(57)【要約】本例は、視覚的な手がかりからモーションを特定する検出器に関連する。この特定は、この視覚的な手がかりの時間的及び空間的な周波数のうちの少なくとも一方の変化に対して不変である。【選択図】図１
2020519998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーションを検出する検出器であって、
環境の変化に反応する複数のセンサからの入力を受ける入力インタフェースと、
複数の前記入力のうちの選択された入力に応じるプロセッサ回路と
を備え、
前記プロセッサ回路は、
前記選択された入力のうちの定常状態入力に応じて零出力を生成する第１のフィルタと、
前記第１のフィルタの出力に応じて、定常状態における前記第１のフィルタの出力に等しい出力を生成する第２のフィルタと、
前記第２のフィルタの選択された出力から時間的に重なり合う出力の指標を求める相関器回路と、
前記相関器回路の出力に応じて、前記相関器回路からの選択された出力の比を得る比取得回路であって、前記比はモーションの少なくとも１つの方向に関連付けられる、比取得回路と
を備えるものである、検出器。
【請求項２】
前記選択された入力のうちの定常状態入力に応じて零出力を生成する前記第１のフィルタは、前記選択された入力を用いて複数の時定数を含む第１の微分方程式を解く回路を備え、
前記微分方程式は、
【数１】
2020519998.tif 000062
であり、
ａは前記第１のフィルタにおけるノードの出力活動度であり、ｂは前記ノードの適応活動度であり、ｘは前記センサに入射する電磁波の変動又は音波の変動等の、前記環境の変動に関連付けられる活動度であり、ｔは時間であり、τａ及びτｂは時定数である、請求項１に記載の検出器。
【請求項３】
τｂ＞τａである、請求項２に記載の検出器。
【請求項４】
前記第１のフィルタの出力に応じて、定常状態における前記第１のフィルタの出力に等しい出力を生成する前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタの出力に応じて第２の微分方程式を解く回路を備え、
前記第２の微分方程式は、
【数２】
2020519998.tif 000063
であり、
ｃはノードの活動度であり、各ノードからの出力ａは、対応するノードの活動度であり、ｔは時間であり、τ［ｆｓｎ］は時定数である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検出器。
【請求項５】
前記τ［ｆｓｎ］は、τｎ＜τｆ＜τｓを満たす時定数である、請求項４に記載の検出器。
【請求項６】
前記時定数τｓ及びτｆは所定の関係を有する、請求項４又は５に記載の検出器。
【請求項７】
前記所定の関係は所定の比を含む、請求項６に記載の検出器。
【請求項８】
前記所定の比はτｓ：τｆ＝３：１である、請求項７に記載の検出器。
【請求項９】
前記第２のフィルタの選択された出力から時間的に重なり合う出力の指標を求める前記相関器回路は、前記第２のフィルタの遅延出力及び非遅延出力を処理して、時間的に重なり合う出力の指標を求める、請求項１〜８のいずれか１項に記載の検出器。
【請求項１０】
前記相関器回路の出力に応じて、前記相関器回路からの選択された出力の比を得る前記比取得回路であって、前記比はモーションの少なくとも１つの方向に関連付けられる、前記比取得回路は、前記相関器回路からの出力の総和の比を求める回路を備える、請求項９に記載の検出器。
【請求項１１】
前記相関器からの出力の総和の比を求める回路は、
【数３】
2020519998.tif 000064
と、
【数４】
2020519998.tif 000065
とを評価する回路を備え、
センサから選択された点Ｋ＝ｋａａ，ｋｂｂ，．．．，ｋｚｚの任意の組について、ｚ＝｛ｕ，ｄ，ｌ，ｒ｝かつｚ’＝｛ｄ，ｕ，ｒ，ｌ｝であり、ｖは倍率であり、Ｆｍｉｎ及びＳｍｉｎはセンサ出力の選択数Ｎの下限である、請求項９に記載の検出器。
【請求項１２】
ｖは所定の値を有する、請求項１１に記載の検出器。
【請求項１３】
ｖ≫１である、請求項１２に記載の検出器。
【請求項１４】
Ｆｍｉｎ及びＳｍｉｎは所定の関係を有する、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の検出器。
【請求項１５】
前記所定の関係は、前記センサによって検出される雑音の結果に影響を及ぼす、請求項１４に記載の検出器。
【請求項１６】
前記所定の関係がＦｍｉｎ＝αＳｍｉｎである、請求項１４又は１５に記載の検出器。
【請求項１７】
α＝０．１である、請求項１６に記載の検出器。
【請求項１８】
モーションを検出する方法であって、
電磁波又は音波の変化に反応する複数のセンサからの入力を受けるステップと、
複数の前記入力から選択を行うステップと、
第１のフィルタを用いて、選択された入力をフィルタリングし、前記選択された入力のうちの定常状態入力に応じて零出力を生成するステップと、
第２のフィルタを用いて、前記第１のフィルタの出力を用いたフィルタリングを行い、定常状態における前記第１のフィルタの出力に等しい出力を生成するステップと、
相関器回路を用いて、前記第２のフィルタの選択された出力から時間的に重なり合う出力の指標を求めるステップと、
比取得回路を用いて、前記相関器回路からの選択された出力の比を得るステップであって、前記比はモーションの少なくとも１つの方向に関連付けられる、ステップと
を含む方法。
【請求項１９】
前記第１のフィルタを用いたフィルタリングは、微分方程式すなわち
【数５】
2020519998.tif 000066
を解くことを含み、
ａは前記第１のフィルタにおけるノードの出力活動度であり、ｂは前記ノードの適応活動度であり、ｘは前記センサに入射する電磁波の変動に関連付けられる活動度であり、ｔは時間であり、τａ及びτｂは時定数である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
τｂ＞τａである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２のフィルタを用いたフィルタリングは、第２の微分方程式すなわち
【数６】
2020519998.tif 000067
を解くことを含み、
ｃはノードの活動度であり、各ノードからの出力ａは、対応するノードの活動度であり、ｔは時間であり、τ［ｆｓｎ］は時定数である、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記τ［ｆｓｎ］は、τｎ＜τｆ＜τｓを満たす時定数である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記時定数τｓ及びτｆは所定の関係を有する、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記所定の関係は所定の比を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記所定の比はτｓ：τｆ＝３：１である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記相関器回路により、前記第２のフィルタの選択された出力から時間的に重なり合う出力の指標を求めるステップは、前記第２のフィルタからの遅延出力及び非遅延出力を処理し、時間的に重なり合う出力の指標を求めることを含む、請求項１８〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記比取得回路を用いて、前記相関器回路からの選択された出力の比を求めるステップであって、前記比はモーションの少なくとも１つの方向に関連付けられる、ステップは、前記相関器回路の出力の総和の比を得ることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記相関器からの出力の総和の比を得ることは、
【数７】
2020519998.tif 000068
と、
【数８】
2020519998.tif 000069
との評価を含み、
センサから選択された点Ｋ＝ｋａａ，ｋｂｂ，．．．，ｋｚｚの任意の組について、ｚ＝｛ｕ，ｄ，ｌ，ｒ｝かつｚ’＝｛ｄ，ｕ，ｒ，ｌ｝であり、ｖは倍率であり、Ｆｍｉｎ及びＳｍｉｎはセンサ出力の選択数Ｎの下限である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ｖは所定の値を有する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
ｖ≫１である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
Ｆｍｉｎ及びＳｍｉｎは所定の関係を有する、請求項２８〜３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記所定の関係は、前記センサによって検出される雑音の結果に影響を及ぼす、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記所定の関係がＦｍｉｎ＝αＳｍｉｎである、請求項３１又は３２に記載の方法。
【請求項３４】
α＝０．１である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
実行又は実施されると、請求項１８〜３４のいずれか１項に記載の方法を実施する機械実行可能命令。
【請求項３６】
請求項３５に記載の機械実行可能命令を記憶する機械可読型記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
種々の作業を行う際に、小型の無人車両又はドローンを利用することに対する関心が高まりつつある。かかる作業には、未知の環境を進むことが含まれうる。ある環境において、その環境内でドローンの位置を制御又は追跡するための、グローバルポジショニング信号（ＧＰＳ：Global Positioning Signal）等の位置決め信号を利用できる場合もあれば、利用できない場合もある。位置決め信号又は他の参照信号がないエリアでは、ドローンは、所与の環境を構成する構造物又は所与の環境にある物体との衝突の回避を特に目的として、その環境内で自律的に動作できなければならない。同様に、共通の環境内で動作する複数のドローンは、集団として動作するにしても、独立して動作するにしても、衝突回避に関する同様の要件がある。このような衝突回避を実現するために、ドローンは、その環境を、詳細には、その環境における自らの運動（モーション、動き）を認識している必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】モーション検出器の一例を示す図である。
【図２】モーション検出のためのフローチャートの一例である。
【図３】センサのアレイの一例を示す図である。
【図４】いくつかの出力の例を示す図である。
【図５】制御回路の一例を示す概略図である。
【図６】プロセッサ及び機械実行可能命令又は回路の一例を示す図である。
【図７】水平出力ユニット及び垂直出力ユニットの例を示す図である。
【図８】水平出力ユニットの例を示す図である。
【図９】垂直出力ユニットの例を示す図である。
【図１０】水平出力ユニット空間フィルタの例を示す図である。
【図１１】垂直出力ユニット空間フィルタの例を示す図である。
【図１２】性能グラフの例である。
【図１３】性能グラフの例である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
したがって、例示的な実施態様によれば、運動（モーション、動き）を検出する検出器を提供することができる。かかる検出器は、例えば、電磁波又は音波の変化等の環境変化に反応する複数のセンサから入力を受ける入力インタフェースと、複数の入力のうちの選択された入力に反応するプロセッサ回路とを備える。プロセッサ回路は、選択された入力のうちの定常状態入力に応じて、零出力を生成する第１のフィルタと、第１のフィルタの出力に応じて、定常状態における第１のフィルタの出力に等しい出力を生成する第２のフィルタと、第２のフィルタの選択された出力から時間的に重なり合う出力の指標を求める相関器回路と、相関器回路からの出力に応じて、相関器回路からの選択された出力の比を得る比取得回路であって、その比は少なくとも１つの運動方向に関連付けられる、比取得回路とを備える。
【０００４】
選択された入力のうちの定常状態入力に応じて、零出力を生成する第１のフィルタが、選択された入力を用いて、異なる時定数を含む第１の微分方程式を解くか、又は実施する回路を備えることができる例示的な実施態様を実現することができる。
【０００５】
定常状態における第１のフィルタの出力に応じて、定常状態における第１のフィルタの出力に等しい出力を生成するために、第１のフィルタの出力に反応する第２のフィルタが、定常状態における第１のフィルタの出力に等しい出力を生成するために、第２の微分方程式を解くか又は実施する回路を備えているという例示的な実施態様をとることができる。
【０００６】
図１に、例示的な実施態様による、例えば、角速度検出器１００等のモーション検出器（運動検出器）を示す。検出器１００は、単数又は複数のそれぞれのセンサ１０２から、１つ又は２つ以上の入力を受信することができる。図示の例では、センサは、センサ上に入射する可視光を検出する感光センサである。図示の検出器１００は、複数のそのようなセンサから入力を受信するように、すなわち、可視光、又は可視光に対応するもの以外の波長を有する電磁波を検出するように構成される。センサ１０２はいくつかの方法において構成することができる。例えば、センサ１０２は、図示のように、２Ｄアレイとして配列することができる。このようなアレイ内のセンサ１０２は、縦座標インデックス及び横座標インデックスとしてそれぞれｉ及びｊを用いて、２つの直交する軸１０４を用いてインデックス付けすることができる。アレイはｎ×ｍアレイとして実現することができる。図示の例では、アレイは３×４アレイである。ｎ及びｍは任意の適切な値をとることができ、３及び４に限られないことは理解されよう。またさらに、図示されるアレイ１０２は略平面的である。しかし、アレイが、球面又は何らかの他の非直線若しくは非平面の表面等の非平面的である例示的な実施態様を実現することができる。さらに、アレイは、センサが互いに線形に配置されるように示されている。しかし、センサは、例えば、隣接する行が互いにオフセットされているオフセット方式等、他の何らかの方式により構成することができる。オフセットされたセンサ、又は少なくとも、同じ遷移等の同じ事象に対して同時には反応しないセンサを使用することは、共通の刺激に対応するシステムの応答を平滑化することができ、これは、突然の又は急激な光遷移等の突然の、又は急激な変化への応答が減衰するか、そうではなくても平滑化されるという利点を有する。
【０００７】
センサ１０２の隣接する対からの出力は一緒に処理される。例えば、インデックスｉ，ｊ及びｉ，ｊ−１を有する第１の対のセンサ１０６及び１０８が、それぞれの出力１１０及び１１２を有するものとして示される。センサ１１４及び１１６という更に別の対の例も示している。更に別の対のセンサ１１４及び１１６はそれぞれの出力１１８及び１２０を有する。
【０００８】
出力１１０、１１２、１１８、１２０は、バス又は他の通信手段により、それぞれのフィルタ１３６、１３８、１３６’、１３８’へと搬送又は伝達することができる。そのようなバス又は他の通信手段は、入力インタフェースを構成することができる。
【０００９】
垂直に配置されたセンサの各隣接対からの出力はそれぞれ、プロセッサ１２４に入力される。水平に配置されたセンサの各隣接対からの出力はそれぞれ、プロセッサ１２６に入力される。それぞれのプロセッサ１２４及び１２６は、ｊ軸及びｉ軸１０４に沿ってそれぞれの運動方向を特定する。図示の例において、運動方向はそれぞれ、左、右、上及び下を示す値、すなわち、Ｄｌ、Ｄｒ、Ｄｕ及びＤｄ（符号１２８〜１３４）を用いて示される。
【００１０】
垂直に配置される一対のセンサに対応する、プロセッサ１２４等のプロセッサは、いくつかのフィルタを備える。図示の例において、そのような２つのフィルタ１３６及び１３８が設けられる。フィルタ１３６及び１３８は、ノードに関連付けられる活動レベルａを特定するものである。ノードはセンサと同義である。活動レベルａは、入射光の変動に関連する。フィルタ１３６及び１３８は、一対の微分方程式に対する解を出力する。微分方程式が
【数１】
2020519998.tif 000003
であるような例示的な実施態様をとることができる。ただし、ａは、上記で示されたような、ノードの活動レベルであり、ｂはノードの適応活動度（adaptation activity）であり、ｘは入力点の活動度（activity）、すなわち、入射光又は他の放射の変動量であり、ｔは時間であり、τａ及びτｂは時定数である。これらの時定数は異なりうる。図示の例において、τｂ＞τａであり、すなわち、適応値ｂは、活動レベルａより遅い時定数を有し、それは、入力の変化がａの変化を引き起こすことになるが、入力が変化しない場合には、ｂの値がａの値に接近し、ａに関する微分方程式内の−ｂ項に起因して、ａが０になる傾向があることを意味する。フィルタ１３６及び１３８からの出力１４０及び１４２は、ａに関するそれぞれの値を表す。さらに、ａの正の値又は負の値、すなわち、オンセットエッジ（onset edges）又はオフセットエッジ（offset edges）、すなわち、それぞれ暗から明への遷移及び明から暗への遷移のみがレイヤ２に送られるか、正の値及び負の値の両方がレイヤ２に送られるように、レイヤ１（符号１２２）からの出力ａをレイヤ２（符号１４８）に入力することができる例示的な実施態様を実現することができる。エッジは、第１の光レベルから第２の光レベルへの遷移を含むことができる。第２の光レベルは、第１の光レベルより高い強度、又は低い強度を有することができる。第１の光レベルからより高い第２の強度の光レベルへの遷移はオンセットエッジを構成することができる。第１の光レベルからより低い第２の強度の光レベルへの遷移はオフセットエッジを構成することができる。基本的には、式（１）は、絶対値とは異なり、光レベルの変化を検出する光レベル遷移検出器又はフィルタとして動作する。
【００１１】
上記の微分方程式は、任意の時間的及び空間的なコントラスト入力変動に対して不変であることは理解されよう。例えば、定常状態の非零入力を考えると、レイヤ１（符号１２２）からの出力、すなわち、フィルタからのａは０になり、検出器１００の出力も全体として０になり、それは、定常状態は運動がないことを表すため、予想通りである。適切には、適応がないことの結果として、レイヤ１の出力、すなわち、ａが入力に等しくなる。
【００１２】
プロセッサ１２４は、垂直な破線１４７によって表される左分岐１４４及び右分岐１４６を有する。右分岐１４４は、２つのフィルタ１３６及び１３８の出力からの入力を受信する。プロセッサ１２４は第２のレイヤ１４８を有する。第２のレイヤ１４８はいくつかのタイプのノードを有する。図示の例において、第２のレイヤは３つのタイプのノードを有する。図示の例において、右分岐１４４は、一対の高速ノード１５０−１及び１５０−２と、一対の中速ノード１５１−１及び１５１−２とを有する。左分岐１４６は、一対の低速ノード１５２−１及び１５２−２と、一対の中速ノード１５３−１及び１５３−２とを有する。ノード１５０〜１５３は、以下の微分方程式に対する解を計算する。
【数２】
2020519998.tif 000004
ただし、ｃはノードの活動度であり、各ノードからの出力ａは、対応するレイヤ１のノードの活動度であり、ｔは時間であり、τ［ｆｓｎ］は、τｎ＜τｆ＜τｓであるような時定数である。微分方程式は、ローパスフィルタリングを実現し、定常状態は、出力が入力に等しいような状態であることは理解されたい。式（２）は、実際には、上付き文字、下付き文字の各々が順にｎ、ｆ、ｓをとるときの３つの方程式であることは理解されよう。ローパスフィルタは、図４を参照しながら以下に説明するように、伸長（lengthen）された信号と元の信号との間の低速及び高速相関において利用できるように入力信号を伸長する。τｓ：τｆ＝３：１である例示的な実施態様を実現することができる。例えば、τｓ＝１５及びτｆ＝５である。さらに、τｎ＝１である例示的な実施態様を実現することができる。τｓ又はτｆの値を変更すると、入力の変化に対するプロセッサ１２４及び１２６の応答が変わる。例えば、τｓ又はτｆの値が大きくなると、システム応答が遅くなり、及び／又は空間分解能、時間分解能の少なくとも一方の低下が生じ、その逆も同様である。各ノード１５０〜１５３からの出力はｃのそれぞれの値である。
【００１３】
プロセッサ１２４は、いくつかのレイヤ３（符号１５４）のノード１５５−１〜１５５−４を備える。右分岐ノード１５５−１及び１５５−２は、出力として以下、すなわち、ノード１５５−１に関して、
【数３】
2020519998.tif 000005
、及び、ノード１５５−２に関して、
【数４】
2020519998.tif 000006
を計算する。その一方で、左分岐ノードは、出力として以下、すなわち、ノード１５５−４に関して、
【数５】
2020519998.tif 000007
、及び、ノード１５５−３に関して、
【数６】
2020519998.tif 000008
を計算する。上付き文字ｎのレイヤ２のノードから、プロセッサごとに２つの方向、すなわち、プロセッサ１２４に関してｕ＝上（正のｊ）、ｄ＝下（負のｊ）、代替的には、プロセッサ１２６に関してｌ＝左（負のｉ）及びｒ＝右（正のｉ）のそれぞれにおいて最も近いインデックスをとり、交差又は漏洩入力接続によって示されるように、ｃｆノード出力をｃｎノード出力と乗算し、ｃｓノード出力をｃｎノード出力と乗算することは理解されよう。
【００１４】
【数７】
2020519998.tif 000009
の値は、時間的に重なり合う遅延信号と非遅延信号との積、すなわち、相関を表し、後者は、ｃのそれぞれの値によって表される。［．．．］は、個別に得られる角括弧内の上付き文字ごとのＦｉ，ｊの値を表す。
【数８】
2020519998.tif 000010
の値は、時間的に重なり合う遅延信号と非遅延信号との積を表し、後者は、ｃのそれぞれの値によって表される。［．．．］は、個別に得られる上付き文字ごとのＳｉ，ｊの値を表す。かかる積は、時間的に重なり合う出力の指標（measure）
【数９】
2020519998.tif 000011
及び
【数１０】
2020519998.tif 000012
を特定する相関器又は相関回路を用いて評価することができる。
【００１５】
プロセッサ１２４は、第４のレイヤ１５７内に、入力のそれぞれの総和演算を行う複数のノード１５６−１〜１５６−４を有する。第４のレイヤ１５７は、「総和」、「Reichardt-Hassenstein実施／検出器（ＲＨＤ）」、「比」及び「減算ＲＨＤ」と付された４つのサブレイヤを備えるものとして示される。レイヤ４（符号１５７）内のノードは、プロセッサ１２４及び１２６の両方において、以下の計算を行う。
【数１１】
2020519998.tif 000013
これは、Ｆｚに関するＲＨＤ及びＳｚに関するＲＨＤの２つのＲＨＤの線形和に対応する。
【数１２】
2020519998.tif 000014
ただし、アレイ１０２から選択された任意の一組の点Ｋ＝ｋａａ，ｋｂｂ，．．．，ｋｚｚに関して、ｚ＝｛ｕ，ｄ，ｌ，ｒ｝及びｚ’＝｛ｄ，ｕ，ｒ，ｌ｝であり、ｖは倍率であり、Ｆｍｉｎ及びＳｍｉｎは、センサ出力の選択される数Ｎに関する下限である。図３を参照しながら説明するように、センサ出力の選択される数は、センサのアレイを構成するセンサの任意のグループからとられる１つ以上のセンサに対応することができる。さらに、ｖ≫１である例示的な実施態様を実現することができる。ｖ＝１０である例示的な実施態様を実現することができる。しかしながら、ｖ＝０である例示的な実施態様を実現することができる。それに加えて、又はその代わりに、Ｆｍｉｎ及びＳｍｉｎが、例えば、Ｆｍｉｎ＝０．１Ｓｍｉｎ等の所定の関係を有する例示的な実施態様を実現することができる。ＦｍｉｎとＳｍｉｎとの間の関係の選択は、性能と雑音の影響との間のバランスであることは理解されよう。同様に、スカラ０．１が使用されているが、これに限られない。何らかの他の値を用いて、ＦｍｉｎとＳｍｉｎとの間の関係を確立する例を実現することができる。Ｓｍｉｎの係数を小さくすることは、雑音の影響を大きくすることであり、逆も同様である。さらに、Ｆｚ及びＳｚの比は方向性がないことは理解されよう。それゆえ、運動を検出するのが望ましい方向であり、逆方向の運動はその比から差し引かれる。
【００１６】
詳細には、ノード１５６−１及び１５６−２がそれぞれ、出力
【数１３】
2020519998.tif 000015
及び
【数１４】
2020519998.tif 000016
を生成し、ノード１５６−３及び１５６−４がそれぞれ、出力
【数１５】
2020519998.tif 000017
及び
【数１６】
2020519998.tif 000018
を生成することは理解されたい。ノード１５８−１及び１５８−２がそれぞれ、出力
【数１７】
2020519998.tif 000019
及び
【数１８】
2020519998.tif 000020
を生成し、より一般的には、それぞれ
【数１９】
2020519998.tif 000021
及び
【数２０】
2020519998.tif 000022
を生成する。ノード１５９は、
【数２１】
2020519998.tif 000023
の全体を実現する。
【００１７】
ノード１６０及び１６１は、それぞれの条件が満たされるのに応じて、
【数２２】
2020519998.tif 000024
の全体を実現する。プロセッサ１２４に関して、ノード１６０及び１６１が出力１３４及び１３２を生成し、それらの出力は、上方向及び下方向、すなわち、ｊ方向における運動を示す。
【００１８】
【数２３】
2020519998.tif 000025
という項又は
【数２４】
2020519998.tif 000026
という項を差し引くことにより、所定の、又は所望の方向を除いて、角速度への限られた応答を有する方向性出力を実現できるようになることは理解されたい。さらに、一組の点Ｋにわたる総和演算後にノード１６０を介して比を取り込む結果として、出力
【数２５】
2020519998.tif 000027
が移動刺激の大きさに対して不変となり、それゆえ、刺激の空間周波数に対して、すなわち、単位角度あたりのエッジの数に対して不変になる。これは、比をとった後に総和演算が行われる場合、出力が
【数２６】
2020519998.tif 000028
の形を有するために起こる。ただし、Ｃは収集されたＲＨＤ項である。一方、総和演算後に比がとられる場合には、出力は、
【数２７】
2020519998.tif 000029
の形を有する。ただし、Ｃは収集されたＲＨＤ項である。
【００１９】
全てのＦを等しくし、全てのＳを等しくすると、式（６）から、個々の比と同じである比を与えるのに対して、式（５）は個々の比の３倍である和を与え、その結果として、運動推定値が３倍高くなるので、不正確であることは理解されたい。
【００２０】
角速度が大きいほど、Ｆ及びＳが０になる傾向があることがわかる。それゆえ、一定の比を有するＦｍｉｎ及びＳｍｉｎの形の下限を実現することは、非常に高速の運動、それゆえ、雑音への検出器の応答が抑制され、好ましくは最小化されるのを確実にする。適切には、上記の式（１）と全く同じ形を有する検出器出力１２８〜１３４のうちの１つ又は２つ以上に作用する微分方程式を実現することによって、検出器内の雑音を少なくとも低減することができ、好ましくは最小化することができる。
【００２１】
プロセッサ１２６を参照すると、プロセッサ１２６への入力が、水平に配置されたセンサから取り込まれることを除けば、プロセッサ１２６はプロセッサ１２４の構成及び動作と同じである。水平に配置されたセンサは、例えば、センサ１１４及び１１６等の隣接するセンサとすることができる。プロセッサ１２６の要素を参照しながら使用される参照番号は、ダッシュ又はプライム「’」を追加しただけで、プロセッサ１２４を参照しながら使用された参照番号と全く同じであり、詳細には説明しない。しかし、プロセッサ１２６は、レイヤ３（符号１５４）の複数のノード１５５−１’〜１５５−４’を備えることは理解されたい。右分岐ノード１５５−１’及び１５５−２’は、出力として以下、すなわち、ノード１５５−１’に関して、
【数２８】
2020519998.tif 000030
、及び、ノード１５５−２’に関して、
【数２９】
2020519998.tif 000031
を計算する。他方、左分岐ノードは出力として以下、すなわち、ノード１５５−３’に関して、
【数３０】
2020519998.tif 000032
、及び、ノード１５５−４’に関して、
【数３１】
2020519998.tif 000033
を計算する。そして、ノード１６１’は、出力１２８及び１３０を生成するように構成され、その出力は、左右運動を示し、すなわち、ｉ方向の運動を示す。
【００２２】
図２に、上記を実施する、詳細には、レイヤ３からの出力を処理するフローチャート２００を示す。運動出力１２８〜１３４の方向を生成することで終了する。しかし、セクション２０２の前に、例えば、レイヤ１、２及び３等の他のレイヤをフローチャート内に同じく含めることもできることは理解されよう。ステージ２０２において、いくつかの変数又は計算が、必要に応じて、あらかじめ実行される。以下が確立されるか、又は確立できることを理解されたい。
【数３２】
2020519998.tif 000034
【００２３】
符号２０４において、条件
【数３３】
2020519998.tif 000035
が満たされるか否かに関する判断が行われる。符号２０４における判断が正しい場合には、符号２０６において、以下
【数３４】
2020519998.tif 000036
が実行され、その後、制御は符号２０８における更なる判断に進む。符号２０４における判断が誤っている場合には、符号２１０において、
【数３５】
2020519998.tif 000037
が行われ、その後、制御は符号２０８における更なる判断に進む。
【００２４】
符号２０８において、条件
【数３６】
2020519998.tif 000038
が満たされるか否かが判断される。符号２０８において、その条件が偽であると判断される場合には、処理が符号２１２に進み、
【数３７】
2020519998.tif 000039
が実行され、その後、処理は符号２１４に進む。符号２０８において、その条件が真であると判断される場合には、処理は符号２１４に進む。
【００２５】
符号２１４において、条件
【数３８】
2020519998.tif 000040
が満たされるか否かに関する判断が行われる。その条件が満たされない場合には、制御は符号２１６に進み、
【数３９】
2020519998.tif 000041
が評価され、その後、制御は符号２１８に進む。符号２１４における判断が真である場合には、制御は符号２１８に進む。
【００２６】
符号２１８において、運動方向が以下のように計算される。
【数４０】
2020519998.tif 000042
【００２７】
その後、必要に応じて行われる更なる処理ステージは、出力Ｄｚにおいて、雑音を低減するか、又は雑音の影響を軽減するために、運動方向に式（１）を適用することである。
【００２８】
図３に、センサ１０２のアレイの図３００を示す。アレイ内のセンサからの出力が、プロセッサ１２４及び１２６への入力を構成する。それらの出力は、アレイ内のセンサの全てから、又はアレイ内のセンサのサブセットから取り込むことができる。センサのサブセットは、センサの総数の連続したアレイ又はサブ領域を形成することができる。図３に示す例は、複数のサブ領域３０２〜３０６を示す。サブ領域は特定の機能を有する場合があるか、又は特定の目的を有するプロセッサに関連付けられる場合がある。サブ領域は、所与の方向における運動を特定することに関連付けることができる。例えば、第１のサブ領域３０２は、第１の軸３０８又は異なる軸に沿ったそれぞれの方向における運動を特定することに関連付けることができる。第２のサブ領域３０４は、第１の軸３０８等のそれぞれの軸に沿ったそれぞれの方向における運動を特定することに関連付けることができる。第３のサブ領域３０６は、例えば、軸３１０等のそれぞれの軸に沿ったそれぞれの方向における運動を特定することに関連付けることができる。軸３０８及び３１０は互いに直交するものとすることができる。これよりも多くの、又は少ないサブ領域を設けることができる。単一のサブ領域を用いて、複数の方向における運動方向を特定することができる。例えば、アレイの単一のサブ領域、又は他の組のセンサを用いて、ありとあらゆる順列において合同で取得される、左方向、右方向、上方向又は下方向のうちの少なくとも１つにおける運動を特定することができる。プロセッサ１２４及び／又は１２６への入力として使用されるセンサは、連続して、又は不連続に配置することができる。
【００２９】
図４に、図１を参照しながら説明した種々のレイヤに関連付けられる入力及び出力のいくつかの図４００を示す。例えば、時点ｔ１及びｔ２において２つのセンサ４０４及び４０６を通るエッジ等の事象を示す、例えば、ステップ入力４０２等の入力が示されることを理解されたい。レイヤ１のフィルタ１３６、１３８、１３６’、１３８’の応答４０３、すなわち、出力１４０、１４２及び１４０’及び１４２’が、やはり時点ｔ１及びｔ２にあるそれぞれの曲線４０８及び４１０として示される。レイヤ２の出力４１２、すなわち、ｃ［ｆｓ］及びｃｎの値はそれぞれ、曲線４１４及び４１６において示される。２つの曲線はレイヤ３において乗算され、結果として、出力４１８、すなわち、遅延ｃ［ｆｓ］及び非遅延ｃｎ、すなわち、
【数４１】
2020519998.tif 000043
及び
【数４２】
2020519998.tif 000044
の重なりを表す曲線４２０を生成する。
【００３０】
図５に、出力１２８〜１３４のうちの１つ又は２つ以上に応答する制御システム５００の実施態様を示す。制御システム５００は、出力１２８〜１３４を受信するいくつかの入力５０２を備える。制御システム５００は、制御則５０４を実現する際に入力５０２を使用する。制御則５０４の結果として、１つ又は２つ以上の制御出力５０６を生成することができる。制御出力５０６は、単一の制御信号又は複数の制御信号を含むことができ、後者は斜線によって示される。制御則５０４は、例えば、１つの式又は一組の式の形をとる単一の制御則を含むことができるか、又は各々が、例えば、１つ又は２つ以上の入力５０２に応答する１つ又は２つ以上のそれぞれの式を含む複数の制御則を含むことができる。車両の運動を制御するそれぞれのアクチュエータを駆動又は制御するために、１つ以上の制御信号を出力することができる。
【００３１】
例示的な実施態様を用いて、ありとあらゆる順列において一緒に取得される、無人車両等の車両の速度、方向又は姿勢制御システムのうちの少なくとも１つを実現することができる。そのような車両は無人車両に限定されない。有人車両も、本明細書において説明され、特許請求される例示的な実施態様を使用することができる。
【００３２】
図６に、機械可読記憶装置又はコンピュータ可読媒体（例えば、機械可読記憶媒体）から命令を読み出し、本明細書において論じられる方法のうちのいずれか１つ以上を実行することができる、いくつかの例による、構成要素を示すブロック図を示す。機械可読記憶装置又はコンピュータ可読媒体は、非一時的なものとすることができる。具体的には、図６は、各々がバス６４０を介して通信可能に接続される、１つ以上のプロセッサ（又はプロセッサコア）６１０と、１つ以上のメモリ／記憶デバイス６２０と、任意選択で、１つ以上の通信リソース６３０とを備える、ハードウェアリソース６００の概略図を示す。
【００３３】
プロセッサ６１０（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＣＳ）プロセッサ、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）プロセッサ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、ベースバンドプロセッサ等のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ），特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、別のタイプのプロセッサ、又はその任意の適切な組み合わせ）は、例えば、プロセッサ６１２及びプロセッサ６１４を備えることができ、それらのプロセッサは、プロセッサ１２４及び１２６の実施態様とすることができる。メモリ／記憶デバイス６２０は、メインメモリ、ディスク記憶装置、又はその任意の適切な組み合わせを含むことができる。
【００３４】
通信リソース６３０は、１つ以上の周辺デバイス６０４と通信し、及び／又はネットワーク６０８を介して１つ以上のデータベース６０６と通信するために、相互接続及び／又はネットワークインタフェース構成要素又は任意の適切なデバイスを備えることができる。例えば、通信リソース６３０は、有線通信構成要素（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）を介して結合するもの）、セルラー通信構成要素、近距離通信（ＮＦＣ）構成要素、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）構成要素（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）構成要素、及び他の通信構成要素を含むことができる。
【００３５】
命令６５０は、プロセッサ６１０のうちの少なくともいずれかに本明細書において論じられる方法のうちの任意の１つ以上を実行させるための、例えば、ソフトウェア、プログラム、アプリケーション、アプレット、アプリ（app）又は他の実行可能コード等の機械実行可能命令を含むことができる。命令６５０は、プロセッサ６１０のうちの少なくとも１つのプロセッサ内（例えば、プロセッサのキャッシュメモリ内）に、メモリ／記憶デバイス６２０内に、又はその任意の適切な組み合わせ内に完全に、又は部分的に存在する場合がある。さらに、命令６５０の任意の部分を、周辺デバイス６０４及び／又はデータベース６０６の任意の組み合わせから、ハードウェアリソース６００に転送することができる。したがって、プロセッサ６１０のメモリ、メモリ／記憶デバイス６２０、周辺デバイス６０４及びデータベース６０６は、コンピュータ可読及び機械可読媒体の例である。
【００３６】
検出器の例示的な実施態様は、その運動方向が検出器アレイに対して垂直である移動エッジに関して、方向内の角速度を正確に測定することができる。エッジに対して平行になる方向に向かうにつれて運動を検出することが難しくなることは理解されたい。さらに、運動、それゆえ、モーション検出が２次元において要求される場合には、２つの検出器軸のうちの１つに位置合わせされないエッジに関する潜在的な問題がある。エッジが１つの軸に対して平行であるとき、エッジ上の全ての点が他方の軸を同時に横切ることは理解されよう。それゆえ、隣接点間に時間的な遅延はなく、それゆえ、検出器は応答しない。エッジが１つの軸に対する平行から回転するにつれて、他方の軸上の隣接点を横切るエッジ間に時間的な遅延が生じ、それは回転度又は角度とともに変化する。エッジが、その軸と平行になる方向に向かうにつれて、時間的な遅延は０になる傾向があることは理解されよう。遅延は運動として検出又は解釈することができ、受信された信号に関して正しい検出であるが、必ずしも、対応するエッジの運動に関する正しい検出であるか、又は対応するエッジの運動を示すとは限らない。しかしながら、運動が検出器の検出軸に対して所定の角度に傾いていると仮定する例を実現することができ、詳細には、検出信号がエッジに対して垂直である運動に対応すると仮定される例を実現することができる。それゆえ、この仮定は、人間にとって回転らせん（rotating spiral）に関する運動錯覚を引き起こすことは理解されたい。これを本明細書において説明され、特許請求される例示的な実施態様に適用するとき、センサからの受信信号又は検出信号を重み付けする際にその情報を使用することとともに、エッジ角の検出が有用であることは理解されよう。
【００３７】
そのため、図７に、水平出力ユニット７０２及び垂直出力ユニット７０４の図７００を示す。出力ユニットはグループ化されるか、又は関連付けられるセンサである。グループ化されるか、又は関連付けられるセンサは、センサアレイ全体のうちの、又は全体から選択されたサブ領域を形成するか、又はサブ領域に対応する。その代わりに、又はそれに加えて、グループ化されるか、又は関連付けられるセンサは、アレイの全体を形成することができる。
【００３８】
水平出力ユニット７０２は、所定の数のセンサ７０６〜７１６を備える。所定の数のセンサ７０６〜７１６は、所定の方式で並べることができる。所定の方式はｍ×ｎアレイを含むことができる。図示の例において、水平出力ユニットのセンサ７０６〜７１６は、３×２アレイに配列されている。水平出力ユニット７０２は基準センサを備える。アレイ内の他のセンサの位置は、基準センサに対して決めることができる。例示される実施形態において、基準センサはセンサ７１４であるが、同じく任意の他のセンサとすることもできる。センサ７０６〜７１６は、基準センサ７１４に対して測定される（ｉ，ｊ）座標を用いてインデックス付けされる。基準センサ７１４は、対応するインデックス又は座標（ｉ，ｊ）を有することは理解されたい。他のセンサ７０６〜７１２及び７１６は、以下の対応するインデックス又は座標（ｉ−１，ｊ−１）、（ｉ，ｊ−１）、（ｉ＋１，ｊ−１）、（ｉ−１，ｊ）及び（ｉ＋１，ｊ）を有する。
【００３９】
垂直出力ユニット７０４は、所定の数のセンサ７０６’〜７１６’を備える。所定の数のセンサ７０６’〜７１６’は、所定の方式で配列することができる。所定の方式はｐ×ｑアレイを含むことができる。図示の例において、垂直出力ユニットのセンサ７０６’〜７１６’は２×３アレイに配列されている。垂直出力ユニット７０４は基準センサを備える。アレイ内の他のセンサの位置は、基準センサに対して決定することができる。例示される実施形態において、基準センサはセンサ７１４’であるが、同じく任意の他のセンサとすることもできる。センサ７０６’〜７１６’は、基準センサ７１４’に対して測定される（ｉ，ｊ）座標を用いてインデックス付けされる。基準センサ７１４’は、対応するインデックス又は座標（ｉ，ｊ）を有することは理解されたい。他のセンサ７０６’〜７１２’及び７１６’は、以下の対応するインデックス又は座標（ｉ−１，ｊ＋１）、（ｉ−１，ｊ）、（ｉ−１，ｊ−１）、（ｉ，ｊ−１）及び（ｉ，ｊ＋１）を有する。
【００４０】
それゆえ、上記で説明され、図１〜図５に示した例は、任意の初期時間フィルタリングステージに先行して、空間フィルタを追加するように変更することができる。一実施態様において使用される軸ごとに単一の付加的な空間フィルタを使用することができる。それゆえ、図示される実施形態において、２つのそのような空間フィルタが使用される。一方は、第１の方向の運動又は第１の方向にある軸用であり、もう一方は、第２の方向の運動又は第２の方向にある軸用である。図示される例において、第１及び第２の方向又は軸は、水平及び垂直方向又は軸に対応することができるが、水平軸及び垂直軸がｘ及びｙ軸又は方向であると仮定して、ｚ方向等の何らかの他の方向又は軸とすることができる。空間フィルタが、センサ出力の加重和を構成する畳み込みフィルタである例を実現することができる。それゆえ、図示される水平及び垂直出力ユニットに関して、空間フィルタは、所定の数のセンサ７０６〜７１６及び／又は７０６’〜７１６’の加重和を構成する。
【００４１】
水平出力ユニットのための空間フィルタからの出力が、
【数４３】
2020519998.tif 000045
によって与えられる例示的な実施態様を実現することができる。
ただし、
（ｘ＿ｉ，ｙ＿ｊ）はインデックス（ｉ，ｊ）を有するセンサからの出力であり、
（ｘ＿ｉ−１，ｙ＿ｊ）はインデックス（ｉ−１，ｊ）を有するセンサからの出力であり、
（ｘ＿ｉ＋１，ｙ＿ｊ）はインデックス（ｉ＋１，ｊ）を有するセンサからの出力であり、
（ｘ＿ｉ，ｙ＿ｊ−１）はインデックス（ｉ，ｊ−１）を有するセンサからの出力であり、
（ｘ＿ｉ−１，ｙ＿ｊ−１）はインデックス（ｉ−１，ｊ−１）を有するセンサからの出力であり、
（ｘ＿ｉ＋１，ｙ＿ｊ−１）はインデックス（ｉ＋１，ｊ−１）を有するセンサからの出力である。
【００４２】
それに加えて、又はその代わりに、垂直出力ユニットのための空間フィルタからの出力が、
【数４４】
2020519998.tif 000046
によって与えられる例示的な実施態様を実現することができる。
ただし、
（ｘ＿ｉ，ｙ＿ｉ）はインデックス（ｉ，ｊ）を有するセンサからの出力であり、
（ｘ＿ｉ，ｙ＿ｉ−１）はインデックス（ｉ，ｊ−１）を有するセンサからの出力であり、
（ｘ＿ｉ，ｙ＿ｉ＋１）はインデックス（ｉ，ｊ＋１）を有するセンサからの出力であり、
（ｘ＿ｉ−１，ｙ＿ｉ）はインデックス（ｉ−１，ｊ）を有するセンサからの出力であり、
（ｘ＿ｉ−１，ｙ＿ｉ−１）はインデックス（ｉ−１，ｊ−１）を有するセンサからの出力であり、
（ｘ＿ｉ−１，ｙ＿ｉ＋１）はインデックス（ｉ＋１，ｊ＋１）を有するセンサからの出力である。
【００４３】
上記の例示的な実施態様は、式（７）及び（８）において示される特定の単一エッジ検出器を使用してきたが、例はそれらの検出器には限定されない。検出器の所与の軸に対して垂直な運動を検出するか、又は検出器の所与の軸に対して垂直である成分を有する運動を検出する何らかの他のタイプのエッジ検出器を使用する例示的な実施態様を実現することができる。
【００４４】
式（７）及び（８）において使用される重み付け又は係数が、一般に、水平及び垂直空間フィルタ出力からの出力を
【数４５】
2020519998.tif 000047
及び
【数４６】
2020519998.tif 000048
とすることができるような他の値をとることができる例示的な実施態様を実現することができる。
【００４５】
α、β、χ、δ、ε、φの値は、式（７）を参照しながら上記で与えられた値に対応することができるが、同じく他の値をとることもできる。α’、β’、χ’、δ’、ε’、φ’の値は、式（８）を参照しながら上記で与えられた値に対応することができるが、同じく他の値をとることもできる。
【００４６】
水平出力ユニットはそれぞれの垂直検出器、すなわち、垂直プロセッサに出力を与えるように構成され、垂直出力ユニットは、それぞれの水平検出器、すなわち、水平プロセッサに出力を与えるように構成される。それゆえ、図１を参照すると、水平出力ユニットは、空間フィルタ１３６及び１３８を介して、垂直プロセッサ１２４等のそれぞれの垂直プロセッサに出力を与えるか、自らの信号を出力するように構成される。同様に、垂直出力ユニットは、空間フィルタ１３６’及び１３８’を介して、水平プロセッサ１２６等のそれぞれの水平プロセッサに出力を与えるか、又は自らの信号を出力するように構成される。水平出力ユニットがそれぞれの垂直検出器、すなわち、垂直プロセッサに出力を与えるように構成され、垂直出力ユニットがそれぞれの水平検出器、すなわち、水平プロセッサに出力を与えるように構成されるという構成は、例えば、各々が所与の検出器方向に対して垂直等の所与の角度にあるエッジに応答することになるので可能である。それらの例は上記の空間フィルタを参照しながら説明されてきたが、所与の方向又は軸に対して垂直な遷移又はエッジへの応答を与える他の空間フィルタを使用することができる。
【００４７】
図１を参照すると、水平及び垂直出力ユニットは、センサから出力を取り込み、受信された信号を処理し、空間フィルタリングされた出力を、ありとあらゆる順列において連帯して取得される、フィルタ１３６、１３８、１３６’、１３８’の１つ又は２つ以上に転送することによって、垂直プロセッサ１２４及び水平プロセッサ１２６に出力を与えるか、又は出力するように動作することができる。
【００４８】
図８を参照すると、センサ１０２のアレイとの関連において、上記の水平出力ユニット７０２等の水平出力ユニット８０２の図８００が示される。センサ１０２のアレイは、センサ８０６〜８４６のｍ×ａｎアレイを構成し、ｍ及びｍは整数であることは理解されたい。水平出力ユニット８０２は、図７のセンサ７０６〜７１６に対応する、６つのセンサ８０６〜８１６を備える。アレイ８０２のセンサ８０６〜８１６は（ｉ，ｊ）ではなく、インデックス（ｐ，ｑ）で表示されていることは理解されよう。
【００４９】
センサ８０６〜８４６の全て、又は少なくともそのサブセットが、６つのセンサのそれぞれの組を構成するそれぞれの水平出力ユニットにグループ分けされる。水平出力ユニットの各組のセンサは、図１０を参照しながら説明されるように、それぞれの重みに出力信号を与える。
【００５０】
図９を参照すると、センサ１０２のアレイとの関連において、上記の垂直出力ユニット７０２等の垂直出力ユニット９０２の図９００が示される。センサ１０２のアレイは、センサ９０６〜９４６のｍ×ｎアレイを構成し、ｍ及びｍは整数であることは理解されたい。垂直出力ユニット９０２は、図７のセンサ７０６’〜７１６’に対応する、６つのセンサ９０６〜９１６を備える。アレイ９０２のセンサ９０６〜９１６は（ｉ，ｊ）ではなく、インデックス（ｐ，ｑ）で表示されていることは理解されよう。
【００５１】
センサ９０６〜９４６の全て、又は少なくともそのサブセットが、６つのセンサのそれぞれの組を構成するそれぞれの垂直出力ユニットにグループ分けされる。垂直出力ユニットの各組のセンサは、図１１を参照しながら説明されるように、それぞれの重みに出力信号を与える。
【００５２】
図１０を参照すると、例えば、上記の水平出力ユニット８０２等の水平出力ユニット１００２の図が示される。水平出力ユニットは６つのそれぞれのセンサ１００６〜１０１６を備える。各センサは、それぞれの重み付けユニット１０３０〜１０４０にそれぞれの出力信号１０１８〜１０２８を与える。重み付けユニット１０３０〜１０４０は、上記の重みα、β、χ、δ、ε、φを用いてそれぞれの入力信号を重み付けし、それぞれの重み付けされた出力信号１０４２〜１０５２を生成する。水平出力ユニット１００２ごとに、それぞれの重み付けされた出力信号１０４２〜１０５２が、例えば、それぞれの加算器１０５４等のそれぞれの加算器を用いて加算される。水平出力ユニットごとに加算器が設けられる。それゆえ、例示的な実施態様は、それぞれの加算器１０５４〜１０７０のアレイを設ける。各加算器は、式（７）によって上記で説明された加重和を出力するそれぞれの出力信号１０７２を有する。例えば、センサ１０６及び１０８等の垂直に配置されるセンサの対に関して図１を参照しながら上記で説明されたように、加算器は同様に、垂直に配置される加算器対にグループ分けされる。垂直に配置される各加算器対は、垂直プロセッサ１２４に関連付けられるそれぞれの空間フィルタ１３６及び１３８にそれぞれの出力信号を出力するように構成される。それゆえ、例えば、加算器１０６０及び１０６４からの出力は、センサ１０６及び１０８が隣接するのと同じようにして加算器が隣接すると仮定して、それぞれの空間フィルタに送り込まれるそれぞれの出力信号を有し、すなわち、加算器出力信号は、図１を参照しながら上記で説明されたように、それぞれの空間フィルタ１３６及び１０３８への入力を与える信号１１０及び１１２を形成するか、又は信号１１０及び１１２に対応する。その後、出力信号１４０及び１４２は上記で説明されたように処理される。
【００５３】
図１１を参照すると、例えば、上記の垂直出力ユニット９０２等の垂直出力ユニット１１０２の図が示される。垂直出力ユニットは６つのそれぞれのセンサ１１０６〜１１１６を備える。各センサは、それぞれの重み付けユニット１１３０〜１１４０にそれぞれの出力信号１１１８〜１１２８を与える。重み付けユニット１１３０〜１１４０は、上記の重みα’、β’、χ’、δ’、ε’、φ’を用いてそれぞれの入力信号を重み付けし、それぞれの重み付けされた出力信号１１４２〜１１５２を生成する。垂直出力ユニット１１０２ごとに、それぞれの重み付けされた出力信号１１４２〜１１５２が、例えば、それぞれの加算器１１５４等のそれぞれの加算器を用いて加算される。水平出力ユニットごとに加算器が設けられる。それゆえ、例示的な実施態様は、それぞれの加算器１１５４〜１１７０のアレイを設ける。各加算器は、式（７）によって上記で説明された加重和を出力するそれぞれの出力信号１１７２を有する。例えば、センサ１１６及び１１８等の水平に配置されるセンサの対に関して図１を参照しながら上記で説明されたように、加算器は同様に、垂直に配置される加算器対にグループ分けされる。水平に配置される各加算器対は、水平プロセッサ１２６に関連付けられるそれぞれの空間フィルタ１３６’及び１３８’にそれぞれの出力信号を出力するように構成される。それゆえ、例えば、加算器１１５８〜１１６０からの出力は、センサ１１６及び１１８が隣接するのと同じようにして加算器が隣接すると仮定して、それぞれの空間フィルタに送り込まれるそれぞれの出力信号を有し、すなわち、加算器出力信号は、図１を参照しながら上記で説明されたように、それぞれの空間フィルタ１３６’及び１３８’への入力を与える信号１１８及び１２０を形成するか、又は信号１１８及び１２０に対応する。その後、出力信号１４０’及び１４２’は上記で説明されたように処理される。
【００５４】
例示的な実施態様が、水平出力ユニットあたり一組の加算器及び垂直出力ユニットあたり一組の加算器を使用することは理解されよう。センサがｍ×ｎアレイを形成し、加算器がそれぞれのｍ×ｎアレイを形成する例示的な実施態様を実現することができる。
【００５５】
一般に、センサアレイと加算器のアレイとの間のマッピングは、垂直出力ユニットに関して以下の通りである。
−  垂直出力ユニットが（１，１）の左下インデックス及び（２，３）の右上インデックスを有すると仮定すると、それらのインデックスによって規定されるセンサのサブアレイに対応する６つのセンサの出力がインデックス（１，２）を有するそれぞれの加算器にマッピングされることになる。
−  次の水平に配置される垂直出力ユニットが（２，１）の左下インデックス及び（３，３）の右上インデックスを有すると仮定すると、それらのインデックスによって規定されるセンサのサブアレイに対応する６つのセンサの出力がインデックス（２，２）を有するそれぞれの加算器にマッピングされることになる。
−  次の垂直に配置される垂直出力ユニットが（１，２）の左下インデックス及び（２，４）の右上インデックスを有すると仮定すると、それらのインデックスによって規定されるセンサのサブアレイに対応する６つのセンサの出力がインデックス（１，３）を有するそれぞれの加算器にマッピングされることになる。
【００５６】
一般に、（ｉ，ｊ）の基準インデックスを有する垂直出力ユニットのマッピングは、（ｉ−１，ｊ）のインデックスを有する加算器にマッピングすることになる。
【００５７】
一般に、センサアレイと加算器のアレイとの間のマッピングは、水平出力ユニットに関して以下の通りである。
−  水平出力ユニットが（１，１）の左下インデックス及び（３，２）の右上インデックスを有すると仮定すると、それらのインデックスによって規定されるセンサのサブアレイに対応する６つのセンサの出力がインデックス（２，２）を有するそれぞれの加算器にマッピングされることになる。
−  次の水平に配置される水平出力ユニットが（２，１）の左下インデックス及び（４，２）の右上インデックスを有すると仮定すると、それらのインデックスによって規定されるセンサのサブアレイに対応する６つのセンサの出力がインデックス（３，２）を有するそれぞれの加算器にマッピングされることになる。
−  次の垂直に配置される水平出力ユニットが（１，２）の左下インデックス及び（３，３）の右上インデックスを有すると仮定すると、それらのインデックスによって規定されるセンサのサブアレイに対応する６つのセンサの出力がインデックス（２，３）を有するそれぞれの加算器にマッピングされることになる。
【００５８】
上記のことに加えて、又はその代わりに、式（７）〜（１０）によって記述されるフィルタが、例えば、正の軸方向等のそれぞれの方向における、例えば、オンセットエッジ等の所与の遷移が同じそれぞれの方向における、例えば、オフセットエッジ等の反対の、又は相補的な遷移への応答を生成することになるような方向性であることは理解されよう。それゆえ、第１の時間フィルタリングレイヤ、すなわち、レイヤ１（符号１２２）は、遷移に応答して、正及び負両方の変化を出力することができる。しかしながら、これらが異なるように扱われることは理解されよう。インセクトにおいて、オンセット（正の変化）及びオフセット（負の変化）に関して別々の経路が存在する。これは、ニューロンが正及び負の両方の数を同時に表現することができないことに起因する。しかしながら、例示的な実施態様内で、正及び負両方の数を同時に表現することが可能である。それゆえ、角速度への、例えば、対数−線形応答等の、角速度への所定の応答の喪失又は所定の応答に関する悪影響を防ぐために、正の変化及び負の変化が、プロセッサ１２４／１２６の乗算ステージにおいて互いに影響し合うのを防ぐように処理される例示的な実施態様を実現することができる。例示的な実施態様において、乗算ステージは、乗算器１５５及び／又は１５５’のうちの１つ又は２つ以上を備えることができる。
【００５９】
結果として、乗算ステージにおいて、乗算ステージへの両方の入力がいずれも正又はいずれも負である場合にのみ、乗算結果が出力され、それは、
【数４７】
2020519998.tif 000049
又は
【数４８】
2020519998.tif 000050
の一方又は両方として表すことができる。ただし、ｉｎ＿１は乗算器への第１の入力であり、ｉｎ＿２は乗算器への第２の入力であり、＆＆は論理「ＡＮＤ」演算子である。
【００６０】
上記のことに加えて、又はその代わりに、高速及び低速Ｒｅｉｃｈａｒｄｔ−Ｈａｓｓｅｎｓｔｅｉｎ検出器（ＲＨＤ）の比を所定の比に修正する例示的な実施態様を実現することができる。所定の比は、クランプされた値及び雑音の少なくとも一方又は両方に影響を与えるように選択することができる。一般に、高速ＲＨＤと低速ＲＨＤとの所定の比が
【数４９】
2020519998.tif 000051
によって与えられる例示的な実施態様をとることができる。ただし、α’’は所定の値をとることができる。所定の値がα’’＝０．１である例示的な実施態様を実現することができる。α’’のそのような値によって与えられる比は、クランプされた値の必要性を緩和又は除去することができ、雑音を低減又は除去することができる。α’’の値を導入することは、低速が０になる傾向があるときに、０による除算という異常を回避することは理解されよう。
【００６１】
上記のことに加えて、又はその代わりに、上記の結果として、方向性がある、プロセッサ１２４及び１２６又は検出器１００からの応答が生じる。しかしながら、例示的な実施態様の結果として、応答変動の大きさが、単数又は複数の所定の軸に対する遷移の運動の角度に大きく依存する可能性がある。それゆえ、上記のような例示的な実施態様は、運動の水平成分及び垂直成分が所定の方式において互いを抑制するように構成される運動抑制手段（motion inhibitors）で実現又は補完することができる。所定の態様が、例えば、以下のような除算を含む例を実現することができる。
【数５０】
2020519998.tif 000052
ただし、ｈｏｒｉｚは水平運動の大きさであり、β’’は定数であり、δ’’は定数であり、ｖｅｒｔは垂直運動の大きさであり、及び／又は、
【数５１】
2020519998.tif 000053
ただし、ｖｅｒｔは水平運動の大きさであり、β’’は定数であり、δ’’は定数であり、ｖｅｒｔは垂直運動の大きさである。
【００６２】
β’’＝１及び／又はδ’’＝０．３である例示的な実施態様を実現することができる。例示的な実施態様は、β’’＝１及び／又はδ’’＝０．３を使用できるが、実施態様はそれらの値に限定されない。何らかの他の値を使用する例示的な実施態様を実現することができる。水平運動の大きさは、Ｄｌ１２８又はＤｒ１３０の少なくとも一方又は両方とすることができ、及び／又は垂直運動の大きさは、Ｄｄ１３２又はＤｕ１３４の少なくとも一方又は両方とすることができる。結果として、検出器１００によって出力される最終的な方向インジケーションはｈｏｒｉｚ＿ｉｎｈ及びｖｅｒｔ＿ｉｎｈである。さらに、ｈｏｒｉｚ＿ｉｎｈ及びｖｅｒｔ＿ｉｎｈに関する上記の例示的な実施態様は、同じ値のβ’’及び／又はδ’’を使用できるが、それらの値はそれには限定されない。ｈｏｒｉｚ＿ｉｎｈ及びｖｅｒｔ＿ｉｎｈがβ’’及び／又はδ’’のそれぞれの値を使用する例示的な実施態様を実現することができる。
【００６３】
例えば、１つ又は２つの軸等の所定の数の軸上の前進運動及び後退運動に関する式（１４）及び／又は（１５）を実現することができる例示的な実施態様を実現することができ、それは４つの変形形態に向けられる。上記の変形形態の性能が図１２及び図１３に示される。
【００６４】
図１２を参照すると、例示的な実施態様による性能グラフ１２００が示される。グラフ１２００は、検出器の軸に対する遷移運動のそれぞれの角度１２０２〜１２１４を与えられるときの検出器１００の応答の大きさ１２０１の複数の事例を示す。例えば、使用された遷移が、０度、１０度、２２．５度、４５度、６７．５度、８０度及び９０度の、検出器の軸に対する運動方向を有したことを理解されたい。応答の大きさは実質的に同じであり、すなわち、所与の差内で類似であり、及び／又は遷移運動の方向と検出器の軸との間の角度に対して不変であることは理解されたい。
【００６５】
図１３を参照すると、検出器の軸に対する遷移運動のそれぞれの角度１３０２’〜１３１４’を与えられるときの、推定される運動方向１３０２〜１３１４のグラフ１３００が示される。遷移の入力運動方向と、その遷移に関して推定される運動方向との間には良好な相関があることは理解されたい。
【００６６】
本明細書における例は２軸アレイを使用するが、その代わりに、又はそれに加えて、ｎ軸アレイ又はグリッドを使用する例を実現することができる。六角形に配列されるグリッド又はアレイで構成されるセンサを、ｉ、ｊ、ｋの３値の組を用いてインデックス付けすることができる。さらに、可視光を検出するセンサを参照しながら例が説明されてきたが、その代わりに、又はそれに加えて、電磁波の他の波長又は音波に反応するセンサを使用する例を実現することができる。
【００６７】
本明細書において使用されるときに、「回路」という用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、集積回路、電子回路、１つ以上のソフトウェア又はファームウェアプログラムを実行する１つ又は２つ以上のプロセッサ（共有、専用又はグループ）及び／又はメモリ（共有、専用又はグループ）、組み合わせ論理回路、及び／又は説明された機能を与える他の適切なハードウェア構成要素を指す場合があるか、その一部である場合があるか、又はそれを含む場合がある。いくつかの例において、回路は、１つ以上のソフトウェア又はファームウェアモジュールにおいて実現される場合があるか、又はその回路に関連付けられる機能が、１つ以上のソフトウェア又はファームウェアモジュールによって実現される場合がある。いくつかの例において、回路は、少なくとも部分的にハードウェアにおいて動作可能なロジックを含むことができる。同様に、実行可能命令は、プロセッサによって実行可能な命令、又は、例えば、ＡＳＩＣ若しくは他のロジックを用いて実施される命令等のハードウェア又はソフトウェアの少なくとも一方において実施される命令を含むことができる。
【００６８】
例えば、「処理する」、「コンピュータ処理する」、「計算する」、「特定する」、「確立する」、「解析する」、「チェックする」等の用語を利用する本明細書における検討は、コンピュータのレジスタ及び／又はメモリ内の物理（例えば、電子工学な）量として表されるデータを、コンピュータのレジスタ及び／又はメモリ、又は演算及び／又はプロセスを実行する命令を記憶することができる他の情報記憶媒体内の物理量として同様に表される他のデータに操作及び／又は変換する、プロセッサ、回路、ロジック、コンピュータ、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム又は他の電子コンピューティングデバイスの演算（複数の場合もある）及び／又はプロセス（複数の場合もある）を指す場合がある。
【００６９】
本明細書の説明及び特許請求の範囲全体を通して、「備える」及び「含む」という用語並びにそれらの語尾変化形は、「〜を含むが〜に限定されるものではない」ことを意味し、他の成分、付加物、構成要素、完全体又はステップを排除することを意図していない（排除しない）。本明細書の説明及び特許請求の範囲全体を通して、単数形のものは、文脈上別の解釈が必要とされていない限り、複数形のものを含む。特に、個数が指定されていない場合、本明細書は、文脈上別の解釈が必要とされていない限り、単数だけでなく複数も考慮されていると理解されるべきである。
【００７０】
本発明の特定の態様、実施形態又は例とともに説明した特徴、完全体、特性、合成物、化学成分又はグループは、本明細書で説明した他の任意の態様、実施形態又は例と矛盾しない限り、それらに適用可能であると理解されるべきである。本明細書（任意の添付の請求項、要約書及び図面を含む）に開示された特徴の全て、及び／又はそのように開示された任意の方法若しくはプロセスのステップの全ては、そのような特徴及び／又はステップのうちの少なくともいくつかが互いに矛盾する組み合わせを除いて、任意の組み合わせに結合することができる。本発明は、上記のいずれの実施形態の詳細にも限定されるものではない。本発明は、本明細書（任意の添付の請求項、要約書及び図面を含む）に開示された特徴のうちの任意の新規の１つ若しくは任意の新規の組み合わせ、又はそのように開示された任意の方法若しくはプロセスのステップのうちの任意の新規の１つ若しくは任意の新規の組み合わせにも及ぶ。
【００７１】
有利には、例示的な実施態様を用いて、視覚的合図から運動を特定する検出器を実現することができ、その特定は、その視覚的合図の時間的及び空間的な周波数の少なくとも一方の変化に対して不変である。
【００７２】
以下の項による例示的な実施態様を実現することができる。
第１項：
１．運動を検出する検出器であって、検出器は、
ａ．環境変化に応答する複数のセンサから入力を受信する入力インタフェースと、
ｂ．複数の入力のうちの選択された入力に応答するプロセッサ回路と、
を備え、プロセッサ回路は、
ｉ．選択された入力を用いて異なる時定数を含む第１の微分方程式を解くための第１のフィルタであって、選択された入力の定常状態入力に応答して零出力を生成する、第１のフィルタと、
ｉｉ．第１のフィルタの出力に応答して、第２の微分方程式を解く第２のフィルタであって、定常状態における第１のフィルタの出力に等しい出力を生成する、第２のフィルタと、
ｉｉｉ．第２のフィルタの選択された出力から時間的に重なり合う出力の指標を求めるように構成される相関器回路と、
ｉｖ．相関器回路からの出力に応答して、相関器回路からの選択される出力の比を得る比取得回路であって、上記比は少なくとも１つの運動方向に関連付けられる、比取得回路と、
を備える、検出器。
【００７３】
第２項：
２．選択された入力を用いて異なる時定数を含む第１の微分方程式を解くための第１のフィルタは、以下の微分方程式
ａ．
【数５２】
2020519998.tif 000054
を解く回路を備え、
ｂ．ただし、ａは第１のフィルタのノードの出力活動度であり、ｂはノードの適応活動度であり、ｘはセンサに入射する電磁波の変動又は音波の変動等の環境の変動に関連付けられる活動度であり、ｔは時間であり、τａ及びτｂは時定数である、項１の検出器。
【００７４】
第３項：
３．τｂ＞τａである、項２の検出器。
【００７５】
第４項：
４．第１のフィルタの出力に応答して、第２の微分方程式を解く第２のフィルタは、以下の式
ａ．
【数５３】
2020519998.tif 000055
を解く回路を備え、
ｂ．ただし、ｃはノードの活動度であり、各ノードからの出力ａは、対応するノードの活動度であり、ｔは時間であり、τ［ｆｓｎ］は時定数である、項１〜３のいずれか１項の検出器。
【００７６】
第５項：
５．τ［ｆｓｎ］は、τｎ＜τｆ＜τｓのような時定数である、項４の検出器。
【００７７】
第６項：
６．時定数τｓ及びτｆは所定の関係を有する、項４又は５の検出器。
【００７８】
第７項：
７．所定の関係は所定の比を含む、項６の検出器。
【００７９】
第８項：
８．所定の比はτｓ：τｆ＝３：１である、項７の検出器。
【００８０】
第９項：
９．第２のフィルタの選択された出力から時間的に重なり合う出力の指標を特定するように構成される相関器回路は、時間的に重なり合う出力の上記指標を特定するために、第２のフィルタからの遅延出力及び非遅延出力を処理することを含む、項１〜８のいずれか１項の検出器。
【００８１】
第１０項：
１０．相関器回路からの出力に応答して、相関器回路からの選択された出力の比を特定する比特定回路であって、上記比は少なくとも１つの運動方向に関連付けられ、比特定回路は、上記相関器回路からの出力の総和の比を特定する回路を備える、項９の検出器。
【００８２】
第１１項：
１１．上記相関器からの出力の総和の比を特定する上記回路は、
【数５４】
2020519998.tif 000056
、及び、
【数５５】
2020519998.tif 000057
を評価する回路を備え、ただし、センサから選択された任意の一組の点Ｋ＝ｋａａ，ｋｂｂ，．．．，ｋｚｚに関して、ｚ＝｛ｕ，ｄ，ｌ，ｒ｝及びｚ’＝｛ｄ，ｕ，ｒ，ｌ｝であり、ｖは倍率であり、Ｆｍｉｎ及びＳｍｉｎは、センサ出力の選択される数Ｎに関する下限である、項９の検出器。
【００８３】
第１２項：
１２．ｖは所定の値を有する、項１１の検出器。
【００８４】
第１３項：
１３．ｖ≫１である、項１２の検出器。
【００８５】
第１４項：
１４．Ｆｍｉｎ及びＳｍｉｎは所定の関係を有する項１１〜１４のいずれか１項の検出器。
【００８６】
第１５項：
１５．所定の関係は、センサによって検出される雑音の影響に作用を及ぼす、項１４の検出器。
【００８７】
第１６項：
１６．所定の関係はＦｍｉｎ＝αＳｍｉｎである、項１４又は１５の検出器。
【００８８】
第１７項：
１７．α＝０．１である、項１６の検出器。
【００８９】
第１８項：
１８．運動を検出する方法であって、方法は、
ａ．電磁波又は音波の変化に応答する複数のセンサから入力を受信することと、
ｂ．複数の入力のうちの入力を選択することと、
ｃ．選択された入力のうちの定常状態入力に応答して零出力を生成するために、第１のフィルタを用いて、異なる時定数を含む第１の微分方程式を解くために選択された入力をフィルタリングすることと、
ｄ．定常状態における第１のフィルタの出力に等しい出力を生成するために、第２のフィルタを用いて、第２の微分方程式を解くために、第１のフィルタの出力を用いてフィルタリングすることと、
ｅ．相関器回路を用いて、第２のフィルタの選択された出力から時間的に重なり合う出力の指標を特定することと、
ｆ．比特定回路を用いて、相関器回路からの選択された出力の比を確立することであって、上記比は少なくとも１つの運動方向に関連付けられることと、
を含む、方法。
【００９０】
第１９項：
１９．第１のフィルタを用いて、フィルタリングすることは、以下の微分方程式
ａ．
【数５６】
2020519998.tif 000058
を解くことを含み、
ｂ．ただし、ａは第１のフィルタのノードの出力活動であり、ｂはノードの適応活動であり、ｘはセンサに入射する電磁波の変動に関連付けられる活動であり、ｔは時間であり、τａ及びτｂは時定数である、項１８の方法。
【００９１】
第２０項：
２０．τｂ＞τａである、項１８の方法。
【００９２】
第２１項：
２１．第２のフィルタを用いて、フィルタリングすることは、第２の微分方程式
ａ．
【数５７】
2020519998.tif 000059
を解くことを含み、
ｂ．ただし、ｃはノードの活動であり、各ノードからの出力ａは、対応するノードの活動であり、ｔは時間であり、τ［ｆｓｎ］は時定数である、項１８〜２０の方法。
【００９３】
第２２項：
２２．τ［ｆｓｎ］は、τｎ＜τｆ＜τｓのような時定数である、項２１の方法。
【００９４】
第２３項：
２３．時定数τｓ及びτｆは所定の関係を有する、項２１又は２２の方法。
【００９５】
第２４項：
２４．所定の関係は所定の比を含む、項２３の方法。
【００９６】
第２５項：
２５．所定の比はτｓ：τｆ＝３：１である、項２４の方法。
【００９７】
第２６項：
２６．上記相関器回路、第２のフィルタの選択された出力から時間的に重なり合う出力の指標を特定することは、第２のフィルタからの遅延出力及び非遅延出力を処理し、時間的に重なり合う出力の上記指標を特定することを含む、項１８〜２５のいずれか１項の方法。
【００９８】
第２７項：
２７．比特定回路を用いて、相関器回路からの選択された出力の比を特定することであって、上記比は少なくとも１つの運動方向に関連付けられる、特定することは、上記相関器回路からの出力の総和の比を特定することを含む、項２６の方法。
【００９９】
第２８項：
２８．上記相関器からの出力の総和の比を上記特定することは、
【数５８】
2020519998.tif 000060
、及び、
【数５９】
2020519998.tif 000061
を評価することを含み、ただし、センサから選択された任意の一組の点Ｋ＝ｋａａ，ｋｂｂ，．．．，ｋｚｚに関して、ｚ＝｛ｕ，ｄ，ｌ，ｒ｝及びｚ’＝｛ｄ，ｕ，ｒ，ｌ｝であり、ｖは倍率であり、Ｆｍｉｎ及びＳｍｉｎは、センサ出力の選択される数Ｎに関する下限である、項２７の方法。
【０１００】
第２９項：
２９．ｖは所定の値を有する、項２８の方法。
【０１０１】
第３０項：
３０．Ｖ≫１である、項２９の方法。
【０１０２】
第３１項：
３１．Ｆｍｉｎ及びＳｍｉｎは所定の関係を有する、項２８〜３０のいずれか１項の方法。
【０１０３】
第３２項：
３２．所定の関係は、センサによって検出される雑音の影響に作用を及ぼす、項３１の方法。
【０１０４】
第３３項：
３３．所定の関係は、Ｆｍｉｎ＝αＳｍｉｎである、項３１又は３２の方法。
【０１０５】
第３４項：
３４．α＝０．１である、項３３の方法。
【０１０６】
第３５項：
３５．実行又は実施されるときに、項１８〜３４の方法を実施するように構成される機械実行可能命令。
【０１０７】
第３６項：
３６．項３５の機械実行可能命令を記憶する機械可読記憶装置。
【図１】
2020519998.tif 000070
【図２】
2020519998.tif 000071
【図３】
2020519998.tif 000072
【図４】
2020519998.tif 000073
【図５】
2020519998.tif 000074
【図６】
2020519998.tif 000075
【図７】
2020519998.tif 000076
【図８】
2020519998.tif 000077
【図９】
2020519998.tif 000078
【図１０】
2020519998.tif 000079
【図１１】
2020519998.tif 000080
【図１２】
2020519998.tif 000081
【図１３】
2020519998.tif 000082
【国際調査報告】
2020519998.tif 000083
2020519998.tif 000084