JP7076515B2 - アクティブ測距システムのための記憶 - Google Patents

Description

本書は、限定するものではないが、概して、ライダーシステムに属し、特に、限定するものではないが、パルスベースのアクティブ測距システムのための記憶に属する。

ライダーシステムは、例えば、関心対象までの距離を決定するように使用され得る。パルスレーザー光は、関心対象を照射するように使用され得、ライダーシステムは、１つ以上のセンサー素子によって感知される、反射され、または散乱されたパルスを収集することができる。感知された反射の戻り時間、および波長は、物体の距離、および／または位置を決定するように、ライダーシステムによって測定されることができる。

ライダー受信器のサイズ、およびコストを低減することが望ましい。従来のライダーシステムでは、記憶デバイスは、放出パルスの飛行時間（ＴＯＦ）中に、１つ以上のセンサー素子からのデータを記憶するように、使用され得る。したがって、目標までの可能な距離が大きいほど、および所望の測定精度が大きいほど、必要な記憶デバイスの数が大きくなる。例えば、２ｎｓ毎に値を記憶する場合、２００ｍまでの距離を処理するために１，０００個の記憶素子が必要とされ得る。したがって、値は、放出パルスの予想ＴＯＦ中に、１，０００個の記憶素子の各々に記憶される。ＴＯＦウィンドウが完了した後、１，０００個の記憶素子によって記憶されたデータのすべては、さらなる処理のためにデジタル化されることができる。

本発明者らは、とりわけ、放出パルスのＴＯＦウィンドウ中に記憶素子によって記憶された値の大部分が、周囲データに関することを認識している。したがって、周囲データを含む、記憶素子は、ＴＯＦウィンドウ中に再利用／上書きされることができる。戻りパルスなどのイベントが検出されたときに、トリガーイベントの検出ウィンドウ中にデータが記憶された、記憶素子は、後の処理するために予約されることができる。例えば、検出イベントの辺り（前、中、および後）でデータが記憶された、１０個の記憶素子は、さらなる処理のために予約されることができる。検出ウィンドウの外側の記憶素子は、ＴＯＦウィンドウの残りの間、再利用され／上書きされ続けることができる。検出ウィンドウは、例えば、アナログ検出回路を使用してトリガーイベントを検出したときに直ちに設定されることができるか、または動的閾値を使用してＴＯＦウィンドウが完了した後に設定されることができる。これは、各ＴＯＦウィンドウのために必要な記憶エレメントの数の低減を容易にし、および／またはライダー受信器の全体的なサイズ、およびコストを低減する、アナログ対デジタル変換への負担を低減する。

一実施例では、放出光パルスによって引き出されている光信号を受信するための飛行時間ウィンドウに対応する光受信器内での感知値を記憶するためのシステムは、少なくとも１つの光検出器、記憶アレイ、および制御回路を含む。少なくとも１つの光検出器は、受信光信号を示す出力信号を生成するように構成されている。記憶アレイは、複数の記憶素子を含み、飛行時間受信ウィンドウの少なくとも一部分に対応する少なくとも１つの光検出器から出力信号を受信し、および記憶するように接続されている。制御回路は、記憶アレイによって出力信号値の記憶を制御するように構成されており、複数の記憶素子の第１のサブセットに出力信号値を書き込み、および上書きし、書き込み出力値に基づいてイベントを検出し、イベントの検出に応答して、複数の記憶素子のうちの少なくとも第１のサブセットを備える、それぞれのアナログ記憶素子上にデータを保持するように構成されている。

別の実施例では、放出された光パルスによって引き出されている光信号を受信するための飛行時間ウィンドウに対応する光受信器内での感知値を記憶するための方法は、少なくとも１つの光検出器によって、受信光信号を示す出力信号を生成することと、飛行時間受信ウィンドウの少なくとも一部分の間に記憶アレイの複数の記憶素子の第１のサブセットに出力信号を書き込み、および上書きすることと、書き込み出力信号に基づいてイベントを検出することと、イベントの検出に応答して、複数の記憶素子のうちの少なくとも第１のサブセットを備える、それぞれのアナログ記憶素子上にデータを保持することと、を含む。

これらの非限定的な実施例または態様のそれぞれは、それ自体で成立することができるか、または１つ以上の他の実施例または態様とさまざまな並べ替え、もしくは組み合わせで組み合わされることができる。本概要は、本特許出願の主題の概要を提供することを意図している。本発明の排他的または包括的説明を提供することは、意図されていない。詳細な説明は、本特許出願についてのさらなる情報を提供するように含まれる。

ライダー受信器のための実施例のアナログ記憶システムを例示するブロック図である。 ライダー受信器のためのアナログ記憶システムのためのアナログ記憶アレイの実施例を例示するブロック図である。 アナログ記憶素子の実施例のアレイを例示する回路図である。 アナログ記憶素子の実施例のアレイにおけるアナログ記憶素子のグループを例示する回路図である。 ライダー受信器のためのアナログ記憶アレイのアナログ記憶素子にデータを記憶するための実施例の方法を例示するフローチャートである。 ライダー受信器のためのアナログ記憶アレイのアナログ記憶素子にデータを記憶するための実施例の方法を例示するフローチャートである。 ライダー受信器のためのアナログ記憶アレイのアナログ記憶素子にデータを記憶するための実施例の方法を例示するフローチャートである。 ライダー受信器のためのアナログ記憶アレイのアナログ記憶素子にデータを記憶するための実施例の方法を例示するフローチャートである。 ライダー受信器のためのアナログ記憶アレイのアナログ記憶素子にデータを記憶するための実施例の方法を例示するフローチャートである。 ライダー受信器のためのアナログ記憶アレイのアナログ記憶素子にデータを記憶するための実施例の方法を例示するフローチャートである。

放出パルスの飛行時間（ＴＯＦ）ウィンドウ中に書き換え可能な、記憶デバイスを含む、アナログ記憶アレイを使用する、ライダー受信器のためのような、アクティブ測距受信器記憶システムは、本明細書で開示される。記憶システムは、制御回路および記憶アレイを含む。記憶アレイは、各々が、ライダー受信器の光検出器からの少なくとも１つの出力値を記憶することができる、いくつかのアナログまたはデジタル記憶素子を含み得る。制御回路は、例えば、タイミング制御回路、検出回路、スイッチ制御回路、およびサンプルテーブル回路を含み得る。

制御回路は、光検出器から記憶素子への出力値の書き込みを制御するように構成され得る。ＴＯＦウィンドウ中、記憶素子は、フォトダイオードからの出力値で書き込まれ、および書き換えられ得る。例えば、戻りパルスの検出であり得る、イベントの検出時に、イベントに関連するデータを現在記憶している、記憶素子は、後の処理のために予約され得る。イベントは、例えば、直ちに検出され得るか、または、データが１つ以上のＴＯＦウィンドウのために記憶された後に検出され得る。トリガーイベントに関連するデータを現在記憶していない、記憶素子は、ＴＯＦウィンドウ中に書き込まれ、および書き換え続けることができる。アナログ記憶素子のために、予約済記憶素子は、例えば、トリガータイムスタンプ、および記憶素子識別子と共に変換するためにアナログ対デジタル変換器に提供され得る。

図１は、ライダー受信器のための実施例の記憶システム１００を例示するブロック図である。記憶システム１００は、記憶アレイ１０２、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎ、タイミング制御回路１０６、検出回路１０８、スイッチ制御回路１１０、サンプルテーブル回路１１２、アナログ対デジタル変換器（ＡＤＣ）１１４、およびマルチプレクサ１１６を含む。記憶システム１００は、例えば、ライダー受信器の一部であり得る。ライダー受信器は、とりわけ、光学系、ソーラーフィルタ、およびトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）アレイも含み得る。記憶アレイ１０２は、１つ以上のアナログおよび／またはデジタル記憶素子を含み得る。

ライダーシステムは、目標または他の関心対象を照射するように、電磁信号（例えば、可視光、短波長赤外線（ＳＷＩＲ）、または他の波長範囲）を放出するように構成された１つ以上の付属光源を含むことができる。別の実施例では、ライダーシステムとは別個の光源は、関心対象を照射するように使用されることができる。反射または散乱された電磁信号は、受信され、光学系によって、例えば、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎに集束されることができる。例えば、ＴＩＡアレイまたは他の電流対電圧変換器は、フォトダイオードから受信された電流を、記憶アレイ１０２によって記憶されるための電圧に変換するように、使用され得る。複数のフォトダイオード１０４ａ～１０４ｎとして図示されているが、いくつかの実施例では、システム１００は、単一のフォトダイオードを含み得る。

記憶アレイ１０２は、例えば、図３に例示されるように、コンデンサなどのいくつかの記憶素子１１８ａ～１１８ｎを含み得る。ライダーシステムの放出パルスのＴＯＦウィンドウ中、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎは、放出パルスの戻りパルスを検出するように光信号を感知するように構成されている。このようにして、ライダーシステムまたは他のシステムのコントローラは、例えば、戻りパルスのＴＯＦを使用して、関心対象までの距離を決定することができる。

フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎは、例えば、受信光信号を示す電流を生成するように構成され得る。記憶アレイ１０２は、１つ以上のＴＯＦウィンドウ中にこれらの値を記憶するように構成され得る。一実施例では、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎによって生成された電流は、トランスインピーダンス増幅器、または他の電流対電圧変換回路によって電圧に変換され得る。

タイミング制御回路１０６、検出回路１０８、スイッチ制御回路１１０、およびサンプルテーブル回路１１２は、記憶アレイ１０２へのフォトダイオード１０４ａ～１０４ｎの出力値の記憶を制御するように使用された制御回路を形成することができる。制御回路は、アナログ回路、デジタル回路、またはそれらの組み合わせを使用して実装されることができる。例えば、記憶アレイ１０２によって記憶された関心のアナログ値は、タイムスタンプ、記憶素子ＩＤ（複数可）、および／または検出済トリガーイベントに関する他の関心のあるデータと共に変換のために制御回路によってＡＤＣ１１４に提供されることができる。ＡＤＣ１１４の出力は、例えば、それぞれのデータを記憶するために、デジタル記憶システムに提供され得る。

例えば、リアルタイムコントローラであり得る、タイミング制御回路１０６は、信号の記憶および信号の変換を制御するためのいくつかのタイミング信号を生成し得る。一実施例では、タイミング制御回路１０６は、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎによって感知された値の記憶周波数を制御するように、スイッチ制御回路１１０を制御するように、タイミング信号を生成し得る。また、タイミング制御回路１０６は、例えば、放出パルスのＴＯＦウィンドウの完了に続いて、または、例えば、検出回路１０８によるパルスの検出に続いて、値の記憶を停止することができる。タイミング制御回路１０６は、例えば、検出回路１０８によって生成されたトリガーに基づいて、トリガーイベントを示すタイムスタンプを生成することもできる。

検出回路１０８は、時間対デジタル変換器（ＴＤＣ）、計算流体力学（ＣＦＤ）回路、アナログ電力検出回路、またはフォトダイオード１０４ａ～１０４ｎの出力値に基づいて、検出済戻りパルスなどのトリガーイベントを検出するように構成された任意の他のアナログ、もしくはデジタル回路を含み得る。一実施例では、検出回路１０８は、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎのうちの１つ以上からの現在の信号が戻りパルスを示す閾値よりも大きい場合に、トリガーを生成するように構成された比較回路であり得る。いくつかの実施例では、検出回路１０８は、トリガーイベントを検出するように、アナログ記憶素子１１８ａ～１１８ｆによって記憶された最近の値を使用し得る。例えば、検出回路は、戻りパルスを検出するように、記憶素子１１８ａ～１１８ｆのうちの１つの値、または記憶素子１１８ａ～１１８ｆの複数の平均値を閾値と比較し得る。別の実施例では、検出回路１０８は、例えば、動的閾値を使用して、１つ以上のＴＯＦウィンドウの全体のために記憶されたデータを分析することによって、イベントを検出し得る。

スイッチ制御回路１１０は、記憶素子１１８ａ～１１８ｆのそれぞれのために１つ以上のそれぞれのスイッチ、または他のデバイスを制御するように構成され得る。例えば、各記憶素子１１８ａ～１１８ｆは、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎのうちの１つからの出力値を記憶するように、素子に充電する、またはそれ以外の方法でデータを書き込むスイッチ、ならびに後続の記憶において素子を再利用するために、素子を放電する、またはそれ以外の方法で消去するスイッチを含み得る。スイッチ制御回路１００は、任意のアナログ回路、デジタル回路、またはそれらの組み合わせを含み得る。例えば、スイッチは、フィールド効果トランジスタ、バイポーラジャンクショントランザクション、または任意の他のタイプのスイッチであることができる。

サンプルテーブル回路１１２は、記憶アレイ１０２に関する情報、および／または検出回路１０８によって検出されたイベントを記憶するように構成され得る。サンプルテーブル回路１１２は、任意の種類の揮発性または不揮発性記憶素子、および任意の他のアナログまたはデジタル回路を含むことができる。いくつかの実施例では、サンプルテーブル回路１１２は、トリガーイベントのためのタイムスタンプ、トリガーイベントに関するデータを記憶する、記憶素子１１８ａ～１１８ｆの識別子、および／またはトリガーイベントに関するデータを記憶しない、記憶素子１１８ａ～１１８ｆの識別子を記憶するように構成され得、したがって上書きされることができる。

いくつかの実施例では、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎの出力値は、タイミング制御回路１０６からのタイミング制御を用いて順次記憶されることができる。出力値が記憶素子１１８ａ～１１８ｎに記憶された、周波数は、所望の距離精度に基づいて設定され得る。例えば、２ｎｓ毎に値を記憶することは、１０ｎｓ毎に値を記憶するよりも正確な距離決定を提供することができる。

一実施例では、記憶素子１１８ａ～１１８ｎは、１０個の素子の２つのグループに分割された２０個の容量記憶素子を含み得る。１０個の第１のグループは、トリガーが検出回路１０８によって生成されるまで出力値が連続的に記録されるように（例えば、書き込みおよび書き換え）、使用され得る。トリガー信号（イベントの検出）の受信後、第１のグループは、検出ウィンドウを形成する、値を保持するように予約され得る。全検出ウィンドウをキャプチャするように、第１のグループは、例えば、検出ウィンドウ内でパルスを中心にするために、特定の時間のために（例えば、さらに５つの値を取得するためなど）、値を記録し続け得る。その後、１０個の記憶素子の第２のグループは、１つ以上のＴＯＦウィンドウの残りのためにデータを連続的に記憶するように使用されることができる。検出ウィンドウのための値を記憶する、１０個の素子の第１グループの値は、他の記憶素子が値を記憶し続ける間、変換のためにＡＤＣ１１４に提供されることができる。

いくつかの実施例では、記憶素子１１８ａ～１１８ｎは、複数のＴＯＦウィンドウにわたって書き込まれることができる。例えば、記憶素子１１８ａ～１１８ｎは、第１のＴＯＦウィンドウ中に充電され、その後、後続のＴＯＦウィンドウ中に（放電なしで）再充電されることができる。検出済パルスが、複数のＴＯＦウィンドウに亘って充電することによって、各ＴＯＦウィンドウのために同時に到達することが予想されるので、より大きな値が、検出イベントとバックグラウンドノイズの間でより大きな区別を可能にする、各記憶素子１１８ａ～１１８ｎのために得られることができる。

別の実施例では、記憶素子１１８ａ～１１８ｎは、複数のグループに分割されることができる。グループは、予想された検出済戻りパルス持続時間のための値を記憶するように、サイズ設定され得る。例えば、検出済パルスに関連する情報が、２０ｎｓウィンドウであることが予想され、素子が、２ｎｓごとに１回記憶された場合、記憶素子１１８ａ～１１８ｎは、１０個以上の素子のグループに分割され得る。値は、いくつかのグループにわたって、順次および／または円形様式で記憶素子１１８ａ～１１８ｎに記憶され得る。戻りパルスの検出に続いて、検出済戻りパルスに関連する情報を記憶する、１つ以上のグループが予約されることができる。

記憶素子１１８ａ～１１８ｎの１つ以上のグループが予約されると、システムは、同じ方式で値を記憶し続け得る。予約済グループは、前もって未使用グループに置き換えられ得る。例えば、記憶素子１１８ａ～１１８ｎのアレイは、元々、Ｎ個のグループに値を記憶し得、一方、アレイは、合計でＮ＋２以上のグループを含む。２つ以上の余分なグループは、戻りパルスが検出されるまで未使用であり得る。グループが、戻りパルスに関連するデータを記憶するように予約されると、未使用グループのうちの１つは、システムが同じ方式で値を記憶し続け得るように、予約済グループのために置き換えられることができる。

各グループはまた、異なる速度で出力値を記憶するように使用され得る。例えば、ＴＯＦウィンドウの第１の部分のために、出力値は、１ｎｓの速度で記憶素子１１８ａ～１１８ｎに記憶され得、出力値は、ＴＯＦウィンドウの第２の部分のために、５ｎｓの速度で記憶され得、ＴＯＦウィンドウの第３の部分のために、出力値は、１０ｎｓの速度で記憶され得る。これらのグループのそれぞれ内で、記憶素子は、イベントが検出されるまで、またはウィンドウのそれぞれの部分が完了するまで、ＴＯＦウィンドウのそれぞれの部分の間に再利用されることができる。これは、例えば、ライダー受信器に近い、物体のために、より正確な距離が決定されることを可能にする。アナログ記憶素子のために、予約済グループは、変換のためにＡＤＣ１１４に提供されることができる。変換のためにＡＤＣ１１４に予約済グループを提供することのみによって、デジタル記憶の量およびＡＤＣへの負荷は、大幅に低減されることができる。

図２は、記憶システム１００での使用のための記憶アレイ１０２’の実施例を例示するブロック図である。記憶アレイ１０２’は、記憶素子アレイ２００ａ～２００ｎ、ならびにマルチプレクサ２０２および２０４を含む。記憶素子アレイ２００ａ～２００ｎは、例えば、図３に例示されるように、いくつかの記憶素子をそれぞれ含むことができる。図１の制御回路は、アナログ記憶素子を有する実施形態では、記憶素子アレイ２００ａ～２００ｎのうちのどれが現在書き込まれているかを選択するように、マルチプレクサ２０２を制御することができ、どのアレイ２００ａ～２００ｎがＡＤＣに提供されるかを選択するように、マルチプレクサ２０４を制御することができる。

記憶アレイ１０２’は、放出パルスのＴＯＦウィンドウ中に複数の戻りパルスに関するデータを受信し、および記憶するように、ライダー受信器で使用され得る。例えば、ウィンドウまたは他の透明なオブジェクトの背後にある、関心対象のために、複数の戻りパルスは、ライダー受信器によって受信され得る。したがって、記憶アレイ２００ａ～２００ｎのうちの１つは、トリガーが検出されるまで値を連続的に記憶するように、使用され得る。その後、記憶アレイ２００ａ～２００ｎのうちの第２は、第１のアレイ２００ａ～２００ｎがさらなる処理のために予約されて、第２のトリガーが検出されるまで値を連続的に記憶するように、使用され得る。第２のトリガーに続いて、第２の記憶アレイ２００ａ～２００ｎはまた、さらなる処理のために予約され得、残りのアレイ２００ａ～２００ｎの別のものは、値を連続的に記憶するように使用されることができる。これは、複数の戻りパルスに関する情報を取得するように、放出パルスのＴＯＦウィンドウの持続時間のために続けられることができる。

サンプルテーブル回路１１２は、記憶アレイ２００ａ～２００ｎの各々の状態に関する情報を記憶することができる。例えば、記憶アレイ２００ａ～２００ｎのそれぞれのために、サンプルテーブル回路１１２は、それぞれの記憶素子アレイ２００ａ～２００ｎが、戻りパルスなどのトリガーイベントに関連する記憶済データを含むかどうかの表示を記憶することができる。例えば、記憶素子アレイ２００ｂは、検出済戻りパルスに関連する記憶データを含み得、記憶素子アレイ２００ａおよび２００ｃ～２００ｎは、検出戻りパルスに関連する記憶済データを含み得る。したがって、制御回路は、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎからの新しいデータで記憶素子アレイ２００ａ、２００ｃ～２００ｎに記憶されたデータを上書きし、ＡＤＣ１１４による変換のためにアナログ記憶素子アレイ２００ｂによって記憶されたデータを保持することができる。いくつかの実施例では、異なるアレイ２００ａ～２００ｎは、それぞれのフォトダイオード１０４ａ～１０４ｎのための出力値を記憶するように、使用され得る。

図３は、アナログ記憶素子３０２ａ～３０２ｎの実施例のアレイ２００を例示する回路図である。実施例のアレイ２００は、記憶アレイ１０２、および／または記憶アレイ２００ａ～２００ｎのいずれかを実装するように使用されることができる。図示されるように、記憶素子３０２ｃは現在、接続部３０４を通じて充電され（値を記憶する）、記憶素子３０２ｅは現在、接続部３０６を通じて放電され（ゼロにされる）、他の記憶素子３０２ａ～３０２ｎは、それらの現在の状態を保持している。

一実施例では、値は、素子３０２ａが書き込まれた後、制御回路が記憶素子３０２ｎに戻り、値の書き込みを続けるように、記憶素子３０２ａ～３０２ｎに円形的に（素子３０２ａ～３０２ｎが反時計回りに書き込まれると仮定する）記憶されることができる。書き込みの次のパスのために準備するために、制御回路は、記憶素子３０２ｅのために見られるように、コンデンサを放電する。したがって、制御回路が素子３０２ａ～３０２ｎに値を書き込んでいる間、制御回路は、書き込みの次のパスのために準備するように、素子３０２ａ～３０２ｎを放電することもできる。現在放電されている素子３０２ａ～３０２ｎは、現在の素子３０２ａ～３０２ｎに書き込まれたデータの整合性を確保するために、現在書き込まれている素子３０２ａ～３０２ｎから離れた予め設定された数の素子であることができる。イベントを検出すると、制御回路は、１つ以上の素子３０２ａ～３０２ｎに記憶されている値が後の変換のために予約されることができるように、素子３０２ａ～３０２ｎの放電を停止することができる。

別の実施例では、素子は、ピンポン様式で書き込まれることができる。例えば、素子３０２ａおよび３０２ｂは、イベントが検出されるまで連続的に書き込まれ得る。例えば、値は、素子３０２ｂが放電されている間に、素子３０２ａに書き込まれることができる。それから、値は、素子３０２ａが放電されている間に、素子３０２ｂに書き込まれることができる。これは、トリガーが検出されるまで続けることができる。

いくつかの実施例では、初期トリガーは、戻りパルスの予備検出を示す、検出回路１０８によって生成されることができる。例えば、初期トリガーは、戻りパルスの検出を確認する、閾値よりも小さい中間閾値よりも大きい、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎのうちの１つの出力であることができる。初期トリガーが生成されると、素子３０２ａおよび３０２ｂへのピンポン記憶は、終結され得、素子３０２ａおよび３０２ｂによって記憶された値は、保持され得、制御回路は、検出ウィンドウの残りの部分のために、素子３０２ｃ～３０２ｎを使用して値の記憶を続くことができる（例えば、合計１０の値）。検出ウィンドウの間、制御回路はまた、中間閾値より大きい一次閾値を超える、フォトダイオード１０４ａ～１０４ｎの出力値に基づいて、第２のトリガーを生成することによって、戻りパルスの検出を確認し得る。

図４は、グループ４００ａ～４００ｎに分けられたアナログ記憶素子を例示する回路図である。グループごとに２つの素子として図示されているが、グループ４００ａ～４００ｎはそれぞれ、任意の数のグループを含み得る。アレイ２００はまた、任意の数のグループ４００ａ～４００ｎに分割され得る。グループ４００ａ～４００ｎは、予想された検出済戻りパルス持続時間のための値を記憶するように、サイズ決定され得る。例えば、検出済パルスに関連する情報が、２０ｎｓウィンドウであることが予想され、素子が、２ｎｓごとに１回記憶された場合、アナログ記憶素子は、それぞれ１０個以上の素子のグループ４００ａ～４００ｎに分割され得る。値は、グループ４００ａ～４００ｎに順次、および／または円形様式で記憶され得る。戻りパルスの検出に続いて、検出済戻りパルスに関連する情報を記憶する、１つ以上のグループ４００ａ～４００ｎが予約されることができる。

アナログ記憶素子の１つ以上のグループ４００ａ～４００ｎが予約されると、システムは、同じ方式で値を記憶し続け得る。予約済グループは、前もって未使用グループに置き換えられ得る。例えば、記憶素子のアレイは、元々、Ｎ個のグループ４００ａ～４００ｎに値を記憶し得、一方、アレイは、合計でＮ＋２個のグループ４００ａ～４００ｎを含む。２つの余分なグループは、戻りパルスが検出されるまで未使用であり得る。グループが、戻りパルスに関連するデータを記憶するように予約されると、未使用グループのうちの１つは、システムが同じ方式で値を記憶し続け得るように、予約済グループのために置き換えられることができる。その後、予約済グループは、例えば、デジタル記憶アレイによる記憶のために、ＡＤＣ１１４を使用して変換され得る。これは、例えば、ライダー受信器のために必要とされたデジタル記憶の量を低減する。

図５～１０は、ライダー受信器のための記憶アレイの記憶素子にデータを記憶するための実施例の方法を例示するフローチャートである。図５は、ライダー受信器の記憶システムのための記憶素子への値の記憶を制御する実施例の方法５００を例示するフローチャートである。ステップ５０２において、ライダーシステムは、パルスを放出し、ＴＯＦウィンドウは、開始する。パルスが放出されると、データ記憶は、記憶アレイ１０２へ開始し得る。パルス変調システムでは、タイミング制御回路（タイミング制御回路１０６など）は、例えば、パルスの発光に基づいて記憶動作を開始および停止することができる。ステップ５０４において、データは、例えば、円形様式で記憶素子１１８ａ～１１８ｎのサブセットに記憶される。一実施例では、１０個のコンデンサは、光検出器からの出力値を円形に記憶するように、最初に使用され得る。

値を記憶しながら、例えば、アナログまたはデジタル検出回路は、戻りパルスのために監視することができる。ステップ５０６において、検出回路は、戻りパルスの検出などの、イベントが検出されたかどうかを決定する。一実施例では、検出回路は、アナログ電力検出、または他の回路を使用してパルスが検出されたかどうかを決定するように、以前の記憶済値の数（例えば、１０個）の値を確認することができる。別の実施例では、フォトダイオードからの電流出力値は、戻りパルスを検出するように、閾値と比較され得る。

パルスが検出された場合、ステップ５０８において、サンプルテーブル（例えば、サンプルテーブル回路１１２によって記憶される）は、記憶素子の第１のサブセットに関する情報を含むように更新され得る。１つ以上のタイムスタンプは、データが取得された、および／またはイベントが検出された時間を示すサンプルテーブルに追加されることもできる。ステップ５１０において、フォトダイオードの出力値は、記憶素子の第２のサブセット（例えば、１０個）に円形に記憶され得る。これは、例えば、放出パルスのＴＯＦウィンドウの残りのために続けることができる。ステップ５０６でイベントが検出されなかった場合、方法５００は、値を記憶素子の第１のサブセットに記憶し続けるように、ステップ５０４に戻る。

図６は、グループ４００ａ～４００ｎに分割されるもの等の記憶素子への値の記憶を制御する別の実施例の方法６００を例示するフローチャートである。ステップ６０２において、ライダーシステムは、パルスを放出し、放出パルスのためのＴＯＦウィンドウは、開始する。パルスが放出されると、データ記憶は、記憶アレイ１０２へ開始し得る。パルス変調システムでは、タイミング制御回路（タイミング制御回路１０６など）は、例えば、パルスの発光に基づいて記憶動作を開始および停止することができる。一実施例では、記憶素子は、図４に例示されたグループ４００ａ～４００ｎと同様のグループに分割され得る。ステップ６０４において、値は、グループ４００ａ～４００ｎにわたって順次記憶される。

値を記憶しながら、例えば、アナログまたはデジタル検出回路は、戻りパルスのために監視することができる。ステップ６０６において、検出回路は、戻りパルスの検出などの、イベントが検出されたかどうかを決定する。一実施例では、検出回路は、アナログ電力検出、または他のアナログもしくはデジタル回路を使用してパルスが検出されたかどうかを決定するように、以前の記憶済値の数（例えば、１０個）の値を確認することができる。別の実施例では、フォトダイオードからの電流出力値は、戻りパルスを検出するように、閾値と比較され得る。

パルスが検出された場合、ステップ６０８において、サンプルテーブル（例えば、サンプルテーブル回路１１２によって記憶される）は、イベントに関連する情報を含む記憶素子のグループ４００ａ～４００ｎに関する情報を含むように更新され得る。１つ以上のタイムスタンプは、データが取得された、および／またはイベントが検出された時間を示すサンプルテーブルに追加されることもできる。ステップ６１０において、予約済グループ４００ａ～４００ｎは、現在未使用グループ４００ａ～４００ｎに置き換えられ得、フォトダイオードの出力値は、記憶され続け得る。これは、例えば、放出パルスのＴＯＦウィンドウの残りのために続けることができる。ステップ６０６でトリガーが検出されなかった場合、方法６００は、値をアナログ記憶素子の第１のサブセットに記憶し続けるように、ステップ６０４に戻る。

図７は、ライダー受信器の記憶システムのための記憶素子への値の記憶を制御する別の実施例の方法７００を例示するフローチャートである。ステップ７０２において、ライダーシステムは、パルスを放出し、放出パルスのためのＴＯＦウィンドウは、開始する。パルスが放出されると、データ記憶は、記憶アレイ１０２へ開始し得る。パルス変調システムでは、タイミング制御回路（タイミング制御回路１０６など）は、例えば、パルスの発光に基づいて記憶動作を開始および停止することができる。ステップ７０４において、データは、図３の素子３０２ａおよび３０２ｂなどの、２つ以上の素子間で、ピンポン様式で記憶される。例えば、値は、素子３０２ｂが放電されている間に、素子３０２ａに書き込まれることができる。それから、値は、素子３０２ａが放電されている間に、素子３０２ｂに書き込まれることができる。これは、例えば、イベントが検出されるまで続けることができる。

ピンポン様式で２つ以上の記憶素子に記憶する一方で、検出回路は、例えば、フォトダイオードの出力の第１の閾値のために監視することができる。この閾値は、潜在的な受信パルスを示し得る。ステップ７０６において、第１の閾値が検出された場合、方法７００は、ステップ７０８に進む。第１の閾値が検出されなかった場合、方法７００は、ステップ７０４に戻り、ピンポン様式で１つ以上の素子に値を記憶し続ける。ステップ７０８において、値は、いくつかの追加の記憶素子に順次記憶される。例えば、値は、順序的方式で記憶素子３０２ｃ～３０２ｎに記録され得る。値の順次記憶の間、検出回路は、放出パルスのための戻りパルスの検出を確認するように使用され得る、第２の閾値のために監視し得る。ステップ７１０において、第２の閾値が検出された場合、方法７００は、ステップ７１２に進み、第２の閾値が検出されなかった場合、方法７００は、ステップ７０８に戻り、値の順次記憶を続ける。いくつかの実施例では、第２の閾値が、特定の数の素子（例えば、１０個）への記憶に続いて検出されなかった場合、方法７００は、ステップ７０４に戻り、２つ以上の素子への値の記憶をピンポン様式で再開し得る。

第２の閾値の検出に続いて、ステップ７１２において、検出済パルスに関連する値を記憶する素子は、さらなる処理のために予約される（例えば、アナログ記憶素子を有する実施形態のためのアナログ対デジタル変換）。一実施例では、第２の閾値の検出に続く特定の数の素子もまた、受信パルスの周囲に完全な検出ウィンドウを形成するように予約され得る。ステップ７１４において、値は、例えば、ＴＯＦウィンドウの残りの部分のための未予約記憶素子に、ピンポン様式、または他の様式で記憶され続ける。

図８は、例えば、図２の記憶アレイ１０２’を使用して、ライダー受信器の記憶システムのための記憶素子への値の記憶を制御する実施例の方法８００を例示するフローチャートである。ステップ８０２において、ライダーシステムは、パルスを放出し、放出パルスのためのＴＯＦウィンドウは、開始する。パルスが放出されると、データ記憶は、記憶アレイ１０２’のアレイ２００ａ～２００ｎのうちの１つに開始し得る。パルス変調システムでは、タイミング制御回路（タイミング制御回路１０６など）は、例えば、パルスの発光に基づいて記憶動作を開始および停止することができる。ステップ８０４において、データは、アレイ２００ａ～２００ｎのうちの１つ、例えば、アレイ２００ａに連続的様式で、連続的に記憶される。例えば、アレイ２００ａの素子は、円形様式で記憶されることができる。

アレイ２００ａの素子に記憶する間、検出回路は、放出パルスの検出済戻りパルスなどのイベントを監視することができる。ステップ８０６において、イベントが検出された場合、方法８００は、ステップ８０８に進み、さらなる処理のためにアレイ２００ａを予約する。イベントが検出されない場合、方法は、ステップ８０４に戻り、値を第１のアレイ２００ａに記憶し続ける。ステップ８１０において、新しいアレイは、例えば、サンプルテーブルに記憶された情報に基づいて制御回路によって選択される。ステップ８１２において、値は、別のトリガーが検出されるまで、またはパルスのためのＴＯＦウィンドウが完了するまで、新しいアレイ（例えば、アレイ２００ｂ～２００ｎのうちの１つ）に連続的に記憶される。

図９は、複数の周波数で値を記憶するように、ライダーアレイの記憶システムのための記憶素子への値の記憶を制御する実施例の方法９００を例示するフローチャートである。これは、例えば、ライダー受信器に近い物体のための、より大きな距離精度を取得するのに有利であることができる。ステップ９０２において、ライダーシステムは、パルスを放出し、放出パルスのためのＴＯＦウィンドウは、開始する。ステップ９０４において、制御回路は、それぞれのフォトダイオードの出力値の記憶のために記憶素子１１８ａ～１１８ｎのグループを選択するように構成されている。ステップ９０６において、値は、ライダーシステムに近い、物体のための高い距離精度を提供するように高周波であり得る、第１の周波数で記憶素子１１８ａ～１１８ｎの第１のグループに記憶される。ステップ９０８において、ＴＯＦウィンドウの開始以降、現在の期間が完了したかどうかが決定される。これは、ライダーシステムが第１の周波数で（例えば、高い距離精度で）値を記憶するように所望するための、時間の量であることができる。期間が満了されていない場合、方法は、ステップ９１６に進み、イベントの検出のために確認する。期間が満了されている場合、方法９００は、ステップ９１０に進み、記憶のために新しい周波数を設定する。

第２の周波数は、ライダーシステムからさらに離れた、物体のためのより小さい距離精度を有することが許容され得るため、第１の周波数よりも小さくなることができる。ステップ９１２において、記憶素子１１８ａ～１１８ｆの新しいグループは、第２の周波数でフォトダイオードの出力値の記憶のために選択される。いくつかの実施例では、第２のグループは、第１のグループとして同じ数の記憶素子１１８ａ～１１８ｆを有することができ、より少ない記憶素子１１８ａ～１１８ｆを有することができ、または、第１のグループとしてより多くの記憶素子１１８ａ～１１８ｆを有することができる。ステップ９１４において、値は、新しい周波数で記憶素子１１８ａ～１１８ｆの第２のグループに記憶される。ステップ９１４に続いて、方法９００は、ステップ９０８に戻る。

戻りパルスなどの、イベントがステップ９１６で検出された場合、方法９００は、ステップ９１８に進み、さらなる処理のために現在の記憶素子１１８ａ～１１８ｆのグループを予約する。ステップ９１６でトリガーが検出されなかった場合、方法９１８は、ステップ９２０に進み、現在の周波数で記憶素子１１８ａ～１１８ｆの現在のグループに値を記憶し続ける。方法９００は、例えば、放出パルスのＴＯＦウィンドウの全体のために続け得る。

図５～１０に例示された方法を実装するように使用された制御回路は、図１に例示された回路などの、アナログおよび／またはデジタル回路の任意の組み合わせを使用して実装され得る。システムによって必要とされる記憶デバイスの全体的な量が減少している一方で、図５～１０に例示される方法は、例えば、１つ以上のパルス飛行時間ウィンドウ中に検出済イベントに関連しないデータの排除のために、アナログ記憶システムのためのＡＤＣ１１４への負荷も減少させる。

図１０は、グループに分割されるものなどの記憶素子への値の記憶を制御する別の実施例の方法１０００を例示するフローチャートである。図１０に記載された実施例では、イベント検出は、ＴＯＦウィンドウまたは他の期間が期間全体の間に記憶されたデータ上で完了した後に実行され得る。ステップ１００２において、ライダーシステムは、パルスを放出し、ＴＯＦウィンドウまたは他の捕捉時間周期は、放出パルスのために開始する。パルスが放出されると、データ記憶は、記憶アレイ１０２へ開始し得る。パルス変調システムでは、タイミング制御回路（タイミング制御回路１０６など）は、例えば、パルスの発光に基づいて記憶動作を開始および停止することができる。記憶素子は、グループに分割され得、ステップ６０４において、値は、グループにわたって順次記憶される。

値を記憶している間、アナログおよび／またはデジタル制御回路は、例えば、各グループに関するデータを監視および記憶することができる。ステップ１００６において、制御回路は、各グループに関する情報を記録する。一実施例では、制御回路は、どのグループがＴＯＦウィンドウの間でデータを記憶したか、およびそれぞれのグループがいつデータを記憶したかを記録し得る。ステップ１００８において、ＴＯＦウィンドウまたは他の期間が、完了されたかどうかを決定する。そうである場合、方法１０００は、ステップ１０１０に進み、そうでない場合、方法１０００は、ステップ１００４に戻る。ステップ１０１０において、時間周期の全体の間に記憶されたデータを使用して、ＴＯＦウィンドウまたは他のキャプチャ時間周期中にイベントが発生されたかどうか、およびどのグループがそれぞれのイベントに関する情報を含むか（すなわち、検出ウィンドウが決定される）を決定する。イベントが発生された場合、関連するグループ（検出ウィンドウ）は、仮に記憶アレイがアナログ記憶素子を含むと、ステップ１００６の間に記憶された情報を使用して、変換のために選択され得る。記憶アレイがデジタル記憶素子を含む、実施例では、関連するグループ（検出ウィンドウ）は、さらなる処理のために提供され得る。ステップ１０１０において、選択されたグループは、現在の未使用グループによって置き換えられ得、フォトダイオードの出力値は、選択済グループが処理される間、後続のＴＯＦウィンドウのために記憶され続け得る。

上記の記載は、詳細な説明の一部を形成する、添付の図面への参照を含む。図面は、例示として、本発明を実施することができる、特定の実施形態を示す。これらの実施形態は、本明細書において「実施例」とも称される。そのような実施例は、図示されたもの、または記載されたものに加えて、素子を含むことができる。しかしながら、本発明者らは、図示された、または記載されたそれらの素子のみが、提供された実施例も企図する。さらに、本発明者らは、特定の例（またはその１つ以上の態様）に関して、または本明細書に図示された、または記載された他の実施例（またはその１つ以上の態様）に関して、示された、または記載されたそれらの素子（またはその１つ以上の態様）の任意の組み合わせ、または置き換えを使用している実施例も企図する。

本文書では、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という用語は、特許文献において一般的であるように、「少なくとも１つ（ａｔｌｅａｓｔｏｎｅ）」または「１つ以上（ｏｎｅｏｒｍｏｒｅ）」の任意の他の例または使用法とは無関係に、１つ、または１つ以上を含むように使用されている。本文書では、「または（ｏｒ）」という用語は、別段の指示がない限り、「ＡまたはＢ」は、「Ａであるが、Ｂではない」、「Ｂであるが、Ａではない」、および「ＡおよびＢ」を含むように、非排他的な「または」を指すように使用されている。本文書では、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ここで（ｉｎｗｈｉｃｈ）」という用語はそれぞれ、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という用語の平易な英語の等価物として使用されている。また、以下の特許請求の範囲では、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、オープンエンドであり、すなわち、特許請求の範囲内のそのような用語の後に列挙されたものに加えて素子を含むシステム、デバイス、物品、組成物、製剤、またはプロセスは、依然としてその特許請求の範囲内にあると見なされる。さらに、以下の特許請求の範囲では、「第１」、「第２」、および「第３」などの用語は、単にラベルとして使用され、それらの対象に数値要件を課すことを意図されていない。

上記の記載は、例示的であり、限定的ではないことが意図される。例えば、上述の実施例（またはその１つ以上の態様）は、互いに組み合わせて使用され得る。上記の記載を検討している当業者などによって、他の実施形態は、使用されることができる。要約は、読者が技術的開示の性質を迅速に確認することを可能にするように提供される。それは、それが特許請求の範囲または意味を解釈または制限するために使用されないことを、理解のもとに提出される。また、上記の詳細な説明では、さまざまな特徴は、開示を合理化するように、一緒にグループ化され得る。これは、特許請求されていない、開示された特徴が任意の特許請求の範囲に必須であることを、意図していると解釈されるべきではない。むしろ、本発明の主題は、特定の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ない中に置かれ得る。したがって、以下の特許請求の範囲は、実施例または実施形態として詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、別個の実施形態として独自に存在し、そのような実施形態は、さまざまな組み合わせ、または順列で、互いに組み合わせることができることが企図される。本発明の範囲は、そのような特許請求の範囲が権利付与される等価物の全範囲と併せて、添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。

１００ 記憶システム
１０２ 記憶アレイ
１０４ フォトダイオード
１０６ タイミング制御回路
１０８ 検出回路
１１０ スイッチ制御回路
１１２ サンプルテーブル回路
１１４ アナログ対デジタル変換器（ＡＤＣ）
１１６ マルチプレクサ
１１８ 記憶素子
２００ 記憶アレイ
２０２ マルチプレクサ
２０４ マルチプレクサ
３０２ 記憶素子
３０４ 接続部
３０６ 接続部

Claims (9)

1. 放出光パルスによって引き出されている光信号を受信するための飛行時間ウィンドウに対応する光受信器内での感知値を記憶するためのシステムであって、
   受信光信号を示す出力信号を生成するように構成されている少なくとも１つの光検出器と、
   複数の記憶素子を備え、飛行時間受信ウィンドウの少なくとも一部分に対応する前記少なくとも１つの光検出器から前記出力信号を受信し、および記憶するように接続されている記憶アレイと、
   前記記憶アレイによって出力信号値の記憶を制御するように構成されている制御回路であって、
   前記複数の記憶素子の第１のサブセットに前記出力信号値を書き込み、および上書きし、
   書き込まれた前記出力信号値に基づいてイベントを検出し、かつ、
   前記イベントの検出に応答して、前記複数の記憶素子のうちの少なくとも前記第１のサブセットを構成するそれぞれの記憶素子にデータを保持するように構成されている、制御回路と
   を備える、システム。
2. 前記制御回路が、放出光パルスの戻りパルスとして直ちに前記イベントを検出するように構成されている検出回路を備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記制御回路が、前記複数の記憶素子によって記憶された値に基づいて、前記飛行時間受信ウィンドウが完了した後に前記イベントを検出し、前記複数の記憶素子の前記第１のサブセットが含まれる検出ウィンドウを決定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記複数の記憶素子が、各々が少なくとも１つのコンデンサを備える、アナログ記憶素子であり、前記システムが、前記複数の記憶素子の前記第１のサブセットの前記書き込み出力値を変換するように構成されているアナログ対デジタル変換器回路をさらに備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記複数の記憶デバイスが、複数のアレイに配置され、前記複数のうちの第１のアレイが、前記複数の記憶素子の前記第１のサブセットを備え、前記制御回路が、前記イベントの検出に続いて、前記複数のうちの第２のアレイに前記出力信号値を書き込み、および上書きするようにさらに構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記制御回路が、前記出力信号値が前記複数の記憶素子に書き込まれる、周波数を制御するように構成されているタイミング回路を備える、請求項１に記載のシステム。
7. 前記制御回路が、
   第１の周波数で前記複数の記憶素子の前記第１のサブセットに前記出力信号値を書き込み、および上書きし、
   前記飛行時間ウィンドウの第１の時間周期に続いて、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数で前記複数の記憶素子の第２のサブセットに前記出力信号値を書き込み、および上書きするようにさらに構成されている、請求項６に記載のシステム。
8. 前記制御回路が、アナログまたはデジタル回路を使用して構成され、前記イベントに関するタイムスタンプ情報、および前記複数の記憶素子の前記第１のサブセットのための識別子を記憶するように構成されているサンプルテーブル回路をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
9. 放出された光パルスによって引き出されている光信号を受信するための飛行時間ウィンドウに対応する光受信器内での感知値を記憶するための方法であって、
   少なくとも１つの光検出器によって、受信光信号を示す出力信号を生成することと、
   飛行時間受信ウィンドウの少なくとも一部分の間に記憶アレイの複数の記憶素子の第１のサブセットに前記出力信号を書き込み、および上書きすることと、
   書き込まれた前記出力信号に基づいてイベントを検出することと、
   前記イベントの検出に応答して、前記複数の記憶素子のうちの少なくとも前記第１のサブセットを構成するそれぞれの記憶素子にデータを保持することと、
   を含む、方法。

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