동작하는 애벌란시 포토다이오드 (APD)인 시스템.
제35항에 있어서,
제3 광 검출기를 더 포함하고, 상기 제1 광 검출기, 제2 광 검출기, 및 제3 광 검출기는 대수적 간격으로 분리되는 시스템.