(57)【要約】ＬＩＤＡＲシステムは、車両または他の客体に取り付けることができる１つ以上のＬＩＤＡＲセンサアセンブリを含む。各々のＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、レーザ光を放射するレーザ光源と、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された基準面からレーザ光源によって放射されたレーザ光の反射に対応する反射した光を検出したことに応答して、光信号を生成するセンサと、を含む。ＬＩＤＡＲセンサアセンブリのコントローラは、基準面から反射されたレーザ光のパルスの反射に対応する反射した光の検出を示す光センサからの信号に少なくとも部分的に基づいて、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正してもよい。
2020503533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＩＤＡＲセンサアセンブリであって、
固定基準面を有する静止部と、
前記静止部に結合され、前記静止部に対して回転可能な回転可能アセンブリであって、前記回転可能アセンブリは、レーザ光を放射するレーザ光源と、前記固定基準面から前記レーザ光源によって放射された前記レーザ光の反射に対応する反射した光を検出したことに応答して、光信号を生成するように構成された光センサと、を含む、回転可能アセンブリと、
前記レーザ光源および前記光センサに通信可能に結合されたコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記光源にレーザ光のパルスを放射させる発射信号を前記光源に送信し、
前記固定基準面からのレーザ光の前記パルスの反射に対応する反射した光の検出を示す信号を前記光センサから受信し、
前記固定基準面からのレーザ光の前記パルスの前記反射に対応する前記反射した光の検出を示す前記信号に少なくとも部分的に基づいて、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正する、
ことを特徴とするＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項２】
前記コントローラは、
前記発射信号の前記送信から前記光センサによる前記反射した光の前記検出までの飛行時間を測定し、
前記飛行時間を、前記レーザ光源から前記固定基準面まで、および前記光センサに戻る既知の距離を移動するレーザ光の前記パルスについての予測飛行時間と比較し、
前記比較に少なくとも部分的に基づいて、距離の計算を調節する、
ことによって前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するように動作可能である、ことを特徴とする請求項１に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項３】
前記固定基準面は、実質的に不透明であり、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度を制限する、ことを特徴とする請求項１に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項４】
前記固定基準面は、光拡散器を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項５】
前記固定基準面は、実質的に透明である、ことを特徴とする請求項１に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項６】
前記回転可能アセンブリは、その周りで前記回転可能アセンブリが回転可能である回転の軸を有する長尺状シャーシを含み、
前記静止部は、
前記長尺状シャーシの第１の端に回転可能に結合された第１の支持リブと、
長尺状シャーシアセンブリの第２の端に回転可能に結合された第２の支持リブと、
前記第１の支持リブと前記第２の支持リブとの間で延在し、前記第１の支持リブと前記第２の支持リブとの間に結合された長尺状スパインと、を含み、
前記長尺状スパインは、前記固定基準面としての役割を果たす、
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項７】
前記長尺状スパインは、前記回転可能アセンブリに最も近い前記長尺状スパインの面の少なくとも一部に配置された光拡散器を含む、ことを特徴とする請求項６に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項８】
前記長尺状スパインは、前記長尺状シャーシの回転の前記軸に実質的に平行である、ことを特徴とする請求項６に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項９】
前記長尺状スパインは、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを車両に取り付ける取付部を含む、ことを特徴とする請求項６に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項１０】
前記静止部は、前記回転可能アセンブリを少なくとも部分的に囲む筐体を含み、前記筐体は、前記回転可能アセンブリの一部を少なくとも部分的に取り囲む筐体を含む輪状レンズを含み、前記輪状レンズから前記レーザ光が放射され、前記輪状レンズによって前記反射した光が受信され、
前記輪状レンズは、前記固定基準面としての役割を果たす、
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項１１】
ＬＩＤＡＲシステムを較正する方法であって、
レーザ光源にＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された基準面に向かってレーザ光のパルスを放射させる発射信号を、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの前記レーザ光源に送信するステップと、
信号を前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの光センサから受信するステップであって、前記信号は、前記基準面からのレーザ光の前記パルスの反射に対応する反射した光の検出を示す、ステップと、
前記基準面からのレーザ光の前記パルスの前記反射に対応する前記反射した光の検出を示す前記信号に少なくとも部分的に基づいて、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するステップと、
を備えた、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するステップは、
前記発射信号の前記送信から前記光センサによる前記反射した光の前記検出までの飛行時間を測定するステップと、
前記飛行時間を、前記レーザ光源から前記基準面まで、および前記光センサに戻る既知の距離を移動するレーザ光の前記パルスについての予測飛行時間と比較するステップと、
前記比較に少なくとも部分的に基づいて、距離の計算を調節するステップと、
を含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度を走査するように、回転の軸の周りに前記レーザ光源および前記光センサを含む回転可能アセンブリの回転を生じさせるステップをさらに備えた、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記回転可能アセンブリの旋回ごとに少なくとも１回、前記生成するステップ、前記受信するステップ、および前記較正するステップを繰り返すステップをさらに備えた、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記生成するステップ、前記受信するステップ、および前記較正するステップは、周期的に実行される、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記生成するステップ、前記受信するステップ、および前記較正するステップは、トリガイベントに応答して実行される、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
車両と、
前記車両に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリと、を備え、前記ＬＩＤＡＲアセンブリは、
静止部と、
前記静止部に結合され、前記静止部に対して回転可能な回転可能アセンブリであって、前記回転可能アセンブリは、レーザ光を放射するレーザ光源と、前記レーザ光源および光センサに対して既知の距離において固定された基準面から前記レーザ光源によって放射された前記レーザ光の反射に対応する反射した光を検出したことに応答して、光信号を生成するように構成された光センサと、を含む、前記回転可能アセンブリと、
前記レーザ光源および前記光センサに通信可能に結合されたコントローラと、を含み、
前記コントローラは、
前記レーザ光源にレーザ光のパルスを放射させる発射信号を前記レーザ光源に送信し、
前記基準面からのレーザ光の前記パルスの反射に対応する反射した光の検出を示す信号を前記光センサから受信し、
前記基準面からのレーザ光の前記パルスの前記反射に対応する前記反射した光の検出を示す前記信号に少なくとも部分的に基づいて、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正する、
ように動作可能である、ことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
前記コントローラは、前記発射信号の前記送信から前記光センサによる前記反射した光の前記検出までの飛行時間を測定し、前記飛行時間を、前記レーザ光源から前記基準面まで、および前記光センサに戻る既知の距離を移動するレーザ光の前記パルスについての予測飛行時間と比較し、前記比較に少なくとも部分的に基づいて、距離の計算を調節する、
ことによって前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するように動作可能である、ことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記固定基準面は、実質的に不透明であり、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度を制限する、ことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記基準面は、光拡散器を含む、ことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記固定基準面は、実質的に透明である、ことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２２】
前記基準面は、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの一部を含む、ことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２３】
前記基準面は、前記車両の一部を含む、ことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願
本出願は、その全てが、全ての目的に対してその全体において参照により本明細書に組み込まれている、「ＬＩＤＡＲ  ＳＥＮＳＯＲ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ  ＢＡＳＥＤ  ＯＮ  ＲＥＦＥＲＥＮＣＥ  ＳＵＲＦＡＣＥ」という名称の２０１６年１２月３０日に出願した米国特許仮出願第６２／４４０，７６１号に対する優先権を主張する、２０１７年４月１３日に出願した米国特許出願第１５／４８７，３６３号のＰＣＴ国際出願である。
【０００２】
「ＬＩＤＡＲ」という用語は、光を放射し、光の反射の特性を測定することによって、目に見える客体までの距離を測定するための技法を指す。ＬＩＤＡＲシステムは、光放射器と光センサとを有する。光放射器は、高度に焦点が合わされた光を、客体に向かって方向付けるレーザを含むことができ、次いで客体は光を光センサに戻すように反射する。光センサは、光強度を対応する電気信号に変換する光電子増倍管またはアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などの光検出器を含むことができる。ＬＩＤＡＲシステムの特定の性質に応じて、光の焦点を合わせるための光送信および受信経路において、レンズなどの光学素子が使用されることがある。
【０００３】
ＬＩＤＡＲシステムは、放射されたレーザ光が反射された表面までの距離を決定するために、反射された光信号を分析する信号処理構成要素を有する。例えばシステムは、光信号がレーザから、表面まで、および光センサに戻るまで移動するのに従って、光信号の「飛行時間」を測定してもよい。距離は、次いで既知の光速に基づいて計算される。しかし、距離測定の正確さは、ＬＩＤＡＲシステムの構成要素（例えば電源、光源、光センサなど）の性能特性に依存することがある。さらに、温度および／または湿度などの環境条件の変化は、時間経過に伴って距離測定に影響を与えることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第１５／２８１，４１６号明細書
【発明の概要】
【０００５】
添付の図を参照して詳細な説明が述べられる。図において、参照番号の最も左側の数字は、参照番号が最初に現れる図を識別する。異なる図における同じ参照番号の使用は、同様なまたは同一の構成要素または特徴を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された基準面を使用して較正されることができる例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリを示す部分的切断図である。
【図２】例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリによって放射されたパルス、および固定基準面から反射された光に対応する受信されたパルスのタイミング図である。
【図３Ａ】明瞭にするために外部筐体が省略された、固定基準面を含んだ静止支持構造体を含む例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリの斜視図である。
【図３Ｂ】明瞭にするために上部支持リブが省略されて示される、図３の例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリの簡略化された上面図である。
【図４Ａ】輪状レンズを含んだ外部筐体を示す、図３Ａの例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリの斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａの線Ｂ−Ｂに沿ってとられた、図４Ａの例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリの簡略化された断面図である。
【図５】妨げられない３６０度検出角度を有する、他の例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリの簡略化された断面図である。
【図６】車両に取り付けられた複数のＬＩＤＡＲセンサアセンブリを有する例示の車両の上面図である。
【図７】ＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対する例示の取付の向きを示す例示の車両の側面図である。
【図８】ＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された基準面を使用してＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正する例示の方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
通常のＬＩＤＡＲシステムは、光パルスを放射し、環境内の客体から反射された光パルスに対応する反射光を検出する。反射された光信号は次いで、ＬＩＤＡＲシステムから、放射されたレーザ光が反射された表面までの距離を決定するために分析される。例えば、システムは、光信号がレーザから、客体まで、および光センサに戻るまで移動するのに従って、光信号の「飛行時間」（ＴＯＦ）を測定してもよい。次いで、測定された飛行時間および既知の光速に基づいて、距離が計算される。しかし、既存のＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲシステムの構成要素の性能特性を考慮に入れない。
【０００８】
例えば、これらの既知の技法は、光源はそれが発射するように指示されたとき、実質的に瞬時に光パルスを放射することを想定している。しかし、実際には、光パルスは瞬時に放射されない。そうではなく、ＬＩＤＡＲシステムの構成要素において固有のいくらかの遅延時間が存在する。さらに、光パルスは事実上ガウス分布とすることができ、時間と共にピークまで上昇し、その後にオフまで低下する。従って、光パルスの実際の飛行時間は、放射された光パルスのピークから、戻りパルスのピークまでの時間である。しかし、放射された光パルスのピークに対応する時間は既知とならないことがあるので、既存のＬＩＤＡＲシステムは、光源が発射するように指示された時間を代用（proxy）として使用する。従って、既存のＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲシステムの構成要素の性能特性および制限によって本質的に引き起こされる距離測定における不正確さを考慮していない。さらに、既存のＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲシステムの同様な構成要素の間の性能特性の差（例えば、ＬＩＤＡＲシステム内の複数の異なる光源の間の特性の差）を考慮していない。既存のＬＩＤＡＲシステムはまた、ＬＩＤＡＲシステムが動作している環境条件によって引き起こされる変化など、時間経過に伴う性能特性の変化を考慮していない。
【０００９】
本出願は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリから既知の距離に固定された基準面に基づいてＬＩＤＡＲシステムを較正するための技法を述べる。ＬＩＤＡＲセンサアセンブリから既知の距離にある固定基準面を使用することによって、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、放射された光パルスのピークの時間を正確に測定することが可能となる。いくつかの例においてこれは、基準面まで、およびＬＩＤＡＲセンサアセンブリに戻るまでの光パルスの予想される飛行時間を計算することによって、直接なされることができる。この予想される飛行時間から、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの構成要素の性能特性に起因する、光源を発射させるための命令から、放射された光パルスのピークまでの遅延時間を正確に決定することができる。他の例において、基準面までの比較的短い距離（通常数センチメートル以下）により、基準面までの光パルスの飛行時間は無視できるほどになることができ、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、遅延時間は光源を発射させるための信号から、ピーク戻り信号の受信までの時間であると決定してもよい。
【００１０】
遅延時間を決定するために使用される技法に関わらず、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、遅延時間を考慮して較正されることができ、それによってその後の距離測定の正確さを改善する。複数チャネルＬＩＤＡＲシステムの場合、これらの較正技法は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの各チャネル（例えば、光源および光センサの組み合わせ）に対して実行されてもよくる。さらに、いくつかの例において、これらの技法は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリが動作している環境条件によって引き起こされる変化など、時間経過に伴う性能特性の変化を考慮するように、実行時に適用されることができる。またさらに、いくつかの例において、基準面から戻された反射光の強度が測定され、光源の性能の変化を検出するために前の戻りと比較されてもよい（例えば、光源の劣化、過熱故障、または誤動作、キャパシタまたは他の電源の蓄積容量などを決定する）。
【００１１】
いくつかの例において、本明細書で述べられる技法を実施するために使用可能なＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、シーン全体にわたって水平に走査するように垂直回転軸の周りに回転するシャーシ内に取り付けられた、１つまたは複数の光源と、１つまたは複数の光センサと、関連付けられた回路とを含んだ回転可能アセンブリを含む。シャーシの回転の間、光パルスは異なる水平方向に放射される。水平の光放射角は、シャーシの回転と共に変化する。他の例において、本開示によるＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、異なる向きに取り付けられてもよい（例えば、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリが水平以外の経路において走査するように、垂直軸以外の軸の周りを回転してもよい）。いくつかの例において、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの視界は、不透明な客体によって制限されまたは部分的に妨げられることがある（例えば、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの静止部分、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリが取り付けられた車両などにより）。その場合、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、３６０度未満の「制限された検出角度」を有すると言われることがある。妨げるものは、回転可能アセンブリの回転軸に対して固定された基準面を含むことがある。従って、基準面は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの光源および光センサから既知の固定の距離に位置決めされ、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するために使用されてもよい。他の例において、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、妨げられない３６０度検出角度を有してもよい。
【００１２】
いずれの場合（制限された検出角度または妨げられない検出角度）も、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、追加としてまたは代替として実質的に透明な表面（例えば、回転可能アセンブリを取り囲むカバーまたはレンズ）を含んでもよい。実質的に透明な表面は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの静止部分に結合されることができ、回転可能アセンブリの回転軸から既知の距離に固定されてもよい。実質的に透明な表面は、光源によって放射された光の一部分を反射することができ、従って、追加としてまたは代替としてＬＩＤＡＲセンサアセンブリをそれから較正するための固定基準面として機能することができる。
【００１３】
いくつかの例において、較正はＬＩＤＡＲセンサアセンブリのコントローラによって以下のように実行されてもよい。コントローラは、光源に、固定基準面に向かって光のパルスを放射してもよい。コントローラは次いで、固定基準面からの光のパルスの反射に対応する反射光の検出を示す光センサからの信号を受信する。コントローラは、固定基準面からのレーザ光のパルスの反射に対応する反射光の検出を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正してもよい。
【００１４】
このようにして、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、光源、光センサ、および関連付けられた回路の性能特性に固有の遅延時間を考慮するように較正されることができ、それによってその後の距離測定の正確さを改善する。複数チャネルＬＩＤＡＲシステムの場合、各チャネル（例えば光源および光センサの組み合わせ）が較正されてもよい。この較正は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリが動作している環境条件によって引き起こされる変化など、時間経過に伴う性能特性の変化を考慮するために、ＬＩＤＡＲシステムがオンにされたときおよび／または使用の間に定期的に実行されてもよくる。
【００１５】
これらおよび他の態様は、添付の図面を参照して以下でさらに述べられる。図面は単に例示の実装形態であり、特許請求の範囲を限定すると解釈されるべきではない。例えば、図面は特定の数のチャネルを含んだＬＩＤＡＲセンサアセンブリを描いているが、本明細書で述べられる技法は、異なる数のチャネルを使用したＬＩＤＡＲセンサアセンブリにも適用可能である。また、いくつかの例においてＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、車両に取り付けられているように述べられるが、他の例において本開示によるＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、製造ライン、セキュリティ関連その他など、他のシナリオにおいて使用されてもよい。
【００１６】
例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ
図１は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００を含んだ例示のシステムの部分的切断図である。ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００は、複数のレーザ光源１０４（１）〜１０４（Ｎ）（まとめて「レーザ光源１０４」と呼ばれる）と、１つまたは複数の光センサ１０６（１）〜１０６（Ｎ）（まとめて「光センサ１０６」と呼ばれる）とを含むシャーシ１０２を含み、ここでＮは１以上の任意の整数である。ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００はまた、光源による光の放射を制御し、光センサ１０６からの信号を受信および分析するように構成された制御回路１０８を含む。
【００１７】
いくつかの例において、シャーシ１０２は、シャーシ１０２の２つの側面のそれぞれに区画を形成する隔壁１１０を含んでもよい（設置の容易さおよび明瞭さのために透明として示される）。図１において、センサ区画１１２はシャーシ１０２の一方の側に示され、放射器区画１１４はシャーシ１０２の他方の側に示される。センサ区画１１２は光センサ１０６を収容し、放射器区画１１４はレーザ光源１０４を収容し、隔壁１１０はそれらの間の光漏洩を防止または制限するように不透明とすることができる。
【００１８】
示される例において、シャーシ１０２はまた第１のレンズ１１６と、第２のレンズ１１８とを支持し、これらはそれぞれ、それらの光軸がシャーシ１０２の外面に対して概して直交するように方向付けられるように取り付けられてもよい。第１のレンズ１１６は、概して放射器区画１１４の上、およびレーザ光源１０４の前方にある。いくつかの例において、１つまたは複数のミラー１２０は、放射され受信された光を、水平と垂直方向との間で方向を変えるように、第１のレンズ１１６および第２のレンズ１１８の後方に、シャーシ１０２内に位置決めされる。シャーシ１０２は回転軸Ｘの回りに回転可能とすることができ、その結果、シャーシ１０２が回転するのに従って、第１のレンズ１１６および第２のレンズ１１８の光軸は、客体１２２を含む１つまたは複数の客体を含んだシーン全体にわたって、水平に走査するようになる。
【００１９】
いくつかの例において、ＬＩＤＡＲアセンブリ１００は、レーザ光源１０４が、それによって正確な方向に沿って光を放射することができる複数のチャネルを含むことができ、その結果、反射光は、特にレーザ光源１０４に対応する光センサに当たる。例えばレーザ光源１０４（１）および光センサ１０６（１）は具体的には第１のチャネルに対応することができるのに対して、レーザ光源１０４（Ｎ）および光センサ１０６（Ｎ）は具体的にはＮ番目のチャネルに対応してもよい。ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００の光学系は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００内の異なる物理的位置における光源１０４からのビームは、方位角および仰角において異なる角度で外向きに方向付けられるように設計される。具体的には、第１のレンズ１１６は、光源１０４からの光を、水平に対して異なる角度においてチャネルの少なくともいくつかに対して方向付けるように設計される。第１のレンズ１１６は、チャネルの対応する光センサ１０６が、同じ方向からの反射光を受信するように設計される。
【００２０】
制御回路１０８は、制御および分析ロジックを実施するコントローラ１２４を含む。コントローラ１２４は、部分的に、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、またはこれらの１つまたは複数と他の制御および処理要素との組み合わせによって実施されることができ、関連付けられたプログラムおよびデータを記憶するための関連付けられたメモリを有してもよい。
【００２１】
コントローラ１２４は、複数のチャネルのそれぞれのための制御および分析ロジックを実施する。単一のチャネルを使用して単一の距離測定を開始するために、コントローラ１２４は信号１２６を生成する。信号１２６は充電回路１２８によって受信され、充電回路１２８は適切な充電持続時間を決定し（例えば、所望の強度、パルス幅などに基づいて）、指定された充電持続時間の間、容量性ドライバ１３２を充電するための信号１３０を提供する。容量性ドライバ１３２は、光源１０４を駆動するための１つまたは複数のキャパシタのバンクを含む。充電の持続時間は、光源１０４によって放射される光パルスの強度を決定する。
【００２２】
指定された持続時間の間充電した後、コントローラ１２４は、容量性ドライバ１３２に、それぞれの光源１０４に対して放射器駆動信号１３４を出力させる。放射器駆動信号１３４は、光源１０４のそれぞれの光源（例えば、この例では光源１０４（１））に、第１のレンズ１１６を通って外向き経路１３６（一点鎖線によって示される）に沿って、１つまたは複数のレーザ光パルスを放射させる。バーストは、シーン内の客体１２２によって、戻り経路１３８（二点鎖線によって示される）に沿って、第２のレンズ１１８を通り、対応するチャネルの光センサ１０６（例えば、この例では光センサ１０６（１））まで反射される。
【００２３】
戻り経路１３８に沿って反射光を受信するとすぐに、光センサ１０６（１）は、戻り信号１４０をアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１４２に出力する。戻り信号１４０は、概して放射器駆動信号１３４と同じ形であるが、これはノイズ、干渉、異なる放射器／センサペアの間のクロストーク、他のＬＩＤＡＲデバイスからの干渉信号、パルスストレッチングなどの結果として、ある程度異なってもよい。戻り信号１４０はまた、放射されたレーザバーストの往復伝搬時間（すなわち放射されたバーストの飛行時間）に対応する時間量だけ、放射器駆動信号１３４に対して遅延されるようになる。
【００２４】
ＡＤＣ１４２は、戻り信号１４０を受信し、デジタル化してデジタル化された戻り信号１４４を生成する。デジタル化された戻り信号１４４は、時間経過に伴ってデジタル化された戻り信号１４４の大きさ（magnitude）およびタイミングを示すデジタル値のストリームである。この例において、デジタル化された戻り信号１４４は相関器１４６に提供され、相関器１４６は特定のデジタル化された戻り信号１４４を、対応する放射器駆動信号１３４と相互に関連付け、光源による光パルスの放射から、光センサにおける光パルスの戻りの反射の検出までの時間シフトを示す飛行時間信号１４８を出力する。いくつかの構成において、相関器１４６の機能のいくつかまたは全ては、コントローラ１２４によって実行されてもよい。戻り信号が放射された信号と相互に関連付けられまたは一致された後、コントローラ１２４は、次いで光のパルスの飛行時間を、既知の光速（speed of light）と組み合わせて使用して、客体１２２までの距離Ｄを計算することができる。距離Ｄは、この図では単に第１のレンズ１１６と客体１２２との間の距離として描かれているが、実際には距離Ｄは、光源１０４から光センサ１０６までの光路の合計往復距離を考慮に入れてもよい（すなわち、光源１０４および光センサ１０６と、それらのそれぞれのレンズ１１６および１１８との間の距離を含む）。上記の例は、放射されたパルスの飛行時間を取り出すために使用されてもよい多くの技法の単なる１つである。
【００２５】
しかし、図１の場合のように、客体１２２までの距離Ｄが既知である場合（すなわち客体１２２が、光源１０４および光センサ１０６から既知の、固定の距離に位置決めされている場合）、客体１２２は基準面として機能することができ、以下で図３を参照してさらに述べられるようにＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００を較正するために使用されてもよい。すなわち、ＬＩＤＡＲアセンブリが基準面（すなわち客体１２２）に向けられている間、飛行時間信号１４８は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００を較正するための「基準信号」として使用されてもよい。基準信号（すなわち、ＬＩＤＡＲアセンブリが基準面（すなわち客体１２２）に向けられている間の飛行時間信号１４８）は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００内の各チャネルに対して一意に捕捉されることができ、複数のその後の測定のために記憶され、使用されてもよく、熱ドリフトおよび／または他の変化するものを考慮するために時間と共に更新されてもよい。いくつかの例において、基準信号はシャーシの１回転に少なくとも１回更新されてもよい。他の例において、基準信号はある程度頻繁に更新されてもよい。さらにいくつかの例において、基準信号を作り出すために複数の読み取りが行われ、平均化されてもよい。
【００２６】
従って、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００から既知の距離Ｄにおいて、第１のレンズ１１６および第２のレンズ１１８の光軸の走査経路内に、客体１２２を固定することによって、客体１２２は基準面として使用されてもよい。いくつかの例において、客体１２２はＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００の一部とすることができ（例えば支持面、ハウジングの一部、レンズなど）、他の例において、客体１２２はＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００に対して固定された、周囲の環境の一部とすることができる（例えば車両、機械、または他の構造体）。
【００２７】
ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの例示の較正
図２は、図１に示されるものなどのＬＩＤＡＲセンサアセンブリの較正を示すためのタイミング図である。議論を容易にするために、図２は図１のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００の関連において述べられる。しかし、図２に示される概念はＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００による性能に限定されず、他のシステムおよびデバイスを使用して使用されてもよい。さらに、図２はＬＩＤＡＲシステムの単一のチャネル上の単一のパルスに対する例を描いている。しかし、他の例において、この技法はＬＩＤＡＲシステムの各チャネルに対して実行されてもよく、複数回、および／または複数のパルスを使用して実行されてもよい。
【００２８】
タイミング図２００は、例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリによって放射されるパルスを表す波形２０２と、固定基準面から反射された、放射された光に対応する受信されたパルスを表す波形２０４とを含む。いくつかの例において、放射器駆動信号１３４は放射されたパルスを表す波形２０２として使用されてもよく、戻り信号１４０は固定基準面から反射された光に対応する受信されたパルスを表す波形２０４として使用されてもよい。
【００２９】
図２に示されるように、Ｔ0は、容量性ドライバ１３２が放射器駆動信号１３４を送出して、光源１０４（１）に発射させる時間に対応する（すなわち、信号が送信される時間）。しかし上記で論じられたように、光パルスは瞬時に放射されない。むしろ、放射器駆動信号１３４が光源１０４（１）に印加されたとき、光源１０４（１）は、時間と共にピークまで上昇し、その後にオフまで低下するガウスパルスを放射する。Ｔ1は放射された光パルスのピークに対応し、Ｔ2は戻り信号のピークに対応する。光パルスの予想される飛行時間は、放射されたパルスのピークＴ1と、受信されたパルスのピークＴ2との間の時間に等しい。すなわち、予想される飛行時間はＴ2−Ｔ1に等しい。しかし上記で論じられたように、放射された光パルスのピークに対応する時間Ｔ1は、既知または直接に測定可能にならないことがある。代わりに、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００は、発射信号の送信Ｔ0と、受信されたパルスのピークＴ2との間の測定された飛行時間を決定してもよい。すなわち測定された飛行時間は、Ｔ2−Ｔ0に等しい。次いで、従来のシステムと異なり、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００は、基準面から受信されたパルスに基づいてＴ1を算出することができる。具体的には、基準面までの既知の距離Ｄと光速とを使用して、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００は、予想される飛行時間を算出することができる（すなわち放射されたパルスが、基準面まで、および戻るまでの往復を完了するためにかかるべき時間量）。これから、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００は、放射された光パルスのピークに対応する時間Ｔ1を算出することができる。これはまた、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００が、容量性ドライバ１３２および光源１０４などの、ＬＩＤＡＲシステムの構成要素の性能特性および制限に起因する発射遅延時間（すなわち発射信号の送出Ｔ0から、放射された光パルスのピークＴ1までの時間量）を決定することを可能にする。
【００３０】
他の例において、基準面までの比較的短い距離Ｄにより（通常数センチメートル以下）、基準面への光パルスの飛行時間は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリから通常約１メートルから約１００メートルの範囲内であるＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度内に放射された光パルス（すなわち周囲内の客体を検出するために、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの周囲内に放射されたパルス）の飛行時間と比較したとき、無視できるほどになることができる（すなわち、Ｔ2−Ｔ1は無視できるほどになることができる）。その場合、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００は、発射遅延時間を、発射のための信号Ｔ0からピーク戻り信号の受信Ｔ2までの全期間であるように扱うことができる。
【００３１】
いくつかの例において、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００は、戻り信号に基づいて、いつシャーシ１０２が基準面１２２に向かって光を放射するように方向付けられているかを決定してもよい（例えば、各回転の間に受信される最も短い戻り信号は、基準面に対応すると決定されてもよい）。他の例において、パルスが基準面１２２に向かって放射される間のシャーシ１０２の回転の一部分は、基準角度として定義されることができ、シャーシ１０２が基準角度内に光を放射するように方向付けられたときを示すために、シャーシ１０２に結合されたロータリエンコーダが使用されてもよい。シャーシ１０２が基準角度内に方向付けられている間に受信された戻り信号は、基準面に対応することが決定されてもよい。
【００３２】
いくつかの例において、基準面から戻された反射光の強度が測定され、光源の性能の変化を検出するために前の戻りと比較されてもよい（例えば、光源の劣化、過熱故障、または誤動作、キャパシタまたは他の電源の蓄積容量などを決定する）。例えば、受信された基準パルスのピークが、前の受信された基準パルスより低い大きさを有する場合、または受信された基準パルスのシーケンスがピーク値の下降傾向を示す場合、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００は、放射されたパルスに対応する光源が過熱故障しつつある、損傷した、汚れた、または他の形式でサービスを必要とすることを決定してもよい。
【００３３】
いくつかの例において、戻りパルスの形状など（例えば、どの程度ガウス分布か、どの程度急峻／鋭いか、どの程度広いかなど）、戻りパルスの他の特性が追加としてまたは代替として測定されてもよい。戻りパルスの形状は追加の情報を提供することができ、これは例えばＬＩＤＡＲセンサの較正、および／または放射された信号パルスと受信された信号パルスの相関のために有用となることができる。
【００３４】
一体型基準面を有する例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ
図３Ａ、３Ｂ、４Ａ、および４Ｂは、１つまたは複数の一体型基準面を有する例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００を示す。具体的には、図３Ａは明瞭にするために外部筐体が省略された、例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の斜視図である。図３Ｂは、上部支持リブが省略された、例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の簡略化された上面図である。図４Ａは、外部筐体を示す例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の斜視図である。図４Ｂは、図４Ａの線Ｂ−Ｂに沿ってとられた、例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の簡略化された断面図である。
【００３５】
図３Ａは、静止部分３０２と、静止部分３０２に結合され、それに対して回転可能な回転可能アセンブリ３０４とを含んだＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００を示す。回転可能アセンブリ３０４は、図１に示されるものなどの、レーザ光を放射するための複数のレーザ光源と、複数の光センサと、関連付けられた回路および電子回路（例えば１つまたは複数のコントローラ、充電回路、容量性ドライバ、ＡＤＣ、相関器など）とを収容する長尺状シャーシ３０６を含む。長尺状シャーシ３０６は、概して上端部から下端部に先細の形状となる切頭体形状を有する。長尺状シャーシ３０６は、実質的に切頭体の半径中心に回転軸Ｘを有し、その周りに回転可能アセンブリ３０４が回転する。レンズアセンブリ３０８は、レーザ光源の光学経路内に位置決めされた第１のレンズ３１０と、光センサの光学経路内に位置決めされた第２のレンズ３１２とを含む。この例において、第１のレンズ３１０および第２のレンズ３１２はそれぞれ、互いに最も近いレンズの円周の部分が、互いにより近くなることができるように切り取られるように、完全な円より小さいものとなる。言い換えれば、第１のレンズ３１０および第２のレンズ３１２の中心は、互いから直径未満にある。しかし、他の例において、図１に示される例など、一方または両方のレンズは環状であってもよい。
【００３６】
静止部分３０２は、回転可能アセンブリ３０４の回転軸Ｘに実質的に平行に延びる細長いスパイン３１４を含む。スパイン３１４は、動作の間にＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００を車両、機械、または他の表面に取り付けるための取付機能（例えば貫通穴、コネクタ、ブラケットなど）を含んでもよい。スパイン３１４はさらに電子回路を収容することができ、および／またはＬＩＤＡＲセンサアセンブリとコンピューティングデバイスとの間で電力および／またはデータを転送するための導体を通すためのルーティング配線経路をもたらしてもよい。支持リブ３１６のペアは、スパイン３１４から実質的に直交するように延び、長尺状シャーシ３０６の第１および第２の端部に結合する。具体的には、第１の支持リブ３１６Ａは、スパイン３１４から実質的に直交するように延び、シャーシ３０６の第１の（上側）端部に結合し、第２の支持リブ３１６Ｂは、スパイン３１４から実質的に直交するように延び、シャーシ３０６の第２の（下側）端部に結合する。支持リブ３１６は、シャーシ３０６が支持リブ３１６およびスパイン３１４に対して回転することを可能にするベアリング、ブッシング、または他の回転可能な接続部によって、シャーシ３０６に結合される。示される例において、モータ３１８（例えば電気モータ）は、シャーシ３０６と支持リブ３１６Ａとの間に結合され、軸Ｘの周りに回転可能アセンブリ３０４を回転させるためのトルクを印加するように構成される。しかし他の例において、モータ３１８は他の位置に位置してもよい。例えば、モータは、シャーシ３０６から支持リブ３１６Ａの反対側に位置してもよい。他の例において、モータ３１８はシャーシ３０６から離れて位置することができ、モータ３１８からのトルクは、例えば１つまたは複数のギア、１つまたは複数のシャフト、１つまたは複数のベルト、および／または１つまたは複数のチェーン駆動装置など、トルクを伝達するためのデバイスによってもたらされてもよい。いくつかの例において、モータ３１８は、シャーシ３０６の第２の（下側）端部に、例えば支持リブ３１６Ｂとシャーシ３０６との間、またはシャーシ３０６から支持リブ３１６Ｂの反対側に位置してもよい。
【００３７】
スパイン３１４は不透明であり、回転可能アセンブリ３０４の回転軸Ｘに実質的に平行に延びるので、スパイン３１４はレーザ光源の走査経路の一部分を妨げ、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の検出角度を制限する。通常は、ＬＩＤＡＲセンサに対する制限された検出角度は望ましくない。しかし、この例で述べられるＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００は、本明細書で述べられる技法によりＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するために、回転可能アセンブリ３０４に対して既知の距離に位置するスパイン３１４を、固定基準面として使用することによって、この制限された検出角度を巧みに利用することができる。
【００３８】
図３Ｂは、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の制限された検出角度を示す。示されるように、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の検出角度は、角度θによって示される。角度θにわたってＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００は、シーン内の客体を検出するために、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００を取り囲むシーン内にレーザ光を放射する。しかし、角度α（３６０−θ）にわたってスパイン３１４はレーザ光を妨げる。スパイン３１４によって妨げられる角度θは、スパインの幅、回転軸Ｘからのスパイン３１４の距離、第１のレンズ３１０および第２のレンズ３１２の光軸の間隔に依存する。示される例では、角度θは約２７０度である。いくつかの例において、角度θは約２４０度と約３００度の間であってもよい。しかし他の例において、角度θはこれらの列挙されたものより大きくまたは小さくなってもよい。例えば、前端部に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリの場合、θは約１８０度とすることができ、上部に取り付けられたＬＩＤＡＲアセンブリでは、θは（図５に関してさらに論じられるように）３６０度とすることができる。
【００３９】
角度α内で、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００は１つまたは複数の光のパルスを放射してもよい。図を簡単にするために、図３Ｂは破線３２０によって示される単一の放射された光のパルスを示す。しかし、実際にはＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、センサが角度αにわたって回転するのに従って、複数の異なる光源から複数の光のパルスを発射してもよい。回転可能アセンブリ３０４までのスパイン３１４の相対的な近さにより、視差が、通常はレンズ３１２に入射しないであろう角度において反射される放射された光パルス３２０を結果として生じ、従って、シャーシ３０６内の対応する光センサによって検出されないようになる。この視差問題を回避し、角度α内で放射された各光パルスに対して戻り信号が受信されることを確実にするために、光拡散器３２２が、回転可能アセンブリ３０４の最も近くの、スパイン３１４の表面の少なくとも一部分に配置されてもよい。光拡散器３２２は、スパイン３１４と一体型に形成されることができ、またはスパイン３１４の全てまたは一部分に適用されてもよい（例えばカバー、ステッカ、塗料、またはコーティングとして）。拡散器３２２はかなりの内部反射をもたらし、その結果、その表面上のいずれかの位置に光が当たったとき、図３Ｂの一点鎖線３２４で示されるように、拡散器は実質的にその表面全体から光を放射する。拡散器３２２は、例えば再帰反射器、テクスチャード加工された表面を有する白色または反射性材料（例えばビーズブラストされたガラスまたはアクリル、酸エッチングされたガラスなど）その他など、所望の内部反射をもたらす能力を有する任意の材料を含むことができる。
【００４０】
従って、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリのコントローラが光源に、基準面に向かってレーザ光のパルスを放射させるとき（すなわち、角度α内の任意の場所）、固定基準面からのレーザ光のパルスの反射に対応する反射光の検出を示す光センサからの信号が受信される。固定基準面からのレーザ光のパルスの反射に対応する反射光の検出を示すこの信号と、基準面までの既知の距離とに基づいて、コントローラは、光源、光源のドライバ、およびＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の他の構成要素の性能特性を考慮するようにＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００を較正することができる。
【００４１】
明瞭にするために図３Ａおよび３Ｂから省略されているが、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００はまた、以下の図４Ａおよび４Ｂを参照して示され、述べられるように、外部筐体を含んでもよい。外部筐体は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００によってそれを通して光が放射されおよび受信される実質的に透明な輪状レンズを含んでもよい。輪状レンズを含む、外部筐体を含めることは、上記で示されたＬＩＤＡＲセンサアセンブリの動作を実質的に変更しない。いくつかの例において、輪状レンズは、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００に入り、出て行く光に対する輪状レンズの光学的影響を最小にするために、反射防止材料から作られることができ、および／または輪状レンズ内面および外面は反射防止コーティングを使用して被覆されてもよい。
【００４２】
図４Ａは、例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の斜視図であり、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の回転可能アセンブリ３０４および電子回路を覆い、および保護するための外部筐体４００を示す。外部筐体４００は、不透明なキャップ４０２および本体４０４と、キャップ４０２と本体４０４との間に置かれた実質的に透明な輪状レンズ４０６とを含む。キャップ４０２は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の第１の支持リブ３１６Ａおよび回転可能アセンブリ３０４の第１の端部（上側）に配置され、それらを覆う。本体４０４は、第２の支持リブ３１６Ｂと、回転可能アセンブリ３０４の第２の端部（下側）とを取り囲み、それらを封入する。輪状レンズ４０６は、光がそれを通ってレンズアセンブリ３０８に入り、出て行く回転可能アセンブリ３０４の一部分を取り巻く。従って、輪状レンズ４０６は、回転可能アセンブリ３０４が外部筐体４００内で回転するのに従って、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００への、およびそれからの光の通過を容易にする。外部筐体４００は、回転可能アセンブリ３０４を封入し、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の静止部分３０２に結合される。キャップ４０２および本体４０４は、その円周の大部分の周りの、回転可能アセンブリ３０４の外形形状に概して適合するように輪郭が付けられ、その後、スパイン３１４の横方向端部と結合するように、スパイン３１４に最も近い端部において湾曲する。輪状レンズ４０６とスパイン３１４との間の間隙を埋めるため、およびキャップ４０２および本体４０４の輪郭を一致させるために、輪郭が付けられたトリムピース４０８が含められてもよい。輪郭が付けられたトリムピース４０８は不透明または透明でよい。汚れおよび湿気が外部筐体４００内に入るのを防ぐために、キャップ４０２と輪状レンズ４０６との間、および／または輪状レンズ４０６と本体４０４との間の境界面に、１つまたは複数のＯリング（図示せず）がもたらされてもよい。汚れおよび湿気が外部筐体４００内に入るのを防ぐために、外部筐体４００とスパイン３１４との間に、ガスケットおよび／または封止材がもたらされてもよい。
【００４３】
図４Ｂは、図４Ａの線Ｂ−Ｂに沿ってとられた、例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の簡略化された断面図である。図４Ｂは、この場合はスパイン３１４の代わりに（またはそれに加えて）、輪状レンズ４０６がＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するための固定基準面として働くことを除いて、図３Ｂを参照して述べられた例と同様である。スパイン３１４と同じく、輪状レンズ４０６は、回転可能アセンブリ３０４から既知の距離に固定され、基準面として働くこともできる。図３Ｂと同じように、図を容易にするために、破線３２０によって示される単一の光のパルスは、回転可能アセンブリ３０４から放射される。しかし、実際には、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、複数の異なる光源から複数の光のパルスを発射してもよい。図４Ｂの例において、光のパルスの少なくとも一部分は、輪状レンズ４０６によって反射される。この例において、輪状レンズ４０６の内面は、反射防止材料によって被覆されなくてもよい。光パルスの反射された部分は、一点鎖線によって示される。示されるように、光パルスの複数の内部反射が存在してもよい。反射光の少なくとも一部は、レンズ３１２に入り、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の光センサによって受信される。反射光を受信するとすぐに、光センサは、固定基準面（この例では輪状レンズ４０６）からのレーザ光のパルスの反射に対応する反射光の検出を示す信号を生成する。基準面からのこの戻り信号と、基準面までの既知の距離とに基づいて、コントローラは、光源、光源のドライバ、およびＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の他の構成要素の性能特性を考慮するようにＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００を較正することができる。
【００４４】
輪状レンズ４０６が基準面として使用されるとき、較正動作は、回転可能アセンブリ３０４の走査方向がその間にスパイン３１４に向かって方向付けられる、回転の一部分に必ずしも限定されない。各放射された光パルスの一部分は、輪状レンズ４０６によって反射され、光センサによって検出されるので、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００は、必ずしもスパイン３１４に向かって方向付けられたときでなく、回転可能アセンブリ３０４の任意の回転角において放射された任意の放射された光パルスに基づいて、較正されることができる。しかし、いくつかの例において、システムは周囲内の客体までの距離を同時に決定する必要はないので（スパインまでの距離は既知であるので）、スパイン３１４に向かって放射されたパルスに基づいて、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００を較正することが有利となることができる。さらに、いくつかの例において、スパイン３１４は光学的に黒い部分４１０（または実質的に光を吸収する部分）を含んでもよい。スパイン３１４の表面は、例えば、スパインの全てまたは一部分を光学的に黒い材料から構築することによって、または光学的に黒いカバー、ステッカ、塗料、または他のコーティングを適用することによって光学的に黒くされてもよい。光学的に黒い部分４１０を含むことによって、光学的に黒い部分４１０に入射する光のパルスは吸収されるようになり、反射されないようになる。従って、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００がスパイン３１４に向かって放射されたパルスに基づいて較正される場合、唯一の戻りが輪状レンズ４０６からの反射であるようになる。従って、ノイズを低減し、それによって基準面としての輪状レンズ４０６からの戻りに基づいて、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００を較正する算出の複雑さを低減する。
【００４５】
さらに、いくつかの例において、基準面としての輪状レンズ４０６からの戻りは較正の間に測定されることができ、その後の距離測定からフィルタ除去されてもよい（すなわち、スパインによって妨げられない回転の部分の間）。動作の間、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００は、あらゆる光放射に対する複数の戻りを受信する（例えば、輪状レンズ４０６からの１つまたは複数の反射、および周囲のシーン内の実際の客体からの所望の戻り）。正常な距離測定の間、輪状レンズ４０６らの反射は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの正確さを悪化させる可能性がある異質なノイズである。しかし、光学的に黒い部分４１０を使用し、輪状レンズ４０６を基準面として使用する例では、輪状レンズ４０６からの反射に対応する戻り信号は分離され、フィルタ除去されることができ、それによって戻り信号からノイズを取り除き、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ３００の正確さをさらに改善する。
【００４６】
図５は、妨げられない３６０度の検出角度を有する他の例示のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ５００の簡略化された断面図である。図５は、スパイン３１４および支持リブ３１６Ａおよび／または３１６Ｂの少なくとも１つが省略されていることを除いて、図４Ｂの例と同様である。この例において、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ５００は、専ら、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ５００の上部または下部から延びる軸５０２によって支持される。従って、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ５００の検出角度は妨げられず、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ５００は全３６０度の検出角度を有する。ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ５００はやはり、上述された技法による較正のための基準面として輪状レンズ４０６を使用してもよい。
【００４７】
車両に結合されたＬＩＤＡＲセンサの例示のシステム
図６は、車両６０４に取り付けられた複数のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２Ａ〜６０２Ｆ（まとめて「ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２」と呼ばれる）を含む例示のシステム６００を示す。この例における車両６０４は、自律乗用車として示される。しかし、他の例において、ＬＩＤＡＲアセンブリは、乗用車でない車両、ロボット、航空機、および他の乗り物に取り付けられることができ、自律、半自律、または人による運転とすることができる。
【００４８】
図６は、４つの隅部に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２Ａ〜６０２Ｄ、上部に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２Ｅ、および前端部に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２Ｆを示す。隅部に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２Ａ〜６０２Ｄは、例えば図３Ａ、３Ｂ、４Ａ、および／または４Ｂに示されるものと同じまたは同様でよく、少なくとも約２４０度、および大きくとも約２７０度の検出角度θ1を有してもよい。上部に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２Ｅは、例えば図５に示されるものと同じまたは同様でよく、約３６０度の検出角度θ2を有してもよい。前端部に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２Ｆは、例えば図３Ａ、３Ｂ、４Ａ、および／または４Ｂに示されるものと同様でよく、少なくとも約１６０度、および大きくとも約１８０度の検出角度θ3を有してもよい。いくつかの例において、システム６００は、示されるＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２の全て、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリのサブセット（例えば隅部に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２Ａ〜６０２Ｄのみ）を含んでよく、またはシステム６００は、追加のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ（例えば後端部に取り付けられたＬＩＤＡＲアセンブリ、側部またはドアに取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリなど）を含んでもよい。ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２は、車両６０４の１つまたは複数の車体パネルもしくは構造部材に結合されることができ、または車体自体と一体型に形成されてもよい（例えばＬＩＤＡＲセンサアセンブリハウジングは、フェンダ、ボンネット、バンパ、ドア、ルーフ、または車体の他の部分の、輪郭内に形成されてもよい）。
【００４９】
いくつかの例において、車体の一部分はＬＩＤＡＲセンサアセンブリ６０２の検出角度内となってもよい。その場合、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、車両のその部分に対して固定されることができ、従って車体のその部分は固定基準面として働くことができ、本明細書で述べられる技法によるＬＩＤＡＲセンサアセンブリの較正のために使用されてもよい。
【００５０】
図７は、異なる向きで車両７０４に取り付けられた複数のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２Ａおよび７０２Ｂ（まとめて「ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２」と呼ばれる）を含む例示のシステム７００の側面図である。具体的には、システム７００は、車両７０４の前面隅部に取り付けられた第１のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２Ａを含む。第１のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２Ａは、第１のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２Ａの回転軸Ｘが実質的に垂直（すなわち水平に対する法線方向に）方向付けられるように取り付けられる。第１のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２Ａは、放射された光パルス７０６Ａのパターンが水平に広がり、いくつかのパルスは水平より上に、いくつかのパルスは水平より下に角度をもつように構成される。いくつかの例において、放射された光パルスのパターンは水平の周りに集中されることができ、角度が水平から遠いほど、放射されるパルスは少なくなる。しかし、水平に対して他の角度で放射される光パルスを有する他の走査パターンも企図される。
【００５１】
第２のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２Ｂは、第１のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２Ａの回転軸Ｘが垂直に対して角度ηだけオフセットされる（すなわち、水平に対する法線方向から斜角に傾けられる）ように取り付けられる。それでもなお、第２のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２Ｂは、放射された光パルスのパターン７０６ＢがＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２Ａのものと実質的に同じになるように構成される。これは、例えばＬＩＤＡＲセンサアセンブリ内の１つまたは複数のミラーに角度を付けることによって達成されてもよい。しかし、また、水平に対して他の角度において放射される光パルスを有する他の走査パターンも企図される。
【００５２】
いくつかの例において、車両７０４の異なるＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、異なる走査パターンを有してもよい。例えば、いくつかのＬＩＤＡＲセンサアセンブリ（例えば、隅部に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリ）は、水平の周りを中心とする走査パターンを有することができ、１つまたは複数の他のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ（例えば、前端部または後端部に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリ）は、水平より下に方向付けられた走査パターンを有してもよい（例えば、車両の前面により近い客体を検出するように）。これらおよび他の取付構成の変形が、本開示によるＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して企図される。
【００５３】
図７はまた、車両７０４の例示のコンピューティングアーキテクチャ７０８を示す。コンピューティングアーキテクチャ７０８は、１つまたは複数のセンサシステム７１０を含む。センサシステム７１０は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ７０２を含み、例えば１つまたは複数のカメラ、レーダセンサ、マイクロフォン、ナビゲーションセンサ（例えばＧＰＳ、コンパスなど）、運動センサ（例えば慣性センサ、走行距離計など）、および／または環境センサ（例えば温度センサ、圧力センサ、湿度センサなど）など、１つまたは複数の他のセンサシステムを含んでもよい。センサシステム７１０は、１つまたは複数の車両システム７１２に直接、入力をもたらす。いくつかの例において、車両システム７１２は、ステアリング、推進、制動、安全システム、および／または車両７０４の通信システムを制御する、車両制御システムを含んでもよい。さらに、いくつかの例において、車両７０４が自律車両であるときなど、車両システムはまた、時間と共に車両７０４の位置の変化を推定するための位置特定システム、客体検出および／または分類を行うための知覚システム、および／または車両を制御するのに使用するための、ルートおよび／または軌跡を決定するためのプランナシステムを含んでもよい。使用可能な位置特定システム、知覚システム、およびプランナシステムのさらなる詳細は、参照により本明細書に組み込まれている２０１６年９月３０日に出願された「Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ  Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  Ｏｎ  Ｉｍａｇｅ  Ｄａｔａ」という名称の特許文献１に見出されることができる。
【００５４】
コンピューティングアーキテクチャ７０８はまた、１つまたは複数のプロセッサ７１４と、１つまたは複数のプロセッサ７１４に通信可能に結合されたメモリ７１６とを含む。プロセッサ７１４は、車両システム７１２を実施するための命令を実行する能力を有する任意の適切なプロセッサとすることができる。例として、および限定ではなく、プロセッサ７１４は１つまたは複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、またはレジスタおよび／またはメモリからの電子データを処理して、その電子データを、レジスタおよび／またはメモリに記憶されてもよい他の電子データに変換する任意の他のデバイスまたはデバイスの一部分を含んでもよい。
【００５５】
メモリ７１６は、非一時的コンピュータ可読媒体の例である。メモリ７１６は、オペレーティングシステム、ならびに本明細書で述べられる方法および様々なシステムによるものである機能を実施するための、１つまたは複数のソフトウェアアプリケーション、命令、プログラム、および／またはデータを記憶してもよい。様々な実装形態において、メモリは、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、同期ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、不揮発性／フラッシュタイプメモリ、または情報を記録する能力を有する任意の他のタイプのメモリなど、任意の適切なメモリ技術を使用して実施されてもよい。
【００５６】
コンピューティングアーキテクチャ７０８はまた、１つまたは複数の他のローカルまたはリモートコンピューティングデバイスとの、車両による通信を可能にする１つまたは複数の通信接続７１８を含む。通信接続７１８は、コンピューティングアーキテクチャ７０８を他のコンピューティングデバイスまたはネットワークに接続するための物理的および／または論理的インターフェースを含む。例えば、通信接続７１８は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１標準によって定義される周波数を通じたものなどのＷｉＦｉをベースとする通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの短距離無線周波数、またはそれぞれのコンピューティングデバイスが他のコンピューティングデバイスとインターフェースすることを可能にする任意の適切な有線または無線通信プロトコルを可能にしてもよい。
【００５７】
本明細書で述べられるアーキテクチャ、システム、および個々の要素は、多くの他の論理的、プログラム的、および物理的構成要素を含むことができ、それらのうちの添付の図に示されるものは、本明細書での議論に関連する単なる例である。
【００５８】
ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正する例示のプロセス
図８は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された基準面を使用してＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正する、例示の方法８００を示すフローチャートである。方法８００は、便宜上および理解を容易にするために図１のＬＩＤＡＲセンサアセンブリを参照して述べられる。しかし、方法８００は図１のＬＩＤＡＲセンサアセンブリを使用して行われることに限定されず、本出願で述べられる他のＬＩＤＡＲセンサアセンブリおよび／またはシステムのいずれか、ならびに本明細書で述べられるもの以外のＬＩＤＡＲセンサアセンブリおよびシステムを使用して実施されてもよい。さらに、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリおよびシステムは、方法８００を行うことに限定されない。
【００５９】
動作８０２で、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリ１００などのＬＩＤＡＲセンサアセンブリの回転可能アセンブリが回転させられる。この回転は、コントローラ（例えばＬＩＤＡＲセンサアセンブリのコントローラ１２４、車両センサシステム７１０の１つのコントローラなど）によって引き起こされてもよい。回転可能アセンブリが回転するのに従って、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリは、１つまたは複数の光源（例えば光源１０４）からレーザ光パルスを放射し、１つまたは複数の対応する光センサ（例えば光センサ１０６）により、放射された光パルスに対応する反射された戻りを受信することによって、検出角度を走査する。いくつかの例において、動作８０２は、車両、またはＬＩＤＡＲセンサアセンブリが使用される他の機械の、始動の後すぐに開始されてもよい。
【００６０】
動作８０４で、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリのコントローラ、または車両のセンサシステムのコントローラは、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するかどうかを決定する。いくつかの例において、コントローラは、回転可能アセンブリの１回転に少なくとも１回、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するように構成されてもよい。いくつかの例において、コントローラは、光源が基準面に向かって光を放射するたびに、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するように構成されてもよい。いくつかの例において、コントローラは、定期的に（例えば、Ｍを２以上の任意の数として、Ｍ個の時間単位または回転数ごとに）、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するように構成されてもよい。いくつかの例において、コントローラは、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの電源オン、温度の変化、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリと別のＬＩＤＡＲセンサアセンブリとによる測定値の差、正常な動作条件を超える衝撃または他の力の検出などの、トリガイベントの発生に応答して、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するように構成されてもよい。コントローラがＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正しないと決定した場合、方法は動作８０２に戻ってＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度を走査する。動作８０４で、コントローラがＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正すると決定した場合、方法は動作８０６に進む。
【００６１】
動作８０６で、コントローラはＬＩＤＡＲセンサアセンブリの光源に、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された基準面に向かって光を放射させる。基準面は、図３Ａおよび４Ａの例でのように、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの一部、車両、機械、またはＬＩＤＡＲセンサアセンブリが取り付けられた他の構造体、またはＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して既知の距離に固定された任意の他の表面を含んでもよい。動作８０８で、コントローラは、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの光センサから信号を受信する。光センサから受信された信号は、基準面からのレーザ光のパルスの反射に対応する反射光の検出を示す。動作８１０で、コントローラは、基準面からのレーザ光のパルスの反射に対応する反射光の検出を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正する。
【００６２】
いくつかの例において、較正動作８１０は、動作８１２で、レーザ光源からレーザ光のパルスを発射するための発射信号から、光センサによる反射光の検出までの飛行時間を測定することを含む。動作８１４で、コントローラは飛行時間を、レーザ光源から基準面まで、および光センサに戻るまでの既知の距離を移動するための、レーザ光のパルスに対する予想される飛行時間と比較する。および動作８１６で、コントローラは少なくとも比較に部分的に基づいて、距離計算を調整してもよい。いくつかの例において、較正動作８１０は、動作８１２〜８１４に加えてまたはその代わりに、他の調整を含んでもよい。例えば、較正動作８１０は、基準面からのレーザ光のパルスの反射に対応する反射光の検出を示す戻り信号の強度を測定することを含んでもよい。測定された強度は、光源の性能の変化を検出する（例えば、光源の劣化、過熱故障、または誤動作、キャパシタまたは他の電源の蓄積容量などを決定する）ために、前の戻りと比較されてもよい。いくつかの例において、光源に発射させるために印加される駆動信号は、その後の光パルスの強度を調整するために、調整されてもよい（例えば、１つまたは複数の容量性ドライバの充電時間を調整することにより）。
【００６３】
動作８０６〜８１０は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの単一のチャネルに対して述べられる。複数のチャネルを有するＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対しては、動作８０６〜８１０は、ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの各チャネルに対して実行されてもよい。さらに、方法８００は単一のＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するためのプロセスを述べている。複数のＬＩＤＡＲセンサアセンブリを含むＬＩＤＡＲシステムにおいて、方法８００は複数のＬＩＤＡＲセンサアセンブリのそれぞれに対して実行されてもよい。
【００６４】
方法８００は、論理フローグラフにおけるブロックの集合として示され、これはハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおいて実施されることができる動作のシーケンスを表す。ソフトウェアとの関連において、ブロックは、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたときに列挙された動作を行う、１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令を表す。一般に、コンピュータ実行可能命令は、特定の機能を行うまたは特定の抽象データタイプを実施するルーチン、プログラム、客体、コンポーネント、データ構造体などを含む。動作が述べられる順序は、限定として解釈されることを意図するものではなく、プロセスを実施するために、任意の数の述べられたブロックが、任意の順序でおよび／または並列に組み合わされることができる。いくつかの実施形態において、プロセスの１つまたは複数のブロックは全く省略されてもよい。さらに、方法８００は全体的にまたは部分的に組み合わされてもよい。
【００６５】
本明細書で述べられる様々な技法は、コンピュータ可読記憶装置に記憶され、１つまたは複数のコンピュータのプロセッサまたは図に示されるものなどの他のデバイスによって実行されるプログラムモジュールなど、コンピュータ実行可能命令またはソフトウェアの関連において実施されてもよい。一般に、プログラムモジュールはルーチン、プログラム、客体、コンポーネント、データ構造体などを含み、特定のタスクを行うまたは特定の抽象データタイプを実施するための動作ロジックを定義する。
【００６６】
他のアーキテクチャは、述べられた機能を実施するために使用されてもよく、本開示の範囲内であることが意図される。さらに、議論の目的のために上記では責任の特定の分配が定義されるが、様々な機能および責任は、状況に応じて異なるやり方で分配されおよび分割されてもよい。
【００６７】
同様に、ソフトウェアは様々なやり方で記憶され、分配されることができ、上述の特定のソフトウェア記憶装置および実行構成は、多くの異なるやり方において変化してもよい。従って上述の技法を実施するソフトウェアは、具体的に述べられたメモリの形式に限定されず、様々なタイプのコンピュータ可読媒体上に分配されてもよい。
【００６８】
実施例の条項
Ａ．実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリであって、
固定基準面を有する静止部と、
前記静止部に結合され、前記静止部に対して回転可能な回転可能アセンブリであって、前記回転可能アセンブリは、レーザ光を放射するレーザ光源と、前記固定基準面から前記レーザ光源によって放射された前記レーザ光の反射に対応する反射した光を検出したことに応答して、光信号を生成するように構成された光センサと、を含む、回転可能アセンブリと、
前記レーザ光源および前記光センサに通信可能に結合されたコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記光源にレーザ光のパルスを放射させる発射信号を前記光源に送信し、
前記固定基準面からのレーザ光の前記パルスの反射に対応する反射した光の検出を示す信号を前記光センサから受信し、
前記固定基準面からのレーザ光の前記パルスの前記反射に対応する前記反射した光の検出を示す前記信号に少なくとも部分的に基づいて、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正する、実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【００６９】
Ｂ．前記コントローラは、前記発射信号の前記送信から前記光センサによる前記反射した光の前記検出までの飛行時間を測定し、前記飛行時間を、前記レーザ光源から前記固定基準面まで、および前記光センサに戻る既知の距離を移動するレーザ光の前記パルスについての予測飛行時間と比較し、前記比較に少なくとも部分的に基づいて、距離の計算を調節する、ことによって前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するように動作可能である、実施例Ａに記載の実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ
【００７０】
Ｃ．前記固定基準面は、実質的に不透明であり、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度を制限する、実施例Ａまたは実施例Ｂに記載の実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【００７１】
Ｄ．前記固定基準面は、光拡散器を含む、実施例Ａ乃至Ｃのいずれかの１つに記載の実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【００７２】
Ｅ．前記固定基準面は、実質的に透明である、実施例Ａまたは実施例Ｂに記載の実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【００７３】
Ｆ．前記回転可能アセンブリは、その周りで前記回転可能アセンブリが回転可能である回転の軸を有する長尺状シャーシを含み、前記静止部は、前記長尺状シャーシの第１の端に回転可能に結合された第１の支持リブ、前記長尺状シャーシアセンブリの第２の端に回転可能に結合された第２の支持リブ、および前記第１の支持リブと前記第２の支持リブとの間で延在し、前記第１の支持リブと前記第２の支持リブとの間に結合された長尺状スパインを含み、前記長尺状スパインは、前記固定基準面としての役割を果たす、実施例Ａ乃至Ｃのいずれかの１つに記載の実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【００７４】
Ｇ．前記長尺状スパインは、前記回転可能アセンブリに最も近い前記長尺状スパインの面の少なくとも一部に配置された光拡散器を含む、実施例Ｆに記載の実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【００７５】
Ｈ．前記長尺状スパインは、前記長尺状シャーシの回転の前記軸に実質的に平行である、実施例ＦまたはＧのいずれかの１つに記載の実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【００７６】
Ｉ．前記長尺状スパインは、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを車両に取り付ける取付部を含む、実施例Ｆ乃至Ｈのいずれかの１つに記載の実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【００７７】
Ｊ．前記静止部は、前記回転可能アセンブリを少なくとも部分的に囲む筐体を含み、前記筐体は、前記回転可能アセンブリの一部を少なくとも部分的に取り囲む筐体を含む輪状レンズを含み、前記輪状レンズから前記レーザ光が放射され、前記輪状レンズによって前記反射した光が受信され、前記輪状レンズは、前記固定基準面としての役割を果たす、実施例Ａ乃至Ｃのいずれかの１つに記載の実施例のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【００７８】
Ｋ．ＬＩＤＡＲシステムを較正する実施例の方法であって、
レーザ光源にＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された基準面に向かってレーザ光のパルスを放射させる発射信号を、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの前記レーザ光源に送信するステップと、
信号を前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの光センサから受信するステップであって、前記信号は、前記基準面からのレーザ光の前記パルスの反射に対応する反射した光の検出を示す、ステップと、
前記基準面からのレーザ光の前記パルスの前記反射に対応する前記反射した光の検出を示す前記信号に少なくとも部分的に基づいて、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するステップと、
を備えた、方法。
【００７９】
Ｌ．前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するステップは、前記発射信号の前記送信から前記光センサによる前記反射した光の前記検出までの飛行時間を測定するステップと、前記飛行時間を、前記レーザ光源から前記基準面まで、および前記光センサに戻る既知の距離を移動するレーザ光の前記パルスについての予測飛行時間と比較するステップと、前記比較に少なくとも部分的に基づいて、距離の計算を調節するステップと、を含む、実施例Ｋに記載の方法。
【００８０】
Ｍ．前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度を走査するように、回転の軸の周りに前記レーザ光源および前記光センサを含む回転可能アセンブリの回転を生じさせるステップをさらに備えた、実施例ＫまたはＬの１つに記載の方法。
【００８１】
Ｎ．前記回転可能アセンブリの旋回ごとに少なくとも１回、前記生成するステップ、前記受信するステップ、および前記較正するステップを繰り返すステップをさらに備えた、実施例Ｋ乃至Ｍのいずれかの１つに記載の方法。
【００８２】
Ｏ．前記生成するステップ、前記受信するステップ、および前記較正するステップは、周期的に実行される、実施例Ｋ乃至Ｍのいずれかの１つに記載の方法。
【００８３】
Ｐ．前記生成するステップ、前記受信するステップ、および前記較正するステップは、トリガイベントに応答して実行される、実施例Ｋ乃至Ｍのいずれかの１つに記載の方法。
【００８４】
Ｑ．１つ以上の追加のＬＩＤＡＲセンサアセンブリのそれぞれのＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対し、前記レーザ光源に前記それぞれのＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された基準面に向かってレーザ光のパルスを放射させる発射信号を、前記それぞれのＬＩＤＡＲセンサアセンブリのレーザ光源に送信し、前記それぞれのＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された前記基準面からのレーザ光の前記パルスの反射に対応する反射した光の検出を示す信号を、前記それぞれのＬＩＤＡＲセンサアセンブリの光センサから受信し、前記それぞれのＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された前記基準面からのレーザ光の前記パルスの前記反射に対応する前記反射した光の検出を示す信号に少なくとも部分的に基づいて、前記それぞれのＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正する、ことによって前記１つ以上の追加のＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するステップをさらに備えた、実施例Ｋ乃至Ｐのいずれかの１つに記載の方法。
【００８５】
Ｒ．車両と、
前記車両に取り付けられたＬＩＤＡＲセンサアセンブリと、を備え、前記ＬＩＤＡＲアセンブリは、
静止部と、
前記静止部に結合され、前記静止部に対して回転可能な回転可能アセンブリであって、前記回転可能アセンブリは、レーザ光を放射するレーザ光源と、前記レーザ光源および光センサに対して既知の距離において固定された基準面から前記レーザ光源によって放射された前記レーザ光の反射に対応する反射した光を検出したことに応答して、光信号を生成するように構成された光センサと、を含む、前記回転可能アセンブリと、
前記レーザ光源および前記光センサに通信可能に結合されたコントローラと、を含み、
前記コントローラは、
前記レーザ光源にレーザ光のパルスを放射させる発射信号を前記レーザ光源に送信し、
前記基準面からのレーザ光の前記パルスの反射に対応する反射した光の検出を示す信号を前記光センサから受信し、
前記基準面からのレーザ光の前記パルスの前記反射に対応する前記反射した光の検出を示す前記信号に少なくとも部分的に基づいて、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正する、
ように動作可能である、実施例のシステム。
【００８６】
Ｓ．前記コントローラは、前記発射信号の前記送信から前記光センサによる前記反射した光の前記検出までの飛行時間を測定し、前記飛行時間を、前記レーザ光源から前記基準面まで、および前記光センサに戻る既知の距離を移動するレーザ光の前記パルスについての予測飛行時間と比較し、前記比較に少なくとも部分的に基づいて、距離の計算を調節する、ことによって前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するように動作可能である、実施例Ｒに記載のシステム。
【００８７】
Ｔ．前記固定基準面は、実質的に不透明であり、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度を制限する、実施例Ｒまたは実施例Ｓの１つに記載のシステム。
【００８８】
Ｕ．前記基準面は、光拡散器を含む、実施例Ｒ乃至Ｔのいずれかの１つに記載のシステム。
【００８９】
Ｖ．前記固定基準面は、実質的に透明である、実施例Ｒまたは実施例Ｓの１つに記載のシステム。
【００９０】
Ｗ．前記基準面は、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの一部を含む、実施例Ｒ乃至Ｖのいずれかの１つに記載のシステム。
【００９１】
Ｘ．前記基準面は、前記車両の一部を含む、実施例Ｒ乃至Ｖのいずれかの１つに記載のシステム。
【００９２】
Ｙ．前記車両は、自動車を含む、実施例Ｒ乃至Ｘのいずれかの１つに記載のシステム。
【００９３】
Ｚ．前記システムが前記車両に取り付けられた複数のＬＩＤＡＲセンサアセンブリを含むように、前記車両に取り付けられた１つ以上の追加のＬＩＤＡＲセンサアセンブリをさらに備えた、実施例Ｒ乃至Ｙのいずれかの１つに記載のシステム。
【００９４】
ＡＡ．前記車両は、前記複数のＬＩＤＡＲセンサアセンブリの少なくとも１つのＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度の一部を妨げる、実施例Ｚに記載のシステム。
【００９５】
結論
上記の議論は、述べられた技法の例示の実装形態を説明しているが、述べられた機能を実施するために他のアーキテクチャが使用されてもよく、本開示の範囲内であることが意図される。さらに、本主題は構造的特徴および／または方法論的動作に特有の専門用語で述べられてきたが、添付の「特許請求の範囲」において定義される本主題は、述べられた特定の特徴または動作に必ずしも限定されないことを理解されたい。むしろ、特定の特徴および動作は、「特許請求の範囲」を実施する例示の形として開示される。
【図１】
2020503533.tif 000003
【図２】
2020503533.tif 000004
【図３Ａ】
2020503533.tif 000005
【図３Ｂ】
2020503533.tif 000006
【図４Ａ】
2020503533.tif 000007
【図４Ｂ】
2020503533.tif 000008
【図５】
2020503533.tif 000009
【図６】
2020503533.tif 000010
【図７】
2020503533.tif 000011
【図８】
2020503533.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月29日(2019.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＩＤＡＲセンサアセンブリであって、
固定基準面を有する静止部と、
前記静止部に結合され、前記静止部に対して回転可能な回転可能アセンブリであって、前記回転可能アセンブリは、レーザ光を放射するレーザ光源と、前記固定基準面から前記レーザ光源によって放射された前記レーザ光の反射に対応する反射した光を検出したことに応答して、光信号を生成するように構成された光センサと、を含む、回転可能アセンブリと、
前記レーザ光源および前記光センサに通信可能に結合されたコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記光源にレーザ光のパルスを放射させる発射信号を前記光源に送信し、
前記固定基準面からのレーザ光の前記パルスの反射に対応する反射した光の検出を示す信号を前記光センサから受信し、
前記固定基準面からのレーザ光の前記パルスの前記反射に対応する前記反射した光の検出を示す前記信号に少なくとも部分的に基づいて、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正する、
ことを特徴とするＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項２】
前記コントローラは、
前記発射信号の前記送信から前記光センサによる前記反射した光の前記検出までの飛行時間を測定し、
前記飛行時間を、前記レーザ光源から前記固定基準面まで、および前記光センサに戻る既知の距離を移動するレーザ光の前記パルスについての予測飛行時間と比較し、
前記比較に少なくとも部分的に基づいて、距離の計算を調節する、
ことによって前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するように動作可能である、ことを特徴とする請求項１に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項３】
前記固定基準面は、実質的に不透明であり、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度を制限する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項４】
前記固定基準面は、光拡散器を含む、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項５】
前記固定基準面は、実質的に透明である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項６】
前記回転可能アセンブリは、その周りで前記回転可能アセンブリが回転可能である回転の軸を有する長尺状シャーシを含み、
前記静止部は、
前記長尺状シャーシの第１の端に回転可能に結合された第１の支持リブと、
長尺状シャーシアセンブリの第２の端に回転可能に結合された第２の支持リブと、
前記第１の支持リブと前記第２の支持リブとの間で延在し、前記第１の支持リブと前記第２の支持リブとの間に結合された長尺状スパインと、を含み、
前記長尺状スパインは、前記固定基準面としての役割を果たす、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項７】
前記長尺状スパインは、前記回転可能アセンブリに最も近い前記長尺状スパインの面の少なくとも一部に配置された光拡散器を含む、ことを特徴とする請求項６に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項８】
前記長尺状スパインは、前記長尺状シャーシの回転の前記軸に実質的に平行である、ことを特徴とする請求項６または７に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項９】
前記長尺状スパインは、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを車両に取り付ける取付部を含む、ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項１０】
前記静止部は、前記回転可能アセンブリを少なくとも部分的に囲む筐体を含み、前記筐体は、前記回転可能アセンブリの一部を少なくとも部分的に取り囲む筐体を含む輪状レンズを含み、前記輪状レンズから前記レーザ光が放射され、前記輪状レンズによって前記反射した光が受信され、
前記輪状レンズは、前記固定基準面としての役割を果たす、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＬＩＤＡＲセンサアセンブリ。
【請求項１１】
ＬＩＤＡＲシステムを較正する方法であって、
レーザ光源にＬＩＤＡＲセンサアセンブリに対して固定された基準面に向かってレーザ光のパルスを放射させる発射信号を、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの前記レーザ光源に送信するステップと、
信号を前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの光センサから受信するステップであって、前記信号は、前記基準面からのレーザ光の前記パルスの反射に対応する反射した光の検出を示す、ステップと、
前記基準面からのレーザ光の前記パルスの前記反射に対応する前記反射した光の検出を示す前記信号に少なくとも部分的に基づいて、前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するステップと、
を備えた、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリを較正するステップは、
前記発射信号の前記送信から前記光センサによる前記反射した光の前記検出までの飛行時間を測定するステップと、
前記飛行時間を、前記レーザ光源から前記基準面まで、および前記光センサに戻る既知の距離を移動するレーザ光の前記パルスについての予測飛行時間と比較するステップと、
前記比較に少なくとも部分的に基づいて、距離の計算を調節するステップと、
を含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＬＩＤＡＲセンサアセンブリの検出角度を走査するように、回転の軸の周りに前記レーザ光源および前記光センサを含む回転可能アセンブリの回転を生じさせるステップをさらに備えた、ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記回転可能アセンブリの旋回ごとに少なくとも１回、前記送信するステップ、前記受信するステップ、および前記較正するステップを繰り返すステップをさらに備えた、ことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータ実行可能命令を記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令は、コンピュータによって実行されるとき、前記コンピュータに、請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の方法を実行させる、ことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
【国際調査報告】
2020503533.tif 000013
2020503533.tif 000014
2020503533.tif 000015
2020503533.tif 000016