KR20240033051A

KR20240033051A - 개별적으로 어드레스 가능하고 스캔 가능하며 통합 가능한 레이저 방출기를 갖는 라이다

Info

Publication number: KR20240033051A
Application number: KR1020247005261A
Authority: KR
Inventors: 카이 선; 쉬저우 주; 지에 첸; 샤오칭 시앙; 진 양
Original assignee: 헤사이 테크놀로지 씨오., 엘티디.
Priority date: 2021-08-19
Filing date: 2021-08-19
Publication date: 2024-03-12
Also published as: WO2023019513A1; CN116097125A

Abstract

거리 정보를 검출하기 위한 라이다는 거리 정보를 검출하기 위한 레이저 빔을 방출하며, 수직 방향을 따라 배열되고 각각 단일 반도체 기판을 갖는 복수의 뱅크로 분리되는 레이저 방출기의 제1 어레이를 포함하는 방출 모듈; 레이저 방출기의 제1 어레이가 수평 방향을 따라 스캔하게 하도록 구성된 스캐너; 및 레이저 방출기의 제1 어레이에 의해 생성된 복귀 레이저 빔을 검출하고, 복귀 레이저 빔에 기초하여 거리 정보를 결정하는 검출 모듈을 포함하되, 방출 모듈은 외부 환경을 병렬로 스캐닝하기 위해 적어도 복수의 레이저 방출기를 병렬로 활성화하도록 구성되고, 복수의 레이저 방출기는 레이저 방출기의 제1 어레이의 절반 이하이다.

Description

개별적으로 어드레스 가능하고 스캔 가능하며 통합 가능한 레이저 방출기를 갖는 라이다

본 개시는 일반적으로 거리 측정을 위한 광 검출 및 레인징(라이다) 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 제한된 레이저 방출기를 갖는 방출 모듈을 사용하여 외부 환경의 3D 고밀도 포인트 클라우드를 생성할 수 있는 라이다 시스템에 관한 것이다.

본 명세서에 제공되는 배경 설명은 일반적으로 본 개시의 맥락을 제시하기 위한 것이다. 이 배경기술 부분에서 설명한 내용은 본 개시에 대한 선행 기술로서 명시적이로도 묵시적으로도 인정되지 않는다.

라이다는 자율주행 차량에 있어 중요하고 필수적인 기술로 널리 인식되어 왔다. 레이저 빔을 환경으로 방출하고 환경 내의 물체에 의해 반사된 복귀 빔(returned beam)을 검출함으로써, 라이다 시스템은 포인트 클라우드(point cloud)라고도 알려진 환경의 형상의 3D 윤곽을 나타내는 대량의 거리 측정 데이터를 실시간으로 생성할 수 있으며, 이로써 자율주행 차량이 주변 장애물을 즉각적으로 인식할 수 있게 한다. 안전상의 이유로, 자율주행 차량은 통상적으로 임의의 주어진 시야에 대한 포인트 클라우드가 이미지만큼 조밀하기를 원한다. 그러나 현재 라이다 시스템에 의해 생성되는 포인트 클라우드의 밀도는 수직 방향을 따라 128개의 검출 채널(각 채널은 일반적으로 각 시야에 해당하고 레이저 방출기를 가짐)까지만 올라갈 수 있으며, 이는 일반 카메라의 해상도(예를 들어, 수직 방향을 따른 1536개의 픽셀)보다 훨씬 희소하다. 따라서 현재 라이다 시스템은 포인트 클라우드 밀도를 높이기 위해 아직 갈 길이 멀다.

라이다 제조사들은 포인트 클라우드의 밀도 또는 수직 방향을 따른 라인 수를 향상시키기 위해 다양한 방법을 시도하였다. 일부 제품은 제품 내에 더 많은 레이저 방출기를 포함하여 검출 채널의 수를 증가시킨다. 그러나 에지 방출 레이저와 같은 기존의 반도체 레이저를 사용하더라도, 기존의 반도체 레이저 방출기는 반도체 기판으로부터 절단된 다음 인쇄 회로 기판에 개별적으로 조립되어야 하므로 이 접근법은 라이다 시스템의 폼 팩터(form factor)를 필연적으로 증가시킨다. 포인트 클라우드의 밀도를 증가시키기 위해 많은 수의 레이저 방출기가 포인트 클라우드의 밀도를 증가시키는 데 사용되는 경우, 이러한 방법으로 제조된 라이다 시스템은 일반적으로 부피가 크고 가격이 높기 때문에 자동차 어플리케이션에 적합하지 않다.

포인트 클라우드의 밀도를 증가시키는 또 다른 방법은 기계식 스캐너를 사용하여 단일 레이저 방출기에 의해 생성된 레이저 빔을 상이한 방향으로 향하게 함으로써, 다중 레이저의 효과를 모방하는 것이다. 이 방법은 더 적은 수의 레이저 방출기로 라이다의 해상도를 향상시킬 수 있지만, 기계식 스캐너를 사용하면 라이다 시스템 설계가 복잡해지고 제품 비용을 증가시키며 추가 오류 모드를 생성한다.

플래시(flash) 라이다 시스템에는 카메라와 같은 기계적 이동 부품이 없으며 CMOS와 같은 상용 파운드리 프로세스로 제작된 레이저 방출기 및 광자검출기와 같은 주요 감지 구성요소를 갖는다. 이 접근법은 라이다 시스템의 해상 능력을 반도체 제작 프로세스의 능력과 일치시킬 것으로 유망하며, 이는 해상도가 지속적으로 증가되도록 할 수 있다고 많은 사람들이 믿고 있다. 이 방법으로 제조된 이용가능한 라이다 시스템은 여전히 많은 단점을 갖는다. 예를 들어, 이러한 라이다 시스템은 일반적으로 수백 개의 레이저 방출기를 포함하는 레이저 방출기의 2D 어레이를 갖는다. 이러한 레이저 방출기가 모두 활성화되어 레이저를 생성하기 때문에, 라이다 시스템은 대량의 전력을 소모하므로, 차량에 사용되기에는 부적합하다. 또한, 이러한 라이다 시스템은 일반적으로 모든 레이저 방출기를 동시에 활성화하여 제품의 동작을 용이하게 한다. 결과적으로, 이러한 라이다 시스템은 많은 레이저 빔이 비슷한 시간에 수신된다는 사실로 인해 그들의 광자검출기에서 심각한 혼선(cross-talk)을 경험한다.

현재 많은 라이다 시스템이 이용가능함에도 불구하고, 자율주행 차량에 사용되는 라이다 시스템에 대한 해상 능력, 전력 소비 및 폼 팩터를 포함하는 다양한 주요 요구의 균형을 맞출 수 있는 체계적인 설계가 아직 없다.

따라서, 라이다 분야에서는 고밀도의 포인트 클라우드를 생성할 수 있고, 비용이 저렴하고, 폼 팩터가 작으며, 측정을 위한 전력 소모가 상대적으로 적은 체계적인 구성이 요구되고 있다. 본 출원의 목적은 전력 소비를 줄이면서 고밀도 포인트 클라우드를 생성할 수 있는 새로운 라이다 시스템을 제공하는 것이다. 본 출원에 따른 라이다 시스템은 약 128, 256, 512 또는 훨씬 더 많은 수의 채널들의 수직 해상력을 가질 수 있다. 이 새로운 라이다 시스템의 아키텍처는 전력 소비를 실질적으로 증가시키지 않고도 수직 해상력을 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서, 본 라이다 시스템은 실질적으로 1D 어레이로 배열된 제한된 수의 레이저 방출기를 포함한다. 레이저 방출기의 수는 대략 수직 방향을 따른 해상력에 의해 결정된다. 예를 들어, 수직 해상력이 128개 채널로 표시되면, 본 라이다 시스템은 1D 어레이 또는 2D 배열로 수직 방향으로 배열된 128개의 레이저 방출기를 포함한다. 이러한 레이저 방출기는 비용을 낮추고, 조립을 용이하게 하며, 측정 포인트의 밀도를 높이기 위해, 단일 반도체 기판에 모놀리식 프로세스로 제작될 수 있다.

본 출원에서, 수직 방향은 일반적으로 라이다 시스템의 기계적 스캐너의 회전 축을 지칭한다. 수평 방향은 수직 방향에 직교하는 방향을 지칭한다. 일 실시예에서, 본 개시에 따른 라이다 시스템은 기계식 스캐너를 포함하여, 수평 방향을 따라 레이저 빔을 스캔하고, 동시에 레이저 방출기가 수직 방향을 따라 전자적으로 및 순차적으로 활성화된다. 본 개시에서는 수직 방향 및 수평 방향은 제1 방향 또는 제2 방향이라고도 지칭될 수 있다.

라이다에 사용되는 레이저 방출기는 개별적으로 어드레싱될 수 있으며, 여기서 레이저 방출기는 다른 레이저 방출기와 독립적으로 활성화되거나 꺼질 수 있다. 또한, 수직 방향과 같은 그의 배열 방향을 따라 하나 이상의 레이저 방출기에 대한 선택적이고 전기적인 활성화가 가능하며, 이는 라이다 시스템의 전력 소비와 광자검출기 간의 혼선을 감소시킨다.

레이저 방출기는 각자의 레이저 프로파일에 따라 레이저 빔을 각각 생성할 수 있다. 예를 들어, 펄스화된 레이저 빔의 경우, 각 레이저 방출기는 상이한 펄스 수, 펄스 폭, 전력 및 인접한 펄스 간의 인터벌을 갖는 고유한 레이저 펄스 시퀀스를 생성할 수 있다. 연속파 레이저 빔의 경우, 레이저 프로파일은 연속파의 주파수와 전력을 정의할 수 있다. 더욱이, 레이저 방출기의 미리 결정된 서브세트가 동시에 활성화될 때, 각 레이저 방출기의 시작 시간은 각 레이저 빔을 더욱 차별화하기 위해 수 나노초와 같은 서로 무작위 오프셋을 가질 수 있다. 이러한 특징은 본 라이다 시스템이 동일한 시스템 또는 다른 소스에 의해 생성되는 동시에 발생하는 레이저 빔에 의해 야기된 혼선을 감소시키도록 한다.

본 개시에 따른 새로운 라이다 시스템은 반사된 레이저 신호를 검출하기 위해 1D 또는 2D 어레이로 배열된 복수의 광자센서를 갖는 검출 모듈을 포함할 수도 있다. 복수의 광자센서는 모놀리식 제조 프로세스를 통해 제조될 수도 있다. 복수의 광자센서는 또한 개별적으로 어드레스 가능하여 레이저 방출기의 다양한 배열로 작업하는 데 적합하다.

일 양태에 따르면, 본 출원은 거리 정보를 검출하기 위한 라이다를 개시한다. 라이다는 거리 정보를 검출하기 위한 레이저 빔을 방출하며, 수직 방향을 따라 배열되고 각각 단일 반도체 기판을 갖는 복수의 뱅크로 분리되는 레이저 방출기의 제1 어레이를 포함하는 방출 모듈; 레이저 방출기의 제1 어레이가 수평 방향을 따라 스캔하게 하도록 구성된 스캐너; 및 레이저 방출기의 제1 어레이에 의해 생성된 복귀 레이저 빔을 검출하고, 복귀 레이저 빔에 기초하여 거리 정보를 결정하는 검출 모듈을 포함하되, 방출 모듈은 외부 환경을 병렬로 스캐닝하기 위해 적어도 2개의 레이저 방출기를 병렬로 활성화하도록 구성되고, 적어도 2개의 레이저 방출기는 레이저 방출기의 제1 어레이의 절반 이하이다.

다양한 실시예에 따르면, 방출 모듈은 기계적 이동 부품의 보조 없이 수직 방향을 따라 레이저 방출기의 제1 어레이를 전자적으로 스캔하고, 채널 간 간섭으로 인해 야기된 검출 모듈에서의 혼선을 감소시키는 발사 패턴에 따라 수직 방향을 따라 레이저 방출기의 제1 어레이를 스캔하고, 및/또는 각 뱅크 내의 레이저 방출기를 순차적으로 스캔하도록 구성되며, 상이한 뱅크로부터의 적어도 2개 레이저 방출기가 함께 활성화된다.

일 실시예에 따르면, 각 뱅크 내의 레이저 방출기는 개별적으로 어드레스 가능하다.

다른 실시예에 따르면, 라이다의 수직 시야는 레이저 방출기의 제1 어레이의 수직 시야에 의해 형성된다.

다른 실시예에 따르면, 방출 모듈은 레이저 방출기의 제1 어레이에 대한 대체물로서의 레이저 방출기의 제2 어레이를 더 포함한다.

다양한 실시예에 따르면, 인접한 뱅크는 수직 및 수평으로 서로 오프셋되며, 레이저 방출기는 뱅크 내에 균일하게 분포되고 레이저 방출기는 뱅크 내에 불균일하게 분포되고 레이저 방출기의 제1 어레이는 수직 방향을 따라 불균일하게 분포되고 및/또는 각 뱅크는 동일한 수의 레이저 방출기를 갖는다.

다양한 실시예에 따르면, 적어도 2개의 레이저 방출기가 함께 활성화될 때, 각 활성화된 레이저 방출기는 다른 활성화된 레이저 방출기와 상이한 레이저 프로파일을 갖는 레이저 빔을 방출한다. 레이저 프로파일은 단일 거리 측정에 사용되는 복수의 레이저 펄스의 매개변수를 정의한다. 방출 모듈은 검출 모듈의 검출 결과에 기초하여 실시간으로 레이저 프로파일을 조정하도록 구성된다. 방출 모듈은 활성화된 레이저 방출기에 대한 시작 시간을 조정하도록 더 구성된다.

다른 실시예에 따르면, 스캐너는 회전 주파수가 레이저 방출기의 제1 어레이의 수직 스캐닝 주파수보다 낮은 회전 거울을 포함한다. 회전 거울은 적어도 2개의 반사 표면을 갖는다.

다른 실시예에 따르면, 라이다는 스캐너와 방출 모듈 사이에 배치되고 방출 모듈에 의해 생성된 레이저 빔을 스캐너로 향하게 하도록 구성된 거울을 더 포함한다. 거울은 복귀 레이저 빔의 상당 부분이 거울의 주변 구역을 통해 거울을 우회하고 검출 모듈에 충돌하도록 반사 빔의 스팟보다 작은 크기를 갖는다.

다른 양태에 따르면, 본 출원은 거리 정보를 검출하기 위한 라이다의 방법을 개시한다. 방법은 수직 방향을 따라 레이저 방출기의 제1 어레이를 배열하는 단계; 레이저의 제1 어레이를 각각 기판에 결합된 복수의 레이저 방출기를 갖는 복수의 뱅크로 분리하는 단계; 외부 환경을 병렬로 스캔하기 위해 적어도 2개의 레이저 방출기를 함께 활성화하는 단계-적어도 2개의 레이저 방출기는 레이저 방출기의 제1 어레이의 절반 이하임-; 수평 방향을 따라 레이저 방출기의 제1 어레이를 스캐닝하는 단계; 레이저 방출기의 제1 어레이에 의해 생성된 복귀 레이저 빔을 검출하는 단계; 및 복귀 레이저 빔에 기초하여 거리 정보를 결정하는 단계를 포함한다.

다양한 실시예에 따르면, 방법은 기계적 이동 부품의 보조 없이 수직 방향을 따라 레이저 방출기의 제1 어레이를 전자적으로 스캐닝하는 단계, 채널 간 간섭으로 인해 야기된 검출 모듈에서의 혼선을 감소시키는 발사 패턴에 따라 수직 방향을 따라 레이저 방출기의 제1 어레이를 스캐닝하는 단계, 각 뱅크 내의 레이저 방출기를 순차적으로 스캐닝하는 단계 및/또는 상이한 뱅크로부터의 적어도 2개의 레이저 방출기를 함께 활성화하는 단계를 더 포함한다.

다양한 실시예에 따르면, 방법은 라이다에서 레이저 방출기의 제1 어레이에 대한 대체물로서의 레이저 방출기의 제2 어레이를 배치하는 단계, 인접한 뱅크를 수직 및 수평으로 오프셋시키는 단계, 뱅크 내에 레이저 방출기를 균일하게 배열하는 단계 및/또는 레이저 방출기의 제1 어레이를 수직 방향을 따라 불균일하게 배열하고, 각 뱅크 내에 동일한 수의 레이저 방출기를 배치하는 단계를 더 포함한다.

다양한 실시예에 따르면, 적어도 2개의 레이저 방출기가 함께 활성화될 때, 방법은 또한 각 활성화된 레이저 방출기가 다른 활성화된 레이저 방출기와 상이한 레이저 프로파일을 갖는 레이저 빔을 방출하게 하고, 검출 모듈의 검출 결과에 기초하여 레이저 프로파일을 실시간으로 조정하고 및/또는 활성화된 레이저 방출기의 시작 시간을 조정한다.

본 개시에서 설명한 바와 같은 다양한 실시예의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 출원의 일부 실시예에 따른 라이다 시스템의 시스템 설계를 도시한다.
도 2는 본 출원의 일부 실시예에 따른 라이다 시스템의 구성을 도시한다.
도 3a는 본 출원의 실시예에 따른 라이다 시스템의 방출 모듈(300)의 구성을 도시한다.
도 3b는 본 출원의 실시예에 따른 방출 모듈의 또 다른 구성을 도시한다.
도 3c는 본 출원의 실시예에 따른 복수의 레이저 방출기에 의해 형성된 수직 시야를 도시한다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 레이저 방출기의 발사 패턴(firing pattern)을 도시한다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 레이저 방출기에 의해 생성된 레이저 펄스의 예시적인 시퀀스를 도시한다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 라이다 시스템의 방출 모듈을 제어하는 방법을 도시한다.

전술한 간략한 설명 및 다음의 상세한 설명은 본 개시에 기재된 바와 같은 주제를 예시(즉, 도시)하고 설명하지만 이를 제한하거나 다양한 구현예에서 본 개시에 의해 구현할 수 있는 이점을 제한하려는 의도가 아니라는 것임을 본 분야의 통상의 지식을 가진 자는 이해할 수 있다.

본 개시, 특히 청구범위 및/또는 문단에서, "포함한다(comprises)", "포함된다(comprised)", "포함하는(comprising)" 등과 같은 용어는 미국 특허법에서 부여된 의미를 가질 수 있으며; 예를 들어, 이들은 "포함한다(includes)", "포함된다(included)", "포함하는(including)" 등을 의미할 수 있다는 점을 유의한다.

라이다 시스템의 개요

도 1은 본 출원의 실시예에 따른 라이다 시스템(100)의 시스템 설계를 도시한다. 라이다 시스템(100)은 방출 모듈(110), 검출 모듈(130), 제어 모듈(140) 및 스캐닝 모듈(120)을 포함한다. 방출 모듈(110)은 제어 모듈(140)에 의해 제공되는 제어 신호에 따라 레이저 빔을 생성하도록 구성된 복수의 레이저 방출기를 포함한다. 레이저 방출기에 의해 생성된 레이저 빔은 환경 내의 물체의 거리 및/또는 속도 정보를 검출하기 위해 라이다 시스템(100) 외부의 환경으로 향하게 된다. 레이저 방출기에 의해 생성된 레이저 빔은 연속적이거나 펄스일 수 있다. 복수의 레이저 방출기는 동일한 주파수 또는 상이한 주파수의 레이저 빔을 생성할 수 있다. 각 복수의 레이저 방출기는 송신 방향, 빔 크기, 빔 발산과 같은 생성된 레이저 빔의 특성에 따라 결정될 수 있는 미리 결정된 시야를 커버하도록 구성된다. 레이저 방출기의 시야는 스캐너에 의해 조정될 수 있으며, 복수의 레이저 방출기의 조합된 시야는 라이다 시스템(100)의 시야를 형성한다. 일반적으로 말하면, 라이다 시스템(100)의 시야는 수평 시야와 수직 시야를 특징으로 할 수 있다.

복수의 레이저 방출기는 1차원 어레이 또는 2차원 어레이로 배열될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 어레이 내의 레이저 방출기는 개별적으로 어드레스 가능할 수 있다. 레이저 방출기를 개별적으로 어드레싱하는 것과 관련된 추가 설명은 2020년 3월 23일에 출원된, 명칭이 "라이다 시스템을 위한 적응형 방출기 및 수신기"인 미국 특허 번호 제10,983,197호, 일련 번호 제16/827,293호에서 찾을 수 있으며, 그 전체는 참조로서 본 명세서에 인용된다. 임의의 유형의 레이저 방출기가 방출 모듈(110)에 사용될 수 있지만, 라이다 시스템이 긴 검출 범위와 작은 폼 팩터를 가질 수 있도록 고전력 레이저 빔을 생성할 수 있고 또한 소형화되는 레이저 방출기를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, CMOS와 같은 파운드리 프로세스를 통해 반도체 재료로 제조된 수직 공동 표면-방출 레이저 다이오드(VCSEL)와 같은 레이저 방출기가 바람직하다.

방출 모듈(110)은 방출기 어레이 내의 복수의 레이저/방출기를 제어하도록 구성된 구동 회로(driving circuit)(도 1에 미도시)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방출 모듈(110)은 복수의 레이저 방출기의 서브세트를 병렬로 활성화하고 레이저 방출기의 서브세트의 각각 또는 적어도 일부가 다른 활성화된 레이저 방출기와 상이한 독특한 레이저 빔을 방출하게 하도록 구성된 복수의 구동 회로를 포함한다. 이러한 방식으로, 동시에 발생하는 레이저 빔으로 인한 혼선이 감소될 수 있다. 복수의 레이저 방출기의 서브세트는 적어도 2개의 레이저 방출기를 나타낼 수 있지만, 복수의 레이저 방출기의 전체 수의 1/16, 1/8, 1/4 또는 1/2 이하를 나타낼 수 있다.

도 1의 라이다 시스템(100)은 환경 내의 물체에 의해 후방 산란되는(backscattered) 복귀 레이저 빔을 검출하기 위한 검출 모듈(130)을 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 검출 모듈(130)은 예를 들어 광자센서의 2차원 어레이 또는 광자센서의 하나의 선형 어레이일 수 있는 검출기 어레이를 포함한다. 레이저 방출기와 유사하게, 광자센서도 개별적으로 어드레스 가능하다. 개별적으로 광자센서를 어드레싱하는 것과 관련된 추가 설명은 2020년 3월 23일에 출원된, 명칭이 "라이다 시스템을 위한 적응형 방출기 및 수신기"인 미국 특허 번호 제10,983,197호, 일련 번호 제16/827,293에서 찾을 수 있으며, 그 전체가 참조로서 본 명세서에 인용된다. 광자센서는 하나 이상의 광자검출기를 포함할 수 있다. 애벌런치 포토다이오드(APD), 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD) 및 실리콘 광자 증배관(SiPM)과 같은 임의의 적절한 광자 감지 센서가 광자검출기로 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 각 레이저 방출기는 각자의 광자센서와 쌍을 이룬다. 다른 실시예에 따르면, 각 레이저 방출기는 복수의 광자센서와 쌍을 이룬다. 다른 실시예에 따르면, 각 광자센서는 복수의 레이저 방출기와 쌍을 이룰 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 레이저 방출기와 광자센서 사이의 페어링은 동적이며 검출 결과의 실시간 조건에 기초하여 재구성 가능하다. 다른 실시예에 따르면, 광자센서는 레이저 방출기보다 더 큰 치수를 갖는 어레이로 배열된다. 예를 들어, 광자센서는 2D 어레이로 배열될 수 있고, 방출 모듈의 레이저 방출기는 1D 어레이로 배열된다.

방출 모듈(110)과 검출 모듈(130)은 제어 모듈(140)에 결합된다. 제어 모듈(140)은 방출 모듈(110) 및/또는 검출 모듈(130)에 대한 명령 또는 제어 신호를 생성하고, 검출 모듈(130)에 의해 생성된 출력 신호를 수신한다. 예시적인 명령은 레이저 방출기의 선택된 서브세트를 활성화 또는 비활성화하고, 방출 모듈의 발사 패턴을 지정하고, 검출 모듈의 검출 패턴을 지정하고, 또한 레이저 방출기 및 광자센서의 다른 동작 매개변수를 결정하는 명령을 포함할 수 있다. 제어 유닛(130)은 각 측정에 대응하는 거리를 결정하는 것을 포함하는 출력 신호를 추가로 처리하기 위해 검출 모듈(130)로부터 센서 출력 신호를 수신할 수도 있다.

라이다 시스템(100)은 소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수 있는 제어 유닛, 기능, 알고리즘, 동작, 회로 또는 방법을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 유닛은 하나 이상의 프로세서와 프로그램 명령어를 저장하기 위한 적어도 하나의 메모리를 포함할 수 있다. 프로세서는 라이다 시스템(100) 내부에 배치될 수 있다. 대안적으로, 프로세서는 라이다 시스템 외부에 있을 수 있지만 라이다 시스템과 통신할 수 있다. 프로세서(들)는 특정 명령어들의 세트를 실행할 수 있는 단일 또는 다중 마이크로프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 디지털 신호 프로세서(DSP)일 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 컴퓨터 판독 가능 명령어는 유형의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체, 예를 들어 플랙서블 디스크, 하드 디스크, CD-ROM(콤팩트 디스크 판독 전용 메모리) 및 MO(광자기), DVD-ROM(디지털 다용도 디스크 판독 전용 메모리), DVD RAM(디지털 다용도 디스크 랜덤 액세스 메모리) 또는 반도체 메모리에 제공되고 저장될 수 있다. 제어 유닛은 라이다 시스템과 통신하는 독립형(standalone) 디바이스 또는 시스템일 수 있다. 대안적으로, 제어 유닛은 라이다 시스템의 구성요소일 수 있다. 실시간 조건에 응답하여 방출 패턴 생성 및/또는 감지 패턴 생성과 같은 본 명세서에 개시된 방법은 예를 들어 ASIC, 특수 목적 컴퓨터 또는 범용 컴퓨터와 같은 하드웨어 구성요소 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다.

도 1의 라이다 시스템(100)은 각 레이저 방출기가 복수의 시야를 가질 수 있도록 레이저 방출기에 의해 생성된 레이저 빔이 외부 환경을 스캔하게 하기 위한 스캐너 모듈(120)을 포함할 수수 있다. 스캐너 모듈(120)이 없는 경우, 레이저 방출기는 고정된 시야를 갖는다. 스캐너(120)는 각 레이저 방출기의 시야를 증가시켜, 라이다 시스템(100)이 제한된 수의 레이저 방출기를 사용하여 외부 환경의 상대적으로 훨씬 더 넓은 영역을 스캔하도록 한다. 예를 들어, 레이저 방출기가 수직 방향을 따라 1D 어레이로 배열된 경우, 그들의 조합된 시야는 외부 환경의 좁은 수직 슬라이스만을 커버할 수 있으며 이동하는 차량 앞 영역에 대한 필요한 시야를 제공하기에 부적절하다. 그들은 차량 주변의 완전한 360도 인식을 제공할 수도 없다. 라이다 시스템(100)에 스캐너 모듈(120)이 포함될 때, 레이저 방출기의 시야가 외부 환경의 다양한 위치로 향하게 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스캐너는 방출 모듈과 검출 모듈을 함께 수직 축을 중심으로 회전시켜, 라이다 시스템(100)의 서라운드 뷰(surround view)를 생성하는 액츄에이터일 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터는 브러시리스(brushless) 전기 모터 또는 임의의 다른 유사한 메커니즘일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 스캐너는 MEMS 거울과 같은 진동 광학 구성요소일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 스캐너는 레이저 빔을 충돌 방향과 상이한 방향으로 재지향하는 회전 광학 구성요소일 수 있다. 예를 들어, 회전 광학 구성요소는 레이저 방출기의 빔이 수평 방향을 따라 360도 원 또는 부분 원을 스캔하도록 할 수 있다. 광학 회전 광학 구성요소는 프리즘, 회전 거울, 진동 거울 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

도 2는 본 출원의 실시예에 따른 라이다 시스템(100)의 예시적인 구성을 도시한다. 도 1과 동일한 도 2의 참조번호는 동일한 의미를 가지며, 도 2에 대해서는 그 설명을 반복하지 않는다. 방출 모듈 (110), 검출 모듈(130), 제어 모듈(140) 및 스캐닝 모듈(120)에 추가하여, 도 2의 라이다 시스템(100)은 스캐너(125), 스캐너 제어 유닛(121), 스캐너 위치 센서(123) 및 렌즈 어셈블리(161, 165) 및 거울(163)과 같은 복수의 광학 구성요소를 추가로 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 방출 모듈(120)에 의해 생성된 복수의 레이저 빔(11)(현재 관점에서 서로 중첩되어, 하나의 빔처럼 보임)은 먼저 레이저 빔(11)을 시준 및/또는 포커싱하기 위한 렌즈 어셈블리(161)(예를 들어 시준 렌즈, 시준 렌즈 어셈블리)를 통과한 다음 거울(163)의 구멍을 통과한다. 레이저 빔(11)은, 거울(163)의 구멍을 통과한 후, 스캐너(125)의 표면에 충돌하고, 이는 레이저 빔(11)의 방향을 변경하여 이를 외부 스팟으로 지향한다. 물체가 레이저 빔(11)의 전파 경로 내에 위치될 때, 레이저 빔(11)을 반사한다. 특정 반사된 레이저 빔(11)은 복귀하여 스캐너(125)에 충돌한다. 복귀 레이저 빔(131)은, 스캐너(125)에 의해 편향된 후, 복귀 광 빔이 검출 모듈(130)의 광자센서의 활성 영역으로 지향되고 포커싱되도록 구멍을 둘러싸는 거울(163)의 표면에 충돌한 후 하나 이상의 광학 구성요소(165)를 통과할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 라이다 시스템(100)은, 출력 빔(11)을 원하는 빔 직경 또는 발산으로 확장, 포커싱 또는 시준하는 것을 포함하는 출력 레이저 빔(11)을 컨디셔닝하기 위한 임의의 다른 적합한 광학 구성요소, 예를 들어 더 많은 렌즈, 거울, 필터(예를 들어, 대역통과 또는 간섭 필터), 구멍, 빔 스플리터, 편광판, 편광 빔 스플리터, 파장 플레이트(예를 들어, 반파장 또는 1/4파장 플레이트), 회절 요소 또는 홀로그램 요소, 망원경을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복귀 레이저 빔을 컨디셔닝하는 데 사용되는 하나 이상의 광학 구성요소는 복귀 광 빔을 검출기로 지향하기 위해 예를 들어 하나 이상의 거울(예를 들어, 평면 거울, 오목 거울, 볼록 거울, 포물선 거울) 또는 렌즈/렌즈 어셈블리를 포함할 수 있다.

거울(163)은 신호 광(11)을 통과시키고 복귀 레이저 빔(131)을 검출 모듈(130)로 지향하도록 구성된다. 거울(163)은 레이저 빔(11)이 통과하도록 하는 중앙 영역에 홀, 슬롯 또는 구멍을 포함할 수 있다. 복귀 빔(131)은 거울(163)의 구멍보다 더 큰 크기의 빔 스팟을 가질 수 있으므로, 복귀 빔(131)은 적어도 부분적으로 거울(163)에 의해 재지향될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 복귀 빔(131)은 복귀 빔(131)이 거울(163)의 반사 표면에 실질적으로 충돌하도록 스캐너(125)에 의해 지향된 직후에 컨디셔닝될 수 있다. 수신된 광학 신호는 검출 모듈(130)에 의해 전기 신호로 변환될 수 있으며, 그 출력은 제어기(140)에 의해 처리될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 방출 모듈 및 검출 모듈은 거울(163)에 대해 그들의 각자의 위치를 스위칭할 수 있어, 레이저 빔(11)이 거울(163)에 의해 반사된 후 스캐너(120)에 충돌하도록 하고, 복귀 광(131)이 거울(163)의 구멍을 통과한 후 광자센서에 도달한다. 다른 실시예에 따르면, 거울(163)은 거울(163)이 출력 빔(11)의 방향을 변경하기 위해 사용될 때, 중앙 구멍 또는 홀 없이 작은 표면 영역을 갖도록 구성된다. 출력 빔(12)은 일반적으로 작은 빔 크기로 시준되므로 거울(163)의 작은 중앙 영역으로 지향될 수 있다. 한편, 복귀 빔은 긴 거리를 이동한 후, 일반적으로 큰 빔 크기를 가져, 복귀 레이저 빔(131)의 상당 부분이 거울(163)의 주변 영역을 우회(bypass)로 사용할 수 있도록 한다. 이러한 방식으로, 거울(163)의 작은 중앙 영역에 의한 임의의 차단은 복귀 레이저 빔의 검출 가능성에 영향을 미치지 않을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 스캐너(125)는 출력 빔(11)이 레이저 방출기의 배열의 길이 방향과 상이한 방향을 따라 스캔하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스캐너(125)는 레이저 빔이 수평 방향을 따라 스캔하도록 할 수 있으며, 레이저 방출기가 수직 방향을 따라 배열되도록 구성된다. 다른 실시예에 따르면, 스캐너(125)는 수직 및 수평 방향과 같은 2개의 방향을 따라 출력 빔(11)을 스캔하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 스캐너(125)는 하나 이상의 축을 중심으로 각도 방식으로 회전하거나, 진동하거나, 기울이거나, 피벗하거나, 이동하도록 구성된 하나 이상의 스캐닝 거울을 포함할 수 있다. 스캐닝 거울은 하나 이상의 반사 표면을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스캐너는 하나의 축을 중심으로 회전하도록 구동되는 적어도 하나의 회전 거울을 사용할 수 있으며, 이는 5Hz에서 200Hz 범위 사이에서 조정 가능한 회전 주파수를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스캐너(125)의 회전당 더 조밀한 측정이 요구될 때, 회전 주파수는 시야에 대해 더 조밀한 측정이 이루어질 수 있도록 감소될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 레이저 방출기의 활성화 주파수가 증가될 수도 있다. 다른 실시예에 따르면, 스캐너(120)는 100Hz 내지 10,000Hz 사이의 진동 주파수를 갖는 공진 거울일 수 있다.

스캐너(125)는 검류계 스캐너, 압전 액츄에이터, 다각형 스캐너, 회전 프리즘 스캐너, 보이스 코일 모터, 전기 모터(예를 들어, DC 모터, 브러시리스 DC 모터, 동기 전기 모터 또는 스테퍼 모터), 또는 MEMS(microelectromechanical systems) 디바이스 등과 같은 임의의 적합한 액츄에이터 또는 메커니즘일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 스캐너(125)는 스캐너(125)에 대한 구동 신호를 생성하는 스캐너 제어 유닛(121)을 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 스캐너(125)는 스캐너의 각도 위치 및/또는 각도 운동을 검출하도록 구성된 하나 이상의 위치 센서(123)를 더 포함할 수 있다. 위치 신호(150)는 스캐너(125)의 동작 매개변수를 결정하기 위한 제어기(140)로 송신될 수 있다. 임의의 적합한 센서는 스캐닝 거울의 운동이나 각도 위치를 검출하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어 압전 저항, 광자검출기, 광학 위치 센서(OPS), 위치 감지 검출기(PSD) 또는 기타 센서는 운동 또는 위치를 감지하는 데 사용될 수 있다. 일부 경우에서, PSD가 스캐너(125)의 각도 위치를 측정하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 위치 센서(123)에 의해 생성된 위치 신호(150)는 레이저 스캐너의 활성화 및 스캐너(125)의 운동을 조정하여 라이다 시스템의 시야 전체에 걸쳐 측정치 또는 포인트 클라우드의 분포 또는 해상도를 조정하기 위해 제어 모듈(140)에 의해 사용될 수도 있다.

방출 모듈의 구성

본 출원에 따른 방출 모듈은 단일 차원을 따라 전자적으로 스캐닝("1D 고체-상태 E-스캐닝")하는 데 적합한 고체-상태 방출기의 구성을 포함한다. 이 구성은 시야의 수직 방향과 같은 제1 방향을 따라 배열된 복수의 고체-상태 레이저 방출기를 포함한다. 복수의 고체-상태 레이저 방출기의 수는 제1 방향의 시야 및 해상도에 의해 결정된다. 범위 측정 동안, 복수의 레이저 방출기는 순차적으로 및 전기적으로 활성화되거나 꺼져 제1 방향을 따라 전체 시야를 조명하며, 제2 방향의 시야의 스캐닝은 기계적 회전과 같은 다른 메커니즘에 의해 구현된다. 제1 방향을 따른 복수의 레이저 방출기의 배열은 1D 어레이, 실질적인 1D 형태를 갖는 다중 컬럼, 2D 매트릭스, 또는 해상도 요구에 맞는 임의의 다른 형상과 같은 임의의 형상일 수 있다. 또한, 복수의 레이저 방출기는 잘 시준된 레이저 빔을 생성하기 위해 라이다 시스템의 송신 광학장치의 초점 평면을 따라 배치된다. 1D 고체-상태 전자 스캐닝을 사용하여, 라이다 시스템은 그의 외부 환경을 슬라이스별로 스캔하며 한 방향의 시야를 커버할 만큼 충분한 레이저 방출기만 필요로 한다. 따라서, 이러한 라이다 시스템은 특정 어플리케이션에 맞게 레이저 방출기의 배열을 조정하고, 비용을 제어하며, 시스템의 전력 소비를 낮추는 데 더 큰 유연성을 갖는다.

도 3a는 본 출원의 실시예에 따른 라이다 시스템의 방출 모듈(300)의 구성을 도시한다. 방출 모듈(300)은 복수의 레이저 방출기(LE1 ... LE15), 복수의 구동회로(D1 ... D6) 및 반도체 기판(301)을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 복수의 레이저 방출기(LE1 ... LE15) 및 복수의 구동 회로(D1 ... D6)는 모놀리식 제조 프로세스를 통해 동일한 반도체 기판(301)에 집적된다. 예를 들어, VCSEL 레이저 방출기와 구동 회로는 모두 반도체 처리 기술로 제작되어 동일한 기판에 집적될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 각 레이저 방출기(LE1 ... LE15)는 그들 자체의 반도체 기판(301)을 갖고, 모든 레이저 방출기(LE1 ... LE15)는 수직 방향을 따라 장착된다.

일 실시예에 따르면, 레이저 방출기(LE1 ... LE15) 또는 레이저 방출기(LE1 ... LE15)의 여러 그룹은 라이다의 전체 수직 시야를 형성한다. 일반적으로 말하면, 레이저 방출기의 수는 본 분야의 통상의 지식을 가진 자가 라이다 시스템의 해상도를 결정하는 라이다 시스템의 채널 또는 라인의 수로 이해할 수 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 레이저 방출기(LE1 ... LE15)는 광학 시스템(340)을 통해 상이한 각도 방향을 따라 외부 환경으로 레이저 빔을 송신하도록 구성된다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 수직 시야(VFOV)(342)는 복수의 레이저 방출기에 의한 수직 각도 커버리지를 나타낸다. 예를 들어, 2개의 최외각 레이저 빔(344, 346) 사이의 각도 구역은 레이저 방출기(LE1 내지 LE15)에 의해 커버되는 수직 시야를 나타낸다. 고정된 각도 구역의 경우, 2개의 빔(344, 346) 사이에 더 많은 수의 레이저 빔이 배치될수록, 2개의 인접한 레이저 빔 사이의 각도 간격이 작아지고 수직 시야를 따라 해상도가 높아지는 것이 명백하다. 시야에 더 조밀한 레이저 빔이 요구될 때, 스캐너를 사용하든 사용하지 않든 더 많은 레이저 방출기를 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 기존의 방법은 레이저 빔을 생성하기 위해 레이저 방출기의 2D 어레이가 사용될 때 단점을 갖는다. 특히, 임의의 한 방향을 따른 해상도의 증가는 레이저 방출기의 여러 로우 또는 라인을 추가해야 하며, 이는 라이다 시스템의 비용을 크게 증가시킬 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 도 3a에 도시된 바와 같은 레이저 방출기(LE1 ... LE 15)는 방출 모듈의 레이저 방출기의 서브세트를 나타내며 하나 이상의 구동 회로에 의해 제어될 수 있는 단일 조명 뱅크를 형성한다. 본 출원에 따른 라이다 시스템은 복수의 조명 뱅크를 가질 수 있다. 레이저 방출기를 제어하기 위해 뱅크를 사용하여, 조립 프로세스를 용이하게 하고, 레이저 방출기를 더 유연하게 배열하게 하며 혼선을 감소시킬 수 있다. 조명 뱅크에 대한 추가 설명은 도 3b와 관련하여 제공된다.

도 3a에 도시된 바와 같은 복수의 레이저 방출기(LE1 ... LE15)는 미리 결정된 분포 패턴에 따라 1D 어레이로 배열된다. 예를 들어, 도 3a는 레이저 방출기(LE1 ... LE15)가 수직 방향을 따라 불균일하게 배열됨을 도시한다. 일반적으로 VFOV의 중앙 영역은 차량의 이동 방향에 있는 구역을 나타내며 더 높은 해상도를 필요로 하며, VFOV의 주변 구역은 차량의 이동 경로 위 또는 하부 구역을 나타내며 중앙 구역보다 더 낮은 해상도를 가질 수 있다. 따라서, VFOV의 주변 영역을 커버하도록 설계된 레이저 방사기(LE1, LE2, LE3)는 VFOV의 중앙 영역을 커버하도록 설계된 레이저 방사기(LE6 내지 LE9)(미도시)보다 희소하게 배열된다. 따라서, 레이저 방사기(LE1 내지 LE3) 사이의 피치(인접한 레이저 방사기 사이의 간격)는 레이저 방사기(LE6 내지 LE9)의 피치보다 크다. 레이저 방출기(LE3 내지 LE6)의 피치는 LE1 내지 LE3의 피치와 LE6 내지 LE9의 피치 사이에 있다. 다른 실시예에 따르면, 레이저 방출기는 특정 어플리케이션에 적합한 임의의 분포 패턴에 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 레이저 방출기는 조명 뱅크에 균일하게 분포될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 주변 구역은 어플리케이션에 따라 더 높은 해상도를 가질 수 있다. 예를 들어 항공 어플리케이션에서, 드론과 같은 항공기 하부 구역에는 더 높은 해상도가 필요할 수 있으며 레이저 방출기가 조밀하게 분산되어야 한다. 복수의 레이저 방출기(LE1 ... LE15)는 단지 예시일 뿐이며, 레이저 방출기의 총 수는 128개, 256개, 512개 또는 그 이상과 같이 15개를 초과할 수 있다.

도 3a에서는 레이저 방출기가 수직 방향을 따라 1D 어레이를 형성하는 것을 도시하지만, 레이저 방출기는 다중 컬럼으로 배열될 수 있으며(특히 수직 방향을 따른 레이저 방출기 수가 20개를 초과하는 경우), 여기서 각 컬럼 수평 방향을 따라 오프셋(offset)을 갖는다. 예를 들어, 레이저 방출기(LE1 ... LE15)는 2개의 컬럼을 가질 수 있다. 제1 컬럼은 레이저 방출기(LE1 내지 LE3)(조명 뱅크(320)), 레이저 방출기(LE10 내지 LE12)(조명 뱅크(324))에 의해 형성되고, 제2 컬럼은 도 3b의 제1 어레이(328)로 도시된 배열과 유사하게 레이저 방출기(LE4 내지 LE9)(조명 뱅크(322)), 레이저 방출기(LE13-LE15)(조명 뱅크(326))에 의해 형성된다. 2개의 컬럼은 레이저 방출기(LE1 내지 LE3) 사이의 피치와 같은 작은 수평 오프셋을 갖지만 여전히 실질적으로 1D 배열을 나타낸다. 수직 치수와 수평 치수 사이의 종횡비(aspect ratio)는 레이저 방출기가 1D 어레이를 형성하는지 여부를 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 레이저 방출기에 의해 형성된 형상의 종횡비가 3보다 큰 경우, 레이저 방출기는 1D 어레이를 형성하는 것으로 간주될 수 있다.

종래의 기술과 달리, 본 출원에서 제시된 라이다 시스템은 포인트 클라우드를 생성하기 위해 레이저 방출기의 2차원 어레이를 필요로 하지 않는다. 본 출원의 일 실시예에 따르면, 라이다 시스템은 레이저 방출기의 1차원 어레이를 스캐너와 조합하여 원하는 2차원 시야를 커버할 수 있다. 본 출원의 라이다 시스템에 포함된 레이저 방출기의 수는 라이다 시스템의 채널 또는 라인 수와 대략 동일할 수 있다. 예를 들어 VFOV가 60도이고 해상도가 0.3도이면, 라이다 시스템에 포함된 레이저 방출기의 수는 200개(60/0.3=200)이다. 또 다른 예로, VFOV가 60도이고 해상도가 0.1도이면, 라이다 시스템에 포함된 레이저 방출기의 수는 600개(60/0.1=600)이다. 환경의 거리 정보를 검출하기 위한 레이저 방출기 외에도, 본 출원의 라이다 시스템은 다양한 목적을 위해 추가적인 레이저 방출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자가 진단, 교정 또는 배경 광 측정을 위해 더 많은 레이저 방출기가 포함될 수 있다. 다른 예에서, 라이다 시스템의 몇 미터 내에 있는 구역과 같은 근거리 구역에 있는 물체의 범위 정보를 검출하기 위해 추가 레이저 방출기가 포함될 수 있다. 이러한 추가 레이저 방출기는 거리를 측정하기 위한 레이저 방출기에 인접하여 배치될 수 있으며 레이저 방출기의 일반적인 1D 배열을 변경하지 않는다. 본 출원의 다른 실시예에 따르면, 라이다 시스템은 다른 레이저 방출기의 고장 시 백업 방출기로 사용될 중복(redundant) 레이저 방출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 방출기의 수는 채널 또는 라인 수의 2배가 될 수 있으며 2개의 1D 어레이로 나뉠 수 있으며: 제1 1D 어레이는 거리 측정에 사용되고 제2 1D 어레이는 중복 소스로 사용된다. 이러한 방식으로 제1 어레이의 레이저 방출기에 장애가 발생하면, 라이다 시스템은 제2 어레이의 중복 레이저 방출기를 활성화할 수 있다. 중복 레이저 방출기에 관한 더 자세한 설명은 도 3b를 참조하여 제공된다.

다른 실시예에 따르면, 방출 모듈(300)의 레이저 방출기는 개별적으로 또는 그룹으로 제어될 수도 있다. 구동 회로(302, 316)는 하나 이상의 레이저 방출기를 제어할 수 있다. 일 예에 따르면, 구동 회로는 레이저 방출기의 하나의 그룹을 제어할 수 있으며, 이는 방출 모듈의 구동 회로 수를 줄이고 제어 동작을 단순화할 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 방출 모듈(300)은 6개의 구동 회로와 15개의 레이저 방출기를 포함한다. 따라서, 구동 회로(D1)는 레이저 방출기(LE1 및 LE2)를 제어하도록 구성되고; 구동 회로(D2)는 레이저 방출기(LE3 내지 LE5)를 제어하도록 구성되며; 구동 회로(D3)는 레이저 방출기(LE6 내지 LE9)를 제어하도록 구성된다.

도 3b는 본 출원의 일 실시예에 따른 방출 모듈(303)의 다른 구성을 도시한다. 방출 모듈(303)은 인쇄 회로 기판, 복수의 레이저 뱅크(320, 322, 324, 및 326)에 의해 형성된 레이저 방출기(328)의 제1 어레이, 레이저 방출기(338)의 제2 어레이, 및 복수의 구동 회로(302 ... 316)와 같은 지지 구조(339)를 갖는다. 레이저 방출기(328)의 제1 어레이는 수직 시야를 따라 필요한 해상도를 생성하는 데 필요한 이러한 레이저 방출기를 나타낸다. 예를 들어, 수직 방향에 대해 128개의 채널 또는 라인이 요구되면, 128개의 레이저 방출기가 제1 어레이(328)에 포함된다. 레이저 방출기(338)의 제2 어레이는 (328)의 제1 어레이에 대한 백업 레이저 방출기로서 방출 모듈에 포함된다. 일 실시예에 따르면, 제1 어레이(328)의 모든 레이저 방출기는 제2 어레이(338)의 페어링된 레이저 방출기를 가지며, 제2 어레이의 시야는 제1 어레이(328)의 시야와 실질적으로 동일하다.

일 실시예에 따르면, 제1 어레이(328)의 복수의 레이저 방출기는 복수의 뱅크(320 ... 326) 상에 추가로 배치되며, 각 뱅크는 단일 반도체 기판을 갖는다. 예를 들어, 방출 모듈(303)은 제1 어레이에 대해 128개의 레이저 방출기를 갖고, 128개의 레이저 방출기는 분배되어 4개의 뱅크(320, 322, 324, 326) 상에 배치될 수 있으며, 각각은 단일 기판에 집적된 32개의 레이저 방출기를 갖는다. 다른 실시예에 따르면, 128개의 레이저 방출기의 각각은 그들 자체의 반도체 기판을 가질 수 있으며, 레이저 방출기의 그룹은 뱅크를 형성하도록 장착된다. 레이저 방출기를 홀딩하고 제어하기 위해 별도의 뱅크를 사용하여 많은 이점이 있다. 첫째, 라이다 시스템의 레이저 방출기 중 일부만 홀딩함으로써, 뱅크는 모든 레이저 방출기를 홀딩하는 단일 뱅크보다 더 짧은 치수를 갖고 열 사이클로 인해 야기된 레이저 방출기의 포인팅 방향의 시프팅을 감소시킬 수 있다. 또한, 복수의 더 작은 뱅크를 사용하여, PCB(339) 상에 배열되는 데 더 많은 유연성을 허용할 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 4개의 뱅크(320, 322, 324, 326)의 각각은, PCB에 배치될 때, 서로 동일하거나 동일하지 않을 수 있는 그들 각자의 수평 및 수직 피치를 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 레이저 방출기(320, 322, 324, 326)의 각 뱅크는 균일하게 분포된 시야를 생성하기 위해 동일한 수의 레이저 방출기와 레이저 방출기 간의 동일한 피치를 가질 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 수직 시야를 따른 레이저 방출기의 불균일한 분포가 필요한 경우, 뱅크(320, 322, 324, 326)는 레이저 방출기의 불균일한 분포를 생성하기 위해 중첩 구역을 갖는 PCB 상에 배치될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 레이저 방출기의 각 뱅크는 상이한 피치를 갖는 상이한 수의 레이저 방출기를 가질 수 있어서, 레이저 방출기의 불균일한 분포와 그에 따른 불균일한 VFOV를 생성하기 위한 훨씬 더 큰 유연성을 제공한다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 방출 모듈(303)은 뱅크(330, 332, 334, 336)에 의해 형성된 레이저 방출기(338)의 제2 어레이를 더 포함한다. 레이저 방출기(338)의 제2 어레이가 제1 어레이(328)의 대체 역할을 하는 것을 의도되므로, 뱅크(330)의 레이저 방출기는 뱅크(320)와 실질적으로 동일한 시야를 갖도록 구성된다. 유사하게, 뱅크(332, 334, 336)는 각각 뱅크(322, 324, 326)와 유사한 시야를 갖는다. 레이저 방출기는 라이다 시스템의 다른 구성요소보다 먼저 고장나는 경향이 있으므로, 레이저 방출기(338)의 제2 및 중복 어레이는 수리 또는 교체가 필요하기 전에 라이다의 동작 수명을 연장시킬 수 있다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 방출 모듈(303)은 레이저 방출기의 복수의 뱅크를 구동하기 위한 복수의 구동 회로(302, 304, ..., 316)를 더 갖는다. 구동 회로는 각 뱅크의 각 레이저 방출기를 개별적으로 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 레이저 방출기의 뱅크와 구동 회로는 일대일의 대응 관계를 갖는다. 레이저 방출기가 개별적으로 어드레스 가능하므로 구동 회로에 의해 순차적으로 또는 조합하여 작동될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 각 뱅크는 2개 이상의 구동 회로에 의해 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 동일한 뱅크의 다중 레이저 방출기가 동시에 활성화될 때, 각각은 상이한 구동 회로에 따라 광 펄스를 생성할 수 있다.

각 구동 회로(302, 304, ... 316)는 제어된 레이저 방출기가 레이저 빔의 고유한 패턴을 생성하도록 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 각 구동 회로는 레이저 펄스를 생성하기 위한 복수의 펄스 프로파일을 저장한다. 펄스 프로파일은 레이저 펄스에 대한 복수의 매개변수를 지정한다. 레이저 펄스에 대한 매개변수는 펄스 수, 각 펄스의 전력 및 폭, 인접한 펄스 사이의 인터벌 등을 포함할 수 있다. 레이저 펄스에 대한 프로파일은 검출 모듈로부터 획득된 검출 결과 또는 날씨, 교통 상황, GPS 위치, 차량 속도 등과 같은 다른 센서 또는 모듈로부터 입력된 데이터에 따라 각 측정에 대해 스위칭되거나 동적으로 조정될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 구동 회로는 레이저 방출기를 활성화하는 시작 시간을 추가로 조정할 수 있으며, 각 레이저 방출기에 의해 생성된 레이저 펄스를 추가로 구별할 수 있다. 레이저 방출기에 의해 생성된 레이저 빔이 그들 자체의 고유한 패턴을 갖는 경우, 동시에 발생하는 레이저 빔으로 인해 야기된 검출 모듈의 채널 간(cross-channel) 간섭이 크게 줄어들 수 있다.

레이저 방출기의 동작

A. 레이저 방출기의 선택적 활성화

본 출원의 방출 모듈은 복수의 레이저 방출기를 병렬로 활성화하도록 구성된다. 편의상 레이저 방출기 컬럼의 전체 로우 또는 전체 레이저 방출기를 활성화하는 다른 방법과 달리, 방출 모듈은 채널 간 간섭으로 인해 검출 모듈에서 발생할 수 있는 혼선을 감소시키기 위해 다중 레이저 방출기를 선택적으로 활성화한다. 도 4에 도시된 예에서, 본 출원의 방출 모듈은 각 뱅크의 레이저 방출기를 활성화할 수 있다. 예를 들어, 뱅크(320)의 레이저 방출기(400), 뱅크(322)의 레이저 방출기(403), 뱅크(324)의 레이저 방출기(404) 및 뱅크(326)의 레이저 방출기(406)는 실질적으로 동시에 활성화되어 각각 레이저 빔(410, 412, 414, 416)을 생성한다. 레이저 방출기(400, 402, 404, 및 406)의 시야는 분리도가 크고 중첩이 거의 없으므로, 그들의 복귀 레이저 빔은 광자센서에서 거의 또는 전혀 중첩되지 않으므로 검출 모듈에서의 혼선을 감소시킨다. 일 실시예에 따르면, 방출 모듈은 레이저 방출기에 의해 생성된 레이저 빔의 송신 방향에 기초하여 병렬로 활성화될 레이저 방출기를 선택한다. 일 실시예에 따르면, 방출 모듈은 이러한 레이저 방출기 사이의 거리에 기초하여 병렬로 활성화될 레이저 방출기를 선택한다. 결과적으로, 방출 모듈은 병렬로 활성화되도록 각 뱅크로부터의 하나의 레이저 방출기만을 선택할 필요가 없다. 방출 모듈은 해당 레이저 방출기가 중첩된 시야를 가지지 않거나 물리적으로 멀리 떨어지는 한 동일한 뱅크의 다중 레이저 방출기를 활성화할 수 있다. 또한, 인접한 시간에 광을 방출하는 레이저 방출기는 시야가 중첩되거나 가능한 한 멀리 있지 않아야 한다.

일 실시예에 따르면, 병렬로 활성화되는 레이저 방출기의 수는 수직 방향과 같은 미리 결정된 방향을 따라 해상도를 생성하는 데 필요한 레이저 방출기 총 수의 1/8 이하, 또는 1/16 이하, 또는 1/32 이하로 설정된다. 예를 들어, 수직 해상도에 대해 128개의 레이저 방출기가 필요한 경우, 병렬로 활성화되는 레이저 방출기는 16개, 6개 또는 4개 이하의 레이저 방출기일 수 있으며, 이는 각각 128개 레이저 방출기의 1/8, 1/16 또는 1/32에 해당한다. 미리 결정된 방향은 방출 모듈이 레이저 방출기를 전자적으로 스캔하는 방향으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 4에 도시된 레이저 방출기는 수직 방향을 따라 전기적으로 및 순차적으로 활성화될 수 있으며, 기계적 작동은 수평 방향으로 스캔하는 데 사용된다. 이러한 구성에서, 수직 방향은 미리 결정된 방향을 나타낸다.

레이저 방출기는 실질적으로 1D 어레이로 배열되므로 수직 방향을 따라 좁은 시야를 조명할 수 있으며 수평 스캔을 사용하여 본 출원의 라이다 시스템의 시야를 확대할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 수평 방향의 스캐닝은 모터나 회전 거울과 같은 기계적 스캐너에 의해 구현된다. 수평 방향의 스캐닝 주파수는 수평 스캔보다 10, 100, 200, 500 또는 1000 또는 2000 또는 3000배 빠를 수 있는 수직 스캔의 주파수보다 느린 5 내지 20Hz 사이일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 레이저 방출기는 발사 패턴에 따라 활성화될 수 있다. 발사 패턴은 레이저 방출기 간의 발사 주파수와 시퀀스를 정의하고 검출 결과에 따라 실시간으로 조정 가능하다. 예를 들어, 레이저 방출기는 먼저 미리 결정된 발사 패턴에 따라 활성화될 수 있다. 차량 앞의 장애물과 같은 관심 영역 검출 시, 제어 모듈은 관심 영역을 커버하는 레이저 방출기에 더 높은 주파수로 활성화되어 더 조밀한 데이터 포인트를 생성하도록 지시할 수 있다. 다른 예에서, 움직이는 물체가 검출되면, 제어 모듈은 이동하는 물체에 대한 더 많은 데이터 포인트를 생성하기 위해 레이저 방출기의 발사 시퀀스를 구성할 수 있다.

B. 각 레이저 방출기에 의해 생성된 고유한 레이저 빔

본 출원의 방출 모듈은 동일한 라이다 시스템 또는 다른 조명 소스에 의해 생성된 동시에 발생하는 레이저 빔으로 인해 야기된 간섭을 줄이기 위해 추가 조치를 구현할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 병렬로 활성화되는 레이저 방출기의 경우, 그들 각각 또는 적어도 일부는 고유하거나 상이한 레이저 프로파일을 생성할 수 있어, 검출 모듈이 고유한 레이저 프로파일에 의존하여, 검출된 복귀 레이저 빔이 올바른 채널로부터 송신되는지 여부를 결정하도록 한다. 예를 들어, 4개의 레이저 방출기가 도 4에 도시된 바와 같이 작동될 때, 구동 회로는 각 레이저 방출기가 4개의 상이한 레이저 프로파일에 따라 레이저 빔을 생성하도록 할 수 있다. 이전 섹션에서 설명된 바와 같이, 레이저 프로파일은 다양한 유형의 레이저 빔에 대한 매개변수를 포함할 수 있다. 펄스화된 레이저 빔의 경우, 레이저 펄스 수, 각 펄스의 폭, 각 펄스의 전력, 인접 펄스 사이의 인터벌과 같은 매개변수는 생성된 레이저 펄스를 정의하기 위해 레이저 프로파일에 의해 사용된다. 연속파 레이저 빔의 경우, 주파수와 진폭이 레이저 파를 정의하는 데 사용된다.

도 5는 본 출원의 실시예에 따른 레이저 프로파일에 의해 정의되는 레이저 펄스의 예시적인 시퀀스를 도시한다. 레이저 펄스(500)의 시퀀스는 3개의 펄스(502, 504, 506)를 포함한다. 도 5는 3개의 펄스만을 도시하지만, 레이저 프로파일에 따라 더 많거나 더 적은 수의 펄스가 정의될 수 있다. 레이저 프로파일은 각 레이저 펄스에 대한 피크 전력(P502, P504 및 P506)을 추가로 정의할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 펄스(506)는 유사한 피크 전력을 가질 수 있는 후속 펄스(502 및 504)보다 더 낮은 전력(P506)을 가질 수 있다. 인접한 펄스 사이의 시간 인터벌 △t1 및 △t2도 레이저 프로파일에 의해 조정될 수 있다. 예를 들어, 펄스(506)와 펄스(504) 사이의 시간 인터벌 △t2는 펄스(504)와 펄스(502) 사이의 시간 인터벌 △t1보다 짧다. 또한, 각 펄스의 폭은 레이저 프로파일에 따라 조정될 수도 있다. 이러한 매개변수를 조정함으로써, 레이저 프로파일은 레이저 방출기에 의해 생성된 펄스 시퀀스에 대한 많은 패턴을 정의할 수 있으며, 이로써 동시에 발생하는 레이저 빔의 각각이 고유한 프로파일을 갖고 다른 레이저 빔과 구별되도록 보장할 수 있다.

방출 모듈의 동작

도 6은 본 출원의 실시예에 따른 라이다 시스템의 방출 모듈을 제어하는 방법을 도시한다. 제어 방법(600)은 구동 회로에 전력이 공급되고 방출 모듈이 자가 진단 프로세스를 거치는 개시 및 자가 진단 단계(602)로 시작된다. 자가 진단은 각 레이저 방출기의 전력 레벨, 동작성과 같은 방출 모듈의 장비 이슈나 고장을 발견하는 것을 목표로 한다. 자가 진단 단계가 이슈를 보고하지 않을 때, 방출 모듈은 제어 모듈에 메시지를 송신하고 단계(604)에서 다른 센서로부터 제어 신호 및 데이터를 수신한다. 제어 신호는 수직 시야에 따른 스캐닝 주파수와 병렬로 활성화되는 레이저 방출기의 수를 포함할 수 있다. 다른 센서로부터의 데이터는 온도, 날씨 상태 및 배경 광의 레벨을 포함할 수 있다. 단계(606)에서, 방출 모듈은 레이저 방출기의 발사 패턴과 각 레이저 방출기에 대한 레이저 프로파일을 결정한다. 단계(608)에서, 방출 모듈은 1, 2, 3, 4 및 5ns와 같은 미리 결정된 오프셋을 사용하여 각 레이저 방출기의 시작 시간을 무작위로 조정한다. 단계(610)에서, 레이저 방출기는 단계(608)에서 결정된 발사 패턴, 레이저 프로파일 및 시작 시간에 따라 활성화된다. 레이저 방출기의 제1 세트가 활성화된 후, 단계(614)에서 레이저 빔의 방출이 중지되어야 하는지 여부가 결정된다. 중지 신호가 수신되면, 제어 방법은 단계(620)로 진행하여 레이저 방출기의 레이저 빔 방출을 정지시킨다. 일 실시예에 따르면, 단계(614)는 모든 레이저 방출기가 활성화된 후에 구현될 수 있다.

단계(616)에서, 발사 패턴과 레이저 프로파일은 실시간 검출 결과에 따라 조정된다. 일 실시예에 따르면, 시야의 장애물과 같은 관심 영역은 검출 결과에 기초하여 결정될 수 있으며, 더 많은 레이저 빔이 해당 관심 영역으로 지향되어 더 조밀한 측정값을 얻을 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 방출된 레이저 펄스의 전력은 신호 대 잡음비를 증가시키거나, 검출기의 눈을 멀게 하는 것을 방지하거나, 사람의 눈에 대한 잠재적인 해를 방지하도록 조정된다. 현재 채널의 레이저 전력의 조정은 이전 채널, 즉 동일한 채널 또는 상이한 채널의 검출 결과에 기초할 수 있다. 수직 방향을 따른 레이저 방출기의 전자 스캐닝이 200us 또는 100us 또는 그보다 더 짧은 것과 같은 매우 짧은 사이클링 기간을 갖기 때문에, 동일한 채널 또는 현재 채널 직전에 활성화되었던 채널의 검출 결과는 현재 채널에서 검출될 물체 정보를 나타낼 수 있다. 레이저 전력을 조정하기 위해 동일한 채널의 검출 결과가 사용되는 경우, 검출 결과는 현재 채널로부터 한두 회의 사이클링 기간 내에 획득되어야 한다. 상이한 채널의 검출 결과가 사용되는 경우, 이러한 2개의 채널의 시야 사이의 간격은 수직 방향을 따라 0.5도, 1도 또는 2도와 같이 미리 결정된 임계치 내에 있어야 한다. 레이저 전력을 조정하는 데 사용될 수 있는 검출 결과의 매개변수는 범위, 반사율, 배경 광의 레벨, 광자검출기의 포화 레벨 등을 포함한다. 발사 패턴과 레이저 프로파일이 조정되는 한, 프로세스는 단계(608)로 진행하여 레이저 방출기를 계속 활성화한다.

실행 가능한 프로그램을 저장하기 위해 본 출원에서 사용되는 비일시적 저장 매체는 디지털 데이터를 저장하기에 적합한 임의의 매체, 예를 들어 자기 디스크, 광학 디스크, 광자기 디스크, 플래시 또는 EEPROM, SDSC(표준 용량) 카드(SD 카드) 또는 반도체 메모리를 포함할 수 있다. 저장 매체는 또한 저장 매체에 저장된 데이터가 다른 전자 디바이스에 의해 액세스 및/또는 실행될 수 있도록 다른 전자 디바이스와 결합하기 위한 인터페이스를 가질 수 있다.

본 발명은 위에 설명된 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 많은 대안, 수정 및 변형이 명백할 것임이 분명하다. 따라서, 위에서 설명된 본 발명의 실시예는 제한이 아닌 예시를 위한 것이다. 다음 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않은 한, 다양한 변경이 이루어질 수 있다.

Claims

거리 정보를 검출하기 위한 라이다 시스템으로서,
거리 정보를 검출하기 위한 레이저 빔을 방출하고, 수직 방향을 따라 배열되어 복수의 뱅크(bank)들로 배치되는 레이저 방출기의 제1 어레이를 포함하는 방출 모듈-상기 방출 모듈은 상기 수직 방향을 따라 상기 레이저 빔을 전자적으로 스캔함-;
상기 레이저 방출기의 제1 어레이가 수평 방향을 따라 스캔하게 하도록 구성된 기계적 스캐너; 및
상기 레이저 방출기의 제1 어레이에 의해 생성된 복귀 레이저 빔을 검출하고, 복귀 레이저 빔에 기초하여 거리 정보를 결정하는 검출 모듈을 포함하되,
상기 방출 모듈은 외부 환경을 검출하기 위해 복수의 레이저 방출기를 병렬로 활성화하도록 구성되고, 상기 복수의 레이저 방출기는 상기 레이저 방출기의 제1 어레이의 절반 이하인, 라이다 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수직 스캐닝 주파수는 상기 수평 스캐닝 주파수보다 적어도 100배 빠른, 라이다 시스템.
제2항에 있어서,
상기 방출 모듈은 동시에 발생하는 레이저 빔에 의해 야기된 혼선(crosstalk)을 감소시키는 발사 패턴에 따라 상기 수직 방향을 따라 상기 레이저 방출기의 제1 어레이를 스캔하도록 더 구성되는, 라이다 시스템.
제2항에 있어서,
상기 방출 모듈은 각 뱅크 내의 레이저 방출기를 순차적으로 스캔하도록 구성되는, 라이다 시스템.
제4항에 있어서,
각 뱅크 내의 레이저 방출기는 개별적으로 어드레스 가능한(addressable), 라이다 시스템.
제1항에 있어서,
상기 라이다 시스템의 수직 시야는 상기 레이저 방출기의 제1 어레이에 의해 형성되는, 라이다 시스템.
제6항에 있어서,
상기 레이저 방출기의 제1 어레이에 대한 대체물로서의 레이저 방출기의 제2 어레이를 더 포함하는, 라이다 시스템.
제1항에 있어서,
인접한 뱅크는 수직 및 수평 모두로 서로 오프셋되는, 라이다 시스템.
제8항에 있어서,
상기 레이저 방출기는 뱅크 내에 균일하게 분포되고, 상기 레이저 방출기의 제1 어레이는 상기 수직 방향을 따라 불균일하게 분포되는, 라이다 시스템.
제8항에 있어서,
상기 레이저 방출기는 뱅크 내에 불균일하게 분포되고, 상기 레이저 방출기의 제1 어레이는 상기 수직 방향을 따라 불균일하게 분포되는, 라이다 시스템.
제8항에 있어서,
각 뱅크는 동일한 수의 레이저 방출기를 갖는, 라이다 시스템.
제1항에 있어서,
복수의 레이저 방출기가 병렬로 활성화될 때, 상기 활성화된 레이저 방출기 중 적어도 하나는 다른 레이저 방출기의 레이저 빔과 상이한 레이저 프로파일에 따라 고유한 레이저 빔을 방출하는, 라이다 시스템.
제12항에 있어서,
상기 레이저 프로파일은 단일 거리 측정에 사용되는 레이저 펄스 시퀀스의 매개변수를 정의하는, 라이다 시스템.
제13항에 있어서,
상기 방출 모듈은 상기 검출 모듈의 검출 결과에 기초하여 상기 레이저 프로파일을 실시간으로 조정하도록 구성되는, 라이다 시스템.
제12항에 있어서,
상기 방출 모듈은 상기 활성화된 레이저 방출기에 대한 시작 시간을 조정하도록 더 구성되는, 라이다 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스캐너는 회전 거울을 포함하는, 라이다 시스템.
제16항에 있어서,
상기 회전 거울은 적어도 2개의 반사 표면을 갖는, 라이다 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스캐너와 상기 방출 모듈 사이에 배치되고, 상기 방출 모듈에 의해 생성된 레이저 빔을 상기 스캐너로 지향하도록 구성된 거울을 더 포함하는, 라이다 시스템.
제18항에 있어서,
상기 거울은 상기 복귀 레이저 빔의 상당 부분이 상기 거울의 주변 구역을 통해 상기 거울을 우회하고 상기 검출 모듈에 충돌하도록 복귀 빔의 스팟보다 작은 크기를 갖는, 라이다 시스템.
거리 정보를 검출하기 위한 라이다의 방법으로서,
수직 방향을 따라 레이저 방출기의 제1 어레이를 배열하는 단계;
상기 레이저 방출기의 제1 어레이를 복수의 뱅크로 분리하는 단계;
외부 환경을 스캐닝하기 위해 복수의 레이저 방출기를 병렬로 활성화하는 단계-상기 복수의 레이저 방출기는 상기 레이저 방출기의 제1 어레이의 절반 이하임-;
수평 방향을 따라 상기 레이저 방출기의 제1 어레이를 스캐닝하는 단계;
상기 레이저 방출기의 제1 어레이에 의해 생성된 복귀 레이저 빔을 검출하는 단계; 및
복귀 레이저 빔에 기초하여 거리 정보를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제20항에 있어서,
기계적 이동 부품의 보조 없이 수직 방향을 따라 상기 레이저 방출기의 제1 어레이를 전자적으로 스캐닝하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제21항에 있어서,
동시에 발생하는 레이저 빔에 의해 야기된 혼선을 감소시키는 발사 패턴에 따라 상기 수직 방향을 따라 상기 레이저 방출기의 제1 어레이를 스캐닝하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제22항에 있어서,
각 뱅크 내의 레이저 방출기를 순차적으로 스캐닝하는 단계, 및 상이한 뱅크로부터의 적어도 2개의 레이저 방출기를 병렬로 활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제20항에 있어서,
상기 라이다 시스템에서 상기 레이저 방출기의 제1 어레이에 대한 대체물로서의 레이저 방출기의 제2 어레이를 배치하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제20항에 있어서,
인접한 뱅크를 수직 및 수평 모두로 오프셋시키는, 방법.
제25항에 있어서,
뱅크 내에 레이저 방출기를 균일하게 배열하고, 상기 레이저 방출기의 제1 어레이를 수직 방향을 따라 불균일하게 배열하는, 방법.
제20항에 있어서,
각 뱅크 내에 동일한 수의 레이저 방출기를 배치하는, 방법.
제20항에 있어서,
적어도 2개의 레이저 방출기가 함께 활성화될 때, 각 상기 활성화된 레이저 방출기가 다른 활성화된 레이저 방출기와 상이한 레이저 프로파일을 갖는 레이저 빔을 방출하게 하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제28항에 있어서,
상기 검출 모듈의 검출 결과에 기초하여 실시간으로 상기 레이저 프로파일을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제28항에 있어서,
상기 활성화된 레이저 방출기에 대한 시작 시간을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.