(57)【要約】  ここで説明するのは、光測距及び検出システム（ＬｉＤＡＲ）において戻り信号の検出を改善するためのシステム及び方法である。このシステムは、ＬｉＤＡＲシステムにて、以下のステップを含む。すなわち、ＬｉＤＡＲシステムで、ユーザ署名に基づきパルスのシーケンスの符号化及び送信をおこなう。次いで、前記パルスのシーケンスのオブジェクトからの反射に基づく複数の戻り信号を受信する。複数の戻り信号は、ユーザ署名に基づきデコードすることができ、相関計算を介して認証される。ユーザ署名は、パルスのシーケンスにおける第１のパルスの振幅、パルスのシーケンスにおける第２のパルスの振幅、及び第１のパルスと第２のパルスとの間の間隔を決定する。ユーザ署名のビット表現は、他のＬｉＤＡＲシステムの他のユーザ署名のビット表現とは直交している。ユーザ署名は、ＬｉＤＡＲシステムにより動的に変更することができる。【選択図】図３Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬｉＤＡＲシステムで、ユーザ署名に基づきパルスのシーケンス符号化するステップと、
前記ＬｉＤＡＲシステムで、前記パルスのシーケンス送信するステップと、
前記ＬｉＤＡＲシステムで、前記パルスのシーケンスのオブジェクトからの反射に基づく複数の戻り信号を受信するステップと、
前記ＬｉＤＡＲシステムで、前記ユーザ署名を用いて前記複数の戻り信号をデコードするステップと、
前記ＬｉＤＡＲシステムで、相関計算を介してデコードされた前記複数の戻り信号を認証するステップと、
を具備し、
前記ユーザ署名のビット表現は、他のＬｉＤＡＲシステムの他のユーザ署名のビット表現とは直交していることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ユーザ署名は、前記パルスのシーケンスにおける第１のパルスの振幅、前記パルスのシーケンスにおける第２のパルスの振幅、及び前記第１のパルスと前記第２のパルスとの間の間隔を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ユーザ署名は、Ｚビットで表されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のパルスの前記振幅は、Ｎビットで表され、前記間隔はＸビットで表され、そして、前記第２のパルスの前記振幅はＭビットで表され、Ｚビットは、ＮビットとＸビットとＭビットとの合計に等しいことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ピーク比は、前記Ｎビット及び前記Ｍビットに基づき、前記間隔は、前記Ｘビットに基づくことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ユーザ署名に基づき、前記パルスのシーケンスは、各パルスについて、固定パルス振幅、パルス間の可変時間間隔、及び固定パルス幅を具備することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記ユーザ署名に基づき、前記パルスのシーケンスは、各パルスについて、可変パルス振幅、パルス間の可変時間間隔、及び固定パルス幅を具備することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記ＬｉＤＡＲシステムにより、前記パルスのシーケンスにおける前記パルスの各々の振幅に基づく前記パルスのシーケンスのユーザ署名、及び／又は前記パルスのシーケンスにおける前記パルスの各々同士の間隔、及び／又は前記パルスの各々のパルス幅を生成するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＬｉＤＡＲシステムにより、前記ユーザ署名を動的に調整するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
各ＬｉＤＡＲシステムに具体的なユーザ署名を設定するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ユーザ署名は、多様なＺビットにより表されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記認証は、前記パルスのシーケンスにおける送信したパルスの形状に対する、前記パルスのシーケンスにおける受信したパルスの形状の許容マージンを維持することに基づいて部分的に決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
パルスのシーケンスの特性を規定することができるユーザ署名と、
前記ユーザ署名に基づき前記パルスのシーケンスを生成するよう動作することができるパルスエンコーダと、
前記パルスのシーケンスを光学的に送信するよう動作することができる送信機と、
前記ユーザ署名を用いて、前記パルスのシーケンスのオブジェクトからの反射からなる戻り信号をデコードするよう動作することができるパルスデコーダと、
デコードされた前記戻り信号を認証するために動作することができる相関計算と、
を具備し、
前記ユーザ署名のビット表現は、他のＬｉＤＡＲシステムの他のユーザ署名のビット表現とは直交していることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
デコードされた前記戻り信号が光学的に送信された前記パルスのシーケンスの特性と一致する場合、前記相関計算によりデコードされた前記戻り信号を認証することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
デコードされた前記戻り信号が光学的に送信された前記パルスのシーケンスの特性と一致しない場合、前記システムはデコードされた前記戻り信号を無視することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ユーザ署名は、Ｚビットで表されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ユーザ署名に基づき、前記パルスのシーケンスは、各パルスについて、可変パルス振幅、パルス間の可変時間間隔、及び固定パルス幅を具備することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
次のパルスのシーケンスを送信するために前記パルスエンコーダは、前記ユーザ署名を動的に変更することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
ＬｉＤＡＲシステムにより、前記パルスのシーケンスにおける前記パルスの各々の振幅に基づく前記パルスのシーケンスのユーザ署名、及び／又は前記パルスのシーケンスにおける前記パルスの各々同士の間隔、及び／又は前記パルスの各々のパルス幅を生成することを具備する請求項１３に記載のシステム。
【請求項２０】
コンピュータプログラムコードを有する非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記コンピュータプログラムコードは、光検出及び測距システムに実装された１つ以上のプロセッサにより実行されたとき、前記光検出及び測距システムに
ユーザ署名に基づいてパルスのシーケンスを符号化するステップと、
前記パルスのシーケンスを送信するステップと、
前記パルスの反射に基づく複数の戻り信号を受信するステップと、
前記ユーザ署名を用いて前記複数の戻り信号をデコードするステップと、
相関計算を介してデコードされた前記複数の戻り信号を認証するステップと、
を具備する方法を実行させることを特徴とする、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本特許出願は、２０１８年９月１８日に出願された「パルス符号化を伴う光測距及び検出システムにおける戻り信号の検出を改善するためのシステム及び方法」というタイトルの米国特許出願第１６／１３４，７８０に基づく優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
（技術分野）
本開示は、一般に、光送信及び受信のためのシステム及び方法に関し、さらに詳細には、固有の識別可能な光パルスシーケンスを適用することによって検出の精度及び信頼性を改善することに関する。
（背景）
【０００３】
ＬｉＤＡＲシステムのような光検出及び測距システムは、オブジェクトで反射する光パルスのシーケンスを送信することによって動作することができる。反射信号又は戻り信号は、光検出及び測距システムによって受信され、検出された飛行時間（ＴＯＦ）に基づいて、システムはオブジェクトからの距離（距離）を決定する。光検出及び測距システムは、自動運転や表面の空中写真図化など、さまざまな用途に使用できる。これらの用途では、操作のセキュリティ、精度、及び信頼性が最優先される場合がある。第三者が意図的または意図せずにレーザービーム又は戻り信号を変形させた場合、精度と信頼性に悪影響を及ぼす場合がある。いくつかの実施形態では、レーザービームの複数の戻り検出及びパルス符号化によりＬｉＤＡＲシステムの性能を改善することができる。
【０００４】
したがって、必要とされるのは、光検出及び測距システムにおける戻り信号の検出を改善するためのシステム及び方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明の実施形態を参照し、実施例を添付図に示す。これらの図は、限定ではなく例示を意図するものである。本発明は一般にこれらの実施形態と関連させて説明されているが、本発明の範囲は、これらの特定の実施形態に限定することを意図するものではないことを理解されたい。図はノンスケールとなっている。
【０００６】
【図１】本明細書の実施形態による光検出及び測距システムの動作を示す。
【０００７】
【図２】本明細書の実施形態による光検出及び測距システムの動作及び複数の戻り光信号を示す。
【０００８】
【図３Ａ】本明細書の実施形態による回転鏡を有するＬｉＤＡＲシステムを示す。
【０００９】
【図３Ｂ】本明細書の実施形態によるローター及びシャフトを備えるローターシャフト構造内に回転電子機器を有するＬｉＤＡＲシステムを示す。
【００１０】
【図４Ａ】本開示の実施形態によるパルス符号化方法を示す。
【図４Ｂ】本開示の実施形態によるパルス符号化方法を示す。
【図４Ｃ】本開示の実施形態によるパルス符号化方法を示す。
【００１１】
【図５Ａ】本開示の実施形態による、関心のある受信パルスシーケンスと干渉物との間に本質的に重複がない２つのＬｉＤＡＲシステムの受信パルスを示す。
【００１２】
【図５Ｂ】本開示の実施形態による、有効なピーク測定値を有する受信パルスを示す。
【００１３】
【図６Ａ】本開示の実施形態による、ＬｉＤＡＲシステムのパルス符号化スキームを示す。
【００１４】
【図６Ｂ】本開示の実施形態による、ＬｉＤＡＲシステムの他のパルス符号化スキームを示す。
【００１５】
【図７】本開示の実施形態による、ＬｉＤＡＲシステムの８ビット署名セットを示す。
【００１６】
【図８】本開示の実施形態による、パルス符号化スキーム及びパルスデコードスキームをサポートする送信機及び受信機を示す。
【００１７】
【図９】本開示の実施形態による、ＬｉＤＡＲシステムのパルスシーケンスをデコードするためのフローチャートを示す。
【００１８】
【図１０】本明細書の実施形態による、コンピューティングデバイス／情報処理システムの簡略化されたブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の記載では、説明目的で、本発明を理解してもらうために具体的詳細が示されている。しかしながら、当業者には、このような詳細な記載がなくても本発明を実施できることが明らかであろう。さらに、当業者は、以下に説明される本発明の実施形態が、プロセス、装置、システム、デバイス、又はタンジブルコンピュータ読み取り可能媒体上での方法のような様々な方法で実施することができることを認識するであろう。
【００２０】
図に示されているコンポーネント又はモジュールは、本発明の例示的な実施形態の例示であり、本発明が不明瞭とならないようにすることを意図している。また、この説明全体を通じて、コンポーネントは、サブユニットを含むことができる別個の機能ユニットとして記述することができるが、当業者は、様々なコンポーネント又はその一部を別個のコンポーネントに分割することができ、又は、単一のシステムまたはコンポーネント内に統合することも含めて、統合することができることを認識することを理解すべきである。本明細書で論じられる機能又は動作を、コンポーネントとして実施できることに留意すべきである。コンポーネントは、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせとして組み込むことができる。
【００２１】
さらに、図中のコンポーネント又はシステム間の接続は、直接接続に限定することを意図しない。むしろ、これらのコンポーネント間のデータは、中間コンポーネントによって修正、再フォーマット、又は変更されることがある。また、接続を追加又は減少させて使用されることがある。「結合された」、「接続された」、又は「通信可能に結合された」という用語は、直接接続、1つ又は複数の中間装置を介した間接接続、及び無線接続を含むと理解されることにも留意すべきである。
【００２２】
本明細書における「１つの実施形態」、「好ましい実施形態」、又は「実施形態」との表現は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、特性、又は機能が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味し、複数の実施形態が含まれることもある。また、本明細書の様々な場所におけるこれらの表現は、必ずしもすべて同じ実施形態又は複数の実施形態を意味するとは限らない。
【００２３】
本明細書の様々な場所での特定の用語の使用は、例示のためのものであり、限定するためであると解釈すべきではない。サービス、機能、又はリソースは、単一のサービス、機能、又はリソースに限定されず、これらの用語の使用は、分散又は集約されることもある関連するサービス、機能、又はリソースのグループを意味することがある。
【００２４】
「含む」、「含まれる」、「具備する」、及び「具備している」という用語は非限定用語であると理解されるべきであり、言及される項目は例示であり、言及された項目に限定されることを意味しない。本書で使用されている見出しは、整理を目的としたものであり、説明又は特許請求の範囲を限定するものではない。この本明細書に記載した各参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００２５】
さらに、当業者は、（１）特定のステップは、任意に実行されてもよいこと、（２）ステップは、ここに記載された特定の順序に限定されないこと、（３）特定のステップは異なる順序で実行できること、（４）特定のステップを同時に実行できること、を認識すべきである。
Ａ．光検出及び測距システム
【００２６】
ＬｉＤＡＲシステムのような光検出及び測距システムは、システムを取り巻く周囲の形状及び輪郭を測定するためのツールとすることができる。ＬｉＤＡＲシステムは、自律航法と表面の空中写真図化の両方を含む多くのアプリケーションに適用することができる。ＬｉＤＡＲシステムは、システムが動作している周囲のオブジェクトから反射されることになる、光パルスを放出する。各パルスが放出されてから受信されるまで飛行している時間（すなわち、飛行時間「ＴＯＦ」）を測定して、オブジェクトとＬｉＤＡＲシステムとの間の距離を決定することができる。この技術は光の物理学と光学に基づいている。ここで言及するＬｉＤＡＲシステム、又は光検出及び測距システムは、他の光検出システムに適用することができる。
【００２７】
ＬｉＤＡＲシステムでは、光はすばやく発射するレーザーから放射される。レーザー光は媒体を通過し、建物、木の枝、乗り物などの周囲の物体のポイントで反射される。反射光エネルギーはＬｉＤＡＲレシーバー（検出器）に戻り、そこで記録されて周囲のマッピングに使用される。
【００２８】
図１は、本明細書の実施形態による、光検出及び測距コンポーネント１０２並びにデータ分析及びデータ解釈１０９の動作１００を示す。光検出及び測距コンポーネント１０２は、放射された光信号１１０を送信する送信機１０４と、検出器を具備する受信機１０６と、システム制御及びデータ収集１０８とを具備することができる。放射された光信号１１０は、媒体を通って伝播し、オブジェクト１１２で反射する。戻り光信号１１４は、媒体を通って伝播し、受信機１０６で受信される。システム制御及びデータ取得１０８は、送信機１０４からの発の放射を制御することができ、データ取得は、受信機１０６で検出された戻り光信号１１４を記録することができる。データ分析及びデータ解釈１０９は、システム制御及びデータ取得１０８からの接続１１６を介して出力を受け取り、データ分析機能を実行することができる。接続１１６は、無線又は非接触通信方法で実施することもできる。送信機１０４及び受信機１０６は、光学レンズ及び鏡（図示せず）を含むことができる。送信機１０４は、特定の順序で複数のパルスを有するレーザービームを放射することができる。いくつかの実施形態では、光検出及び測距コンポーネント１０２並びにデータ分析及びデータ解釈１０９は、ＬｉＤＡＲシステムを具備する。
【００２９】
図２は、本明細書の実施形態による、複数の戻り光信号、すなわち（１）戻り信号２０３及び（２）戻り信号２０５を含む光検出及び測距システム２０２の動作２００を示す。光検出及び測距システム２０２は、ＬｉＤＡＲシステムとすることができる。レーザーのビームの広がりにより、１回のレーザーの発射で複数のオブジェクトに突き当たり、複数の反射が発生することがしばしば生じる。光検出及び測距システム２０２は、複数の戻りを分析し、最強の戻り、最後の戻り、又は両方の戻りのいずれかを報告することができる。図２に示されるように、光検出及び測距システム２０２は、近くの壁２０４及び遠くの壁２０８の方向にレーザーを放射する。図示のように、ビームの大部分は領域２０６で近くの壁２０４に当たり、結果として戻り信号２０３となり、ビームの別の部分は領域２１０で遠くの壁２０８に当たり、戻り信号２０５となる。戻り信号２０３は、戻り信号２０５と比較して、短いＴＯＦ及び強い受信信号強度を有することができる。光検出及び測距システム２０２は、２つのオブジェクト間の距離が最小距離よりも大きい場合にのみ、両方の戻りを記録することができる。単一の及び複数のリターンＬｉＤＡＲシステムの両方で、正確なＴＯＦが計算されるように、リターン信号が送信された光信号と正確に関連付けられることが重要である。
【００３０】
ＬｉＤＡＲシステムのいくつかの実施形態では、距離データを２Ｄ（すなわち、単一平面）点群方式で捕捉することができる。これらのＬｉＤＡＲシステムは、産業用アプリケーションで使用されることが多く、しばしば、測量、マッピング、自律航法、その他の用途に再利用することができる。これらのデバイスのいくつかの実施形態は、少なくとも１つの平面全体の走査を実行するために、いくつかのタイプの移動ミラーと組み合わされた単一のレーザーエミッタ／検出器ペアの使用に頼る。このミラーは、ダイオードから放出された光を反射するだけでなく、戻り光を検出器へと反射することもできる。このアプリケーションで回転ミラーを使用することが、システム設計と製造の両方を簡素化しながら、９０度−１８０度−３６０度の方位角ビューを実現するための手段になる場合がある。
【００３１】
図３Ａは、本明細書の実施形態による回転ミラーを有するＬｉＤＡＲシステム３００を示す。ＬｉＤＡＲシステム３００は、回転ミラーと組み合わせた単一のレーザーエミッタ／検出器を使用して、平面全体を効果的にスキャンする。そのようなシステムによって実行される距離測定は、事実上２次元（つまり、平面）であり、捕捉された距離ポイントは、２次元（つまり、単一平面）の点群としてレンダリングされる。いくつかの実施形態では、回転ミラーは非常に速い速度、例えば、毎分数千回転で回転するが、これに限定するものではない。回転ミラーは、スピニングミラーとも呼ばれる。
【００３２】
ＬｉＤＡＲシステム３００は、単一の発光器及び光検出器を具備するレーザーエレクトロニクス３０２を具備する。放射されたレーザー信号３０１は、放射されたレーザー信号３０１を回転ミラー３０６に向けて反射させるための固定ミラー３０４に向けることができる。回転ミラー３０６が「回転する」につれて、放射されたレーザー信号３０１を、その伝搬経路にあるオブジェクト３０８は反射することができる。反射信号３０３は、回転ミラー３０６及び固定ミラー３０４を介して、レーザーエレクトロニクス３０２内の検出器に結合することができる。
【００３３】
図３Ｂは、本明細書の実施形態による、ローター３５１及びシャフト３６１を具備するローターシャフト構造内の回転電子機器を有するＬｉＤＡＲシステム３５０を示す。ローター３５１は、円筒形状とすることができ、ローター３５１の中心に円筒形の穴を具備することができる。シャフト３６１は、円筒形の穴の内側に配置することができる。図示のように、ローター３５１はシャフト３６１の周りを回転する。これらのコンポーネントは、ＬｉＤＡＲシステムに含めることができる。ローター３５１はローターコンポーネント３５２を具備することができ、シャフト３６１はシャフトコンポーネント３６６を具備することができる。ローターコンポーネント３５２に含まれるのは上部ＰＣＢであり、シャフトコンポーネント３６６に含まれるのは下部ＰＣＢである。いくつかの実施形態では、ローターコンポーネント３５２は、光検出及び測距コンポーネント１０２を具備することができ、シャフトコンポーネント３６６は、図１のデータ分析及び解釈１０９を具備することができる。
【００３４】
接続３５４を介してローターコンポーネント３５２に結合されるのは、リング３５６及びリング３５８である。リング３５６及びリング３５８は、ローター３５１の内面に配置された円形バンドであり、エアギャップコンデンサの片側に電極板機能をもたらす。接続３６４を介してシャフトコンポーネント３６６に結合されるのは、リング３６０及びリング３６２である。リング３６０及びリング３６２は、シャフト３６１の外面に配置された円形バンドであり、エアギャップコンデンサの他方の側に電極板機能をもたらす。リング３５６とリング３６０との間の空間によりコンデンサＣ１を形成することができる。別のコンデンサＣ２を、リング３５８とリング３６２との間の空間により形成することができる。前述のコンデンサの静電容量は、部分的に、エアギャップ３６８によって定めることができる。
【００３５】
リング３５６及びリング３６０は、コンデンサＣ１の電極板コンポーネントであり、リング３５８及びリング３６２は、コンデンサＣ２の電極板コンポーネントである。リング３５６とリング３５８との間の垂直ギャップ３７０は、垂直ギャップ３７０の値がコンデンサＣ１とコンデンサＣ２との間の干渉のレベルを決定することができるので、これらの２つのコンデンサ間の容量性リンクの性能に影響を及ぼすことがある。当業者は、ローター３５１及びシャフト３６１がそれぞれ、Ｎ個の容量性リンクをサポートすることができるＮ個のリングを具備することができることを認識するであろう。
【００３６】
前述のように、飛行時間すなわちＴＯＦは、ＬｉＤＡＲシステムを、周囲をマッピングするために用い、ターゲットオブジェクトの検出のために用いられる実行可能で実証済みの手法を提供させる、方法である。同時に、レーザーを発射すると、ＬｉＤＡＲシステム内のファームウェアにより受信データを分析及び測定することができる。ＬｉＤＡＲシステム内の受光レンズは、周囲から戻ってくる光量子の断片を集める望遠ミラーのような役割を果たす。システムで使用されるレーザーが多いほど、周囲についての多くの情報が収集される。単一のレーザーＬｉＤＡＲシステムでは、回収する光量子が少なくなり、取得する情報が少なくなる可能性があるため、複数のレーザーを備えたシステムと比較して不利になる可能性がある。ＬｉＤＡＲシステムのいくつかの実施形態では、複数の、すなわち８、１６、３２、及び６４個のレーザーを用いて実施することができるが、これに限定するものではない。また、いくつかのＬｉＤＡＲの実施形態は、限定はしないが、０．３°の狭いレーザービーム間隔で３０°〜４０°の垂直視野（ＦＯＶ）を有し、毎秒５〜２０回転の回転速度を有することができる。
【００３７】
回転ミラー機能はまた、ＭＥＭＳのようなソリッドステート技術を用いて実装することができる。ソリッドステートＬｉＤＡＲセンサは、さまざまな先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）及び自律型アプリケーションによる隠された目立たないセンシングを可能にする。一例として、固定レーザーによる、コスト効率が良く、高性能で、小さなフォームファクタの頑丈な自動車製品である、ソリッドステートＶｅｌａｒｒａｙ（商標）ＬｉＤＡＲ（光検出及び測距）センサがあるが、これに限定されない。１つの実施形態では、Ｖｅｌａｒｒａｙ（商標）ＬｉＤＡＲセンサは、車両の前部、側面、及び隅部に埋め込むことができる１２５mm×５０mm×５５mmのパッケージサイズで実装することができる。反射率の低いオブジェクトでも２００メートルの範囲で、最大１２０度の水平視野と３５度の垂直視野を提供できる。
Ｂ．ＬｉＤＡＲ信号のパルス符号化
【００３８】
本明細書の実施形態の１つの目的は、光検出及び測距システムの信頼性及び精度の改善である。ここで使用されるように、光検出及び測距システムは、ＬｉＤＡＲシステムとすることができるが、これに限定されるものではない。いくつかの実施形態では、レーザービームの複数の戻り検出及びパルス符号化により、ＬｉＤＡＲシステムの性能を改善することができる。パルス符号化とするのは、他のＬｉＤＡＲセンサからの干渉を排除するためとすることができる。複数の戻り信号とするのは、最小限のセンサの動きで空間をスキャンする機能を提供しこれにより、データをマッピングするための取得時間を短縮するためである。１つのリターン信号では十分な精度と信頼性が得られない可能性のあるアプリケーションがいくつかある。人間の視覚システムと同様に、ガラスのドア／窓の後ろを見たり、霧を透して見たり、樹冠を透して見たりして、部分的に遮られているシーンを見ることができる。ＬｉＤＡＲシステムからの複数の戻り信号により、部分的に遮られたオブジェクトのマッピングが可能になる。
【００３９】
森林調査のために樹冠の形状をスキャンするヘリコプターまたはドローンを仮定する。利用可能な戻り信号が１つ又は２つしかない場合、ＬｉＤＡＲシステムはさまざまな高さでマップするために複数の動作を実行する必要があり、航空測量では多くが取得不可能になる可能性がありる。ＬｉＤＡＲシステムは、このアプリケーションのために、手動で示された場所に行き、地上で測量する方法に頼らなければならない場合がある。
【００４０】
ＬｉＤＡＲシステムは、他のスプリアスパルスと区別するために、パルスのシーケンスを具備する戻り信号を分析し、受信したパルスのシーケンスを送信したパルスのシーケンスと照合する機能を有することができる。一般に、戻り信号は、複数の戻り信号又は単一の戻り信号と称することができる。
【００４１】
ＬｉＤＡＲ戻り信号の検出の信頼性及び精度は、パルス符号化に基づく署名によって改善することができる。署名は、有効な反射光信号を一意的に識別することができる。署名は、ＬｉＤＡＲシステムによってその後発射されるパルスに符号化すること又は埋め込むことができる。ＬｉＤＡＲシステムが戻り信号を受信すると、ＬｉＤＡＲシステムは単一の戻り信号又は複数の戻り信号から署名を抽出し、受信した戻り信号のデコードされたパルスがレーザービームで送信されたパルスと一致するかどうかを判断する。パルスが一致する場合、戻り信号は認証済みと見なすことができ、データは戻り信号パルスからデコードされる。パルスが一致しない場合、戻り信号はスプリアス信号と見なすことができ、戻り信号を破棄することができる。事実上、システムは、埋め込まれた署名を含む送信されたパルスの特性を使用して、戻り信号を認証又は検証する。システムは、偽りの戻り信号計算を誤って開始しないで、意図的又は意図的でないスプリアス戻り信号を識別することができる。すなわち、ＬｉＤＡＲシステムは、送信されたパルスを偽りパルスから区別して確認することができる。
【００４２】
署名は、パルスの数、パルス同士の間隔、パルスの振幅及び振幅の比、ならびにパルスの形状に基づくことができるが、これらに限定されない。１つの署名の例として、２つの発火シーケンスにおけるパルスの数が、第１のシーケンスにおいてＸ個のパルスを含み及び第２のシーケンスにおいてＹ個のパルスを含み、ここで、ＸはＹに等しくないようにすることができる。
【００４３】
図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃはそれぞれ、本開示の実施形態による署名４００を示す。これらの図では、Ａはパルスの振幅を表し、ｄｉはタイムラインＴの長さを表す。図４Ａは、各パルス同士の間隔の変化で署名を定義することができる４つのパルスのシーケンスを示している。例えば、パルスＰ１とパルスＰ２との間の間隔は、間隔ｄ１となることがある。パルスＰ２とパルスＰ３との間の間隔は、間隔ｄ２となることがある。パルスＰ３とパルスＰ４との間の間隔はｄ３となることがある。図示のとおり、ｄ１＞ｄ３＞ｄ２である。あるいは、パルス同士の間隔は、パルスの後縁と次のパルスの前縁との間の距離、例えば、ｄ１１として定義することができる。
【００４４】
図４Ｂは、振幅の変化により署名を定義することができる３つのパルスのシーケンスを示している。例えば、パルスＰ５の振幅はａ２となることがある。パルスＰ６の振幅はａ４となることがある。パルスＰ７の振幅はａ３となることがある。図示のとおり、ａ４＞ａ３＞ａ２である。署名は、パルスの振幅の固定比率に基づくことができ、及び／又は署名は、パルス間の可変比率に基づくことができ、及び／又は署名は、所定の閾値または動的閾値によって定義される絶対振幅に基づくことができる。
【００４５】
図４Ｃは、パルス形状の変化で署名を定義することができる３つのパルスのシーケンスを示している。図４Ｃの実施形態では、変動パルスの形状は、パルス幅の変化とすることができる。例えば、パルスＰ８は、ｄ４のパルス幅とすることができる。パルスＰ９のパルス幅はｄ５とすることができる。パルスＰ１０は、ｄ５＞ｄ６＞ｄ４で示される、ｄ６のパルス幅とすることができる。
【００４６】
当業者は、本発明の実施形態を実施するアプリケーション及び環境に基づいて署名を変化させることができ、それらのすべてが本発明の範囲に含まれることを意図していることを認識するであろう。署名は、個別に使用することも、組み合わせて使用することもできる。署名の検出は、固定の閾値又は可変の閾値を使用して実行することができる。
【００４７】
さらに、システムは、戻り信号検出の信頼性及び精度をさらに改善するための付加的な特徴を含むことができる。
【００４８】
第１に、ＬｉＤＡＲシステムは、次の又は後続のレーザー発射のためにパルスの特性を動的に変更することができる。前述のように、パルスの特性は、署名によって定義できる。この機能により、ＬｉＤＡＲシステムはスプリアスパルスのスプーフィング攻撃に対応できる。悪意のある者が、ＬｉＤＡＲシステムをスプーフィングするために、送信されたレーザービーム又は戻り信号を監視している場合がある。署名のために、動的操作ではなく静的操作を使用すると、悪意のある者がＬｉＤＡＲシステムを簡単にスプーフィングできる場合がある。
【００４９】
ＬｉＤＡＲシステムは、送信されたパルスのシーケンスが戻り信号のパルスのシーケンスと一致する場合、次の発射の署名を動的に変更することもできる。上述のように、次のレーザー発射のために署名を動的に変更することにより、意図的又は意図的でないスプーフィングの可能性を軽減することができる。通常、レーザービームが対象物に到達し、ＬｉＤＡＲシステムに反射して戻るまでの飛行時間（ＴＯＦ）は、距離及び光の速度の関数である。この期間に、ＬｉＤＡＲシステムは戻り信号を分析し、次のレーザー発射の署名を変更するかどうかを決定する。
【００５０】
様々な実施形態において、ＬｉＤＡＲシステムはまた、送信されたパルスのシーケンスを動的に変更して、署名を含めるとともに、動作する環境にパルスのシーケンスを適合させることができる。例えば、ＬｉＤＡＲシステムが自律航法システムで使用されている場合、気象パターン及び／又は交通渋滞が、光信号の伝搬に影響を与える可能性がある。このような実施形態では、ＬｉＤＡＲシステムは、光パルスのパターンを調整し、受信機に対して一意的に識別させるだけでなく、動作する環境に基づいてシステムの性能を改善させることもできる。
【００５１】
第２に、セキュリティの別の要素を追加するために、ＬｉＤＡＲシステムは送信パルスをランダムに変更する場合がある。ランダムアルゴリズムに基づくエンコードは、制御装置からの命令によって開始することができる。この機能は、意図しない戻り信号の影響を軽減するのに役立つ。ＬｉＤＡＲシステムに基づく自動運転が増加するにつれて、意図しない戻り信号が増加する可能性がある。
Ｃ．ＬｉＤＡＲシステムのためのパルス符号化及び署名
【００５２】
複数の戻りＬｉＤＡＲ信号の検出は、他のＬｉＤＡＲ信号又は他の光信号があるとき問題となる可能性がある。１つの考えられる状況を図５Ａに示す。図５Ａは、２つのＬｉＤＡＲシステム、ＬｉＤＡＲ−１及びＬｉＤＡＲ−２からの受信パルス５００を示し、本開示の実施形態による、時間領域における、対象となる受信パルスシーケンスと干渉物（すなわち、他のＬｉＤＡＲ）との間に本質的に重複がなく、ＬｉＤＡＲ−１には、パルスＰ１１、Ｐ１２、及びＰ１３が含まれる。ＬｉＤＡＲ−２から受信したパルスには、パルスＰ２１、Ｐ２２、及びＰ２３が含まれる。
【００５３】
図５Ｂは、本開示の実施形態による、有効なピーク測定値を有する受信パルス５２０を示している。受信パルス５２０の波形は、波形５２２によって示されている。振幅閾値５２４は、有効なパルスに必要な信号強度を示している。パルス測定値５２６は、振幅閾値５２４を免れており、したがって、パルス５２０は有効なパルスであることを示している。
【００５４】
前述のように、ＬｉＤＡＲ戻り信号の検出の信頼性及び精度は、パルス符号化に基づく署名によって改善することができる。署名は、有効な反射光信号を一意に識別することができる。署名は、ＬｉＤＡＲシステムによって続いて放出されるパルスに符号化又は埋め込まれる場合がある。ＬｉＤＡＲシステムが戻り信号を受信すると、ＬｉＤＡＲシステムは、単一の戻り信号又は複数の戻り信号から署名を抽出することができ、受信した戻り信号のデコードされたパルスがレーザービームで送信されたパルスと一致するかどうかを判断することができる。署名は、異なるユーザ又は異なるシステムに割り当てられる可能性があるため、「ユーザ署名」と呼ばれることもある。
【００５５】
図６Ａは、本開示の実施形態による、ＬｉＤＡＲシステムのパルス符号化スキーム６００を示している。ＬｉＤＡＲシステムは、１つのレーザーから限られた数の複数のパルスを送信する場合がある。パルス符号化スキーム６００は、ＬｉＤＡＲシステムから放射された２つのパルスの符号化を示している。パルス符号化スキーム６００は、パルス６０２及びパルス２６０４を具備する。パルス６０２は、振幅Ｌ１、及びパルス幅Ｔｐｕｌｓｅ１を有することができる。パルス６０２は、振幅Ｌ２、及びパルス幅Ｔｐｕｌｓｅ２を有することができる。パルス６０２とパルス２６０４との間のパルス間隔は、Ｔｉｎｔｅｒｖａｌとなる。パルス符号化スキーム６００の署名は、このような振幅、パルス幅、及びパルス間隔を含む変数にビットパターンを割り当てることによって決定することができる。パルス符号化スキーム６００ごとに、Ｎビットは、パルス１・６０２の振幅の表現６０６に割り当てることができ、Ｍビットは、パルス２・６０４の振幅の表現６１０に割り当てることができ、Ｘビットは、Ｔｉｎｔｅｒｖａｌの間隔の表現６０８に割り当てることができる。ユーザ署名はＺビットで表すことができ、最初のパルスの振幅はＮビットで表され、間隔はＸビットで表され、２番目のパルスの振幅はＭビットで表される。Ｚビットは、ＮビットとＸビットとＭビットの合計に等しくなる（すなわち、Ｎビット＋Ｘビット＋Ｍビット）。ピーク比は、Ｎビット及びＭビットに基づくことができ、パルス間隔は、Ｘビットに基づくことができる。別の実施形態では、ユーザ署名は、多様なＺビットによってあらわすことができる。図示されていないが、別の実施形態では、Ｔｐｕｌｓｅ１及びＴｐｕｌｓｅ２の変数／値を示すためにＹビットを割り当てることができる。当業者は、ＬｉＤＡＲシステムが、パルス振幅及び／又はパルス間隔及び／又はパルス幅のためのビットの組み合わせを備えた署名を実装することができることを認識することができる。満足のいく動作のために、前述のパラメータは許容閾値以上である必要がある。
【００５６】
図６Ｂは、本開示の実施形態による、ＬｉＤＡＲシステムのパルス符号化スキーム６２０を示している。図６Ｂは、以下の特性を含む８ビット署名の実施形態を示す。すなわち、パルスシーケンスは、可変パルス振幅（Ｌｉ）、可変時間間隔（Ｔｉｎｔｅｒｖａｌ）、及び固定パルス幅を含み、ここで、Ｔｐｕｌｓｅ１＝Ｔｐｕｌｓｅ２である。図示のように、図６Ｂは、振幅Ｌ１及びパルス幅Ｔｐｕｌｓｅ１を有するパルス６２２を含み、振幅Ｌ２及びパルス幅Ｔｐｕｌｓｅ２のパルス６２４を含む。パルス６２２とパルス６２４の間のパルス間隔はＴｉｎｔｅｒｖａｌである。パルス符号化スキーム６２０の場合、署名は、パルス６２２の振幅の表現６２６に３ビット、間隔の表現６２８に２ビット、及びパルス６２４の振幅の表現６３０に３ビットで割り当てることができる。この署名は、図６Ｂに示すビット構成に基づく３ｘ２ｘ３ビット署名（すなわち、８ビット：１２３４５６７８）と称することができる。ピーク比は、ビット１〜３及びビット６〜８に基づいて定義することができる。パルス間隔は、ビット４及び５に基づいて定義することができる。１つの実施形態では、ユーザ署名に基づいて、パルスのシーケンスは、可変パルス振幅、パルス同士の可変時間間隔、及び各パルスの固定パルス幅を含む。別の実施形態では、ユーザ署名に基づいて、パルスのシーケンスは、可変パルス振幅、パルス同士の可変時間間隔、及び各パルスの固定パルス幅を含む。
【００５７】
要約すると、受信パルス５００を有する、すなわち、別個のＬｉＤＡＲの発射からの戻りパルス同士に重複するパルスがない実施形態では、図６Ｂの符号化スキームにより、より多くのユーザ、より多くの電力レベル、及びより多くのパルスに拡張する機能がもたらされる。パルスシーケンスの周期は比較的短いため、複数の戻り信号の重なりの可能性が低くなり、範囲の縮小が少なくなることがある。全体として、パルス符号化スキーム６２０で受信パルス５００を用いた実施形態での検出の確率は、９９％を超えることができる。
【００５８】
署名セットの設計のための数学的モデルは、以下の問題ステートメントに基づくことができる：
デザイン署名セット：
【数１】
2022501589.tif 000003
長さＬのＫ個のユーザ署名により、セットＳの全二乗相関（ＴＳＣ）が最小化される。すなわち、
【数２】
2022501589.tif 000004
名セットのＴＳＣの下限が証明されている（注１）。
【数３】
2022501589.tif 000005
Ｋ＝Ｌ及びＫのアダマール行列は２のオーダーであり、下限まで到達することができる。
（注１）RLウェルチ、「信号の最大相互相関の下限」、IEEE  Trans.  Inform.  Theory,  vol．IT-20、３９７〜３９９ページ、１９７４年５月。
【００５９】
８ビット長を有する例示的な署名セットは、置換されたアダマール行列で示され得る。図７は、本開示の実施形態による、置換されたアダマール行列を利用するパルス符号化スキームのための８ビットの署名セット７００を示している。つまり、ユーザ署名は８ビットで表すことができる。図示のように、署名セット７００は、パルス１には３ビット、間隔には２ビット、及びパルス２には３ビット（すなわち、３×２×３ビット署名）で表すことができる。ｙ軸は、さまざまなユーザ、ユーザ１、ユーザ２などの署名割り当てを示す。ユーザ署名は互いに直交している可能性があり、相関計算（内積）により、相関が最大のときに対応するＬｉＤＡＲシステムへのパルスシーケンスを識別できる。ユーザ署名が互いに直交している場合、他のユーザとの重複がなく、干渉が最小限である可能性がある。したがって、ユーザ署名のビット表現は、他のＬｉＤＡＲシステムの他のユーザ署名のビット表現と直交している。
【００６０】
図８は、本開示の実施形態による、パルス符号化スキーム及びパルスデコードスキームをサポートする送信機８０１及び受信機８０９を含むＬｉＤＡＲシステムを含むネットワーク８００を示している。送信機８０１は、データのシーケンスを光学的に送信するように動作させることができる。送信機８０１及び受信機８０９は、例えば、パルス振幅及び／又はパルス間隔及び／又はパルス幅について、ビットの様々な組み合わせを有する署名をサポートするように構成することができるが、これに限定はされない。ＬｉＤＡＲシステムはまた、制御装置（図示せず）を具備することができる。
【００６１】
例えば、送信機８０１及び受信機８０９は、図６Ｂの機能をサポートするように構成することができる。送信機８０１は、ＬｉＤＡＲシステムの署名を保存するユーザ署名８０２を具備することができる。ユーザ署名８０２に基づいて、複数のパルスを、パルスエンコーダ８０４を介して符号化することができ、その後、パルスシーケンスを生成し、パルスシーケンス発生器８０６によってチャンネル８０８に発射することができる。パルス符号化スキーム６２０の場合、パルスエンコーダ８０４は、ユーザ署名８０２に基づいて２つのパルスを符号化する。
【００６２】
受信機８０９は、整合フィルタ８１０、ピーク検出８１２、パルスデコーダ８１４、及び検出（相関）８１６を具備する。戻り信号のＳ／Ｎ比を最適化するために、チャンネル８０８から戻り信号を受信し、整合フィルタ８１０によって処理することができる。最適化された信号は、ピーク戻り信号を生成するピーク検出８１２に接続することができる。署名の知識を用いて、パルスデコーダ８１４は、ピーク比及びパルス間隔をデコードする。これらの計算は相互に関係付けられされ、検出（相関）８１６によって検証される。
【００６３】
図９は、本開示の実施形態による、ＬｉＤＡＲシステムのパルスシーケンスを符号化及びデコードするためのフローチャート９００を示す。パルスシーケンスは、図６Ｂ（パルス符号化スキーム６２０）で説明したように、３×２×３の署名を具備することができる。この方法は、以下のステップを具備する。
【００６４】
ユーザ署名に基づくパルスのシーケンスを符号化する。（ステップ９０２）
【００６５】
符号化されたパルスのシーケンスを光学的に送信する。（ステップ９０４）
【００６６】
符号化されたパルスのシーケンスを具備する複数の戻り信号を受信する。（ステップ９０６）
【００６７】
符号化されたパルスのシーケンスの振幅（パルス１）をデコードする。（ステップ９０８）
【００６８】
第１のパルス（パルス１）と次のパルス（パルス２）との間のパルス間隔をデコードする。（ステップ９１０）
【００６９】
第２の／次のパルス振幅をデコードする。（パルス２）（ステップ９１２）
【００７０】
相関計算を介してデコードされた複数の戻り信号を認証する。認証は、パルスのシーケンスにおける送信したパルスの形状に対する、パルスのシーケンスにおける受信したパルスの形状の許容マージンを維持することに基づいて部分的に決定されことができる。（ステップ９１４）
【００７１】
要約すると、各ＬｉＤＡＲシステムは、パルス符号化に基づく特定のユーザ署名と共に作られる。具体的な署名は、パルス振幅及び／又はパルス間隔及び／又はパルス幅に対する特定のビット数の割り当てに基づいて決定することができる。署名は、前述のパラメータのいずれか又はすべてに基づくことができる。代替的に、ＬｉＤＡＲシステムは、レーザー発射のパルス符号化を決定するために署名を動的に割り当てることができる制御装置を使用して設計することができる。すなわち、伝達すべき次のパルスのシーケンスに対して、パルスエンコーダによりユーザ署名を動的に変更することができる。
Ｄ．システムの実施形態
【００７２】
実施形態では、本特許出願明細書に記載の態様には、情報処理システム／コンピューティングシステムを対象とするか、又はそれに実装することができる。この開示の目的のために、コンピューティングシステムは、演算、計算、決定、分類、処理、送信、受信、取得、発信、ルーティング、切り替え、保存、表示、通信、マニフェスト、検出、記録、複製、操作、又はあらゆる形式の情報、インテリジェンス、又はビジネス、科学、制御、又はその他の目的ためのデータの使用、のために動作する手段又は手段の集合を含めることができる。例えば、コンピューティングシステムは、周囲のオブジェクトをマッピングするために飛行時間を用いるＬｉＤＡＲシステムのような光学測定システムとすることができる。コンピューティングシステムには、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、中央処理装置（ＣＰＵ）又はハードウェア制御ロジック又はソフトウェア制御ロジック、ＲＯＭ、及び／又は他のタイプのメモリのような１つ以上の処理リソースを含めることができる。コンピューティングシステムの追加のコンポーネントには、１つ以上のネットワークポート又はワイヤレスポート、及び、キーボード、マウス、タッチスクリーン、及び／又はビデオディスプレイのような様々な入出力（Ｉ／Ｏ）装置を含むことができる。コンピューティングシステムにはまた、様々なハードウェアコンポーネント間の通信を行うような動作が可能な１つ又は複数のバスを含めることができる。
【００７３】
図１０は、本開示の実施形態によるコンピューティングデバイス／情報処理システム（又はコンピューティングシステム）の簡略化されたブロック図を示す。システム１０００について示された機能として、情報処理システムの様々な実施形態をサポートするような動作行うことが理解できるであろうが、情報処理システムを別の構成とし、異なるコンポーネントを有するようにすることもできることを理解すべきである。
【００７４】
図１０に示すように、システム１０００には、コンピューティング資源を提供し、コンピュータを制御する１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）１００１が含まれる。ＣＰＵ１００１は、マイクロプロセッサ等に実装することができ、１つ以上のグラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）１０１７及び／又は数学的計算のための浮動小数点コプロセッサを有することができる。システ１０００はまた、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、又はその両方の形態となることのあるシステムメモリ１００２を有することができる。
【００７５】
図１０に示すように、いくつかの制御装置及び周辺装置も取り付けることができる。入力制御装置１００３は、キーボード、マウス、又はスタイラスのような様々な入力デバイス１００４とのインターフェースを表す。無線デバイス１００６と通信する無線制御装置１００５も取り付けることができる。システム１０００はまた、それぞれが、本発明の種々の特徴を実行するプログラムの実施形態を含むことができるオペレーティングシステム、ユーティリティ、及びアプリケーションの命令プログラムを記憶するために用いることができる、フラッシュメモリ又は光媒体のような記憶媒体を有する１つ以上の記憶デバイス１００８とのインターフェースを行うための記憶制御装置１００７を有することができる。記憶デバイス１００８はまた、本発明に従って処理したデータ又は処理すべきデータを記憶するために使用することができる。システム１０００はまた、ディスプレイデバイス１０１１とのインターフェースを行うためのディスプレイ制御装置１００９を有することができる。コンピューティングシステム１０００はまた、自動車システム１０１３と通信するための自動車信号制御装置１０１２を有することができる。通信制御装置１０１０は、１つ以上の通信デバイス１０１５とインターフェースすることができ、これにより、システム１０００が、車載ネットワーク、インターネット、クラウドリソース（例えば、イーサネットクラウド、ファイバーチャンネル・オーバー・イーサネット（ＦＣｏＥ）／データセンターブリッジング（ＤＣＢ）クラウド、等）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）、又は赤外線信号を含む適切な電磁キャリア信号を含む様々なネットワークのいずれかを介してリモートデバイスに接続できるようになる。
【００７６】
図示のシステムでは、すべての主要なシステム構成要素は、バス１０１６に接続することができ、ここでバス１０１６は、複数の物理バスを意味することができる。ただし、様々なシステムコンポーネントが互いに物理的に近接している場合とそうでない場合がある。例えば、入力データ及び／又は出力データを、物理的に１つの場所から別の場所にリモートで送信することができる。さらに、本発明の様々な態様を実装するプログラムには、ネットワークを介して遠隔（例えば、サーバー）からアクセスすることができる。そのようなデータ及び／又はプログラムは、ハードディスク、フロッピーディスク、及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭやホログラフィックデバイスのような光学メディア、光磁気メディア、及び特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フラッシュメモリデバイス、ＲＯＭ及びＲＡＭデバイスのようなプログラムコードを格納又は格納して実行するように特別に構成されたハードウェアデバイスを含むがこれらに限定されない様々な機械読み取り可能媒体のいずれかを介して伝達することができる。
【００７７】
本発明の実施形態では、１つ以上のプロセッサ又は処理ユニットにステップを実行させるための命令を、１つ以上の非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体上にエンコードすることができる。１つ以上の非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを含むことに留意すべきである。ハードウェアでの実施又はソフトウェア／ハードウェアでの実施を含む代替的実施が可能であることに留意すべきである。ハードウェアでの実施機能は、ＡＳＩＣ、プログラマブルアレイ、デジタル信号処理回路、等を使用して実現できる。従って、請求項の「手段」という用語は、ソフトウェアでの実施とハードウェアでの実施の両方を包含するものとする。同様に、本明細書で使用される「コンピュータ読み取り可能媒体」という用語には、それにより実行される命令のプログラムを有するソフトウェア及び／又はハードウェア、あるいはそれらの組み合わせが含まれる。これらの実施形態の代替案を念頭に置いて、図及び付随する説明は、必要な処理を実行するために当業者がプログラムコード（すなわち、ソフトウェア）を記述し、及び／又は回路（すなわち、ハードウェア）を製造するために必要とする機能情報を提供するものであることを理解すべきである。
【００７８】
本発明の実施形態はさらに、様々なコンピュータに実装された操作を実行するためのコンピュータコードを有する非一時的なタンジブルコンピュータ読み取り可能媒体を備えたコンピュータ製品に関するものであることに留意すべきである。この媒体及びコンピュータコードは、本発明の目的のために特別に設計及び構築されたものとすることができ、又は、当業者に知られているか又は利用可能な種類のものとすることができる。タンジブルコンピュータ読み取り可能媒体の例として、ハードディスク、フロッピーディスク、及び磁気テープのようなの磁気媒体、Ｄ−ＲＯＭやホログラフィックデバイスなどの光学メディア、光磁気メディア、及びアプリケーション固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フラッシュメモリデバイス、ＲＯＭ及びＲＡＭデバイスのような、プログラムコードを格納又は格納し実行するように特別に構成されたハードウェアデバイス、が含まれるが、これらに限定されない。コンピュータコードの例には、コンパイラによって生成されるようなマシンコード、及びインタプリタを使用してコンピュータによって実行される高いレベルのコードを含むファイルが含まれる。本発明の実施形態は、処理デバイスによって実行されるプログラムモジュール内に収納することができる機械で実行可能な命令として、全体的又は部分的に実施することができる。プログラムモジュールの例には、ライブラリ、プログラム、ルーチン、オブジェクト、コンポーネント、及びデータ構造が含まれる。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、ローカル、リモート、又はその両方の設定で物理的に配置できる。
【００７９】
当業者であれば、コンピューティングシステム又はプログラミング言語は本発明の実施に重要でないことを理解するであろう。当業者であれば、上述のいくつかの要素を物理的及び／又は機能的にサブモジュールに分離することができ、又は一緒に組み合わせることができることも理解するであろう。
【００８０】
前述の例及び実施形態は例示であり、本開示の範囲を限定するものではないことが当業者には分かるであろう。明細書を読み、図面を検討することで、当業者には明らかな、すべての置換、強化、均等物、組み合わせ、及び改善は、本開示の思想及び範囲内に含まれるものとする。また、すべての請求項の構成要素は、複数の依存関係、構成、及び組み合わせを有することを含めて、異なる構成とすることができることにも留意すべきである。
【図１】
2022501589.tif 000006
【図２】
2022501589.tif 000007
【図３Ａ】
2022501589.tif 000008
【図３Ｂ】
2022501589.tif 000009
【図４Ａ】
2022501589.tif 000010
【図４Ｂ】
2022501589.tif 000011
【図４Ｃ】
2022501589.tif 000012
【図５Ａ】
2022501589.tif 000013
【図５Ｂ】
2022501589.tif 000014
【図６Ａ】
2022501589.tif 000015
【図６Ｂ】
2022501589.tif 000016
【図７】
2022501589.tif 000017
【図８】
2022501589.tif 000018
【図９】
2022501589.tif 000019
【図１０】
2022501589.tif 000020
【国際調査報告】
2022501589.tif 000021