TR2021015058A2 - Yüksek çözünürlüklü li̇dar görüntüleme si̇stemi̇ - Google Patents

Abstract

Buluş, görüntüsü alınmak istenilen hedefin (150) aydınlatılmasını sağlayan ve atım zamanı bilgisini veren en az bir ışık kaynağı (100) içeren yüksek çözünürlüklü derinlik bilgisi elde edilmesi ile geliştirilen bir LIDAR görüntüleme sistemi ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME YÜKSEK ÇÖZÜNÜRLÜKLÜ LIDAR GÖRÜNTÜLEME SISTEMI Teknik Alan Bulus analog ve/veya dijital kontrol sistemi içeren, yüksek çözünürlüklü derinlik bilgisi elde edilmesi ile gelistirilen bir görüntüleme sistemi ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Günümüzde birçok farkli LIDAR tipi mevcuttur. Bunlar flash LIDAR, kati hal LlDAR"lari, optik faz dizisi LIDAR"lari ve MEMS tabanli LIDAR vs. gibi siralanabilir. Hepsinde de isik kaynagi tarafindan yaratilan sinyal ile hedefin aydinlatilmasi ve aydinlatilan hedeften geri dönen sinyal ile ilk sinyal arasindaki zaman farkinin (uçus süresinin) uçus süresi zaman algilayici elektronik devre tarafindan hesaplanmasi prensibi kullanilir. Uçus süresi zaman algilayici elektronik devrelerin uçus sürelerini algilamasi, geri dönen sinyalin yanlis hesaplamalari önleyecek seviyede belirlenmis olan sinyal/ gürültü orani (Signal to Noise Ratio, SNR) seviyesini geçtigi sinyal seviyesinde yapilir. Gönderilen sinyal ile hedeften dönen sinyal arasindaki zaman farki hedefin LIDAR sistemine uzakligini tanimlar. Temel olarak farkli uzaysal noktalarda yapilan ölçümler sonucu, hedef üzerindeki farkli noktalarin LIDAR sistemine uzakliklari, dolayisi ile birbirlerine olan göreceli mesafeleri (derinlik bilgisi) hesaplanabilir. Bu yöntemde derinlik bilgisi sinyalin yükselis zamaninin dik olinasina ve uçus süresi zaman algilayici elektronik devre ile ölçülebilecek zaman çözünürlügüne baglidir. Güncel LIDAR sistemlerinin derinlik çözünürlükleri, kullanilan aydinlatma sistemlerinin yükselis zamani (rise time) ile kisitli olup, yüksek derinlik çözünürlügüne sahip ölçümler için maliyeti yüksek aydinlatma kaynaklarinin kullanimi gerekmektedir. Güncel sistemlerde karsilasilabilen bir diger sikinti da, uzaysal olarak aydinlatilan bölgenin içinde farkli derinlige sahip hedef noktalarinin olmasi durumunda, hedeften geri tek bir sinyal yerine bir sinyal dizisi dönmesi ve bu uzaysal çözünürlük içindeki farkli derinliklerin hesaplanamamasidir. Yüksek derinlik ölçümü için kullanilabilen diger bir yöntem de interferrometrik ölçüm teknigidir. Bu yöntemde kisaca hedefe ulasip geri dönen sinyalin uçus zamani kadar bir faz kaymasi olusmakta ve bu faz farki hedefe ulasip geri dönen sinyal ile çikis sinyalinin bir interferrometre sistemi ile karsilastirilmasi ile ölçülebilmektedir. Optik dalga boyunda nm seviyesinde yüksek derinlik ölçümü saglayabilecek bu yöntem de ise ölçülebilecek maksimum derinlik bilgisi kullanilan aydinlatma kaynaginin dalga boyu ile sinirlidir. Derinlikte elde bilgi ancak dalga boyunun katlari olarak verildigi için ancak göreceli bir ölçüm imkâni sunar. Ek olarak bu sistemlerin sahada kullanimi hassasiyetleri nedeni ile sinirlidir. Güncel LIDAR sistemlerinin incelenmesindeki diger bir parametre uzaysal çözünürlügün olusturulmasi kullanilan yöntemlerdir. 3 Boyutlu görüntünün olusturulmasinda yükselis ve yönelim eksenlerindeki her bir nokta için derinlik bilgisi ölçülmekte ve yükselis ve yönelim eksenlerindeki konum bilgisi ile birlestirilerek 3 boyutlu görüntü olusturulmaktadir. Her bir nokta için derinlik bilgisinin ölçümünde darbe yönteminin kullanilmasi durumunda derinlik çözünürlügü aydinlatma sisteminin sinyal yükselis zamani ve algilayici elektronik ile ölçülebilecek zaman çözünürlügü ile limitlidir. Yükselis ve yönelim eksenlerindeki konum bilgisinin üretim yönetimine göre LIDAR'lar iki ana sistem altinda siniflandirilabilir. Bu sistemler mekanik ve elektromanyetik isin yönlendirilmeli sistemler olarak adlandirilir. Yukarida da belirtildigi üzere sensörler kaynak tarafindan uyarilarak uçus süresi hesaplamalari yapilir. Bu sistemler eger isik kaynagi yönlendiriliyor ise aynasiz olarak veya hareketli aynalar yardimi ile yönlendirilerek çalismaktadir. Bu sistemler mekanik sistemlere birer örnektir. Mekanik yönlendirici sistemlerde lazerler veya dedektörler aynalar yardimiyla yönlendirmektedir. Ancak bu sistemler uzay taramasini çok yavas yapmaktadir. Kati hal sistemler ise bir veya daha fazla mikro aynanin belirli bir kati açiyi taramasi sonucu elde edilen isin yönlendirme seklidir. Ancak bu sistemlerin yüksek teknoloji ürünü olmasi ve dolayisiyla getirdikleri yüksek maliyetler sebebiyle sivil uygulamalarda yayilimlari sinirli kalmistir. LIDAR sistemleri coherent ve non-coherent olmak üzere iki kolda incelenebilir olup, coherent sistemler kullanilan isigin dalga boyuna bagli faz degisimini Ölçen ancak derinlik ölçüm sinirlari isigin dalga boyuna bagli sistemlerdir. Asagida incelenen sistemlerin de dâhil oldugu non-coherent sistemler ise, temel olarak isiga yönlendirilen modüleli veya darbeli bir isik kaynaginin geri dönüs zamanini (uçus zamani, "time of flight") ölçerek hedefin ve hedef üzerindeki farkli noktalarin LIDAR sistemini olan uzakliklarini ölçmektedir. Alinan uzaklik bilgisi kullanilan sistem tasarimina bagli görüs açisi (Field of View, POV) içindeki farkli açisal konumlari da içerebilmekte veya noktasal ölçüm alan sistemler için açisal konum bilgileri elektronik, mekanik, elektro- mekanik Vb. tarama sistemleri (kontrol elektronikleri dâhil) ile elde edilebilmektedir. Mevcut teknikteki tüm sistemlerde bir veya dizi halindeki birkaç lazer darbesi hedef noktaya gönderilir ve geri gelen sinyalin uçus süresinden mesafe tespiti yapilir. Hedef bölgeden elde edilecek derinlik çözünürlügü ise gönderilen darbenin zamandaki süresine baglidir. Daha hassas ölçüm yapilmak istendiginde darbe süreleri kisaltilmalidir. Kisa atimli lazerlerin maliyetleri yüksek oldugu ve boyutlari büyük oldugu için LIDAR uygulamalarinda kullanimlari sinirli düzeydedir. 3B nokta bulut ölçüm sisteminden bahsedilmektedir. Sistemde hedef, isik kaynagi, çok sayida optik eleman ve algilayici, foton dedektörü gibi unsurlar bulunmaktadir. Bulusun bir yapilanmasinda döner bilesen, harici bir kaynaktan rotary motora, foton vericilerine ve foton dedektörlerine güç saglamak ve ayrica üniteye giris ve çikis sinyali vermek üzere yapilandirilmis bir rotary güç baglantisi bulunmaktadir. Söz konusu dokümanda 64 elemanli (2 montaj olmak üzere 32"ser adet) bir lidar sistemi olusturulmustur. Sistem saniyede 1 milyon "time of flight" a bagli olarak mesafe noktasi toplayabilmektedir. Uçus süresi ölçümlerinin standart saplamalari 5 cm°ye esit veya daha da azdir. Sistemde bu sapmalari düzeltmek için de ataletsel navigasyon sistemi (INS) sensörü kullanilmaktadir. lsik kaynagi kendi isigini (lazer) üretmektedir. Sistem ayrica, yayicidan üretilen sinyal geri döndügünde dedektör tarafindan üretilen dalga formunun sayisallastirilmasi ve analiz yoluyla tek bir lazer emisyonundan çoklu geri dönüsleri alma ve desifre etme yetenegine de sahiptir. Ancak bulusta bahsedilen mesafe ölçüm metodu hedef üzerindeki tüm noktalar ve her farkli görüntü karesi için sürekli uçus zamani (Time of flight - TOF) ölçümü ile gerçeklestirilmektedir. Bu da nihayetinde darbe süresinin sinirlandirdigi çözünürlük degerlerini verebildiginden yüksek çözünürlük degerlerine ulasamamaktadir. Bununla birlikte sistemin kompleks yapida olusu ve maliyetli olmasi diger dezavantajlarindandir. için gelistirilmis bir lidar görüntüleme sisteminden bahsedilmektedir. Araç lidar cihazi (400) bir iletim sinyalinin ve/Veya alim sinyalinin uçus Süresi veya faz farkina dayali olarak bir nesneyi tespit edebilmektedir. Söz konusu lidar cihazi bir verici/isik sinyali (410), bir alici (420), arayüz (430), islemci (470), fotodedektör, fotodiyot ve güç kaynagi (490) içermektedir. Islemci iletilen ve alinan isiga dayanarak nesnenin görüntüsünü olusturabilmektedir. Spesifik olarak islemci, iletilen isigi ve her piksele karsilik gelen isigi birbiriyle karsilastirarak nesnenin görüntüsünü olusturabilmektedir veya "time of flight" veya faz degisikligi hesaplayarak nesnenin bir görüntüsünü olusturabilmektedir. Ayni zamanda islemci, görüntünün yatay veya dikey yönde egilme derecesine bagli olarak görüntüyü düzenleyebilmektedir. Söz konusu bulusta iletilen isiga ve yansiyan isiga dayali derinlik haritasi (depth map) olusturulmaktadir. Islemci iletim isigini ve her piksele karsilik gelen yansiyan isigi karsilastirarak uçus süresi ve piksel basina faz degisimini hesaplayarak derinlik haritasi olusturmaktadir. Bellek sayesinde bu veriler biriktirilebilmektedir. Bu sekilde noktalardaki görüntüler belirlenmektedir ve görüntüleme sistemi gelistirilmistir. Bu patent basvurusunda da bahsedilen mesafe ölçüm metodu hedef üzerindeki tüm noktalar ve her farkli görüntü karesi için sürekli uçus zamani (Time of flight I TOF) ölçüinü ile gerçeklestirilmektedir. Bu da nihayetinde darbe süresinin sinirlandirdigi çözünürlük degerlerini verebildiginden yüksek çözünürlük degerlerine ulasamamaktadir. nesneleri görüntülemek için lidar teknolojisini kullanan bir sistem ve yönteminden bahsedilmektedir. Söz konusu sistemde isik kaynagi, araç ile nesne arasindaki mesafeyi belirlemek üzere gelistirilen islemci, isik kaynaginin yansimalarini tespit etmek üzere gelistirilmis bir sensör, hareketli MEMS aynasi, aktüatör gibi unsurlar içermektedir. Lidar sisteminin, derinlik haritasi olusturmak için kullanilabileceginden bahsedilmektedir. Görüntünün her bir pikseli için derinlik bilgilerinin de kaydedilebilecegi veya geçici olabileceginden bahsedilmektedir, Islemci isik kaynaginin hedefi taramasi sirasinda farkli sürelerle kontrol sagladigindan ve olusan görüntü kalitesine göre ilave isik atiminin gerekli olup olmadiginin tespit edildiginden bahsedilmektedir. Bu patent basvurusunda hedef üzerindeki en yakin noktanin Uçus Zamani (Time of Flight TOF) ölçümü, arka plan verisinin farkli pikseller için ölçülen uçus zamani ile direkt ve/veya hedeften dönen çoklu yansima sinyalindeki ardil tepe noktalarinin bir grup komsu pikseldeki degerlerinin toplami ile elde edilen ikinci sinyalin zaman ölçümü ile hesaplanabilecegi görülmektedir. Bu yöntem ile, tek bir aydinlatma sinyalinin çoklu yansima ile geri dönen sinyali üzerinden, arka planinda uçus zamani ölçümünün dolayli olarak gerçeklestirildigi göiülmektedir. Sonuç olarak darbe süresinin sinirlandirdigi çözünürlük degerlerini verebildiginden yüksek çözünürlük degerlerine ulasamamaktadir. Bulusun Kisa Açiklamasi ve Avantajlari Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, tüm dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren yüksek çözünürlüklü Lidar görüntüleme sistemi ile ilgilidir. Bulusun ana amaci; birden fazla uçus süresi ölçmeksizin yüksek çözünürlüklü derinlik bilgisine ulasmayi saglayan bir Lidar görüntüleme sistemi saglamaktir. Bulusun bir amaci; güncel sistemlerde oldugu gibi hedefin LIDAR sistemine ilk uzakliginin belirlenmesinde uçus süresi zaman algilayici elektronik devre ile mesafe ölçümü yapmaktir. Bulusun bir baska amaci; hedef üzerindeki noktalarin birbirlerine olan göreceli mesafelerinin (hedef üzerindeki derinlik bilgisinin) ölçümü için hedef görüntüsünün algilayici üzerindeki odak degisimini kullanmaktir. Bulusun bir diger amaci; her bir uzaysal nokta için ayri bir sinyal aydinlatmasi ve uçus zamani hesaplamasina ihtiyaç duymayan ve hedef üzerindeki her bir uzaysal nokta için en az uçus süresi boyunca beklenmesine ihtiyaç duymayan ve bu sayede LIDAR sisteminin derinlik çözünürlügünün yani sira görüntü yenileme (frame rate) zamani da önemli ölçüde arttirilmis bir yapi ortaya koymaktir. Sekillerin Açiklamasi Sekil 1: Yakin/ Orta mesafedeki hedef için 4 kademeli yüksek çözünürlüklü ve hizli LIDAR sistemi akis diyagrami Sekil 2: Yakin/Orta mesafedeki hedef için 4 kademeli yüksek çözünürlüklü ve hizli LIDAR sistemi Sekil 3: Uzak mesafedeki hedef için 4 kademeli yüksek çözünürlüklü ve hizli LIDAR sistemi akis diyagrami Sekil 4: Uzak mesafedeki hedef için 4 kademeli yüksek çözünürlüklü ve hizli LIDAR sistemi Sekil 5: Yakin/Orta mesafedeki hedef için yüksek çözünürlüklü LIDAR sistemi akis diyagrami Sekil 6: Yakin/Orta mesafedeki hedef için yüksek çözünürlüklü LIDAR sistemi Sekil 7 : Uzak mesafedeki hedef için yüksek çözünürlüklü LIDAR sistemi akis diyagrami Sekil 8: Uzak mesafedeki hedef için yüksek çözünürlüklü LIDAR sistemi Sekillerde Yer Alan Unsur Numaralari 100- Isik kaynagi 11 1- Birinci algilayici 112- Ikinci algilayici 1 13- Üçüncü algilayici 114- Dördüncü algilayici llN- N"inci algilayici 121- Birinci yansitici/ geçirgen/sogurucu optik eleman 122- Ikinci yansitici/ geçirgen/ sogurucu optik eleman 123- Üçüncü yansitici/ geçirgen/sogumcu optik eleman 124- Dördüncü yansitici/ geçirgen/sogurucu optik eleman 12N- N"inci yansitici/ geçirgen/sogumcu optik eleman 130- Optik sistem 140- Hassas konumlandirici sistem 150- Hedef 160- Kontrol sistemi Bulusun Detayli Açiklamasi Mevcut bulus, yukarida bahsedilen gereksinimleri karsilayan, tüm dezavantajlari ortadan kaldiran ve ilave bazi avantajlar getiren yüksek çözünürlüklü Lidar görüntüleme sistemi ile ilgilidir. Sekil 1`de Yakin/Orta mesafedeki hedef için 4 kademeli yüksek çözünürlüklü ve hizli LIDAR sistemi akis diyagrami yer almaktadir. Sekil 2"de Yakin/Orta mesafedeki hedef için 4 kademeli yüksek çözünürlüklü ve hizli LIDAR sistemi yer almaktadir. Görüntüsü alinmak istenen hedef (150) üzerine isik kaynagi (100) düsürülmektedir. Isik kaynagi (100) bir ve/veya daha çok atimli lazer, sürekli lazer, led veya floresan vb. olabilir. Odaklayici, dagitici, tarayici vb. optik, elektronik sistemler içerebilir. Modulatör Vb. sinyal sekillendirici optik/elektronik sistemler içeriyor olabilir. Birinci algilayici (111), ikinci algilayici (112), üçüncü algilayici (113) ve dördüncü algilayici (114) sistemdeki algilayicilardir. Bu algilayicilar bir veya birden fazla fotodiyot, fototransistör, termal algilayici, tek foton dedektörü, çiglayici dedektör, foton sayici, matris yapisina sahip algilayici olabilirler. Birinci yansitici/geçirgen/sogurucu optik eleman (121), ikinci yansitici/geçirgen/sogurucu optik eleman (122), üçüncü yansitici/geçirgen/sogurucu optik eleman (123), dördüncü yansitici/geçirgen/sogurucu optik eleman (124) yansitici, geçirgen ya da sogurucu yapida olabilir. Bu optik eleinanlar iris, pin hole (gözenek), seçici geçirgen filtre veya gradyan filtre olabilir. Yapidaki optik sistem (130) bir ve/Veya daha çok kirici ve/Veya yansitici optik elemani içeriyor olabilir ve uzaysal tarama için kullaniliyor olabilir. Sistemde yer alan kontrol sistemi (160) Analog ve/veya Dijital yapida olabilir. Kontrol sistemi (160) aydinlatma zamani, sekli, modülasyonu, tarama sistemi kontrolü Vb. aydinlatma fonksiyonlarini, optik sistem tarama Vb. fonksiyonlari, algilayici ayarlari vb. fonksiyonlari kontrol etmek, algilanan sinyalin islenmesi, uçus zamani hesaplanmasi (time of konumlarina göre hesaplanan derinlik bilgisi ve/veya tarama sistemi konumu gibi uzaysal konum bilgileri ile 3 boyutlu görüntü olusturulmasi Vb. islemleri gerçeklestirebilir. Bilgisayar, güç kaynagi, sürücü devresi, okuyucu devre, özel yazilim Vb. birlesenleri içerebilir. Sekil 1 ve 2"ye göre sistemin çalismasi su sekildedir. Analog ve/veya Dijital yapidaki kontrol sistemi (160) yönetiminde isik kaynagi (100), görüntüsü alinmak istenilen hedefi (150) önceden belirlenmis veya belirlenmemis zaman diliminde aydinlatir. Isik kaynagi (100) içerisinde isinin yönlendirilmesi veya toparlanmasi için diger optik bilesenler olabilir. Hedeften yansiyan isik optik sistemden (130) geçer. Isik kaynaginin (100) atim zamani ile birinci, ikinci, üçüncü veya dördüncü zamani kullanilarak uçus zamani (time of flight) ölçüm gerçeklestirilir. Uçus zamani ölçümünden hedefin ( ile belirlenir. Devamindaki aydinlatmalarda hedef` üzerindeki A noktasi birinci algilayici (111), B noktasi ikinci algilayici (112), C noktasi üçüncü algilayici (113) ve D noktasi dördüncü algilayici (114) üzerine düser. Hedef üzerindeki A noktasindan geri yansiyan isik birinci yarisitici/geçirgen/sogurucu optik elemandan (121) geçerek birinci algilayiciya (111) ulasirken hedef üzerindeki B, C ve D noktalarindan geri yansiyan isigin büyük kismi sonraki kisimlara aktarilir. Hedef üzerindeki B noktasindan geri yansiyan isiktan kalan kisim ikinci yansitici/geçirgen/sogurucu optik elemandan (122) geçerek ikinci algilayiciya (112) ulasirken hedef üzerindeki C ve D noktalarindan geri yansiyan isiktan kalan kisim büyük oranda sonraki kisimlara aktarilir. Hedef üzerindeki C noktasindan geri yansiyan isik üçüncü yansitici/ geçirgen/ sogurucu optik elemandan (123) geçerek üçüncü algilayiciya (113) ulasirken hedef üzerindeki D noktasindan geri yansiyan isigin büyük kismi sonraki kisimlara aktarilir. Hedef (150) üzerindeki D noktasindan geri yansiyan isigin büyük kismi dördüncü algilayiciya (113) ulasir. Birinci algilayici (111) üzerinde elde edilen görüntü A derinligine, ikinci algilayici (1 12) üzerinden elde edilen görüntüler B derinligine, üçüncü algilayici (113) üzerinden elde edilen görüntüler C derinligine ve dördüncü algilayici (114) üzerinden elde edilen görüntüler D derinligine ait görüntüleri olusturur. Bu görüntülere ait derinlik bilgisi algilayicilarin konum bilgisi ile birlikte kontrol sistemi (160) tarafindan hesaplanir. Buradaki algilayicilarin ve önündeki yansitici/geçirgen/sogurueu optik elamanlarin sayisi elde edilmek istenilen çözünürlüge göre artirilabilir veya azaltilabilir. Sekil 2 de gösterilen tüm sistem, isik döndürülebilir. Bu sayede yatay ve dikey tarama yapilabilir. Sekil 2'de tarif edilen tüm sistem elemanlari da birbirine entegre olarak üretilebilir. Veya sistemdeki algilayicilar (111, 112, 113, 114) için dizin algilayicilar veya odak düzlem matris yapida algilayicilar kullanilarak uzaysal tarama optik ve/veya elektronik olarak gerçeklestirilebilir. Analog ve/Veya dijital yapidaki kontrol sistemi (160) kontrolündeki Optik ve/veya elektronik tarama konum bilgisi analog ve/veya dijital kontrol sistemi (160) tarafindan hesaplanan derinlik bilgisi ile birlikte 3 Boyutlu görüntü olusturulmasi için kullanilabilir. Sekil 3 ve 43e göre sistem su sekilde çalismaktadir. Analog ve/veya Dijital Kontrol Sistemi (160) yönetiminde isik kaynagi (100), görüntüsü alinmak istenilen hedefi (150) önceden belirleninis veya belirlenmemis zaman diliminde aydinlatir. Isik kaynagi (100) içinde isinin yönlendirilmesi veya toparlanmasi için diger optik bilesenler olabilir. Hedeften yansiyan isik optik sistem (130) veya sistemlerden geçer. Isik kaynaginin (100) atim zamani ile birinci, ikinci, üçüncü veya dördündü zainani kullanilarak uçus zamani (time of flight) ölçümü gerçeklestirilir. Uçus zainani ölçümünden hedefin referans yüzeyinin LIDAR sisteinine uzakligi kontrol sisteini (160) ile belirlenir. Devamindaki aydinlatmalarda hedef üzerindeki A noktasi birinci algilayici (1 1 1), B noktasi ikinci algilayici (112), C noktasi üçüncü algilayici (113) ve D noktasi dördüncü algilayici (114) üzerine düser. Hedef üzerindeki A noktasindan geri yansiyan isik birinci yarisitici/geçirgen/sogurucu optik elemandan (121) tamami ile geçerek birinci algilayiciya (l 1 1) ulasirken hedef üzerindeki B, C ve D noktalarindan geri yansiyan isigin büyük kismi sonraki kisimlara aktarilir. Hedef üzerindeki B noktasindan geri yansiyan isiktan kalan kisim ikinci yansitici/ geçirgen/sogurucu optik elemandan (122) tamami ile geçerek ikinci algilayiciya (1 12) ulasirken hedef üzerindeki C ve D noktalarindan geri yansiyan isiktan kalan kisim büyük oranda sonraki kisimlara aktarilir. Hedef üzerindeki C noktasindan geri yansiyan isik üçüncü yansitici/ geçirgen/ sogurucu optik elemandan (123) tamami ile geçerek üçüncü algilayiciya (1 13) ulasirken hedef üzerindeki D noktasindan geri yansiyan isigin büyük kismi sonraki kisimlara aktarilir. Hedef üzerindeki D noktasindan geri yansiyan isigin büyük kismi dördüncü algilayiciya (114) ulasir. Birinci algilayici (111) üzerinde elde edilen görüntü A derinligine, ikinci algilayici (1 12) üzerinden elde edilen görüntüler B derinligine, üçüncü algilayici (113) üzerinden elde edilen görüntüler C derinligine ve dördüncü algilayici (114) üzerinden elde edilen görüntüler D derinligine ait görüntüleri olusturur. Bu görüntülere ait derinlik bilgisi algilayicilarin konum bilgisi ile birlikte kontrol sistemi (160) tarafindan hesaplanir. Buradaki algilayicilarin ve önündeki yansitici/geçirgen/sogurucu optik elamanlarin sayisi elde edilmek istenilen çözünürlüge göre artirilabilir veya azaltilabilir. Sekil 4"te gösterilen tüm sistem, isik Bu sayede yatay veya dikey tarama yapilabilir. Sekil 4"te tarif edilen tüm sistem bir dizi olarak algilayicilar kullanilarak uzaysal tarama optik ve/veya elektronik olarak gerçeklestirilebilir. Analog ve/Veya Dijital yapidaki kontrol sistemi (160) kontrolündeki Optik ve/Veya elektronik tarama konum bilgisi kontrol sistemi (160) tarafindan hesaplanan derinlik bilgisi ile birlikte 3 boyutlu görüntü olusturulmasi için kullanilabilir. Sekil 5 ve 6'ya göre sistemin çalismasi su sekildedir. Kontrol Sistemi (160) yönetiminde isik kaynagi (100), görüntüsü alininak istenilen hedefi (150) önceden belirlenmis veya belirlenmemis zaman diliminde aydinlatir. lsik kaynagi (100) içinde isinin yönlendirilmesi veya toparlanmasi için diger optik bilesenler olabilir. Hedeften yansiyan isik optik sistem (130) veya elemanlardan geçer. kullanilarak kontrol sistemi (160) ile uçus zamani (time of flight) ölçümü gerçeklestirilir. Birinci algilayici (l 1 l) dedektör tek piksel, dizin veya odak düzlem matris tipi algilayicilardan olusabilir. Uçus zamani ölçümünden hedefin referans yüzeyinin LIDAR sistemine uzakligi kontrol sistemi (160) yardimi ile belirlenir. Devamindaki aydinlatmalarda hassas konumlandirici sistem (140) ile algilayicilarin ve yansitici/geçirgen/sogurucu optik elemanlarin optik eksen üzerindeki konumu degistirilir ve hedefin görüntüsü alinir. Bir sonraki aydinlatmada hassas konumlandirici sistem (140) ile algilayicilarin ve yansitici/geçirgen/sogurucu optik elemanlarin optik eksen üzerindeki konumu degistirilir ve hedefin görüntüsü alinir. Aydinlatma ve görüntü alma islemi daha önceden belirlenen veya belirlenmeyen sayi kadar farkli hassas konumlandirici sistem (140) konumu için tekrarlanir. Her bir hassas konumlandirici sistem (140) konumu hedef üzerindeki farkli bir derinlige denk gelecektir. Optik sistem (130) optik özellikleri kullanilarak, her bir hassas konumlandirici ( 140) sistem konumunun denk geldigi hedef (150) üzerindeki derinlik bilgisi hesaplanir. N adet hassas konumlandirici sistem (140) konumunun denk geldigi N adet farkli hedef derinligi için elde edilen görüntüler hassas konumlandirici sistem (140) konumu bilgisi ile birlikte kontrol sistemi (160) tarafindan islenerek hedef üzerindeki farkli derinlik bilgileri elde edilir. Sekil öida gösterilen tüin sistem, isik kaynagi (100) veya optik sistem (130), birinci algilayici (111) ve birinci yarisitici/geçirgen/sogurucu optik eleman (121) ile birlikte veya bagimsiz olarak istenilen yönde döndürülebilir. Bu sayede yatay veya dikey tarama yapilabilir. Sekil 6"da tarif edilen tüm sistem bir dizi olarak üretilebilir. Veya optik sistem (130), birinci algilayici (111) ve birinci yansitici/ geçirgen/sogurucu optik eleman (121) katmanli birer dizi olarak üretilebilir. Veya birinci algilayici (l 1 1) için dizin algilayici veya odak düzlem matris yapida algilayici kullanilarak uzaysal tarama optik ve/veya elektronik olarak gerçeklestirilebilir. Kontrol sistemi (160) kontrolündeki Optik ve/veya elektronik tarama konum bilgisi kontrol sistemi (160) tarafindan hesaplanan derinlik bilgisi ile birlikte 3 Boyutlu görüntü olusturulmasi için kullanilabilir. Sekil 7 ve Sie göre sistemin çalismasi su sekildedir. Kontrol istemi (160) yönetiminde isik kaynagi ( 100), görüntüsü alinmak istenilen hedefi (150) önceden belirlenmis veya belirlenmemis zaman diliminde aydinlatir. Isik kaynagi (100) içinde isinin yönlendirilmesi veya toparlanmasi için diger optik bilesenler olabilir. Hedeften yansiyan isik optik sistemdeki (130) eleman veya elemanlardan geçer. Isik kaynaginin (100) atim zamani ile birinci algilayiciya (111) isigin geri düsüm zamani kullanilarak kontrol sistemi ( 160) ile uçus zamani (time of flight) ölçümü gerçeklestirilir. Uçus zamani ölçümünden hedefin referans yüzeyinin LIDAR sistemine uzakligi Kontrol Sistemi (160) yardimi ile belirlenir. Devamindaki aydinlatmalarda hassas konumlandirici sistem (140) ile birinci algilayici (1 l 1) ve birinci yansitici/geçirgen/sogurucu optik elemanin (121) optik eksen üzerindeki konumu degistirilir ve hedefin görüntüsü alinir. Bir sonraki aydinlatmada hassas konumlandirici sistem (140) ile birinci algilayici (111) ve birinci yansitici/ gecirgcn/sogurucu optik elemanin (121) optik eksen üzerindeki konumu degistirilir ve hedefin görüntüsü alinir. Aydinlatma ve görüntü alma islemi daha Önceden belirlenen veya belirlenmeyen sayi kadar farkli hassas konumlandirici sistem konumu için tekrarlanir. Her bir hassas konumlandirici sistem konumu hedef üzerindeki farkli bir derinlige denk gelecektir. Optik sistem (130) optik özellikleri kullanilarak, her bir hassas konumlandirici sistem (140) konumunun denk geldigi hedef üzerindeki derinlik bilgisi hesaplanir. N adet Hassas konumlandirici sistem (140) konumunun denk geldigi N adet farkli hedef derinligi için elde edilen görüntüler Hassas Konumlandirici sistem (140) konumu bilgisi ile birlikte Kontrol Sistemi (160) tarafindan islenerek hedef üzerindeki farkli derinlik bilgileri elde edilir. Sekil 8°de olarak döndürülebilir. Bu sayede yatak veya dikey tarama yapilabilir. Sekil-4B de tarif edilen tüm sistem bir dizi olarak üretilebilir. Veya optik sistem (130), birinci algilayici (l 1 1) ve birinci yansitici/ geçirgen/sogurucu optik eleman (121) katmanli birer dizi olarak üretilebilir. Veya birinci algilayici (1 1 '1) için dizin algilayici veya odak düzlem matris yapida algilayici kullanilarak uzaysal tarama optik ve/veya elektronik olarak gerçeklestirilebilir. Kontrol Sistemi (160) kontrolündeki Optik ve/Veya elektronik tarama konum bilgisi Analog vefveya Dijital Kontrol Sistemi (160) tarafindan hesaplanan derinlik bilgisi ile birlikte 3 Boyutlu görüntü olusturulmasi için kullanilabilir. TR TR TR TR TR

Claims (1)

1.ISTEMLER . Görüntüsü alinmak istenilen hedefin (150) aydinlatilmasini saglayan en az bir isik kaynagi (100) içeren yüksek çözünürlüklü derinlik bilgisi elde edilmesi ile gelistirilen bir LIDAR görüntüleme sistemi olup, özelligi; Bahsedilen hedeften (150) yansiyan isinin yönlendirilmesini veya toparlanmasini saglayan en az bir optik sistem (130), Bahsedilen hedef (150) üzerinden yansiyan isinlarin optik sistemden (130) geçerek algilayicilara ulasmasini saglayan en az bir birinci yansitici/geçirgen/sogurucu optik eleman (121), ikinci yansitici/geçirgen/sogurucu optik eleman (122), üçüncü yansitici/geçirgen/sogurueu optik eleman (123), dördüncü yarisitiçi/geçirgen/sogurucu optik eleman (124), Bahsedilen isik kaynaginin (100) atim zamanini algilayacak en az bir algilayici, Hedeften (150) geri yansiyan isigin geri düsüm zamanini algilayacak en az bir algilayici, Hedeften (150) geri yansiyan isigi algilayacak en az bir birinci algilayici (111), ikinci algilayici (112), üçüncü algilayici (113), dördüncü algilayici (114), Bahsedilen algilayicilardan gelen bilgilerle isigin geri dönüs zamanini kullanarak uçus zamani ölçümü gerçeklestiren ve hedefin (150) referans yüzeyinin LIDAR sistemine uzakligini belirleyen en az bir kontrol sistemi (160) içermesidir. . Istem 1'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; isik kaynaginin (100) bir adet çok atimli lazer ve/veya sürekli lazer ve/veya led ve/veya floreasan ve/Veya baska bir isik kaynagina sahip olmasidir. . Istem 1”e göre göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; isik kaynaginin (100) atim zamani bilgisini saglayan bir yapiya sahip olmasidir. . Istem 1 ,e göre göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; isik kaynaginin (100) atim zamani bilgisini algilayacak bir algilayiciya sahip olmasidir . Istem l'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; odaklayiciya ve/veya dagiticiya ve/veya tarayici ve/Veya sinyal sekillendiriciye sahip olmasidir. . Istem l'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleine sistemi olup özelligi; ve/veya termal algilayici ve/veya tek foton dedektörü ve/Veya çiglayici dedektör ve/veya foton sayici ve/veya algilayici dizini ve/veya odak düzlem matrisi içermesidir. Istem l'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; iris içermesidir. Istem l'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; pin hole ve/veya seçici geçirgen filtre ve/Veya seçici gradyan filtre içermesidir. Istem l'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; optik sistemin (130) uzaysal tarama için en az bir adet kirici optik eleman içermesidir. Istem l'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; optik sistemin (130) uzaysal tarama için en az bir adet yansitici optik eleman içermesidir. . Istem l'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; kontrol sisteminin (160) analog bir yapida olmasidir. Istem l'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; kontrol sisteminin (160) dijital bir yapida olmasidir. Istem l'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi, en az bir adet bilgisayar içermesidir. Istem l*e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; en az bir adet güç kaynagi içermesidir. Istem 1*e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi, en az bir adet sürücü devresi içermesidir. Istem l'e göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi, en az bir adet okuyucu devresi içermesidir. Görüntüsü alinmak istenilen hedefin (150) aydinlatilmasini saglayan en az bir isik kaynagi (100) içeren yüksek çözünürlüklü derinlik bilgisi elde edilmesi ile gelistirilen bir LIDAR görüntüleme sistemi olup, özelligi; Bahsedilen hedeften (150) yansiyan isinin yönlendirilmesini veya toparlanmasini saglayan en az bir optik sistem (130), Bahsedilen hedef (150) üzerinden yansiyan isinlarin optik sistemden (130) geçerek algilayicilara ulasmasini saglayan en az bir birinci yansitici/geçirgen/sogurucu optik Bahsedilen isik kaynaginin (100) atim zamani ile birinci algilayiciya (l 1 l) gelen isigin geri düsüm zamanini kullanilarak uçus zamani (time of flight) ölçümü gerçeklestiren ve uçus zamani ölçümünden hedefin referans yüzeyinin LIDAR sistemine uzakligini belirleyen en az bir kontrol sistemi (160), Devamindaki aydinlatmalarda algilayicilarin ve yansitici/geçirgen/sogurucu optik elemanlarin, optik eksen üzerindeki konumu degistirerek hedef (150) üzerindeki farkli derinliklerin ölçülmesine imkân taniyan en az bir hassas konumlandirici sistem (140) içermesidir. Istem 17'ye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; isik kaynaginin (100), en az bir adet çok atimli lazer ve/veya en az bir adet sürekli lazer ve/veya led ve/veya floresana ve/veya baska bir isik kaynagina sahip olmasidir. Istem 17'ye göre göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; isik kaynaginin (100) atim zamani bilgisini saglayan bir yapida olmasidir. Istem l7°ye göre göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; isik kaynaginin (100) atim zamani bilgisini algilayacak bir algilayiciya sahip olmasidir. Istem 17-20”den herhangi birine göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; isik kaynaginin (100) odaklayici ve/Veya dagitici ve/Veya tarayici ve/veya sinyal sekillendirici ve/veya fotodiyot ve/veya fototransistör ve/veya termal algilayici ve/Veya foton dedektörü ve/veya çiglayici dedektör ve/veya foton sayici içermesidir. .Istem 17'ye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; algilayicilarin (111) en az bir adet odak düzlem matris içermesidir. .Istem 17Sye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; yansitici/ geçirgen/sogumcu optik elemanlarin (121) en az bir adet iris ve/veya seçici geçirgen filtre ve/veya pin hole filtre ve/Veya seçici gradyan filtre içermesidir. Istem 17°ye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; optik sistemin (130) uzaysal tarama için en az bir adet yansitici optik eleman içermesidir. Istem 17'ye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; optik sistemin (130) uzaysal tarama için en az bir adet kirici optik eleman içermesidir. lstem l7”ye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; kontrol sisteminin (160) analog bir yapida olmasidir. Istem l7”ye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi; kontrol sisteminin (160) dijital bir yapida olmasidir. Istem 17`ye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi, en az bir adet bilgisayar içermesidir. Istem 17”ye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi, en az bir adet güç kaynagi içermesidir. lstem l7°ye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi, en az bir adet sürücü devresi içermesidir. . lstem l7°ye göre bir yüksek çözünürlüklü LIDAR görüntüleme sistemi olup özelligi, en az bir adet okuyucu devresi içermesidir. TR TR TR TR TR