JP2019536008A - 複数の受信機を有する光検出測距(lidar)装置 - Google Patents
複数の受信機を有する光検出測距(lidar)装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
[0001] 本出願は、2016年10月17日に出願され、「複数の受信機を有する光検出測距(LIDAR)装置」と題された米国特許出願第15/295,619号に付与された優先権を主張する。前出の特許出願は参照により完全な形でここに組み込まれる。
[0029] 事故回避システムおよびリモートセンシング機能を備えた乗り物の開発を含む、乗り物の安全性および/または自律運転を改善するための努力が続けられている。LIDAR装置などの多様なセンサが、乗り物の環境内の障害物または物体を検出し、それによって、他の選択肢の中でもとりわけ事故回避および/または自律運転を促すために、乗り物に含まれ得る。
[0038] ここで図を参照すると、図1は、例示的実施形態による、LIDAR装置100の簡略ブロック図である。図示のように、LIDAR装置100は、電源装置102、電子機器104、光源106、送信機108、第1の受信機110、第2の受信機112、回転プラットフォーム114、アクチュエータ116、静止プラットフォーム118、回転リンク120およびハウジング122を含む。他の実施形態では、LIDAR装置100は、より多くの、より少ない、または異なる構成要素を含んでもよい。さらに、示されている構成要素は、任意の数の方法で組み合わされても分割されてもよい。
[0075] 次に、図2A〜2Cは、本明細書に開示された特徴を有するLIDAR装置の図の例示的な組を示す。具体的には、図2Aは、LIDAR装置200の上面断面図を示し、図2Bは、LIDAR装置200の側面断面図を示し、図2Cは、図2Bに示される側面図とは反対側であるLIDAR装置200の側面断面図(例えば、LIDAR装置200が軸232を中心に半回転した後に示される側面図など)を示す。これらの図は例示目的でのみ示されており、限定することを意味しないことに留意されたい。
[0094] 図5は、例の実践形態による方法500を示すフローチャートである。具体的には、方法500は、本明細書に開示されているLIDAR装置から受信した走査に基づいて乗り物を操作するように実施することができる。
[0107] 最後に、図7は、ある実施形態の例による乗り物700の簡略ブロック図である。乗り物700は乗り物400と同様であり得、LIDAR装置100と同様のLIDAR装置を含み得る。さらに、乗り物700は、方法500などの本明細書中の機能および方法を実行するように構成され得る。図示のように、乗り物700は、推進システム702、センサシステム704、制御システム706(コントローラ706とも呼ばれる)、周辺機器708、およびコンピュータシステム710を含む。他の実施形態では、乗り物700はより多くの、より少ない、または異なるシステムを含み得、各システムはより多くの、より少ない、または異なる構成要素を含み得る。
[0137] 図に示される特定の構成は限定として見るべきではない。他の実践形態が与えられた図に示される各要素よりも多いまたは少ない要素を含んでもよいことを理解すべきである。さらに、示される要素のいくつかは組み合わせるまたは省略することができる。なおもさらに、例示的な実践形態は、図に示されない要素を含んでもよい。
Claims (20)
- 垂直方向のビーム幅を有する光を環境内に発するように構成された送信機であって、前記放射光はある波長範囲内の波長を有する、送信機と、
第1の視野(FOV)で前記環境を走査しながら第1の分解能で光を検出するように構成され、および前記波長範囲内の波長を有する光を検出するように構成された第1の受信機と、
第2のFOVで前記環境を走査しながら第2の分解能で光を検出するように構成され、および前記波長範囲内の波長を有する光を検出するように構成された第2の受信機であって、前記第1の分解能は前記第2の分解能よりも高く、前記第1のFOVは前記第2のFOVと少なくとも部分的に異なり、前記垂直方向のビーム幅は少なくとも前記第1および第2のFOVの垂直方向の範囲を含む、第2の受信機と、
軸を中心に回転するように構成された回転プラットフォームであって、前記送信機、前記第1の受信機、および前記第2の受信機は、前記回転プラットフォームの回転に基づいて前記環境に対してそれぞれ移動するようにそれぞれ構成された、回転プラットフォームと
を備えた光検出測距(LIDAR)装置。 - 光を発するように構成された前記送信機が、前記垂直方向のビーム幅を有しかつ水平方向のビーム幅を有するレーザビームを発するように構成された前記送信機を含み、前記水平方向のビーム幅は前記垂直方向のビーム幅よりも小さい、請求項1に記載のLIDAR装置。
- 乗り物の上面に結合されるように構成された静止プラットフォームをさらに備え、前記上面は前記乗り物の1つまたは複数の車輪が位置付けられる底面の反対側である、請求項1に記載のLIDAR装置。
- 前記静止プラットフォームが前記乗り物の前記上面に結合されるとき、(i)前記第1の受信機は前記乗り物の前記上面を基準として実質的に前記静止プラットフォームより上に位置付けられ、(ii)前記第2の受信機および前記送信機の両方は前記乗り物の前記上面を基準として実質的に前記第1の送信機より上に位置付けられ、および(iii)前記第2の受信機は前記乗り物の前記上面を基準として実質的に前記送信機に隣接して位置付けられる、請求項3に記載のLIDAR装置。
- 前記静止プラットフォームが回転リンクを介して前記回転プラットフォームに結合され、軸を中心に回転するように構成された前記回転プラットフォームは、前記静止プラットフォームが前記乗り物の前記上面に結合されるとき、前記乗り物の前記上面に実質的に垂直な垂直軸を中心に回転するように構成された前記回転プラットフォームを備える、請求項3に記載のLIDAR装置。
- 前記静止プラットフォームが前記乗り物の前記上面に結合されるとき、前記第1のFOVは前記乗り物を基準として前記環境の第1の部分まで広がり、前記第2のFOVは前記乗り物を基準として前記環境の第2の部分まで広がり、前記環境の前記第2の部分は前記環境の前記第1の部分と比較して前記乗り物に実質的により近い、請求項3に記載のLIDAR装置。
- 前記第1の受信機が、
検出した光を電気信号に変換するようにそれぞれ構成された2つ以上の光検出器を含む光検出器アレイと、
前記環境からの光を光路に沿って前記光検出器アレイに集束するように配置された少なくとも1つの光学レンズと、
前記少なくとも1つの光学レンズと前記光検出器アレイとの間の前記光路を折り曲げるように配置された少なくとも1つのミラーと
を備える、請求項1に記載のLIDAR装置。 - 前記光路を折り曲げるように配置された前記少なくとも1つのミラーが、前記光路を前記少なくとも1つの光学レンズと前記光検出器アレイとの間で2回以上折り曲げるように配置された2つ以上のミラーを備える、請求項7に記載のLIDAR装置。
- 前記第1の分解能が第1の角度分解能であり、前記第2の分解能が第2の角度分解能である、請求項1に記載のLIDAR装置。
- 前記回転プラットフォームに結合されたドーム型ハウジングをさらに備え、前記ドーム型ハウジングは前記回転プラットフォームの回転に基づいて前記軸を中心に回転するように構成され、前記送信機、前記第1の受信機、および前記第2の受信機は前記ドーム型ハウジング内に配置される、請求項1に記載のLIDAR装置。
- 前記ドーム型ハウジングがその上に形成された開口部を有し、
前記環境に光を発するように構成された前記送信機が、前記開口部を介して前記環境に光を発するように構成された前記送信機を備え、
光を検出するように構成された前記第1の受信機が、前記開口部を介して前記環境から前記ドーム型ハウジングに入る光を検出するように構成された前記第1の受信機を備え、
光を検出するように構成された前記第2の受信機が、前記開口部を介して前記環境から前記ドーム型ハウジングに入る光を検出するように構成された前記第2の受信機を備える、
請求項10に記載のLIDAR装置。 - 前記ドーム型ハウジングが少なくとも部分的に非透明材料から構成される、請求項10に記載のLIDAR装置。
- 光を生成するように構成された光源をさらに備え、前記環境に光を発するように構成された前記送信機は、光を光路に沿って前記光源から前記環境へ方向付ける光学的構成を有する前記送信機を備える、請求項1に記載のLIDAR装置。
- 前記光学的構成が、前記光路を提供するように構成された光ファイバと、前記方向付けられた光を広げるように構成された拡散器とを備える、請求項13に記載のLIDAR装置。
- 前記光源がファイバレーザである、請求項13に記載のLIDAR装置。
- 前記ファイバレーザが、前記回転プラットフォームと前記第1の受信機との間に配置された光増幅器を備える、請求項15に記載のLIDAR装置。
- 乗り物であって、
前記乗り物の底面に位置付けられた1つまたは複数の車輪と、
前記底面と反対側の前記乗り物の上面に位置付けられた光検出測距(LIDAR)装置であって、送信機と第1および第2の受信機とを備え、前記送信機は、垂直方向のビーム幅を有する光を前記乗り物の周囲の環境に発するように構成され、前記放射光はある波長範囲内の波長を有し、前記第1の受信機は、第1の視野(FOV)で前記環境を走査しながら第1の分解能で光を検出するように構成され、前記検出された光は前記波長範囲内の波長を有し、前記第2の受信機は、第2のFOVで前記環境を走査しながら第2の分解能で光を検出するように構成され、前記検出された光は前記波長範囲内の波長を有し、前記第1の分解能は前記第2の分解能よりも高く、前記第1のFOVは前記第2のFOVと少なくとも部分的に異なり、前記垂直方向のビーム幅は少なくとも前記第1および第2のFOVの垂直方向の範囲を含む、光検出測距(LIDAR)装置と、
前記LIDAR装置の前記第1および第2の受信機による前記環境の走査に少なくとも基づいて前記乗り物を操作するように構成されたコントローラと
を備えた乗り物。 - 前記LIDAR装置が、前記乗り物の前記上面に対して実質的に垂直な垂直軸を中心に回転するように構成された回転プラットフォームをさらに備え、前記送信機、前記第1の受信機および前記第2の受信機は、前記回転プラットフォームの回転に基づいて前記環境に対してそれぞれ移動するようにそれぞれ構成される、請求項17に記載の乗り物。
- 送信機と第1および第2の受信機とを備えた光検出測距(LIDAR)装置からコントローラによって、乗り物の周囲の環境の走査を受信することであって、前記送信機は垂直方向のビーム幅を有する光を前記環境に発するように構成され、前記放射光はある波長範囲内の波長を有し、前記第1の受信機は、第1の視野(FOV)で前記環境を走査しながら第1の分解能で光を検出するように構成され、前記検出された光は前記波長範囲内の波長を有し、前記第2の受信機は、第2のFOVで前記環境を走査しながら第2の分解能で光を検出するように構成され、前記検出された光は前記波長範囲内の波長を有し、前記第1の分解能は前記第2の分解能よりも高く、前記第1のFOVは前記第2のFOVと少なくとも部分的に異なり、前記垂直方向のビーム幅は、少なくとも前記第1および第2のFOVの垂直方向の範囲を含む、受信すること、および
前記LIDAR装置から受信した前記環境の前記走査に少なくとも基づいて、前記コントローラによって前記乗り物を操作すること
を含む方法。 - 請求項19に記載の方法であって、前記LIDAR装置は、前記乗り物の1つまたは複数の車輪が位置付けられる底面の反対側である前記乗り物の上面に位置付けられ、前記LIDAR装置は、前記乗り物の前記上面に対して実質的に垂直な垂直軸を中心に回転するように構成された回転プラットフォームをさらに備え、前記送信機、前記第1の受信機および前記第2の受信機は、前記回転プラットフォームの回転に基づいて前記環境に対してそれぞれ移動するようにそれぞれ構成され、アクチュエータが前記回転プラットフォームに結合され、前記方法が、
前記乗り物の周囲の前記環境の前記走査を受信する間、前記コントローラによって、前記垂直軸を中心に前記回転プラットフォームを回転させるように前記アクチュエータに指示することをさらに含む、方法。
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