KR20200086752A - 조정가능한 해상도 및 페일세이프 동작을 갖는 lidar들을 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은 재구성가능한 공간 광 방출 패턴들 및 이 광 방출 패턴들에 대응하는 재구성가능한 광 검출기 배열들에 기초하여 환경에 관한 포인트 클라우드 정보를 제공하도록 동작가능한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 또한, 복수의 광 방사체 및 광검출기들을 갖는 LIDAR 디바이스는 제1 동작 모드 또는 제2 동작 모드에서 동작될 수 있다. 제1 동작 모드는 정상 동작 모드일 수 있다. 제2 동작 모드는 고장 조건이 검출될 때 사용되는 페일세이프 동작 모드일 수 있다.

Description

조정가능한 해상도 및 페일세이프 동작을 갖는 LIDAR들을 위한 시스템들 및 방법들
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 12월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/839,677호의 이익을 주장하고, 그 내용은 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에서 달리 지시되지 않는 한, 이 섹션에서 설명되는 자료들은 본 출원에서의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니고, 이 섹션에 포함되어 있다고 해서 종래 기술인 것으로 인정되지 않는다.
LIDAR(light detection and ranging) 디바이스들은 주어진 환경 내의 물체들까지의 거리들을 추정할 수 있다. 예를 들어, LIDAR 시스템의 방사체 서브시스템은, 시스템의 환경 내의 물체들과 상호작용할 수 있는, 근적외선 광 펄스들을 방출할 수 있다. 광 펄스들 중 적어도 일부는 LIDAR을 향해 다시 재지향되고(예를 들어, 반사 또는 산란으로 인해) 수신기 서브시스템에 의해 검출될 수 있다. 종래의 수신기 서브시스템들은 복수의 검출기 및 높은 시간 해상도(예를 들어, ~400 ps)로 각각의 광 펄스들의 도착 시간을 결정하도록 구성된 대응하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. LIDAR 시스템과 주어진 물체 사이의 거리는 주어진 물체와 상호작용하는 대응하는 광 펄스들의 비행 시간에 기초하여 결정될 수 있다.
일부 경우들에서, LIDAR 시스템들은 자동-운전(self-driving) 차들 및 트럭들과 같은 완전-자율 또는 반자율 차량들과 관련하여 사용될 수 있다.
본 개시내용은 재구성가능한 공간 광 방출 패턴들 및 이 광 방출 패턴들에 대응하는 재구성가능한 광 검출기 배열들에 기초하여 환경에 관한 포인트 클라우드 정보를 제공하는 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 또한, 복수의 광 방사체 및 광검출기들을 갖는 LIDAR 디바이스는 제1 동작 모드 또는 제2 동작 모드에서 동작될 수 있다. 제1 동작 모드는 정상 동작 모드일 수 있다. 제2 동작 모드는 고장 조건이 검출될 때 사용되는 페일세이프(failsafe) 동작 모드일 수 있다.
제1 양태에서는, 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 제1 공간 광 패턴에 따라 펄스들을 방출하는 제1 세트의 광 방사체 디바이스들을 포함한다. 상기 시스템은 제2 광 공간 패턴에 따라 광 펄스들을 방출하는 제2 세트의 광 방사체 디바이스들을 또한 포함한다. 상기 제1 공간 광 패턴 및 상기 제2 공간 광 패턴은 상이한 공간 해상도들을 포함한다. 시스템은 제1 반사 광 데이터를 제공하기 위해 상기 제1 공간 광 패턴에 따라 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하도록 구성된 제1 세트의 광 검출 디바이스들을 추가로 포함한다. 상기 시스템은 제2 반사 광 데이터를 제공하기 위해 상기 제2 공간 광 패턴에 따라 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하도록 구성된 제2 세트의 광 검출 디바이스들을 추가로 포함한다. 상기 시스템은 상기 제1 반사 광 데이터 및 상기 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하도록 동작가능한 컨트롤러를 또한 포함한다.
제2 양태에서는, 방법이 제공된다. 상기 방법은, 제1 기간 동안, 복수의 광 방사체 디바이스 중 제1 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 제1 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 제1 세트의 광 검출 디바이스들을 이용하여, 상기 제1 공간 광 패턴에 따라 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 제1 반사 광 데이터를 획득하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은, 제2 기간 동안, 상기 복수의 광 방사체 디바이스 중 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 제2 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 제1 공간 광 패턴 및 상기 제2 공간 광 패턴은 상이한 공간 해상도들을 포함한다. 상기 방법은, 제2 세트의 광 검출 디바이스들을 이용하여, 상기 제2 공간 광 패턴에 따라 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 제2 반사 광 데이터를 획득하는 단계를 또한 추가로 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 반사 광 데이터 및 상기 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 단계를 또한 포함한다.
제3 양태에서는, 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 회전 축을 중심으로 회전하도록 구성된 하우징 및 송신 어셈블리를 포함한다. 송신 어셈블리는 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 제2 세트의 광 방사체 디바이스들을 포함한다. 상기 광 방사체 디바이스들은 광 펄스들을 방출하도록 동작가능하다. 광 펄스들 중 일부가 상기 시스템의 환경과 상호작용하여 반사 광 펄스들을 제공한다. 시스템은 제1 세트의 광 검출 디바이스들 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들을 포함하는 수신 어셈블리를 또한 포함한다. 상기 광 검출 디바이스들은 상기 반사 광 펄스들을 검출하도록 동작가능하다. 상기 송신 어셈블리 및 상기 수신 어셈블리는 상기 하우징에 결합된다. 상기 시스템은 적어도 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들에 전력을 제공하도록 구성된 제1 전원을 추가로 포함한다. 시스템은 또한 적어도 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들에 전력을 제공하도록 구성된 제2 전원을 또한 추가로 포함한다. 시스템은 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 갖는 컨트롤러를 또한 포함한다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 동작들을 수행하기 위해 상기 메모리에 저장된 프로그램 명령어들을 실행한다. 상기 동작들은 제1 동작 모드에 따라 상기 시스템을 동작시키는 것을 포함한다. 상기 제1 동작 모드는 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것 및 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금, 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 각각의 제1 및 제2 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 포함한다. 상기 동작들은 상기 제1 반사 광 데이터 및 상기 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 또한 포함한다. 상기 동작들은 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들, 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들, 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들, 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들, 상기 제1 전원, 또는 상기 제2 전원 중 적어도 하나의 오작동을 나타내는 정보를 수신하는 것에 기초하여 고장 조건을 결정하는 것을 추가로 포함한다. 상기 동작들은, 상기 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 상기 제2 동작 모드에서 상기 시스템을 동작시키는 것을 또한 포함한다. 상기 제2 동작 모드는 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 어느 하나로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 포함한다. 상기 제2 동작 모드는 대응하는 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금, 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 개략적인 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 또한 포함한다. 상기 제2 동작 모드는 상기 개략적인 반사 광 데이터에 기초하여 개략적인 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 또한 포함한다.
제4 양태에서는, 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 동작 모드에 따라 LIDAR 시스템을 동작시키는 단계를 포함한다. 상기 제1 동작 모드는 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것 및 제1 세트의 광 검출 디바이스들 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금, 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 각각의 제1 및 제2 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 포함한다. 상기 제1 동작 모드는 상기 제1 반사 광 데이터 및 상기 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 또한 포함한다. 상기 제1 동작 모드는 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들, 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들, 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들, 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들, 제1 전원, 또는 제2 전원 중 적어도 하나의 오작동을 나타내는 정보를 수신하는 것에 기초하여 고장 조건을 결정하는 것을 추가로 포함한다. 상기 제1 전원은 적어도 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들에 전력을 제공한다. 상기 제2 전원은 적어도 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들에 전력을 제공한다. 상기 동작들은, 상기 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 상기 제2 동작 모드에서 상기 시스템을 동작시키는 것을 또한 포함한다. 상기 제2 동작 모드는 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 어느 하나로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 포함한다. 상기 제2 동작 모드는 대응하는 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금, 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 개략적인 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 포함한다. 상기 제2 동작 모드는 상기 개략적인 반사 광 데이터에 기초하여 개략적인 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 추가로 포함한다.
다른 양태들, 실시예들, 및 구현들은 적절한 경우 첨부 도면들을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백해질 것이다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따른, 감지 시스템을 예시한다.
도 1b는 예시적인 실시예에 따른, 시스템을 예시한다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른, 차량을 예시한다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른, 운전 시나리오를 예시한다.
도 3b는 예시적인 실시예에 따른, 운전 시나리오를 예시한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른, 시스템을 예시한다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른, 방법을 예시한다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 방법을 예시한다.
예시적인 방법들, 디바이스들, 및 시스템들이 본 명세서에서 설명된다. "예" 및 "예시적인"이라는 단어들은 본 명세서에서 "예, 사례 또는 예시로서 역할하는"을 의미하기 위해 사용된다는 것을 이해해야 한다. "예" 또는 "예시적인"인 것으로서 본 명세서에서 설명되는 임의의 실시예 또는 특징은 반드시 다른 실시예들 또는 특징들보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에서 제시된 주제의 범위를 벗어나지 않고, 다른 실시예들이 이용될 수 있고, 다른 변경들이 이루어질 수 있다.
따라서, 본 명세서에서 설명된 예시적인 실시예들은 제한하려는 것이 아니다. 본 명세서에서 일반적으로 설명되고 도면들에 예시된 바와 같은, 본 개시내용의 양태들은 매우 다양한 상이한 구성들로 배열, 치환, 조합, 분리, 및 설계될 수 있으며, 이들 모두는 본 명세서에서 고려된다.
또한, 컨텍스트가 달리 제안하지 않는 한, 도면들 각각에 예시된 특징들은 서로 조합하여 사용될 수 있다. 따라서, 도면들은 일반적으로 하나 이상의 전체 실시예들의 컴포넌트 양태들로서 간주되어야 하며, 모든 예시된 특징들이 각각의 실시예에 대해 필요하지는 않다는 것을 이해한다.
I. 개관
LIDAR(Light Detection and Ranging) 시스템은 복수의 광 방사체 및 검출기(예를 들어, 256개 이상의 방사체/검출기 쌍)를 포함할 수 있다. 복수의 광 방사체 및 검출기의 배열 및 LIDAR 시스템 자체의 포즈(예를 들어, LIDAR 시스템의 회전 각도)는 환경 내의 물체들에 관한 정보를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, LIDAR 시스템은 자동-운전 차, 로봇, 또는 자동-비행 항공기(self-flying aerial vehicle)와 같은, 반자율 또는 완전-자율 차량에 정보를 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, LIDAR 시스템은 회전 축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 그러한 시나리오들에서, 각각의 방사체/검출기 쌍은 LIDAR 시스템에 대해 주어진 각도 및 방위각으로 배향될 수 있다. 예로서, 방사체/검출기 쌍들은 회전 축에 대해 다양한 고도각들로 배열될 수 있다. 예를 들어, 방사체/검출기 쌍들은 LIDAR 시스템 주위의 환경 내의 물체들에 관한 포인트 클라우드 정보를 획득하기 위해 LIDAR 시스템의 회전 축을 중심으로 회전하는 레이저 광의 수직 팬 같은 분포를 제공하도록 배열될 수 있다.
일부 실시예들에서, LIDAR 시스템은 동적으로 조정가능한 공간 해상도로 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, LIDAR 시스템은 모든 방사체/검출기 쌍들이 활성인 고해상도 모드에서 동작할 수 있다. 즉, 각각의 광 방사체는 환경 내로 광 펄스를 방출할 수 있고 대응하는 검출기는, 환경 내의 물체의 가능성을 나타낼 수 있는, 반사 광 펄스를 "청취"할 수 있다. LIDAR 시스템은 또한 방사체/검출기 쌍들의 서브세트가 활성일 수 있는 감소된 해상도 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 방사체/검출기 쌍들 모두가 감소된 해상도 모드에서 사용되지는 않을 것이다.
예시적인 실시예에서, 환경의 고해상도 스캔들은 감소된 해상도 스캔들과 인터리빙될 수 있다. 예를 들어, 고해상도 스캔은 환경 내의 관심 영역(예를 들어, 다른 차량, 사람, 표지, 정지 신호등, 다른 유형의 관심 물체 등)에 대해 수행될 수 있는 반면, 감소된 해상도 스캔들은 환경의 다른 부분들에 대해 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 교호하는, 주기적인, 또는 필요에 따른 기준으로, 고해상도 또는 감소된 해상도로 360도 스캔들이 수행될 수 있다. 예를 들어, LIDAR 시스템의 10번의 회전마다 한 번(예를 들어, 10Hz 회전 속도로 1초에 한 번) 고해상도 스캔이 수행될 수 있는 반면, 다른 9번의 회전 동안 감소된 해상도 스캔들이 수행될 수 있다. 고해상도 및 감소된 해상도 스캔들의 다른 조합들이 본 명세서에서 가능하고 고려된다는 것을 이해할 것이다.
일 실시예에서, 고해상도 모드는 LIDAR 시스템으로부터 25 미터에서 약 200 밀리미터의 공간 포인트 클라우드 해상도를 포함할 수 있는 반면, 감소된 해상도 모드는 LIDAR 시스템으로부터 25 미터에서 약 400 밀리미터의 공간 포인트 클라우드 해상도를 포함할 수 있다. 본 개시내용의 범위 내에서 광범위한 공간 포인트 클라우드 해상도들이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, LIDAR 시스템의 해상도는 LIDAR 시스템으로부터 25 미터의 거리에서 약 25 밀리미터로부터 약 600 밀리미터까지 동적으로 조정가능할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, LIDAR 시스템의 수신 어셈블리는 각각 검출기들, 제어 일렉트로닉스, 전원들, 및 광학계들의 2개의 세트를 포함할 수 있다. 즉, 수신 어셈블리는 제1 세트의 수신 채널들 및 제2 세트의 수신 채널들을 포함할 수 있고, 이들은 서로 독립적으로 동작될 수 있다. 예를 들어, 제1 복수의 검출기(예를 들어, SiPM들)는 "홀수" 검출기로 지칭될 수 있고 제2 복수의 검출기는 "짝수" 검출기로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개 세트의 수신 채널들, 및 그들의 수반되는 일렉트로닉스는 2개의 기판 사이에 분할될 수 있다.
그에 따라, LIDAR의 수신 어셈블리는 단일 지점 고장들에 대한 개선된 중복성 및 내성을 제공할 수 있다. 다시 말해서, 한 세트의 수신 채널들이 실패하거나, 오작동하거나, 또는 달리 비작동하더라도, 자동차 LIDAR은 여전히 안전한 동작을 제공할 수 있을 것이다. 예를 들어, 정상 해상도의 절반을 제공할 수 있는, 검출기들의 동작가능한 절반을 사용하여 내비게이션이 여전히 가능할 수 있다. 다른 감소된 해상도들이 가능하고 고려된다. 그러한 시나리오에서, 자동-운전 차량의 컨트롤러는 페일세이프 모드에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 차량이 제어된 방식으로 길 한쪽에 서거나, 수리를 위해 가장 가까운 서비스 스테이션으로 운전하거나, 다른 관련 액션을 취하게 할 수 있다.
II. 예시적인 시스템들
도 1a는 예시적인 실시예에 따른, 감지 시스템(10)을 예시한다. 감지 시스템(10)은 LIDAR(light detection and ranging) 시스템일 수 있다. 그러한 LIDAR 시스템은 주어진 환경 내의 하나 이상의 물체(예를 들어, 위치, 형상 등)에 관한 정보(예를 들어, 포인트 클라우드 데이터)를 제공하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, LIDAR 시스템은 포인트 클라우드 정보, 물체 정보, 매핑 정보, 또는 다른 정보를 차량에 제공할 수 있다. 차량은 반 자동화된 또는 완전 자동화된 차량일 수 있다. 예를 들어, 차량은 자동-운전 차, 자율 드론 항공기, 자율 트럭, 또는 자율 로봇일 수 있다. 다른 유형의 차량들 및 LIDAR 시스템들이 본 명세서에서 고려된다.
감지 시스템(10)은 송신 어셈블리(20), 수신 어셈블리(30), 공유 공간(40), 및 렌즈(50)와 같은 다양한 컴포넌트들의 배열을 하우징하는 하우징(12)을 포함한다. 감지 시스템(10)은 렌즈(50)에 의해 시준되고 시준된 광 빔들(54)로서 감지 시스템(10)의 환경 내로 송신되는 송신 어셈블리(20)로부터 방출된 광 빔들(52)을 제공하도록 구성된 컴포넌트들의 배열을 포함한다. 더욱이, 감지 시스템(10)은 집속 광(58)으로서 수신 어셈블리(30)를 향하여 집속시키기 위해 렌즈(50)에 의해 감지 시스템(10)의 환경 내의 하나 이상의 물체로부터의 반사 광(56)을 수집하도록 구성된 컴포넌트들의 배열을 포함한다. 반사 광(56)은 감지 시스템(10)의 환경 내의 하나 이상의 물체에 의해 반사된 시준된 광 빔들(54)로부터의 광을 포함한다.
방출된 광 빔들(52) 및 집속 광(58)은 하우징(12) 내에 또한 포함된 공유 공간(40)을 횡단할 수 있다. 일부 실시예들에서, 방출된 광 빔들(52)은 공유 공간(40)을 통해 송신 경로를 따라 전파되고 집속 광(58)은 공유 공간(40)을 통해 수신 경로를 따라 전파된다. 일부 구현들에서, 송신 경로의 일부가 수신 경로의 일부와 중첩할 수 있다.
감지 시스템(10)은 수신 어셈블리(30)에 의해 수신된 집속 광(58)을 처리함으로써 감지 시스템(10)의 환경 내의 하나 이상의 물체의 양태(예를 들어, 물체(들)의 위치, 물체(들)의 형상, 물체(들)의 재료 등)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 감지 시스템(10)은 방출된 광 빔들(52)에 포함된 펄스들이 송신 어셈블리(20)에 의해 방출된 시간을 집속 광(58)에 포함된 대응하는 펄스들이 수신 어셈블리(30)에 의해 수신된 시간과 비교하고 비교에 기초하여 하나 이상의 물체와 감지 시스템(10) 사이의 거리를 결정할 수 있다.
감지 시스템(10)에 포함된 하우징(12)은 감지 시스템(10)에 포함된 다양한 컴포넌트들을 장착하기 위한 플랫폼을 제공할 수 있다. 하우징(12)은 하우징(12)의 내부 공간에 포함된 감지 시스템(10)의 다양한 컴포넌트들을 지지할 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(12)은 플라스틱 또는 금속과 같은 구조적 재료로 형성될 수 있다.
일부 예들에서, 하우징(12)은 주변 광 및/또는 송신 어셈블리(20)로부터 수신 어셈블리(30)로의 방출된 광 빔들(52)의 비의도적인 송신을 감소시키도록 구성된 광학 차폐를 포함할 수 있다. 광학 차폐는 환경으로부터의 주변 광을 차단하는 재료로 하우징(12)의 외부 표면을 형성 및/또는 코팅함으로써 제공될 수 있다. 또한, 하우징(12)의 내부 표면들은 방출된 광 빔들(52)이 렌즈(50)에 도달하기 전에 수신 어셈블리(30)가 방출된 광 빔들(52)을 수신하는 것을 방지하기 위해 송신 어셈블리(20)를 수신 어셈블리(30)로부터 광학적으로 격리시키기 위해 위에 설명된 재료를 포함하고/하거나 그 재료로 코팅될 수 있다.
일부 예들에서, 하우징(12)은 전자기 차폐를 위해 감지 시스템(10)의 주변 환경으로부터의 전자기 잡음(예를 들어, 무선 주파수(RF) 잡음 등) 및/또는 송신 어셈블리(20)와 수신 어셈블리(30) 사이의 전자기 잡음을 감소시키도록 구성될 수 있다. 전자기 차폐는 송신 어셈블리(20)에 의해 방출된 방출된 광 빔들(52)의 품질을 개선할 수 있고 수신 어셈블리(30)에 의해 수신 및/또는 제공된 신호들에서의 잡음을 감소시킬 수 있다. 전자기 차폐는 금속, 금속성 잉크, 금속성 발포체, 탄소 발포체, 또는 전자기 방사를 적절히 흡수하거나 반사하도록 구성된 임의의 다른 재료와 같은 하나 이상의 재료로 하우징(12)을 형성 및/또는 코팅하는 것에 의해 달성될 수 있다. 전자기 차폐를 위해 사용될 수 있는 금속들은 예를 들어, 구리 또는 니켈을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 하우징(12)은 실질적으로 원통 형상을 갖고 감지 시스템(10)의 축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(12)은 대략 10 센티미터의 직경을 갖는 실질적으로 원통 형상을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 축은 실질적으로 수직이다. 다양한 컴포넌트들을 포함하는 하우징(12)을 회전시킴으로써, 일부 예들에서, 감지 시스템(10)의 환경의 360도 뷰의 3차원 맵이 감지 시스템(10)의 다양한 컴포넌트들의 배열의 빈번한 재교정 없이 결정될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 감지 시스템(10)은 감지 시스템(10)의 시야를 제어하기 위해 하우징(12)의 회전축을 기울이도록 구성될 수 있다.
도 1a에 예시되지 않았지만, 감지 시스템(10)은 하우징(12)을 위한 장착 구조를 옵션으로 포함할 수 있다. 장착 구조는 감지 시스템(10)의 축을 중심으로 하우징(12)을 회전시키기 위한 모터 또는 다른 수단을 포함할 수 있다. 대안적으로, 장착 구조는 감지 시스템(10) 이외의 디바이스 및/또는 시스템에 포함될 수 있다.
일부 예들에서, 송신 어셈블리(20), 수신 어셈블리(30), 및 렌즈(50)와 같은 감지 시스템(10)의 다양한 컴포넌트들은 각각의 컴포넌트 및/또는 각각의 컴포넌트에 포함된 서브컴포넌트들의 배열을 교정하는 것을 용이하게 하기 위해 미리 결정된 위치들에서 하우징(12)에 제거가능하게 장착될 수 있다. 따라서, 하우징(12)은 감지 시스템(10)의 조립, 정비, 교정, 및 제조의 용이성을 제공하기 위해 감지 시스템(10)의 다양한 컴포넌트들에 대한 플랫폼으로서의 역할을 한다.
송신 어셈블리(20)는 출구 애퍼처(26)를 통해 복수의 방출된 광 빔(52)을 방출하도록 구성될 수 있는 복수의 광원(22)을 포함한다. 일부 예들에서, 복수의 방출된 광 빔(52) 각각은 복수의 광원(22) 중의 하나에 대응한다. 송신 어셈블리(20)는 광원들(22)과 출구 애퍼처(26) 사이의 방출된 광 빔들(52)의 송신 경로를 따라 미러(24)를 옵션으로 포함할 수 있다.
광원들(22)은 레이저 다이오드들, 발광 다이오드들(LED), 수직 공동 표면 방출 레이저들(VCSEL), 유기 발광 다이오드들(OLED), 폴리머 발광 다이오드들(PLED), 발광 폴리머들(LEP), 액정 디스플레이들(LCD), 마이크로전자기계 시스템들(MEMS), 또는 복수의 방출된 광 빔들(52)을 제공하기 위해 광을 선택적으로 송신, 반사, 및/또는 방출하도록 구성된 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 광원들(22)은 수신 어셈블리(30)에 포함된 검출기들(32)에 의해 검출될 수 있는 파장 범위에서 방출된 광 빔들(52)을 방출하도록 구성될 수 있다. 파장 범위는, 예를 들어, 전자기 스펙트럼의 자외선, 가시, 및/또는 적외선 부분들에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 파장 범위는 레이저들에 의해 제공되는 것과 같은 좁은 파장 범위일 수 있다. 일 예에서, 파장 범위는 대략 905nm인 파장들을 포함한다. 또한, 광원들(22)은 펄스들의 형태로 방출된 광 빔들(52)을 방출하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 복수의 광원(22)은 하나 이상의 기판(예를 들어, 인쇄 회로 보드(PCB), 가요성 PCB 등) 상에 배치되고 복수의 광 빔(52)을 출구 애퍼처(26)를 향하여 방출하도록 배열될 수 있다.
일부 예들에서, 복수의 광원(22)은 방출된 광 빔들(52)에 포함된 시준되지 않은 광 빔들을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 방출된 광 빔들(52)은 복수의 광원(22)에 의해 방출된 시준되지 않은 광 빔들로 인해 송신 경로를 따라 하나 이상의 방향으로 발산할 수 있다. 일부 예들에서, 송신 경로를 따르는 임의의 위치에서 방출된 광 빔들(52)의 수직 및 수평 범위들은 복수의 광원(22)에 의해 방출된 시준되지 않은 광 빔들의 발산의 정도에 기초할 수 있다.
방출된 광 빔들(52)의 송신 경로를 따라 배열된 출구 애퍼처(26)는 출구 애퍼처(26)에서 복수의 광원(22)에 의해 방출된 복수의 광 빔(52)의 수직 및 수평 범위들을 수용하도록 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 블록도는 설명의 편의를 위해 기능 모듈들과 관련하여 설명된다는 점에 유의한다. 그러나, 도 1a의 블록도에서의 기능 모듈들은 다른 위치들에서 물리적으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 1a는 출구 애퍼처(26)가 송신 어셈블리(20) 내에 포함되어 있는 것을 보여주지만, 출구 애퍼처(26)는 송신 어셈블리(20) 및 공유 공간(40) 둘 다에 물리적으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 송신 어셈블리(20) 및 공유 공간(40)은 출구 애퍼처(26)를 포함하는 벽에 의해 분리될 수 있다. 이 경우, 출구 애퍼처(26)는 벽의 투명 부분에 대응할 수 있다. 일 예에서, 투명 부분은 벽의 구멍 또는 절개 부분일 수 있다. 다른 예에서, 벽은 불투명 재료로 코팅된 투명 기판(예를 들어, 유리)으로 형성될 수 있고, 출구 애퍼처(26)는 불투명 재료로 코팅되지 않은 기판의 일부일 수 있다.
감지 시스템(10)의 일부 예들에서, 복수의 광 빔(52)의 수직 및 수평 범위들을 수용하면서 출구 애퍼처(26)의 수직 및/또는 수평 크기를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 출구 애퍼처(26)의 크기를 최소화하는 것은 하우징(12)의 기능들에서 위에 설명된 광원들(22)의 광학 차폐를 개선할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 송신 어셈블리(20)와 공유 공간(40)을 분리하는 벽은 집속 광(58)의 수신 경로를 따라 배열될 수 있고, 따라서, 출구 애퍼처(26)는 집속 광(58)의 더 큰 부분이 벽에 도달할 수 있도록 최소화될 수 있다. 예를 들어, 벽은 반사 재료(예를 들어, 공유 공간(40) 내의 반사 표면(42))로 코팅될 수 있고 수신 경로는 집속 광(58)을 반사 재료에 의해 수신 어셈블리(30)를 향하여 반사시키는 것을 포함할 수 있다. 이 경우, 출구 애퍼처(26)의 크기를 최소화하는 것은 집속 광(58)의 더 큰 부분이 벽이 코팅되는 반사 재료로부터 반사되게 할 수 있다.
출구 애퍼처(26)의 크기를 최소화하기 위해, 일부 예들에서, 방출된 광 빔(52)의 발산은 방출된 광 빔(52)의 수직 및 수평 범위들을 최소화하고 따라서 출구 애퍼처(26)의 크기를 최소화하기 위해 광원(22)에 의해 방출된 시준되지 않은 광 빔을 부분적으로 시준함으로써 감소될 수 있다. 예를 들어, 복수의 광원(22) 중의 각각의 광원은 광원에 인접하여 배열된 원통형 렌즈를 포함할 수 있다. 광원은 제2 방향으로보다 제1 방향으로 더 많이 발산하는 대응하는 시준되지 않은 광 빔을 방출할 수 있다. 원통형 렌즈는 제1 방향으로 시준되지 않은 광 빔을 미리 시준하여 부분적으로 시준된 광 빔을 제공하고, 그에 의해 제1 방향으로의 발산을 감소시킬 수 있다. 일부 예들에서, 부분적으로 시준된 광 빔은 제2 방향으로보다 제1 방향으로 더 적게 발산한다. 유사하게, 복수의 광원(22) 중의 다른 광원들로부터의 시준되지 않은 광 빔들은 제1 방향으로 감소된 빔 폭을 가질 수 있고 따라서 방출된 광 빔들(52)은 부분적으로 시준된 광 빔들로 인해 더 작은 발산을 가질 수 있다. 이 예에서, 출구 애퍼처(26)의 수직 및 수평 범위들 중 적어도 하나는 광 빔들(52)을 부분적으로 시준시키는 것으로 인해 감소될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 출구 애퍼처(26)의 크기를 최소화하기 위해, 일부 예들에서, 광원들(22)은 송신 어셈블리(20)에 의해 정의된 성형된 표면을 따라 배열될 수 있다. 일부 예들에서, 성형된 표면은 면형(faceted) 및/또는 실질적으로 만곡될 수 있다. 면형 및/또는 만곡된 표면은 방출된 광 빔들(52)이 출구 애퍼처(26)를 향하여 수렴하도록 구성될 수 있고 따라서 출구 애퍼처(26)에서의 방출된 광 빔들(52)의 수직 및 수평 범위들은 송신 어셈블리(20)의 면형 및/또는 만곡된 표면을 따라 광원들(22)의 배열로 인해 감소될 수 있다.
일부 예들에서, 복수의 광 빔(52)이 송신 경로를 따라 복수의 광원(22) 전방의 중심 영역을 향하여 수렴하도록, 송신 어셈블리(20)의 만곡된 표면은 방출된 광 빔들(52)의 제1 발산 방향을 따른 곡률 및 방출된 광 빔들(52)의 제2 발산 방향을 따른 곡률을 포함할 수 있다.
광원들(22)의 그러한 만곡된 배열을 용이하게 하기 위해, 일부 예들에서, 광원들(22)은 하나 이상의 방향을 따라 곡률을 갖는 가요성 기판(예를 들어, 가요성 PCB) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 만곡된 가요성 기판은 방출된 광 빔들(52)의 제1 발산 방향 및 방출된 광 빔들(52)의 제2 발산 방향을 따라 만곡될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 광원들(22)의 그러한 만곡된 배열을 용이하게 하기 위해, 일부 예들에서, PCB의 만곡된 에지가 제1 방향의 곡률(예를 들어, PCB의 수직 평면)과 실질적으로 일치하도록, 광원들(22)은 하나 이상의 수직으로 배향된 인쇄 회로 보드(PCB) 들의 만곡된 에지 상에 배치될 수 있다. 이 예에서, 하나 이상의 PCB는 제2 방향의 곡률(예를 들어, 하나 이상의 PCB의 수평 평면)과 실질적으로 일치하는 수평 곡률을 따라 송신 어셈블리(20)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 송신 어셈블리(20)는 4개의 PCB를 포함할 수 있고, 각각의 PCB는 16개의 광원을 장착하여, 송신 어셈블리(20)의 만곡된 표면을 따라 64개의 광원을 제공한다. 이 예에서, 64개의 광원은 방출된 광 빔들(52)이 송신 어셈블리(20)의 출구 애퍼처(26)를 향하여 수렴하도록 하는 패턴으로 배열된다.
송신 어셈블리(20)는 광원들(22)과 출구 애퍼처(26) 사이의 방출된 광 빔들(52)의 송신 경로를 따라 미러(24)를 옵션으로 포함할 수 있다. 송신 어셈블리(20)에 미러(24)를 포함시킴으로써, 방출된 광 빔들(52)의 송신 경로는 접힐 수 있어 송신 경로가 접히지 않은 다른 송신 어셈블리의 크기보다 더 작은 크기의 감지 시스템(10)의 하우징(12) 및 송신 어셈블리(20)를 제공할 수 있다.
수신 어셈블리(30)는 입구 애퍼처(36)를 통해 집속 광(58)을 수신하도록 구성될 수 있는 복수의 검출기(32)를 포함한다. 일부 예들에서, 복수의 검출기(32) 각각은 복수의 광원(22) 중의 대응하는 광원에 의해 방출되고 감지 시스템(10)의 환경 내의 하나 이상의 물체에서 반사되는 광 빔에 대응하는 집속 광(58)의 일부를 수신하도록 구성되고 배열된다. 수신 어셈블리(30)는 불활성 가스(34)를 갖는 밀폐된 환경 내의 검출기들(32)을 옵션으로 포함할 수 있다.
검출기들(32)은 방출된 광 빔들(52)의 파장 범위 내의 파장들을 갖는 집속 광(58)을 수신하도록 구성된 포토다이오드들, 애벌란시 포토다이오드들, 포토트랜지스터들, 카메라들, 액티브 픽셀 센서들(APS), 전하 결합 디바이스들(CCD), 극저온 검출기들, 또는 임의의 다른 광 센서를 포함할 수 있다.
검출기들(32) 각각에 의해, 복수의 광원(22) 중의 대응하는 광원으로부터 집속 광(58)의 부분을 수신하는 것을 용이하게 하기 위해, 검출기들(32)은 하나 이상의 기판 상에 배치되고 그에 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 광원들(22)은 송신 어셈블리(20)의 만곡된 표면을 따라 배열될 수 있다. 검출기들(32)은 수신 어셈블리(30)의 만곡된 표면을 따라 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 수신 어셈블리(30)의 만곡된 표면은 송신 어셈블리(20)와 유사하거나 동일한 만곡된 표면을 포함할 수 있다. 따라서, 검출기들(32) 각각은 원래 복수의 광원(22) 중의 대응하는 광원에 의해 방출된 광을 수신하도록 구성될 수 있다.
수신 어셈블리(30)의 만곡된 표면을 제공하기 위해, 검출기들(32)은 송신 어셈블리(20) 내에 배치된 광원들(22)과 유사하게 하나 이상의 기판 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 검출기들(32)은 가요성 기판(예를 들어, 가요성 PCB) 상에 배치되고 가요성 기판의 만곡된 표면을 따라 배열되어 광원들(22) 중의 대응하는 광원에서 비롯되는 집속 광을 각각 수신할 수 있다. 이 예에서, 가요성 기판은 수신 어셈블리(30)의 만곡된 표면의 형상에 대응하는 표면들을 갖는 2개의 클램핑 피스 사이에 유지될 수 있다. 따라서, 이 예에서, 수신 어셈블리(30)의 조립은 가요성 기판을 수신 어셈블리(30) 상으로 슬라이딩시키고 2개의 클램핑 피스를 이용하여 그것을 정확한 곡률로 유지함으로써 단순화될 수 있다.
수신 경로를 따라 횡단하는 집속 광(58)은 입구 애퍼처(36)를 통해 검출기들(32)에 의해 수신될 수 있다. 일부 예들에서, 입구 애퍼처(36)는 복수의 광원(22)에 의해 방출되는 파장 범위 내의 파장들을 갖는 광을 통과시키고 다른 파장들을 갖는 광을 감쇠시키는 필터링 윈도를 포함할 수 있다. 이 예에서, 검출기들(32)은 파장 범위 내의 파장들을 갖는 광을 실질적으로 포함하는 집속 광(58)을 수신한다.
일부 예들에서, 수신 어셈블리(30)에 포함된 복수의 검출기(32)는, 예를 들어, 불활성 가스(34)로 채워진 밀폐된 환경 내의 애벌란시 포토다이오드들을 포함할 수 있다. 불활성 가스(34)는, 예를 들어, 질소를 포함할 수 있다.
공유 공간(40)은 송신 어셈블리(20)로부터 렌즈(50)로의 방출된 광 빔들(52)에 대한 송신 경로를 포함하고, 렌즈(50)로부터 수신 어셈블리(30)로의 집속 광(58)에 대한 수신 경로를 포함한다. 일부 예들에서, 송신 경로는 공유 공간(40) 내의 수신 경로와 적어도 부분적으로 중첩한다. 공유 공간(40)에 송신 경로 및 수신 경로를 포함시킴으로써, 감지 시스템(10)의 크기, 비용, 및/또는 조립, 제조, 및/또는 정비의 복잡성에 대한 이점들이 제공될 수 있다.
출구 애퍼처(26) 및 입구 애퍼처(36)가 각각 송신 어셈블리(20) 및 수신 어셈블리(30)의 일부인 것으로 예시되어 있지만, 그러한 애퍼처들이 다른 위치들에 배열되거나 배치될 수 있다는 것이 이해된다. 일부 실시예들에서, 출구 애퍼처(26) 및 입구 애퍼처(36)의 기능 및 구조는 조합될 수 있다. 예를 들어, 공유 공간(40)은 공유된 입구/출구 애퍼처를 포함할 수 있다. 하우징(12) 내의 감지 시스템(10)의 광학 컴포넌트들을 배열하는 다른 방식들이 가능하고 고려된다는 것을 이해할 것이다.
일부 예들에서, 공유 공간(40)은 반사 표면(42)을 포함할 수 있다. 반사 표면(42)은 수신 경로를 따라 배열되고 집속 광(58)을 입구 애퍼처(36)를 향하여 검출기들(32) 상으로 반사시키도록 구성될 수 있다. 반사 표면(42)은 집속 광(58)을 수신 어셈블리(30) 내의 입구 애퍼처(36)를 향하여 반사시키도록 구성된 프리즘, 미러 또는 임의의 다른 광학 요소를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 벽은 공유 공간(40)을 송신 어셈블리(20)로부터 분리할 수 있다. 이러한 예들에서, 벽은 투명 기판(예를 들어, 유리)을 포함할 수 있고, 반사 표면(42)은 출구 애퍼처(26)에 대한 코팅되지 않은 부분을 갖는 벽 상에 반사 코팅을 포함할 수 있다.
반사 표면(42)을 포함하는 실시예들에서, 반사 표면(42)은 송신 어셈블리(20) 내의 미러(24)와 유사하게 수신 경로를 접음으로써 공유 공간(40)의 크기를 감소시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 반사 표면(42)은 집속 광(58)을 수신 어셈블리(30)로 지향시켜 하우징(12) 내의 수신 어셈블리(30)의 배치에 대한 유연성을 추가로 제공할 수 있다. 예를 들어, 반사 표면(42)의 기울기를 변화시키는 것은 집속 광(58)이 하우징(12)의 내부 공간의 다양한 부분들로 반사되게 할 수 있고, 따라서 수신 어셈블리(30)는 하우징(12) 내의 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이 예에서, 감지 시스템(10)은 반사 표면(42)의 기울기를 변화시킴으로써 교정될 수 있다.
하우징(12)에 장착된 렌즈(50)는 송신 어셈블리(20) 내의 광원들(22)로부터 방출된 광 빔들(52)을 시준하는 것과 감지 시스템(10)의 환경 내의 하나 이상의 물체로부터의 반사 광(56)을 수신 어셈블리(30) 내의 검출기들(32) 상으로 집속시키는 것 둘 다를 수행하기 위한 광학 능력을 가질 수 있다. 일 예에서, 렌즈(50)는 대략 120mm의 초점 거리를 갖는다. 시준을 위한 송신 렌즈와 집속을 위한 수신 렌즈 대신에, 이러한 기능들 둘 다를 수행하기 위해 렌즈(50)를 사용함으로써, 크기, 비용 및/또는 복잡성에 대한 이점들이 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 방출된 광 빔들(52)을 시준하여 시준된 광 빔들(54)을 제공하는 것은 감지 시스템(10)의 환경 내의 하나 이상의 물체까지 시준된 광 빔들(54)에 의해 이동된 거리를 결정하는 것을 허용한다.
본 명세서에서 설명된 바와 같이, 렌즈(50)가 송신 렌즈 및 수신 렌즈로서 이용되지만, 본 개시내용의 범위 내에서 별개의 렌즈 및/또는 다른 광학 요소들이 고려된다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 렌즈(50)는 별개의 광 송신 및 수신 경로들을 따른 별개의 렌즈들 또는 렌즈 세트들을 나타낼 수 있다.
예시적인 시나리오에서, 송신 경로를 따라 횡단하는 광원들(22)로부터의 방출된 광 빔들(52)은 렌즈(50)에 의해 시준되어 시준된 광 빔들(54)을 감지 시스템(10)의 환경에 제공할 수 있다. 그 후, 시준된 광 빔들(54)은 감지 시스템(10)의 환경 내의 하나 이상의 물체로부터 반사되고 반사 광(56)으로서 렌즈(50)로 복귀할 수 있다. 그 후, 렌즈(50)는 반사 광(56)을 수집하고 집속 광(58)으로서 수신 어셈블리(30)에 포함된 검출기들(32) 상으로 집속시킬 수 있다. 일부 예들에서, 방출된 광 빔들(52)을 집속 광(58)과 비교함으로써 감지 시스템(10)의 환경 내의 하나 이상의 물체의 양태들이 결정될 수 있다. 양태들은, 예를 들어, 하나 이상의 물체의 거리, 형상, 컬러, 및/또는 재료를 포함할 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 하우징(12)을 회전시킴으로써, 감지 시스템(10)의 주변의 3차원 맵이 결정될 수 있다.
복수의 광원(22)이 송신 어셈블리(20)의 만곡된 표면을 따라 배열되는 일부 예들에서, 렌즈(50)는 송신 어셈블리(20)의 만곡된 표면에 대응하는 초점 표면을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 렌즈(50)는 하우징(12) 외부의 비구면 표면 및 공유 공간(40)을 향하는 하우징(12) 내부의 환상 표면을 포함할 수 있다. 이 예에서, 렌즈(50)의 형상은 렌즈(50)가 방출된 광 빔들(52)을 시준하는 것과 반사 광(56)을 집속시키는 것 둘 다를 수행할 수 있게 한다. 또한, 이 예에서, 렌즈(50)의 형상은 렌즈(50)가 송신 어셈블리(20)의 만곡된 표면에 대응하는 초점 표면을 갖게 한다. 일부 예들에서, 렌즈(50)에 의해 제공되는 초점 표면은 송신 어셈블리(20)의 만곡된 형상과 실질적으로 일치한다. 또한, 일부 예들에서, 검출기들(32)은 렌즈(50)에 의해 제공되는 만곡된 초점 표면을 따라 집속 광(58)을 수신하기 위해 수신 어셈블리(30)의 만곡된 형상에서 유사하게 배열될 수 있다. 따라서, 일부 예들에서, 수신 어셈블리(30)의 만곡된 표면은 또한 렌즈(50)에 의해 제공되는 만곡된 초점 표면과 실질적으로 일치할 수 있다.
도 1b는 예시적인 실시예에 따른, 감지 시스템(100)을 예시한다. 시스템(100)은 감지 시스템(10)의 것과 유사하거나 동일할 수 있는 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 하우징(110), 송신 어셈블리(120), 및 수신 어셈블리(130)를 포함하고, 이들은 각각 하우징(12), 송신 어셈블리(20), 및 수신 어셈블리(30)와 유사하거나 동일할 수 있다.
일부 실시예들에서, 하우징(110)은 회전 축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전 축은 실질적으로 수직인 축을 포함할 수 있다. 그러한 시나리오들에서, 하우징(110)은 안정된 또는 가변적인 회전 속도로 수직 축을 중심으로 회전하도록 동작가능할 수 있다. 따라서, 하우징(110)이 차량 상의 상승된 위치에 장착되면, 하우징(110)은 차량 주위의 360도로부터 포인트 클라우드 정보가 획득될 수 있도록 회전할 수 있다. 하우징(110)의 위치 또는 배향을 조정하는 다른 방식들이 가능하고 고려된다.
예시적인 실시예에서, 송신 어셈블리(120)는 복수의 광 방사체 디바이스(122)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 복수의 광 방사체 디바이스(122)는 적어도 256개의 광 방사체 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 광 방사체 디바이스(122)는 제1 세트의 광 방사체 디바이스들(124) 및 제2 세트의 광 방사체 디바이스들(126)을 포함할 수 있다.
광 방사체 디바이스들(122)은 광 펄스들을 방출하도록 동작가능하다. 일부 실시예들에서, 방출된 광 펄스들 중 일부가 시스템(100)의 환경과 상호작용하여 반사 광 펄스들을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 방출된 광 펄스들 및/또는 반사 광 펄스들은 근적외선 범위 내의 파장들을 포함할 수 있다. 그러나, 광의 다른 파장들이 본 개시내용의 컨텍스트 내에서 고려되고 가능하다.
일부 실시예들에서, 수신 어셈블리(130)는 복수의 광 검출 디바이스(132)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 복수의 광 검출 디바이스(132)는 제1 세트의 광 검출 디바이스들(134) 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들(136)을 포함할 수 있다. 복수의 광 검출 디바이스(132) 각각은 반사 광 펄스들을 검출하도록 동작가능하다. 복수의 광 검출 디바이스는 적어도 256개의 광 검출 디바이스를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 송신 어셈블리(120) 및 수신 어셈블리(130)는 하우징(110)에 결합된다. 즉, 일부 실시예들에서, 송신 어셈블리(120) 및/또는 수신 어셈블리(130)는 적어도 부분적으로 하우징(110) 내에 하우징될 수 있다.
시스템(100)은 시간 기준 신호를 제공할 수 있는 클록(140)을 또한 포함한다. 클록(140)에 의해 제공되는 시간 기준 신호는 시스템(100)의 요소들을 동기화시키는 데 도움이 되기 위해 그리고/또는 방출된 광 펄스들 및 대응하는 수신된 반사 광에 대한 비행 시간 측정들을 획득하기 위해 로컬로 사용되거나(예를 들어, 시스템(100)의 하나 이상의 요소에 의해 사용됨) 또는 시스템 전체적으로 사용될 수 있다(예를 들어, 시스템(100)의 모든 요소들에 의해 사용됨).
시스템(100)은 적어도 하나의 프로세서(152) 및 메모리(154)를 갖는 컨트롤러(150)를 포함한다. 적어도 하나의 프로세서(152)는, 예를 들어, ASIC(application-specific integrated circuit) 또는 FPGA(field-programmable gate array)를 포함할 수 있다. 소프트웨어 명령어들을 수행하도록 구성된 다른 유형의 프로세서들, 컴퓨터들 또는 디바이스들이 본 명세서에서 고려된다. 메모리(154)는 판독 전용 메모리(ROM), 프로그램 가능 판독 전용 메모리(PROM), 소거 가능 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적 소거 가능 판독 전용 메모리(EEPROM), 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(예를 들어, 플래시 메모리), 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), 하드 디스크 드라이브(HDD), 컴팩트 디스크(CD), 디지털 비디오 디스크(DVD), 디지털 테이프, 판독/기입(R/W) CD들, R/W DVD들 등과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다.
컨트롤러(150)는 차량 상에 배치된 컴퓨팅 디바이스, 외부 컴퓨터, 또는 스마트폰, 태블릿 디바이스, 개인용 컴퓨터, 웨어러블 디바이스 등과 같은 모바일 컴퓨팅 플랫폼을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러(150)는 클라우드 서버와 같은 원격 위치된 컴퓨터 시스템을 포함하거나 그에 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 컨트롤러(150)는 본 명세서에서 설명된 일부 또는 모든 방법 블록들 또는 단계들을 수행하도록 구성될 수 있다.
예로서, 적어도 하나의 프로세서(152)는 특정 동작들을 수행하기 위해 메모리(154)에 저장된 명령어들을 실행할 수 있다. 동작들은 본 명세서에서 설명된 기능들, 블록들, 또는 단계들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 컴퓨팅 디바이스들 또는 컨트롤러들은 본 명세서에서 설명된 다양한 기능들, 블록들, 또는 단계들을 다양한 조합으로 수행할 수 있다.
동작들은, 예를 들어, 제1 기간 동안, 복수의 광 방사체 디바이스(122) 중 제1 세트의 광 방사체 디바이스들(124)로 하여금 제1 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 포함할 수 있다. 예로서, 제1 공간 광 패턴은, LIDAR 시스템으로부터 25 미터에서 인접한 포인트 클라우드 데이터 위치들 사이에 400 밀리미터의 해상도를 가질 수 있는, 저해상도 스캔을 포함할 수 있다.
동작들은 복수의 광 검출 디바이스(132) 중 제1 세트의 광 검출 디바이스들(134)로 하여금 제1 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 방출된 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 제1 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 또한 포함할 수 있다.
더욱이, 동작들은, 제2 기간 동안, 복수의 광 방사체 디바이스(122) 중 제2 세트의 광 방사체 디바이스들(126)로 하여금 제2 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 또한 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 공간 광 패턴 및 제2 공간 광 패턴은 상이한 공간 해상도들을 포함한다. 즉, 제1 공간 광 패턴은 개략적인 공간 해상도를 포함할 수 있고 제2 공간 광 패턴은 미세한 공간 해상도를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 유형의 공간 광 패턴들 및/또는 공간-시간 해상도들이 가능하고 고려된다.
그러한 시나리오들에서, 동작들은 복수의 광 검출 디바이스(132) 중 제2 세트의 광 검출 디바이스들(136)로 하여금 제2 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 방출된 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 제2 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 추가로 포함할 수 있다.
일부 시나리오에서, 제2 세트의 광 방사체 디바이스들(124)은 제1 세트의 광 방사체 디바이스들(126)보다 복수의 광 방사체 디바이스(122) 중 더 많은 광 방사체 디바이스를 포함할 수 있다. 즉, 제1 세트의 광 방사체 디바이스들(124)로 하여금 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것은 대강의 또는 개략적인 스캔을 획득하는 것의 일부일 수 있다. 그러한 시나리오들에서, 제2 세트의 광 방사체 디바이스들(126)로 하여금 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것은 미세한 스캔을 획득하는 것의 일부일 수 있다.
동작들은, 예를 들어, 제1 반사 광 데이터 및 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 동작들은, 제1 기간 동안, 제1 동작 주파수에서 광 방사체 디바이스들(122) 및 광 검출 디바이스들(132)을 동작시키는 것을 포함할 수 있다. 그러한 시나리오들에서, 동작들은, 제2 기간 동안, 제2 동작 주파수에서 광 방사체 디바이스들(122) 및 광 검출 디바이스들(132)을 동작시키는 것을 또한 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 동작 주파수는 제1 동작 주파수보다 더 높을 수 있다. 예를 들어, 제2 동작 주파수는 수십 kHz(예를 들어, 30 kHz 내지 500 kHz)일 수 있는 반면, 제1 동작 주파수는 약 10 Hz일 수 있다. 다른 동작 주파수들이 본 명세서에서 가능하고 고려된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 동작들은 복수의 개략적인 스캔(예를 들어, 저해상도 스캔들) 사이에 적어도 하나의 미세한 스캔(고해상도 스캔)을 인터리빙하는 것을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 동작들은 "온 더 플라이(on-the-fly)"로 미세한 스캔과 개략적인 스캔 사이에 교호하는 것, 또는 스캔 해상도들 사이에 교호하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 시나리오들에서는, 연달아 미세한 스캔들을 수행하는 것에 비해 전력, 데이터 레이트, 및/또는 포인트 클라우드 계산 능력이 절약될 수 있다.
일부 실시예들에서, 동작들은 환경 내의 관심 영역을 결정하는 것을 옵션으로 포함할 수 있다. 관심 영역들은 다른 차량, 자전거 타는 사람, 오토바이 타는 사람, 보행자, 도로, 장애물, 경계석, 보도, 보행자 횡단보도, 표지, 정지 신호등, 방향 지시등, 및/또는 교차로를 포함할 수 있지만, 이에 제한될 필요는 없다. 차량 주위의 환경에 관한 더 많은 정보를 제공하기 위해 다른 유형의 관심 영역들이 결정될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러한 관심 영역들은 차량의 포즈, 차량의 이동 속도 및 방향, 차량의 경로 결정을 확립하거나, 차량의 동작들 동안 장애물, 위협, 또는 다른 안전 고려사항을 검출하는 데 도움이 되는 정보를 제공할 수 있다.
관심 영역을 결정하는 것에 응답하여, 동작들은 원하는 공간 광 패턴을 결정하는 것을 포함한다. 결정된 원하는 공간 광 패턴은 원하는 공간 해상도(예를 들어, 25 미터에서 인접한 포인트 클라우드 위치들 사이에 25 내지 400mm) 또는 포인트 클라우드 위치들의 원하는 공간 배열(예를 들어, 정사각형 어레이, 육각형 어레이, 선형 어레이, 다른 유형의 규칙적 어레이, 또는 불규칙적 어레이)을 포함할 수 있다.
그러한 시나리오들에서, 동작들은 복수의 광 방사체 디바이스(122) 중 적어도 일부로 하여금 원하는 공간 광 패턴에 따라 환경 내의 관심 영역 내로 또는 그를 향해 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 펄스들은 관심 영역 내에 특별히 집중될 수 있다(예를 들어, 더 높은 면적 밀도로). 일부 실시예들에서, 관심 영역은 관심 영역 내의 물체의 유형에 기초하여 원하는 공간 광 패턴의 광 펄스들에 의해 조명될 수 있다. 예를 들어, 잠재적인 다른 차량을 포함하는 관심 영역은 인접한 광 펄스들 사이의 최대 간격이 50 밀리미터인 원하는 공간 광 패턴과 연관될 수 있다. 다른 예에서, 잠재적인 보행자를 포함하는 관심 영역은 인접한 광 펄스들 사이의 최대 간격이 25 밀리미터인 원하는 공간 광 패턴과 연관될 수 있다. 그러한 시나리오들에서, 원하는 공간 광 패턴의 특성들(예를 들어, 인접한 광 펄스들 사이의 최대 간격, 광 펄스들의 공간 배열, 스캔 레이트 등)은 주어진 관심 영역 내의 하나 이상의 물체의 우선순위에 기초할 수 있다. 예를 들어, 보행자들이 최고 우선순위를 나타낼 수 있고, 이어서 도로 상의 다른 움직이는 물체들, 인접한 보도 상의 움직이는 물체들, 및 그 후 정지된 물체들(예를 들어, 도로, 표지, 건물 등)일 수 있다. 주어진 관심 영역 내의 물체들에 대한 다른 우선순위들이 본 개시내용의 범위 내에서 고려되고 가능하다. 주어진 관심 영역 내의 하나 이상의 물체의 우선순위에 기초하여, 원하는 공간 광 패턴이 계산되거나 달리 결정될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 원하는 공간 광 패턴들은 "온 더 플라이"로 생성될 수 있거나, 유사한 시나리오들에서 적용될 수 있는 템플릿들에 기초하여 제공될 수 있다.
시스템(100)은 통신 인터페이스(180)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(180)는 컨트롤러(150), 송신 어셈블리(120), 수신 어셈블리(130), 클록(140), 하나 이상의 컴퓨팅 네트워크, 및/또는 다른 차량들과 같은 시스템(100)의 다양한 요소들 사이의 통신 링크를 제공하도록 구성될 수 있다.
통신 인터페이스(180)는, 예를 들어, 하나 이상의 다른 차량, 센서들, 또는 본 명세서에서 설명된 다른 요소들 사이의 유선 또는 무선 통신을 직접 또는 통신 네트워크를 통해 제공하도록 구성된 시스템일 수 있다. 이를 위해, 통신 인터페이스(180)는 다른 차량들, 센서들, 서버들, 또는 다른 엔티티들과 직접 또는 통신 네트워크를 통해 통신하기 위한 안테나 및 칩셋을 포함할 수 있다. 칩셋 또는 통신 인터페이스(180)는 일반적으로, 여러 가능성들 중에서도, BLUETOOTH, BLE(BLUETOOTH LOW ENERGY), IEEE 802.11(임의의 IEEE 802.11개정들을 포함함)에 기술된 통신 프로토콜들, 셀룰러 기술(예컨대 GSM, CDMA, UMTS, EV-DO, WiMAX, 또는 LTE), ZIGBEE, DSRC(dedicated short range communications), 및 RFID(radio frequency identification) 통신들과 같은 하나 이상의 유형의 무선 통신(예를 들어, 프로토콜들)에 따라 통신하도록 배열될 수 있다. 통신 인터페이스(180)는 다른 형식들도 취할 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른, 차량(200)을 예시한다. 도 2는 자동차(예를 들어, 차)를 예시하고 있지만, 다른 유형의 차량들이 본 명세서에서 가능하고 고려된다는 것을 이해할 것이다. 차량(200)은 하나 이상의 센서 시스템(202, 204, 206, 208, 및 210)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 센서 시스템(202, 204, 206, 208, 및 210)은, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 예시되고 설명된 바와 같은, 감지 시스템(10) 및 시스템(100)에 관하여 설명된 센서와 유사하거나 동일할 수 있다. 즉, 센서 시스템들(202, 204, 206, 208, 및 210)은: LIDAR 센서들(예를 들어, 감지 시스템(10) 및 시스템(100)), 카메라들, 및/또는 RADAR 센서들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 센서 시스템(202)은 LIDAR 시스템, 카메라, 및 RADAR 센서를 포함할 수 있지만, 센서들의 다른 변형들, 조합들, 및 배열들이 가능하다.
예시적인 실시예에서, 센서 시스템들(202, 204, 206, 208, 및 210) 중 하나 이상은 레이저 광 펄스들로 차량(200) 주위의 환경을 조명하기 위해 축(예를 들어, 수직 축(230))을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서 시스템(202)의 적어도 일부는 회전의 각도(220)를 변경함으로써 수직 축(230)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 센서 시스템들(202, 204, 206, 208, 및 210)은 차량(200)의 환경 내의 물리적 물체들과 관련될 수 있는 각각의 포인트 클라우드 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 그러한 시나리오들에서, 반사 광 펄스들의 다양한 양태들(예를 들어, 경과된 비행 시간, 편파 등)을 검출하는 것에 기초하여, 환경에 관한 정보가 결정될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 차량(200)은 차량 주위의 환경의 원하는 부분에서의 포인트 클라우드 정보를 결정하기 위해 비교적 좁은 원하는 시야를 제어가능하게 스캐닝하도록 구성된 LIDAR 시스템을 포함할 수 있다. 그러한 LIDAR 시스템은 더 긴 거리들에서 더 나은 포인트 클라우드 해상도를 제공하도록 구성될 수 있다.
센서 시스템들(202, 204, 206, 208, 및 210)은 차량(200)의 환경에 관한 동적 정보를 획득하기 위해 차량(200)에 대해 원하는 방식으로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 카메라 및/또는 RADAR은 차량(200)의 환경의 원하는 부분에 관한 정보를 제공하기 위해 축을 중심으로 회전할 수 있거나 원하는 시야를 향해 제어가능하게 배향될 수 있다.
도 2는 센서 시스템들(202, 204, 206, 208, 및 210)을 차량(200) 상의 특정 위치들에 위치되어 있는 것으로 예시하지만, 많은 다른 배열의 센서들이 가능하고 고려된다는 것을 이해할 것이다. 일부 실시예들에서, 차량(200) 주위의 환경에 관한 정보는 센서 융합 알고리즘(예를 들어, 칼만 필터(Kalman filter) 및/또는 베이즈 네트워크(Bayes network))을 이용하여 통합될 수 있다. 더욱이, 본 명세서의 실시예들은 LIDAR 센서들에 대한 다양한 구성들 및 동작 모드들로 지향되지만, 원하는 공간-시간 해상도로 차량의 환경에 관한 정보를 제공하기 위해 상이한 센서 유형들의 다양한 조합들이 조정될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
예를 들어, 본 명세서의 다양한 실시예들은, LIDAR 시스템의 적어도 일부의 오작동, 고장, 또는 달리 비작동 상태로 인해 들어갈 수 있는, 페일세이프 모드를 설명한다. 페일세이프 동작 모드에 들어가는 것에 응답하여, 하나 이상의 다른 유형의 센서(예를 들어, 카메라 및/또는 RADAR)는 아마도 LIDAR 정보의 손실을 보상하기 위해 그들 각각의 공간-시간 해상도를 증가시키도록 동작가능할 수 있다. LIDAR 센서 시스템 고장 동안 및 이후에 환경 인식을 유지하기 위해 다른 유형의 보상 또는 비상 액션들이 가능하다.
도 3a는 예시적인 실시예에 따른, 운전 시나리오(300)를 예시한다. 운전 시나리오(300)는 도로(302)를 따라 운전하고 있는 차량(예를 들어, 차량(200))의 전방 뷰를 포함한다. 도로(302)는 도로(302)의 다양한 운전 차선들 및 부분들을 분리하는 차선 마커들(304) 또는 경계석들을 포함할 수 있다. 운전 시나리오는 교통 신호등(310)을 포함할 수 있다. 운전 시나리오(300)는 나무(306) 및 건물(308)과 같은 정적 물체들을 또한 포함할 수 있다. 운전 시나리오(300)는 다른 차량들(320a 및 320b)과 같은 움직이는 물체들을 추가로 포함할 수 있다. 운전 시나리오(300)는 LIDAR 시스템(예를 들어, 차량(200)에 탑재된)에 의해 스캐닝될 수 있는 예시적인 환경을 제공한다. 본 명세서에서 명시적으로 고려되는 많은 다른 운전/비행/수중 환경 및 동작 시나리오들이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
도 3b는 예시적인 실시예에 따른, 운전 시나리오(330)를 예시한다. 구체적으로, 도 3b는 본 명세서에서 설명된 시스템들 및 방법들이 실세계 시나리오에서 어떻게 동작할 수 있는지를 예시한다. 예를 들어, 초기 기간 동안, LIDAR 스캔 범위의 전부 또는 일부에 대해 대강의 또는 개략적인 해상도 LIDAR 스캔이 수행될 수 있다. 즉, 복수의 광 방사체 디바이스 중의 광 방사체 디바이스의 서브세트는 대강의 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 광 펄스들을 방출할 수 있다(예를 들어, 차량으로부터 25 미터에서 인접한 포인트 클라우드 위치들 사이에 200 밀리미터).
그러한 시나리오에서, 복수의 광 검출 디바이스 중 대응하는 제1 세트의 광 검출 디바이스들이 대강의 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 방출된 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 제1 반사 광 데이터를 획득할 수 있다.
그 후, 예시적인 실시예에서, 복수의 광 방사체 디바이스 중 제2 세트의 광 방사체 디바이스들이 미세한 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 광 펄스들을 방출한다. 그러한 시나리오에서, 미세한 공간 광 패턴은 대강의 공간 광 패턴과 비교하여 상이한, 더 높은 공간 및/또는 시간 해상도를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미세한 공간 광 패턴은 차량으로부터 25 미터에서 인접한 위치들 사이에 25mm의 포인트 클라우드 간격을 포함할 수 있다. 미세한 공간 광 패턴을 획득하기 위한 대응하는 시간 해상도는, 대강의 공간 광 패턴에 대한 10 Hz와 비교하여, 예를 들어, 20 Hz일 수 있다.
환경 내로 제2 세트의 광 펄스들을 방출하는 것에 응답하여, 복수의 광 검출 디바이스들 중 대응하는 제2 세트의 광 검출 디바이스들이 미세한 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 방출된 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 제2 반사 광 데이터를 획득할 수 있다. 그 후, 제1 반사 광 데이터 및 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터가 형성될 수 있다.
미세한 공간 광 패턴은 다양한 관심 영역들 및/또는 해당 관심 영역들 내의 물체들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 관심 영역들은 차선 라인 관심 영역(336), 다른 차량 관심 영역(332a 및 332b), 및/또는 표지/신호 관심 영역(334)을 포함할 수 있지만, 이에 제한될 필요는 없다. 다른 관심 영역들(및 해당 영역들 내의 대응하는 물체들)이 본 명세서에서 가능하고 고려된다는 것을 이해할 것이다.
따라서, 본 명세서에서의 시스템들 및 방법들은 LIDAR 센서의 시야 내의 다른 영역들보다 더 높은 공간-시간 해상도로 그러한 관심 영역들을 스캐닝하는 것을 포함할 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른, 시스템(400)을 예시한다. 시스템(400)은, 도 1a, 도 1b, 및 도 2를 참조하여 예시되고 설명된 바와 같은, 감지 시스템(10), 시스템(100), 및/또는 차량(200)과 비교하여 유사하거나 동일한 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(400)은 송신 어셈블리(120), 수신 어셈블리(130), 클록(140), 및 컨트롤러(150)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템(400)은 중복의 페일세이프 LIDAR 센서 시스템을 제공할 수 있다.
시스템(400)은 복수의 전원을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(400)은 제1 전원(460) 및 제2 전원(462)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전원(460)은 적어도 제1 세트의 광 방사체 디바이스들(124) 및 제1 세트의 광 검출 디바이스들(134)에 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 제2 전원(462)은 적어도 제2 세트의 광 방사체 디바이스들(126) 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들(136)에 전력을 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 컨트롤러(150)는 별개의 프로세서들 및 메모리가 각각의 전원들에 의해 전력을 공급받을 수 있도록 세그먼트화되거나 달리 분리될 수 있다. 예를 들어, 별개의 프로세서들 및 메모리는 각각의 광 방사체 디바이스들(예를 들어, 124 및 126) 및 광 검출 디바이스들(예를 들어, 134 및 136)에 대한 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
시스템(400)은 제1 기판(410) 및 제2 기판(412)과 같은 복수의 기판을 또한 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 세트의 광 방사체 디바이스들(124) 및 제1 세트의 광 검출 디바이스들(134)은 제1 기판(410)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 세트의 광 방사체 디바이스들(124) 및 제1 세트의 광 검출 디바이스들(134)은 제1 기판(410)을 따라 및/또는 제1 기판(410) 상에 위치될 수 있다. 그러한 시나리오들에서, 제2 세트의 광 방사체 디바이스들(126) 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들(136)은 제2 기판(412)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제2 세트의 광 방사체 디바이스들(126) 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들(136)은 제2 기판(412)을 따라 및/또는 제2 기판(412) 상에 위치될 수 있다. 더욱이, 도 4는 하우징(110)을 예시하지만, 일부 실시예들에서, 제1 기판(410) 및 그것에 결합된 요소들은 제1 하우징 내에 하우징될 수 있다. 유사하게, 제2 기판(412) 및 그 대응하는 요소들은 제2 하우징 내에 하우징될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 시스템(400)의 컨트롤러(150)는, 도 1a를 참조하여 예시되고 설명된, 시스템(100)과 관련하여 설명된 것들과 유사한 동작들을 수행하도록 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 동작들은 제1 동작 모드에 따라 시스템을 동작시키는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 동작 모드는 "정상" 동작 모드를 나타낼 수 있다. 그러한 시나리오에서, 제1 동작 모드는 제1 세트의 광 방사체 디바이스들(124) 및 제2 세트의 광 방사체 디바이스들(126)로 하여금 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것 및 제1 세트의 광 검출 디바이스들(134) 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들(136)로 하여금, 환경 내로 방출된 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 각각의 제1 및 제2 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 포함할 수 있다. 제1 동작 모드는 제1 반사 광 데이터 및 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 또한 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 동작들은 고장 조건을 결정하는 것을 또한 포함할 수 있다. 고장 조건은 제1 세트의 광 방사체 디바이스들(124), 제2 세트의 광 방사체 디바이스들(126), 제1 세트의 광 검출 디바이스들(134), 제2 세트의 광 검출 디바이스들(136), 제1 전원(460), 또는 제2 전원(462) 중 적어도 하나의 오작동을 나타내는 정보를 수신하는(예를 들어, 컨트롤러(150)에서) 것에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 센서 서브시스템의 명백한 오작동의 경우, 컨트롤러(150)는 고장 조건을 결정할 수 있다.
그러한 시나리오에서, 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 시스템(400)은 오작동 후에도 여전히 동작가능한 서브시스템들을 이용하여 제2 동작 모드에서 동작될 수 있다. 예를 들어, 제2 동작 모드는 제1 세트의 광 방사체 디바이스들(124) 또는 제2 세트의 광 방사체 디바이스들(126) 중 어느 하나(예를 들어, 어느 서브시스템이 오작동을 겪었는지에 따라) 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 포함할 수 있다. 제2 동작 모드는 대응하는 세트의 광 검출 디바이스들(예를 들어, 광 검출 디바이스들(134 또는 136))로 하여금, 환경 내로 방출된 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 개략적인 반사 광 데이터를 획득하고 개략적인 반사 광 데이터에 기초하여 개략적인 포인트 클라우드 데이터를 형성하게 하는 것을 또한 포함할 수 있다. 개략적인 포인트 클라우드 데이터는 환경에 관한 감소된 해상도 데이터를 포함할 수 있다. 즉, 개략적인 포인트 클라우드 데이터는 "정상" 동작(예를 들어, 제1 동작 모드) 동안 획득된 포인트 클라우드 데이터와 비교하여 차량의 주변에 관하여 더 적은 공간-시간 해상도를 제공할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 시스템(400)은 자율 또는 반자율 차량에 포인트 클라우드 데이터를 제공하도록 동작가능할 수 있다. 그러한 시나리오에서, 동작들은 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 차량이 정비 위치로 이동하게 하는 것, 차량이 교통 차선 밖으로 이동하게 하는 것, 차량이 속도를 감소시키게 하는 것, 또는 차량이 차간 거리(following distance)를 증가시키게 하는 것 중 적어도 하나를 추가로 포함할 수 있다. 다시 말해서, 고장 조건을 결정하면, 차량은 비작동 또는 오작동 LIDAR 센서 시스템으로 차량을 동작시키는 위험을 감소시키거나 제거할 수 있는 액션들을 수행하도록 제어될 수 있다. 그러한 액션들은 감속시키는 것, 길 한쪽에 세우는 것, 수리 위치로 내비게이트하는 것, 및/또는 다른 유형의 센서들의 동작을 조정하는 것으로 보상하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부분 또는 전체 LIDAR 센서 오작동의 경우에, 카메라 이미지 프레임 레이트가 증가될 수 있고/있거나 RADAR 신호 전력이 증가될 수 있다. 그렇게 함에 있어서, 센서 융합 알고리즘이 중복성 및 더 안전한 동작을 제공할 수 있다.
더욱이, 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 동작들은 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 하나로 하여금 증가된 펄스 주파수에서(예를 들어, 제1 동작 모드와 비교하여) 광 펄스들을 제공하게 하는 것을 포함할 수 있다. 즉, 광 방사체 디바이스들은 제1 동작 모드 동안 제1 펄스 주파수(예를 들어, 30 kHz)에서 광 펄스들을 제공할 수 있다. 그러한 시나리오에서, 증가된 펄스 주파수는 제1 펄스 주파수의 적어도 2배(예를 들어, 60 kHz 초과)일 수 있다. 다른 펄스 주파수들이 가능하다.
III. 예시적인 방법들
도 5는 예시적인 실시예에 따른, 방법(500)을 예시한다. 방법(500)은, 전부 또는 부분적으로, 도 1a, 도 1b, 도 2, 및 도 4를 참조하여 예시되고 설명된 바와 같은, 감지 시스템(10), 시스템(100), 차량(200), 시스템(400), 또는 컨트롤러(150)에 의해 수행될 수 있다. 방법(500)은 도 1a, 도 1b, 도 2, 및/또는 도 4를 참조하여 예시되고 설명된 것들과 유사하거나 동일한 요소들을 포함할 수 있다. 방법(500)은 본 명세서에 명시적으로 개시된 것들보다 더 적은 또는 더 많은 단계들 또는 블록들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 더욱이, 방법(500)의 각각의 단계들 또는 블록들은 임의의 순서로 수행될 수 있고 각각의 단계 또는 블록은 1회 이상 수행될 수 있다.
블록 502는, 제1 기간 동안, 복수의 광 방사체 디바이스 중 제1 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 제1 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 복수의 광 방사체 디바이스는 적어도 256개의 광 방사체 디바이스를 포함할 수 있다. 그러나, 더 많은 또는 더 적은 수의 광 방사체 디바이스가 고려된다.
블록 504는 제1 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금 제1 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 방출된 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 제1 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 복수의 광 검출 디바이스는 적어도 256개의 광 검출 디바이스를 포함한다. 그러나, 더 많은 또는 더 적은 수의 광 검출 디바이스가 고려된다.
블록 506은, 제2 기간 동안, 복수의 광 방사체 디바이스 중 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 제2 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 기간 동안, 광 방사체 디바이스들 및 광 검출 디바이스들은 제1 동작 주파수에서 동작될 수 있다. 제2 기간 동안, 광 방사체 디바이스들 및 광 검출 디바이스들은 제2 동작 주파수에서 동작될 수 있다. 그러한 시나리오들에서, 제1 동작 주파수는 제2 동작 주파수보다 더 낮을 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 제1 공간 광 패턴 및 제2 공간 광 패턴은 상이한 공간 해상도들을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 세트의 광 방사체 디바이스들은 제2 세트의 광 방사체 디바이스들보다 복수의 광 방사체 디바이스 중 더 적은 광 방사체 디바이스를 갖는다. 그에 따라, 제1 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것은 개략적인 스캔을 획득하는 것을 포함한다. 더욱이, 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것은 미세한 스캔을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 방법(500)은 복수의 개략적인 스캔 사이에 적어도 하나의 미세한 스캔을 인터리빙하는 것 또는 미세한 스캔과 개략적인 스캔 사이에 교호하는 것 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 미세한 스캔을 수행할지 또는 개략적인 스캔을 수행할지에 대한 결정은, 예를 들어, 관심 영역 내의 특정 물체들의 사전 징후(prior indicia)에 기초하여, 동적으로(예를 들어, "온 더 플라이"로) 행해질 수 있다. 즉, 컨트롤러(150)는 운전 시나리오(예를 들어, 차량 속도, 다른 차량들, 교차로에 접근하는 것, 도로의 유형, 기상 상태 등) 및/또는 환경 내의 특정 물체들(예를 들어, 보행자, 자전거 타는 사람, 장애물, 우회로 등)에 기초하여 환경 내의 관심 영역을 결정할 수 있다.
관심 영역을 결정하는 것에 응답하여, 방법(500)은 원하는 공간 광 패턴을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 공간 광 패턴은, 예를 들어, 공간 주파수 또는 공간 해상도를 포함할 수 있다.
그러한 시나리오들에서, 방법(500)은 복수의 광 방사체 디바이스 중 적어도 일부로 하여금 결정된 공간 광 패턴에 따라 환경 내의 관심 영역 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 단계를 포함할 수 있다.
블록 508은 제2 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금 제2 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 방출된 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 제2 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 포함한다.
블록 510은 제1 반사 광 데이터 및 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 포함한다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 방법(600)을 예시한다. 방법(600)은, 전부 또는 부분적으로, 도 1a, 도 1b, 도 2, 및 도 4를 참조하여 예시되고 설명된 바와 같은, 감지 시스템(10), 시스템(100), 차량(200), 시스템(400), 또는 컨트롤러(150)에 의해 수행될 수 있다. 방법(600)은 도 1a, 도 1b, 도 2, 및/또는 도 4를 참조하여 예시되고 설명된 것들과 유사하거나 동일한 요소들을 포함할 수 있다. 방법(600)은 본 명세서에 명시적으로 개시된 것들보다 더 적은 또는 더 많은 단계들 또는 블록들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 더욱이, 방법(500)의 각각의 단계들 또는 블록들은 임의의 순서로 수행될 수 있고 각각의 단계 또는 블록은 1회 이상 수행될 수 있다.
블록 602는 제1 동작 모드에 따라 LIDAR 시스템을 동작시키는 것을 포함한다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 제1 동작 모드는 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 포함한다.
블록 604는 제1 세트의 광 검출 디바이스들 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금, 환경 내로 방출된 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 각각의 제1 및 제2 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 제1 세트의 광 검출 디바이스들은 제1 기판을 따라 배열될 수 있다. 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들은 제2 기판을 따라 배열될 수 있다.
블록 606은 제1 반사 광 데이터 및 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 포함한다.
블록 608은 제1 세트의 광 방사체 디바이스들, 제2 세트의 광 방사체 디바이스들, 제1 세트의 광 검출 디바이스들, 제2 세트의 광 검출 디바이스들, 제1 전원, 또는 제2 전원 중 적어도 하나의 오작동을 나타내는 정보를 수신하는 것에 기초하여 고장 조건을 결정하는 것을 포함한다. 그러한 시나리오에서, 제1 전원은 적어도 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 제1 세트의 광 검출 디바이스들에 전력을 제공할 수 있다. 더욱이, 제2 전원은 적어도 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들에 전력을 제공할 수 있다.
블록 610들은, 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 제2 동작 모드에서 시스템을 동작시키는 것을 포함한다. 상기 제2 동작 모드는 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 어느 하나로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 제1 또는 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 광 펄스들을 방출하게 하는 것은 고장 조건이 어디서 발생했는지 및/또는 어느 서브시스템들이 영향을 받았는지에 기초하여 제1 또는 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 어느 하나를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 즉, 제1 세트의 광 방사체 디바이스들에서 고장이 발생했다면, 방법(600)은 제2 세트의 광 방사체 디바이스들을 선택하는 단계를 포함할 수 있고, 또는 그 반대도 마찬가지이다. 일반적으로, 제1 세트의 주어진 서브시스템(예를 들어, 방사체들, 검출기들, 또는 전원)에 고장이 발생했다면, 방법(600)은 대응하는 제2 세트의 주어진 서브시스템을 선택하거나 또는 달리 이용하는 단계를 포함할 수 있고, 또는 그 반대도 마찬가지이다.
예로서, LIDAR 디바이스로부터의 포인트 클라우드 데이터가 자율 또는 반자율 차량에 제공될 수 있는 시나리오에서, 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 동작들은 차량으로 하여금 하나 이상의 액션을 수행하게 하는 것을 포함할 수 있다. 액션들은, 예를 들어, 정비 위치로 이동하는 것, 교통 차선 밖으로 이동하는 것, 속도를 감소시키는 것, 또는 차간 거리를 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 다른 액션들이 본 개시내용의 범위 내에서 가능하고 고려된다.
일부 실시예들에서, 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 동작들은 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 어느 하나로 하여금 증가된 펄스 주파수에서 광 펄스들을 제공하게 하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 시나리오에서, 광 방사체 디바이스들은 제1 동작 모드 동안 제1 펄스 주파수에서 광 펄스들을 제공한다. 증가된 펄스 주파수는, 예를 들어, 제1 펄스 주파수의 적어도 2배일 수 있다.
블록 612는 대응하는 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금, 환경 내로 방출된 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 개략적인 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것을 포함한다. 일 예에서, 개략적인 포인트 클라우드 데이터는 제1 동작 모드에서 획득된 포인트 클라우드 데이터와 비교하여 환경에 관한 감소된 해상도 데이터를 포함할 수 있다.
블록 614는 개략적인 반사 광 데이터에 기초하여 개략적인 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 포함한다.
도면들에 도시된 특정 배열들은 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 다른 실시예들이 주어진 도면에 도시된 각각의 요소를 더 많이 또는 더 적게 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 예시된 요소들 중 일부는 조합되거나 생략될 수 있다. 또한 추가로, 예시적인 실시예는 도면들에 예시되지 않은 요소들을 포함할 수 있다.
정보의 처리를 나타내는 단계 또는 블록은 본 명세서에서 설명된 방법 또는 기법의 특정 논리 기능들을 수행하도록 구성될 수 있는 회로에 대응할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 정보의 처리를 나타내는 단계 또는 블록은 모듈, 세그먼트, 물리적 컴퓨터(예를 들어, FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application-specific integrated circuit), 또는 프로그램 코드의 일부(관련 데이터를 포함함)에 대응할 수 있다. 프로그램 코드는 방법 또는 기법에서의 특정 논리 기능들 또는 액션들을 구현하기 위해 프로세서에 의해 실행가능한 하나 이상의 명령어를 포함할 수 있다. 프로그램 코드 및/또는 관련 데이터는 디스크, 하드 드라이브, 또는 다른 저장 매체를 포함하는 저장 디바이스와 같은 임의의 유형의 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다.
컴퓨터 판독가능 매체는 레지스터 메모리, 프로세서 캐시, 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 단기간 동안 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체와 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 또한 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 더 긴 기간 동안 프로그램 코드 및/또는 데이터를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 또한 포함할 수 있다. 따라서, 컴퓨터 판독가능 매체는 예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM), 광학 또는 자기 디스크, 컴팩트-디스크 판독 전용 메모리(CD-ROM)와 같은 보조 또는 영구 장기 저장소를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비휘발성 저장 시스템들일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 유형 저장 디바이스로 간주될 수 있다.
다양한 예들 및 실시예들이 개시되었지만, 다른 예들 및 실시예들이 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 다양한 개시된 예들 및 실시예들은 예시를 위한 것이고 제한적인 것으로 의도되지 않고, 진정한 범위는 다음의 청구항들에 의해 지시된다.

Claims (23)

  1. 시스템으로서,
    제1 공간 광 패턴에 따라 펄스들을 방출하는 제1 세트의 광 방사체 디바이스들;
    제2 공간 광 패턴에 따라 광 펄스들을 방출하는 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 - 상기 제1 공간 광 패턴 및 상기 제2 공간 광 패턴은 상이한 공간 해상도들을 포함함 -;
    제1 반사 광 데이터를 제공하기 위해 상기 제1 공간 광 패턴에 따라 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하도록 구성된 제1 세트의 광 검출 디바이스들;
    제2 반사 광 데이터를 제공하기 위해 상기 제2 공간 광 패턴에 따라 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하도록 구성된 제2 세트의 광 검출 디바이스들; 및
    상기 제1 반사 광 데이터 및 상기 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하도록 동작가능한 컨트롤러를 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    회전 축을 중심으로 회전하도록 구성된 하우징;
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들을 포함하는 송신 어셈블리 - 상기 광 방사체 디바이스들은 광 펄스들을 방출하도록 동작가능하고, 상기 광 펄스들 중 일부가 상기 시스템의 환경과 상호작용하여 반사 광 펄스들을 제공함 -; 및
    상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들을 포함하는 수신 어셈블리를 추가로 포함하고, 상기 광 검출 디바이스들은 상기 반사 광 펄스들을 검출하도록 동작가능하고, 상기 송신 어셈블리 및 상기 수신 어셈블리는 상기 하우징에 결합되고, 상기 컨트롤러는 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 동작들을 수행하기 위해 상기 메모리에 저장된 프로그램 명령어들을 실행하고, 상기 동작들은:
    제1 기간 동안, 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 상기 제1 공간 광 패턴에 따라 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것;
    제2 기간 동안, 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 상기 제2 공간 광 패턴에 따라 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 포함하는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들과 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들의 조합은 적어도 256개의 광 방사체 디바이스를 포함하고, 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들과 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들의 조합은 적어도 256개의 광 검출 디바이스를 포함하는, 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들은 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들보다 더 적은 수의 광 방사체 디바이스를 포함하고, 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것은 개략적인 스캔을 포함하고, 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것은 미세한 스캔을 포함하는, 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 동작들은:
    복수의 개략적인 스캔 사이에 적어도 하나의 미세한 스캔을 인터리빙하는 것; 또는
    미세한 스캔과 개략적인 스캔 사이에 교호하는 것 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 동작들은:
    상기 환경 내의 관심 영역을 결정하는 것;
    상기 관심 영역을 결정하는 것에 응답하여, 원하는 공간 광 패턴을 결정하는 것; 및
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 적어도 하나로 하여금 상기 원하는 공간 광 패턴에 따라 상기 환경 내의 상기 관심 영역 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것을 추가로 포함하는, 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 동작들은:
    상기 제1 기간 동안, 제1 동작 주파수에서 상기 광 방사체 디바이스들 및 광 검출 디바이스들을 동작시키는 것; 및
    상기 제2 기간 동안, 제2 동작 주파수에서 상기 광 방사체 디바이스들 및 광 검출 디바이스들을 동작시키는 것을 추가로 포함하고, 상기 제2 동작 주파수는 상기 제1 동작 주파수보다 더 높은, 시스템.
  8. 방법으로서,
    제1 기간 동안, 복수의 광 방사체 디바이스 중 제1 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 제1 공간 광 패턴에 따라 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 단계;
    상기 복수의 광 검출 디바이스 중 제1 세트의 광 검출 디바이스들을 이용하여, 상기 제1 공간 광 패턴에 따라 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 제1 반사 광 데이터를 획득하는 단계;
    제2 기간 동안, 상기 복수의 광 방사체 디바이스 중 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 제2 공간 광 패턴에 따라 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 단계 - 상기 제1 공간 광 패턴 및 상기 제2 공간 광 패턴은 상이한 공간 해상도들을 포함함 -;
    상기 복수의 광 검출 디바이스 중 제2 세트의 광 검출 디바이스들을 이용하여, 상기 제2 공간 광 패턴에 따라 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해 제2 반사 광 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 제1 반사 광 데이터 및 상기 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 광 방사체 디바이스는 적어도 256개의 광 방사체 디바이스를 포함하고, 상기 복수의 광 검출 디바이스는 적어도 256개의 광 검출 디바이스를 포함하는, 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들은 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들보다 상기 복수의 광 방사체 디바이스 중 더 적은 수의 광 방사체 디바이스를 갖고, 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 단계는 개략적인 스캔을 포함하고, 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 단계는 미세한 스캔을 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    복수의 개략적인 스캔 사이에 적어도 하나의 미세한 스캔을 인터리빙하는 단계; 또는
    미세한 스캔과 개략적인 스캔 사이에 교호하는 단계 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 환경 내의 관심 영역을 결정하는 단계;
    상기 관심 영역을 결정하는 것에 응답하여, 원하는 공간 광 패턴을 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 광 방사체 디바이스의 적어도 일부로 하여금 상기 결정된 원하는 공간 광 패턴에 따라 상기 환경 내의 상기 관심 영역 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 기간 동안, 제1 동작 주파수에서 상기 광 방사체 디바이스들 및 광 검출 디바이스들을 동작시키는 단계; 및
    상기 제2 기간 동안, 제2 동작 주파수에서 상기 광 방사체 디바이스들 및 광 검출 디바이스들을 동작시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제2 동작 주파수는 상기 제1 동작 주파수보다 더 높은, 방법.
  14. 시스템으로서,
    회전 축을 중심으로 회전하도록 구성된 하우징;
    송신 어셈블리 - 상기 송신 어셈블리는:
    제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 제2 세트의 광 방사체 디바이스들을 포함하고, 상기 광 방사체 디바이스들은 광 펄스들을 방출하도록 동작가능하고, 상기 광 펄스들 중 일부가 상기 시스템의 환경과 상호작용하여 반사 광 펄스들을 제공함 -;
    수신 어셈블리 - 상기 수신 어셈블리는:
    제1 세트의 광 검출 디바이스들 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들을 포함하고, 상기 광 검출 디바이스들은 상기 반사 광 펄스들을 검출하도록 동작가능하고, 상기 송신 어셈블리 및 상기 수신 어셈블리는 상기 하우징에 결합됨 -;
    적어도 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들에 전력을 제공하도록 구성된 제1 전원;
    적어도 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들에 전력을 제공하도록 구성된 제2 전원; 및
    적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 포함하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 동작을 수행하기 위해 상기 메모리에 저장된 프로그램 명령어들을 실행하고, 상기 동작들은:
    제1 동작 모드에 따라 상기 시스템을 동작시키는 것 - 상기 제1 동작 모드는:
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것;
    상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금, 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 각각의 제1 및 제2 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것;
    상기 제1 반사 광 데이터 및 상기 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것; 및
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들, 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들, 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들, 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들, 상기 제1 전원, 또는 상기 제2 전원 중 적어도 하나의 오작동을 나타내는 정보를 수신하는 것에 기초하여 고장 조건을 결정하는 것을 포함함 -; 및
    상기 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 제2 동작 모드에서 상기 시스템을 동작시키는 것을 포함하고, 상기 제2 동작 모드는:
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 어느 하나로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것;
    대응하는 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금, 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 개략적인 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것; 및
    상기 개략적인 반사 광 데이터에 기초하여 개략적인 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 포함하는, 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 시스템은 자율 또는 반자율 차량에 포인트 클라우드 데이터를 제공하고, 상기 제2 동작 모드는:
    상기 차량이 정비 위치로 이동하게 하는 것;
    상기 차량이 교통 차선 밖으로 이동하게 하는 것;
    상기 차량이 속도를 감소시키게 하는 것; 또는
    상기 차량이 차간 거리를 증가시키게 하는 것 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 개략적인 포인트 클라우드 데이터는 상기 환경에 관한 감소된 해상도 데이터를 포함하는, 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 동작들은:
    상기 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 어느 하나로 하여금 증가된 펄스 주파수에서 광 펄스들을 제공하게 하는 것을 추가로 포함하고, 상기 광 방사체 디바이스들은 상기 제1 동작 모드 동안 제1 펄스 주파수에서 광 펄스들을 제공하고, 상기 증가된 펄스 주파수는 상기 제1 펄스 주파수의 적어도 2배인, 시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들은 제1 기판을 따라 배열되고, 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들은 제2 기판을 따라 배열되는, 시스템.
  19. 방법으로서,
    제1 동작 모드에 따라 LIDAR 시스템을 동작시키는 단계 - 상기 제1 동작 모드는:
    제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 제2 세트의 광 방사체 디바이스들로 하여금 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것;
    제1 세트의 광 검출 디바이스들 및 제2 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금, 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 각각의 제1 및 제2 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것;
    상기 제1 반사 광 데이터 및 상기 제2 반사 광 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것; 및
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들, 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들, 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들, 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들, 제1 전원, 또는 제2 전원 중 적어도 하나의 오작동을 나타내는 정보를 수신하는 것에 기초하여 고장 조건을 결정하는 것을 포함하고, 상기 제1 전원은 적어도 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들에 전력을 제공하고, 상기 제2 전원은 적어도 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들에 전력을 제공함 -; 및
    상기 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 제2 동작 모드에서 상기 LIDAR 시스템을 동작시키는 단계를 포함하고, 상기 제2 동작 모드는:
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 어느 하나로 하여금 상기 환경 내로 광 펄스들을 방출하게 하는 것;
    대응하는 세트의 광 검출 디바이스들로 하여금, 상기 환경 내로 방출된 상기 광 펄스들 중 적어도 일부를 검출하는 것에 의해, 개략적인 반사 광 데이터를 획득하게 하는 것; 및
    상기 개략적인 반사 광 데이터에 기초하여 개략적인 포인트 클라우드 데이터를 형성하는 것을 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    자율 또는 반자율 차량에 상기 포인트 클라우드 데이터를 제공하는 단계; 및
    상기 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 상기 차량으로 하여금:
    정비 위치로 이동하는 것;
    교통 차선 밖으로 이동하는 것;
    속도를 감소시키는 것; 또는
    차간 거리를 증가시키는 것 중 적어도 하나를 수행하게 하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 개략적인 포인트 클라우드 데이터는 상기 환경에 관한 감소된 해상도 데이터를 포함하는, 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 고장 조건을 결정하는 것에 응답하여, 상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 또는 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 중 어느 하나로 하여금 증가된 펄스 주파수에서 광 펄스들을 제공하게 하는 것을 추가로 포함하고, 상기 광 방사체 디바이스들은 상기 제1 동작 모드 동안 제1 펄스 주파수에서 광 펄스들을 제공하고, 상기 증가된 펄스 주파수는 상기 제1 펄스 주파수의 적어도 2배인, 방법.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 제1 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제1 세트의 광 검출 디바이스들은 제1 기판을 따라 배열되고, 상기 제2 세트의 광 방사체 디바이스들 및 상기 제2 세트의 광 검출 디바이스들은 제2 기판을 따라 배열되는, 방법.
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