(57)【要約】  乗物レーダ・システムの物体グリッドの生成に関するシステムおよび方法を説明する。この方法は、乗物のレーダ・ユニットによって、３６０°方位角にわたってレーダ信号を送信することを含む。この方法は、１つまたは複数の物体による送信されたレーダ信号の反射にそれぞれ関連する１つまたは複数の反射信号を受信することをも含む。この方法は、１つまたは複数の物体の物体ごとに、それぞれの測定された角度、それぞれの測定された距離、およびそれぞれの測定された速度をプロセッサによって判定することをさらに含む。さらに、この方法は、１つまたは複数の物体に基づいて第１の物体グリッドを判定することを含む。第１の物体グリッドは、３６０°方位角を一緒にカバーする複数の角度を含み、所与の物体の測定された角度に対応する角度ごとに、第１のグリッドは、角度を所与の物体の測定された距離および測定された速度に関連付ける。さらに、この方法は、第１の物体グリッドに基づいて自律乗物を制御することを含む。【選択図】図６
2019535013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物のレーダ・ユニットによって、３６０°方位角にわたってレーダ信号を送信することと、
１つまたは複数の物体による前記送信されたレーダ信号の反射にそれぞれ関連する１つまたは複数の反射信号を受信することと、
前記１つまたは複数の物体の物体ごとに、それぞれの測定された角度、それぞれの測定された距離、およびそれぞれの測定された速度をプロセッサによって判定することと、
前記１つまたは複数の物体に基づいて第１の物体グリッドを判定することであって、前記第１の物体グリッドは、前記３６０°方位角を一緒にカバーする複数の角度を含み、前記１つまたは複数の物体内の所与の物体の測定された角度に対応する前記複数の角度内の角度ごとに、前記第１のグリッドは、前記角度を前記所与の物体の前記測定された距離および測定された速度に関連付ける、判定することと、
前記第１の物体グリッドに基づいて自律乗物を制御することと
を含む方法。
【請求項２】
第２のセンサからデータを受信することと、
第２のセンサからの前記データに基づいて第２の物体グリッドを判定することと
をさらに含み、自律乗物を制御することは、前記第１の物体グリッドおよび前記第２の物体グリッドに基づいて実行される
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のセンサは、ライダ・センサである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の物体グリッドは、前記第２の物体グリッドの誤りを判定するのに使用され、自律乗物を制御することは、前記第２の物体グリッドからの前記誤りの除去に基づいて実行される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の物体グリッド内の物体の運動は、前記第１の物体グリッドからのデータに基づいて判定される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の物体グリッドは、１°以下の角度分解能を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の物体グリッドは、高度角をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
３６０°方位角平面にわたってレーダ信号を送信し、受信するように構成されたレーダ・ユニットであって、前記受信することは、１つまたは複数の物体による前記送信されたレーダ信号の反射にそれぞれ関連する１つまたは複数の反射信号を受信することを含む、レーダ・ユニットと、
制御プランに従って乗物を操作するように構成された制御ユニットと、
前記１つまたは複数の物体の物体ごとに、それぞれの測定された角度、それぞれの測定された距離、およびそれぞれの測定された速度を判定し、
前記１つまたは複数の物体に基づいて第１の物体グリッドを判定し、前記第１の物体グリッドは、前記３６０°方位角を一緒にカバーする複数の角度を含み、前記１つまたは複数の物体内の所与の物体の測定された角度に対応する前記複数の角度内の角度ごとに、前記第１のグリッドは、前記角度を前記所与の物体の前記測定された距離および測定された速度に関連付け、
前記第１の物体グリッドに基づいて前記制御プランを変更する
ように構成された処理ユニットと
を含むシステム。
【請求項９】
センサ・データの第２のセットを受信するように構成された第２のセンサ・ユニット
をさらに含み、前記処理ユニットは、
センサ・データの前記第２のセットに基づいて第２の物体グリッドを判定する
ようにさらに構成され、前記制御プランは、前記第１の物体グリッドおよび前記第２の物体グリッドに基づいて変更される
請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第２のセンサは、ライダ・センサである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の物体グリッドは、前記第２の物体グリッドの誤りを判定するのに使用され、前記制御プランは、前記第２の物体グリッドからの前記誤りの除去に基づいて変更される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２の物体グリッド内の物体の運動は、前記第１の物体グリッドからのデータに基づいて判定される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
１°以下の角度分解能ごとの前記レーダ・ユニット、請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１の物体グリッドは、高度角をさらに含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
コンピューティング・デバイスによって実行された時に、前記コンピューティング・デバイスに、
乗物のレーダ・ユニットによって、３６０°方位角にわたってレーダ信号を送信することと、
１つまたは複数の物体による前記送信されたレーダ信号の反射にそれぞれ関連する１つまたは複数の反射信号を受信することと、
前記１つまたは複数の物体の物体ごとに、それぞれの測定された角度、それぞれの測定された距離、およびそれぞれの測定された速度をプロセッサによって判定することと、
前記１つまたは複数の物体に基づいて第１の物体グリッドを判定することであって、前記第１の物体グリッドは、前記３６０°方位角を一緒にカバーする複数の角度を含み、前記１つまたは複数の物体内の所与の物体の測定された角度に対応する前記複数の角度内の角度ごとに、前記第１のグリッドは、前記角度を前記所与の物体の前記測定された距離および測定された速度に関連付ける、判定することと、
前記第１の物体グリッドに基づいて自律乗物を制御することと
を含む動作を実行させるプログラム命令をその上に記憶した非一時的コンピュータ可読媒体を含む製造品。
【請求項１６】
第２のセンサからデータを受信することと、
第２のセンサからの前記データに基づいて第２の物体グリッドを判定することと
をさらに含み、自律乗物を制御することは、前記第１の物体グリッドおよび前記第２の物体グリッドに基づいて実行される
請求項１５に記載の製造品。
【請求項１７】
前記第２のセンサは、ライダ・センサである、請求項１６に記載の製造品。
【請求項１８】
前記第１の物体グリッドは、前記第２の物体グリッドの誤りを判定するのに使用され、自律乗物を制御することは、前記第２の物体グリッドからの前記誤りの除去に基づいて実行される、請求項１６に記載の製造品。
【請求項１９】
前記第２の物体グリッド内の物体の運動は、前記第１の物体グリッドからのデータに基づいて判定される、請求項１６に記載の製造品。
【請求項２０】
前記第１の物体グリッドは、高度角をさらに含む、請求項１５に記載の製造品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
［0001］  本願は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、２０１６年１０月２１日に出願した米国特許出願第１５／２９９９７０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］  乗物は、任意の車輪付きで動力を与えられる乗物とすることができ、自動車、トラック、単車、バスなどを含むことができる。乗物は、人および商品の運搬などの様々なタスクならびに多数の他の用途に利用され得る。
【０００４】
［0004］  一部の乗物は、部分的にまたは完全に自律的とすることができる。たとえば、乗物が自律モードである時には、乗物動作の運転態様の一部またはすべてを、乗物制御システムによって処理することができる。その場合に、オンボードおよび／またはサーバ・ネットワーク内に配置されたコンピューティング・デバイスは、運転経路の計画、乗物の諸態様の感知、乗物の環境の感知、ならびにステアリング、スロットル、およびブレーキなどの運転構成要素の制御などの機能を実行するように動作可能とすることができる。したがって、自律乗物は、乗物動作の様々な態様において人間の介入の必要を減らしまたは除去することができる。
【０００５】
［0005］  自律乗物は、乗物がその中で動作する環境に関する情報を受信するために様々なセンサを使用することができる。レーザ・スキャニング・システムは、環境内にレーザ光を放つことができる。レーザ・スキャニング・システムは、静止座標系に関する伝搬の時間変動する方向、原点、またはパターンを有するレーザ放射を放つことができる。そのようなシステムは、その周囲の３次元モデルをマッピングするために、放たれたレーザ光を使用することができる（たとえば、ライダ）。
【０００６】
［0006］  Ｒａｄｉｏ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｒａｎｇｉｎｇ（レーダ）システムは、無線信号を放つことと、戻ってくる反射された信号を検出することとによって、環境特徴までの距離を能動的に推定するのに使用され得る。無線を反射する特徴までの距離を、送信と受信との間の時間遅延に従って判定することができる。レーダ・システムは、時間変動する周波数ランプを有する信号など、経時的に周波数において変化する信号を放ち、その後、放たれた信号と反射された信号との間の周波数の差を距離推定値に関係付けることができる。一部のシステムは、受信された反射された信号のドップラ周波数シフトに基づいて、反射する物体の相対的な動きを推定することもできる。指向性アンテナが、各範囲推定値を方向に関連付けるために信号の送信および／または受信に使用され得る。より一般的に、指向性アンテナは、放射されたエネルギの焦点を、関心を持たれている所与の視界に合わせるのにも使用され得る。測定された距離と方向情報とを組み合わせることは、周囲の環境特徴を識別し、かつ／またはマッピングすることを可能にする。したがって、レーダ・センサは、たとえば、センサ情報によって示される障害物を回避するのに、自律乗物制御システムによって使用され得る。
【発明の概要】
【０００７】
［0007］  一態様では、方法が提供される。この方法は、乗物のレーダ・ユニットによって、３６０°方位角にわたってレーダ信号を送信することを含む。この方法は、１つまたは複数の物体による送信されたレーダ信号の反射にそれぞれ関連する１つまたは複数の反射信号を受信することをも含む。この方法は、１つまたは複数の物体の物体ごとに、それぞれの測定された角度、それぞれの測定された距離、およびそれぞれの測定された速度をプロセッサによって判定することをさらに含む。さらに、この方法は、１つまたは複数の物体に基づいて第１の物体グリッドを判定することを含む。第１の物体グリッドは、３６０°方位角を一緒にカバーする複数の角度を含み、１つまたは複数の物体内の所与の物体の測定された角度に対応する複数の角度内の角度ごとに、第１のグリッドは、角度を所与の物体の測定された距離および測定された速度に関連付ける。さらに、この方法は、第１の物体グリッドに基づいて自律乗物を制御することを含む。
【０００８】
［0008］  別の態様では、システムが提供される。このシステムは、３６０°方位角平面にわたってレーダ信号を送信し、受信するように構成されたレーダ・ユニットであって、受信することは、１つまたは複数の物体による送信されたレーダ信号の反射にそれぞれ関連する１つまたは複数の反射信号を受信することを含む、レーダ・ユニットを含む。このシステムは、制御プランに従って乗物を操作するように構成された制御ユニットをも含む。さらに、このシステムは、処理ユニットをも含む。処理ユニットは、１つまたは複数の物体の物体ごとに、それぞれの測定された角度、それぞれの測定された距離、およびそれぞれの測定された速度を判定するように構成される。処理ユニットは、１つまたは複数の物体に基づいて第１の物体グリッドを判定するようにも構成され、第１の物体グリッドは、３６０°方位角を一緒にカバーする複数の角度を含み、１つまたは複数の物体内の所与の物体の測定された角度に対応する複数の角度内の角度ごとに、第１のグリッドは、角度を所与の物体の測定された距離および測定された速度に関連付ける。さらに、処理ユニットは、第１の物体グリッドに基づいて制御プランを変更するように構成される。
【０００９】
［0009］  さらに別の態様では、コンピューティング・デバイスによって実行された時に、コンピューティング・デバイスに動作を実行させるプログラム命令を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体を含む製造品が提供される。動作は、乗物のレーダ・ユニットによって、３６０°方位角にわたってレーダ信号を送信することを含む。動作は、１つまたは複数の物体による送信されたレーダ信号の反射にそれぞれ関連する１つまたは複数の反射信号を受信することをも含む。動作は、１つまたは複数の物体の物体ごとに、それぞれの測定された角度、それぞれの測定された距離、およびそれぞれの測定された速度をプロセッサによって判定することをさらに含む。さらに、動作は、１つまたは複数の物体に基づいて第１の物体グリッドを判定することを含む。第１の物体グリッドは、３６０°方位角を一緒にカバーする複数の角度を含み、１つまたは複数の物体内の所与の物体の測定された角度に対応する複数の角度内の角度ごとに、第１のグリッドは、角度を所与の物体の測定された距離および測定された速度に関連付ける。さらに、動作は、第１の物体グリッドに基づいて自律乗物を制御することを含む。
【００１０】
［0010］  他の態様、実施形態、および実施態様は、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】
【００１１】
【図１】［0011］例の実施形態による、システムを示す図である。
【図２Ａ】［0012］例の実施形態による、レーザ発光シナリオを示す図である。
【図２Ｂ】［0013］例の実施形態による、レーザ発光シナリオを示す図である。
【図２Ｃ】［0014］例の実施形態による、レーダ放射シナリオを示す図である。
【図３】［0015］例の実施形態による、乗物を示す概略ブロック図である。
【図４Ａ】［0016］例の実施形態による、乗物を示す複数の図である。
【図４Ｂ】［0017］例の実施形態による、乗物の周囲の環境のスキャンを示す図である。
【図４Ｃ】［0018］例の実施形態による、乗物の周囲の環境のスキャンを示す図である。
【図５Ａ】［0019］例の実施形態による、シーンの表現を示す図である。
【図５Ｂ】［0020］例の実施形態による、シーンの表現を示す図である。
【図６】［0021］例の実施形態による、方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［0022］  以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付図面を参照する。図面では、文脈がそうではないことを命じない限り、通常は、同様の記号が同様の構成要素を識別する。発明を実施するための形態、図面、および特許請求の範囲で説明される例示的な実施形態は、限定的であることを意図されたものではない。本明細書で提示される主題の範囲から逸脱せずに、他の実施形態を利用することができ、他の変更を行うことができる。本明細書で全般的に説明され、図面に示される本発明の諸態様が、様々な異なる構成で配置され、置換され、組み合わされ、分離され、設計され得、そのすべてが、本明細書で明示的に企図されていることが、たやすく理解されよう。
【００１３】
概要
［0023］  乗物は、乗物がその中で動作する環境に関する情報を受信するために様々なセンサを含む場合がある。レーダ・システムおよびライダ・システムを使用して、無線信号または光信号を放ち、戻る反射された信号を検出することによって、環境特徴までの距離を能動的に推定することができる。反射する特徴までの距離を、送信と受信との間の時間遅延に従って判定することができる。
【００１４】
［0024］  レーダ・システムは、時間変動する周波数ランプを有する信号など、経時的に周波数において変化するラジオ周波数（ＲＦ）信号を放ち、その後、放たれた信号と反射された信号との間の周波数の差を距離推定値に関係付けることができる。一部のレーダ・システムは、受信された反射された信号のドップラ周波数シフトに基づいて、反射する物体の相対的な動きを推定することもできる。指向性アンテナが、各範囲推定値を方向に関連付けるために信号の送信および／または受信に使用され得る。より一般的に、指向性アンテナは、放射されたエネルギの焦点を、関心を持たれている所与の視界に合わせるのにも使用され得る。測定された距離と方向情報とを組み合わせることは、周囲の環境特徴をマッピングすることを可能にする。したがって、レーダ・センサは、たとえば、センサ情報によって示される障害物を回避するのに、自律乗物制御システムによって使用され得る。さらに、レーダ信号を、３６０°方位角平面にまたがってスキャンして、視界内の物体の２次元反射率マップを展開することができる。
【００１５】
［0025］  いくつかの例の自動車レーダ・システムは、７７ギガヘルツ（ＧＨｚ）の電磁波周波数で動作するように構成され、この周波数は、ミリメートル（ｍｍ）電磁波長に対応する（たとえば、７７ＧＨｚでは３．９ｍｍ）。これらのレーダ・システムは、レーダ・システムが自律乗物の周囲の環境などの環境を高精度で測定することを可能にするために、放射されるエネルギを狭いビームに収束させることのできるアンテナを使用することができる。そのようなアンテナは、コンパクトで（通常は、長方形のフォームファクタ、たとえば高さ１．３インチ×幅２．５インチを有する）、効率的で（すなわち、アンテナ内で熱として失われまたは反射されて送信器エレクトロニクスに戻る７７ＧＨｚエネルギがほとんどないことが必要である）、製造が簡単であるものとすることができる。
【００１６】
［0026］  ライダを、レーダに似た形で使用することができる。しかし、ライダは、ＲＦ信号ではなく光信号を送信する。ライダは、レーダと比較して、より高い分解能を提供することができる。さらに、ライダ信号は、視界内の物体の３Ｄ点マップを展開するために、３次元領域にわたってスキャンされ得る。その一方で、ライダは、レーダが提供できるものと同一レベルの、物体の動きに関する情報を提供することはできない。
【００１７】
［0027］  本開示の一態様は、乗物のレーダ・システムの動作モードを提供する。レーダ・システムは、乗物の周囲の３６０°方位角平面のすべてまたは一部をスキャンすることができるレーダ・ビームを用いて操作され得る。ビームが方位角平面をスキャンする時に、レーダ・システムは、レーダ信号を反射する物体からの反射を受信することができる。物体がレーダ信号を反射する時に、レーダ・システムは、物体への角度、物体までの距離、および物体の速度を判定できる場合がある。レーダ・ユニットによって受信された様々な反射に基づいて、物体グリッドを作成することができる。物体グリッドは、様々な反射する物体およびそれに関連するパラメータの空間表現とすることができる。
【００１８】
［0028］  自律乗物は、自律乗物の運動パラメータを判定するために物体グリッドを使用することができる。たとえば、乗物は、２つの他の乗物が、乗物の前を異なる速度で移動していると判定できる場合がある。別の例では、乗物は、閉じようとしているゲートなどの物体が、乗物に向かって動いていると判定できる場合がある。乗物は、物体を回避するために物体グリッドに基づいてその運動を調整できる場合がある。
【００１９】
［0029］  いくつかのさらなる例では、物体グリッドを、センサ・フュージョン・システムの一部として使用することができる。センサ・フュージョン・システムでは、より正確な情報を提供するために、様々なセンサが組み合わせて使用される。センサ・フュージョンは、一部のセンサが、他のセンサからの受信に適していない情報を提供するプロパティを有する時に、有益である可能性がある。いくつかの例では、ライダ・センサが、高分解能を有する物体グリッドを提供できる場合がある。しかし、ライダは、レーダほど正確に速度を測定できない場合がある。さらに、霧、雨、および他の状況などのいくつかの状況では、ライダ・システムが、障害物を不正確に識別する場合がある。たとえば、ライダ・システムは、霧を固体の物体として識別する場合がある。逆に、レーダは、物体の速度を正確に測定でき、霧を「見通す」ことのできる物体クラウドを作成できる可能性がある。しかし、レーダ・システムは、ライダ・システムより低い分解能を有する可能性がある。したがって、ライダ・システムおよびレーダ・システムによって作成される物体クラウドを組み合わせることによって、システムは、各それぞれのシステムのマイナス効果を軽減しながら、乗物の周囲に関するより正確な情報を提供できる場合がある。
【００２０】
システムの例
［0030］  図１は、例の実施形態による、乗物１００を示す機能ブロック図である。乗物１００は、完全にまたは部分的に自律モードで動作するように構成され得る。自律モードである間に、乗物１００は、人間の介入なしで動作するように構成され得る。たとえば、コンピュータ・システムが、自律モードである間に乗物１００を制御することができ、自律モードごとに乗物を動作させるように動作可能とすることができる。自律モードでの動作の一部として、乗物は、乗物の周囲の環境の物体を識別することができる。これに応答して、コンピュータ・システムは、自律乗物の制御を変更することができる。
【００２１】
［0031］  乗物１００は、推進システム１０２、センサ・システム１０４、制御システム１０６、１つまたは複数の周辺機器１０８、ならびに電源１１０、コンピュータ・システム１１２、データ・ストレージ１１４、およびユーザ・インターフェース１１６などの様々なサブシステムを含むことができる。乗物１００は、より多数またはより少数のサブシステムを含むことができ、各サブシステムは、複数の要素を含むことができる。さらに、乗物１００のサブシステムおよび要素のそれぞれを、相互接続することができる。したがって、乗物１００の説明される機能のうちの１つまたは複数を、追加の機能構成要素または物理構成要素に分割するか、より少数の機能構成要素または物理構成要素に組み合わせることができる。いくつかのさらなる例では、追加の機能構成要素および／または物理構成要素を、図１によって示される例に追加することができる。
【００２２】
［0032］  推進システム１０２は、乗物１００の動力を与えられた動きをもたらすように動作可能な構成要素を含むことができる。実施形態に依存して、推進システム１０２は、エンジン／原動機１１８、エネルギ源１１９、トランスミッション１２０、および車輪／タイヤ１２１を含むことができる。エンジン／原動機１１８は、内燃機関、電動機、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ことができる。他の原動機および／またはエンジンが可能である。いくつかの実施形態では、エンジン／原動機１１８は、エネルギ源１１９を機械的エネルギに変換するように構成され得る。いくつかの実施形態では、推進システム１０２は、複数のタイプのエンジンおよび／または原動機を含むことができる。たとえば、ガソリン電気ハイブリッド自動車は、ガソリン・エンジンおよび電動機を含むことができる。他の例が可能である。
【００２３】
［0033］  エネルギ源１１９は、エンジン／原動機１１８に完全にまたは部分的に動力を与えることのできるエネルギの源を表すことができる。本開示の範囲内で企図されるエネルギ源１１９の例は、ガソリン、ディーゼル、他の石油ベースの燃料、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）１１９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１１９は、乗物１００の他のシステムにエネルギを供給することもできる。
【００２４】
［0034］  トランスミッション１２０は、エンジン／原動機１１８から車輪／タイヤ１２１に機械的動力を伝達するように動作可能な要素を含むことができる。トランスミッション１２０は、ギアボックス、クラッチ、ディファレンシャル、およびドライブ・シャフトを含むことができる。トランスミッション１２０の他の構成要素が可能である。ドライブ・シャフトは、１つまたは複数の車輪／タイヤ１２１に結合され得る１つまたは複数の車軸を含むことができる。
【００２５】
［0035］  乗物１００の車輪／タイヤ１２１は、一輪車、二輪車／単車、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輪以上を含むジオメトリなど、他の車輪／タイヤ・ジオメトリが可能である。乗物１００の車輪／タイヤ１２１の任意の組合せは、他の車輪／タイヤ１２１に関して差動的に回転するように動作可能とすることができる。車輪／タイヤ１２１は、トランスミッション１２０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つのタイヤとを表すことができる。車輪／タイヤ１２１は、金属とゴムとの任意の組合せを含むことができる。他の材料が可能である。
【００２６】
［0036］  センサ・システム１０４は、全地球測位システム（ＧＰＳ）１２２、慣性計測装置（ＩＭＵ）１２４、レーダ１２６、レーザ距離計／ライダ１２８、カメラ１３０、ステアリング・センサ１２３、およびスロットル／ブレーキ・センサ１２５を含むことができる。センサ・システム１０４は、乗物１００の内部システムを監視できるセンサ（たとえば、Ｏ２モニタ、燃料計、エンジン・オイル温度、ブレーキ摩耗）など、他のセンサをも含むことができる。
【００２７】
［0037］  ＧＰＳ  １２２は、地球に関する乗物１００の位置に関する情報を提供するように動作可能なトランシーバを含むことができる。ＩＭＵ  １２４は、加速度計とジャイロスコープとの組合せを含むことができ、慣性加速度（ｉｎｅｒｔｉａｌ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ）に基づいて車体の位置変化および方位変化を感知する任意の個数のシステムを表すことができる。さらに、ＩＭＵ  １２４は、乗物１００のピッチおよびヨーを検出できる場合がある。ピッチおよびヨーは、乗物が静止している間または動いている間に検出され得る。
【００２８】
［0038］  レーダ１２６は、乗物１００のローカル環境内で、物体およびいくつかの場合にその速度および機首方向を感知するのに無線信号を利用するシステムを表すことができる。さらに、レーダは、無線信号を送信し、受信するように構成された複数のアンテナを有することができる。レーザ距離計／ライダ１２８は、いくつかあるシステム構成要素の中でも特に、１つまたは複数のレーザ源、レーザ・スキャナ、および１つまたは複数の検出器を含むことができる。レーザ距離計／ライダ１２８は、コヒーレント・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。カメラ１３０は、乗物１００の環境の複数の画像を取り込むように構成された１つまたは複数のデバイスを含むことができる。カメラ１３０は、スチール・カメラまたはビデオ・カメラとすることができる。
【００２９】
［0039］  ステアリング・センサ１２３は、乗物１００のステアリング角を感知するシステムを表すことができる。いくつかの実施形態では、ステアリング・センサ１２３は、ステアリング・ホイール自体の角度を測定することができる。他の実施形態では、ステアリング・センサ１２３は、ステアリング・ホイールの角度を表す電気信号を測定することができる。さらに、さらなる実施形態では、ステアリング・センサ１２３は、乗物１００の車輪の角度を測定することができる。たとえば、乗物１００の前方軸に関する車輪の角度を感知することができる。さらに、さらなる実施形態では、ステアリング・センサ１２３は、ステアリング・ホイールの角度、ステアリング・ホイールの角度を表す電気信号、および乗物１００の車輪の角度の組合せ（またはサブセット）を測定することができる。
【００３０】
［0040］  スロットル／ブレーキ・センサ１２５は、乗物１００のスロットル位置またはブレーキ位置のいずれかの位置を感知するシステムを表すことができる。いくつかの実施形態では、別々のセンサが、スロットル位置およびブレーキ位置を測定することができる。いくつかの実施形態では、スロットル／ブレーキ・センサ１２５は、ガス・ペダル（スロットル）とブレーキ・ペダルとの両方の角度を測定することができる。他の実施形態では、スロットル／ブレーキ・センサ１２５は、たとえばガス・ペダル（スロットル）の角度およびブレーキ・ペダルの角度を表すことのできる電気信号を測定することができる。さらに、さらなる実施形態では、スロットル／ブレーキ・センサ１２５は、乗物１００のスロットル・ボディの角度を測定することができる。スロットル・ボディは、エネルギ源１１９の変調をエンジン／原動機１１８に供給する物理的機構の一部（たとえば、バタフライ弁またはキャブレタ）を含むことができる。さらに、スロットル／ブレーキ・センサ１２５は、乗物１００ロータに対する１つまたは複数のブレーキ・パッドの圧力を測定することができる。さらなる実施形態では、スロットル／ブレーキ・センサ１２５は、ガス・ペダル（スロットル）およびブレーキ・ペダルの角度、ガス・ペダル（スロットル）の角度およびブレーキ・ペダルの角度を表す電気信号、スロットル・ボディの角度、ならびに少なくとも１つのブレーキ・パッドが乗物１００のロータに印加している圧力の組合せ（またはサブセット）を測定することができる。他の実施形態では、スロットル／ブレーキ・センサ１２５は、スロットルまたはブレーキ・ペダルなど、乗物のペダルに印加される圧力を測定するように構成され得る。
【００３１】
［0041］  制御システム１０６は、ステアリング・ユニット１３２、スロットル１３４、ブレーキ・ユニット１３６、センサ・フュージョン・アルゴリズム１３８、コンピュータ・ビジョン・システム１４０、ナビゲーション／パシング（ｐａｔｈｉｎｇ）システム１４２、および障害物回避システム１４４を含むことができる。ステアリング・ユニット１３２は、乗物１００の機首方向を調整するように動作可能とすることのできる機構の任意の組合せを表すことができる。スロットル１３４は、たとえば、エンジン／原動機１１８の動作速度を制御することができ、したがって、乗物１００の速度を制御することができる。ブレーキ・ユニット１３６は、乗物１００を減速するように動作可能とすることができる。ブレーキ・ユニット１３６は、車輪／タイヤ１２１を低速化するのに摩擦を使用することができる。他の実施形態では、ブレーキ・ユニット１３６は、車輪／タイヤ１２１の運動エネルギを電流に変換することができる。
【００３２】
［0042］  センサ・フュージョン・アルゴリズム１３８は、たとえば、カルマン・フィルタ、ベイジアン・ネットワーク、または入力としてセンサ・システム１０４からのデータを受け入れることのできる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１３８は、センサ・データに基づいて様々な査定を提供することができる。実施形態に依存して、査定は、個々の物体および／または特徴の評価、特定の状況の評価を含み、かつ／あるいは特定の状況に基づく可能な影響を評価することができる。他の査定が可能である。
【００３３】
［0043］  コンピュータ・ビジョン・システム１４０は、物体、重要な環境物体（たとえば、停止信号、車道境界など）、および障害物を判定しようとして画像を処理し、分析するように動作可能なハードウェアおよびソフトウェアを含むことができる。コンピュータ・ビジョン・システム１４０は、たとえば物体を認識し、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のために、物体認識、Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｆｒｏｍ  Ｍｏｔｉｏｎ（ＳＦＭ）、ビデオ・トラッキング、およびコンピュータ・ビジョンで使用される他のアルゴリズムを使用することができる。
【００３４】
［0044］  ナビゲーション／パシング・システム１４２は、乗物１００の運転経路を判定するように構成され得る。ナビゲーション／パシング・システム１４２は、さらに、乗物１００が動作中である間に運転経路を動的に更新することができる。いくつかの実施形態では、ナビゲーション／パシング・システム１４２は、乗物１００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１３８、ＧＰＳ１２２、および既知のマップからのデータを組み込むことができる。
【００３５】
［0045］  障害物回避システム１４４は、センサ・データに基づいて潜在的な障害物を評価し、潜在的な障害物を回避しまたは他の形で通り抜けるように乗物１００を制御するように構成された制御システムを表すことができる。
【００３６】
［0046］  様々な周辺機器１０８を、乗物１００に含めることができる。たとえば、周辺機器１０８は、無線通信システム１４６、タッチスクリーン１４８、マイクロホン１５０、および／またはスピーカ１５２を含むことができる。周辺機器１０８は、たとえば、乗物１００のユーザがユーザ・インターフェース１１６と対話する手段を提供することができる。たとえば、タッチスクリーン１４８は、乗物１００のユーザに情報を供給することができる。ユーザ・インターフェース１１６は、タッチスクリーン１４８を介してユーザから入力を受け入れるように動作可能とすることもできる。他の場合に、周辺機器１０８は、乗物１００がその環境内のデバイスと通信する手段を提供することができる。
【００３７】
［0047］  一例では、無線通信システム１４６は、直接にまたは通信ネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと無線で通信するように構成され得る。たとえば、無線通信システム１４６は、ＣＤＭＡ、ＥＶＤＯ、ＧＳＭ／ＧＰＲＳなどの３Ｇセルラ通信またはＷｉＭＡＸもしくはＬＴＥなどの４Ｇセルラ通信を使用することができる。代替案では、無線通信システム１４６は、たとえばＷｉＦｉを使用して、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）と通信することができる。いくつかの実施形態では、無線通信システム１４６は、たとえば赤外線リンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、またはＺｉｇＢｅｅを使用して、デバイスと直接に通信することができる。様々な車両通信システムなどの他の無線プロトコルが、本開示の文脈内で可能である。たとえば、無線通信システム１４６は、乗物および／または路側局の間の公衆データ通信および／または私有データ通信を含むことのできる１つまたは複数のｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｓｈｏｒｔ  ｒａｎｇｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＤＳＲＣ）デバイスを含むことができる。
【００３８】
［0048］  電源１１０は、乗物１００の様々な構成要素に電力を供給することができ、たとえば、再充電可能なリチウムイオン・バッテリまたは鉛酸バッテリを表すことができる。例の実施形態では、そのようなバッテリの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タイプも可能である。実施形態に応じて、電源１１０およびエネルギ源１１９は、一部の純電気自動車のように、単一のエネルギ源に一体化され得る。
【００３９】
［0049］  乗物１００の機能の多数またはすべてを、コンピュータ・システム１１２によって制御することができる。コンピュータ・システム１１２は、データ・ストレージ１１４などの非一時的コンピュータ可読媒体内に記憶された命令１１５を実行する少なくとも１つのプロセッサ１１３（少なくとも１つのマイクロプロセッサを含むことができる）を含むことができる。コンピュータ・システム１１２は、分散された形で乗物１００の個々の構成要素またはサブシステムを制御するように働くことのできる複数のコンピューティング・デバイスを表すこともできる。
【００４０】
［0050］  いくつかの実施形態では、データ・ストレージ１１４は、図１に関して上で説明したものを含む、乗物１００の様々な機能を実行するためにプロセッサ１１３によって実行可能な命令１１５（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１１４は、推進システム１０２、センサ・システム１０４、制御システム１０６、および周辺機器１０８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命令を含む、追加の命令をも含むことができる。
【００４１】
［0051］  命令１１５に加えて、データ・ストレージ１１４は、いくつかある情報の中でも特に、道路マップ、経路情報などのデータを記憶することができる。そのような情報は、自律モード、半自律モード、および／または手動モードでの乗物１００の動作中に乗物１００およびコンピュータ・システム１１２によって使用され得る。
【００４２】
［0052］  乗物１００は、乗物１００のユーザに情報を提供しまたはこれから入力を受け取るユーザ・インターフェース１１６を含むことができる。ユーザ・インターフェース１１６は、タッチスクリーン１４８に表示され得る対話画像の内容および／またはレイアウトを制御しまたはその制御を可能にすることができる。さらに、ユーザ・インターフェース１１６は、無線通信システム１４６、タッチスクリーン１４８、マイクロホン１５０、およびスピーカ１５２など、周辺機器１０８のセット内の１つまたは複数の入出力デバイスを含むことができる。
【００４３】
［0053］  コンピュータ・システム１１２は、様々なサブシステム（たとえば、推進システム１０２、センサ・システム１０４、および制御システム１０６）ならびにユーザ・インターフェース１１６から受信された入力に基づいて乗物１００の機能を制御することができる。たとえば、コンピュータ・システム１１２は、推進システム１０２および制御システム１０６によって作られる出力を評価するために、センサ・システム１０４からの入力を利用することができる。実施形態に依存して、コンピュータ・システム１１２は、乗物１００およびそのサブシステムの多数の態様を監視するように動作可能とすることができる。いくつかの実施形態では、コンピュータ・システム１１２は、センサ・システム１０４から受信された信号に基づいて、乗物１００のいくつかのまたはすべての機能を使用不能にすることができる。
【００４４】
［0054］  乗物１００の構成要素は、そのそれぞれのシステム内または外部の他の構成要素と相互接続された形で働くように構成され得る。たとえば、例の実施形態では、カメラ１３０は、自律モードで動作する乗物１００の環境の状態に関する情報を表すことのできる複数の画像を取り込むことができる。環境の状態は、乗物がその上で動作している道路のパラメータを含むことができる。たとえば、コンピュータ・ビジョン・システム１４０は、道路の複数の画像に基づいて傾き（勾配）または他の特徴を認識できる場合がある。さらに、全地球測位システム１２２とコンピュータ・ビジョン・システム１４０によって認識された特徴との組合せを、データ・ストレージ１１４内に記憶されたマップ・データと共に使用して、特定の道路パラメータを判定することができる。さらに、レーダ・ユニット１２６も、乗物の周囲に関する情報を提供することができる。
【００４５】
［0055］  言い換えると、様々なセンサ（入力指示センサおよび出力指示センサと呼ぶことができる）とコンピュータ・システム１１２との組合せは、乗物を制御するために供給される入力の指示または乗物の周囲の指示を提供するために相互作用することができる。
【００４６】
［0056］  いくつかの実施形態では、コンピュータ・システム１１２は、無線システム以外のシステムによって供給されるデータに基づいて、様々な物体に関する判定を行うことができる。たとえば、乗物は、乗物の視界内の物体を感知するように構成されたレーザまたは他の光学センサを有する場合がある。コンピュータ・システム１１２は、様々なセンサからの出力を使用して、乗物の視界内の物体に関する情報を判定することができる。コンピュータ・システム１１２は、様々な物体への距離および方向情報を判定することができる。コンピュータ・システム１１２は、様々なセンサからの出力に基づいて、物体が望ましいのか望ましくないのかを判定することもできる。
【００４７】
［0057］  図１は、乗物１００の様々な構成要素すなわち、無線通信システム１４６、コンピュータ・システム１１２、データ・ストレージ１１４、およびユーザ・インターフェース１１６を、乗物１００に一体化されるものとして示すが、これらの構成要素のうちの１つまたは複数を、乗物１００とは別々に取り付けまたは関連付けることができる。たとえば、データ・ストレージ１１４は、部分的にまたは完全に、乗物１００とは別々に存在することができる。したがって、乗物１００は、別々にまたは一緒に配置され得るデバイス要素の形で提供され得る。乗物１００を構成するデバイス要素は、有線または無線の形で通信可能に一緒に結合され得る。
【００４８】
［0058］  図２Ａは、例の実施形態による、レーザ発光シナリオ２００を示す。シナリオ２００では、レーザ光源２０２（たとえば、図１に関して図示され、説明されたレーザ・ユニット１２８からのレーザ光源）は、想像上の球２０６の原点に配置され得る。想像上の球２０６は、レーザ・スキャン体積（ｌａｓｅｒ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｖｏｌｕｍｅ）と呼ばれる場合がある。レーザ光源２０２は、所与の角度θおよび方位角αのレーザ・ビーム２０４の形でレーザ光を放つことができる。レーザ・ビーム２０４は、ビーム・スポット２０８で球２０６と交差することができる。ローカル・ビーム領域２１０は、大気条件、ビーム・コリメーション、回折などに起因するビームの広がりを考慮に入れることができる。角度θおよび方位角αは、部分、領域、またはスキャン体積全体にわたってレーザ・ビームをスキャンするために調整され得る。
【００４９】
［0059］  図２Ｂは、例の実施形態による、レーザ発光シナリオ２２０を示す。シナリオ２２０は、スキャン領域２２４内のスキャン経路２２２に沿ってレーザ・ビーム２０４および対応するビーム・スポット２０８をスキャンするためにレーザ光源２０２がスキャナ（図示せず）によって制御されることを含む。
【００５０】
［0060］  図２Ｂは、連続的であるものとしてスキャン経路２２２を示すが、スキャン経路２２２またはその部分が、レーザ光源２０２からの連続レーザ光またはパルス・レーザ光によって照明され得ることを理解されたい。さらに、レーザ光源２０２および／または対応するレーザ・スキャナは、スキャン経路に沿った固定されたおよび／または可変の移動速度でレーザ・ビーム２０４をスキャンすることができる。
【００５１】
［0061］  図２Ｃは、例の実施形態による、レーダ放射シナリオ２５０を示す。シナリオ２５０では、レーダ源２５２（たとえば、図１に関して図示し、説明したレーダ・ユニット１２６からのレーダ）は、想像上の球２５６の原点に配置され得る。レーダ源２５２は、所与の方位角αでレーダ・ビーム２５４の形のレーダ信号を放つことができる。レーダ・ビーム２５４は、２５６Ａおよび２５６Ｂによって境界を示されるビーム領域内で球２０６と交差することができる。さらに、レーダ・ビーム２５４は、２５６Ａおよび２５６Ｂによって境界を示されるビーム領域内で、３６０°方位角平面全体を横切って方位角αでスキャンされ得る。いくつかの例では、レーダは、２５６Ａおよび２５６Ｂによって境界を示される領域にわたる方位角平面の周囲でスキャンされ得る。他の例では、レーダは、図２Ａに関して議論したものに似て、高度においてもスキャンされ得る。
【００５２】
［0062］  いくつかの実施形態では、本明細書で説明されるシステムおよび方法は、自律自動車などの乗物に組み込まれるレーザおよびレーダ・スキャニング・システムに適用され得る。したがって、図１、図２Ａ、図２Ｂ、および図２Ｃに関して図示し、説明したシステム１００のいくつかのまたはすべての態様は、自律乗物（たとえば、自動運転車）の文脈で適用され得る。
【００５３】
［0063］  図３は、例の実施形態による、乗物３００の概略ブロック図を示す。乗物３００は、乗物の周囲の環境の様々な態様を感知するように構成された複数のセンサを含むことができる。具体的には、乗物３００は、それぞれが異なる視界、範囲、および／または目的を有する１つまたは複数のライダ・ユニット１２８を有するライダ・システム３１０を含むことができる。さらに、乗物３００は、それぞれが異なる視界、範囲、および／または目的を有する１つまたは複数のレーダ・ユニット１２６を有するレーダ・システム３８０を含むことができる。
【００５４】
［0064］  一例では、ライダ・システム３１０は、相対的に狭いレーザ・ビーム広がりを有する単一のレーザ・ビームを含むことができる。レーザ・ビーム広がりは、約０．１°×０．０３°分解能とすることができるが、他のビーム分解能が可能である。ライダ・システム３１０は、乗物の屋根に取り付けられ得るが、他の取付け位置が可能である。
【００５５】
［0065］  そのようなシナリオでは、レーザ・ビームは、乗物を通って延びる垂直軸の回りで３６０°にわたってステアリング可能とすることができる。たとえば、ライダ・システム３１０は、垂直軸の回りで回転することを可能にするように構成された回転ベアリングを用いて取り付けられ得る。ステッパ・モータが、ライダ・システム３１０の回転を制御するように構成され得る。さらに、レーザ・ビームは、ビームが上下に移動され得るように、水平軸の回りでステアリングされ得る。たとえば、ライダ・システム３１０の一部、たとえば様々な光学系を、スプリングを介してライダ・システム・マウントに結合することができる。様々な光学系は、レーザ・ビームが上下にステアリングされるように、水平軸の回りで移動され得る。スプリングは、共振周波数を含む可能性がある。共振周波数は、約１４０Ｈｚとすることができる。代替案では、共振周波数を別の周波数とすることができる。レーザ・ビームは、鏡、原動機、スプリング、磁石、レンズ、および／または光ビームをステアリングする他の既知の手段の組合せを使用してステアリングされ得る。
【００５６】
［0066］  例の実施形態では、図３のスキャンするレーザ・システム１１０は、１５５０ｎｍレーザ光を放つファイバ・レーザ光源を含むことができるが、他の波長および他のタイプのレーザ源が可能である。さらに、ライダ光源のパルス繰返し率は、２００ｋＨｚとすることができる。ライダ・システム３１０の有効距離は、３００メートル以上とすることができる。
【００５７】
［0067］  レーザ・ビームは、乗物の制御システムまたはライダ・システム３１０に関連する制御システムによってステアリングされ得る。たとえば、乗物が交差点に接近することに応答して、ライダ・システムは、左側の接近する交通および右側の接近する交通に関してスキャンすることができる。他の感知シナリオが可能である。
【００５８】
［0068］  例の実施形態では、ライダ・システム３１０は、特定の物体を識別するためにステアリングされ得る。たとえば、ライダ・システム３１０は、歩行者の肩または別の部分を識別するように動作可能とすることができる。別の例では、ライダ・システム３１０は、自転車の車輪を識別するように動作可能とすることができる。
【００５９】
［0069］  特定の例として、汎用ライダ・システムは、たとえば乗物の右側を通過する自動車に関するデータを供給することができる。コントローラは、汎用ライダ・システムからのデータに基づいて、目標情報を判定することができる。目標情報に基づいて、コントローラは、本明細書で開示されるライダ・システムに、特定の通過する自動車に関してスキャンさせ、より高い分解能および／またはより高いパルス繰返し率で目標物体を評価させることができる。
【００６０】
［0070］  別の例では、レーダ・システム３８０は、１°以下（方位角平面の度単位で測定される）のレーダ・ビーム幅を有する単一のレーダ・ビームを含むことができる。一例では、レーダ・システム３８０は、幅広のベースラインを有するｕｎｉｆｏｒｍ  ｌｉｎｅａｒ  ａｒｒａｙ（ＵＬＡ）を合成するように設計された、高密度ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ（ＭＩＭＯ）アレイを含むことができる。たとえば、レーダ・システム３８０は、Ｗ帯域（約７７ギガヘルツ）で約１°以下の方向角分解能を有する仮想的な６０要素アレイを含むことができる。レーダ・システム３８０は、距離およびドップラではなく距離および方位角において整合フィルタリングを実行することもできる。レーダ・システム３８０は、自動車の周囲の３６０°方位角平面度のレーダ反射率マップを合成するためにレーダ・ユニット１２６からのデータを使用することができる。レーダ・システム３８０は、乗物の屋根に取り付けられ得るが、他の取付け位置が可能である。
【００６１】
［0071］  そのようなシナリオでは、レーダ・ビームは、乗物を通って延びる垂直軸の回りで３６０°方位角平面にわたってステアリング可能とすることができる。たとえば、レーダ・システム３８０は、方位角平面の回りでビームをスキャンするためにデジタル・ビームフォーミングを実行するように構成され得る。例の実施形態では、図３のレーダ・ユニット１２６は、約７７ＧＨｚのレーダ信号を放つレーダ信号源を含むことができるが、他の波長および他のタイプのレーダ信号源が可能である。
【００６２】
［0072］  レーダ・ビームは、乗物の制御システムまたはレーダ・システム３８０に関連する制御システムによってステアリングされ得る。いくつかの例では、レーダ・システム３８０は、方位角平面の回りでレーダ・ユニット１２８のレーダ・ビームを継続的にスキャンすることができる。他の例では、レーダ・システム３８０は、方位角平面の関心領域にわたってレーダ・ユニット１２８のレーダ・ビームをスキャンすることができる。たとえば、乗物が交差点に接近することに応答して、レーダ・システム３８０は、左側の接近する交通および右側の接近する交通に関してスキャンすることができる。他の感知シナリオが可能である。
【００６３】
［0073］  例のシナリオでは、ライダ・システム３１０に似て、レーダ・システム３８０は、特定の物体を識別するためにステアリングされ得る。たとえば、レーダ・システム３８０は、レーダの視界内の物体の速度を識別するように動作可能とすることができる。
【００６４】
［0074］  本明細書で説明するライダ・システム３１０およびレーダ・システム３８０は、乗物上の他のセンサと協力して動作することができる。たとえば、ライダ・システム３１０を使用して、特定の状況で特定の物体を識別することができる。レーダ・システム３８０も、物体を識別し、ライダ・システム３１０によって簡単には入手されない情報（物体の速度など）を供給することができる。目標情報は、それに加えてまたはその代わりに、乗物に関連する他のセンサのうちの任意の１つまたはその組合せからのデータに基づいて判定され得る。
【００６５】
［0075］  乗物３００は、推進システム３２０および他のセンサ３３０をさらに含むことができる。乗物３００は、制御システム３４０、ユーザ・インターフェース３５０、および通信インターフェース３６０をも含むことができる。他の実施形態では、乗物３００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、任意の個数の形で組み合わせるか分割することができる。
【００６６】
［0076］  推進システム３２０は、乗物３００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。たとえば、推進システム３２０は、エンジン／原動機、エネルギ源、トランスミッション、および車輪／タイヤを含むことができる。エンジン／原動機は、内燃機関、電動機、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。他の原動機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３２０は、複数のタイプのエンジンおよび／または原動機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・エンジンおよび電動機を含むことができる。他の例が可能である。
【００６７】
［0077］  エネルギ源は、エンジン／原動機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／原動機は、エネルギ源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）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。エネルギ源は、たとえば、１つまたは複数の再充電可能なリチウムイオン・バッテリまたは鉛酸バッテリを含むことができる。いくつかの実施形態では、そのようなバッテリの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。
【００６８】
［0078］  いくつかの実施形態では、エネルギ源は、乗物３００の他のシステムにもエネルギを供給することができる。
【００６９】
［0079］  トランスミッションは、エンジン／原動機から車輪／タイヤ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。
【００７０】
［0080］  乗物３００の車輪／タイヤは、一輪車、二輪車／単車、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／タイヤは、他の車輪／タイヤ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／タイヤは、トランスミッション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３２０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。
【００７１】
［0081］  他のセンサ３３０は、乗物３００が配置される環境に関する情報を関知するように構成された複数のセンサ（ライダ・システム３１０を除く）ならびにオプションで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を含むことができる。非限定的な例のリストとして、他のセンサ３３０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、慣性計測装置（ＩＭＵ）、レーダ・ユニット、距離計、および／またはカメラを含むことができる。さらなるセンサは、乗物３００の内部システムを監視するように構成されたセンサ（たとえば、Ｏ２モニタ、燃料計、エンジン・オイル温度など）を含むことができる。他のセンサも可能である。
【００７２】
［0082］  ＧＰＳは、乗物３００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）とすることができる。このために、ＧＰＳは、地球に関する乗物３００の位置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。ＧＰＳは、他の形をとることもできる。
【００７３】
［0083］  ＩＭＵは、慣性加速度に基づいて乗物３００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。いくつかの実施形態で、センサの組合せは、たとえば加速度計およびジャイロスコープを含むことができる。センサの他の組合せも可能である。
【００７４】
［0084］  同様に、距離計は、乗物３００が配置された環境内の物体への距離を感知するように構成された任意のセンサとすることができる。カメラは、乗物３００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）とすることができる。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。他のセンサ３３０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。
【００７５】
［0085］  制御システム３４０は、乗物３００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３４０は、ステアリング・ユニット、スロットル、ブレーキ・ユニット、センサ・フュージョン・アルゴリズム、コンピュータ・ビジョン・システム、ナビゲーションまたはパシング・システム、および障害物回避システムを含むことができる。
【００７６】
［0086］  ステアリング・ユニットは、乗物３００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。スロットルは、エンジン／原動機の動作速度を、次に乗物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・ユニットは、乗物３００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・ユニットは、車輪／タイヤ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・ユニットは、車輪／タイヤ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・ユニットは、他の形をとることもできる。
【００７７】
［0087］  センサ・フュージョン・アルゴリズムは、入力として様々なセンサ（たとえば、ライダ・システム３１０、レーダ・システム３８０、および／または他のセンサ３３０）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、乗物のセンサ・システムの様々な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を実行するように構成されたアルゴリズム、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・アルゴリズムは、たとえば乗物３００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。
【００７８】
［0088］  コンピュータ・ビジョン・システムは、たとえば交通信号および障害物を含む、乗物３００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。
【００７９】
［0089］  ナビゲーションおよびパシング・システムは、乗物３００の運転経路を判定するように構成され得る。ナビゲーションおよびパシング・システムは、乗物３００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・システムは、乗物３００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、ＧＰＳ、ライダ・システム３１０、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。
【００８０】
［0090］  障害物回避システムは、乗物３００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得る。制御システム３４０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。
【００８１】
［0091］  ユーザ・インターフェース３５０は、乗物３００とユーザとの間の対話を提供するように構成され得る。このために、ユーザ・インターフェース３５０は、たとえば、タッチスクリーン、キーボード、マイクロホン、および／またはスピーカを含むことができる。
【００８２】
［0092］  タッチスクリーンは、乗物３００へのコマンドを入力するためにユーザによって使用され得る。このために、タッチスクリーンは、いくつかある中でも特に容量性感知、抵抗性感知、または表面音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。タッチスクリーンは、他の形をとることもできる。
【００８３】
［0093］  マイクロホンは、乗物３００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、スピーカは、乗物３００のユーザにオーディオを出力するように構成され得る。ユーザ・インターフェース３５０は、それに加えてまたはその代わりに、他の構成要素を含むことができる。
【００８４】
［0094］  通信インターフェース３６０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の間の有線通信または無線通信を提供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、通信インターフェース３６０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通信インターフェース３６０は、一般に、いくつかある可能性の中でも特にＢＬＵＥＴＯＯＴＨ、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ  ＬＯＷ  ＥＮＥＲＧＹ（ＢＬＥ）、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。通信インターフェース３６０は、他の形をとることもできる。
【００８５】
［0095］  コンピューティング・システム３７０は、ライダ・システム３１０、推進システム３２０、他のセンサ３３０、制御システム３４０、ユーザ・インターフェース３５０、および通信インターフェース３６０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、コンピューティング・システム３７０は、通信インターフェース３６０、システム・バス、ネットワーク、および／または他の接続機構を介してライダ・システム３１０、推進システム３２０、他のセンサ３３０、制御システム３４０、およびユーザ・インターフェース３５０のうちの１つまたは複数に通信可能にリンクされ得る。
【００８６】
［0096］  一例では、コンピュータ・システム３７０は、ライダ・システム３１０とレーダ・システム３８０との組合せを使用して乗物３００の周囲の環境の３Ｄ表現を判定する命令を記憶し、実行するように構成され得る。それに加えてまたはその代わりに、コンピューティング・システム３７０は、燃料効率を改善するためにトランスミッションの動作を制御するように構成され得る。別の例として、コンピューティング・システム３７０は、カメラ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、コンピューティング・システム３７０は、センサ・フュージョン・アルゴリズム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。
【００８７】
［0097］  コンピューティング・システム３７０は、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含むことができる。プロセッサは、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。コンピューティング・システム３７０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。メモリは、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のストレージ構成要素および／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る。メモリは、全体的にまたは部分的にプロセッサ（１つまたは複数）に統合され得る。
【００８８】
［0098］  いくつかの実施形態では、メモリは、方法６００に関して説明され、図７に示されるブロックなど、様々な機能を実行するためにプロセッサ（１つまたは複数）によって実行可能な命令（たとえば、プログラム論理）を含むことができる。メモリは、ライダ・システム３１０、推進システム３２０、他のセンサ３３０、制御システム３４０、およびユーザ・インターフェース３５０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。コンピューティング・システム３７０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。
【００８９】
［0099］  本明細書で開示される実施形態は、従来の自動車および動作の自律モードを有する自動車を含むすべてのタイプの乗物上で使用され得る。しかし、用語「乗物」は、たとえば、いくつかある例の中でも特に、トラック、バン、セミトレーラ・トラック、単車、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なければならない。
【００９０】
［0100］  図４Ａは、例の実施形態による乗物４００を示す。具体的には、図４Ａは、乗物４００の右側面図、正面図、背面図、および上面図を示す。乗物４００は、図４Ａ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４００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、自律的にまたは自律モードと非自律モードとの両方で動作するようには構成されない乗物にも適用可能である。したがって、例の乗物４００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４００は、５つのセンサ・ユニット４０２、４０４、４０６、４０８、および４１０と、車輪４１２によって例示される４つの車輪とを含む。
【００９１】
［0101］  上の議論に従って、センサ・ユニット４０２、４０４、４０６、４０８、および４１０のそれぞれは、様々な道路条件またはシナリオに従って乗物４００の周囲の環境をスキャンするように構成され得る１つまたは複数のｌｉｇｈｔ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｒａｎｇｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ（ライダ）を含むことができる。それに加えてまたはその代わりに、いくつかの実施形態では、センサ・ユニット４０２、４０４、４０６、４０８、および４１０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／または音響センサの任意の組合せを含むことができる。
【００９２】
［0102］  図示されているように、センサ・ユニット４０２は、車輪４１２が取り付けられる乗物４００の底側とは反対の乗物４００の上側に取り付けられる。さらに、センサ・ユニット４０４、４０６、４０８、および４１０は、それぞれ、上側以外の乗物４００の所与の側面に取り付けられる。たとえば、センサ・ユニット４０４は、乗物４００の前側に位置決めされ、センサ・ユニット４０６は、乗物４００の後側に位置決めされ、センサ・ユニット４０８は、乗物４００の右側に位置決めされ、センサ・ユニット４１０は、乗物４００の左側に位置決めされる。
【００９３】
［0103］  センサ・ユニット４０２、４０４、４０６、４０８、および４１０は、乗物４００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４０２、４０４、４０６、４０８、および４１０を、乗物４００の内部または外部のいずれかの、乗物４００上の他所に取り付けることができる。たとえば、図４Ａは、乗物４００の右側バック・ミラーに取り付けられたセンサ・ユニット４０８を示すが、その代わりに、センサ・ユニット４０８を、乗物４００の右側に沿った別の位置に位置決めすることができる。さらに、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４００に含めることができる。
【００９４】
［0104］  いくつかの実施形態では、センサ・ユニット４０２、４０４、４０６、４０８、および４１０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。回転するプラットフォームに取り付けられたセンサは、センサが乗物４００の周囲の様々な方向から情報を入手できるようにするために回転され得る。たとえば、センサ・ユニット４０２のライダは、回転するプラットフォームを異なる方向に作動させることなどによって調整され得る視野方向を有することができる。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、センサが様々な角度から情報を入手できるようにするために、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。
【００９５】
［0105］  さらに、いくつかの実施形態では、センサ・ユニット４０２、４０４、４０６、４０８、および４１０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、原動機、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。
【００９６】
［0106］  図示されているように、乗物４００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４１２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４１２は、車輪４１２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４１２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４００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。
【００９７】
［0107］  図４Ｂに示されているように、センサ・ユニット４０２（ライダ・ユニットおよび／またはレーダ・ユニットを含む）は、乗物４００の周囲の任意の方向で乗物４００の環境内の物体をスキャンする（たとえば、回転することなどによって）ことができるが、乗物４００の非常に近くの物体に関して環境をスキャンするのには、より不適切である可能性がある。たとえば、図示されているように、乗物４００から距離４５４以内の物体は、そのような物体の位置が矢印４４２および４４４によって示される光パルスまたはレーダ信号の間の領域の外部にあることに起因して、検出されない可能性があり、あるいは、センサ・ユニット４０２によって部分的に検出されるのみである可能性がある。
【００９８】
［0108］  図４Ｂに示された様々な矢印４４２〜４４０の間の角度が、原寸通りではなく、説明のみのためのものであることに留意されたい。したがって、いくつかの例では、様々なライダの垂直ＦＯＶも変化する可能性がある。
【００９９】
［0109］  図４Ｃは、乗物４００がライダおよび／またはレーダ・ユニットを用いて周囲の環境をスキャンしているシナリオでの乗物４００の上面図を示す。上の議論に従って、乗物４００の様々なライダのそれぞれは、それぞれのリフレッシュ・レート、ＦＯＶ、または任意の他の要因に従って特定の分解能を有することができる。様々なライダは、乗物４００からの距離のそれぞれの範囲内の物体の検出および／または識別に適切である可能性がある。さらに、乗物４００のレーダは、物体およびその速度を検出するために乗物の周囲にレーダ・ビームをスキャンできるものとすることができる。
【０１００】
［0110］  図４Ｃに示されているように、輪郭線４６２は、乗物４００の周囲の方位角平面を示す。ライダ・ユニットとレーダ・ユニットとの両方が、方位角平面４６２の周囲で検出し、かつ／または識別するように構成され得る。レーダおよびライダは、図２Ａ〜図２Ｃに関して説明したように、方位角平面を横切ってビーム４６４をスキャンできるものとすることができる。乗物は、ライダ・スキャンおよびレーダ・スキャンのそれぞれに関して物体グリッドを作成できる場合がある。各物体グリッドは、ライダおよびレーダによって検出された様々な物体の角度、距離、および／または速度を指定することができる。
【０１０１】
［0111］  いくつかの例では、乗物は、反射を引き起こした物体の追加パラメータを判定し、物体グリッドから誤りを除去するために、２つの物体グリッドからのデータを比較することができる。たとえば、ライダ・センサは、霧またはしぶきの雲を固体の物体と見なす場合がある。しかし、レーダ・センサは、霧またはしぶきを見通して、霧またはしぶきの反対側の物体を識別することができる。したがって、乗物制御システムは、ライダ・センサによって不正に検出された物体ではなく、レーダ・センサによって検出された物体に基づいて乗物を操作することができる。
【０１０２】
［0112］  別の例では、レーダ物体グリッドからの情報が、ライダ・センサからの物体グリッドに対する補足情報を提供することができる。たとえば、ライダ・センサは、物体の速度に関する情報を正確に提供することはできないが、レーダ・センサは、ライダほど良好に２つの異なる金属物体の間で区別できない可能性がある。したがって、ある状況では、乗物が、乗物の前の２車線を占有する、セミトラックなどの２つの他の乗物の背後で運転している場合がある。レーダ・センサは、トラックのそれぞれに関する正確な速度情報を提供できる可能性があるが、２つのトラックの間の分離を簡単には解決できない可能性がある。逆にライダ・センサは、それぞれに関する正確な速度情報を提供できる可能性がある。
【０１０３】
［0113］  図５Ａは、例の実施形態による、シーン５００の表現を示す。具体的には、図５Ａは、図３Ａのライダ・システム３１０からのデータに基づく環境の空間点クラウド（ｓｐａｔｉａｌ  ｐｏｉｎｔ  ｃｌｏｕｄ）の一部を示すことができる。空間点クラウドは、乗物の周囲の環境の３次元（３Ｄ）表現を表すことができる。３Ｄ表現は、図示され、図３を参照して説明されたライダ・システム３１０からのデータに基づいて、コンピューティング・デバイスによって３Ｄ点クラウドとして生成され得る。３Ｄクラウドの各点は、たとえば、１つまたは複数のライダ・デバイスから以前に放たれた光パルスに関連する反射された光パルスを含む可能性がある。点クラウドの様々な点は、ライダ・システムの物体グリッドとして記憶され、またはこれに変換され得る。物体グリッドは、点クラウドの様々な点への距離および角度に関する情報をさらに含むことができる。
【０１０４】
［0114］  スキャンするレーザ・システム１１０の回転に基づいて、シーン５００は、図５Ａに示されているように、すべての方向（水平に３６０°）の環境のスキャンを含む。さらに、図示されているように、領域５０４Ａは、ライダ・デバイスの環境内の物体を示す。たとえば、領域５０４Ａ内の物体は、歩行者、乗物、またはライダ・デバイス３００の環境内の他の障害物に対応することができる。いくつかの追加の例では、領域５０４Ａは、霧、雨、または他の障害物を含む場合がある。具体的には、領域５０４Ａは、濡れた道路で運転している乗物を含む場合がある。乗物は、乗物の背後で道路からの水をしぶきにして飛ばす可能性がある。乗物のタイヤによってしぶきとして飛ばされる水など、これらの障害物は、ライダ・システムには固体の物体に見える場合がある。したがって、ライダ・システムは、物体を不正に解釈する可能性がある。
【０１０５】
［0115］  ライダ・システム３１０が乗物３００などの乗物に取り付けられる例のシナリオでは、乗物３００は、領域５０４Ａから領域５０４Ａの障害物を含まない領域５０６Ａに向かって乗物をナビゲートするために、シーン５００からの空間点クラウド情報を利用することができる。
【０１０６】
［0116］  図５Ｂは、例の実施形態による、シーン５５０の表現を示す。具体的には、図５Ｂは、図３Ａのレーダ・システム３８０からのデータに基づく環境の方位角平面物体グリッドを示すものとすることができる。物体グリッドは、乗物の周囲の環境の物体を表すことができる。たとえば、図５Ｂの領域５０４Ｂは、図５Ａの同一の領域５０４Ａとすることができる。同様に、図５Ｂの領域５０６Ｂは、図５Ａの同一の領域５０６Ａとすることができる。乗物は、レーダ・システム３８０からのレーダ信号を反射する物体の反射に基づいて方位角平面の物体グリッドを生成することができる。物体グリッドは、レーダ信号を反射する物体ごとの距離、角度（〈）、および速度を含むことができる。霧、雨、排気凝縮（ｅｘｈａｕｓｔ  ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ）などを扱う例など、いくつかの例では、レーダ・システムは、ライダ・システムが検出できない物体から反射を受信できる場合がある。たとえば、自動車が、濡れた道路から水をしぶきにして飛ばす時に、ライダ・システムは、水を見、これを静止した固体の物体と考えるのみである可能性がある。レーダ・システムは、この水しぶきを見通し、しぶきを引き起こす乗物からのレーダ反射を見ることができる可能性がある。したがって、レーダ・システムによって作成される物体グリッドは、乗物を正しく結像することができる。
【０１０７】
方法の例
［0117］  図６は、例の実施形態による、方法６００を示す。方法６００は、任意の順序で実行され得るブロックを含む。さらに、様々なブロックを、本開示の所期の範囲内で方法６００に追加し、またはこれから取り去ることができる。方法６００は、図示され、図１、図２Ａ〜図２Ｃ、図３、図４Ａ〜図４Ｃ、および図５Ａ〜図５Ｂを参照して説明されたシステムのいずれかまたはすべてを使用して実行され得るステップに対応することができる。すなわち、本明細書で説明するように、方法６００は、自律乗物のライダ、レーダ、および関連する処理システムによって実行され得る。
【０１０８】
［0118］  ブロック６０２は、乗物のレーダ・ユニットによって、３６０°方位角にわたってレーダ信号を送信することを含む。様々な例では、レーダ・ユニットによって送信されるレーダ信号は、様々な形で送信され得る。たとえば、レーダ信号は、方位角平面を横切ってスキャンされ、または方位角平面および高度平面を横切ってスキャンされ得る。他の例では、レーダ信号は、全方向に送信され、１回で方位角平面全体をカバーすることができる。いつかの例では、ブロック６０２は、乗物のライダ・ユニットからレーザ信号を送信することをも含むことができる。同様に、レーザを、方位角平面および高度平面を横切ってスキャンすることができる。
【０１０９】
［0119］  ブロック６０４は、送信されたレーダ信号の１つまたは複数の物体による反射にそれぞれ関連する１つまたは複数の反射信号を受信することを含む。受信するレーダ・ユニットは、様々な異なる形で構成され得る。いくつかの例では、レーダ・ユニットは、全方向の形で信号を受信し、受信されたレーダ信号に対してデジタル・ビームフォーミングを実行するように構成され得る。いくつかの例では、ブロック６０４は、送信されたライダ信号に関連する少なくとも１つのそれぞれのレーザ反射信号を受信することをも含むことができる。ライダ信号は、全方向の形で受信され得る。ライダ・システムは、様々なレーザ反射波が受信される方向を判定できるものとすることができる。
【０１１０】
［0120］  ブロック６０６は、１つまたは複数の物体の物体ごとに、それぞれの測定された角度、それぞれの測定された距離、およびそれぞれの測定された速度をプロセッサによって判定することを含む。判定される角度は、方位角平面に関する角度とすることができる。いくつかの追加の例では、角度は、方位角平面に関する角度ならびに高度角の両方とすることができる。ブロック６０６は、レーダ信号もしくはレーザ信号のいずれかまたはレーザ信号とレーダ信号との両方に関して実行され得る。
【０１１１】
［0121］  ブロック６０８は、１つまたは複数の物体に基づいて第１の物体グリッドを判定することであって、第１の物体グリッドは、３６０°方位角を一緒にカバーする複数の角度を含み、１つまたは複数の物体内の所与の物体の測定された角度に対応する複数の角度内の角度ごとに、第１のグリッドは、角度を所与の物体の測定された距離および測定された速度に関連付ける、判定することを含む。第１の物体グリッドは、レーダ信号を反射して乗物に戻した様々な物体に関する情報を含む。第１の物体グリッドを、レーダ・システムの分解能に基づいて様々なセグメントに分割することができる。いくつかの例では、物体グリッドの分解能は、方位角平面の１°以下とすることができる。第１の物体グリッドは、レーダ・ユニットによって受信された反射の角度、距離、および速度を含むことができる。いくつかの例では、物体グリッドは、３次元であり、様々な反射に対する方位角と高度角との両方を含むことができる。
【０１１２】
［0122］  いくつかの場合に、ブロック６０８は、レーザ反射を引き起こした少なくとも１つの物体に基づいて第２の物体グリッドを判定することをさらに含む。第２の物体グリッドは、第１の物体グリッドに類似するが、レーザ反射からのデータに基づくものとすることができる。第２の物体グリッドは、ライダ・ユニットによって受信された反射の角度および距離を含むことができる。いくつかの例では、第２の物体グリッドは、ライダ・ユニットによって受信された反射の速度情報をも含むことができる。しかし、ライダは、様々な物体の正確な速度情報を提供しない可能性があるので、第２の物体グリッドの速度情報は、第１の物体グリッドを形成する速度情報に由来するものとすることができる。処理ユニットは、第２の物体グリッドの様々な物体を調整し、かつ／またはこれを第１の物体グリッドの一部として判定された速度に関連づけられる場合がある。いくつかのさらなる例では、第２の物体グリッドの誤りを、第１の物体グリッドからの情報に基づいて除去することができる。たとえば、処理ユニットは、凝結雲などの第２の物体グリッド内の物体が、固体の物体ではなく、物体クラウドから除去され得ると判定できる場合がある。データが物体グリッドから除去される時に、第１の物体グリッドからのデータが、第２の物体グリッドを補足するのに使用され得る。
【０１１３】
［0123］  ブロック６１０は、第１の物体グリッドに基づいて自律乗物を制御することを含む。物体グリッドからのデータは、乗物が、乗物の付近の物体の位置パラメータおよび速度パラメータを知ることを可能にすることができる。したがって、乗物の運動を、この情報に基づいて制御することができる。たとえば、乗物は、第１の物体グリッドを介して、乗物の前のゲートが閉じようとしていると判定することができる。したがって、乗物の前向きの運動を、ゲートのこの運動に応答して停止することができる。別の例では、乗物は、別の乗物からの凝縮体を固体の物体として検出する場合がある。しかし、第１の物体グリッドからの情報は、凝縮体が固体の物体ではないと乗物が判定することを可能にすることができる。この判定は、乗物が、凝縮体を通って前方向に安全に進行することを可能にすることができる。
【０１１４】
［0124］  いくつかの例では、ブロック６１０は、第１の物体グリッドと第２の物体グリッドとの両方に基づいて自律乗物を制御することを含む。前に論じたように、乗物は、第１の物体グリッドを使用して第２の物体グリッドの誤りを判定することができる。自律乗物の制御は、第２の物体グリッドからの誤りの除去に基づいて実行され得る。さらに、第２の物体グリッド内の物体の運動を、第１の物体グリッドからのデータに基づいて判定することができる。
【０１１５】
［0125］  本明細書で説明されるいくつかの例の実施形態は、自律乗物内で利用されるライダ・システムおよびレーダ・システムに関するが、同様のシステムおよび方法を、多数の他のスキャン応用例に適用できることを理解されたい。たとえば、企図されるシステムおよび方法は、音響感知、他の光学感知などを用いるシナリオを含む。
【０１１６】
［0126］  例の実施形態では、例のシステムは、１つまたは複数のプロセッサ、１つまたは複数の形のメモリ、１つまたは複数の入力デバイス／インターフェース、１つまたは複数の出力デバイス／インターフェース、および、１つまたは複数のプロセッサによって実行された時に、このシステムに上で説明した方法の様々な機能タスク、能力などを実行させる機械可読命令を含むことができる。
【０１１７】
［0127］  いくつかの実施形態では、開示される技法（たとえば、方法６００）は、機械可読フォーマットでコンピュータ可読記憶媒体上または他の媒体もしくは製造品上で符号化されたコンピュータ・プログラム命令によって実施され得る。一実施形態では、例のコンピュータ・プロラム製品は、信号担持媒体を使用して供給される。信号担持媒体は、１つまたは複数のプロセッサによって実行された時に図１〜図６に関して上で説明した機能性または機能性の一部を提供することのできる１つまたは複数のプログラミング命令を含むことができる。いくつかの例で、信号担持媒体は、ハード・ディスク・ドライブ、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）、デジタル・テープ、メモリ、その他などであるがこれに限定されない非一時的コンピュータ可読媒体とすることができる。いくつかの実施態様で、信号担持媒体は、メモリ、読取／書込（Ｒ／Ｗ）ＣＤ、Ｒ／Ｗ  ＤＶＤ、その他などであるがこれに限定されないコンピュータ記録可能媒体とすることができる。いくつかの実施態様で、信号担持媒体は、通信媒体（たとえば、光ファイバ・ケーブル、導波管、有線通信リンクなど）とすることができる。したがって、たとえば、信号担持媒体は、無線の形の通信媒体によって伝えられ得る。
【０１１８】
［0128］  １つまたは複数のプログラミング命令は、たとえば、コンピュータ実行可能命令および／または論理実施された命令とすることができる。いくつかの例で、コンピューティング・デバイスは、コンピュータ可読媒体、コンピュータ記録可能媒体、および／または通信媒体のうちの１つまたは複数によってコンピューティング・デバイスに伝えられるプログラミング命令に応答して、様々な動作、機能、またはアクションを提供するように構成され得る。
【０１１９】
［0129］  図面に示された特定の配置を、限定的とみなしてはならない。他の実施形態が、所与の図面に示された各要素のより多数またはより少数を含むことができることを理解されたい。さらに、図示の要素の一部を、組み合わせるか省略することができる。さらに、例示的な実施形態は、図面に示されていない要素を含むことができる。
【０１２０】
［0130］  様々な例および実施形態を開示したが、他の例および実施形態は、当業者に明白になる。様々な開示された例および実施形態は、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によって示される。
【図１】
2019535013.tif 000003
【図２Ａ】
2019535013.tif 000004
【図２Ｂ】
2019535013.tif 000005
【図２Ｃ】
2019535013.tif 000006
【図３】
2019535013.tif 000007
【図４Ａ】
2019535013.tif 000008
【図４Ｂ】
2019535013.tif 000009
【図４Ｃ】
2019535013.tif 000010
【図５Ａ】
2019535013.tif 000011
【図５Ｂ】
2019535013.tif 000012
【図６】
2019535013.tif 000013
【国際調査報告】
2019535013.tif 000014
2019535013.tif 000015
2019535013.tif 000016