(57)【要約】  一例では、乗物は、プラットフォームおよびプラットフォーム上に取り付けられたヨー・センサを含む。ヨー・センサは、ヨー・センサの回転のヨー・レートの指示を提供する。乗物は、プラットフォームを回転するアクチュエータをも含む。乗物は、ヨー・センサおよびアクチュエータに結合されたコントローラをも含む。コントローラは、ヨー・センサからヨー・レートの指示を受信する。また、コントローラは、アクチュエータに、（ｉ）ヨー・センサの回転の方向と反対の回転の方向に沿って、（ｉｉ）ヨー・センサのヨー・レートに基づく回転の速度で、プラットフォームを回転させる。また、コントローラは、少なくともプラットフォームの回転の速度に基づいて、乗物の環境内での乗物の運動方向を推定する。【選択図】図５
2019532858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物であって、
プラットフォームと、
前記プラットフォームに取り付けられたヨー・センサであって、前記ヨー・センサは、前記ヨー・センサの回転のヨー・レートの指示を供給する、ヨー・センサと、
前記プラットフォームを回転するアクチュエータと、
前記ヨー・センサおよび前記アクチュエータに結合されたコントローラであって、前記コントローラは、
前記ヨー・センサから前記ヨー・レートの前記指示を受信し、
前記アクチュエータに、（ｉ）前記ヨー・センサの前記回転の方向と反対の回転の方向に沿って、（ｉｉ）前記ヨー・センサの前記ヨー・レートに基づく回転の速度で、前記プラットフォームを回転させ、
少なくとも前記プラットフォームの回転の前記速度に基づいて、前記乗物の環境内での前記乗物の運動方向を推定する
コントローラと、
を含む、乗物。
【請求項２】
前記乗物のピッチ軸の周りの前記乗物のピッチ方位を示す出力を供給するピッチ・センサであって、前記コントローラは、前記ピッチ・センサからの前記出力にも基づいて前記乗物の前記方向を推定する、ピッチ・センサ、
をさらに含む、請求項１に記載の乗物。
【請求項３】
前記乗物のロール軸の周りの前記乗物のロール方位を示す出力を供給するロール・センサであって、前記ピッチ・センサからの前記出力にも基づく前記乗物の前記方向の推定は、前記ロール方位が所与のロール方位に対するしきい値であることに応答する、ロール・センサ、
をさらに含む、請求項２に記載の乗物。
【請求項４】
前記プラットフォームのチルト角を調整するために前記プラットフォームに結合された第２のアクチュエータであって、前記チルト角は、前記ヨー・センサのヨー軸に対するオフセットに対応し、前記オフセットは、前記乗物のロール回転またはピッチ回転に関連する、第２のアクチュエータ、
をさらに含む、請求項１に記載の乗物。
【請求項５】
前記乗物は、自律乗物であり、前記コントローラは、前記乗物の所定のナビゲーション経路に基づく前記乗物の前記運動方向に対する期待される変化の指示を受信し、前記コントローラは、前記第２のアクチュエータに、少なくとも前記受信された指示に基づいて、前記プラットフォームの前記チルト角を調整させる、請求項４に記載の乗物。
【請求項６】
ロール軸の周りでの前記乗物のロール方位を示す出力を供給するロール・センサをさらに含み、前記コントローラは、前記ロール・センサから前記乗物の前記ロール方位に対する変化の指示を受信し、前記コントローラは、前記第２のアクチュエータに、少なくとも前記受信された指示に基づいて、前記プラットフォームの前記チルト角を調整させる、請求項４に記載の乗物。
【請求項７】
前記ヨー・センサは、第１のヨー・センサであり、前記ヨー・レートは、第１のヨー・レートであり、前記乗物は、
第２のヨー・センサの回転の第２のヨー・レートの指示を供給する前記第２のヨー・センサであって、前記第１のヨー・センサは、前記第１のヨー・センサの第１のヨー軸が前記乗物のヨー軸に対して第１のオフセットにあるように、第１のチルト角で前記乗物に取り付けられ、前記第２のヨー・センサは、前記第２のヨー・センサの第２のヨー軸が前記乗物の前記ヨー軸に対して第２のオフセットにあるように、第２のチルト角で前記乗物に取り付けられる、第２のヨー・センサ、
をさらに含む、請求項１に記載の乗物。
【請求項８】
前記コントローラは、前記乗物の前記運動方向に対する変化の方向を判定し、
少なくとも前記プラットフォームの回転の前記速度に基づく前記乗物の前記運動方向の推定は、前記判定された方向が前記第１のチルト角の方向に対応することにも基づき、
前記コントローラは、前記判定された方向が前記第２のチルト角の方向に対応することに基づいて、少なくとも前記第２のヨー・センサの前記第２のヨー・レートに基づいて、前記乗物の前記運動方向を推定する、
請求項７に記載の乗物。
【請求項９】
前記プラットフォームに結合されたエンコーダであって、前記エンコーダは、前記アクチュエータが前記プラットフォームに回転させることに応答して、前記プラットフォームの方位の指示を供給し、前記コントローラは、前記エンコーダからの出力に基づいて、前記プラットフォームの回転の前記速度を決定する、エンコーダ、
をさらに含む、請求項１に記載の乗物。
【請求項１０】
前記ヨー・センサに関する較正データを記憶するデータ・ストレージであって、前記較正データは、前記プラットフォームの回転の所与の速度と前記ヨー・センサによって示された以前に測定されたヨー・レートとの間のマッピングを示し、前記コントローラは、前記較正データにも基づいて前記乗物の前記運動方向を推定する、データ・ストレージ、
をさらに含む、請求項１に記載の乗物。
【請求項１１】
入力インターフェースをさらに含み、前記コントローラは、前記ヨー・センサの較正に関する要求を前記入力インターフェースを介して受信することに応答して前記較正データを更新する、請求項１０に記載の乗物。
【請求項１２】
温度センサをさらに含み、前記較正データは、前記較正データの前記以前に測定されたヨー・レートの受信の時に前記温度センサによって示された以前に測定された温度の指示を含み、前記コントローラは、少なくとも、前記温度センサが前記以前に測定された温度から少なくともしきい量だけ異なる測定された温度を示すことに基づいて、前記較正データを更新する、請求項１０に記載の乗物。
【請求項１３】
前記コントローラは、少なくとも、前記較正データに対する以前の更新の時刻からの所与の長さの時間の経過に基づいて、前記較正データを更新する、請求項１０に記載の乗物。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記乗物のアクティブ化に応答して前記較正データを更新し、前記乗物のアクティブ化は、前記コントローラに電力を受け取らせる、請求項１０に記載の乗物。
【請求項１５】
乗物のプラットフォームに取り付けられたヨー・センサから前記ヨー・センサの回転のヨー・レートの指示を受信することと、
（ｉ）前記ヨー・センサの前記回転の方向と反対の回転の方向に従って、（ｉｉ）前記ヨー・センサの前記ヨー・レートに基づく回転の速度で、前記プラットフォームを回転することと、
少なくとも前記プラットフォームの回転の前記速度に基づいて、環境内での前記乗物の方向を推定することと、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記乗物が、前記乗物のロール軸または前記乗物のピッチ軸の周りでチルトしていると判定することであって、前記乗物の前記チルトは、前記ヨー・センサのヨー軸に対するチルト・オフセットを引き起こす、判定することと、
それに反応して、前記チルト・オフセットを低減するために前記プラットフォームを作動させることと、
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
乗物のプラットフォームに取り付けられたセンサを使用して収集されたセンサ・データを入手することであって、前記センサ・データは、前記センサの基準軸の周りの前記センサの方向に対する変化の速度の指示を含む、入手することと、
前記プラットフォームを回転することであって、（ｉ）前記回転の方向が前記センサの前記方向に対する前記変化の方向と反対になり、（ｉｉ）前記回転の速度が前記センサの前記回転に対する変化の前記速度に基づくように、前記プラットフォームを回転することと、
少なくとも前記プラットフォームの回転の前記速度に基づいて、前記乗物の環境内での前記乗物の方向を推定することと、
を含む、方法。
【請求項１８】
前記センサに関連する記憶された較正データにアクセスすることであって、前記記憶された較正データは、前記プラットフォームの回転の所与の速度を前記センサの前記方向に対する変化の以前に測定された速度にマッピングし、前記乗物の前記方向の推定は、前記記憶された較正データにも基づく、アクセスすること、
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記乗物の較正モードを使用可能にすることであって、前記乗物の前記方向の推定は、前記乗物が前記較正モード以外の使用可能にされた動作モードを有することにも基づく、使用可能にすることと、
少なくとも前記較正モードが使用可能にされることに基づいて、回転の所与の速度のシーケンスに従って前記プラットフォームを回転することと、
前記シーケンス内の回転の前記所与の速度に関して、前記センサによって示されるそれぞれの測定値を入手することと、
前記プラットフォームの回転の前記所与の速度を前記センサによって示された前記それぞれの測定された速度にマッピングする較正データを生成することと、
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記較正モードが使用可能にされることに基づいて、前記乗物の調整デバイスに、前記センサの温度を所与の温度に調整させることと、
前記生成された較正データを前記所与の温度に関連付けることと、
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連開示の相互参照
［0001］  本願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている、２０１６年９月２０日に出願した米国特許出願第１５／２７１１４０号の優先権を主張するものである。
【０００２】
［0002］  本明細書でそうではないと示されない限り、このセクションで説明される材料は、本願の特許請求の範囲に対する従来技術ではなく、このセクションに含めることによって従来技術と認められるものではない。
【０００３】
［0003］  ジャイロスコープなどの方向センサを利用して、方向センサの方向または方位を測定することができる。たとえば、ジャイロスコープは、ジャイロスコープの基準軸に対するジャイロスコープの相対的な方向に対する変化の速度の指示を提供することができる。この例では、コンピューティング・システムが、ジャイロスコープによって示される速度測定値を記録して、ジャイロスコープの方向を判定することができる。
【発明の概要】
【０００４】
［0004］  一例では、乗物は、プラットフォームおよびプラットフォーム上に取り付けられたヨー・センサを含む。ヨー・センサは、ヨー・センサの回転のヨー・レートの指示を提供する。乗物は、プラットフォームを回転するアクチュエータをも含む。乗物は、ヨー・センサおよびアクチュエータに結合されたコントローラをも含む。コントローラは、ヨー・センサからヨー・レートの指示を受信する。また、コントローラは、アクチュエータに、（ｉ）ヨー・センサの回転の方向と反対の回転の方向に沿って、（ｉｉ）ヨー・センサのヨー・レートに基づく回転の速度で、プラットフォームを回転させる。また、コントローラは、少なくともプラットフォームの回転の速度に基づいて、乗物の環境内での乗物の運動方向を推定する。
【０００５】
［0005］  別の例では、方法は、乗物のプラットフォームに取り付けられたヨー・センサの回転のヨー・レートの指示を受信することを含む。この方法は、（ｉ）ヨー・センサの回転の方向と反対の回転の方向に従って、（ｉｉ）ヨー・センサのヨー・レートに基づく回転の速度で、プラットフォームを回転することをも含む。この方法は、少なくともプラットフォームの回転の速度に基づいて、環境内での乗物の方向を推定することをも含む。
【０００６】
［0006］  さらに別の例では、方法は、乗物のプラットフォームに取り付けられたセンサを使用して収集されたセンサ・データを入手することを含む。センサ・データは、センサの基準軸の周りのセンサの方向に対する変化の速度の指示を含む。この方法は、プラットフォームを回転することであって、（ｉ）回転の方向がセンサの方向に対する変化の方向と反対になり、（ｉｉ）回転の速度がセンサの回転に対する変化の速度に基づくように、プラットフォームを回転することをも含む。この方法は、少なくともプラットフォームの回転の速度に基づいて、環境内での乗物の方向を推定することをも含む。
【０００７】
［0007］  さらに別の例では、システムは、乗物のプラットフォームに取り付けられたヨー・センサの回転のヨー・レートの指示を受信するための手段を含む。このシステムは、（ｉ）ヨー・センサの回転の方向と反対の回転の方向に従って、（ｉｉ）ヨー・センサのヨー・レートに基づく回転の速度で、プラットフォームを回転するための手段をも含む。このシステムは、少なくともプラットフォームの回転の速度に基づいて、環境内での乗物の方向を推定するための手段をも含む。
【０００８】
［0008］  さらに別の例では、システムは、乗物のプラットフォームに取り付けられたセンサを使用して収集されたセンサ・データを入手するための手段を含む。センサ・データは、センサの基準軸の周りのセンサの方向に対する変化の速度の指示を含む。このシステムは、プラットフォームを回転するための手段であって、（ｉ）回転の方向がセンサの方向に対する変化の方向と反対になり、（ｉｉ）回転の速度がセンサの回転に対する変化の速度に基づくように、プラットフォームを回転するための手段をも含む。このシステムは、少なくともプラットフォームの回転の速度に基づいて、環境内での乗物の方向を推定するための手段をも含む。
【０００９】
［0009］  上記ならびに他の態様、利点、および代替案は、適当な場合に添付図面を参照して、以下の詳細な説明を読むことによって当業者に明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】［0010］例の実施形態による、乗物を示す図である。
【図１Ｂ】［0011］図１Ａの乗物の別の図である。
【図２】［0012］例の実施形態による、乗物を示す単純化されたブロック図である。
【図３】［0013］例の実施形態による、調整可能なセンサ・プラットフォームを含むセンサ・ユニットを示す単純化されたブロック図である。
【図４Ａ】［0014］例の実施形態による、センサ・ユニットを示す部分側面図である。
【図４Ｂ】［0015］チルトされた構成の図４Ａのセンサ・ユニットを示す部分側面図である。
【図５】［0016］例の実施形態による、方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［0017］  以下の詳細な説明は、添付図面を参照して、開示される実施態様の様々な特徴および機能を説明する。図面では、文脈がそうではないことを命じない限り、同様の記号が同様の構成要素を識別する。本明細書で説明される例示的な実施態様は、限定的であることを意図されたものではない。当業者は、開示される実施態様のある種の態様が、様々な異なる構成で配置され、組み合わされ得ることをたやすく理解することができる。
【００１２】
Ｉ．概要
［0018］  いくつかの状況で、たとえばジャイロスコープなどのセンサによって示される測定値は、誤差をこうむりがちである可能性がある。ジャイロスコープの例の測定誤差または測定オフセットは、とりわけ、スケール・ファクタ誤差および／またはバイアス誤差を含む場合がある。バイアス誤差は、ジャイロスコープによって示される測定値の値とは独立な誤差またはオフセットを含む可能性がある。スケール・ファクタ誤差は、ジャイロスコープによって示される測定値の値が増加する時に増加する（線形にまたは非線形に）誤差またはオフセットを含む可能性がある。センサ測定誤差は、とりわけ、センサの物理的特性（たとえば、半導体プロパティ、機械的プロパティなど）、個々のセンサの間の製造ばらつき、および／またはセンサの動作に影響する環境要因（たとえば、温度、湿度など）に起因する可能性がある。
【００１３】
［0019］  いくつかの実施態様では、センサを較正して、そのような誤差またはオフセットを測定し、または他の形でモデル化することができる。その後、結果の較正データを使用して、センサからの将来の出力を変更して、これらの誤差の影響を軽減することができる。しかし、いくつかの例では、これらの誤差の範囲、大きさ、および／または他の特性が、経時的に変化する場合がある（たとえば、ドリフト）。その結果、たとえば、較正されたセンサ測定値が、較正プロセスが実行された時刻からある長さの時間が経過した後に、潜在的に誤差をこうむりがちになる場合がある。さらに、いくつかの例では、較正が、特定のタイプの誤差を軽減するのにより不適切である場合がある。たとえば、いくつかのタイプの測定誤差は、ランダムにまたは素早く変化する可能性があり、あるいは、他の形で較正プロセスのみを介するモデル化に不適切である可能性がある。
【００１４】
［0020］  さらに、いくつかのシナリオでは、センサ較正プロセスが、時間のかかるものであり、かつ／または高い較正（たとえば、保守）コストに関連する可能性がある。たとえば、センサが自動車、トラック、ボート、または任意の他の乗物などの乗物に取り付けられるシナリオを検討されたい。このシナリオでのセンサの較正は、たとえば、乗物を保守位置まで運転するか他の形で移動させることと、乗物からセンサを取り外すことと、センサを較正プラットフォームまたは試験プラットフォームに取り付けることと、較正データを生成するためにセンサに一連のセンサ入力を適用すること（たとえば、回転の所定の速度のシーケンスに従って方向センサを回転すること）と、センサを試験プラットフォームから取り外すことと、センサを乗物に再取付けすることと、乗物を保守位置から除去しまたは他の形で移動することとを含むことができる。
【００１５】
［0021］  したがって、本開示は、センサ測定誤差の影響を軽減するために追加のおよび／または代替の実施態様を含むことができる。一実施態様では、例の乗物は、回転するプラットフォーム、プラットフォームを回転するアクチュエータ（たとえばモーターなど）、およびプラットフォームに取り付けられたヨー・センサを含む。ヨー・センサは、ヨー・センサのヨー軸の周りのヨー・センサの回転のヨー・レートの指示を提供する。たとえば、ヨー・センサは、乗物のヨー軸に整列されまたは実質的にこれに平行した基準軸を有するように配置されたジャイロスコープを含むことができる。したがって、この例では、乗物の運動方向（たとえば、ヨー方向、ヨー方位、運転方向、ナビゲーション経路方向など）が変化する場合（たとえば、乗物が右旋回または左旋回を実行する時）に、乗物の方向に対する変化の量および／または速度は、ヨー・センサのヨー方向に対する変化の量および／または速度に類似する可能性がある（または、これに対応する可能性がある）。
【００１６】
［0022］  この実施態様では、乗物は、ヨー・センサによって提供されるヨー・レートの指示を受信するコントローラ（たとえば、コンピューティング・デバイス、回路網、制御システムなど）をも含む。コントローラは、（ｉ）ヨー・センサのヨー回転の方向と反対の回転の方向に沿って、（ｉｉ）ヨー・センサのヨー・レートに基づく回転の速度で、プラットフォームを回転するようにアクチュエータを動作させるための基礎としても、受信された指示を使用する。たとえば、コントローラは、ヨー・センサによって測定されたヨー回転に反してプラットフォームの回転を引き起こすようにアクチュエータを制御する電気信号を変調し、これによって、０の値に向けてまたは別の定数／目標値に受けて、ヨー・センサによって測定されるヨー・レートを駆動することができる。一例では、コントローラを、０の値（または他の定数／目標値）に向けて測定されたヨー・レートを駆動する制御ループ・フィードバック機構を含むｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−ｉｎｔｅｇｒａｌ（ＰＩ）コントローラとして実施することができる。したがって、この例では、プラットフォームの回転の速度を、測定されたヨー・レートの積分に基づくものとすることができる。しかし、他の実施態様が、やはり可能であり、本明細書の例示的な実施形態内でより詳細に説明される。実施態様にかかわりなく、たとえばこのプロセスを介して、ヨー・センサによって検出されるヨー・レート測定値の範囲は、０の近くに留まることができる。その結果、測定されたヨー・レートの値または大きさに依存するスケール・ファクタ誤差を低減しまたは軽減することができる。
【００１７】
［0023］  さらに、この実施態様では、コントローラは、プラットフォームの回転の速度に基づいて、環境内での乗物の運動方向（たとえば、ヨー方位）を推定することもできる。たとえば、乗物は、プラットフォームの方位（またはその変化）を測定するエンコーダを含むこともできる。たとえば、乗物が旋回する時に、ヨー・センサによって示されるヨー・レート測定値は、それに反応して増加して、ヨー・センサのヨー方向に対する変化の特定の方向を示すことができ、乗物は、それに反応して、反対方向に沿って乗物が旋回している速度に類似する回転の速度でプラットフォームを回転することができる。したがって、コントローラは、プラットフォームの回転の特性を考慮することによって、乗物の方向の変化を推定することができる。
【００１８】
［0024］  さらに、この配置を用いて、ヨー・センサの較正および／または再較正のプロセスを改善することができる。たとえば、乗物は、センサを取り外し、その後にセンサを乗物に再取付けすることなく、較正プロセスを実行することができる。
【００１９】
［0025］  したがって、いくつかの実施態様では、乗物は、ヨー・センサの較正データを記憶するデータ・ストレージをも含む。較正データは、たとえば、センサによって示された以前に測定されたヨー・レートとプラットフォームの回転の所定の速度との間のマッピングを示すことができる。それに加えてまたはその代わりに、いくつかの例では、マッピングは、以前に測定されたヨー・レートをプラットフォームのそれぞれの回転位置に関連付けることができる。たとえば、プラットフォームの回転位置を、プラットフォームの回転軸に対して相対的に測定することができ、プラットフォームの回転位置または方位を測定するように構成されたエンコーダまたは他の方位センサによって示すことができる。コントローラを、データ・ストレージ内に記憶された較正データを更新するように構成することもできる。それを行うために、たとえば、コントローラは、回転の所定の速度のシーケンスに従ってアクチュエータにプラットフォームを回転させ、シーケンスに従うプラットフォームの回転に反応してヨー・センサによって測定されるヨー・レートのそれぞれの指示を受信し、受信されたヨー・レート測定値を回転の所定の速度に関連付けるためにマッピングを変更することができる。一実施態様では、乗物は、ヨー・センサの周囲の空気の温度（および／またはヨー・センサの温度）を調整する調整デバイス（たとえば、加熱デバイス、冷却デバイスなど）を含むことができる。この実施態様では、乗物は、異なる温度に関連する異なるマッピングを判定するために較正プロセスを繰り返すことができる。
【００２０】
［0026］  それに加えてまたはその代わりに、較正手順を様々な形でトリガすることができる。第１の例では、乗物は、ヨー・センサの較正を要求するユーザからの入力を受信する入力インターフェースを含むことができる。第２の例では、コントローラは、以前の較正の時刻からの時間の経過を監視することができ、その後、少なくとも、以前の較正の時刻からのしきい長さの時間の経過に応答して、較正プロセスを開始することができる。第３の例では、乗物は、温度センサをも含むことができ、コントローラは、センサによって測定された温度が、少なくとも、記憶された較正データに関連する以前に測定された温度からのしきい差を有することに応答して較正プロセスを開始することができる。第４の例では、コントローラは、乗物のアクティブ化に応答して（たとえば、乗物に動力が与えられる時または乗物が運転モードに入る時など）、較正を開始することができる。
【００２１】
［0027］  いくつかの状況で、乗物の推定されたヨー方向が、それでも、乗物が曲がり角を旋回している時の乗物動力学に起因して誤差をこうむりやすい場合がある。例のシナリオでは、乗物は、乗物に左にバンクさせまたはロールさせる、鋭い右旋回操縦を実行することができる。このシナリオでの乗物のロール方位に対する変化の結果として、ヨー・センサ（および乗物）のヨー軸は、乗物が直線経路に沿って移動している時のヨー軸の初期方向に対して相対的にチルトした状態になる可能性がある。
【００２２】
［0028］  したがって、いくつかの実施態様では、乗物は、乗物のピッチ方位を示すピッチ・センサをも含む。この実施態様では、コントローラは、ピッチ・センサからの出力にも基づいて乗物の運動方向を推定する。さらに、いくつかの実施態様では、乗物は、乗物のロール方位を示すロール・センサをも含むことができる。これらの実施態様では、コントローラは、ロール・センサが少なくとも乗物のロール方位に対するしきい量の変化を示すことに応答して、ピッチ方位に基づいて乗物の方向を推定することができる。
【００２３】
［0029］  それに加えてまたはその代わりに、一実施態様では、乗物は、プラットフォームのチルト角を調整するためにプラットフォームに結合された第２のアクチュエータを含むことができる。たとえば、乗物が鋭い右旋回操縦を実行するシナリオで、コントローラは、ヨー・センサを支持するプラットフォームをチルトさせ、したがって操縦中の乗物のチルトによって引き起こされるヨー・センサのヨー軸のチルト・オフセットを低減するように第２のアクチュエータを操作することができる。
【００２４】
［0030］  別の実施態様では、乗物は、第２のヨー・センサを含むことができる。この実施態様では、第１のヨー・センサ（たとえば、プラットフォームに取り付けられる）は、第１のヨー・センサの第１のヨー軸が乗物のヨー軸に対して第１のオフセットにあるように、第１のチルト角で乗物に取り付けられ得る。さらに、第２のヨー・センサは、第２のヨー・センサの第２のヨー軸が乗物のヨー軸に対して第２のオフセットにあるように、第２のチルト角で取り付けられ得る。一例では、コントローラは、その後、乗物のロール方向（たとえば、バンク方向）に応じて２つのヨー・センサのうちの１つを選択することによって、乗物のヨー方向を推定することができる。たとえば、第１のヨー・センサを、乗物の左側に向けてチルトすることができ、第２のヨー・センサを、乗物の右側に向けてチルトすることができる。したがって、コントローラは、乗物が右側にロールする時に、第１のヨー軸が乗物のヨー軸に対して相対的により整列された状態になる可能性があるので、第１のヨー・センサを選択することができる。一方、たとえば、コントローラは、乗物が左側にロールする時に、第２のヨー軸が乗物のヨー軸に対して相対的により整列された状態になる可能性があるので、第２のヨー・センサを選択することができる。
【００２５】
［0031］  調整可能なセンサ・プラットフォームを含む乗物の他の例の配置、構成、および動作が、やはり可能であり、本開示の例示的な実施形態内でより詳細に説明される。
【００２６】
ＩＩ．例のシステムおよびデバイス
［0032］  例の実施形態をその中で実施できるシステムおよびデバイスを、これからより詳細に説明する。一般に、本明細書で開示される実施形態は、方向センサを含む任意の移動するデバイスと共に使用され得る。本明細書で説明される例示的な実施形態は、乗物を含む。しかし、例の電気機械システムは、他の可能性の中でも、感知プラットフォーム（たとえば、回転レーダ・プラットフォーム、回転ライダ・プラットフォーム、方向感知プラットフォームなど）、ロボット・デバイス、産業システム（たとえば、組立ラインなど）、医療デバイス、またはモバイル通信システムなど、他のデバイス内で実施され、または他のデバイスの形をとることもできる。
【００２７】
［0033］  用語「乗物」は、本明細書では、たとえば、他の例の中でも、航空機、船舶、宇宙船、自動車、トラック、バン、セミトレーラ・トラック、モーターサイクル、ゴルフ・カート、オフロード車、倉庫搬送車両、または農耕用作業車、ならびにローラーコースタ、トロリ、路面電車、または列車の車両など、線路に乗る運搬装置を含む、すべての移動する物体を包含するように広義に解釈される。
【００２８】
［0034］  図１Ａは、例の実施形態による、乗物１００を示す。具体的には、図１Ａは、乗物１００の右側面図、正面図、背面図、および上面図を示す。乗物１００は、図１Ａでは自動車として図示されているが、上で議論したように、他の実施形態が可能である。さらに、例の乗物１００は、自律モードで動作するように構成され得る乗物として図示されているが、本明細書で説明される実施形態は、自律動作するようには構成されない乗物または半自律的に動作するように構成された乗物にも適用可能である。したがって、例の乗物１００は、限定的であることを意図されたものではない。図示されているように、乗物１００は、５つのセンサ・ユニット１０２、１０４、１０６、１０８、および１１０と、車輪１１２によって例示される４つの車輪とを含む。
【００２９】
［0035］  いくつかの実施形態では、センサ・ユニット１０２〜１１０は、他の可能性の中でも、全地球測位システム・センサ、慣性計測装置、ｒａｄｉｏ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｒａｎｇｉｎｇ（レーダ）ユニット、カメラ、レーザ距離計、ライダ、および／または音響センサなどのセンサの任意の組合せを含むことができる。
【００３０】
［0036］  図示されているように、センサ・ユニット１０２は、車輪１１２が取り付けられる乗物１００の底側とは反対の乗物１００の上側に取り付けられる。さらに、センサ・ユニット１０４〜１１０は、それぞれ、上側以外の乗物１００のそれぞれの側面に取り付けられる。図示されているように、センサ・ユニット１０４は、乗物１００の前側に位置決めされ、センサ１０６は、乗物１００の後側に位置決めされ、センサ・ユニット１０８は、乗物１００の右側に位置決めされ、センサ・ユニット１１０は、乗物１００の左側に位置決めされる。
【００３１】
［0037］  センサ・ユニット１０２〜１１０は、乗物１００の特定の位置に取り付けられて図示されているが、いくつかの実施形態では、その代わりに、センサ・ユニット１０２〜１１０を、乗物１００の内部または外部のいずれかの異なる位置に取り付けることができる。たとえば、図１Ａは、乗物１００のバック・ミラーに取り付けられたセンサ・ユニット１０８を示すが、その代わりに、センサ・ユニット１０８を、乗物１００の右側に沿った別の位置に位置決めすることができる。別の例として、乗物１００は、乗物１００の屋根（たとえば、上側）に沿って取り付けられたより多数のセンサ・ユニットと、乗物１００の他の側面（たとえば、右側、左側など）に沿って取り付けられたより少数のまたは０個のセンサとを含むように実施され得る。センサ・ユニット１０２〜１１０の他の配置および構成も可能である。したがって、５つのセンサ・ユニットが図示されているが、いくつかの実施形態では、より多数またはより少数のセンサ・ユニットを乗物１００に含めることができる。しかし、例のために、センサ・ユニット１０２〜１１０は、図１Ａに示されているように位置決めされる。
【００３２】
［0038］  いくつかの実施形態では、センサ・ユニット１０２〜１１０のうちの１つまたは複数が、センサがその上に移動可能に取り付けられ得る１つまたは複数の可動マウントを含むことができる。可動マウントは、たとえば、回転するプラットフォームを含むことができる。それに加えてまたはその代わりに、可動マウントが、チルトするプラットフォームを含むことができる。チルトするプラットフォームに取り付けられたセンサは、角度および／または方位角の所与の範囲内でチルトされ得る。可動マウントが、他の形をとることもできる。
【００３３】
［0039］  さらに、いくつかの実施形態では、センサ・ユニット１０２〜１１０のうちの１つまたは複数が、センサおよび／または可動マウントを移動することによってセンサ・ユニット内のセンサの位置および／または方位を調整するように構成された１つまたは複数のアクチュエータを含むことができる。例のアクチュエータは、モーター、空気圧式アクチュエータ、油圧ピストン、リレー、ソレノイド、および圧電アクチュエータを含む。他のアクチュエータも可能である。
【００３４】
［0040］  図示されているように、乗物１００は、乗物に運転面に沿って移動させるために回転するように構成された、車輪１１２などの１つまたは複数の車輪を含む。いくつかの実施形態では、車輪１１２は、車輪１１２のリムに結合された少なくとも１つのタイヤを含むことができる。このために、車輪１１２は、金属とゴムとの任意の組合せまたは他の材料の組合せを含むことができる。乗物１００は、図示された構成要素に加えてまたはその代わりに、１つまたは複数の他の構成要素を含むことができる。
【００３５】
［0041］  図１Ｂは、乗物１００の別の上面図を示す。いくつかのシナリオでは、乗物１００は、乗物１００の回転の１つまたは複数の軸の周りで回転することができ、この軸は、ヨー軸１１４、ピッチ軸１１６、およびロール軸１１８として図示されている。ヨー軸１１４は、乗物の上部を通って（ページの外へ）延びる高さ方向の軸に対応することができる。例のシナリオでは、ヨー軸１１４の周りの乗物１００のヨー回転は、乗物１００の指す方向または機首方向（たとえば、運転面に沿った運動または移動の方向など）の調整に対応することができる。
【００３６】
［0042］  ピッチ軸１１６は、乗物１００の右側および左側を通って幅方向に延びる回転軸に対応することができる。例のシナリオでは、ピッチ軸１１６の周りの乗物１００のピッチ回転は、乗物１００の加速または減速（たとえば、ブレーキの適用など）から生じる可能性がある。たとえば、乗物の減速は、乗物に、乗物の前側に向かってチルトさせることができる（すなわち、ピッチ軸１１６の周りのピッチ回転）。このシナリオでは、乗物１００の前輪ショック（図示せず）は、乗物の運動量の変化に起因する力を吸収するために縮むことができ、後輪ショック（図示せず）は、乗物が前側に向かってチルトすることを可能にするために延びることができる。別の例のシナリオでは、ピッチ軸１１６の周りの乗物１００のピッチ回転は、乗物１００が傾斜した運転面（たとえば、丘など）に沿って移動し、これによって、乗物１００に、運転面の傾斜に応じて上または下に（すなわち、ピッチ方向に）チルトさせることから生じる可能性がある。他のシナリオも可能である。
【００３７】
［0043］  ロール軸１１８は、乗物１００の前側および後側を通って長さ方向に延びる回転軸に対応することができる。例のシナリオでは、ロール軸１１８の周りの乗物１００のロール回転は、乗物が旋回操縦を実行することに応答して発生する可能性がある。たとえば、乗物が、突然の右旋回操縦を実行する場合に、乗物は、乗物の変化する運動量によって引き起こされる力または右旋回操縦に起因して乗物に作用する求心力などに応答して左側に向かってバンクする可能性がある（すなわち、ロール軸１１８の周りのロール回転）。別の例のシナリオでは、ロール軸１１８の周りの乗物１００のロール回転は、乗物１００に運転面の曲率に応じて横に（すなわち、ロール方向に）チルトさせることができる、湾曲した運転面（たとえば、道路キャンバ）に沿って乗物１００が移動することの結果として発生する可能性がある。他のシナリオも可能である。
【００３８】
［0044］  様々な回転軸１１４、１１６、１１８の位置が、乗物の重心、乗物の車輪の位置および／または取付け位置、その他など、乗物１００の様々な物理的特性に依存して変化する可能性があることに留意されたい。したがって、様々な軸１１４、１１６、１１８は、例のためにのみ示されるものとして図示されている。たとえば、ロール軸１１８は、その代わりに、乗物１１８の前側および後側を通る異なる経路を有するように位置決めされ得、ヨー軸１１４は、乗物１００の上側の、図示されたものとは異なる領域を通って延びることができるなどである。
【００３９】
［0045］  図２は、例の実施形態による乗物２００の単純化されたブロック図である。乗物２００は、たとえば乗物１００に類似するものとすることができる。図示されているように、乗物２００は、推進システム２０２、センサ・システム２０４、制御システム２０６、周辺機器２０８、およびコンピュータ・システム２１０を含む。他の実施形態では、乗物２００は、より多数、より少数、または異なるシステムを含むことができ、各システムは、より多数、より少数、または異なる構成要素を含むことができる。さらに、図示のシステムおよび構成要素を、任意の複数の形で組み合わせまたは分割することができる。
【００４０】
［0046］  推進システム２０２は、乗物２００の動力を与えられた運動をもたらすように構成され得る。図示されているように、推進システム２０２は、エンジン／モーター２１８、エネルギ源２２０、トランスミッション２２２、および車輪／タイヤ２２４を含む。
【００４１】
［0047］  エンジン／モーター２１８は、内燃機関、電気モーター、蒸気機関、およびスターリング・エンジンの任意の組み合わせとするか、これを含むことができる。他のモーターおよびエンジンも可能である。いくつかの実施形態では、推進システム２０２は、複数のタイプのエンジンおよび／またはモーターを含むことができる。たとえば、ガス電気ハイブリッド自動車は、ガソリン・エンジンおよび電気モーターを含むことができる。他の例が可能である。
【００４２】
［0048］  エネルギ源２２０は、エンジン／モーター２１８に完全にまたは部分的に動力を与えるエネルギの源とすることができる。すなわち、エンジン／モーター２１８は、エネルギ源２２０を機械的エネルギに変換するように構成され得る。エネルギ源２２０の例は、ガソリン、ディーゼル、プロパン、他の圧縮ガスベースの燃料、エタノール、太陽電池パネル、バッテリ、および電力の他の供給源を含む。エネルギ源（１つまたは複数）２２０は、それに加えてまたはその代わりに、燃料タンク、バッテリ、キャパシタ、および／またはフライホイールの任意の組合せを含むことができる。いくつかの実施形態では、エネルギ源２２０は、乗物２００の他のシステムにもエネルギを供給することができる。
【００４３】
［0049］  トランスミッション２２２は、エンジン／モーター２１８から車輪／タイヤ２２４に機械的動力を伝達するように構成され得る。このために、トランスミッション２２２は、ギアボックス、クラッチ、ディファレンシャル、ドライブ・シャフト、および／または他の要素を含むことができる。トランスミッション２２２がドライブ・シャフトを含む実施形態では、ドライブ・シャフトは、車輪／タイヤ２２４に結合されるように構成された１つまたは複数の車軸を含むことができる。
【００４４】
［0050］  乗物２００の車輪／タイヤ２２４は、一輪車、二輪車／モーターサイクル、三輪車、または自動車／トラック四輪フォーマットを含む、様々なフォーマットで構成され得る。６輪以上を含むフォーマットなど、他の車輪／タイヤ・フォーマットも可能である。どの場合でも、車輪／タイヤ２２４は、他の車輪／タイヤ２２４に関して差動的に回転するように構成され得る。いくつかの実施形態では、車輪／タイヤ２２４は、トランスミッション２２２に固定的に取り付けられた少なくとも１つの車輪と、運転面への接触を行うことのできる、車輪のリムに結合された少なくとも１つのタイヤとを含むことができる。車輪／タイヤ２２４は、金属とゴムとの任意の組合せまたは他の材料の組合せを含むことができる。推進システム２０２は、それに加えてまたはその代わりに、図示されたもの以外の構成要素を含むことができる。
【００４５】
［0051］  センサ・システム２０４は、乗物２００および／または乗物２００が配置される環境に関する情報を感知するように構成された任意の個数のセンサならびにセンサの位置および／または方位を変更するように構成された１つまたは複数のアクチュエータ２３６を含むことができる。図示されているように、センサ・システム２０４のセンサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）２２６、慣性計測装置（ＩＭＵ）２２８、レーダ・ユニット２３０、レーザ距離計および／またはライダ・ユニット２３２、ならびにカメラ２３４を含む。センサ・システム２０４は、たとえば、乗物２００の内部システムを監視するセンサ（たとえば、Ｏ２モニタ、燃料計、エンジン・オイル温度など）を含む、追加のセンサをも含むことができる。いくつかの例では、センサ・システム２０４は、それぞれがそれぞれの位置（たとえば、上側、底側、前側、後側、右側、左側など）で乗物に取り付けられる複数のセンサ・ユニットとして実施され得る。他のセンサも可能である。
【００４６】
［0052］  ＧＰＳ  ２２６は、乗物２００の地理的位置を推定するように構成された任意のセンサ（たとえば、位置センサ）を含むことができる。いくつかの例では、乗物２００（またはその構成要素）は、ＧＰＳ  ２２６からの出力に基づいて、乗物２００の速さおよび／またはタイミング情報（たとえば、時刻、日付など）を判定することができる。このために、たとえば、ＧＰＳ  ２２６は、他の可能性の中でも、地球に関する乗物２００の位置を推定し、かつ／または衛星（１つまたは複数）および／もしくは乗物２００の環境内の他のデバイスからの信号に基づいて、他のデータ（たとえば、速さ、時刻など）を推定するように構成されたトランシーバを含むことができる。
【００４７】
［0053］  ＩＭＵ  ２２８は、慣性加速度（ｉｎｅｒｔｉａｌ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）に基づいて、乗物２００の位置変化および方位変化を感知するように構成されたセンサの任意の組み合わせとすることができる。たとえば、センサの組合せは、とりわけ、加速度計およびジャイロスコープを含むことができる。
【００４８】
［0054］  レーダ・ユニット２３０は、乗物２００が配置された環境内の物体を無線信号を使用して感知するように構成された任意のセンサを含むことができる。いくつかの実施形態では、物体の感知に加えて、レーダ・ユニット２３０は、物体の速度および／または機首方向を感知するように構成され得る。
【００４９】
［0055］  同様に、レーザ距離計またはライダ・ユニット２３２は、乗物２００が配置された環境内の物体をレーザを使用して感知するように構成された任意のセンサを含むことができる。具体的には、レーザ距離計またはライダ・ユニット２３２は、レーザを放つように構成されたレーザ源および／またはレーザ・スキャナと、レーザの反射を検出するように構成された検出器とを含むことができる。レーザ距離計またはライダ２３２は、コヒーレント検出モード（たとえば、ヘテロダイン検出を使用する）またはインコヒーレント検出モードで動作するように構成され得る。いくつかの例では、ライダ・ユニット２３２は、乗物２００の周囲の環境の特定の領域をスキャンするのに適する独自の位置および／または構成をそれぞれが有する複数のライダを含むことができる。
【００５０】
［0056］  カメラ２３４は、乗物２００が配置された環境の画像を取り込むように構成された任意のカメラ（たとえば、スチール・カメラ、ビデオ・カメラなど）を含むことができる。このために、カメラは、上で説明された形のいずれをもとることができる。センサ・システム２０４は、それに加えてまたはその代わりに、図示されたもの以外の構成要素を含むことができる。
【００５１】
［0057］  アクチュエータ（１つまたは複数）２３６は、センサ・システム２０４内のセンサのうちの１つまたは複数の位置、方位、および／または指す方向を調整するように構成された任意のタイプのアクチュエータを含むことができる。例のアクチュエータは、モーター、空気圧式アクチュエータ、油圧ピストン、リレー、ソレノイド、および圧電アクチュエータを含む。他のアクチュエータも可能である。
【００５２】
［0058］  制御システム２０６は、乗物２００およびその構成要素の動作を制御するように構成され得る。このために、制御システム２０６は、ステアリング・ユニット２３８、スロットル２４０、ブレーキ・ユニット２４２、センサ・フュージョン・アルゴリズム２４４、コンピュータ・ビジョン・システム２４６、ナビゲーションまたはパシング（ｐａｔｈｉｎｇ）システム２４８、および障害物回避システム２５０を含むことができる。
【００５３】
［0059］  ステアリング・ユニット２３８は、乗物２００の機首方向を調整するように構成された機構の任意の組み合わせとすることができる。スロットル２４０は、エンジン／モーター２１８の動作速度を、次に乗物２００の速度を制御するように構成された機構の任意の組み合わせとすることができる。ブレーキ・ユニット２４２は、乗物２００を減速するように構成された機構の任意の組み合わせとすることができる。たとえば、ブレーキ・ユニット２４２は、車輪／タイヤ２２４を低速化するのに摩擦を使用することができる。別の例として、ブレーキ・ユニット２４２は、車輪／タイヤ２２４の運動エネルギを電流に変換することができる。ブレーキ・ユニット２４２は、他の形をとることもできる。
【００５４】
［0060］  センサ・フュージョン・アルゴリズム２４４は、入力としてセンサ・システム２０４からのデータを受け入れるように構成されたアルゴリズム（またはアルゴリズムを記憶するコンピュータ・プログラム製品）とすることができる。データは、たとえば、センサ・システム２０４のセンサで感知された情報を表すデータを含むことができる。センサ・フュージョン・アルゴリズム２４４は、たとえば、カルマン・フィルタ、ベイジアン・ネットワーク、本明細書の方法の機能の一部のためのアルゴリズム、または任意の他のアルゴリズムを含むことができる。センサ・フュージョン・アルゴリズム２４４は、たとえば乗物１００が配置された環境内の個々の物体および／もしくは特徴の評価、特定の状況の評価、ならびに／または特定の状況に基づく可能な影響の評価を含む、センサ・システム２０４からのデータに基づく様々な査定を提供するようにさらに構成され得る。他の査定も可能である。
【００５５】
［0061］  コンピュータ・ビジョン・システム２４６は、たとえば交通信号および障害物を含む、乗物２００が配置された環境内の物体および／または特徴を識別するためにカメラ２３４によって取り込まれた画像を処理し、分析するように構成された任意のシステムとすることができる。このために、コンピュータ・ビジョン・システム２４６は、物体認識アルゴリズム、Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｆｒｏｍ  Ｍｏｔｉｏｎ（ＳＦＭ）アルゴリズム、ビデオ・トラッキング、または他のコンピュータ・ビジョン技法を使用することができる。いくつかの実施形態では、コンピュータ・ビジョン・システム２４６は、環境をマッピングし、物体を追跡し、物体の速度を推定するなどを行うようにさらに構成され得る。
【００５６】
［0062］  ナビゲーションおよびパシング・システム２４８は、乗物２００の運転経路を判定するように構成された任意のシステムとすることができる。ナビゲーションおよびパシング・システム２４８は、乗物２００が動作中である間に運転経路を動的に更新するようにさらに構成され得る。いくつかの実施形態では、ナビゲーションおよびパシング・システム２４８は、乗物２００の運転経路を判定するために、センサ・フュージョン・アルゴリズム２４４、ＧＰＳ  ２２６、ライダ・ユニット２３２、および１つまたは複数の所定のマップからのデータを組み込むように構成され得る。
【００５７】
［0063］  障害物回避システム２５０は、乗物２００が配置された環境内の障害物を識別し、評価し、回避しまたは他の形で通り抜けるように構成された任意のシステムとすることができる。制御システム２０６は、それに加えてまたはその代わりに、図示されたもの以外の構成要素を含むことができる。
【００５８】
［0064］  周辺機器２０８（たとえば、入力インターフェース、出力インターフェースなど）は、乗物２００が外部センサ、他の乗物、外部コンピューティング・デバイス、および／またはユーザと相互作用することを可能にするように構成され得る。このために、周辺機器２０８は、たとえば、無線通信システム２５２、タッチスクリーン２５４、マイクロホン２５６、および／またはスピーカ２５８を含むことができる。
【００５９】
［0065］  無線通信システム２５２は、直接にまたは通信ネットワークを介してのいずれかで、１つまたは複数の他の乗物、センサ、または他のエンティティに無線で結合するように構成された任意のシステムとすることができる。このために、無線通信システム２５２は、直接にまたは通信ネットワークを介してのいずれかで他の乗物、センサ、サーバ、または他のエンティティと通信するためのアンテナおよびチップセットを含むことができる。チップセットまたは無線通信システム２５２は、一般に、他の可能性の中でもＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩＥＥＥ  ８０２．１１に記載の通信プロトコル（すべてのＩＥＥＥ  ８０２．１１リビジョンを含む）、セルラ技術（ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ、ＥＶ−ＤＯ、ＷｉＭＡＸ、またはＬＴＥなど）、Ｚｉｇｂｅｅ、ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｓｈｏｒｔ  ｒａｎｇｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＤＳＲＣ）、およびｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＲＦＩＤ）通信などの１つまたは複数のタイプの無線通信（たとえば、プロトコル）に従って通信するように配置され得る。無線通信システム２５２は、他の形をとることもできる。
【００６０】
［0066］  タッチスクリーン２５４は、乗物２００へのコマンドを入力する入力インターフェースとしてユーザによって使用され得る。このために、タッチスクリーン２５４は、他の可能性の中でも容量性感知、抵抗性感知、または表面弾性波プロセスを介してユーザの指の位置および動きのうちの少なくとも１つを感知するように構成され得る。タッチスクリーン２５４は、タッチスクリーン表面に平行または平面の方向、タッチスクリーン表面に垂直な方向、またはその両方での指の動きを感知できるものとすることができ、タッチスクリーン表面に印加された圧力のレベルを感知できるものとすることもできる。タッチスクリーン２５４は、１つまたは複数の半透明または透明の絶縁層および１つまたは複数の半透明または透明の導電層から形成され得る。タッチスクリーン２５４は、他の形をとることもできる。
【００６１】
［0067］  マイクロホン２５６（たとえば、「入力インターフェース」）は、乗物２００のユーザからオーディオ（たとえば、音声コマンドまたは他のオーディオ入力）を受信するように構成され得る。同様に、スピーカ２５８は、乗物２００のユーザにオーディオを出力するように構成され得る。周辺機器２０８は、それに加えてまたはその代わりに、図示されたもの以外の構成要素を含むことができる。
【００６２】
［0068］  コンピュータ・システム２１０は、推進システム２０２、センサ・システム２０４、制御システム２０６、および周辺機器２０８のうちの１つもしくは複数にデータを送信し、これからデータを受信し、これと相互作用し、かつ／またはこれを制御するように構成され得る。このために、コンピュータ・システム２１０は、システム・バス、ネットワーク、および／または他の接続機構（図示せず）によって推進システム２０２、センサ・システム２０４、制御システム２０６、および周辺機器２０８のうちの１つまたは複数に通信可能にリンクされ得る。
【００６３】
［0069］  一例では、コンピュータ・システム２１０は、燃料効率を改善するためにトランスミッション２２２の動作を制御するように構成され得る。別の例として、コンピュータ・システム２１０は、カメラ２３４に環境の画像を取り込ませるように構成され得る。さらに別の例として、コンピュータ・システム２１０は、センサ・フュージョン・アルゴリズム２４４に対応する命令を記憶し、実行するように構成され得る。他の例も可能である。
【００６４】
［0070］  図示されているように、コンピュータ・システム２１０は、プロセッサ２１２およびデータ・ストレージ２１４を含む。プロセッサ２１２は、１つもしくは複数の汎用プロセッサおよび／または１つもしくは複数の特殊目的プロセッサを含むことができる。プロセッサ２１２が複数のプロセッサを含む範囲で、そのようなプロセッサは、別々にまたは組み合わされて働くことができる。データ・ストレージ２１４は、他の可能性の中でも光学ストレージ、磁気ストレージ、および／または有機ストレージなどの、１つもしくは複数の揮発性および／または１つもしくは複数の不揮発性のストレージ構成要素を含むことができ、データ・ストレージ２１４は、全体的にまたは部分的にプロセッサ２１２に統合され得る。
【００６５】
［0071］  いくつかの実施形態では、データ・ストレージ２１４は、様々な乗物機能を実行するためにプロセッサ２１２によって実行可能な命令２１６（たとえば、プログラム論理）を含むことができる。データ・ストレージ２１４は、推進システム２０２、センサ・システム２０４、制御システム２０６、および／または周辺機器２０８のうちの１つまたは複数にデータを送信し、これからデータを受信し、これと相互作用し、かつ／またはこれを制御するための命令を含む、追加の命令をも含むことができる。いくつかの実施形態では、データ・ストレージ２１４は、センサ・システム２０４内のセンサのうちの１つまたは複数の較正データをも含むことができる。たとえば、較正データは、以前に入手されたセンサ測定値とセンサへの１つまたは複数の所定の入力との間のマッピングを含むことができる。コンピュータ・システム２１０は、それに加えてまたはその代わりに、図示されたもの以外の構成要素を含むことができる。
【００６６】
［0072］  図示されているように、乗物２００は、電源２６０をさらに含み、電源２６０は、乗物２００の構成要素の一部またはすべてに電力を供給するように構成され得る。このために、電源２６０は、たとえば、再充電可能なリチウムイオン・バッテリまたは鉛バッテリを含むことができる。いくつかの実施形態では、バッテリの１つまたは複数のバンクが、電力を供給するように構成され得る。他の電源材料および電源構成も可能である。いくつかの実施形態では、電源２６０およびエネルギ源２２０は、一部の純電気自動車のように、１つの構成要素として一緒に実施され得る。
【００６７】
［0073］  いくつかの実施形態では、乗物２００は、図示された要素に加えてまたはその代わりに、１つまたは複数の要素を含むことができる。たとえば、乗物２００は、１つまたは複数の追加のインターフェースおよび／または電源を含むことができる。他の追加の構成要素も可能である。このような実施形態では、データ・ストレージ２１４は、追加の構成要素を制御し、かつ／またはこれと通信するためにプロセッサ２１２によって実行可能な命令をさらに含むことができる。
【００６８】
［0074］  さらに、構成要素およびシステムのそれぞれが、乗物２００内に一体化されるものとして図示されているが、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の構成要素またはシステムは、有線もしくは無線の接続を使用して乗物２００に取り外し可能に取り付けられ、または他の形で接続され得る（機械的にまたは電気的に）。乗物２００は、他の形をとることもできる。
【００６９】
ＩＩＩ．例のセンサ・ユニット構成
［0075］  図３は、例の実施形態による、調整可能なセンサ取付プラットフォーム３０６を含むセンサ・ユニット・デバイス３００の単純化されたブロック図である。センサ・ユニット３００は、センサ・ユニット１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、および／またはセンサ・システム２０４内の構成要素の任意の組合せに類似するものとすることができる。図示されているように、センサ・ユニット３００は、１つまたは複数のアクチュエータ３０２、１つまたは複数のエンコーダ３０４、センサ・プラットフォーム３０６、温度センサ３１０、調整デバイス３１２、およびコントローラ３１４を含む。センサ・ユニット３００が、追加のまたは図示されたものより少数の構成要素を含むことができることに留意されたい。一例では、センサ・ユニット３００は、図示の構成要素に加えてまたはその代わりに、乗物２００の構成要素のいずれをも含むことができる。別の例では、デバイス３００は、温度センサ３１０なしおよび／または調整デバイス３１２なしで実施され得る。他の例も可能である。
【００７０】
［0076］  アクチュエータ（１つまたは複数）３０２は、アクチュエータ（１つまたは複数）２３６に類似する１つまたは複数のアクチュエータを含むことができる。一実施態様では、アクチュエータ３０２は、乗物の回転の軸（たとえば、ヨー軸、ロール軸、ピッチ軸など）および／または回転の任意の他の軸に実質的に平行な回転の軸の周りにプラットフォーム３０６を回転するように構成され得る。
【００７１】
［0077］  エンコーダ（１つまたは複数）３０４は、エンコーダ（たとえば、機械式エンコーダ、光学エンコーダ、磁気エンコーダ、容量性エンコーダなど）の任意の組合せを含むことができ、アクチュエータ３０２がプラットフォーム３０６を回転することに応答してプラットフォーム３０６の方位の指示を供給するように構成され得る。
【００７２】
［0078］  プラットフォーム３０６は、センサ（たとえば、センサ３０８）を取り付けるのに適切な任意の固体構造を含むことができる。たとえば、プラットフォーム３０６は、ロータリ・ジョイント構成でステータ・プラットフォームに対して相対的に回転するローター・プラットフォームを含むことができる。
【００７３】
［0079］  センサ３０８は、センサ・システム２０４内に含まれるセンサの任意の組合せを含むことができる。いくつかの実施態様では、センサ３０８は、乗物の運動方向の指示を供給するために、プラットフォーム３０６に取り付けられ、乗物の方向軸（たとえば、軸１１４、１１６、または１１８）に整列される、たとえばジャイロスコープなどの方向センサを含む。たとえば、ジャイロスコープ・センサ３０８は、ジャイロスコープの運動（たとえば、プラットフォーム３０６の回転またはセンサ・ユニット３００を含む乗物の運動に起因する）に応答してジャイロスコープ・センサの指す方向（たとえば、ヨー方向、ピッチ方向、ロール方向など）の変化の速度を示す出力信号を供給することができる。したがって、様々な例で、センサ３０８は、ヨー・センサの回転のヨー・レート（たとえば、乗物１００の軸１１４の周りのセンサの回転の速度）の指示を供給する「ヨー・センサ」、ピッチ・レートの指示を供給する「ピッチ・センサ」、またはロール・レートの指示を供給する「ロール・センサ」として構成され得る。
【００７４】
［0080］  温度センサ３１０は、とりわけ、温度計、サーミスタ、熱電対、抵抗温度計、シリコン・バンドギャップ温度センサ（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｂａｎｄｇａｐ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｅｎｓｏｒ）など、任意のタイプの温度センサを含むことができる。いくつかの例では、温度センサ３１０は、センサ３０８の温度および／またはセンサ３０８を囲む空気の温度の指示を供給するためにセンサ３０８に隣接してまたはその付近に配置され得る。たとえば、温度センサ３１０は、測定された温度をセンサ３０８によって供給される測定値に関連付けるために較正中に使用され得る。
【００７５】
［0081］  調整デバイス３１２は、とりわけ、空気調整装置、加熱要素、抵抗加熱要素、空気冷却装置などの任意のタイプの温度調整デバイスを含むことができる。いくつかの実施態様では、調整デバイス３１２は、センサの温度を調整するために、センサ３０８の付近に配置され、かつ／またはこれに結合され得る。一例では、調整デバイス３１２は、センサ３０８の較正中の異なる動作温度をシミュレートし、したがって、較正を実行する乗物が、乗物の動作中に期待される様々な環境条件（たとえば、温度）に適切である較正データを入手しまたは生成することを可能にするのに使用され得る。別の例では、調整デバイス３１２は、以前に生成された較正データに適切な温度範囲内の所与の温度にセンサ３０８の温度を調整するのに使用され得る。たとえば、デバイス３００は、センサ３０８が特定の温度であった時に収集された較正データを記憶することができる。さらに、この例では、デバイス３００は、記憶された較正データがセンサ３０８による測定誤差を軽減するのに適切である温度のしきい範囲の指示を含みまたは他の形でこれにアクセスすることができる。したがって、例のシナリオでは、デバイス３００またはその構成要素（たとえば、コントローラ３１４）は、現在の温度が温度のしきい範囲の外であることを検出することができ（たとえば、温度センサ３１０を介して）、これに反応して、温度のしきい範囲内の所与の温度にセンサ３０８の温度を調整するように調整デバイス３１２を操作することができる。
【００７６】
［0082］  コントローラ３１４は、本開示の様々な方法の機能を実行するために実行可能な回路網および／またはコンピュータ論理の任意の組合せを含むことができる。一例では、コントローラ３１４は、乗物２００のコンピュータ・システム２１０と同様に、１つまたは複数のプロセッサおよび１つまたは複数のプロセッサによって実行可能な命令を記憶するデータ・ストレージとして実施され得る。別の例では、コントローラ３１４は、本開示の様々な機能を実行するように配線されたデジタル回路網および／またはアナログ回路網として実施され得る。他の実施態様（たとえば、コンピュータ・プログラム論理と回路網との組合せ）も可能である。
【００７７】
［0083］  図４Ａは、例の実施形態による、センサ・ユニット・デバイス４００の部分側面図を示す。デバイス４００は、デバイス３００に類似するものとすることができ、他の可能性の中でも、乗物１００および２００などの電気機械システムと共に使用され得る。たとえば、図示されているように、デバイス４００は、それぞれアクチュエータ３０２、プラットフォーム３０６、センサ３０８、およびコントローラ３１４に類似するものとすることができる、アクチュエータ４０２、回転するプラットフォーム４０６（たとえば、「ローター」）、センサ４０８、およびコントローラ４１４を含む。さらに、図示されているように、デバイス４００は、回転するプラットフォーム４０６と対向するベース・プラットフォーム４１６（たとえば、「ステータ」）およびコア構造４１８を含む。図示されていないが、いくつかの例では、デバイス４００は、追加のまたは図示されたものより少数の構成要素を含むことができる。たとえば、デバイス４００は、オプションで、乗物２００および／またはデバイス３００の構成要素（たとえば、エンコーダ、温度センサ、調整デバイスなど）のうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００７８】
［0084］  いくつかの例では、センサ４０８は、乗物の運動方向（またはその変化の速度）の指示を提供するためにヨー・センサとして構成され得る。たとえば、図４Ａに示された軸４２２ａが、図１Ｂに示された乗物１００のヨー軸１１４に対応しまたはこれと平行になるように、デバイス４００が乗物１００に取り付けられるシナリオを検討されたい。このシナリオでは、センサ４０８は、センサ４０８のヨー軸が乗物のヨー軸４２２ａと実質的に平行になるように配置され得る。この配置を用いると、センサ４０８は、センサ４０８のヨー方向（またはその変化）を示す出力信号を供給することができ、センサ４０８のヨー方向は、軸４２２ａに関連する乗物のヨー方向（またはその変化）にも対応する。上のシナリオを継続すると、センサ４０８の初期ヨー方向は、軸４２８に垂直でページの外を指す方向に対応することができる。このシナリオでは、乗物１００が軸１１４（すなわち軸４２２ａ）の周りで回転する場合に、センサ４２８の軸４２８は、同様の回転を経験することができ、したがって、センサ４０８（ヨー・センサ）のヨー方向は、乗物のヨー方向の変化と同様に変化する。このシナリオの変形形態として、軸４２８が、乗物の軸１１４に対応するように整列される場合に、センサ４０８自体は、乗物の回転（たとえば、乗物が右旋回または左旋回を行う）に応答して軸４２８（および軸１１４）の周りで回転するはずであり、したがって、センサ４０８のヨー方向も、乗物のヨー方向に対する変化と同様に変化することができる。一実施態様では、センサ４０８は、ジャイロスコープを含むことができ、軸４２８は、ジャイロスコープの基準軸に対応することができる。この実施態様では、センサ４０８は、ヨー・レート測定値（すなわち、基準ヨー軸の周りのジャイロスコープの回転の速度を示す信号）を供給することができる。
【００７９】
［0085］  それに加えてまたはその代わりに、他の例では、センサ４０８は、ピッチ・センサ（たとえば、軸４２８を乗物１００の軸１１６に整列させることによって）またはロール・センサ（たとえば、軸４２８を乗物１００の軸１１８に整列させることによって）として構成され得る。
【００８０】
［0086］  図示されていないが、いくつかの例では、センサ４０８がヨー・センサである場合に、デバイス４００は、プラットフォーム４０６（たとえば、ローター・プラットフォーム）に取り付けられたピッチ・センサおよび／またはロール・センサをも含むことができる。この配置を用いると、たとえば、ヨー・センサ４０８と同一のプラットフォーム４０６へのピッチ・センサおよびロール・センサの取付けは、他の可能性の中でも、回転の軸４２０がヨー軸４２２ａに完全に整列されまたは平行のままにはならない（たとえば、機械的振動、衝撃、他の力、プラットフォーム４１６に対する相対的なプラットフォーム４０６のチルトなどに起因して）シナリオにおいて、プラットフォーム４０６のピッチ振動および／またはロール振動によって引き起こされる雑音変動を軽減することができる。
【００８１】
［0087］  いくつかの例では、図示されているように、デバイス４００は、センサ４０８を取り付ける、取り付けるプラットフォーム４０６（たとえば、ローター）を含むロータリ・ジョイント・デバイスとして実施され得る。さらに、デバイス４００は、プラットフォーム４１６（たとえば、ステータ）に対して相対的にプラットフォーム４０６を回転するアクチュエータ４０２を含むことができる。たとえば、アクチュエータ４０２は、（ローター側）プラットフォーム４０６に取り付けられた磁石４０２ａおよび４０２ｂによって例示される、実質的に円形の配置の複数の磁石を含む軸方向磁束モーターとして実施され得る。さらに、この例では、アクチュエータ４０２は、アクチュエータ４０２の磁石４０２ａおよび４０２ｂに少なくとも部分的にオーバーラップするように配置されたモーター巻線またはコイル４０２ｃを含むことができる。したがって、デバイス４００は（コントローラ４１４を介して）、回転の軸４２０の周りでのプラットフォーム４０６の回転を引き起こすために磁石４０２ａおよび４０２ｂの磁界と相互作用する変調された磁界を生成するように巻線４０２ｃを通って流れる電流を変調することができる。一実施態様では、プラットフォーム４０６は、２つのプラットフォームの間の相対回転に応答して、プラットフォーム４１６への所定の距離（たとえば、約８〜１０ミリメートルなど）に留まることができる。しかし、アクチュエータ２３６および／もしくは３０２に関して説明した実施態様のいずれかまたは任意の他のアクチュエータ実施態様のいずれかなど、アクチュエータ４０２の他の実施態様も可能である。さらに、プラットフォーム４０６と４１６との間の所定の距離は、任意の他の距離とすることができる。
【００８２】
［0088］  いくつかの例では、図示されているように、センサ４０８は、ヨー軸４２８またはセンサ４０８の他の基準軸がプラットフォーム４０６の回転の軸４２０に対してあるオフセットにあるように、プラットフォーム４０６に取り付けられ得る。この配置を用いると、たとえば、プラットフォーム４０６の中央領域は、変圧器鉄心、プラットフォーム４０６と４１６との間の通信用の通信回路網、および／またはプラットフォーム４０６の中央領域またはその付近への取付けにより適する他の回路網などの他の回路網の取付けに使用され得る。しかし、他の例では、センサ４０８は、その代わりに、センサ４０８の基準軸４２８がプラットフォーム４０６の回転の軸４２０に対応しまたはこれとオーバーラップするように、中央領域に配置され得る。
【００８３】
［0089］  コア４１８は、プラットフォーム４０６と４１６との間の分離の所定の距離を維持することを容易にする任意の固体構造（たとえば、回転する針など）を含むことができる。それに加えてまたはその代わりに、いくつかの例では、コア４１８は、プラットフォーム４１６からプラットフォーム４０６への電力の伝達を容易にする磁心（たとえば、変圧器鉄心）を含むことができる。たとえば、プラットフォーム４０６は、コア４１８の周りに配置された変圧器コイル（図示せず）を含むことができ、プラットフォーム４１６は、コア４１８の周りに配置された対応する変圧器コイル（図示せず）を含むことができる。この例では、デバイス４００は（たとえば、コントローラ４１４を介して）、電流に、プラットフォーム４１６の変圧器コイル（図示せず）を通って流れさせることができ、プラットフォーム４０６の対向するコイル（図示せず）内に誘導された電流は、その後、センサ４０８に電力を供給するのに使用され得る。
【００８４】
［0090］  上で注記したように、いくつかのシナリオでは、センサ４０８からの出力は、スケール・ファクタ誤差を含む様々な測定誤差をこうむりがちである可能性がある。スケール・ファクタ誤差は、センサによって示される測定値の値または大きさに依存して変化するタイプの測定誤差である。たとえば、センサ４０８が、ヨー・センサとして構成されたジャイロスコープを含む場合に、ジャイロスコープは、ジャイロスコープのヨー・レートを示す出力信号を供給することができ、示されるヨー・レートは、ジャイロスコープの物理的プロパティおよび／または機械的プロパティに起因して、測定されたヨー・レートが増加する時に増加する（線形にまたは非線形に）測定誤差を含む可能性がある（たとえば、より高速の乗物旋回操縦が、より大きいスケール・ファクタ誤差につながる可能性があるなど）。したがって、デバイス４００は、センサ４０８によって示される回転の方向に反してプラットフォーム４０６を回転することによって、そのようなスケール・ファクタ誤差を低減するように構成され得る。一例では、コントローラ４１４は、センサ４０８から出力を受信し、センサ４０８からの測定された回転と反対の方向に向けてプラットフォーム４０６を回転するようにアクチュエータ４０２を能動的にまたは動的に操作するように構成され得る。それを行うことによって、たとえば、デバイス４００は、センサ４０８からの測定された値を０の値のより近くに抑え、したがって、より大きい測定されたヨー・レート値に関連するスケール・ファクタ誤差の影響を最小化することができる。いくつかの場合に、コントローラ４１４は、制御ループ・フィードバック機構（たとえば、ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−ｉｎｔｅｒｇｒａｌ−ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ（ＰＩＤ）コントローラなど）および／または任意の他のコンピュータ論理もしくはアナログ・デジタル回路網を介してこれらの回転を実行することができる。
【００８５】
［0091］  さらに、コントローラ４１４は、プラットフォーム４０６の作動された回転を記録することができ（たとえば、エンコーダを介して）、プラットフォーム回転ヒストリを使用して、乗物のヨー方向に対する変化を演繹しまたは推定することができる。一例では、乗物が、センサ４０８の右方向ヨー回転をもたらす右旋回を行う場合に、コントローラ４１４は、これに反応して、左方向の回転で、センサ４０８からの測定されたヨー・レートに実質的に類似する回転の速度でプラットフォーム４０６を回転することができる。したがって、プラットフォーム４０６の回転特性を記録することによって、コントローラ４１４は、その後に、乗物が、プラットフォーム４０６の回転の速度に関連する角速度（またはヨー・レート）で右旋回操縦を実行したと演繹することができる。
【００８６】
［0092］  いくつかのシナリオでは、上で注記したように、センサ４０８によって示されるヨー・レート測定値が、別のタイプの誤差をこうむりがちである場合があり、この誤差は、本明細書ではチルト誤差（ｔｉｌｔｉｎｇ  ｅｒｒｏｒ）または軸ずれ誤差（ａｘｉｓ  ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｅｒｒｏｒ）と呼ばれる場合がある。例として図１Ｂに戻って参照して、乗物１００が、デバイス４００を含み、運転面（図示せず）上で右旋回を実行するシナリオを検討されたい。このシナリオでは、乗物１００は、乗物の運動方向の変化に応答してヨー軸１１４の周りで回転することができる。理想的には、乗物１００は、センサ４０８からの出力を使用して、乗物の運動方向の変化を正確に測定することができる。たとえば、乗物１００は、自律乗物として構成され得、したがって、走行車線（図示せず）内に留まりながら右旋回操縦を滑らかに実行するためにセンサ４０８からの測定値に頼ることができる。しかし、このシナリオでは、右旋回操縦が、乗物に作用する求心力および／または乗物の運動量などの乗物動力学に起因して、乗物１００に乗物１００の左側に向けてチルトさせる（たとえば、ロール軸１１８の周りで回転させる）可能性がある。その結果、このシナリオでは、乗物１００のヨー軸１１４（および、したがってセンサ４０８のヨー軸４２８）は、乗物のロール方位の変化の大きさに関連するチルト角だけチルトし、これによって、センサ４０８によって示されるヨー・レート測定値のチルト測定誤差を引き起こす可能性がある。このシナリオの変形形態として、ヨー軸１１４（および４２８）のチルトが、それに加えてまたはその代わりに、乗物１００（またはデバイス４００）の機械的振動の任意の組合せ、乗物１００が不均一な運転面上で運転すること、および／または乗物１００が乗物の運動方向と平行ではない表面（たとえば、傾斜した道路など）上で運転することに起因する可能性がある。このシナリオのさらなる変形形態として、乗物１００のヨー軸１１４のチルトが、それに加えてまたはその代わりに、ピッチ軸１１６の周りでの乗物１００の回転（たとえば、乗物１００の加速または減速の結果としての）に起因する可能性がある。
【００８７】
［0093］  上のシナリオを例示するために、たとえば、図４Ｂは、傾けられた構成のセンサ・ユニット４００の別の側面図を示す。図４Ｂでは、ヨー軸４２２ｂは、上のシナリオのいずれかに従って、乗物１００のチルトされたヨー軸（たとえば、軸１１４）に対応することができる。図示されているように、チルトされたヨー軸４２２ｂは、図４Ａの初期ヨー軸４２２ａからチルト角４２４（θ）だけオフセットされている。その結果、センサ４０８によって測定される観察されたヨー・レート（ωＧ）は、下の式［１］に表されているように、乗物の運動方向に対する変化（たとえば、軸４２２ａの周りの乗物の方向の変化）の速度（ωＴ）の成分だけを示す可能性がある（ωＳは、たとえばエンコーダを使用して測定され得る、プラットフォーム４０６の作動された回転の速度である）。
ωＧ＝ωＴ  ｃｏｓ（θ）＋ωＳ    ［１］
【００８８】
［0094］  したがって、本開示は、上で説明したチルト測定誤差の影響を軽減する様々な実施態様を含む。
【００８９】
［0095］  第１の実施態様では、乗物１００は、センサ４０８によるヨー・レートの測定と同様に乗物１００のロール・レート（および／またはピッチ・レート）を測定するためにロール・センサ（および／またはピッチ・センサ）をも含むことができる。たとえば、ロール・センサは、ロール軸１１８に整列された基準軸を有するジャイロスコープまたは他の方向／ＩＭＵセンサとして実施され得る。さらに、この例では、コントローラ４１４は、ロール・センサ（および／またはピッチ・センサ）からの出力を使用してチルト角４２４（θ）を判定し、式［１］を解いて乗物の運動方向に対する変化の速度（ωＴ）を判定することができる。
【００９０】
［0096］  第２の実施態様では、コントローラ４１４（または乗物１００の別のコンピューティング・デバイス）は、たとえばピッチ・センサの出力に関する式［１］に類似する式を解くことによって、ピッチ・センサによって示されたピッチ・レート測定値の成分を計算することができる。この実施態様では、コントローラ４１４は、その後、ピッチ・レート測定値からの乗物の方向の計算された成分とヨー・レート測定値からの計算された成分とを合計して、初期ヨー軸４２２ａの周りの乗物の方向に対する変化の速度（ωＴ）を判定することができる。
【００９１】
［0097］  第３の実施態様では、デバイス４００は、初期軸４２２ａとの整列に向けてチルト角４２４の方向に反してセンサ４０８をチルトするように構成された第２のアクチュエータ（図示せず）をも含むことができる。たとえば、コントローラ４１４は、第２のアクチュエータに、図４Ｂの図内でページから外を指す回転の軸（図示せず）の周りでプラットフォーム４１６、プラットフォーム４０６をチルトさせ、かつ／またはセンサ４０８を他の形でチルトさせることができ、これによって、少なくともセンサ４０８のヨー軸４２８に関してチルト角４２４を低減することができる。一例では、第２のアクチュエータによって引き起こされるチルトの大きさは、チルト角４２４の判定（たとえば、ロール・センサおよび／またはピッチ・センサからの出力に基づく）に基づくものとすることができる。別の例では、第２のアクチュエータによって引き起こされるチルトの大きさは、期待されるまたは所定のチルト角を、旋回中の乗物の速度、乗物の運動方向の角度変化、その他などの乗物運動特性に関連付ける記憶されたデータ（たとえば、データ・ストレージ２１４内の）に基づくものとすることができる。たとえば、記憶されたデータは、異なるタイプの運転操縦に関する以前に測定されたまたはシミュレートされた乗物バンク角のマップなどを含むことができる。
【００９２】
［0098］  第４の実施態様では、乗物１００は、乗物１００の測定されたロール回転に反して回転する（乗物１００のヨー回転に反するプラットフォーム４０６の回転に類似する）ために、回転するプラットフォームに取り付けられたロール・センサをも含むことができる。この実施態様では、ロール・センサの回転するプラットフォームは、乗物のロール回転に反してデバイス４００を回転するためにデバイス４００（またはセンサ４０８）に機械的に結合され（たとえば、歯車、機械的な腕などを介して）、これによって、チルト角４２４（または、少なくともチルト角４２４のロール成分）を低減することができる。それに加えてまたはその代わりに、この実施態様の変形形態として、乗物１００は、チルト角４２４のピッチ成分を低減するためにセンサ４０８に機械的に結合された回転するプラットフォーム（ロール・センサの回転するプラットフォームに類似する）に取り付けられたピッチ・センサを含むことができる。
【００９３】
［0099］  第５の実施態様では、乗物１００は、軸４２２ａに対する相対的な異なるチルト・オフセットで取り付けられた複数のヨー・センサを含むことができる。この実施態様では、コントローラ４１４はその後、複数のヨー・センサからの１つまたは複数の出力に基づいて、乗物の運動方向に対する変化を計算することができる。たとえば、センサ４０８に類似する第１のヨー・センサは、乗物の右側に向かう第１のチルト角で（すなわち、軸４２２ａに対する相対的な初期ロール・オフセットを有するように事前にチルトされて）乗物に取り付けられ得、センサ４０８に類似する第２のヨー・センサ（図示せず）は、乗物の左側に向かう第２のチルト角で（すなわち、軸４２２ａに対する相対的な反対の初期ロール・オフセットを有するように事前にチルトされて）乗物に取り付けられ得る。一例では、コントローラ４１４は、乗物の運動方向に対する変化を判定するために、両方のヨー・センサからの出力を組み合わせることができる。別の例では、コントローラ４１４は、軸４２２ａに対する相対的なチルト角４２４の方向を判定し、その後、２つのヨー・センサのうちで、判定された方向と反対のヨー・オフセットを有するヨー・センサを選択することができる。たとえば、乗物が右旋回操縦を実行している（すなわち、左側にバンクしている）場合に、コントローラ４１４は、第１のヨー・センサ（右側に向かってチルトされている）を選択することができる。というのは、第１のヨー・センサが、センサの右側チルトと乗物旋回操縦によって引き起こされる左側チルトとの間の差に起因して、軸４２２ａにより整列されるようになる可能性があるからである。ところが、たとえば、乗物が左旋回操縦を実行している（たとえば、右側にバンクしている）場合には、コントローラ４１４は、第１のヨー・センサではなく第２のヨー・センサ（左側に向かってチルトされている）を選択することができる。
【００９４】
［0100］  第５の実施態様の変形形態として、たとえば、第１のヨー・センサの第１のチルト角は、軸４２２ａに対する相対的な初期ピッチ・オフセットを組み込むことができ、第２のヨー・センサの第２のチルト角は、軸４２２ａに対する相対的な反対の初期ピッチ・オフセットを組み込むことができる。たとえば、第１のヨー・センサは、乗物の前側に向かって事前にチルトされ得、第２のヨー・センサは、乗物の後側に向かって事前にチルトされ得る。それに加えてまたはその代わりに、たとえば、第１のチルト角および第２のチルト角は、それぞれ、軸４２２ａに対する相対的な初期ロール・オフセットと初期ピッチ・オフセットとの組合せを組み込むことができる。
【００９５】
［0101］  デバイス４００およびその様々な構成要素に関する図４Ａ〜図４Ｂに示された形状、寸法、および位置が、説明の便宜のためのものにすぎないことに留意されたい。したがって、いくつかの実施態様では、デバイス４００および／またはその構成要素が、他の形態、形状、配置、および／または寸法を有することもできる。一例では、コントローラ４１４は、その代わりに、プラットフォーム４１６の別の側に沿って取り付けられ、プラットフォーム４０６に取り付けられ、かつ／またはデバイス４００の外部のコンピューティング・システム（たとえば、コンピューティング・システム２１０など）および／もしくはデバイス４００を含む乗物の外部のコンピューティング・システム（たとえば、リモート・サーバなど）として実施され得る。別の例として、上でコントローラ４１４に関して説明した機能は、その代わりに、複数のコントローラ、プロセッサ、および／または複数のデバイス内に物理的に分散された物理回路論理によって実行され得る。
【００９６】
ＩＶ．例の方法およびコンピュータ可読媒体
［0102］  図５は、例の実施形態による方法５００の流れ図である。図５に示された方法５００は、たとえば乗物１００、２００および／またはデバイス３００、４００と共に使用され得る方法の実施形態を表す。方法５００は、ブロック５０２〜５０６のうちの１つまたは複数によって示される１つまたは複数の動作、機能、またはアクションを含むことができる。ブロックが、順番に示されているが、これらのブロックは、いくつかの場合に、並列に、かつ／または本明細書に説明される順序とは異なる順序で実行され得る。また、様々なブロックは、所望の実施態様に応じて、より少数のブロックに組み合わされ、追加のブロックに分割され、かつ／または除去され得る。
【００９７】
［0103］  さらに、方法５００ならびに本明細書で開示される他のプロセスおよび方法に関して、流れ図は、本実施形態の１つの可能な実施態様の機能性および動作を示す。これに関して、各ブロックは、プロセス内の特定の論理機能またはステップを実施するためにプロセッサによって実行可能な１つまたは複数の命令を含む、モジュール、セグメント、製造プロセスもしくは動作プロセスの一部、またはプログラム・コードの一部を表すことができる。プログラム・コードは、たとえばディスクまたはハード・ドライブを含むストレージ・デバイスなどの任意のタイプのコンピュータ可読媒体上に記憶され得る。コンピュータ可読媒体は、たとえば、レジスタ・メモリ、プロセッサ・キャッシュ、およびランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）のように短い期間の間にデータを記憶するコンピュータ可読媒体など、非一時的コンピュータ可読媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体は、たとえば、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気ディスク、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）のような二次または永続的な長期ストレージなど、非一時的媒体をも含むことができる。コンピュータ可読媒体は、任意の他の揮発性または不揮発性のストレージ・システムとすることもできる。コンピュータ可読媒体を、たとえば、コンピュータ可読ストレージ媒体または有形のストレージ・デバイスと考えることができる。
【００９８】
［0104］  さらに、方法５００ならびに本明細書で開示される他のプロセスおよび方法に関して、図５の各ブロックは、プロセス内の特定の論理機能を実行するように配線された回路網を表すことができる。
【００９９】
［0105］  ブロック５０２で、方法５００は、乗物のプラットフォームに取り付けられたセンサの方向に対する変化の速度の指示を入手することを含む。第１の例では、センサ・ユニットのコントローラ（たとえば、コントローラ３１４）は、プラットフォーム（たとえば、プラットフォーム３０６）に取り付けられたヨー・センサ（たとえば、センサ３０８）の回転のヨー・レートの指示を受信することができる。第２の例では、コントローラは、センサを動作させ、ブロック５０２で指示を入手する命令および／または制御信号を供給する、乗物のコンピューティング・システム（たとえば、コンピューティング・システム２１０）として実施され得る。第３の例では、乗物のコンピューティング・システムは、センサによって出力されたデータのストリームを記憶するデータ・ストレージ（たとえば、データ・ストレージ２１４）から指示を入手することができる。第４の例では、リモート・コンピューティング・システム（たとえば、サーバ）が、乗物との無線接続を介して（たとえば、無線通信システム２５２を介して）指示を入手することができる。
【０１００】
［0106］  ブロック５０４では、方法５００は、（ｉ）センサの方向に対する変化の方向と反対の回転の方向に従って、（ｉｉ）センサの方向に対する変化の速度に基づく回転の速度で、プラットフォームを回転することを含む。たとえば、コントローラ（たとえば、コントローラ３１４）は、センサの回転の速度の受信された指示を処理し、その後、センサによる（後続の）速度測定値の大きさまたは値を低減するためにセンサによって示された測定された速度に反してプラットフォームを回転することができる。その結果、たとえば、コントローラは、上の議論に従って、センサによる速度測定値を０の値に向かってまたは別の定数／目標値に向かって駆動し、これによって、スケール・ファクタ誤差の影響を低減することができる。
【０１０１】
［0107］  いくつかの例では、方法５００は、センサによって示されたヨー・レート測定値の目標値を決定することを含むこともできる。これらの例では、ブロック５０４でのプラットフォームの回転を、決定された目標値に基づくものにすることもできる。たとえば、センサは、０のヨー・レート測定値以外の、そこでスケール・ファクタ誤差（１つまたは複数）が最小化されるバイアスまたはオフセット・ヨー・レート測定値（たとえば、バイアス誤差など）に関連付けられ得る。たとえば、センサは、センサが静止している（たとえば、センサの実際のヨー方向が変化しない）場合であっても、センサがバイアス誤差に関連付けられることに起因して、０以外のヨー・レート測定値を出力する場合がある。したがって、これらの例では、方法５００は、乗物が静止していることを検出すること（たとえば、ＧＰＳ測定値、加速度計測定値、他のセンサ測定値を使用することによって、車輪の動きを追跡することによってなど）と、少なくとも検出に基づいてプラットフォームの回転を防止することと、プラットフォームの回転の防止中にセンサからバイアス・ヨー・レート測定値の指示を受信することと、バイアス・ヨー・レート測定値に基づいて目標値を決定することとを含むことができる。たとえば、ブロック５０４で、乗物は、やはり決定された目標値に基づく回転の速度で（すなわち、静止センサのバイアス・ヨー・レート測定値に対応する回転のバイアス速度に向けて）プラットフォームを回転することができる。このプロセスを介して、たとえば、方法５００は、バイアス測定誤差ならびにスケール・ファクタ誤差を考慮に入れることができる。さらに、たとえば、方法５００は、０のヨー・レート測定値以外の、より小さいスケール・ファクタ誤差（１つまたは複数）に関連付けられ得るバイアス・ヨー・レート測定値（たとえば、静止センサ出力バイアスなど）に向かってセンサからの出力を駆動することができる。
【０１０２】
［0108］  いくつかの例では、方法５００は、プラットフォームのチルト角を調整することを含むこともできる。例として図４Ｂに戻って参照すると、デバイス４００は、チルト角４２４の方向に反してセンサ４０８をチルトするか回転し、これによって少なくともセンサ４０８のヨー軸４２８に関してチルト角４２４を低減する追加のアクチュエータ（図示せず）を含むことができる。これらの例では、方法５００は、オプションで、乗物の所定のナビゲーション経路に基づいて、乗物の運動方向に対する期待される変化の指示を受信することと、それに従ってプラットフォームのチルト角を調整することとを含むことができる。たとえば、乗物２００のナビゲーション・システム２４８は、乗物の期待される操縦（たとえば、右旋回、左旋回など）を予想し、その指示を、プラットフォームを回転するアクチュエータを操作するコンピューティング・システム２１０または別のコントローラに供給することができる。この例では、コンピューティング・システム２１０は、その後、所定のナビゲーション経路に基づいて、乗物の期待されるチルト（たとえば、バンク角など）を推定し、これに反応してまたは先を見越して、チルト誤差または軸ずれ誤差を低減するためにブロック５０２の（ヨー）センサをチルトすることができる。いくつかの場合に、コンピューティング・システム２１０は、異なるナビゲーション操縦特性（たとえば、旋回の速度、旋回の角度など）に関して測定されまたはシミュレートされた、以前に記憶された（たとえば、データ・ストレージ２１４内に）バンク角に基づいて、期待されるチルトを推定することができる。
【０１０３】
［0109］  ブロック５０６で、方法５００は、少なくともプラットフォームの回転の速度に基づいて、乗物の運動方向を推定することを含む。たとえば、方法５００のシステムは、上の議論に従って、プラットフォームの回転を記録し、回転のヒストリを使用して、環境内での乗物の運転経路に対する変化を識別することができる。
【０１０４】
［0110］  いくつかの例で、方法５００は、ピッチ・センサからの出力にも基づいて乗物の方向を推定することを含むこともできる。一例では、システムは、図４Ｂでの式［１］の議論に従って、乗物のピッチ回転またはロール回転に起因する乗物の方向の成分および／または乗物のチルト角を判定し、それに従って乗物の方向に対する変化を計算することができる。別の例では、システムは、乗物のピッチ回転またはロール回転によって引き起こされるチルト角を低減するためにブロック５０２の（ヨー）センサをチルトすることができる。さらに、いくつかの例では、方法５００は、乗物のロール方位が所与のロール方位のしきい値であることの検出に応答して、ピッチ・センサからの出力に基づいて方向を推定することを含むこともできる。たとえば、乗物１００は、ロール軸１１８の周りの乗物１００のロール方位を測定するロール・センサを含むことができる。したがって、乗物１００は、乗物が少なくとも軸１１８の周りのしきいロール回転を実行する時に乗物の方向に対する変化の成分を判定するために、ピッチ・センサ出力を使用し始めることができる。
【０１０５】
［0111］  上で注記したように、本明細書のいくつかの例の実施態様は、センサを取り外さずにセンサを較正するためにセンサ・プラットフォーム（たとえば、プラットフォーム４０６）を使用することによって、改善されたセンサ較正および／または再較正を可能にする。したがって、いくつかの例で、方法５００は、ブロック５０２のセンサに関する較正データを記憶することをも含む。たとえば、乗物２００は、プラットフォームの回転の所定のまたは所与の速度とセンサによって示された以前に測定された速度との間のマッピングとして較正データをデータ・ストレージ２１４に記憶することができる。
【０１０６】
［0112］  したがって、いくつかの例で、方法５００は、乗物の較正モードを使用可能にすることをも含む。たとえば、方法５００のシステムは、乗物が較正モード以外の使用可能にされた動作モード（たとえば、運転モードなど）を有することにも基づいて、ブロック５０６で乗物の運動方向を推定することができる。さらに、これらの例では、方法５００は、回転の所与のまたは所定の速度のシーケンスに従ってプラットフォームを回転することをも含む。たとえば、システムは、回転の１つ、２つ、３つ、またはより多数の特定の（所定の）角速度で第１の方向に沿って、その後に１つ、２つ、またはより多数の特定の（所定の）角速度で第２の方向に沿って、プラットフォームを回転することができる。他の例のシーケンスも可能である。さらに、これらの例では、方法５００は、シーケンス内の回転の所与の速度に関してセンサによって示されたそれぞれの測定値を入手することと、シーケンスの回転の所与の速度をセンサによって示されたそれぞれの測定値にマッピングする較正データを生成することとをも含む。たとえば、乗物は、測定された速度をシーケンスの回転速度にマッピングする較正データを記憶する（または以前に記憶された較正データを更新する）ことができる。
【０１０７】
［0113］  さらに、これらの例では、方法５００は、オプションで、乗物の調整デバイスに、センサの温度（および／またはセンサを囲む空気の温度）を所与の温度に調整させることと、生成された較正データを所与の温度に関連付けることとを含むことができる。たとえば、コントローラ３１４は、センサ３０８の動作の様々な期待される温度をシミュレートするために調整デバイス３１２を操作し、その後、プラットフォーム回転の速度のシーケンスを各温度のそれぞれの測定値にマッピングする較正データの複数のセットを生成することができる。このプロセスを介して、たとえば、例のシステムは、センサの動作に影響する可能性がある様々な環境条件（たとえば、温度）に関する正確な較正データを維持することができる。
【０１０８】
［0114］  さらに、いくつかの例では、方法５００は、１つまたは複数のトリガに応答して、記憶された較正データを更新することを含むこともできる。
【０１０９】
［0115］  第１の例では、乗物は、較正プロセスをトリガするユーザ入力を受信するように構成された入力インターフェース（たとえば、タッチスクリーン２５４、マイクロホン２５６など）を含むことができる。したがって、この例では、方法５００は、センサの較正に関する要求を入力インターフェースを介して受信することに応答して、記憶された較正データを更新することを含むこともできる。
【０１１０】
［0116］  第２の例では、乗物は、センサの以前の較正以降の時間の経過を監視することができる（たとえば、時間の経過に起因して発生するドリフト誤差を考慮に入れるために）。したがって、この例では、方法５００は、少なくとも、較正データに対する以前の更新の時刻からの所与の長さの時間の経過に基づいて、記憶された較正データを更新することを含むこともできる。たとえば、乗物は、所与の長さの時間が経過した時に、較正データが期限切れであることをユーザに警告することができ、あるいは、乗物は、較正を自動的に開始することができる（たとえば、乗物が駐車しているか、運転モード以外の動作モードである時など）。時間の所与の長さは、他の要因の中でも、センサの物理的特性（たとえば、ドリフト・プロパティ）に依存する任意の値を有することができる。
【０１１１】
［0117］  第３の例では、乗物は、環境の温度またはセンサの温度を監視することができる。たとえば、センサの応答（したがって、較正データ）が、センサの動作温度に依存する場合がある。測定された温度が、記憶された較正データを入手するのに使用された温度に対するしきい値を超える場合には、乗物は、現在の測定された温度により適切な更新された較正データの生成をトリガするか、そうするように他の形でユーザに警告することができる。したがって、この例では、方法５００は、温度センサ（たとえば、センサ３１０）が、記憶された較正データに関連する以前に測定された温度から少なくともしきい量だけ異なる測定された温度を示すことに基づいて、較正データを更新することを含むこともできる。しきい量は、他の要因の中でも、センサの物理的特性（たとえば、温度感度など）に依存する任意の値を有することができる。
【０１１２】
［0118］  第４の例では、乗物は、乗物の動作モードを監視することによって較正プロセスをトリガすることができる。たとえば、乗物は、乗物が駐車している時または乗物の初期スタートアップ中もしくはアクティブ化中（たとえば、乗物に動力が供給される時）など、乗物がセンサを使用する可能性がより低い動作モード中に較正プロセスをトリガすることができる。したがって、この例では、方法５００は、少なくとも乗物のアクティブ化（たとえば、コントローラ３１４が電力を受け取る時など）に応答して較正データを更新することを含むこともできる。いくつかの実施態様では、乗物は、乗物が較正中に静止したままであることにも基づいて、較正データを更新する（たとえば、アクティブ化に応答して較正を実行する）ことができる。しかし、いくつかのシナリオでは、乗物が、較正プロセス中に動き始める場合があり、したがって、以前に記憶された較正データが、更新された較正データより信頼できるものである場合がある。
【０１１３】
［0119］  したがって、いくつかの実施態様では、乗物は、乗物のアクティブ化の前（たとえば、乗物がオフラインであるか静止している間、乗物にセンサを取り付ける前など）に収集される初期較正データを記憶することができる。アクティブ化の際に、この実施態様では、乗物は、第２のより短い較正プロセスを実行することができる（たとえば、プラットフォーム回転のより短いシーケンスを使用することによってなど）。その後、乗物は、初期較正データがセンサを動作させるのに適切であること（たとえば、初期較正データに類似する第２の較正データなど）を確認するために、第２の較正プロセスの第２の較正データを初期較正データと比較することができる。たとえば、比較が不一致を示す場合に、乗物は、乗物が第２の較正プロセス中に移動し始めたシナリオを考慮に入れるために第２の較正プロセスを繰り返すことができる。たとえば、比較が不一致を示し続ける場合に、乗物は、以前に記憶された較正データを正しく更新するために、乗物が静止している間の完全な較正プロセスが推奨されることをユーザに警告することができる（たとえば、入力インターフェースを介して）。
【０１１４】
［0120］  本明細書で説明される配置が、例のみのためのものであることを理解されたい。したがって、当業者は、他の配置および他の要素（たとえば、機械、インターフェース、機能、順序、および機能のグループ化など）をその代わりに使用でき、いくつかの要素を、所望の結果に従って完全に省略できることを了解するであろう。さらに、説明される要素のうちの多数は、別個の構成要素もしくは分散された構成要素としてまたは他の構成要素に関連して、任意の適切な組合せおよび位置で実施され得る機能的実体であり、あるいは、独立の構造として説明される他の構造要素が、組み合わされ得る。
【０１１５】
［0121］  様々な態様および実施形態を本明細書で開示したが、他の態様および実施形態が、当業者に明白になる。本明細書で開示される様々な態様および実施形態は、例示のためのものであって、限定的であることは意図されておらず、真の範囲は、以下の特許請求の範囲が権利を与えられる同等物の全範囲と共に、以下の特許請求の範囲によって示される。本明細書で使用される用語法が、特定の実施形態を説明するためのみのものであって、限定的であることが意図されていないことをも理解されたい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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