(57)【要約】ベース、センサ本体、及びシャフトを有するモータを含むライダ・システム。モータは、ベースに固定され、及び、ベースに対してセンサ本体を回転駆動することができる。ＬＥＤ装置及び光センサは、各々、センサ本体に取り付けられる。データ処理装置もまた、センサ本体に取り付けられ、及び、センサデータに基づいて範囲情報を生成するようにプログラムされる。シャフトは２つのスリップリングが支持する。ＬＥＤ、センサ、及びデータ処理装置はすべて、２つのスリップリングを介して電力を受け取る。データ処理装置は、パルス幅変調を用いて２つのスリップリングを介して範囲情報を送信するように構成される。
2018520371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライダ・システムであって、
ベースと、
センサ本体と、
ステータ及びロータを有するモータと、ここで、ロータはステータが回転駆動できるシャフトを有し、モータはベース及びセンサ本体に固定されてモータがベースに対してセンサ本体を回転駆動することができ、
センサ本体に取り付けられ、照明光を発するように構成される照明装置と、
センサ本体に取り付けられ、照明装置によって発せられる照明光及び反射されセンサに向かう照明光を受け取り、その受け取られた照明光に基づきセンサデータを発するように、ダイレクトされる（向けられる）センサと、及び
センサ本体に取り付けられたデータ処理装置と、ここで、そのデータ処理装置は、センサデータに基づいて範囲情報を生成するようにプログラムされ、
を含むライダ・システム。
【請求項２】
モータのオペレーションを制御するように構成された制御システムを更に含み、制御システムは、１つの方向においてモータを３６０度繰り返し回転するようにダイレクトする（命令する）ように構成され、そして、制御システムは、３６０度未満の限られた範囲の動作に渡って反対の方向において前後に回転するようにモータをダイレクトする（命令する）ように更に構成される、請求項１に記載のライダ・システム。
【請求項３】
制御システムは、更に、感知された対象物を追跡するように、範囲情報に基づいて動作の限られた範囲の限界を調節するように構成される、請求項２に記載のライダ・システム。
【請求項４】
照明装置は、赤外ＬＥＤ装置であり、及び、センサは赤外センサである、請求項２に記載のライダ・システム。
【請求項５】
モータのオペレーションを制御するように構成される制御システムを更に含み、制御システムは、１つの方向において３６０度繰り返し回転するようにモータをダイレクトする（命令する）ように構成され、そして、制御システムは、照明装置及びセンサの両方がオペレーションしている延長された期間に、モータが１つの方向においてロータを固定するように構成される、請求項１に記載のライダ・システム。
【請求項６】
照明装置は、赤外ＬＥＤ装置であり、センサは赤外センサである、請求項５に記載のライダ・システム。
【請求項７】
シャフトは２つのスリップリングを含み、
照明装置、センサ、及びデータ処理装置は、２つのスリップリングを介して電力を受け取り、そして
データ処理装置は、２つのスリップリングを介して範囲情報を送信するように構成される、
請求項１に記載のライダ・システム。
【請求項８】
データ処理装置は、パルス幅変調及びＩＲＤＡプロトコルを用いて、２つのスリップリングを介して範囲情報を送信するように更に構成される、請求項７に記載のライダ・システム。
【請求項９】
モータから分離される磁石と、
モータから分離される磁石インデックス・センサと、及び
モータのオペレーションを制御するように構成される制御システムと、
を更に含み、
モータは、ステッピング・モーターであり、データ処理装置は、磁石及び磁石インデックス・センサを使用してステータに対してロータの位置を確認するように構成される、
請求項１に記載のライダ・システム。
【請求項１０】
ライダ・システムであって、
ベースと、
センサ本体と、
ステータ及びロータを有するモータと、ここで、ロータはステータが回転駆動できるシャフトを有し、モータはモータがベースに対してセンサ本体を回転駆動できるようにベース及びセンサ本体に固定され、
センサ本体に取り付けられ、照明光を発するように構成される照明装置と、
センサ本体に取り付けられ、照明装置によって発せられる照明光及び反射されセンサに向かう照明光を受け取るようにダイレクトされる（向けられる）センサと、及び
センサ本体に取り付けられたデータ処理装置と、ここで、データ処理装置はセンサデータを関連する情報データに変換するようにプログラムされ、
を含み、
シャフトは、２つのスリップリングを含み、
照明装置、センサ、及びデータ処理装置は、２つのスリップリングを介して電力を受け取り、及び
データ処理装置は、２つのスリップリングを介して関連情報データを送信するように構成される、ライダ・システム。
【請求項１１】
データ処理装置は、パルス幅変調を使用して２つのスリップリングを介して関連情報データを送信するように更に構成される、請求項１０に記載のライダ・システム。
【請求項１２】
データ処理装置は、パルス幅変調及びＩＲＤＡプロトコルを用いて２つのスリップリングを介して関連情報データを送信するように更に構成される、請求項１０に記載のライダ・システム。
【請求項１３】
モータのオペレーションを制御するように構成される制御システムを更に含み、制御システムは、１つの方向において３６０度繰り返し回転するようにモータをダイレクトする（命令する）ように構成され、及び、制御システムは、３６０度未満の動作の範囲に渡ってモータを反対の方向に前後に回転するようにダイレクトする（命令する）ように構成される、請求項１０に記載のライダ・システム。
【請求項１４】
制御システムは、感知された対象物を追跡するように、関連情報データに基づいて、動作の限られる範囲の限界を調節するように更に構成される、請求項１３に記載のライダ・システム。
【請求項１５】
照明装置は赤外ＬＥＤ装置であり、センサは赤外センサである、請求項１３に記載のライダ・システム。
【請求項１６】
モータのオペレーションを制御するように構成される制御システムを更に含み、制御システムは、１つの方向において３６０度を繰り返し回転するようにモータをダイレクトする（命令する）ように構成され、及び、制御システムは、照明装置及びセンサの両方がオペレーションしている延長された期間、１つの方向にロータを固定するようにモータをダイレクトする（命令する）ように更に構成される、請求項１０に記載のライダ・システム。
【請求項１７】
照明装置は赤外ＬＥＤ装置であり、及び、センサは赤外センサである、請求項１６に記載のライダ・システム。
【請求項１８】
モータから分離される磁石と、
モータから分離される磁石インデックス・センサと、及び
モータのオペレーションを制御するように構成される制御システムと、
を更に含み、
モータは、ステッピング・モーターであり、データ処理装置は、磁石及び磁石インデックス・センサを用いて、ステータに対するロータの位置を確認するように構成される、
請求項１０記載のライダ・システム。
【請求項１９】
ライダ・システムであって、
ベースと、
センサ本体と、
ステータ及びロータを有するモータと、ここで、ロータはステータが回転駆動することができるシャフトを有し、モータはモータがベースに対してセンサ本体を回転駆動できるようにベース及びセンサ本体に固定され、
センサ本体に取り付けられ、照明光を発するように構成される照明装置と、
センサ本体に取り付けられ、照明装置によって発せられる照明光及び反射されセンサに向かう照明光を受け取るようにダイレクトされる（向けられる）センサと、
センサ本体に取り付けられ、センサから受信したデータから関連情報データを生成するように構成されるデータ処理装置と、
モータのオペレーションを制御するように構成される制御システムと、及び
それぞれがモータから分離される、磁石及び磁石インデックス・センサと、を更に含み、
モータはステッピング・モーターであり、及び、データ処理装置は、磁石及び磁石インデックス・センサを用いて、ステータに対するロータの位置を確認するように構成される、ライダ・システム。
【請求項２０】
磁石は、ベースに固定され、磁石インデックス・センサは、センサ本体に固定されるホール効果磁石センサである、請求項１９に記載のライダ・システム。
【請求項２１】
モータのオペレーションを制御するように構成される制御システムを更に含み、制御システムは、１つの方向において３６０度繰り返して回転するようにモータをダイレクトする（命令する）ように構成され、制御システムは、３６０度未満の動作の範囲に渡って反対の方向に前後に回転するようにモータをダイレクトする（命令する）ように更に構成される、請求項１９に記載のライダ・システム。
【請求項２２】
制御システムは、感知される対象物を追跡するように、関連情報データに基づいて、動作の限られる範囲の限界を調節するように更に構成される、請求項２１に記載のライダ・システム。
【請求項２３】
照明装置は赤外ＬＥＤ装置であり、及び、センサは赤外センサである、請求項２１に記載のライダ・システム。
【請求項２４】
モータのオペレーションを制御するように構成される制御システムを更に含み、制御システムは、１つの方向において３６０度繰り返し回転するようにモータをダイレクトする（命令する）ように構成され、及び、制御システムは、照明装置及びセンサの両方がオペレーションしている延長された期間、１つの方向にロータを固定するようにモータをダイレクトする（命令する）ように更に構成される、請求項１９に記載のライダ・システム。
【請求項２５】
照明装置は赤外ＬＥＤ装置であり、センサは赤外センサである、請求項２４に記載のライダ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機又は自動車のような乗り物における使用のためのもののような、回転ライダ・システム（対象物を検出し、その範囲を測定するための照明ベースのリモートセンシング技術）に関する。
【背景技術】
【０００２】
［背景技術］
今日、ライダ・システムは、典型的には、レーザ技術と既存のレーダ型範囲及び方向検出システムの組み合せとして考えられている。商用システムは、レーザーが、スキャンされた個々のものに対して光学的脅威を与えないので、風景の高高度３６０度スキャン、及び同様のスキャン・オペレーションのために使用されてきた。典型的なレーザベースのライダ・システムに対する重要な制限は、観察された個々の観測者の網膜を焼くことを避けるために、その個々の観察者に対する直接的露光を制限しなければならないことである。これらのシステムは、広大な範囲でオペレーションするが、故に、瞬間的な変化を感知する必要性はほとんどない。アマチュアシステムは、より局所的に実施できるより低い有害性の光ベースのセンサシステムに、この技術を拡大するが、空間的に及び速度的に、そのシステムのオペレーションを制限することができる構造的拘束によって制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ライダのために高く集中したレーザ光以外のものを使用することも知られており、ライダ・システムをオペレーションするために、ＬＥＤからのような、レーザではない光を使用することも知られている。高度に局所的な観測システムとして、局所状態における変化が非常に活発になり得るので、このシステムは、非常に時間感度が高くある必要があり、そして、非常に迅速に、そして広範囲の観測に渡って検出される必要がある。
【０００４】
固定ワイヤ又は回転ミラーに基づくシステムのような既存のシステムは、３６０度回転の制限及び／又はブラインドスポットを典型的に有する、ライダ・システムの視野範囲を制限する。更に、これらの限界を克服する過去の試みは、帯域幅通信を制限する電気／機械的技術、及び、ライダ・システムの全潜在能力にアクセスするため範囲及び方向情報を計算するために処理される必要のある情報の関連データ転送に基づいている。
【０００５】
３６０度に渡ってオペレーションし観察される個々人との安全な相互作用を可能にし、そして、本当にリアルタイムの観察を提供するため高スキャン・データ速度を更に提供する改善されたライダ・システムの必要性が存在することが理解される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［発明の概要］
種々の実施例において、本発明は、上述の必要性の一部又は全部を解決するが、観測される個々人との安全な相互作用を可能にし、更に、ガイダンスのためにライダを使用する装置のリアルタイム・オペレーションを提供するための高スキャン・データ速度を提供する、ライダー装置を提供する。
【０００７】
ライダ・システムは、ベースと、センサ本体と、ステータ及びロータを有するモータと、を含む。ロータは、ステータが回転駆動できるシャフトを有する。モータが、ベースに対してセンサ本体を回転駆動できるように、モータは、そのベース及びセンサ本体に固定される。照明装置は、センサ本体に取り付けられ、そして、照明光を発するように構成される。センサはまた、センサ本体に取り付けられ、照明装置によって発せられた照明光及び反射されセンサに向かう照明光を受け取るようにダイレクト（管理（ｄｉｒｅｃｔｅｄ））される。データ処理装置もまた、センサ本体に取り付けられ、センサデータに基づいて範囲情報を生成するようにプログラムされる。
【０００８】
有利に、センサ本体上のデータ処理装置の存在は、比較的少量の範囲データへと分解されるべき大量のセンサデータを提供する。このより小さいデータのストリームは、構造的に好ましい電気機械的構造に渡って達成され得る、センサ本体からベースへの高いデータ転送速度を提供する。
【０００９】
ライダ・システムは、更にシャフト上の２つのスリップリングを特徴とする。照明装置、センサ、及びデータ処理装置は、全て、その２つのスリップリングを介して電力を受け取る。データ処理装置は、パルス変調を用いてその２つのスリップリングを介して範囲情報を送信するように構成される。有利に、この電気機械的構造は、費用、重量、及び電子的又は機械的故障のリスクを最小限に抑える。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を例示する、添付の図面を用いて、好ましい実施例の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。本発明の実施例を構築し使用することを可能にするために以下に述べるように、特定の好ましい実施例の詳細な説明は、列挙された請求項を制限することを意図するものではなく、むしろ、請求項に係る発明の特定の例として機能することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
［図面の簡単な記述］
【図１】図１は、本発明を具現化するライダ装置の斜視図である。
【００１２】
【図２】図２は、図１に示されたライダ装置の一部分の断面正面図である。
【００１３】
【図３】図３は、図１に示されるライダ装置の電子システムの概略図である。
【００１４】
【図４】図４は、図１に示されるライダ装置の一部分の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［好ましい実施例の詳細な記述］
これまでに要約され、列挙されたクレームによって定義される発明は、添付の図面とともに読むべき、以下の詳細な説明を参照することにより、より良く理解されるかもしれない。本発明の特定の好ましい実施例のこの詳細な説明は、本発明の特定の実施態様を構築し使用することを可能にするために以下に述べるが、列挙されたクレームを限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明の特定の実施態様の特定の例を提供することを意図している。更に、本出願において提示される明示的又は黙示的な理論によって拘束される意図はない。
【００１６】
図１を参照すると、本発明の典型的な実施例は、無人航空機（「ＵＡＶ」）のような、ライダ・システム（図示せず）から恩恵を受ける装置に取り付けるための回転ライダ・システムに存在する。ライダ・システムは、ベース１０１、センサ本体１０３、及びモータ１０５を含む。モータは、ステータ１０７、ロータ１０９、及びロータに固定されたシャフト１１１を有する。ステータは、ロータ（及びそれに関してシャフト）を回転駆動するように構成される。
【００１７】
モータ１０５は、モータがセンサ本体をベースに対して回転駆動できるように、ベース１０１及びセンサ本体１０３に固定される。より詳細には（必ずしも必要ではないが）、ステータ１０７は、モータハウジング１１３に固定され、モータハウジング１１３は、次にベースに固定されるが、一方、シャフト１１１は、センサ本体に固定される。
【００１８】
ベース１０１は、例えばＵＡＶ又は自動車のようなライダ・システムから恩恵を受ける装置に取り付けるように構成される。ベースは、ベースＰＣＢ上に取り付けられるメモリ及びＣＰＵのような電子デバイス１２５の形態におけるマイクロコントローラ制御システム１２３を収容するベース・プリント基板（「ベースＰＣＢ」）１２１を含む。
【００１９】
センサ本体１０３は、オフセットされ及び平行に取り付けられる一対のセンサ本体ＰＣＢｓ（「ＳＢ  ＰＣＢｓ」）からなるセンサボードを含む。一対のＳＢ  ＰＣＢｓの第１のＳＢ  ＰＣＢ  １３１は、選択された時間に照明光を発するように、センサ本体１０３に取り付けられ、ＬＥＤ  １３５（即ち、発光ダイオード）で構成される、照明装置１３３を支持する。一対のＳＢ  ＰＣＢｓの第２のＳＢ  ＰＣＢ  １３７は、照明装置によって発光される照明光、及び、照明された対象物によって反射されセンサに向かう照明光、を受け取るようにダイレクト（向けられる（ｄｉｒｅｃｔｅｄ））される、センサ本体に取り付けられたセンサ１３９を支持する。センサは、反射され受け取られた照明光に基づいてセンサデータを発するように更に構成される。
【００２０】
照明装置１３３及びセンサ１３９は、ロータ１０９及びシャフト１１１の配向によって規定される回転のロータ軸１４１に垂直な感知方向において、互いに平行となるようにダイレクト（向けられる（ｄｉｒｅｃｔｅｄ））される。照明装置は、それがダイレクト（向けられる（ｄｉｒｅｃｔｅｄ））される対象物を照明し、次いで、センサは、照明装置によって発光され及びそれがダイレクト（向けられる（ｄｉｒｅｃｔｅｄ））される対象物によって反射されセンサに向かう反射照明光を受け取る。モータがセンサ本体を回転駆動するとき、センサデータは、感知方向が通過する円弧全体に渡って生成される。
【００２１】
センサ本体１０３は、センサ本体に取り付けられたマイクロコントローラ・データ処理装置１４３を更に含むが、このデータ処理装置は、センサデータを関連する情報データに変換するように、より詳細には、センサから受信されたセンサデータに基づいて範囲情報を生成するように、プログラムされている。データ処理装置は、第１及び／又は第２のＳＢ  ＰＣＢｓ、１３１、１３７に配置され、そして、そのＳＢ  ＰＣＢｓに取り付けられたメモリ及びＣＰＵのような電子装置１５１の形態にある。
【００２２】
制御システム１２３は、モータ１０５のオペレーションを制御するようにプログラムされる。より詳細には、制御システムは、種々の異なるオペレーションにおいてモータをダイレクト（管理する（ｄｉｒｅｃｔ））するように構成される。第１のオペレーションにおいて、照明装置１３３及びセンサ１３９の両方がオペレーションしている間に、制御システムは、１つの回転方向において３６０度ロータ１０９及びシャフト１１１（及びそのようしてセンサ本体１０３の感知方向）を繰り返し回転させるように、即ち、１つの回転方向において３６０度に渡って範囲情報のために連続的にスキャンするように構成されている。
【００２３】
第２のアクションにおいて、照明装置１３３及びセンサ１３９の両方がオペレーションしている間に、延長された期間に１つの方向において、制御システム１２３は、位置ロータ１０９及びシャフト１１１を固定し、これによって、センサ本体１０３の感知方向を固定するようにモータ１０５をダイレクト（向ける（ｄｉｒｅｃｔ））するように構成されているが、そのようにして１つの感知方向における範囲情報を生成する。ライダ・システムから恩恵を受けるであろう装置（例えば、ＵＡＶ）が、１つの場所にそれ自身を取り付け、及び、１つのターゲットの距離又は存在の何れかを観測するとき、このオペレーションは、特に興味深い。
【００２４】
第３のオペレーションでは、ロータ１０９及びシャフト１１１を回転させ、それによって、照明装置１３３及びセンサ１３９の両方がオペレーションしている間に、３６０度未満の限られた範囲に渡って、反対の回転方向において前後に、センサ本体１０３の感知方向を回転させるように、モータ１０５をダイレクト（方向付ける（ｄｉｒｅｃｔ））するように、制御システム１２３は構成される。より典型的には、この第３のオペレーションにおいて、回転方向の限られた範囲内において動きを監視するためのように、９０度未満又は３０度未満の小さな範囲に渡って、ロータ及びシャフトは、回転させられる。
【００２５】
制御システム１２３の第４のオペレーションは、第３のオペレーションのそれと同じであるが、その制御システムは、更に、感知された対象物の方向及び範囲の両方を追跡しその後に続くように、感知された読み込み内容に基づいて、動きの限られた範囲の限界を調節するように構成されるが、それは、スキャンされている回転方向の限られた範囲をはるかに超える回転方向の範囲に渡って、移動するかもしれないからである。
【００２６】
典型的なレーザ装置を用いて、限られた動きの範囲のアクション（及び、特に、１つの方向において照明装置を固定するオペレーション）は、観測されるヒト及び動物を、重大な暴露でもって眼にレーザが及ぼし得たであろう影響のため、重大な光学的リスク（即ち、眼損傷のリスク）に晒すであろう。この好ましい実施例がレーザーというよりはむしろＬＥＤでオペレーションするという事実は、観測の対象を光学的に害するリスクが実質的に制限され或いは排除されることを意味する。更に、ＬＥＤ照明光は、レーザーよりもガラスを検出するのにより効果的であり、狭い間隙によって誤誘導される可能性がはるかに低い。
【００２７】
もちろん、より低い集中度の光（例えば、ＬＥＤ）の使用は、オペレーションの限られた範囲（即ち、距離）という結果になる。この視る範囲への制限は、照明装置１３３及びセンサ１３９に依存する。好ましくは、この実施例では、照明装置は赤外線ＬＥＤ装置であり、そして、センサは赤外線センサである。
【００２８】
システムのオペレーションの複数のタイプを支持するために、ライダ・システムは、モータ１０５が配向を繰り返し変える場合であっても、検知情報の回転方向を確立し確認するための能力のある回転検出システムを必要とする。この目的に向かって、ライダ・システムは、モータから分離された磁石１７３と、モータから分離された磁石インデックス・センサ（ｉｎｄｅｘ  ｓｅｎｓｏｒ）１７５と、を含む位置センサ・システムを更に含む。
【００２９】
モータ１０５は、ステッピング・モーターであり、典型的には２度刻みで動作する。データ処理装置１４３は、磁石１７３及び磁石インデックス・センサ１７５を用いて、ステータに対するロータの位置を確認するように構成される。このようにして、ステッピング・モーターは、一般に、その最終位置に相対するその位置を知るように構成されているが、磁石及び磁石インデックス・センサは、磁石及びセンサが互いに通過するたびに、この情報を調整し確認し、そこからオペレーションすべきである絶対的基準を提供する。本実施例において、磁石は、ベース１０１に固定され、磁石インデックス・センサは、センサ本体１０３に固定されたホール効果磁石センサ（Ｈａｌｌ  Ｅｆｆｅｃｔ  ｍａｇｎｅｔ  ｓｅｎｓｏｒ）である。
【００３０】
従来技術のシステムにおいて、基本的な欠陥は、動作の所望の範囲及び通信システムによって暗示される物理的制約の間のコンフリクトである。例えば、すべての電気装置（照明装置及びセンサを含む）を固定プラットフォーム上に配置し、次いで、ミラーを回転させることによって照明光をダイレクト（方向付ける（ｄｉｒｅｃｔ））することが知られている。このような装置は、配線及び／又は回転構造が視野を遮ることによって引き起こされるブラインド・スポットのために制限を有する。照明装置及びセンサが視ることの障害を有するシステムにおいて、そのシステムは重大な制限を有する。
【００３１】
更に、（レーザーのような）電気部品を有するシステムの如何なる回転部分も、電力供給及び制御が必要であるかもしれない。回転システムによって生成された情報（例えば、感知されたセンサデータ）は、非回転システムに受け渡されなければならない。直接的に配線されたスピニング光学システムは、配線のため、３６０°を繰り返しスピンさせることはできない。スピニング・ミラーを使用する光学システムは、ミラー制御システム（又は送信機／受信機システム）からのワイヤが２つのシステムを通信状態にするために、ミラーの視界を横切るブラインド・スポットを本質的に有する。
【００３２】
多数のスリップリング（例えば、４つ以上のスリップリング）は、回転体の如何なる電力要求を移転するため及びセンサからの感知データの更なる通信をするための両方のために使用され得る。それにもかかわらず、このタイプのシステムは、かなりの数の故障シナリオ（即ち、リスク要素）へと導かれるであろう。すべてのスリップリングは、システム故障のリスクを増加させるだけでなく、システムの費用及び複雑さも増大させる。更に、各スリップリングは、回転体の回転に追加の抵抗を加え、そして、そのためシステムの精度に影響を与える。本実施例は、この問題に対してより良い解決策を提供する。
【００３３】
本実施例は、情報及び電力の両方を移動させるために、それぞれ２つのブラシを有する２つのスリップリング１６１のみを含んでいる。照明装置１３３、センサ１３９、及びデータ処理装置１４３は、２つのスリップリングを介して電力を受け取る。また、データ処理装置は、パルス変調を使用して、２つのスリップリングを介して生成された範囲情報を送信するように構成される。送電線上のパルス変調データの流れは、フル電力がデリバリされる間、通信可能な帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）に制限を課す。それにもかかわらず、データ処理装置１４３によって生成される範囲情報は、感知されたデータをセンサから直接的に送信するために必要とされるであろうものよりも実質的に小さい帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を必要とするので、２つのスリップリングのみの使用は、実行可能な解決策である。従って、そのシステムは、低電力ライダ・システムである間、非常な高速度の範囲データ生成で、オペレーションすることができる。
【００３４】
ライダ・システムは、ベース１０１に取り付けられた電源２０１から電力を受け取る。電源からの電力は、２つのスリップリング１６１を介してセンサ本体１０３に送られるが、ここで、それはセンサ本体上で必要に応じて（例えば、照明装置１３３、センサ１３９、及びデータ処理装置１４３に）分配される。
【００３５】
スリップリング１６１を通過する電力は、データ処理装置１４３による使用のために、オペレーション情報のモードを通過させるために、モータ制御システム１２３によって変調される。変調された電力信号は、スリップリング１６１を介してセンサ本体１０３に送られるが、ここで、その電力は電力バス１７９に分配される。
【００３６】
変調電力信号における情報は、センサ本体レベル・トランスレータ１８１において変換され、そして、データ処理装置１４３に渡され、それにオペレーション情報のモードを提供する。データ処理装置は、照明装置１３３及びセンサ１３９のオペレーションを制御し、そして、そのセンサからセンサデータを受信する。データ処理装置はまた、位置情報のための磁石インデックス・センサ１７５をモニタする。データ処理装置は、センサ本体１０３の回転位置に対応する範囲情報を計算する。
【００３７】
各感知方向に対する範囲及び位置情報は、それから、データ処理装置１４３によって電力信号へと変調される。スリップリング１６１の他方側では、ベース・レベル・トランスレータ（ｂａｓｅ  ｌｅｖｅｌ  ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ）１８３は、その情報を変換し、それを外部に流布するために制御システム１２３に渡す。
【００３８】
従って、スリップリングは、２つのワイヤに渡って電力及びデータを送信することを可能にする。スリップリング当たり２つのブラシは、リンクの信頼性を高める。センサ本体１０３は、このライン上にデータを置くが、それを下に引くことによってである。このエンコーディングは、センサ本体への電力損失を最小にするために使用される。センサ本体からのシリアルデータは、ＩＲＤＡエンコーダによってエンコードされ、入力電力に重ね合わせられる狭いパルスに変換される。センサ本体１０３上のダイオード２１１は、これらのパルスを絶縁する。ベース１０１において、これらの狭いパルスは、レベル・トランジスタ（ｌｅｖｅｌ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１８１を用いてデジタル・パルス・ストリーム（ｄｉｇｉｔａｌ  ｐｕｌｓｅ  ｓｔｒｅａｍ）に変換され、そして、制御システム１２３に供給される。次に、制御システムは、ＩＲＤＡストリームをＵＡＲＴシリアル・データに変換し、パケットをライダ装置を必要とする装置（例えば、ＵＡＶ）に送信する。
【００３９】
回転部品への電力の効率的なデリバリ及び情報の効率的なデリバリの間には、トレードオフがある。それにもかかわらず、回転体上の範囲情報計算の全て行うことにより、送信されるべき情報の量が大幅に減少し、従って、電力デリバリへの影響は、極めて限定され得る。
【００４０】
有利に、本発明の特徴は、非常に高いデータ容量を有するライダ装置を提供する。例えば、毎秒５を超えるセンサ本体１０３の回転により、毎秒１０００のデータ・ポイントのオーダーにおいて、約１．４Ｗを必要とし及び重量約３５グラムを持つライダ装置によって、生成され及び送信され得る。更に、データ処理装置１４３は、センサ本体の回転がセンサ本体上の電子装置１５１の上を通る連続的な空気の流れを生じ得るので、冷却を必要としないかもしれない。このようにして、本実施例は、すべて高いデータ速度でオペレーションされながら、軽量な、安価な、信頼性のある、光学的に安全な、及び正確なライダ装置を提供する。
【００４１】
本発明は、本発明自身の装置及び方法だけでなく、本発明の下において、ライダ装置を設計し、及び、生産するための、装置及び方法を含むことを理解されるべきである。更に、本発明の種々の実施例は、これらの特徴の様々な組み合わせ、及び／又は、記述された特徴を組み込んだ他のシステムをも組み込むことができる。要するに、上記において開示された特徴は、本発明の予期される範囲内で、広範な構成において組み合わせることができる。
【００４２】
本発明の特定の形態がこれまで図解され記述されてきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更がなされ得ることは明らかであろう。このようにして、本発明は、好ましい実施例のみを参照して詳細に記述されてきたが、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更がなされ得ることを認識するであろう。従って、本発明は、上述の議論によって限定されることは意図しておらず、以下の請求項を参照して定義される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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