(57)【要約】ライダーシステムは、レーザバーストを放出し、各バーストが少なくとも１対のパルスを有する。各対のパルスは、可変の継続時間を有する時間間隔によって間隔をあけられて、漏話の影響が低減される。例えば、いくつかの実施形態は、逐次的に使用される多数のエミッタ／センサチャネルを有することができ、各チャネルは、パルス間間隔に異なる継続時間を使用して、チャネル間の漏話の影響を低減することができる。継続時間はまた、時間経過に伴って変動させてもよい。エミッタおよびセンサは、２次元アレイで物理的に配列されて、比較的細かい垂直ピッチが達成される。アレイは、六方充填配列を用いて充填された、互い違いに配置された列を有する。チャネルは、連続的に使用されるチャネル間の間隔を最大化するように選択された連続的な順序で使用され、チャネル間漏話の可能性がさらに低減される。
2020506399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
距離測定を実行するための光パルスのバーストを放出するよう構成されたレーザ光源であって、各放出されたバーストは、継続時間を有する時間間隔によって分離された第１および第２の光パルスを含む、レーザ光源と、
異なる放出されたバーストに対して前記時間間隔の前記継続時間を変える前記レーザ光源に通信接続された制御ロジックと、
前記放出されたバーストにそれぞれ対応する反射された光バーストを感知する光センサと、
伝搬時間を決定するために各放出されたバーストと前記反射された光バーストのうち対応する１つとの相互相関を分析する前記光センサに通信接続された分析ロジックと
を備えた、デバイス。
【請求項２】
前記レーザ光源のためのシャーシであって、前記シャーシは、シーンにわたって前記放出されたバーストを光学的に走査するために回転可能である、シャーシをさらに備え、
前記制御ロジックが、前記シャーシの回転ごとに前記時間間隔の前記継続時間を少なくとも１回変えるよう構成された、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
光パルスの第１の放出されたバーストを作り出すために第１および第２の電気パルスを発生する電気回路であって、前記電気回路は、インダクタ、第１のコンデンサ、および第２のコンデンサを有し、
前記インダクタは、並列に前記第１および第２のコンデンサを充電するよう接続され、
前記第１および第２のコンデンサは、前記第１および第２の電気パルスを作り出すために別々に放電するよう構成される、電気回路をさらに備えた、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記レーザ光源は、レーザエミッタを有し、
前記第１のコンデンサは、前記レーザエミッタに直列であり、
前記電気回路は、前記第１のコンデンサに前記レーザエミッタを介して選択的に放電させるよう接続された第１のトランジスタをさらに有し、
前記第２のコンデンサは、前記レーザエミッタに直列に接続され、
前記電気回路は、前記第２のコンデンサに前記レーザエミッタを介して選択的に放電させるよう接続された第２のトランジスタをさらに有した、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１のトランジスタは、第１のＧａＮ  ＦＥＴ（窒化ガリウム電界効果トランジスタ）を有し、
前記第２のトランジスタは、第２のＧａＮ  ＦＥＴを有した、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
複数のレーザエミッタと、
前記レーザエミッタにそれぞれ対応する複数の光センサと、
距離測定を実行するために規則的なシーケンスにおいて使用される複数の測定チャネルであって、各測定チャネルは、前記レーザエミッタのうち１つおよび前記光センサのうち対応する１つを有し、前記測定チャネルは、第１の測定チャネルおよび第２の測定チャネルを含む、測定チャネルと、
前記第１の測定チャネルについての第１のレーザエミッタを使用して光パルスの第１のバーストを放出することであって、光パルスの前記第１のバーストは、第１の継続時間についての第１の時間間隔によって分離された光パルスの第１のセットを含む、ことと、
前記第２の測定チャネルについての第２のレーザエミッタを使用して光パルスの第２のバーストを放出することであって、光パルスの前記第２のバーストは、第２の継続時間についての第２の時間間隔によって分離された光パルスの第２のセットを含み、前記第２の継続時間は、前記第１の継続時間と異なる、ことと、
前記第１の測定チャネルについての第１の光センサを使用して第１の反射された光信号を決定することであって、前記第１の反射された光信号は、光パルスの前記第１のバーストに対応する、ことと、
前記第２の測定チャネルについての第２の光センサを使用して第２の反射された光信号を決定することであって、前記第２の反射された光信号は、光パルスの前記第２のバーストに対応する、ことと、
前記第１の反射された光信号と光パルスの前記第１のバーストとの第１の相互相関を作り出すことと、
前記第１の相互相関を分析して光パルスの前記第１のバーストについての第１の伝搬時間を決定することと、
前記第２の反射された光信号と光パルスの前記第２のバーストとの第２の相互相関を作り出すことと、
前記第２の相互相関を分析して光パルスの前記第２のバーストについての第２の伝搬時間を決定することと
を含む作動を実行するよう構成された制御器と
を備えた、デバイス。
【請求項７】
前記作動は、
前記第１の継続時間をランダムに選択する作動と、
前記第２の継続時間をランダムに選択する作動と
をさらに含む、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第１の測定チャネルは、第１の波長にて光パルスの前記第１のバーストを放出するよう構成され、
前記第２の測定チャネルは、第２の波長にて光パルスの前記第２のバーストを放出するよう構成された、請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記チャネルは、前記チャネルの第１のグループおよび前記チャネルの第２のグループを含み、
前記デバイスは、前記チャネルの前記第１のグループに通信接続された第１のＡＤＣ（アナログ−ディジタル変換器）、および前記チャネルの前記第２のグループにより使用される第２のＡＤＣをさらに備え、
前記規則的なシーケンスの前記チャネルは、前記第１のグループおよび前記第２のグループの交互からである、請求項６に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記第１のバーストは、往復の伝搬時間を有し、前記第２のバーストは、前記第１のバーストについての前記往復の飛行時間の間に放出される、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
第１の充電バンクは、前記チャネルの第１のセットを含み、
第２の充電バンクは、前記チャネルの第２のセットを含み、
前記規則的なシーケンスは、（ａ）前記第１の充電バンクの前記チャネルについての、（ｂ）前記第２の充電バンクの前記チャネルが続く、繰返しサイクルである、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記規則的なシーケンスは、連続的に使用されるチャネルの前記レーザエミッタの間における少なくとも最小の物理的な間隔を提供するように選択される、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
走査方向に前記放出されたバーストを光学的に走査するために回転することができるシャーシであって、前記レーザエミッタは、前記シャーシによって支えられ、前記走査方向は、前記レーザエミッタが位置決めされる相対的な走査軸に対応する、シャーシをさらに備え、
前記レーザエミッタは、平行な列に配列され、前記レーザエミッタの特定の列は、前記走査軸に関して角度が付けられた線に沿って伸びる、請求項６に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記レーザエミッタは、六方格子に配列された、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記平行な列は、前記走査軸に関して互い違いに配置された、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１６】
走査方向に前記放出されたバーストを光学的に走査するために回転することができるシャーシであって、前記光センサは、前記シャーシによって支えられ、前記走査方向は、前記光センサが位置決めされる相対的な走査軸に対応する、シャーシをさらに備え
前記光センサは、平行な列に配列され、前記光センサの特定の列は、前記走査軸に関して角度が付けられた線に沿って伸びる、請求項６に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記光センサは、六方格子に配列された、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記平行な列は、前記走査軸に関して互い違いに配置された、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１９】
光パルスのバーストを放出して距離測定を実行するステップであって、各放出されたバーストは、継続時間を有する時間間隔によって分離された第１および第２の光パルスを含む、ステップと、
光パルスの異なる放出されたバーストに対して前記時間間隔の前記継続時間を変えるステップと、
反射された光バーストを感知するステップと、
各放出されたバーストと前記反射された光バーストのうち対応する１つとを相互相関させて伝搬時間を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項２０】
繰り返される回転においてシャーシを回転させてシーンにわたって前記放出されたバーストを光学的に走査するステップをさらに含み、
前記継続時間を変えるステップは、前記シャーシの回転ごとに前記継続時間を少なくとも１回変更するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、少なくとも第１および第２のレーザエミッタから前記バーストを放出するステップを含み、
前記継続時間を変えるステップは、（ａ）前記第１のレーザエミッタによって放出された光パルスが分離される前記時間間隔の第１の継続時間を選択するステップ、および（ｂ）前記第２のレーザエミッタによって放出された光パルスが分離される前記時間間隔の第２の継続時間を選択するステップを含み、
前記第１および第２の継続時間は、互いに異なる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記方法は、繰返される回転において前記第１および前記第２のレーザエミッタを回転させて、シーンにわたって前記放出されたバーストを光学的に走査するステップをさらに含み、
前記継続時間を変動させるステップは、（ａ）回転ごとに前記第１の継続時間を変更するステップ、および（ｂ）回転ごとに前記第２の継続時間を変更するステップをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、複数のレーザエミッタから前記バーストを放出するステップを含み、
前記継続時間を変えるステップは、各レーザエミッタに対して、前記レーザエミッタによって放出された光パルスが分離される前記時間間隔の前記継続時間をランダムに選択するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、複数のレーザエミッタから前記バーストを放出するステップを含み、
前記方法は、繰返される回転において前記レーザエミッタを回転させて、シーンにわたって前記放出されたバーストを光学的に走査するステップをさらに含み、
前記継続時間を変えるステップは、各レーザエミッタに対しておよび前記レーザエミッタの各回転に対して、前記レーザエミッタによって放出される光パルスが分離される前記時間間隔の前記継続時間をランダムに選択するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、複数のレーザエミッタから前記バーストを放出するステップを含み、
前記方法は、繰返される回転において前記レーザエミッタを回転させて、シーンにわたって前記バーストを光学的に走査するステップをさらに含み、
前記継続時間を変えるステップは、各レーザエミッタの各回転に対して、前記レーザエミッタによって放出される光パルスが分離される前記時間間隔の新しい継続時間を選択するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、測定チャネルの規則的なシーケンスを使用して実行され、各測定チャネルは、レーザエミッタおよび対応するセンサ要素を含み、前記規則的なシーケンスの前記測定チャネルは、測定チャネルの第１のグループと測定チャネルの第２のグループとから交互であり、
測定チャネルの前記第１のグループは、第１のアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）に関連付けられた測定チャネルを含み、測定チャネルの前記第２のグループは、第２のＡＤＣに関連付けられた測定チャネルを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、
前記第１のＡＤＣに関連付けられた測定チャネルの第１のレーザエミッタから光パルスの第１のバーストを放出するステップであって、前記第１のバーストは、往復の伝搬時間を有する、ステップと、
前記第２のＡＤＣに関連付けられた測定チャネルの第２のレーザエミッタから光パルスの第２のバーストを放出するステップであって、光パルスの前記第２のバーストは、前記往復の伝搬時間の間に放出される、ステップと
を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
少なくとも第１および第２の充電バンクのうち１つに各測定チャネルを割り当てるステップをさらに含み、
前記規則的なシーケンスは、（ａ）前記第１の充電バンクの前記測定チャネルについての、（ｂ）前記第２の充電バンクの前記測定チャネルが続く、繰返しサイクルを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記規則的なシーケンスは、連続的に使用されるチャネルの前記レーザエミッタの間において少なくとも最小の物理的な間隔を提供するために選択される、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライダーシステムに関し、より詳細には、目に見える面のリアルタイム座標を決定するライダーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年４月１３日に出願された米国特許出願第１５／４８７，１７１号のＰＣＴ国際出願であり、２０１６年１２月３０日に出願され、「ライダーシステム」という名称の米国特許仮出願第６２／４４０，７３０号に対する優先権を請求し、少なくともすべての目的に対して全て参照によって本明細書に組み入れられる。
【０００３】
用語「ライダー（ＬＩＤＡＲ）」は、光を放出し光の反射の特性を測定することによって、目に見える面からの距離を測定する技法に言及する。用語は、単語「ｌｉｇｈｔ」および「ｒａｄａｒ」の一部を組み合わせであるとはいえ、「Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ」の頭字語としてしばしば考えられる。本明細書において使用されるように、用語「ライダー」は、測定デバイスと１つまたは複数の対象点との間における光の伝搬時間を決定することに基づく距離測定技法に言及する。
【０００４】
ライダーシステムは、通常、少なくとも１つの光エミッタと、対応する光センサとを有する。光エミッタは、強いコヒーレント光を物体または表面の方向に向けるＩＬＤ（注入型レーザダイオード）などのレーザを含むことができる。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ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）などの光検出器を含むことができる。レンズやミラーなどの光学要素は、光送受信パスに使用されて、光を集束し、向けることができる。
【０００５】
ライダーシステムは、反射光信号を分析して、放出されたレーザ光が反射された面までの距離を決定する信号処理コンポーネントを有する。例えば、システムは、光信号がレーザエミッタから、面に伝わり光センサに戻るときの光信号の伝搬時間を測定することができる。次いで、距離は、飛行時間および既知の光速度に基づいて計算される。
【０００６】
いくつかのライダーデバイスは、シーン内における多数の面上の点からの距離を測定することができる。各面上の点に対して、ライダーシステムは、デバイスに関して、面上の点からの距離と、その角度方向との両方を決定することができる。この能力を使用して、多数の面上の点についての３次元座標を含むポイントクラウドを作り出すことができる。
【０００７】
多数の面上の点についての座標を測定するために、ライダーシステムは、多数のレーザエミッタおよび／または多数の光センサを使用することができる。代替えとして、ライダーシステムは、異なる複数の面上の点の測定値を繰り返し取得している間に、１つまたは複数のレーザおよび／または検出器を物理的に動かしてシーンにわたって走査することができる。
【０００８】
ライダーシステムは、自律車両において誘導、ナビゲーションおよび制御システムに通知するのに使用されてきた。このようなシステムにおいて、１つまたは複数のライダーデバイスは、車両の周囲の目に見える面上の点についての３Ｄ座標を示す表面マップを生成するよう構成される。誘導、ナビゲーションおよび制御システムは、このデータを分析して、障害物の識別、障害物回避の実施、および望ましい移動経路の決定を行う。
【発明の概要】
【０００９】
本明細書において、シーン内にある目に見える面のリアルタイム座標を決定するための装置および関連技法が説明される。装置および技法を様々な種類のビジョンシステムにおいて使用して、装置の視点から見える表面の３次元（３Ｄ）座標を示すポイントクラウドを生成することができる。例として、装置および技法は、自動車や航空機や船などの自律車両の、誘導、ナビゲーションおよび制御システムが使用することができる。また、装置および技法は、例えばロボット、有人車両、およびコンピュータビジョンシステムなど、リアルタイム、マルチポイントおよび走査距離の測定を必要とする他のアプリケーションにおいて使用することができる。
【００１０】
装置は、ライダー距離測定システムを実装するためのコンポーネントを収容する回転可能なシャーシを備える。説明される実施形態において、シャーシは、垂直な回転軸を中心に回転してシーンにわたり水平に走査するが、他の実施形態において、シャーシは、非垂直に調整され得る。
【００１１】
装置は、装置の周囲のシーンの視野全体を画定する１つまたは複数のレンズを有する。シャーシが回転するので、視野は、シーンにわたって移動または走査する。
【００１２】
装置は、１つまたは複数のレンズを通してレーザ光を外向きに投射するようにシャーシ内で位置決めされた多数のレーザエミッタを有する。また、装置は、いずれか特定のエミッタからの光が反射して１つまたは複数のレンズを通して対応するセンサ要素に届くように、多数の光センサ要素を有する。考察の目的のために、用語「チャネル」は、本明細書において、個別のレーザエミッタ、対応するセンサ要素、エミッタおよびセンサ要素に関連する回路に言及するのに使用される。
【００１３】
詳細な説明は、添付の図面に関して説明される。図面において、参照番号の左端の数字は、最初に現れる図面を識別する。異なる図面の同一の参照番号は、同様または同一のコンポーネントまたは特徴を指し示す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】例示的な回転ライダー構成単位の断面斜視図である。
【図１Ｂ】例示的な回転ライダー構成単位の断面斜視図である。
【図２】図１Ａおよび１Ｂのライダー構成単位において使用することができる例示的な光センサを表した上面図である。
【図３】例示的な充填配列を例示する例示的な光センサを表した上面図である。
【図４】図１Ａおよび１Ｂのライダー構成単位において使用することができる例示的なレーザ光源を表した上面図である。
【図５】図１Ａおよび１Ｂのライダー構成単位において使用することができる例示的なレーザ光源の斜視図である。
【図６】いくつかの実施例においてライダー測定チャネルと共に使用することができる高水準のコンポーネントを例示するブロック図である。
【図７】ライダー測定チャネルにおいて発生するまたは受信することができる例示的な波形を例示するグラフである。
【図８Ａ】１対のレーザパルスを発生するために測定チャネルにおいて使用することができる例示的な電気回路の概略図である。
【図８Ｂ】レーザエミッタを発射するために測定チャネルにおいて使用することができるトリガ回路の概略図である。
【図９】単一のレーザパルスを発生するために測定チャネルにおいて使用することができる例示的な電気回路の概略図である。
【図１０】レーザエミッタの例示的なアレイおよび異なる充電バンクとの関連を表した図である。
【図１１】センサ要素の例示的なアレイおよび異なるＡＤＣ（アナログ−ディジタル変換器）グループとの関連を例示するブロック図である。
【図１２】例示的な測定チャネルシーケンスを例示するグラフである。
【図１３】チャネルの順序を例示するのに使用される測定チャネルの例示的なアレイを表した図である。
【図１４】距離測定を実施する例示的な方法を例示するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
いくつかの実施例において、レーザエミッタおよびセンサ要素は、装置の視野全体に関して、同様または同一の物理的配列またはレイアウトを有することができる。例えば、センサ要素は、ｘ軸（シャーシの回転に伴ってシーンがそれに沿って走査される軸）と、直交するｙ軸とを有するセンサ画像フレーム内に配列されてよい。回転軸が垂直に整合される場合の、例証される実施形態において、ｘ軸はシーンの横軸に対応し、ｙ軸はシーンの縦軸に対応する。
【００１６】
いくつかの実施例において、センサ要素は、ｘ軸からわずかに傾斜した、互い違いに配置された一連の列として配列される。このレイアウトの２次元性質は、フォトダイオードに、ｙ軸ピッチに対応する、センサコンポーネント自体の直径よりも小さく、線形配列に可能であるよりも小さい効果的な解像度を有することを可能にする。
【００１７】
いくつかの実施例において、ｘ軸からの傾斜量は、センサ要素がセンサ画像フレームのｙ軸に対して一様な間隔またはピッチを有するように選択される。他の実施例において、レーザおよび／またはセンサ要素のｙ軸間隔は、非一様であってもよい。
【００１８】
いくつかの実施例において、レーザエミッタは、エミッタ画像フレーム内で同様に配列される。エミッタ画像フレームは、本明細書において走査軸とも呼ばれ、センサフレームのｘ軸に対応するｘ軸を有する。エミッタ画像フレームは、センサフレームのｙ軸に対応するｙ軸を有する。１つまたは複数のレンズは、エミッタによって生成された光を、エミッタ画像フレームから１つまたは複数のレンズの視野中に外向きに送る。
【００１９】
１つまたは複数のレンズは、エミッタフレームに対して特定のｘ−ｙ位置にあるレーザエミッタからの光が、対応する方向に外向きに送られるように構成される。同じ方向から受け取られた光が、１つまたは複数のレンズによって、センサフレームに対して同じｘ−ｙ位置にある対応するセンサ要素に内向きに送られる。
【００２０】
例示される実施例において、センサ要素は、単一の平面状のプリント回路板に搭載される。しかしながら、レーザエミッタは、多数のプリント回路板に搭載される。各エミッタ板は、レーザエミッタの対応する列を支え、レーザエミッタは、板の縁部に搭載されて、１つまたは複数のレンズに向けられる。エミッタ板の縁部は曲げられ、エミッタ板は互いに関して内側に傾き、したがってレーザエミッタがレンズ入射瞳からすべて等距離にあり、さらにレンズ入射瞳において収束するようすべて向けられる。
【００２１】
測定チャネルを個別に順次使用して、個々の距離測定が実施される。各距離測定に対して、チャネルのレーザエミッタが１つまたは複数のパルスを放出し、戻り反射がチャネルのセンサ要素によって感知される。センサ要素は、やがて反射光の強度を表す戻り信号を作り出す。
【００２２】
説明される実施形態において、チャネルのレーザエミッタは、１つまたは複数の近接に間隔をあけたパルスのバーストを放出する。放出されたバーストが物体に当たって反射されると、戻り信号は、放出されたバーストに関して遅延した、放出されたパルスと同様の形状のパルスのバーストを含む。次いで、放出されたバーストと返されたバーストとの間の時間遅延が計算される。一実施形態において、戻り信号と基準信号との間で相互相関が実施されて、時間遅延が決定される。自己相関の最高ピークが識別され、最高ピークのタイミングが、放出されたバーストの往復の伝搬時間を示すものと見なされる。次いで、伝搬時間に基づいて距離が計算される。
【００２３】
一実施形態において、パルスは、継続時間がやがてそしてチャネル間において変えられて漏話の影響を低減することができる時間間隔によって、互に一時的に間隔をあけられる。漏話は、例えば、センサ要素が異なるチャネルのエミッタによって放出された光の反射を受け取ると、またはセンサ要素が別のライダー装置から放出された光を受け取ると、生じることがある。パルス間隔を変えることは、異なる光放出間の曖昧さを低減し、したがって相互相関は本質的に、元々放出されたバーストの間隔とは異なる間隔を有する反射バーストを遮蔽する傾向がある。間隔は、異なる複数のチャネルにわたり変えることができ、さらに個別のチャネルに対してやがて変えることができる。例えば、各チャネルのパルス間隔を、シャーシの回転ごとにランダムに変化させることができる。
【００２４】
いくつかの実施形態において、パルスの大きさを、バースト内においてかつ／またはバーストにわたり変えることができ、パルス間の間隔を変えることに加えてまたは代替えとして、相互相関を使用して、放出されたバーストと対応する戻りバーストとの間の時間遅延を決定することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態において、チャネルは、各チャネル測定が先行するチャネルによって放出されたレーザバーストの最大予想飛行時間の間に開始されるような速さにおいて、予め定義された順序で使用される。したがって、２つ（またはもしかするとより多く）のレーザバーストは、与えられるといつでも、「飛行中」であるとすることができる。
【００２６】
２つのＡＤＣ（アナログ−ディジタル変換器）を使用して、例示される実施例において、フォトダイオードによって生成された信号をディジタル化する。ＡＤＣは、交互順に使用され、したがって特定のＡＤＣがレーザ放出ごとにディジタル化する。例えば、第１のレーザバーストからの反射は第１のＡＤＣによってディジタル化され、第２のレーザバーストからの反射は第２のＡＤＣによってディジタル化され、第３のレーザバーストからの反射は第１のＡＤＣによってディジタル化され、第４のレーザバーストからの反射は第２のＡＤＣによってディジタル化されるなどである。２つのＡＤＣを、２つのレーザバーストが与えられるといつでも飛行中であり得る実施形態において、使用することができる。他の実施例において、多数のレーザバーストが同時に飛行中であり得て、追加のＡＤＣを、使用することができる。
【００２７】
各レーザエミッタを、対応する個々のレーザバーストに対して２つのエネルギーパルスを発生するのに使用される１対のコンデンサに関連付けることができる。各対のコンデンサは、通常のブースト回路によって共通に充電され、１対のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を使用して対応するレーザエミッタ中に別々に放電される。いくつかの実施形態において、これらのＦＥＴは、ｅＧａＮ  ＦＥＴとも呼ばれる、エンハンスメント・モード窒化ガリウム（ＧａＮ）ＦＥＴを含むことができる。レーザバーストが２つより多いパルスを含む実施形態において、３つ以上のコンデンサを使用して、多数回、レーザエミッタを発射するための多数のエネルギーバーストを提供することができる。
【００２８】
チャネルは、多数の充電バンクに分けられる。説明される実施形態において、チャネルは、２つの充電バンクに分けられる。ひとつの充電バンクのレーザエミッタに対応するコンデンサは、もう一方の充電バンクのレーザエミッタが発射されている間に充電される。このことは、チャネルの第１のバンクが早い速さにおいて使用されることを可能にする一方、各チャネルのコンデンサを充電することができる、より遅い速さを見込む。
【００２９】
チャネルの順序は、チャネル間漏話の可能性をさらに最小限に抑えるために、連続的に発射されるレーザエミッタ間の物理的な距離を最大にするように選択される。チャネルの順序は、（ａ）連続的に発射されるチャネルが異なるＡＤＣに関連付けられる、および、（ｂ）順序が、最初に第１の充電バンクのすべてのチャネルを、次に第２の充電バンクのすべてのチャネルを繰り返し指定するべきであるという制限を必要とする。各充電バンクは両方のＡＤＣグループのチャネルを含むことに留意されたい。
【００３０】
図１Ａおよび１Ｂに、ライダーセンサデバイスまたはシステムの一部として使用できる回転可能なセンサ構成単位１００の例示的な構成を示す。
【００３１】
センサ構成単位１００は、回転軸１０４を中心に回転するシャーシ１０２を備える。いくつかの実施形態において、回転軸は垂直である。他の実施形態において、回転軸は、垂直から傾斜していてもよく、または、センサ構成単位１００が使用されている特定の環境に適したあらゆる配向であってよい。
【００３２】
シャーシ１０２は、回転軸１０４について概して対称な外輪郭を有する。シャーシ１０２は、円筒形の外輪郭を有する下部１０６（ａ）と、円筒形の外輪郭を有する上部１０６（ｂ）と、下部１０６（ａ）のより大きい直径と上部１０６（ｂ）のより小さい直径との間で円錐台を形成する外輪郭を有する中間部１０６（ｃ）とを有する。
【００３３】
上部１０６（ｂ）は、平面１０８を形成するカットアウトを有し、平面１０８は、シャーシ１０２に対して、ｚ方向とも呼ばれる、前方向１１０に面する。平面１０８は、第１および第２のレンズ１１２および１１４を収容するための１つまたは複数の開口を有する。第１および第２のレンズ１１２および１１４は、それらの光軸が回転軸１０４に対して概して直角であり前方向１１０に対して概して平行であるように、搭載される。実際には、第１および第２のレンズ１１２および１１４のそれぞれは、３つの個別レンズ要素、または他のあらゆる数のレンズ要素を有することができる。いくつかの実施形態において、第１および第２のレンズ１１２および１１４は、互いに重なり合う場合があり、重なり合う部分は使用されない。
【００３４】
第１および第２のレンズ１１２および１１４は、シーンの共通の視野を有する。シャーシ１０２の回転により、視野は、シーンにわたって、ｘ方向とも呼ばれる、走査方向１１６に移動または走査する。回転軸１０４が垂直である場合の、例証される実施形態において、走査方向１１６は水平である。
【００３５】
シャーシ１０２は、部分的に２つに分かれた内壁１１８を有し、内壁１１８は、シャーシ１０２の横に並んだ２つの側のそれぞれに区画を形成する。図１Ａにおいて、シャーシ１０２の一方の側にセンサ区画１２０が示されている。図１Ｂにおいて、シャーシ１０２の他方の側にエミッタ区画１２２が示されている。センサ区画１２０は、光センサ１２４を収容する。エミッタ区画１２２は、レーザ光源１２６を収容する。
【００３６】
第１のレンズ１１２は、概して、センサ区画１２０よりも上にあり、光センサ１２４よりも前にある。第２のレンズ１１４は、概して、エミッタ区画１２２よりも上にあり、レーザ光源１２６よりも前にある。
【００３７】
１つまたは複数のミラー１２８は、放出された光および受け取られた光を水平方向と垂直方向との間で方向変換するために、シャーシ１０２内で第１および第２のレンズ１１２および１１４の奥に位置決めされる。受け取られた光は、第１のレンズ１１２から概して水平にシャーシに入り、１つまたは複数のミラー１２８によって光センサ１２４に向けて下向きに方向変換される。レーザ光源１２６は、レーザ光を上方向に放出する。放出された光は、１つまたは複数のミラー１２８に当たり、水平かつ外向きに方向変換されて、第２のレンズ１１４を通して前方向１１０に送られる。
【００３８】
第１のレンズ１１２は、光センサ１２４のセンサフレーム１３０上に画像を投影する。センサフレーム１３０は、走査方向１１６に光学的に対応するｘ軸１３４を有するエリアである。シャーシ１０２が回転するのに伴い、シーンの画像がセンサフレーム１３０のｘ軸１３４に沿って走査する。したがって、センサフレーム１３０のｘ軸は、センサフレーム１３０の走査軸と呼ばれることもある。回転軸１０４が垂直である場合の、例証される配向において、ｘ軸１３４は、投影された画像の水平方向に光学的に対応する。
【００３９】
センサフレーム１３０は、ｘ軸に対して直角なｙ軸１３６を有する。回転軸１０４が垂直である場合の、例証される配向において、センサフレーム１３０のｙ軸１３６は、投影された画像の垂直方向に光学的に対応する。
【００４０】
光源１２６のエミッタフレーム１３２内におけるレーザエミッタが、第２のレンズ１１４を通してレーザ光をシーン中に投射する。エミッタフレーム１３２は、走査方向１１６に光学的に対応する、走査軸とも呼ばれる、ｘ軸１３８を有する。シャーシ１０２が回転するのに伴い、投射された光は走査方向１１６に走査する。エミッタフレーム１３２は、ｘ軸１３８に対して直角なｙ軸１４０を有する。回転軸１０４が垂直である場合の、例証される配向において、エミッタフレーム１３２のｘ軸１３８は、レーザ光が投射されるシーンの水平方向に光学的に対応する。エミッタフレーム１３２のｙ軸１４０は、レーザ光が投射されるシーンの垂直方向に光学的に対応する。
【００４１】
一般に、レーザ光源１２６は、１つまたは多数のレーザエミッタを有し、光センサ１２４は、１つまたは多数の対応するセンサ要素を有する。各レーザエミッタはそれぞれのセンサ要素に対応し、エミッタと対応するセンサ要素とからなる対は、チャネルと呼ばれる。さらに、用語「チャネル」は、エミッタ／センサ対に関連付けられる、支えの回路を包含ことができる。以下で説明するように、チャネルを使用して、レーザ光バーストが放出され、バーストの反射の特性が測定される。
【００４２】
本明細書において説明される実施例は、３８個の測定チャネルを含み、したがって、３８個のレーザエミッタと、それぞれに対応する３８個の光センサとを含む。異なる実施形態において、所望のセンサ解像度および被写域角度に応じて、異なる数のチャネルを使用することもできる。ここで、被写域は、水平線に対する相対的な視野に対応する。
【００４３】
図２に、光センサ１２４に関するさらに他の詳細を示す。光センサ１２４は、個別のセンサ要素２０２のアレイを備える。いくつかの実施形態において、センサ要素２０２は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を備える。
【００４４】
センサ要素２０２は、平面状のプリント回路板２０４に搭載される。センサ要素２０２はセンサフレーム１３０内に位置決めされ、センサフレーム１３０は、第１のレンズ１１２が外部シーンの画像を投影するエリアである。図２はｘ軸１３４を示し、ｘ軸１３４は、シーンに対するシャーシ１０２の走査方向１１６に対応する軸である。ｘ軸１３４は、本明細書において走査軸とも呼ばれ、シャーシ１０２の回転に伴ってシーンの画像がそれに沿って平行移動される軸を表す。
【００４５】
センサ要素２０２は多数の平行な列に配列され、１つおきの列が互い違いに配置されて、より高い充填密度が達成されている。各列は、ｘ軸１３４に関して角度が付けられた線に沿って延び、したがって、各センサ要素２０２は、ｙ軸１３６に関して異なる高さにある。ここで、ｙ軸１３６は、走査軸１３４に直交する。
【００４６】
図２は、センサ要素２０２の１つの列がそれに沿って延びる線２０６を示す。線２０６は、ｘ軸１３４に対して角度２０８にある。例証される列ピッチにおいて、角度２０８により、各センサ要素２０２は固有のｙ軸位置または高さを有することになる。加えて、センサ要素２０２は、一様なｙ軸ピッチを有する。
【００４７】
図３に、比較的高い充填密度およびそれに応じた細かいｙ軸ピッチを達成するために、どのようにセンサ要素２０２が充填されるかに関するさらに他の詳細を示す。図３において、各センサ要素２０２に関連するエリアが六角形３０２として示され、六角形３０２は、互いに直に接するように充填されている。これは六方充填（hexagonal packing）として知られる。各六角形３０２は、センサ要素２０２と、センサ要素２０２の近くに位置する関連する回路があればその回路と、によって占められるエリアを表す。
【００４８】
一実施形態において、各センサ要素およびそれに関連する回路は、６ミリメートルのセンサ間ピッチを考慮したエリアを占める。このセンサ間ピッチで、１０６ミリメートルの焦点距離を有するレンズを使用すると、角度２０８は０．５度である。これは、０．８６ミリメートルのｙ軸ピッチを生成する。例証される配列は、センサ要素２０２の数を変動させること、および所望のｙ軸分布になるように角度２０８を変動させることによって、変動させることができる。加えて、例証される構成は正方形または円の中にほぼ納まるが、非対称配列を含めた他の配列が使用されてもよい。
【００４９】
図４に、レーザ光源１２６の例示的な実施形態に関する詳細を示す。レーザ光源１２６は、図２のセンサと同様に配列された複数の個別のレーザエミッタ４０２を備える。説明される実施形態において、レーザエミッタ４０２は、注入型レーザダイオード（ＩＬＤ）を備える。
【００５０】
レーザエミッタ４０２はエミッタフレーム１３２内に位置決めされ、エミッタフレーム１３２内は、第２のレンズ１１４が投射する起点となるエリアである。図４はｘ軸１３８を示し、ｘ軸１３８は、シーンに対するシャーシ１０２の走査方向１１６に対応する軸である。
【００５１】
レーザエミッタ４０２は多数の平行な列に配列され、１つおきの列が互い違いに配置されて、より高い充填密度が達成されている。各列は、ｘ軸１３８に関して角度が付けられた線に沿って延び、したがって、各レーザエミッタ４０２は、ｙ軸１４０に関して異なる高さにある。ここで、ｙ軸１４０は、走査軸１３８に直交する。
【００５２】
図４は、レーザエミッタ４０２の１つの列がそれに沿って延びる線４０４を示す。線４０４は、ｘ軸１３８に対して角度４０６にある。例証される列ピッチにおいて、角度４０６により、各レーザエミッタ４０２は固有のｙ軸位置または高さを有することになる。加えて、レーザエミッタ４０２は、一様なｙ軸ピッチを有する。
【００５３】
この実施例において、レーザエミッタ４０２はセンサ要素２０２と同じ間隔で配列され、角度４０６は角度２０８と等しい。しかし、他の実施例において、レーザエミッタ４０２の間隔および／またはオフセット角度は、センサ要素２０２に用いられるものとは異なってもよい。
【００５４】
レーザエミッタ４０２は、エミッタ板４０８とも呼ばれ、レーザエミッタ４０２の対応する列を位置決めするのに使用される各エミッタ板４０８を有する、プリント回路板４０８の縁部に沿って搭載される。
【００５５】
いくつかの実施形態において、速軸コリメータ（ＦＡＣ）レンズ（図示せず）は、エミッタ４０２の速軸の発散を低減し、速軸の発散をセンサ構成単位１００の大きさ（etendue）に合致させるために、各レーザエミッタ４０２の前に位置決めされる。これは、スループットが改善され非点収差が低減され、よって画質が改善される傾向がある。
【００５６】
図５に、レーザ光源１２６およびエミッタ板４０８のさらに他の詳細を示す。例証されるように、レーザエミッタ４０２は、エミッタ板４０８の上縁部５０２に沿って搭載される。エミッタ板４０８および上縁部５０２は、レーザエミッタ４０２を想像上の球体に沿って位置決めするように構成され、それにより、すべてのレーザエミッタ４０２は、第２のレンズ１１４の入射瞳から光学的に等距離にある。
【００５７】
より具体的には、各上縁部５０２は、レーザエミッタ４０２と第２のレンズ１１４の入射瞳との間の光学的距離に等しい半径の凹曲面を有する。板４０８は、レーザエミッタ４０２をレンズ入射瞳の方に向けるために、互いに関して内側に傾いている。各レーザエミッタ４０２は、放出されたレーザ光が第２のレンズ１１４の入射瞳において収束するように、湾曲した上縁部５０２に対して直角に整合される。この整合は、第２のレンズ１１４の設計を単純化する。特に、これは、どのチャネルの間もすべて一貫性を保証し、したがって、多くの場合、異なる経路長を構成するための、（ａ）チャネルの具体的な較正および／または（ｂ）複雑なレンズ構造の必要がなくなるであろう。
【００５８】
他の実施形態において、レーザエミッタ４０２は、単一の面に位置決めされながらも、なお第２のレンズ１１４の入射瞳において収束するように光を放出するよう整合されてもよい。
【００５９】
前述のように、測定チャネルは、レーザエミッタ４０２と、光学的に対応する位置にあるセンサ要素２０２と、関連する回路とを備える。動作時、測定チャネルは、シーンの点からの距離を決定するために起動されるかまたは順次使用される。距離測定を実施するために、チャネルのレーザエミッタ４０２が起動されて、光パルスの短いバーストを生成する。バーストは、シーンの面上の点から反射され、チャネルの対応するセンサ要素２０２によって受光される。次いで、以下でより詳細に説明されるプロセスにおいて、放出されたバーストに対する受け取られたバーストの時間関係が分析されて、構成単位１００と面上の点との間の距離が決定される。充電に対応するため、限られた数のＡＤＣ（アナログ−ディジタル）コンポーネントの共用に対応するため、およびチャネル間の漏話の可能性を最小限に抑えるために、チャネルは、一定のあらかじめ決められた順において使用される。
【００６０】
図６に、前述のようなレーザ／センサ配列を用いてまたはそれに関連して距離測定または測距を実施するのに使用できる、ライダー距離測定システム６００の論理的要素を示す。図６は、共有される制御コンポーネント、ならびに、単一の測定チャネルに専用の要素を示す。
【００６１】
測定チャネルは、レーザエミッタ４０２のうちの１つと、センサ要素２０２のうちの対応する１つとを備える。単一の距離測定のために、レーザエミッタ４０２は、レーザ光パルスのバーストを、第２のレンズ１１４を通して外向きの経路６０２に沿って放出するように制御される。バーストは、シーンの表面６０４によって反射され、戻り経路６０６に沿って、レンズ１１２を通りセンサ要素２０２に戻る。
【００６２】
第２のレンズ１１４は、エミッタフレーム１３２内における異なる物理的位置にあるレーザエミッタ４０２からのビームが異なる角度で外向きに送られるように設計される。具体的には、第２のレンズ１１４は、特定のチャネルのレーザエミッタ４０２からの光を、対応する固有の方向に向けるように設計される。第１のレンズ１１２は、チャネルの対応するセンサ要素２０２が同じ方向からの反射光を受光するように設計される。
【００６３】
システム６００は、多数のチャネルのための制御および分析ロジックを実装する制御器６０８を有する。制御器６０８は、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（ディジタル信号プロセッサ）、または、これらならびに他の制御および処理要素の１つもしくは複数の組合せによって、部分的に実装されてよく、関連するプログラムおよびデータを記憶するための関連するメモリを有してよい。
【００６４】
単一のチャネルを使用した単一の距離測定を開始するために、制御器６０８は、トリガ信号６１０を発生する。トリガ信号６１０は、パルス発生器６１２によって受信される。パルス発生器６１２は、トリガ信号６１０を受信したのに応答して、バースト信号６１４を発生する。バースト信号６１４は、レーザエミッタ４０２が起動またはオンにされるべき時点を示す１対の連続的なパルスを含む。エミッタを起動またはオンにすることを、エミッタを「発射する」と言う場合がある。各エミッタが発射されて、短い継続時間を有する光パルスが作り出される。
【００６５】
いくつかの実施形態において、パルスの立上りを使用して、レーザエミッタ４０２が起動またはオンにされるべき時点を示すことができる。図６に示すように、パルス発生器６１２の機能は、実際の実装形態において、制御器６０８によって実施されるものとすることができる。
【００６６】
バースト信号６１４は、容量性ドライバ６１６によって受信される。容量性ドライバ６１６は、それに応答して、エミッタ駆動信号６１８を提供する。エミッタ駆動信号６１８は、バースト信号６１４のパルスに時間的に対応する１対の連続的なエネルギーパルスを含む。エミッタ駆動信号６１８は、レーザエミッタ４０２に接続されて、レーザエミッタ４０２を発射し、レーザ光のパルスを生成する。
【００６７】
放出されたレーザ光が表面６０４から反射されるとすると、センサ要素２０２は、反射光を受光し、戻り信号６２０を生成する。戻り信号６２０は、エミッタ駆動信号６１８と概して同じ形状だが、雑音、干渉、異なるエミッタ／センサ対の間の漏話、他のライダーデバイスからの干渉信号などの結果として、ある程度異なる場合がある。さらに、戻り信号６２０は、エミッタ駆動信号６１８に関して、放出されたレーザバーストの往復の伝搬時間に対応する量の遅延があるだろう。
【００６８】
ＡＤＣ（アナログ−ディジタル変換器）６２２が、戻り信号６２０を受信しディジタル化して、ディジタル化された戻り信号６２４を生成する。ディジタル化された戻り信号６２４は、時間経過に伴う戻り信号６２０の大きさを示すディジタル値のストリームである。ＡＤＣ６２２は、共有コンポーネントであり、異なる時点で多くの異なるセンサ要素２０２によって提供された信号をディジタル化するのに使用されることに留意されたい。
【００６９】
遅延計算器６２６は、ディジタル化された戻り信号６２４を受信し、レーザエミッタ４０２から放出された光パルスとセンサ要素２０２において受け取られた光パルスとの間の位相差またはタイムシフトを計算する。説明される実施形態において、遅延計算器は、ディジタル化された戻り信号６２４と基準波形６２８との間で相互相関を実施して相互相関信号６３０を生成する、本明細書において相互相関器６２６とも呼ばれる相互相関コンポーネントを有する。他の実施形態において、直接的なピークトゥピーク（peak-to-peak）の測定など、他の位相差決定方法を使用することもできる。図６に示すように、遅延計算器６２６の機能は、制御器６０８によって実施されてよい。
【００７０】
基準波形６２８は、レーザエミッタ４０２によって実際に放出される光のタイミングおよび強度を表す。いくつかの実施形態において、基準波形６２８は、較正サイクル中に得られるものとすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、レーザエミッタの出力を向けることができる基準面があってよい。基準面は、場合によっては、シャーシ１０２の支持構造の一部を構成することができ、第１および第２のレンズ１１２および１１４から比較的近い既知の距離にあってよい。レーザエミッタ４０２の出力が基準面の方に向けられると、容量性ドライバ６１６は、レーザエミッタ４０２を駆動して出力バーストを生成する。次いで、センサ要素２０２およびＡＤＣ６２２を使用して、基準面から反射された光に対応する波形が取り込まれる。この取り込まれた波形を基準波形６２８として使用することができる。基準波形６２８は、各チャネルにつき一意に取り込むことができ、記憶して多数の後続の測定に使用することができ、熱ドリフトおよび／または他の変数を反映するように時間経過に伴って更新することができる。いくつかの実施形態において、基準波形６２８は、シャーシの旋回ごとに少なくとも１回更新することができる。
【００７１】
他の実施形態において、シャーシ１０２の内部または外部にある１つまたは複数の異なるセンサを使用して、レーザエミッタ４０２の１回または複数回の較正放出の間に基準波形６２８を取り込むことができる。さらに、多数の読取りを実施して平均し、基準波形６２８を作り出すこともできる。
【００７２】
制御器６０８は、相互相関信号６３０を受信し、相互相関信号６３０を分析して、最高ピークを見つけ、レーザエミッタ４０２から放出された光パルスと、センサ要素２０２において受け取られた光パルスとの間の位相差またはタイムシフトを指し示す。
【００７３】
図６は、一般的な特徴を説明する目的のために、簡略化したやり方において論理的コンポーネントおよび信号を示していることに留意されたい。実際の実装において、種々の異なる種類の信号は、レーザエミッタ４０２を発射するために、およびレーザエミッタの出力とセンサ要素２０２によって感知された反射光との位相差を測定するために、生成され、使用されることがあり得る。
【００７４】
図７に、放出された光パルス、反射された光パルス、および放出された光パルスと反射された光パルスとの相互相関の、さらに他の一般的な特徴を示す。図７は、図６の基準波形６２８によって示されうるような、レーザエミッタ４０２によって放出された光のタイミングおよび強度を表す第１の波形７０２を示す。単一の距離測定のための光は、多数のパルスのシーケンスまたはバーストとして放出され、この実施例において１対のパルス７０４（ａ）および７０４（ｂ）を含み、各パルスは約５〜５０ナノ秒の幅を有する。しかし、他の実施例において、より長いかまたはより短い継続時間の２つより多いパルスを有するパルスシーケンスまたはバーストを使用することもできる。例示される実施例において、パルスの対は、継続時間ｔ1を有する時間間隔によってお互いから間隔をあけられる。一実施形態において、各パルスは、２０ナノ秒と５０ナノ秒との間で変動する時間間隔の継続時間を有する。パルスは、レーザエミッタを介したコンデンサの放電によって発生され、したがってガウス形状を有する。
【００７５】
パルス７０４が間隔をあけられる時間間隔の継続時間ｔ1は、異なる発生されたバースト対して異なり、制御器６０８によって確立される。例えば、異なるチャネルによって生成されたバーストが、異なる時間間隔の継続時間を使用することができ、継続時間はシャーシ１０２の回転ごとに変更されてもよい。場合によっては、パルス間の間隔に使用される時間間隔の継続時間は、各チャネルにつき、またシャーシ１０２の各回転につき、ランダムに選択され割り当てられてもよい。これにより、チャネル間および他のライダーデバイス間のトークを低減することができる。
【００７６】
図７は、図６の戻り信号６２０によって示されうるような、センサ要素２０２によって受光され検出された反射光の大きさを表す第２の波形７０６を示す。第２の波形７０６は、パルス７０４（ａ）および７０４（ｂ）にそれぞれ対応する１対のパルス７０８（ａ）および７０８（ｂ）を有する。しかし、第２の波形７０６のパルスは、第１の波形７０２に対して時間ｔ2だけ遅延されている。第２の波形７０６のパルス間のタイミング関係は、放出されたパルス７０４のそれと同じであるはずである。
【００７７】
図７は、図６の相互相関信号６３０によって示されうるような、第１の波形７０２と第２の波形７０６との相互相関を表す第３の波形７１０を示す。第３の波形７１０の最高ピーク７１２は、第１の波形７０２と第２の波形７０６との位相差であるｔ2に時間的に対応する。
【００７８】
異なるチャネルからの戻り光信号など、漏話の場合、放出されたパルスの間隔が可変および／またはランダムであれば、戻り信号が異なるパルス間隔を有する可能性があることになり、第３の波形７１０によって表されるような相互相関によって強力に相関されることはないことになる。こうすれば、チャネル間および／または異なるライダーデバイス間のどんな漏話の影響も低減される傾向がある。
【００７９】
図８Ａに、個別のレーザエミッタ４０２を駆動するための、特に２つの短いパルスのバーストにおいてレーザエミッタ４０２上で発射するための、例示的な電気回路８００を示す。この実施例において、レーザエミッタ４０２は、アノードとカソードとを有する注入型レーザダイオードを備える。各測定チャネルは、回路８００のインスタンスを有する。この例の回路８００は２つのパルスを生成するように構成されているが、回路８００は、あらゆる数のパルスを生成するように拡張されてよく、単一のパルスのみを生成するように修正されてもよいことに留意されたい。
【００８０】
回路８００は、インダクタ８０２とトランジスタ８０４とを含む誘導性ブースト充電部を有する。いくつかの実施形態において、トランジスタ８０４は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）またはｅＧａＮ  ＦＥＴと呼ばれる、エンハンストモードのＧａＮ  ＦＥＴ（窒化ガリウム電界効果トランジスタ）を含む。インダクタ８０２の第１の端子は電源８０６に接続され、電源８０６は、接地基準８０８に対して正電圧を有する。例えば、電源８０６は、５ボルトのＤＣ（直流）電圧源とすることができる。インダクタの第２の端子は、トランジスタ８０４のドレインに接続される。トランジスタ８０４のソースは、接地基準８０８に接続される。
【００８１】
回路８００は、第１および第２のエネルギー蓄積コンデンサ８１０（ａ）および８１０（ｂ）を有し、これらのコンデンサは、いくつかの実施形態において無極性セラミックコンデンサを含むことができる。考察の目的のために、これらの各コンデンサは、「Ａ」端子および「Ｂ」端子を有するものとして符号が付けられている。回路の動作中、Ａ端子はＢ端子に対して正に帯電する。
【００８２】
エネルギー蓄積コンデンサ８１０（ａ）および８１０（ｂ）は、対応するブロッキングダイオード８１２（ａ）および８１２（ｂ）を介してインダクタ８０２の第２の端子に接続され、それにより、インダクタ８０２によって供給される電流で充電される。具体的には、ブロッキングダイオード８１２（ａ）および８１２（ｂ）のアノードは、インダクタ８０２の第２の端子に接続される。ブロッキングダイオード８１２（ａ）のカソードは、第１のエネルギー蓄積コンデンサ８１０（ａ）のＡ端子に接続される。ブロッキングダイオード８１２（ｂ）のカソードは、第２のエネルギー蓄積コンデンサ８１０（ｂ）のＡ端子に接続される。
【００８３】
コンデンサ８１０（ａ）および８１０（ｂ）のＢ端子は、レーザエミッタ４０２のカソードに共通に接続される。
【００８４】
場合によっては、コンデンサ８１０（ａ）および８１０（ｂ）のそれぞれによって表されるキャパシタンスは、並列の多数のコンデンサによって提供されてもよいことに留意されたい。
【００８５】
第１および第２のトランジスタ８１４（ａ）および８１４（ｂ）が、それぞれ第１および第２のエネルギー蓄積コンデンサ８１０（ａ）および８１０（ｂ）に関連する。説明される実施形態において、トランジスタ８１４（ａ）および８１４（ｂ）のそれぞれは、ＦＥＴを含み、いくつかの実施形態においてＧａＮ  ＦＥＴを含むことができる。第１のトランジスタ８１４（ａ）のドレインは、第１のエネルギー蓄積コンデンサ８１０（ａ）のＡ端子に接続される。第２のトランジスタ８１４（ｂ）のドレインは、第２のエネルギー蓄積コンデンサ８１０（ｂ）のＡ端子に接続される。第１および第２のトランジスタ８１４（ａ）および８１４（ｂ）のソースは、接地基準８０８に接続される。レーザエミッタ４０２のアノードもまた、接地基準８０８に接続される。
【００８６】
回路８００はまた、１つまたは複数のフライバックダイオード８１６を有することができる。各フライバックダイオード８１６のアノードは、レーザエミッタ４０２のカソードに接続される。各フライバックダイオード８１６のカソードは、レーザエミッタ４０２のアノードと、接地基準８０８とに接続される。フライバックダイオードは、レーザエミッタ４０２のアノードにおいて誘導されうる負電圧を制限する。
【００８７】
動作時、トランジスタ８０４のゲートは、充電信号８１８に接続される。充電信号８１８がトランジスタ８０４をオンにすると、電流が、電源８０６からインダクタ８０２およびトランジスタ８０４を通って接地基準８０８に流れる。
【００８８】
インダクタ８０２を通る電流がインダクタ８０２の飽和点近くになると、トランジスタ８０４はオフにされ、次いで、インダクタ電流はコンデンサ８１０に流れ、Ａ端子をＢ端子に対して正に帯電させる。コンデンサ８１０が充電される相対電圧を、本明細書において充電電圧と呼ぶであろう。
【００８９】
説明される実施形態において、トランジスタ８０４は、約２マイクロ秒にわたってオンにされる。トランジスタ８０４がオフにされると、コンデンサ８１０が充電されるのに約５００ナノ秒かかる。したがって、総充電時間は２．５マイクロ秒以上である。
【００９０】
第１のトランジスタ８１４（ａ）のゲートは、第１のトリガ信号８２０（ａ）に接続され、この第１のトリガ信号８２０（ａ）は、レーザエミッタ４０２が第１のパルスを放出するときに第１のトランジスタ８１４（ａ）をオンにするのに使用される。第１のトランジスタ８１４（ａ）をオンにすると、Ａ端子における電圧が接地基準８０８の電圧近くまで下がり、それに応じて、Ｂ端子の電圧も、充電電圧にほぼ等しい量だけ下がる。したがって、レーザエミッタ４０２のカソードは、現在、アノードに関して負の電位にあることになり、コンデンサの蓄積エネルギーは、レーザエミッタ４０２を介して放電される。レーザエミッタ４０２を通る結果的な電流により、レーザエミッタ４０２は光を放出する。
【００９１】
第２のトランジスタ８１４（ｂ）のゲートは、第２のトリガ信号８２０（ｂ）に接続される。第２のトリガ信号８２０（ｂ）は、第２のパルスを作り出すためにレーザエミッタ４０２を介して第２のコンデンサ８１０（ｂ）を放電するのに使用される。
【００９２】
動作時、第１のトランジスタ８１４（ａ）がオンにされてレーザバーストの第１のパルスが開始され、少しあとに第２のトランジスタ８１４（ｂ）がオンにされて第２のパルスが開始される。
【００９３】
回路８００は、トランジスタ８１４についてｎ型またはエンハンスメント・モードＧａＮ  ＦＥＴを使用するものとして示されているが、ｐ型またはディプリーションモード（depletion mode）ＧａＮ  ＦＥＴを使用する同様の回路を使用してもよい。加えて、回路は、あらゆる数のレーザエミッタを順次発射するのに使用されるあらゆる数のパルスの生成をサポートするように拡張されてもよい。
【００９４】
いくつかの実施形態において、スナバを追加して、寄生キャパシタンスおよびインダクタンスによって通常なら発生しうる駆動電流における電圧振動を低減することができる。このような振動の発生が許容される場合、レーザエミッタ４０２を発射する前に振動が鎮まるのを待つことが必要になる可能性がある。スナバは、抵抗器８２２およびコンデンサ８２４を備えることができ、これらは、インダクタ８０２の第２の端子におけるどんな電圧振動および電流振動も減衰させるように、インダクタ８０２の第２の端子と接地基準８０８との間で直列接続される。
【００９５】
回路８００は、単一のパルスまたは２つより多いパルスを含めた、あらゆる数のレーザパルスを生成するように修正されてよい。図８Ａにおいて、破線を使用して、第１および第２の発射回路８２６（ａ）および８２６（ｂ）のコンポーネントが示されている。これらの発射回路は、あらゆる数のパルスを作り出すように必要に応じて複製されてよい。単一の駆動パルスを作り出すには、単一の発射回路８２６を使用すればよい。３つの駆動パルスを作り出すには、３つの発射回路８２６を使用すればよく、各発射回路は、図８Ａに示されるようにインダクタ８０２およびエミッタ４０２に接続される。
【００９６】
図８Ｂに、図８Ａに示されるような発射回路８２６のいくつかの実施形態で使用できる追加の要素を示す。
【００９７】
トランジスタ８１４ならびにその関連コンポーネントおよび相互接続に関連付けられた寄生キャパシタンスおよびインダクタンスは、ある状況において発射回路８２６によって生成されるパルスの短さを制限することがあり得て、そうでなければ可能であるだろうよりも短いパルスを生成することが望まれることがあり得る。これらの状況において、比較的小さい抵抗８２８を、エネルギー蓄積コンデンサ８１０のＡ端子とトランジスタ８１４のドレインとの間に直列に配置することができる。寄生キャパシタンスおよびインダクタンスを組み合わせて、抵抗８２８は、コンデンサ８１０のＡ端子における電圧が振動して、そうでなければ起こるだろうよりも短い初期電流パルスを作り出すほどの、共振を作り出す。いくつかの実施形態において、さらに、キャパシタンス８３０を、コンデンサ８１０のＡ端子と接地基準８０８との間に加えて、この効果を強化するまたはさらに調整することができる。いくつかの実施形態において、同様に、キャパシタンス８３２を、コンデンサ８１０のＢ端子と接地基準８０８との間に加えて、この効果をさらに強化することができる。加えられる抵抗およびキャパシタンスの値は、所望の初期パルスの継続時間を達成するために、具体的な実装の特徴に基づいて計算され、または決定される。
【００９８】
場合によっては、トランジスタ８１４は複製されてもよく、したがって２つのこのようなトランジスタが並列で使用されて、エネルギー蓄積コンデンサ８１０からの電流が駆動される。２つのトランジスタを並列で使用することで、寄生インダクタンスおよびキャパシタンスの影響を低減することができる。
【００９９】
図９に、レーザエミッタ４０２を駆動するための別の例示的な電気回路９００を示す。ただしこの実施例において、回路９００は、多数のパルスではなく、単一の放出された光パルスのみを提供する。このような回路は、マルチパルスバーストではなく単一のレーザパルスを使用して各距離測定が実施される実施形態で使用することができる。
【０１００】
回路９００は、インダクタ９０２とトランジスタ９０４とを含む誘導性ブースト充電部を有する。トランジスタ９０４は、ＦＥＴまたはｅＧａＮ  ＦＥＴを含むことができる。インダクタ９０２の第１の端子は電源９０６に接続され、電源９０６は、接地基準９０８に対して正電圧を有する。例えば、電源９０６は、５ボルトのＤＣ（直流）電圧源とすることができる。インダクタの第２の端子は、トランジスタ９０４のドレインに接続される。トランジスタ９０４のソースは、接地基準９０８に接続される。
【０１０１】
電気回路９００は、エネルギー蓄積コンデンサ９１０を有する。エネルギー蓄積コンデンサ９１０は、「Ａ」および「Ｂ」端子を有するものとして符号が付けられている。回路の動作中、Ａ端子はＢ端子に対して正に帯電する。
【０１０２】
エネルギー蓄積コンデンサ９１０は、ダイオード９１２を介してインダクタ９０２の第２の端子に接続され、それにより、インダクタ９０２によって供給される電流で充電される。具体的には、ダイオード９１２のアノードは、インダクタ９０２の第２の端子に接続される。ダイオード９１２のカソードは、エネルギー蓄積コンデンサ９１０のＡ端子に接続される。コンデンサ９１０のＢ端子は、接地基準９０８に接続される。
【０１０３】
レーザエミッタ４０２のアノードは、エネルギー蓄積コンデンサ９１０のＡ端子に接続される。トランジスタ９１４が、レーザエミッタ４０２のカソードと、接地基準９０８との間に接続される。具体的には、トランジスタ９１４のドレインは、レーザエミッタ４０２のカソードに接続され、トランジスタのドレインは、接地基準９０８に接続される。
【０１０４】
動作時、トランジスタ９０４のゲートは、充電信号９１６に接続される。充電信号９１６がトランジスタ９０４をオンにすると、電流が、電源９０６からインダクタ９０２およびトランジスタ９０４を通って接地基準９０８に流れる。
【０１０５】
インダクタ９０２を通る電流がインダクタ９０２の飽和点に近くなると、トランジスタ９０４はオフにされ、次いで、インダクタ電流はコンデンサ９１０に流れ、Ａ端子をＢ端子に対して相対的に帯電させる。
【０１０６】
トランジスタ９１４のゲートはトリガ信号９１８に接続され、このトリガ信号９１８は、レーザエミッタ４０２からパルスを放出するために適時にトランジスタ９１４をオンにするのに使用される。トランジスタ９１４をオンにすると、エネルギー蓄積コンデンサ９１０によって蓄積されたエネルギーが、レーザエミッタ４０２を介して放電される。
【０１０７】
トランジスタ９１４は、この実施形態においてｎ型エンハンスメント・モードＧａＮ  ＦＥＴを含むが、ｐ型ディプリーションモードＧａＮ  ＦＥＴまたは他のあらゆるタイプのＦＥＴと共に使用される同様の回路が実装されてもよい。
【０１０８】
図１０に、充電バンクの概念を示す。いくつかの実施形態において、測定チャネルは、異なる複数の充電バンクに分けられる、または割り当てられる。説明される実施形態において２つの充電バンクを使用するが、異なる実施形態において、異なる数の充電バンクを使用することもできる。
【０１０９】
説明される実施形態において、各チャネルは、２つの充電バンクのうちの一方または他方に割り当てられる。単一の充電バンクのエミッタのすべてに関連するコンデンサの充電が、同時に実施される。充電は、最初に第１の充電バンクのエミッタに関連するコンデンサを充電し、次いで第２の充電バンクのエミッタに関連するコンデンサを充電する、という繰返しサイクルにおいて実施される。バンクが充電されている間、他方のバンクのチャネルは距離測定に使用される。
【０１１０】
例証される実施形態において、チャネル（図１０においてチャネルのレーザエミッタ４０２によって表される）の１つおきの列が、それぞれ第１および第２の充電バンク１００２（ａ）および１００２（ｂ）に割り当てられる。例示される実施例において、上から下に、第１、第３、第５、および第７の列が、第１の充電バンク１００２（ａ）に属する。第２、第４、および第６の列が、第２の充電バンク１００２（ｂ）に属する。
【０１１１】
動作中、第１の充電バンク１００２（ａ）のレーザエミッタ４０２に関連する蓄積コンデンサ８１０が同時に充電され、一方、第２の充電バンク１００２（ｂ）のレーザエミッタ４０２に関連する蓄積コンデンサ８１０を使用してレーザパルスが作り出される。続いて、第２の充電バンク１００２（ｂ）のレーザエミッタ４０２に関連する蓄積コンデンサ８１０が同時に充電され、一方、第１の充電バンク１００２（ａ）のレーザエミッタ４０２に関連する蓄積コンデンサ８１０を使用してレーザパルスが作り出される。このシーケンスが継続的に繰り返され、一方のバンクが発射されている間に他方のバンクが充電される。
【０１１２】
図１１に、ＡＤＣグループの概念を示す。説明される実施形態において、２つのＡＤＣを使用して、光センサ１２４の３８個のセンサ要素によって作り出される信号がディジタル化される。これを達成するために、第１のＡＤＣグループ１１０２（ａ）と呼ばれる、センサ要素の半分からの信号が、第１のＡＤＣ６２２（ａ）に多重化される。第２のＡＤＣグループ１１０２（ｂ）と呼ばれる、センサ要素の他の半分からの信号が、第２のＡＤＣ６２２（ｂ）に多重化される。この実施例において、第１のＡＤＣグループ１１０２（ａ）は、光センサ１２４の左側（図中での）のセンサ要素を含み、第２のＡＤＣグループ１１０２（ｂ）は、光センサ１２４の右側（図中での）のセンサ要素を含む。このように、第１のＡＤＣグループ１１０２（ａ）は、第１の充電バンク１００２（ａ）と第２の充電バンク１００２（ｂ）の両方のチャネルに対応するチャネルを含む。同様に、第２のＡＤＣグループ１１０２（ｂ）も、第１の充電バンク１００２（ａ）と第２の充電バンク１００２（ｂ）の両方のチャネルに対応するチャネルを含む。様々な実施形態で、ＡＤＣグループへの種々のチャネルマッピングを使用できることに留意されたい。
【０１１３】
いくつかの実施形態において、連続的に使用されるチャネル間の漏話を低減するために、異なる複数の波長の光を作り出すレーザエミッタを使用することができる。例えば、いくつかのレーザエミッタは９０５ナノメートルの光を放出することができ、他のレーザエミッタは１０６４ナノメートルの光を放出することができる。次に、異なる波長のレーザエミッタを交互に使用することができ、したがって、放出された光は、９０５ナノメートルと１０６４ナノメートルとの間で交替する。光センサも同様に、それぞれの波長に対して感光性があり他の波長をフィルタリングするように、構成されてよい。
【０１１４】
図１２に、充電バンクとＡＤＣグループとの両方の存在を考慮した予め定義されたシーケンスにおいて、種々の位置に位置決めされた測定チャネルをどのように使用できるかについての例を示す。
【０１１５】
水平タイムライン１２０２が示されており、これに沿って時間が左から右に増加する。垂直矢印１２０４を使用して、異なる複数のチャネルからのレーザバーストを示す。図１２は単一のサイクルを示し、このサイクル中に、規則的なシーケンスにおいてすべてのチャネルが１回起動される。このサイクルが、デバイスの動作中に継続的に繰り返される。
【０１１６】
上向きの各矢印１２０４は、第１のＡＤＣグループ１１０２（ａ）のチャネルからのバーストを表す。下向きの各矢印１２０４は、第２のＡＤＣグループ１１０２（ｂ）のチャネルからのバーストを表す。図示のように、規則的なシーケンスは、第１のＡＤＣグループと第２のＡＤＣグループとから交互にくるチャネルを指定する。
【０１１７】
各バーストの次に、破線の矩形エリア１２０６によって示される観察期間が続く。観察期間は、放出されたバーストが外向きに移動し反射されてデバイスの方に内向きに戻るときの、放出されたバーストの最大予想伝搬時間であり、この期間中、反射があるかどうかセンサ要素が監視される。説明される実施形態において、観察期間は、約１ミリ秒であり、放出された光パルスが１４０メートルまで離れた表面に伝搬して戻るのに十分な時間である。
【０１１８】
図１２は、観察期間１２０６が重複することになるレートで、チャネルが使用されることを示す。このことは、それぞれの測定チャネルによって作り出された２つまでのレーザバーストが、所与のどんな時点でも「飛行中」でありうることを意味する。２つのＡＤＣ６２２（ａ）および６２２（ｂ）を使用して、これらの重複する観察期間中に反射光が感知される。
【０１１９】
第１のＡＤＣグループのチャネルがレーザバーストを放出すると、チャネルのセンサ要素は、マルチプレクサ１１０４（ａ）を介して第１のＡＤＣ６２２（ａ）に接続され、第１のＡＤＣ６２２（ａ）を使用して、センサ要素によって発生された信号をディジタル化する。この接続は、後続の観察期間１２０６を通して維持される。しかし、この観察期間中、第２のＡＤＣグループのチャネルが、別のレーザバーストを放出する。この第２のレーザバーストの後に、対応する観察期間が続き、この観察期間中、第２のＡＤＣグループのチャネルのセンサ要素は、マルチプレクサ１１０４（ｂ）を介して第２のＡＤＣ６２２（ｂ）に接続される。
【０１２０】
要約すると、レーザバーストは、所与のどんな時点でも２つのレーザバーストが飛行中でありうるようなレートで発生する。第１のＡＤＣ６２２（ａ）を使用して、飛行中のレーザバーストのうちの一方からの戻り信号がディジタル化され、第２のＡＤＣ６２２（ｂ）を使用して、飛行中のレーザバーストのうちの他方からの戻り信号がディジタル化される。第３のバーストが放出されたときは、第１のＡＤＣ６２２（ａ）を使用して、第３の飛行中レーザバーストからの戻り信号がディジタル化される。
【０１２１】
図１２は、規則的なシーケンスが、最初に第１の充電バンク１００２（ａ）のすべてのチャネルを含み、次いで第２の充電バンク１００２（ｂ）のすべてのチャネルを含むことを示す。
【０１２２】
図１３に、前述のチャネル配列のコンテキストにおける規則的なチャネルシーケンスの具体的な実施例を示す。一般に、連続的に使用されるチャネル間の最小程度の物理的間隔を少なくとも提供するチャネルの順序を選択することが望ましい。これは、あるチャネルによって放出されたバーストが、近接するチャネルによって受光され検出される可能性がいくらかあるからである。
【０１２３】
したがって、連続的に使用されるチャネル間の物理的距離を増加させれば、チャネル間の漏話の可能性が低下する。しかし、チャネルの順序はまた、ＡＤＣグループおよび充電バンクの性質によっても制約される。具体的には、チャネルの順序は以下の制約を受ける。すなわち、（ａ）連続的に使用されるチャネルは、異なるＡＤＣグループからのものである必要があること、および、（ｂ）順序は、第１の充電バンクのすべてのチャネルを共にグループ化し、次いで第２の充電バンクのすべてのチャネルを共にグループ化するという順序でなければならないことである。
【０１２４】
図１３は、すでに述べた配列を用いた多数のチャネル１３０２のレイアウトを示す。チャネルは、上から下に数字０〜３７を使用して符号が付けられている。例えば、チャネル０は一番上のチャネルであり、チャネル１は次に低いチャネルであり、以下同様に、一番下のチャネル３７まで続く。
【０１２５】
前述の制約に従い、以下の発射の順序が最適化されて、連続的に使用されるチャネル間で少なくとも最小間隔が達成される。
２０−１６−２９−７−３２−２８−１９−６−１０−２７−３１−１８−９−５−３０−８−２１−１７−２５−１１−３４−３−２６−１２−４−３３−２４−２−３７−２３−１５−１−３６−２２−１４−０−３５−１３
【０１２６】
この実施例において、最小間隔は３である。すなわち、連続的に発射されるチャネルは、相互から少なくとも３つ離れた位置にある。異なる数および／または構成のレーザおよび検出器を使用する他の実施例において、最小間隔は３よりも大きいかまたは小さくてもよい。
【０１２７】
図１４に例示的な方法１４００を示すが、この方法は、それぞれの距離測定の実施に使用される多数のライダー測定チャネルを有する環境で実施されるものとして説明される。説明される実施形態において、各測定チャネルが、レーザエミッタおよび対応する光センサを備える。レーザエミッタおよびセンサは、前述のように、または種々の異なるやり方において配列されてよい。
【０１２８】
作動１４０２は、各チャネルを、少なくとも２つの充電バンクのうちの１つに割り当てることを含む。説明される実施形態において、チャネルは、チャネルのいくつかが第１の充電グループに属し、チャネルのいくつかが第２の充電グループに属するように、分けられる。第２の充電グループのチャネルが逐次的に距離測定に使用されている間、第１の充電グループのすべてのチャネルが同時に充電される。次いで、第１の充電グループのチャネルが逐次的に距離測定に使用されている間、第２の充電グループのすべてのチャネルが同時に充電される。このサイクルが無期限に繰り返される。
【０１２９】
作動１４０４は、各測定チャネルを、第１のＡＤＣグループか第２のＡＤＣグループかのいずれかの一部として構成することを含む。説明される実施形態において、チャネルは、グループ間で等しく分けられる。第１のグループは、戻り信号のディジタル化に第１のＡＤＣが使用されるチャネルを含む。第２のグループは、戻り信号のディジタル化に第２のＡＤＣが使用されるチャネルを含む。ＡＤＣグループ構成の例が図１１に示されている。
【０１３０】
作動１４０６は、チャネルの順序を選択することを含み、チャネル順序は、測定チャネルが距離測定の実施に使用されるだろう順序またはシーケンスである。チャネルの順序は、互いに一時的に近接して使用されるチャネル間においてできるだけ大きい物理的間隔を提供するように選択された、測定チャネルの規則的なシーケンスを含む。より具体的には、規則的なシーケンスは、続けざまになど連続的に使用されるチャネル間で、できるだけ大きい物理的間隔を提供するように選択される。
【０１３１】
チャネルの順序は、所定のチャネルを所定の充電バンクに割り当てること、および所定のチャネルを所定のＡＤＣグループで構成することによって制約される。具体的には、規則的なシーケンスは、（ａ）第１の充電バンクのすべてのチャネル、次いで（ｂ）第２の充電バンクのすべてのチャネル、の繰返しサイクルを含む。加えて、重複する時間期間中に２つのチャネルが使用されるのを可能にするために、規則的なシーケンスのチャネルは、第１のＡＤＣグループと第２のＡＤＣグループとから交互にくるチャネルである。
【０１３２】
作動１４０８は、測定チャネルのレーザエミッタおよび光センサを支えるシャーシを回転させることを含む。説明される実施形態において、シャーシは、多数の回転において、一定の回転速度で継続的に回転される。各回転は、レーザエミッタおよび光センサを、シーンにわたってまたはシーンを横切って、水平に走査する。他の実施形態において、シーンにわたる走査は回転以外の方法で実施されてもよいことに留意されたい。
【０１３３】
１組の作動１４１０が、シャーシについての多数の回転の各々に対して実施される。
【０１３４】
作動１４１２は、各チャネルによって使用されるパルス間隔を選択することを含む。説明される実施形態において、パルス間隔は、隣接するパルスの間隔をあける時間期間の継続時間として指定される。継続時間は、各チャネルにつきランダムに選択することができ、シャーシの回転ごとに新たに選択することができる。他の実施形態において、間隔の継続時間は、各チャネルにつき選択することができ、各チャネルに永続的に割り当てるかまたは定義済みのパルス間隔プランに従って割り当てることができる。さらに他の実施形態において、多数パルスバーストではなく単一のパルスを測定に使用することもできる。
【０１３５】
作動１４１４は、それぞれ、各チャネルに対して基準波形を生成することを含む。個別のチャネルについての基準波形は、チャネルのレーザエミッタからレーザバーストを基準面の方向に放出することによって得ることができる。例えば、基準面は、シャーシの支持構造の非回転部分とすることができる。レーザバーストの反射は、チャネルのセンサ要素によって感知され、関連するＡＤＣによってディジタル化され、将来の使用のために記憶される。いくつかの実施形態において、このようにして多数の測定を行い、平均をとって基準波形を作り出すことができる。いくつかの実施形態において、各チャネルについての基準波形は、シャーシの回転ごとに再度取り込んで更新することもできる。
【０１３６】
１組の作動１４１６は、作動１４０６に関して上述したチャネルの順序において、測定チャネルごとに実施される。
【０１３７】
作動１４１８は、光パルスのバーストを放出して距離測定を実施することを含む。各放出されたバーストは、継続時間を有する時間間隔で時間的に分離された１対の光パルスを含む。作動１４１８は、前述の作動１４１２に従って、光パルスの異なる放出されたバーストについて時間間隔の継続時間を変動させることを含む。いくつかの実施形態において、継続時間は、異なる複数の測定チャネルにわたって変動させ、また、各測定チャネルにつき繰り返し変動させる。より具体的には、特定の測定チャネルによって発生されるバーストにおいて使用される継続時間を、シャーシの回転ごとに変動させる。
【０１３８】
いくつかの実施形態において、各チャネルは、バーストパルス間の間隔について、異なる固有の継続時間を使用することができる。いくつかの実施形態において、時間間隔の継続時間は、ランダムに選択されて個々のチャネルに割り当てられてよい。いくつかの実施形態において、固有の時間間隔の継続時間が、各チャネルに永続的に割り当てられてよい。
【０１３９】
説明される実施形態において、各バーストは、予想される最大の往復の伝搬時間を有する。これは、最大予想距離にある表面にバーストが伝搬して戻ってくるのに要する時間である。チャネルは、重複しインタレースされるようにして使用され、したがって、第１のバーストが放出され、第１のバーストについての往復の伝搬時間の間に第２のバーストが放出される。チャネルの順序は、このような重複するバーストが、異なるＡＤＣに関連することを保証する。
【０１４０】
作動１４２０は、放出された光バーストに対応する反射された光バーストを感知することを含む。この作動は、放出された光バーストが起点としたレーザエミッタに対応するチャネルのセンサ要素によって実施される。この作動は、センサ要素によって作り出された信号をディジタル化して、ディジタル化された戻り光信号を作り出すことを含む。ディジタル化は、チャネルに関連するＡＤＣによって実施される。
【０１４１】
作動１４２２は、放出されたバーストの伝搬時間または飛行時間を決定することを含む。本明細書で説明されるいくつかの実施形態において、作動１４２２は、各放出されたバーストを対応する反射光バーストと相互相関させて伝搬時間を決定することを含む。例えば、作動１４２２は、特定のチャネルについて、チャネルに対応する基準波形と、チャネルに対応する反射光信号との相互相関を計算することを含むことができる。作動１４２２はさらに、相互相関の最高ピークを見つけ、基準波形に対する最高ピークの時間関係に基づいて伝搬時間を決定することを含むこともできる。
【０１４２】
本明細書で説明される環境において、前述の作動はいずれも、図６で参照される制御器６０８によって少なくとも部分的に実施、制御、または監督することができる。
【０１４３】
例示的な条項
Ａ．例示的なデバイスは、
光パルスのバーストを放出して距離測定を実施するように構成されたレーザ光源であって、各放出されたバーストは、継続時間を有する時間間隔によって隔てられた第１の光パルスおよび第２の光パルスを含む、レーザ光源と、
異なる放出されたバーストについての時間間隔の継続時間を変動させる、レーザ光源に通信可能に結合された制御ロジックと、
放出されたバーストにそれぞれ対応する反射光バーストを感知する光センサと、
各放出されたバーストの、反射光バーストのうちの対応する１つとの相互相関を分析して伝搬時間を決定する、光センサに通信可能に結合された分析ロジックと
を備える。
【０１４４】
Ｂ．例Ａによる例示的なデバイスであって、
レーザ光源のためのシャーシであって、放出されたバーストをシーンにわたって光学的に走査するように回転可能であるシャーシをさらに備え、
制御ロジックは、シャーシの回転のたびに時間間隔の継続時間を少なくとも１回変動させるように構成された、デバイス。
【０１４５】
Ｃ．例Ａまたは例Ｂによる例示的なデバイスであって、
第１の電気パルスおよび第２の電気パルスを発生して光パルスの第１の放出されたバーストを作り出す電気回路をさらに備え、電気回路は、インダクタ、第１のコンデンサ、および第２のコンデンサを備え、
インダクタは、第１のコンデンサおよび第２のコンデンサを並列に充電するように接続され、
第１のコンデンサおよび第２のコンデンサは、別々に放電して第１の電気パルスおよび第２の電気パルスを作り出すように構成された、デバイス。
【０１４６】
Ｄ．例Ｃによる例示的なデバイスであって、
レーザ光源はレーザエミッタを備え、
第１のコンデンサはレーザエミッタに直列であり、
電気回路は、第１のコンデンサにレーザエミッタを介して選択的に放電させるように接続された第１のトランジスタをさらに備え、
第２のコンデンサはレーザエミッタに直列に接続され、
電気回路は、第２のコンデンサにレーザエミッタを介して選択的に放電させるように接続された第２のトランジスタをさらに備える、デバイス。
【０１４７】
Ｅ．例Ｃまたは例Ｄによる例示的なデバイスであって、
第１のトランジスタは第１のＧａＮ  ＦＥＴ（窒化ガリウム電界効果トランジスタ）を含み、
第２のトランジスタは第２のＧａＮ  ＦＥＴを含む、デバイス。
【０１４８】
Ｆ．例示的なデバイスは、
多数のレーザエミッタと、
レーザエミッタにそれぞれ対応する多数の光センサと、
規則的なシーケンスにおいて使用されて距離測定を実施する多数の測定チャネルであって、各測定チャネルはレーザエミッタのうちの１つと光センサのうちの対応する１つとを備え、第１の測定チャネルおよび第２の測定チャネルを含む測定チャネルと、
作動を実施するように構成された制御器と
を備え、これらの作動は、
第１の測定チャネルの第１のレーザエミッタを使用して光パルスの第１のバーストを放出する作動であって、光パルスの第１のバーストは、第１の継続時間の第１の時間間隔によって隔てられた光パルスの第１のセットを含む、作動と、
第２の測定チャネルの第２のレーザエミッタを使用して光パルスの第２のバーストを放出する作動であって、光パルスの第２のバーストは、第２の継続時間の第２の時間間隔によって隔てられた光パルスの第２のセットを含み、第２の継続時間は第１の継続時間と異なる、作動と、
第１の測定チャネルの第１の光センサを使用して第１の反射光信号を決定する作動であって、第１の反射光信号は光パルスの第１のバーストに対応する、作動と、
第２の測定チャネルの第２の光センサを使用して第２の反射光信号を決定する作動であって、第２の反射光信号は光パルスの第２のバーストに対応する、作動と、
光パルスの第１のバーストの、第１の反射光信号との第１の相互相関を作り出す作動と、
第１の相互相関を分析して、光パルスの第１のバーストの第１の伝搬時間を決定する作動と、
光パルスの第２のバーストの、第２の反射光信号との第２の相互相関を作り出す作動と、
第２の相互相関を分析して、光パルスの第２のバーストの第２の伝搬時間を決定する作動と
を含む。
【０１４９】
Ｇ．例Ｆによる例示的なデバイスであって、作動は、
第１の継続時間をランダムに選択する作動と、
第２の継続時間をランダムに選択する作動と
をさらに含む、デバイス。
【０１５０】
Ｈ．例Ｆまたは例Ｇによる例示的なデバイスであって、
第１の測定チャネルは、光パルスの第１のバーストを第１の波長で放出するように構成され、
第２の測定チャネルは、光パルスの第２のバーストを第２の波長で放出するように構成された、デバイス。
【０１５１】
Ｉ．例Ｆ〜Ｈのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、
チャネルは、チャネルの第１のグループおよびチャネルの第２のグループを含み、
デバイスは、チャネルの第１のグループに通信可能に結合された第１のＡＤＣ（アナログ−ディジタル変換器）と、チャネルの第２のグループと共に使用される第２のＡＤＣとをさらに備え、
規則的なシーケンスのチャネルは、第１のグループと第２のグループとから交互にくるチャネルである、デバイス。
【０１５２】
Ｊ．例Ｆ〜Ｉのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、第１のバーストは往復の飛行時間を有し、第２のバーストは第１のバーストについての往復の伝搬時間中に放出される、デバイス。
【０１５３】
Ｋ．例Ｆ〜Ｊのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、
第１の充電バンクはチャネルの第１のセットを含み、
第２の充電バンクはチャネルの第２のセットを含み、
規則的なシーケンスは、（ａ）第１の充電バンクのチャネル、次いで（ｂ）第２の充電バンクのチャネル、の繰返しサイクルを含む、デバイス。
【０１５４】
Ｌ．例Ｆ〜Ｋのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、規則的なシーケンスは、連続的に使用されるチャネルのレーザエミッタ間で少なくとも最小物理的間隔を提供するように選択される、デバイス。
【０１５５】
Ｍ．例Ｆ〜Ｌのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、
放出されたバーストを走査方向に光学的に走査するように回転可能なシャーシをさらに備え、光センサはシャーシによって支えられ、走査方向は、光センサが相対的に位置決めされる走査軸に対応し、
光センサは平行な列に配列され、光センサの特定の列は、走査軸に関して角度が付けられた線に沿って延びる、デバイス。
【０１５６】
Ｎ．例Ｆ〜Ｍのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、レーザエミッタは六方格子に配列された、デバイス。
【０１５７】
Ｏ．例Ｆ〜Ｎのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、平行な列は走査軸に関して互い違いに配置された、デバイス。
【０１５８】
Ｐ．例Ｆ〜Ｏのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、
放出されたバーストを走査方向に光学的に走査するように回転可能なシャーシをさらに備え、光センサはシャーシによって支えられ、走査方向は、光センサが相対的に位置決めされる走査軸に対応し、
光センサは平行な列に配列され、光センサの特定の列は、走査軸に関して角度が付けられた線に沿って延びる、デバイス。
【０１５９】
Ｑ．例Ｆ〜Ｐのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、光センサは六方格子に配列された、デバイス。
【０１６０】
Ｒ．例Ｆ〜Ｑのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、平行な列は走査軸に対して互い違いに配置された、デバイス。
【０１６１】
Ｓ．例示的な方法は、
光パルスのバーストを放出して距離測定を実施するステップであって、各放出されたバーストは、継続時間を有する時間間隔によって隔てられた第１の光パルスおよび第２の光パルスを含む、ステップと、
光パルスの異なる放出されたバーストについての時間間隔の継続時間を変動させるステップと、
反射光バーストを感知するステップと、
各放出されたバーストを反射光バーストのうちの対応する１つと相互相関させて伝搬時間を決定するステップと
を含む。
【０１６２】
Ｔ．例Ｓによる例示的な方法であって、
シャーシを回転の繰返しにおいて回転させて、放出されたバーストをシーンにわたって光学的に走査するステップをさらに含み、
継続時間を変動させるステップは、シャーシの回転のたびに継続時間を少なくとも１回変更するステップを含む、方法。
【０１６３】
Ｕ．例Ｓまたは例Ｔによる例示的な方法であって、
光パルスのバーストを放出するステップは、少なくとも第１のレーザエミッタおよび第２のレーザエミッタからバーストを放出するステップを含み、
継続時間を変動させるステップは、（ａ）第１のレーザエミッタによって放出される光パルスが隔てられる時間間隔の第１の継続時間を選択するステップと、（ｂ）第２のレーザエミッタによって放出される光パルスが隔てられる時間間隔の第２の継続時間を選択するステップとを含み、
第１および第２の継続時間は相互と異なる、方法。
【０１６４】
Ｖ．例Ｓまたは例Ｕによる例示的な方法であって、
第１のレーザエミッタおよび第２のレーザエミッタを回転の繰返しにおいて回転させて、放出されたバーストをシーンにわたって光学的に走査するステップをさらに含み、
継続時間を変動させるステップは、（ａ）第１の継続時間を回転ごとに変更するステップと、（ｂ）第２の継続時間を回転ごとに変更するステップとをさらに含む、方法。
【０１６５】
Ｗ．例Ｓまたは例Ｕによる例示的な方法であって、
光パルスのバーストを放出するステップは、バーストを多数のレーザエミッタから放出するステップを含み、
継続時間を変動させるステップは、各レーザエミッタにつき、レーザエミッタによって放出される光パルスが隔てられる時間間隔の継続時間をランダムに選択するステップを含む、方法。
【０１６６】
Ｘ．例Ｓまたは例Ｕによる例示的な方法であって、
光パルスのバーストを放出するステップは、バーストを多数のレーザエミッタから放出するステップを含み、
この方法は、レーザエミッタを回転の繰返しにおいて回転させて放出されたバーストをシーンにわたって光学的に走査するステップをさらに含み、
継続時間を変動させるステップは、各レーザエミッタにつき、かつレーザエミッタの各回転につき、レーザエミッタによって放出される光パルスが隔てられる時間間隔の継続時間をランダムに選択するステップを含む、方法。
【０１６７】
Ｙ．例Ｓまたは例Ｕによる例示的な方法であって、
光パルスのバーストを放出するステップは、バーストを多数のレーザエミッタから放出するステップを含み、
方法は、レーザエミッタを回転の繰返しにおいて回転させてバーストをシーンにわたって光学的に走査するステップをさらに含み、
継続時間を変動させるステップは、各レーザエミッタの各回転につき、レーザエミッタによって放出される光パルスが隔てられる時間間隔の新しい継続時間を選択するステップを含む、方法。
【０１６８】
Ｚ．例Ｓ〜Ｙのいずれか１つによる例示的な方法であって、
光パルスのバーストを放出するステップは、測定チャネルの規則的なシーケンスを使用して実施され、各測定チャネルはレーザエミッタおよび対応するセンサ要素を備え、規則的なシーケンスの測定チャネルは、測定チャネルの第１のグループと測定チャネルの第２のグループとから交互にくる測定チャネルであり、
測定チャネルの第１のグループは、第１のアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）に関連する測定チャネルを含み、測定チャネルの第２のグループは、第２のＡＤＣに関連する測定チャネルを含む、方法。
【０１６９】
ＡＡ．例Ｓ〜Ｚのいずれか１つによる例示的な方法であって、
光パルスのバーストを放出するステップは、
第１のＡＤＣに関連する測定チャネルの第１のレーザエミッタから光パルスの第１のバーストを放出するステップであって、第１のバーストは往復の伝搬時間を有する、ステップと、
第２のＡＤＣに関連する測定チャネルの第２のレーザエミッタから光パルスの第２のバーストを放出するステップであって、光パルスの第２のバーストは往復の伝搬時間の間に放出される、ステップと
を含む、方法。
【０１７０】
ＢＢ．例Ｓ〜ＡＡのうちのいずれか１つによる例示的な方法であって、
各測定チャネルを少なくとも第１の充電バンクおよび第２の充電バンクのうちの１つに割り当てるステップをさらに含み、
規則的なシーケンスは、（ａ）第１の充電バンクの測定チャネル、次いで（ｂ）第２の充電バンクの測定チャネル、の繰返しサイクルを含む、方法。
【０１７１】
ＣＣ．例Ｚ〜ＢＢのいずれか１つによる例示的な方法であって、規則的なシーケンスは、連続的に使用されるチャネルのレーザエミッタ間で少なくとも最小物理的間隔を提供するように選択される、方法。
【０１７２】
ＤＤ．レーザ光を作り出すレーザ光源と、
反射レーザ光を感知する光センサと、
レーザ光源および光センサを支えるシャーシであって、回転軸を中心に走査方向に回転可能であり、走査方向は回転軸に直交する、シャーシと
を備える例示的なデバイスであって、
レーザ光源は、レーザ光源の第１の走査軸に関して互い違いに配置された平行な列に配列された多数のレーザエミッタを備え、第１の走査軸は走査方向に光学的に対応し、
光センサは、光センサの第２の走査軸に対して互い違いに配置された平行な列に配列された多数のセンサ要素を備え、第２の走査軸は走査方向に光学的に対応し、
レーザエミッタの特定の列は、第１の走査軸に対して第１の角度にある第１の線に沿って延び、
センサ要素の特定の列は、第２の走査軸に関して第１の角度にある第２の線に沿って延びる、デバイス。
【０１７３】
ＥＥ．例ＤＤによる例示的なデバイスであって、レーザ光源は、光パルスのバーストを放出して距離測定を実施するように構成され、各放出されたバーストは、継続時間を有する時間間隔によって隔てられた第１の光パルスおよび第２の光パルスを含む、デバイス。
【０１７４】
ＦＦ．例ＤＤまたは例ＦＦによる例示的なデバイスであって、異なる放出されたバーストについての時間間隔の継続時間を変動させる、レーザ光源に通信可能に結合された制御ロジックをさらに備える、デバイス。
【０１７５】
ＧＧ．例ＤＤ〜ＦＦのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、光センサは、放出されたバーストにそれぞれ対応する反射光バーストを感知する、デバイス。
【０１７６】
ＨＨ．例ＤＤ〜ＧＧのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、各放出されたバーストの、反射光バーストのうちの対応する１つとの相互相関を分析して伝搬時間を決定する、光センサに通信可能に結合された分析ロジックをさらに備える、デバイス。
【０１７７】
ＩＩ．例ＤＤ〜ＨＨのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、規則的なシーケンスにおいて使用されて距離測定を実施する多数の測定チャネルをさらに備え、各測定チャネルは、レーザ光源のうちの１つと、光センサのうちの対応する１つとを備える、デバイス。
【０１７８】
ＪＪ．例ＩＩによる例示的なデバイスであって、測定チャネルは第１の測定チャネルおよび第２の測定チャネルを含み、第１の測定チャネルは、光の第１のバーストを第１の波長で放出するように構成され、第２の測定チャネルは、光パルスの第２のバーストを第２の波長で放出するように構成された、デバイス。
【０１７９】
ＫＫ．例ＩＩまたは例ＪＪによる例示的なデバイスであって、測定チャネルの第１のグループに通信可能に結合された第１のＡＤＣ（アナログ−ディジタル変換器）と、測定チャネルの第２のグループと共に使用される第２のＡＤＣとをさらに備えるデバイス。
【０１８０】
ＬＬ．例ＫＫによる例示的なデバイスであって、規則的なシーケンスの測定チャネルは、第１のグループと第２のグループとから交互にくるチャネルである、デバイス。
【０１８１】
ＭＭ．例ＩＩ〜ＬＬのいずれかによる例示的なデバイスであって、第１のバーストは往復の伝搬時間を有し、第２のバーストは第１のバーストについての往復の飛行時間の間に放出される、デバイス。
【０１８２】
ＮＮ．例ＤＤ〜ＭＭのいずれかによる例示的なデバイスであって、
第１の充電バンクは測定チャネルの第１のセットを含み、
第２の充電バンクは測定チャネルの第２のセットを含み、
規則的なシーケンスは、（ａ）第１の充電バンクの測定チャネル、次いで（ｂ）第２の充電バンクの測定チャネル、の繰返しサイクルを含む、デバイス。
【０１８３】
ＯＯ．例ＤＤ〜ＮＮのいずれか１つによる例示的なデバイスであって、レーザエミッタは六方格子に配列された、デバイス。
【０１８４】
結び
上の考察は、説明される技法の例示的な実装を述べるが、他の構成は、説明される機能性を実装するのに使用され、本開示の範囲内にあることを意図することができる。さらに、本主題について、構造上の特徴および／または方法上の行為に特有の言葉で述べたが、添付の特許請求の範囲で定義される本主題は、述べた具体的な特徴または行為に必ずしも限定されないことを理解されたい。そうではなく、これらの具体的な特徴および行為は、特許請求の範囲を実装する例示的な形として開示される。
【図１Ａ】
2020506399.tif 000003
【図１Ｂ】
2020506399.tif 000004
【図２】
2020506399.tif 000005
【図３】
2020506399.tif 000006
【図４】
2020506399.tif 000007
【図５】
2020506399.tif 000008
【図６】
2020506399.tif 000009
【図７】
2020506399.tif 000010
【図８Ａ】
2020506399.tif 000011
【図８Ｂ】
2020506399.tif 000012
【図９】
2020506399.tif 000013
【図１０】
2020506399.tif 000014
【図１１】
2020506399.tif 000015
【図１２】
2020506399.tif 000016
【図１３】
2020506399.tif 000017
【図１４】
2020506399.tif 000018
【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】
距離測定を実行するための光パルスのバーストを放出するよう構成されたレーザ光源であって、各放出されたバーストは、継続時間を有する時間間隔によって分離された第１および第２の光パルスを含む、レーザ光源と、
異なる放出されたバーストに対して前記時間間隔の前記継続時間を変える前記レーザ光源に通信接続された制御ロジックと、
前記放出されたバーストにそれぞれ対応する反射された光バーストを感知する光センサと、
伝搬時間を決定するために各放出されたバーストと前記反射された光バーストのうち対応する１つとの相互相関を分析する前記光センサに通信接続された分析ロジックと
を備えた、デバイス。
【請求項２】
前記レーザ光源のためのシャーシであって、前記シャーシは、シーンにわたって前記放出されたバーストを光学的に走査するために回転可能である、シャーシをさらに備え、
前記制御ロジックが、前記シャーシの回転ごとに前記時間間隔の前記継続時間を少なくとも１回変えるよう構成された、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
光パルスの第１の放出されたバーストを作り出すために第１および第２の電気パルスを発生する電気回路であって、前記電気回路は、インダクタ、第１のコンデンサ、および第２のコンデンサを有し、
前記インダクタは、並列に前記第１および第２のコンデンサを充電するよう接続され、
前記第１および第２のコンデンサは、前記第１および第２の電気パルスを作り出すために別々に放電するよう構成される、電気回路をさらに備えた、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記レーザ光源は、レーザエミッタを有し、
前記第１のコンデンサは、前記レーザエミッタに直列であり、
前記電気回路は、前記第１のコンデンサに前記レーザエミッタを介して選択的に放電させるよう接続された第１のトランジスタをさらに有し、
前記第２のコンデンサは、前記レーザエミッタに直列に接続され、
前記電気回路は、前記第２のコンデンサに前記レーザエミッタを介して選択的に放電させるよう接続された第２のトランジスタをさらに有した、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１のトランジスタは、第１のＧａＮ  ＦＥＴ（窒化ガリウム電界効果トランジスタ）を有し、
前記第２のトランジスタは、第２のＧａＮ  ＦＥＴを有した、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
光パルスのバーストを放出して距離測定を実行するステップであって、各放出されたバーストは、継続時間を有する時間間隔によって分離された第１および第２の光パルスを含む、ステップと、
光パルスの異なる放出されたバーストに対して前記時間間隔の前記継続時間を変えるステップと、
反射された光バーストを感知するステップと、
各放出されたバーストと前記反射された光バーストのうち対応する１つとを相互相関させて伝搬時間を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項７】
繰り返される回転においてシャーシを回転させてシーンにわたって前記放出されたバーストを光学的に走査するステップをさらに含み、
前記継続時間を変えるステップは、前記シャーシの回転ごとに前記継続時間を少なくとも１回変更するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、少なくとも第１および第２のレーザエミッタから前記バーストを放出するステップを含み、
前記継続時間を変えるステップは、（ａ）前記第１のレーザエミッタによって放出された光パルスが分離される前記時間間隔の第１の継続時間を選択するステップ、および（ｂ）前記第２のレーザエミッタによって放出された光パルスが分離される前記時間間隔の第２の継続時間を選択するステップを含み、
前記第１および第２の継続時間は、互いに異なる、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、繰返される回転において前記第１および第２のレーザエミッタを回転させて、シーンにわたって前記放出されたバーストを光学的に走査するステップをさらに含み、
前記継続時間を変えるステップは、（ａ）回転ごとに前記第１の継続時間を変更するステップ、および（ｂ）回転ごとに前記第２の継続時間を変更するステップをさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、複数のレーザエミッタから前記バーストを放出するステップを含み、
前記継続時間を変えるステップは、各レーザエミッタに対して、前記レーザエミッタによって放出された光パルスが分離される前記時間間隔の前記継続時間をランダムに選択するステップを含む、請求項６または８に記載の方法。
【請求項１１】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、複数のレーザエミッタから前記バーストを放出するステップを含み、
前記方法は、繰返される回転において前記レーザエミッタを回転させて、シーンにわたって前記放出されたバーストを光学的に走査するステップをさらに含み、
前記継続時間を変えるステップは、各レーザエミッタに対しておよび前記レーザエミッタの各回転に対して、前記レーザエミッタによって放出される光パルスが分離される前記時間間隔の前記継続時間をランダムに選択するステップを含む、請求項６または８に記載の方法。
【請求項１２】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、複数のレーザエミッタから前記バーストを放出するステップを含み、
前記方法は、繰返される回転において前記レーザエミッタを回転させて、シーンにわたって前記バーストを光学的に走査するステップをさらに含み、
前記継続時間を変えるステップは、各レーザエミッタの各回転に対して、前記レーザエミッタによって放出される光パルスが分離される前記時間間隔の新しい継続時間を選択するステップを含む、請求項６または８に記載の方法。
【請求項１３】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、測定チャネルの規則的なシーケンスを使用して実行され、各測定チャネルは、レーザエミッタおよび対応するセンサ要素を含み、前記規則的なシーケンスの前記測定チャネルは、測定チャネルの第１のグループと測定チャネルの第２のグループとから交互であり、
測定チャネルの前記第１のグループは、第１のアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）に関連付けられた測定チャネルを含み、測定チャネルの前記第２のグループは、第２のＡＤＣに関連付けられた測定チャネルを含む、請求項６ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
光パルスの前記バーストを放出するステップは、
前記第１のＡＤＣに関連付けられた測定チャネルの第１のレーザエミッタから光パルスの第１のバーストを放出するステップであって、前記第１のバーストは、往復の伝搬時間を有する、ステップと、
前記第２のＡＤＣに関連付けられた測定チャネルの第２のレーザエミッタから光パルスの第２のバーストを放出するステップであって、光パルスの前記第２のバーストは、前記往復の伝搬時間の間に放出される、ステップと
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
実行されると１つまたは複数のプロセッサに請求項６ないし１４のいずれか一項に記載の前記方法を実装させる命令を格納するコンピュータ読み取り可能な媒体。
【国際調査報告】
2020506399.tif 000019
2020506399.tif 000020
2020506399.tif 000021
2020506399.tif 000022