JP2022510102A - 多面ミラーをともなうlidarシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照により、米国特許出願第16/235,564号、米国特許出願第15/445,971号、米国特許出願第13/790,934号、米国特許出願第14/668,452号、米国特許出願第15/455,009号、米国特許出願第15/493,066号、米国特許出願第15/383,842号、米国特許出願第15/951,491号、および米国特許出願第16/229,182号をここに組み込む。本出願は、2018年12月28日に出願された米国特許出願第16/235,564号および2018年10月31日に出願された米国仮特許出願第62/753,586号の優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
例示的なLIDARシステムは、単一の発光体および単一の光検出器を含み得る(代替の実施形態は、追加の発光体および/または光検出器を含み得る)。単一の発光体は、回転する多面ミラー(例えば、3つの面を有する回転する三角ミラー)によって周囲の環境/シーンに向かって反射される光(または「一次信号」と呼ばれる)を放出することができる。光は、環境/シーンに透過される前に、光学窓(例えば、厚さが約1mmであるガラスまたはプラスチックのスラブ)に透過され得る。LIDARシステムから透過された光の一部が環境内の対象物によって反射されると、反射光(つまり、「反射された一次信号」)が光学窓を透過されて戻り、光検出のために単一の光検出器に向けられ得る。反射光を単一の光検出器に向けて戻すことは、例えば、回転する多面ミラーから単一の光検出器に向けて光を反射することを含み得る。検出された光のタイミングおよび/または回転する多面ミラーの位置に基づいて、目標までの距離および/または目標の位置を判定することができる。
以下の説明および添付図面は、様々な実施形例の特徴を明らかにする。提供される実施形態は例としてのものであり、限定することを意図するものではない。したがって、図面の寸法は必ずしも縮尺通りではない。
図12は、例示的な実施形態による、方法1200のフローチャート図である。方法1200の1つ以上のブロックは、様々な実施形態において、LIDARシステムによって(例えば、図9A~10Aに示すLIDARシステム900/910/920/1000または本明細書に記載または企図される他のLIDARシステムのいずれかによって)実行することができる。いくつかの実施形態では、方法1200のブロックのうちの1つ以上は、コンピューティングデバイス(例えば、LIDARシステムの1つ以上の構成要素のコントローラ)によって実行することができる。コンピューティングデバイスは、不揮発性メモリ(例えば、ハードドライブまたはROM)、揮発性メモリ(例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)またはスタティックランダムアスクスメモリ(SRAM)などのランダムアクセスメモリ(RAM)、ユーザ入力デバイス(例えば、マウスまたはキーボード)、ディスプレイ(例えば、LEDディスプレイまたは液晶ディスプレイ(LCD)、および/またはネットワーク通信コントローラ(例えば、IEEE 802.11規格に基づくWIFI(登録商標)コントローラ、またはイーサネットコントローラ)などのコンピューティング構成要素を含み得る。コンピューティングデバイスは、例えば、非一時的コンピュータ可読媒体(例えば、ハードドライブ)に格納された命令を実行して、本明細書に記載の動作のうちの1つ以上を行うことができる。
本開示は、本出願に記載の特定の実施形態に関して限定されるものではなく、特定の実施形態は、様々な態様の説明として意図されるものである。当業者には明らかなことであるが、多くの変形および変更を本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく行うことができる。本明細書において列挙される方法および装置に加えて、本開示の範囲内の機能的に同等の方法および装置は当業者には、これまでの説明から明らかであろう。このような変形および変更は、添付の特許請求の範囲内にあることが意図されている。
Claims (25)
- 光検出および測距(LIDAR)システムであって、
複数の反射面を含む多面ミラーであって、前記多面ミラーは、第1の回転軸の周りを回転するように構成されている、多面ミラーと、
光軸に沿って光信号を放出するように構成された発光体であって、前記光軸に沿って放出された光は、前記反射面のうちの1つ以上から反射され、シーンの1つ以上の領域に向けられる、発光体と、
前記シーンの前記1つ以上の領域によって反射された反射光信号を検出するように構成された光検出器であって、前記光軸に沿って放出された前記光が向けられる方向は、前記第1の回転軸の周りの前記多面ミラーの第1の角度に基づく、光検出器と、
前記多面ミラーと前記シーンの前記1つ以上の領域との間に位置付けられた光学窓であって、その結果、前記反射面のうちの1つ以上から反射され、前記シーンの前記1つ以上の領域に向けられた光は、前記光学窓を透過し、前記光学窓は、前記多面ミラーが前記第1の回転軸の周りを回転するときの前記第1の回転軸の周りの前記多面ミラーの前記第1の角度のすべての値において、前記光学窓が、前記光軸に沿って放出された前記光が向けられる前記方向に非垂直であるように位置付けられている、光学窓と、を備える、LIDARシステム。 - ベースをさらに備え、前記多面ミラー、前記発光体、および前記光検出器は、前記ベースに結合され、前記ベースは、第2の回転軸の周りを回転するように構成され、前記光軸に沿って放出された前記光が向けられる前記方向は、前記第2の回転軸の周りの前記ベースの第2の角度に基づく、請求項1に記載のLIDARシステム。
- 前記光学窓から前記多面ミラーの反対側に位置付けられた追加の光学窓をさらに備え、前記追加の光学窓は、前記多面ミラーと前記シーンの前記1つ以上の領域のうちの少なくとも1つとの間に位置付けられており、その結果、前記反射面のうちの1つ以上から反射され、前記シーンの前記1つ以上の領域のうちの前記少なくとも1つに向けられた光は、前記追加の光学窓を透過し、前記追加の光学窓は、前記多面ミラーが前記第1の回転軸の周りを回転するときの前記第1の回転軸の周りの前記多面ミラーの前記第1の角度のすべての値において、前記追加の光学窓が、前記光軸に沿って放出された前記光が向けられる前記方向に垂直であるように位置付けられている、請求項1に記載のLIDARシステム。
- 前記光学窓および前記追加の光学窓は、互いに非平行である、請求項3に記載のLIDARシステム。
- 前記光学窓の内側の少なくとも一部分に位置付けられた反射防止コーティングをさらに備える、請求項1に記載のLIDARシステム。
- 1つ以上のバッフルをさらに備え、前記1つ以上のバッフルは、前記光学窓からの内部反射を減衰させるように構成されている、請求項1に記載のLIDARシステム。
- 前記1つ以上のバッフルは、前記多面ミラーと前記光学窓との間に位置付けられている、請求項6に記載のLIDARシステム。
- 前記1つ以上のバッフルは、前記多面ミラーの非反射側に隣接して位置付けられている、請求項6に記載のLIDARシステム。
- 前記1つ以上のバッフルは、前記発光体によって放出された光の波長を吸収する材料を備える、請求項6に記載のLIDARシステム。
- 前記光学窓は、前記多面ミラーの回転面に対して5°~15°の角度で位置付けられている、請求項1に記載のLIDARシステム。
- 前記角度は、9.5°~10.5°である、請求項10に記載のLIDARシステム。
- 光検出および測距(LIDAR)システムであって、
複数の反射面を含む多面ミラーであって、前記多面ミラーは、第1の回転軸の周りを回転するように構成されている、多面ミラーと、
光軸に沿って光信号を放出するように構成された発光体であって、前記光軸に沿って放出された光は、前記反射面のうちの1つ以上から反射され、シーンの1つ以上の領域に向けられる、発光体と、
前記シーンの前記1つ以上の領域によって反射された反射光信号を検出するように構成された光検出器であって、前記光軸に沿って放出された前記光が向けられる方向は、前記第1の回転軸の周りの前記多面ミラーの第1の回転角に基づく、光検出器と、
光学窓であって、前記光学窓は、前記多面ミラーと前記シーンの前記1つ以上の領域との間に位置付けられており、その結果、前記反射面のうちの1つ以上から反射され、前記シーンの前記1つ以上の領域に向けられた光は、前記光学窓を透過する、光学窓と、
前記光学窓の外側の少なくとも一部分を覆うフィルタであって、前記フィルタは、前記発光体によって生成されない少なくともいくつかの波長の透過を低減する、フィルタと、を備える、LIDARシステム。 - ベースをさらに備え、前記多面ミラー、前記発光体、および前記光検出器は、前記ベースに結合され、前記ベースは、第2の回転軸の周りを回転するように構成され、前記光軸に沿って放出された前記光が向けられる前記方向は、前記第2の回転軸の周りの前記ベースの第2の回転角に基づく、請求項12に記載のLIDARシステム。
- 前記フィルタは、ダイクロイックフィルタを備える、請求項12に記載のLIDARシステム。
- 前記フィルタは、可視スペクトルの波長の透過を低減する、請求項12に記載のLIDARシステム。
- 前記フィルタは、中性濃度フィルタを備える、請求項12に記載のLIDARシステム。
- 前記フィルタは、前記可視スペクトル全体にわたる平均反射率値によって特徴付けられる、請求項15に記載のLIDARシステム。
- 前記可視スペクトル全体にわたる前記平均反射率値は、少なくとも25%である、請求項17に記載のLIDARシステム。
- 前記フィルタが前記可視スペクトル内の光のための無着色ミラーとして機能するように、前記可視スペクトルにわたる前記フィルタの反射率は、実質的に一定である、請求項15に記載のLIDARシステム。
- 光検出および測距(LIDAR)システムであって、
複数の反射面を含む多面ミラーであって、前記多面ミラーは、第1の回転軸の周りを回転するように構成されている、多面ミラーと、
光軸に沿って光信号を放出するように構成された発光体であって、前記光軸に沿って放出された光は、前記反射面のうちの1つ以上から反射され、シーンの1つ以上の領域に向けられる、発光体と、
前記シーンの前記1つ以上の領域によって反射された反射光信号を検出するように構成された光検出器であって、前記光軸に沿って放出された前記光が向けられる方向は、前記第1の回転軸の周りの前記多面ミラーの第1の回転角に基づく、光検出器と、
光学窓であって、前記光学窓は、前記多面ミラーと前記シーンの前記1つ以上の領域との間に位置付けられており、その結果、前記反射面のうちの1つ以上から反射され、前記シーンの前記1つ以上の領域に向けられた光は、前記光学窓を透過する、光学窓と、
前記多面ミラーの1つ以上の非反射側に隣接して位置付けられた1つ以上のバッフルであって、前記1つ以上のバッフルは、前記第1の回転軸の周りで前記多面ミラーを回転させるために使用される電力量を低減するように構成されている、1つ以上のバッフルと、を備える、LIDARシステム。 - ベースをさらに備え、前記多面ミラー、前記発光体、および前記光検出器は、前記ベースに結合され、前記ベースは、第2の回転軸の周りを回転するように構成され、前記光軸に沿って放出された前記光が向けられる前記方向は、前記第2の回転軸の周りの前記ベースの第2の回転角に基づく、請求項20に記載のLIDARシステム。
- 前記1つ以上のバッフルは少なくとも2つのバッフルを含み、少なくとも1つのバッフルは前記多面ミラーの各非反射側に隣接し、前記1つ以上のバッフルは、前記多面ミラーが前記第1の回転軸の周りを回転するときに、前記多面ミラーに作用する抗力を低減する、請求項20に記載のLIDARシステム。
- 前記1つ以上のバッフルは各々、その中に画定された1つ以上の光学的開口を有し、前記光学的開口は、前記多面ミラーの配向のための回転式光学エンコーダを画定する、請求項20に記載のLIDARシステム。
- 前記1つ以上の光学的開口はらせん状配置で配置されている、請求項23に記載のLIDARシステム。
- 前記多面ミラーおよび前記1つ以上のバッフルはシャフトに取り付けられ、前記シャフトはモータによって駆動されるように構成され、前記シャフトが前記モータによって駆動されたとき、前記多面ミラーと前記1つ以上のバッフルは、前記第1の回転軸の周りを回転する、請求項20に記載のLIDARシステム。
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