KR20240011256A - 광 안테나 어레이를 포함하는 코히런트 라이다 시스템 - Google Patents
광 안테나 어레이를 포함하는 코히런트 라이다 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240011256A KR20240011256A KR1020247001512A KR20247001512A KR20240011256A KR 20240011256 A KR20240011256 A KR 20240011256A KR 1020247001512 A KR1020247001512 A KR 1020247001512A KR 20247001512 A KR20247001512 A KR 20247001512A KR 20240011256 A KR20240011256 A KR 20240011256A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical
- signal
- lidar
- antennas
- specific number
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 317
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 title claims description 97
- 238000003491 array Methods 0.000 claims abstract description 51
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 24
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 12
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 39
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 25
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S17/34—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
- G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/491—Details of non-pulse systems
- G01S7/4911—Transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/491—Details of non-pulse systems
- G01S7/4912—Receivers
- G01S7/4913—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
- G01S7/4914—Circuits for detection, sampling, integration or read-out of detector arrays, e.g. charge-transfer gates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
- B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
- B60W2420/408—Radar; Laser, e.g. lidar
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
LIDAR(Light Detection and Ranging) 트랜시버는 광 안테나 어레이 및 광 스위치를 포함한다. 광 안테나 어레이 중 일부는 다수의 광 안테나 및 광 안테나에 결합된 광 스플리터를 포함한다. 광 스플리터는 다수의 패시브 광 스플리터를 포함할 수 있다. 광 스플리터는 입력 신호의 일부를 광 안테나에 제공한다. 광 스위치는 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 하나에 입력 신호를 선택적으로 제공하도록 구성된다. 광 스위치는 입력 신호를 한 번에 한 어레이씩 복수의 안테나 어레이에 선택적으로 제공함으로써 어드레싱 가능한 시야 스캐닝을 가능하게 한다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 12월 23일자로 출원된 미국 임시 출원 제63/129,847호에 대한 우선권을 주장하는, 2021년 12월 21일자로 출원된 미국 특허출원 제17/558,476호에 대한 우선권을 주장한다. 출원 제63/129,847호 및 제17/558,476호는 참조로 본 명세서에 포함된다.
본 개시는 일반적으로 코히런트(coherent) 광 검출 및 거리측정(LIDAR, coherent light detection and ranging), 구체적으로는 코히런트 LIDAR의 광 안테나 구조와 관련된다.
주파수 변조 연속파(FMCW, Frequency Modulated Continuous Wave) LIDAR는 주파수 변조된 콜리메이트된 광빔을 타겟에 향하게 하여 물체의 거리와 속도를 직접 측정한다. 타겟의 거리 및 속도 정보는 FMCW LIDAR 신호로부터 도출될 수 있다. LIDAR 신호의 정확도를 높이는 설계 및 기술이 바람직하다.
자동차 산업은 현재 특정 상황에서 차량을 제어하기 위한 자율 기능을 개발하고 있다. SAE International 표준 J3016에 따르면, 레벨 0(자율 없음)에서 레벨 5(모든 조건에서 운전자 입력 없이 작동할 수 있는 차량)까지 6 단계의 자율성이 존재한다. 자율 기능을 갖춘 차량은 센서를 이용하여 차량이 이동하는 환경을 감지한다. 센서에서 데이터를 수집하고 처리함으로써 차량은 환경을 탐색할 수 있다. 자율 차량에는 환경을 감지하기 위한 하나 이상의 LIDAR 장치가 포함될 수 있다.
본 개시의 구현은 LIDAR(Light Detection and Ranging) 센서 시스템용 트랜시버를 포함한다. 트랜시버는 복수의 광 안테나 어레이 및 광 스위치를 포함한다. 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 2개는 복수의 광 안테나 및 복수의 광 안테나에 결합된 광 스플리터를 포함한다. 광 스위치는 복수의 광 안테나 어레이에 결합된다. 광 스위치는 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 하나에 입력 신호를 선택적으로 제공하도록 구성된다.
일 구현에서, 입력 신호는 변조된 레이저 신호이다. 광 스위치는 변조된 레이저 신호를 복수의 광 안테나 어레이 중 하나에만 선택적으로 연결하는 액티브 광 스플리터를 더 포함한다.
일 구현에서, 입력 신호는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이저 신호이다. 광 스위치는 FMCW 레이저 신호를 복수의 광 안테나 어레이 중 하나에만 선택적으로 연결하는 액티브 광 스플리터를 더 포함한다.
일 구현에서, 광 스위치는 트랜시버의 스캐닝 주기에 걸쳐 입력 신호를 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 하나에 한번에 하나씩 광학적으로 결합한다.
일 구현에서, 광 스플리터는, 복수의 광 안테나 어레이 중 선택된 하나에서, 복수의 광 안테나 사이에 입력 신호의 일부를 분할하도록 구성되는 복수의 패시브 광 스플리터를 포함한다.
일 구현에서, 광 스플리터는 복수의 광 안테나로부터의 입력 신호를 동시에 전송할 수 있도록 구성된다.
일 구현에서, 복수의 광 안테나는 1차원 패턴 또는 2차원 패턴으로 배열된다.
일 구현에서, 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 하나는 광 픽셀을 포함한다. 광 픽셀은 복수의 광 안테나 중 적어도 하나 및 광 결합기를 포함한다. 광 결합기는 복수의 광 안테나 중 적어도 하나에 결합된다. 광 결합기는 복수의 광 안테나 중 적어도 하나로부터 로컬 오실레이터 신호를 수신하고 리턴 LIDAR 신호를 수신하도록 구성된다. 광 결합기는 결합된 출력 신호를 제공하도록 구성된다.
일 구현에서, 광 픽셀은 결합된 출력 신호를 LIDAR 비트 톤을 나타내는 전기적 신호로 변환하도록 구성되는 복수의 포토 다이오드를 더 포함한다.
일 구현에서, LIDAR 센서 시스템용 트랜시버는 복수의 광 안테나 어레이에 복수의 로컬 오실레이터 신호를 제공하도록 구성되는 로컬 오실레이터를 더 포함한다.
일 구현에서, 로컬 오실레이터는, 복수의 광 안테나 어레이에 복수의 오실레이터 신호를 제공하도록 구성되는 복수의 광 스플리터를 포함하고, 복수의 광 스플리터에 결합되고 복수의 광 스플리터 중 적어도 하나에 입력 신호의 일부를 선택적으로 제공하도록 구성되는 제2 광 스위치를 포함한다.
일 구현에서, 복수의 광 스플리터 중 적어도 하나는, 복수의 광 스플리터 중 선택된 하나에서 복수의 광 안테나 사이에 입력 신호의 일부를 분할하도록 구성되는 복수의 패시브 광 스플리터를 포함한다.
일 구현에서, 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 2개는 출력 신호 버스를 포함한다. 제1 복수의 광 안테나 어레이의 복수의 광 안테나는 제2 복수의 광 안테나 어레이와 출력 신호 버스를 공유한다.
일 구현에서, 출력 신호 버스는 복수의 광 안테나 각각으로부터의 동위상 신호 및 직교 신호를 위한 전기 신호 라인을 포함한다.
본 개시의 구현은 LIDAR(Light Detection and Ranging) 센서 시스템을 포함한다. LIDAR 센서 시스템은 광원 및 트랜시버를 포함한다. 광원은 입력 신호를 생성하도록 구성된다. 트랜시버는 입력 신호를 수신하기 위해 광원에 결합된다. 트랜시버는 복수의 광 안테나 어레이 및 광 스위치를 포함한다. 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 2개는 복수의 광 안테나 및 복수의 광 안테나에 결합된 광 스플리터를 포함한다. 광 스위치는 복수의 광 안테나 어레이에 결합된다. 광 스위치는 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 하나에 입력 신호를 선택적으로 제공하도록 구성된다.
일 구현에서, LIDAR 센서 시스템은 렌즈를 더 포함한다. 트랜시버는 렌즈의 시야의 블록의 솔리드-스테이트 스캐닝을 제공하기 위해 렌즈에 광학적으로 결합된다.
일 구현에서, LIDAR 센서 시스템은 트랜시버로부터 LIDAR 리턴 신호를 수신하도록 구성되고 LIDAR 리턴 신호에 기초하여 LIDAR 데이터의 프레임을 생성하도록 구성되는 처리 엔진을 더 포함한다.
본 개시의 구현은 자율 차량을 포함한다. 자율 차량은 LIDAR(Light Detection and Ranging) 센서를 포함한다. LIDAR 센서는 입력 신호를 생성하는 광원 및 트랜시버를 포함한다. 트랜시버는 입력 신호를 수신하기 위해 광원에 결합된다. 트랜시버는 복수의 광 안테나 어레이 및 광 스위치를 포함한다. 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 2개는 복수의 광 안테나 및 복수의 광 안테나에 결합된 광 스플리터를 포함한다. 광 스위치는 복수의 광 안테나 어레이에 결합된다. 광 스위치는 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 하나에 입력 신호를 선택적으로 제공하도록 구성된다.
일 구현에서, 자율 차량은 렌즈를 더 포함한다. 트랜시버는 자율 차량의 작동 환경의 블록의 수평 스캐닝을 제공하기 위해 렌즈에 광학적으로 결합된다.
일 구현에서, 자율 차량은 트랜시버로부터 LIDAR 리턴 신호를 수신하도록 구성되고 LIDAR 리턴 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 자율 차량의 작동 환경의 포인트 클라우드 표현을 생성하도록 구성되는 처리 엔진을 더 포함한다.
본 개시의 비제한적 및 비포괄적인 구현은 다음의 도면을 참조하여 설명되며, 여기서 달리 명시되지 않는 한 유사한 참조 번호는 다양한 도면 전체에서 유사한 부분을 나타낸다.
도 1은 본 개시의 구현에 따른 LIDAR 센서용 칩의 다이어그램을 도시한다.
도 2a 내지 2d는 본 개시의 구현에 따른 코히런트 픽셀의 다양한 구현을 도시한다.
도 3은 본 개시의 구현에 따른 LIDAR 센서용 칩의 다이어그램을 도시한다.
도 4a 내지 4b는 본 개시의 구현에 따른 코히런트 픽셀의 다양한 구현을 도시한다.
도 5a 내지 5c는 본 개시의 구현에 따른 LIDAR 시스템에서 사용될 수 있는 광 스위치의 다양한 구현을 도시한다.
도 6은 본 개시의 구현에 따른 LIDAR 시스템을 도시한다.
도 7a 내지 7b는 본 개시의 구현에 따른 출력 신호를 라우팅하기 위한 전기 배선 체계를 도시한다.
도 8은 본 개시의 구현에 따른 코히런트 픽셀의 다이어그램을 도시한다.
도 9는 본 개시의 구현에 따른 스위처블 코히런트 픽셀 어레이 기반 LIDAR 시스템의 시스템 다이어그램을 도시한다.
도 10a는 본 개시의 구현에 따른 예시적인 센서의 어레이를 포함하는 자율 차량을 도시한다.
도 10b는 본 개시의 구현에 따른 예시적인 센서의 어레이를 포함하는 자율 차량의 평면도를 도시한다.
도 10c는 본 개시의 구현에 따른 센서, 드라이브 트레인 및 제어 시스템을 포함하는 예시적인 차량 제어 시스템을 도시한다.
도 1은 본 개시의 구현에 따른 LIDAR 센서용 칩의 다이어그램을 도시한다.
도 2a 내지 2d는 본 개시의 구현에 따른 코히런트 픽셀의 다양한 구현을 도시한다.
도 3은 본 개시의 구현에 따른 LIDAR 센서용 칩의 다이어그램을 도시한다.
도 4a 내지 4b는 본 개시의 구현에 따른 코히런트 픽셀의 다양한 구현을 도시한다.
도 5a 내지 5c는 본 개시의 구현에 따른 LIDAR 시스템에서 사용될 수 있는 광 스위치의 다양한 구현을 도시한다.
도 6은 본 개시의 구현에 따른 LIDAR 시스템을 도시한다.
도 7a 내지 7b는 본 개시의 구현에 따른 출력 신호를 라우팅하기 위한 전기 배선 체계를 도시한다.
도 8은 본 개시의 구현에 따른 코히런트 픽셀의 다이어그램을 도시한다.
도 9는 본 개시의 구현에 따른 스위처블 코히런트 픽셀 어레이 기반 LIDAR 시스템의 시스템 다이어그램을 도시한다.
도 10a는 본 개시의 구현에 따른 예시적인 센서의 어레이를 포함하는 자율 차량을 도시한다.
도 10b는 본 개시의 구현에 따른 예시적인 센서의 어레이를 포함하는 자율 차량의 평면도를 도시한다.
도 10c는 본 개시의 구현에 따른 센서, 드라이브 트레인 및 제어 시스템을 포함하는 예시적인 차량 제어 시스템을 도시한다.
코히런트 LIDAR 시스템의 구현이 여기에서 설명된다. 이하의 설명에서는, 상기 구현에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 여러 세부 사항들이 제시된다. 그러나 관련 기술 분야의 기술자는 여기에 설명된 기술이 하나 이상의 특정 세부 사항을 제외하고, 또는 다른 방법, 요소 또는 재료 등을 이용하여 실행될 수 있음을 인식할 것이다. 다른 경우에, 잘 알려진 구조, 재료 또는 작업은 특정 측면을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 자세히 표시되거나 설명되지 않는다.
본 명세서 전반에 걸쳐 "하나의 구현" 또는 "구현"에 대한 언급은 구현과 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 개시의 적어도 하나의 구현에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치에서 "하나의 구현" 또는 "구현"이라는 문구의 등장이 반드시 모두 동일한 구현을 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 구현에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 여러 기술 용어가 사용된다. 이들 용어는 본 명세서에서 구체적으로 정의되지 않거나 사용된 문맥이 명백히 달리 암시하지 않는 한, 해당 용어가 유래된 기술 분야에서 일반적인 의미를 취해야 한다. 본 개시의 목적을 위해, "자율 차량(autonomous vehicle)"이라는 용어는 SAE 국제 표준 J3016의 임의의 자율성 레벨에서 자율 기능을 갖춘 차량을 포함한다.
렌즈와 결합될 때, 코히런트 LIDAR 시스템에서 솔리드-스테이트 빔 조향을 위한 실시간 어드레싱 가능 초점면 어레이(real-time addressable focal plane array)를 형성하는, 확장 가능하고 전환 가능한(scalable and switchable) 광 안테나 어레이 구조가 여기에서 논의된다.
종래의 LIDAR 시스템은 레이저 빔을 조향하기 위해 기계적 이동 부품에 의존한다. 그런 만큼, 자동차 및 로봇 공학과 같은 많은 응용 분야에서 부피가 크고 비용이 많이 들며 신뢰할 수 없다. 개시되는 LIDAR 시스템은 LIDAR 작동을 위해 광 빔을 조향하는 데 사용되는 기계적으로 움직이는 부품을 제거하거나 줄임으로써 이러한 문제를 극복하는 솔리드-스테이트(solid-state) LIDAR 시스템이다.
코히런트 LIDAR 시스템은 변조된 연속파(CW) 및 다른 유형의 LIDAR 시스템을 포함한다. 변조된 LIDAR 시스템은 주파수 변조 연속파(FMCW) LIDAR 시스템과 위상 편이 변조(PSK, phase shift keying) 시스템이 포함된다. 코히런트 LIDAR 시스템은 주파수 변조 또는 CW, 콜리메이트된 광 빔을 물체로 지향하여 물체의 거리와 속도를 직접 측정할 수 있다. 물체에서 반사되는 광은 탭 버전의 빔과 결합된다. 결과적인 비트 톤의 주파수는, 두 번째 측정에 기반할 수 있는 도플러 편이에 의해 보정될 경우, LIDAR 시스템에서 물체까지의 거리에 비례한다. 동시에 수행되거나 수행되지 않을 수 있는 두 측정은 거리와 속도 정보를 모두 제공한다.
LIDAR 시스템을 위한 솔리드-스테이트 빔 조향 기술의 설계에서 고려해야 할 사항은 제어 회로의 복잡성이다. 복잡성을 감소시키면 비용, 안정성 및 확장성 측면에서 많은 이점이 있다.
솔리드-스테이트 빔 조향 기술의 설계에서의 다른 고려사항은, 장면(scene)이 하나 이상의 레이저에 의해 조명되는 순서인 스캔 패턴이다. 병렬 광 채널(예를 들어, 광 안테나)을 공간적으로 함께 묶을 수 있다면, LIDAR 시스템의 전체 시야(field of view) 내에서 더 작은 연속 블록을 애플리케이션의 필요에 따라 동적으로 어드레스하고 조정할 수 있다. 블록 또는 시야의 일 부분을 동적으로 어드레스하는 능력은 스캔에서 생성되는 포인트 클라우드에 나타날 수 있는 아티팩트들을 유리하게 줄일 수 있다. 또한, 인접/가까이 배치된 광 안테나 그룹의 동시 작동이 저지연(low latency)으로 일어날 수 있으며, 이는 종래의 스캐닝 기술에 비해 개선된 해상도 및 개선된 물체 인식을 제공할 수 있다.<>
개시된 코히런트 LIDAR 시스템은 시스템의 시야에 대한 깊이 정보(예를 들어, 하나 이상의 물체의 거리, 속도, 가속도)를 결정하도록 구성되는 변조된(예를 들어, FMCW) LIDAR 시스템, CW LIDAR 시스템, 또는 다른 코히런트 LIDAR 시스템일 수 있다. 코히런트 LIDAR 시스템은 LIDAR 칩(예를 들어, 광 집적 회로) 상에 스위처블 코히런트 픽셀 어레이(SCPA; Switchable Coherent Pixel Array)를 포함할 수 있다. LIDAR 칩은 하나 이상의 트랜시버를 포함할 수 있다. 트랜시버는 광 안테나 어레이 및 광 스위치를 포함할 수 있다. 광 안테나 어레이는 광 안테나의 그룹(서브 어레이) 및 광 안테나에 결합된 광 스플리터를 포함한다. 광 스플리터는 각각의 광 안테나에 입력 신호의 일부를 제공한다. 입력 신호는 전기 신호, 전기-광 신호 또는 광 신호일 수 있다. 광 스위치는 스캐닝 동작의 일부로서 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 하나에 입력 신호를 선택적으로 제공하도록 구성된다. 광 스위치는 입력 신호를 한 번에 한 어레이씩 복수의 안테나 어레이에 선택적으로 제공함으로써 어드레싱 가능한 시야 스캐닝을 가능하게 한다. 각 광 안테나는 광 안테나, 광 결합기, 광 스플리터 및/또는 포토 다이오드를 포함하는 코히런트 픽셀의 일부일 수 있다. 따라서, 서브-어레이 또는 코히런트 픽셀의 그룹은 광 안테나의 서브-어레이 또는 그룹을 포함할 수 있다.
코히런트 LIDAR 시스템은 적어도 1차원에서 LIDAR 시스템으로부터 방출된 광(예를 들어, 광 빔, 레이저 빔)을 조향하도록 구성될 수 있다. 일부 구현에서, 광 안테나는 LIDAR 시스템이 2차원으로 광을 조향할 수 있도록 2차원으로 배열된다. 움직이는 부품 없이 빛을 조향할 수 있는 능력은 기존의 여러 기계 구동식 LIDAR 시스템에서 발견되는 폼 팩터, 비용 및 안정성 문제를 줄일 수 있다.
본 개시의 코히런트 LIDAR 트랜시버를 위한 광 안테나 아키텍처를 위한 장치 및 시스템은, 예를 들어, 자율 차량에서 사용될 수 있는 솔리드-스테이트에서 어드레싱 가능한 시야 및 확장 가능한 초점면 어레이를 가능하게 한다. 이러한 실시예 및 다른 실시예는 도 1 내지 도 10c와 관련하여 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 개시의 구현에 따른 LIDAR 센서(100)의 칩의 다이어그램을 도시한다. 다양한 구현에 따르면, LIDAR 센서(100)는 변조된 LIDAR 시스템, CW LIDAR 시스템, FMCW LIDAR 시스템, 또는 다른 코히런트 LIDAR 시스템과 같은 코히런트 LIDAR 시스템의 일부일 수 있다. 일 구현에서, LIDAR 센서(100)는 LIDAR 시스템의 시야의 일부를 동시에 스캔하도록 구성되는 광 안테나를 포함하는 칩 상의 스위처블 코히런트 픽셀 어레이(SCPA) LIDAR 센서이다. LIDAR 센서(100)는 광 집적 회로(photonic integrated circuit)일 수 있으며, 조밀한 피치를 갖는 빔으로 블록 스캐닝을 수행하도록 구성될 수 있다. 유리하게는, 환경을 블록 스캐닝하는 것은 스캔 작업 중에 생성된 포인트 클라우드에 나타날 수 있는 아티팩트(artifact)를 줄일 수 있다. 또한, 인접/가까이 배치된 광 안테나 그룹의 동시 작동은, 자율 차량 작동과 같은 여러 응용에서 개선된 해상도와 향상된 물체 인식을 제공하는 저지연 작동을 지원한다.
일 구현에 따르면, LIDAR 센서(100)는 트랜시버(104)에 입력 신호를 제공하도록 결합된 입력 포트(102)를 포함한다. 입력 신호는 전기 신호, 전기-광 신호 또는 광 신호일 수 있다. 입력 신호는 CW 레이저 신호일 수 있다. 입력 신호는 변조된 레이저 신호일 수 있다. 입력 신호는 FMCW 레이저 신호일 수 있다. 트랜시버(104)는 광 스위치(106) 및 LIDAR 시스템으로 환경의 블록 스캐닝을 가능하게 하도록 구성된 다수의 광 안테나 어레이(110)를 포함한다. 광 스위치(106)는 통신 채널(108)(예를 들어, 도파관)을 통해 입력 포트(102)로부터 입력 신호를 수신한다. 광 스위치(106)는 입력 신호의 적어도 일부를 한 번에 하나씩 광 안테나 어레이(110)에 선택적으로 분배한다. 일 구현에 따르면, 광 스위치(106)는 M개의 출력 채널을 포함하는 액티브 스위치이고 높은 전력 처리 능력을 갖는 실리콘 질화물 스위치로 구현될 수 있다.
일 구현에서, 광 스위치(106)는 스캔 동작 동안(예를 들어, 시야의 각각의 스캔 동안), 입력 포트(102)로부터의 입력 신호를 각각의 광 안테나 어레이(110)로 한 번에 하나씩 라우팅한다. 광 안테나 어레이(110) 각각은 입력 신호의 동시 전송을 위해 입력 신호의 일부를 광 안테나의 그룹(서브 어레이)으로 라우팅하는 컴포넌트의 블록 또는 그룹이다. 각각의 광 안테나 어레이(110)의 컴포넌트는 또한 리턴 LIDAR 신호를 수신하고 리턴 LIDAR 신호를 광 신호에서 하나 이상의 전기 신호로 변환하도록 구성된다.
도시된 바와 같이, 일 구현에 따르면 트랜시버(104)는 다수의 광 안테나 어레이(110)를 포함한다(명확성을 위해, 어레이 중 하나만 점선 박스로 강조 표시됨). 광 안테나 어레이(110) 각각은 통신 채널(114)(예를 들어, 도파관)을 통해 광 스위치(106)에 결합되는 광 스플리터(112)를 포함한다. 각각의 광 안테나 어레이(110)는 여러 개(예를 들어, 8, 50, 100 등)의 개별 코히런트 픽셀(118)로 구성된 코히런트 픽셀(116)의 그룹(예를 들어, 서브 어레이)을 포함한다. 개별 코히런트 픽셀(118) 각각은 1차원 패턴(예를 들어, 라인) 또는 2차원 패턴(예를 들어, 직사각형, 다른 형상 또는 불균일 분포)으로 다른 개별 코히런트 픽셀(118) 근처에 공간적으로 위치한다.
코히런트 픽셀 그룹(116)은 다수의 통신 채널(120)(예를 들어, 도파관)을 통해 광 스플리터(112)에 결합된다. 일 구현에 따르면, 광 스플리터(112)는 통신 채널(114)로부터 통신 채널(120)로 입력 신호를 고르게 분배하도록 구성되는 패시브 광 스플리터의 네트워크를 포함한다.
일 구현에서, 광 스위치(106)는 M개의 광 안테나 어레이(110)로부터 선택할 수 있고, 광 스플리터(112)는 입력 신호를 N개의 통신 채널(120)로 분할하며, 여기서 N은 코히런트 픽셀(116)의 그룹 내의 개별 코히런트 픽셀(118)의 개수에 대응한다. N은 또한 송신기 및 수신기 채널의 수이고 따라서 N은 또한 코히런트 픽셀(116)의 그룹에 의해 이루어질 수 있는 동시(거의 같은 시간) 측정의 총 수를 정의할 수 있다. 광 안테나 어레이(110)의 집합은 솔리드-스테이트 초점면 어레이를 형성하기 위해 렌즈 아래에 배치될 수 있다. 병렬 채널이 이 어레이에서 공간적으로 그룹화되기 때문에, 초점면 어레이의 전체 시야 내에서 더 작은 블록을 비출 수 있으며, 전체 시야의 동적 어드레싱이 가능해진다.
트랜시버(104) 구조의 이점은 광 스위치(106)의 사용이 동작에 사용되는 광 포트의 수를 감소시킨다는 점이다. 광 포트의 감소는 입력 포트(102)와 개별 코히런트 픽셀(118)의 광 안테나(도 2a-2d에 도시됨) 사이의 광 경로에서 더 간단하고 더 작은 실리콘 풋프린트(silicon footprint)를 가능하게 한다.
단일 트랜시버(104)가 도시되지만, 다양한 구현에 따르면 LIDAR 센서(100)는 다른 광 포트에 연결되거나 입력 포트(102)에 연결되는 다수의 트랜시버(104)를 포함할 수 있다.
도 2a 내지 도 2d는 본 개시의 구현에 따라 LIDAR 센서(100)에서 이용될 수 있는 코히런트 픽셀(예를 들어, 도 1에 도시된 개별 코히런트 픽셀(118))의 다양한 구현을 도시한다. 코히런트 픽셀은 (1) 입력 신호를 로컬 오실레이터 신호 및 송신 신호로 분할하고, (2) 송신 신호를 자유 공간에 결합하고, (3) 리턴 신호를 다시 코히런트 픽셀에 결합하고, 및/또는 또는 (4) 로컬 오실레이터 신호와 리턴 신호를 믹스한다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 구현에 따른 코히런트 픽셀(220) 및 코히런트 픽셀(230)을 도시한다. 코히런트 픽셀(220)은 광 안테나(200), 광 결합기(201) 및 광 스플리터(202)를 포함한다. 코히런트 픽셀(220)은 입력 포트(203)에서 광 신호(예를 들어, 변조된 레이저 신호, CW 레이저 신호, FMCW 레이저 신호 등)를 수신한다. 광 스플리터(202)는 입력 포트(203)와 광 안테나(200) 사이에 결합된다. 광 스플리터(202)는 입력 포트(203)에서 수신된 입력 신호를 안테나 포트(205) 및 로컬 오실레이터 포트(206)로 분할하도록 구성되는 양방향 2x2 광 스플리터일 수 있다. 안테나 포트(205)는 광 안테나(200)에 결합된다. 안테나 포트(205)는 송신 신호를 광 안테나(200)에 제공하고 광 안테나(200)로부터 리턴 신호를 수신하도록 구성된다.
일 구현에 따르면, 광 안테나(200)는 온-칩 도파관으로부터 자유 공간으로 광을 방출하고 및/또는 자유 공간으로부터의 광을 온-칩 도파관으로 결합하는 장치이다. 광 안테나(200)는 격자 커플러, 에지 커플러, 집적 반사기 또는 임의의 스폿 크기 변환기로 구현될 수 있다. 광 안테나(200)는 하나의 특정 편광(예를 들어, 횡전기(TE, transverse electric) 또는 횡자기(TM, transverse magnetic))를 갖는 광에 대해 훨씬 더 높은 방출/커플링 효율로 편광에 민감할 수 있다. 광 안테나(200)는 상호적일 수 있고 따라서 측정 대상 물체(예를 들어, 환경 내의 물체)로부터 리턴 신호(예를 들어, 반사된 빔)를 수집할 수 있다. 광 안테나(200)는 리턴 신호를 광 스플리터(202)의 안테나 포트(205)로 다시 제공한다. 광 스플리터(202)는 리턴 신호를 입력 포트(203)와 리턴 신호 포트(204) 사이에서 분할할 수 있거나, 또는 리턴 신호를 리턴 신호 포트(204)에만 제공하도록 구성될 수 있다. 광 스플리터(202)는 송신기와 수신기가 함께 위치되는 "의사 서큘레이터(pseudo-circulator)"로서 구성될 수 있다.
광 결합기(201)는 로컬 오실레이터 신호를 리턴 신호와 믹스하도록 구성된다. 광 결합기(201)는 코히런트 검출을 위해 리턴 신호 포트(204)로부터의 리턴 신호와 로컬 오실레이터 포트(206)로부터의 로컬 오실레이터 신호를 믹스한다. 광 결합기(201)는 밸런스드 2x2 광 믹서일 수 있는 광 믹서이다.
코히런트 픽셀(220)은 비트 톤 검출을 위해 광 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성되는 포토 다이오드 쌍(207)을 포함한다. 코히런트 픽셀(220)은 BPD(balanced photo-diode) 코히런트 픽셀로 지칭될 수 있다.
"의사 서큘레이터"로서 광 스플리터(202)를 사용할 경우, 수백 개의 픽셀을 갖는 대규모 어레이에 대해 비실용적인, 모든 단일 픽셀에 대해 이산 서큘레이터를 갖는 것을 제거할 수 있다. 따라서, 코히런트 픽셀(220)의 구현은 비용 및 폼 팩터를 상당히 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 리턴 신호는 입력 포트(203)와 리턴 신호 포트(204) 사이에서 분할될 수 있으며, 후자는 코히런트 검출을 위해 사용된다.
일 구현에 따르면, 코히런트 픽셀(230)은 하이브리드 광 결합기(209)를 포함하고, 비트 톤 검출을 위해 리턴 신호 및 로컬 오실레이터 신호를 전기 신호로 변환하기 위한 2개의 포토-다이오드 쌍(207)을 포함한다. 일 구현에 따르면, 코히런트 픽셀(230)은 동위상 출력 신호 RX_I 및 직교 출력 신호 RX_Q를 제공하기 위해 하이브리드 광 결합기(209)를 사용한다. 동위상 출력 신호 RX_I 및 직교 출력 신호 RX_Q는 FMCW LIDAR 시스템에서 속도-거리 모호성을 해결하거나 고급 디지털 신호 처리(DSP) 알고리즘을 가능하게 하는 데 사용할 수 있다.
도 2c 및 2d는 본 개시의 구현에 따른 코히런트 픽셀(240) 및 코히런트 픽셀(250)을 도시한다. 코히런트 픽셀(240 및 250)은 코히런트 픽셀에서 사용되는 광 스플리터 설계를 단순화할 수 있는 편광 분할 안테나를 포함한다.
일 구현에 따르면, 코히런트 픽셀(240)은 광 스플리터(212), 편광 분할 안테나(210), 광 결합기(201) 및 포토-다이오드 쌍(207)을 포함한다. 입력 신호는 입력 포트(203)에서 수신된다. 광 스플리터(212)는 입력 포트(203)에 결합된 입력 포트, 안테나 포트(215) 및 로컬 오실레이터 포트(214)를 포함할 수 있다. 안테나 포트(215)로 라우팅되는 입력 신호의 일부는 하나의 편광(예를 들어, TM)을 갖는 편광 분할 안테나(210)를 사용하여 칩 밖으로 직접 전송된다. 편광 분할 안테나(210)는 측정 대상물로부터 반사된 신호(반사광)를 수집한다. 편광 분할 안테나(210)는 직교 편광(예를 들어, TE)를 안테나 출력 포트(213)(예를 들어, 도파관)에 결합하고, 직교 편광 복귀 신호를 광 결합기(201)로 직접 전송한다. 이 구현에서, 편광 분할 안테나(210)에 의해 수신된 리턴 신호는 추가 스플리터 또는 "의사 서큘레이터"로 더 이상 분할되지 않는다.
광 결합기(201)는 코히런트 검출을 위해 안테나 출력 포트(213)로부터 수신된 리턴 신호를 로컬 오실레이터 포트(214)로부터의 광 신호의 일부와 광학적으로 믹스한다. 광-다이오드 쌍(207)은 결합/믹스된 광 신호를 비트 톤 검출을 위한 전기 신호로 변환한다.
코히런트 픽셀(250)은 하이브리드 광 결합기(209) 및 편광 분할 안테나(210)를 포함하고, 2개의 포토-다이오드 쌍(207)은 광 신호를 동위상 출력 신호(RX_I) 및 직교 출력 신호(RX_Q)로 변환하며, 이는 비트 톤 감지를 위해 사용될 수 있는 전기 신호이다.
코히런트 픽셀(240 및 250)의 설계는 모든 단일 코히런트 픽셀에 대해 효율적인 집적 서큘레이터를 구현하고 초고감도를 갖는 온-칩 모노스태틱 FMCW LIDAR를 가능하게 할 수 있다.
도 3은 본 개시의 구현에 따른, 로컬 오실레이터 신호를 코히런트 픽셀로 선택적으로 라우팅하도록 구성되는 LIDAR 센서(300)의 칩의 다이어그램을 도시한다. LIDAR 센서(300)는 LIDAR 센서(100)(도 1에 도시됨)의 많은 특징을 포함할 수 있다. LIDAR 센서(300)는 코히런트 픽셀이 입력 포트(102)에서 수신된 입력 신호의 자체 부분을 분할하도록 하는 대신, 외부 로컬 오실레이터 신호를 직접 제공함으로써 코히런트 픽셀의 컴포넌트를 감소시킨다. LIDAR 센서(300)는 코히런트 픽셀이 그 자신의 로컬 오실레이터 신호를 생성하도록 구성되는 경우보다 더 강한 로컬 오실레이터 신호를 코히런트 픽셀에 제공하도록 구성된다.
일 구현에 따르면, LIDAR 센서(300)는 로컬 오실레이터 신호로서 입력 신호의 일부를 수신하기 위해 광 스플리터(304)에 결합된 로컬 오실레이터 네트워크(302)를 포함한다. 로컬 오실레이터 네트워크(302)(예를 들어, 스위치 트리)는 로컬 오실레이터 신호를 다수의 광 스플리터(308) 중 하나에 선택적으로 제공하도록 구성되는 광 스위치(306)를 포함한다. 각각의 광 스플리터(308)는 통신 채널(310)(예를 들어, 도파관)을 통해 광 스위치(306)에 연결된다. 일 구현에 따르면, 광 스플리터(308)는 통신 채널(312)을 통해 코히런트 픽셀(116)의 그룹에 결합된다. 광 스위치(306)는 광 스위치(106)와 유사할 수 있고, 광 스위치(106)가 코히런트 픽셀(116)의 특정 그룹에 입력 신호를 제공하는 것과 동시에 로컬 오실레이터 신호를 코히런트 픽셀(116)의 특정 그룹에 제공하도록 구성될 수 있다. 광 스플리터(308)는 광 스플리터(112)와 유사할 수 있고 다수의 패시브 스플리터 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 개시의 구현에 따른, 예를 들어 로컬 오실레이터 네트워크(302)(도 3에 도시됨)로부터 외부 로컬 오실레이터 신호를 수신하도록 구성되는 코히런트 픽셀(400 및 410)을 도시한다. 코히런트 픽셀(400 및 410)은 로컬 오실레이터 포트(402)에서 로컬 오실레이터 신호를 수신하도록 구성된다. 일 구현에서, 코히런트 픽셀(400 및 410)은 코히런트 픽셀(240 및 250)(각각 도 2c 및 2d에 도시됨)과 유사한 특징을 포함한다.
도 5a 내지 5c는 본 개시의 임의의 LIDAR 시스템에서 사용될 수 있는 광 스위치의 다양한 구현을 도시한다.
도 5a는 광 스위치(106) 및/또는 광 스위치(306)의 구현일 수 있는 광 스위치(506)를 도시한다. 일 구현에 따르면, 광 스위치(506)는 다수의 개별 스위치 셀(501)을 갖는 이진 트리 스위치 네트워크이다. 개별 스위치 셀(501)은 제어 신호(503 및 504)를 사용하여 각 암의 위상을 조정하는 2개의 광 위상 시프터(502)에 공급하도록 구성되는 광 스플리터(500)를 포함한다. 광 스위치(506)의 전기 제어는 2개의 제어를 사용한 푸시-풀 방식, 또는 단일 제어를 사용한 단면(single sided)일 수 있다. 일 구현에서, 광 위상 시프터(502)를 통과하는 신호는 광 결합기(505)를 사용하여 재결합된다. 제어 신호(503 및 504)의 동작에 기초하여, 보강 또는 소멸 간섭이 발생하고 이에 따라 광이 2개의 출력 사이에서 스위칭된다. 광 위상 시프터(502)는 열-광 위상 시프터 및/또는 전기-광 위상 시프터로 구현될 수 있다.
도 5b는 일 구현에 따른, 마이크로 링 공진기(MRR)(510)의 어레이로 구현되는 광 스위치(520)를 도시한다. 각각의 MRR(510)은 장치의 공진 주파수가 레이저 파장과 정렬될 때 메인 버스 도파관(512)으로부터 광 신호를 픽업한다. 일 구현에 따르면, 전기 제어 신호(예를 들어, Ctrl 0, Ctrl 1, Ctrl 3, Ctrl M)는 어레이의 각 MRR(510)의 공진을 설정하고 이에 따라 코히런트 광 신호(예를 들어, FMCW 광 신호)를 송신 또는 수신하기 위해 통과하는 출력 포트(511)를 선택하기 위해 사용될 수 있다.
도 5c는 MEMS(micro-electromechanical system) 스위치(515)의 어레이로 구현되는 광 스위치(530)를 도시한다. 일 구현에 따르면, 각각의 MEMS 스위치(515)는 메인 버스 도파관(512)으로부터의 광 신호를 조향하고 이에 따라 광 신호를 송신 또는 수신하기 위해 통과하는 출력 포트(예를 들어, Out 1, Out 2, Out 3, Out M)를 선택하도록 구성된다.
도 6은 본 개시의 구현에 따른, 어드레싱 가능한 초점면 어레이를 형성하기 위해 LIDAR 센서(100)를 통합하는 LIDAR 시스템(600)을 도시한다. 각각의 광 안테나 어레이(110)는 광 안테나 어레이(110) 중 특정한 하나가 선택될 때 입력 신호를 동시에 전송하는 N개의 코히런트 픽셀을 포함한다. 렌즈 시스템(607)을 통한 코히런트 픽셀로부터의 입력 신호의 전송은 레이저 빔(608)이 된다. 각각의 광 안테나 어레이(110)는 렌즈 시스템(607)의 시야의 일부를 스캔하며, 이는 LIDAR 시스템(600)이 솔리드-스테이트 어드레싱 가능한 시야를 가질 수 있게 한다. 광 스위치(106)의 출력이 광 안테나 어레이(110) 중 특정 하나를 선택할 때, 각각의 N 코히런트 픽셀은 렌즈 시스템(607)을 동시에 조명하고, 입사광을 약간 다른 각도로 전파하는 N 출사 레이저 빔(608)으로 콜리메이트한다. 출사 레이저 빔(608)은 LIDAR 센서(100)의 코히런트 픽셀 간격 및 렌즈 시스템(607)의 특성에 기초하여 약간 다른 각도로 전파된다. 그 결과, 각 광 안테나 어레이(110)는 초점면 어레이 시스템의 전체 시야의 작은 부분을 조명한다.
도 7a는 본 개시의 구현에 따른, 각각 N개의 코히런트 픽셀을 포함하는 광 안테나 어레이(110)로부터 동위상(I) 및 직교(Q) 신호를 라우팅하기 위한 전기 배선 방식(700)을 도시한다. 도시된 예에서, 모든 8번째 코히런트 픽셀은 버스(702)에 함께 연결되고, 총 2*N 버스가 스위치 외부로 라우팅된다(N개는 동위상 신호, N개는 직교 신호). 이 배선 방식에 따르면, 버스(702)(채널 RX_1, RX_2, RX_3, ... RX_N 포함)는 한 번에 하나의 광 안테나 어레이(110)에 의해 사용되는데, 일 구현에 따르면, 이는 광 스위치(106)가 광 안테나 어레이(110) 중 한 번에 특정한 하나만을 선택하기 때문이다.
도 7b는 본 개시의 구현에 따른, 각각 N개의 코히런트 픽셀을 포함하는 광 안테나 어레이(110)로부터 동위상(I) 및 직교(Q) 신호를 라우팅하기 위한 전기 배선 방식(710)을 도시한다. 도시된 예에서, 광 안테나 어레이(110)는 버스(712) 및 버스(714)에서 판독되는 2개(또는 그 이상)의 더 작은 그룹으로 분할된다. 버스(712)는 출력 채널 RX1_1, RX1_2, RX1_3, ... RX1_N을 포함하고, 버스(714)는 출력 채널 RX2_1, RX2_2, RX2_3, ... RX2_N을 포함한다. 이러한 더 작은 그룹 내의 모든 8번째 코히런트 픽셀은 공통 버스(예를 들어, 버스(712) 또는 버스(714))에 연결되고 어레이 외부로 라우팅된다. 이 예에서, 코히런트 픽셀의 P개의 하위 그룹이 존재하는 경우, 광 안테나 어레이를 떠나는 총 2PN 신호 버스가 존재한다. 이러한 2PN 버스는 이후, 예를 들어 전기 스위치를 사용하여 병합됨으로써 신호 와이어의 총량을 줄일 수 있다.
도 8은 본 개시의 하나 이상의 구현에 따른, FMCW LIDAR 시스템의 성능을 개선하기 위해 광의 2개의 편광을 이용하는 코히런트 픽셀(813)의 다이어그램을 도시한다. 레이저로부터 발생하는 입력 광(801)은 코히런트 픽셀(813)로 들어가고 스플리터(802)라고도 지칭되는 X/(1-X) 스플리터(802)에 의해 분할된다. 광의 X%는 TX 신호를 구성하는 스플리터(802)의 상부 포트를 떠나고, 광의 (1-X)%는 로컬 오실레이터(LO) 신호를 구성하는 스플리터(802)의 하부 포트를 떠난다. TX 신호는 편광 어셈블리(820)로 들어간다. 도시된 바와 같이, 편광 어셈블리(820)는 편광 스플리터(803) 및 편광 불감성 자유 공간 결합기(polarization-insensitive free-space coupler)(804)를 포함한다. 그러나, 일부 실시예에서, 편광 스플리터(803) 및 편광 불감성 자유 공간 결합기(804)는 단일 편광 분할 수직 칩-자유 공간 결합기(single polarization-splitting vertical chip-to-free-space coupler)로 대체될 수 있다. 편광자(polarizer)라고도 지칭되는 편광 스플리터(803)는 TE(transverse electric)) 편광과 TM(transverse magnetic) 편광을 분리한다. TX 신호 광은 TE 편광이기 때문에, 광은 편광 분리기(803)의 우측 상단 포트에 결합된다. TM 편광된 광은 편광 분리기(803) 우측 하단 포트를 통해 떠난다. 편광 분리기(803)를 떠나는 TX 신호는 코히런트 픽셀(813)의 TE 필드와 일치하는 선형 편광을 갖는 자유 공간 광 빔(805)을 생성하는 편광 불감성 자유 공간 결합기(804)로 들어간다. 예를 들어, 편광 불감성 자유 공간 결합기(804)는 수직 격자, 에지 커플러(예를 들어, 역으로 테이퍼진 도파관) 또는 각진 반사기일 수 있다.
자유 공간 광 빔(805)은 선형 편광 광 빔을 원형 편광 광 빔(807)으로 변환하는 1/4 파장판(806)을 통해 전파된다. 이제 원형 편광된 광(807)은 LO 신호에 대해 상대적으로 광을 지연시키는 거리에 걸쳐 전파된다. 이 빔은 타겟 표면(808)에서 반사되어 (리턴 신호) 반사 광(809)을 생성한다. 표면 특성에 따라, 이 반사된 빔은 원형 편광을 유지하거나 또는 편광이 무작위로 변할 수 있다. 반사된 광 빔(809)은 자유 공간을 통해 그리고 1/4파장판(806)을 통해 다시 전파된다. 반사된 광 빔(809)이 원형 편광을 유지했다면, 투과된 빔(810)은 TM 편광을 가질 것이다(발생 전송 및 수신 코히런트 픽셀(813)에 대해). 반사된 빔(809)이 무작위 편광을 갖는다면, 투과된 빔(810)은 무작위 편광을 가질 것이다. 전송된 빔(810)은 코히런트 픽셀(813)로 다시 결합되고 편광 스플리터(803)의 상단 우측 포트로 다시 전파된다. 수신된 광 빔이 TM 편광이면, 모든 광은 편광 스플리터(803)의 하단 좌측 포트로 결합될 것이다. 수신된 빔이 무작위로 편광되면, 명목상 광 출력의 절반이 왼쪽 하단 포트에 결합될 것이다. 편광 스플리터(803)의 좌측 하단 포트에 결합된 광은 지연된 수신 신호를 LO 신호와 믹스하는 2-입력 전력 광 믹서(two-input-power optical mixer)(811)로 들어간다. 광 믹서(811)는 FMCW LIDAR 시스템에 의해 해석되는 하나 이상의 전기 신호(812)를 생성한다. 1/4 파장 플레이트를 제거하면 타겟 표면에서 편광을 유지하는 시스템 성능에 영향을 미칠 수 있으나, 이 아이디어의 기본 원리에는 영향을 미치지 않는다.
편광 어셈블리(820)는 전송된 신호를 형성하도록 구성될 수 있으며; 전송된 신호를 제1 편광을 갖도록 편광하고; 리턴 신호를 형성하기 위해 제1 편광에 직교하는 제2 편광에 기초하여 (804를 통해 결합된) 반사된 신호를 편광하고; 광 검출을 위해 리턴 신호를 제2 도파관(예를 들어, 811로 향하는)에 결합한다.
코히런트 픽셀(813)은 예를 들어 코히런트 픽셀(118)(도 1에 도시됨)일 수 있다. 코히런트 픽셀(813)은 또한 도 2a 내지 도 2b를 참조하여 전술한 코히런트 픽셀의 실시예일 수 있다. 예를 들어, 광 스플리터(202)는 X/(1-X) 분배기(802) 및 편광 분리기(803)로 대체될 수 있고, 광 안테나(200)는 편광 불감성 자유 공간 결합기(804)로 대체될 수 있다.
도 9는 본 개시의 하나 이상의 구현에 따른, 코히런트 LIDAR 시스템의 특정 예로서, SCPA(switchable coherent pixel array) 기반 FMCW LIDAR 시스템(900)의 시스템 다이어그램을 도시한다. 스캐너 모듈(901)은 단일 또는 복수의 FMCW 트랜시버 채널을 갖는 SCPA LIDAR 칩(905) 및 하나 이상의 광 요소를 포함하는 렌즈 시스템(903)을 포함한다. 일부 실시예에서, 렌즈 시스템(903)은 렌즈 시스템(607)의 일 구현이다.
SCPA LIDAR 칩(905)은 하나 이상의 광 집적 회로로서 구현되는 하나 이상의 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) LIDAR 트랜시버(예를 들어, 트랜시버(104))를 포함한다. 트랜시버용 광 집적 회로는 입력 포트, 복수의 광 안테나, 광 스위치, 복수의 스플리터 및 복수의 믹서를 포함할 수 있다.
입력 포트는 주파수 변조된 레이저 신호를 수신하도록 구성된다. 광 스위치는 입력 포트를 광 안테나에 스위칭 가능하게 결합하여 입력 포트와 광 안테나 사이에 광 경로를 형성하도록 구성된다. 입력 포트에서 광 안테나 중 하나로의 각각의 광 경로에 대해, 스플리터가 광 경로를 따라 결합되고 다음과 같이 구성된다: 레이저 신호의 수신된 부분을 로컬 오실레이터 신호 및 전송된 신호로 분할, 여기서 전송된 신호는 광 안테나를 통해 방출되고 전송된 신호의 반사는 광 안테나를 통해 반사된 신호로서 수신됨, 및 반사된 신호의 일부인 리턴 신호를 출력. 각각의 스플리터에 대해, 믹서가 스플리터로부터 리턴 신호 및 로컬 오실레이터 신호를 수신하도록 결합되고, 믹서는 리턴 신호 및 로컬 오실레이터 신호를 믹스하여 LIDAR 시스템의 시야(스캐너 모듈(901)의 시야라고도 칭함)에서 깊이 정보를 결정하기 위해 사용되는 하나 이상의 출력 신호를 생성하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 렌즈 시스템(903)은 하나 이상의 각도 치수(예를 들어, 방위각 또는 고도)를 따라 스캐너 모듈(901) 시야를 스캔하는 콜리메이트된 전송 신호를 생성한다. 스캐너 모듈(901)은 하나의 각도 치수를 따라 5 또는 그 이상의 시야를 갖는다. 그리고 광 안테나(예를 들어, 직사각형 그리드)의 2차원 배열을 갖는 실시예에서, 복수의 광 안테나로부터의 신호는 스캐너 모듈(901)의 시야 내에서 2차원으로 스캔될 수 있다. 예를 들어, 제1 차원 및 제2 차원에서의 스캐닝되고, 스캐너 모듈(901)의 시야는 제1 차원을 따라 5도 또는 그 이상이고 제2 차원을 따라 5도 또는 그 이상이다. 위의 예에서 2차원 스캐닝은 서로 다른 코히런트 픽셀을 선택적으로 사용하여 수행될 수 있다.
스캐너 모듈(901)은 또한 레이저 빔 스캐닝을 보조하기 위한 스캐닝 미러(902) 및/또는 편광 의존 감도를 개선하기 위한 1/4 파장 플레이트(QWP)(904)를 포함할 수 있다. 스캐닝 미러(902)를 사용하는 실시예에서, 스캐너 모듈(901)의 시야는 제1 차원을 따라 5도 또는 그 이상이고(코히런트 픽셀의 선택적 사용을 통해 스캔됨) 제2 차원을 따라 10도 또는 그 이상이다(스캐닝 미러(902)의 움직임을 통해 적어도 부분적으로 스캔됨). LIDAR 칩(905)용 광원은 동일한 칩에 직접 통합되거나 섬유(fiber) 구성 요소를 통해 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 광원은 변조된 레이저 소스, CW 레이저 소스, FMCW 레이저 소스(907), 또는 코히런트 LIDAR 작동을 위한 입력 신호를 생성하는 다른 코히런트 레이저 소스일 수 있다. FMCW 레이저 소스(907)는 광 증폭기(906)에 의해 추가로 증폭되어 FMCW LIDAR의 범위를 증가시킬 수 있다. 광 증폭기(906)는 SOA(semiconductor optical amplifier) 칩 또는 EDFA(Erbium-doped fiber amplifier)일 수 있다. FMCW 레이저 소스(907)는 일반적으로 제어 가능한 저잡음 전류원인 레이저 드라이버 회로(908)에 의해 제어된다. 코히런트 픽셀의 출력은 트랜스 임피던스 증폭기(TIA) 회로(911)의 어레이로 전달된다. 온칩 스위치는 스위치 드라이버 어레이(910)에 의해 제어된다. FMCW 처리 엔진(909)은 다음 기능을 포함하는 하나 또는 복수의 FPGA, ASIC 또는 DSP 칩으로 구현될 수 있다: SCPA 제어 및 캘리브레이션 로직(915), FMCW LIDAR 프레임 관리 및 포인트 클라우드 처리(914), 다중 채널 아날로그-디지털 변환기(916), FMCW LIDAR DSP(912) 및 FMCW 레이저 처프 제어 및 캘리브레이션 로직(913). CMOS 실리콘 포토닉 플랫폼으로 SCPA LIDAR 칩(905)을 구현하는 경우, 전기 회로 기능의 일부 또는 심지어 전부는 단일 칩 상의 포토닉 회로와 함께 모놀리식으로(monolithically) 구현될 수 있다. FMCW 처리 엔진의 데이터 출력(920)은 깊이 정보를 포함한다. 깊이 정보는, 예를 들어 통상의 LIDAR 포인트 클라우드의 3차원 위치 데이터, 및 속도, 반사율 등과 같은 FMCW LIDAR가 측정할 수 있는 다른 정보를 포함할 수 있다.
도 9는 예시적인 LIDAR 시스템을 도시한다. 대안적인 구성에서, 다른 및/또는 추가 구성요소가 LIDAR 시스템에 포함될 수 있다. 추가적으로, 도 9에 도시된 구성요소 중 하나 이상과 관련하여 설명된 기능은, 도 9와 관련하여 기술된 것과는 상이한 방식으로 구성요소들 사이에 분배될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, SCPA LIDAR 칩(905)은 스캐너 모듈(901)로부터 분리될 수 있다.
도 10a는 본 개시의 측면에 따른, LIDAR 장치의 도 1 내지 9 중 임의의 LIDAR 컴포넌트를 포함할 수 있는 예시적인 자율 차량(1000)을 도시한다. 도시된 자율 차량(1000)은 자율 차량(1000)의 작동을 제어할 목적으로 자율 차량의 외부 환경의 하나 이상의 물체를 캡처하고 캡처된 하나 이상의 물체와 관련된 센서 데이터를 생성하도록 구성된 센서 어레이를 포함한다. 도 10a는 센서(1033A, 1033B, 1033C, 1033D 및 1033E)를 도시한다. 도 10b는 센서(1033A, 1033B, 1033C, 1033D 및 1033E)에 더하여 센서(1033F, 1033G, 1033H 및 1033I)를 포함하는 자율 차량(1000)의 평면도를 예시한다. 임의의 센서(1033A, 1033B, 1033C, 1033D, 1033E, 1033F, 1033G, 1033H 및/또는 1033I)는 도 1 내지 9 중 임의의 LIDAR 컴포넌트를 포함하는 LIDAR 장치를 포함할 수 있다. 도 10c는 자율 차량(1000)을 위한 예시적인 시스템(1099)의 블록도를 도시한다. 예를 들어, 자율 차량(1000)은 에너지원(1006)에 의해 동력을 공급받고 드라이브트레인(1008)에 전력을 제공할 수 있는 원동기(1004)를 포함하는 파워트레인(1002)을 포함할 수 있다. 자율 차량(1000)은 방향 제어(1012), 파워트레인 제어(1014) 및 브레이크 제어(1016)를 포함하는 제어 시스템(1010)을 더 포함할 수 있다. 자율 차량(1000)은 사람 및/또는 화물을 수송할 수 있고 서로 다른 다양한 환경에서 주행할 수 있는 차량을 포함하는 임의의 수의 상이한 차량으로 구현될 수 있다. 전술한 컴포넌트(1002 내지 1016)는 이러한 컴포넌트가 사용되는 차량의 유형에 따라 광범위하게 변할 수 있음을 이해할 것이다.
예를 들어, 이하에서 논의되는 구현은 자동차, 밴, 트럭 또는 버스와 같은 바퀴 달린 육상 차량에 초점을 맞출 것이다. 이러한 구현에서, 원동기(1004)는 (그 중에서도) 하나 이상의 전기 모터 및/또는 내연 기관을 포함할 수 있다. 에너지원은 예를 들어 연료 시스템(예를 들어, 가솔린, 디젤, 수소를 제공), 배터리 시스템, 태양광 패널 또는 기타 재생 에너지원 및/또는 연료전지 시스템을 포함할 수 있다. 드라이브트레인(1008)은 원동기(1004)의 출력을 차량 운동으로 변환하기에 적합한 트랜스미션 및/또는 임의의 다른 기계 구동 컴포넌트와 함께 휠 및/또는 타이어를 포함할 수 있을 뿐만 아니라 자율 차량(1000)을 제어 가능하게 정지시키거나 감속시키도록 구성된 하나 이상의 브레이크 및 자율 차량(1000)의 궤적을 제어하기에 적합한 방향 또는 조향 컴포넌트(예를 들어, 자율 차량(1000)의 하나 이상의 휠이 차량의 종축에 대한 휠의 회전 평면의 각도를 변경하기 위해 일반적으로 수직 축을 중심으로 선회할 수 있게 하는 랙 및 피니언 조향 연결 장치)를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 파워트레인과 에너지원의 조합이 사용될 수 있다(예를 들어, 전기/가스 하이브리드 차량의 경우). 일부 구현에서, 복수의 전기 모터(예를 들어, 개별 바퀴 또는 차축 전용)가 원동기로 사용될 수 있다.
방향 제어(1012)는 자율 차량(1000)이 원하는 궤적을 따를 수 있도록 방향 또는 조향 컴포넌트로부터 피드백을 제어하고 수신하기 위한 하나 이상의 액추에이터 및/또는 센서를 포함할 수 있다. 파워트레인 제어(1014)는 파워트레인(1002)의 출력을 제어하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어 원동기(1004)의 출력 전력을 제어하고 드라이브트레인(1008)의 변속기 기어를 제어함으로써 자율 차량(1000)의 속도 및/또는 방향을 제어할 수 있다. 브레이크 제어(1016)는 자율 차량(1000)을 감속시키거나 정지시키는 하나 이상의 브레이크, 예를 들어 차량의 휠에 결합된 디스크 또는 드럼 브레이크를 제어하도록 구성될 수 있다.
오프로드 차량, 올-터레인(all-terrain) 또는 트랙 차량, 또는 건설 장비를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 차량 유형은 필연적으로, 본 개시의 이점을 갖는 통상의 기술자라면 이해할 다른 파워트레인, 드라이브트레인, 에너지원, 방향 제어, 파워트레인 제어 및 브레이크 제어를 활용할 것이다. 또한, 일부 구현에서 일부 컴포넌트는 결합될 수 있는데, 예를 들어 차량의 방향 제어는 주로 하나 이상의 원동기의 출력을 변경하여 처리될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 구현은 바퀴 달린 육상 자율 차량에서 본 명세서에 기술된 기술의 특정 적용에 제한되지 않는다.
도시된 구현에서, 자율 차량(1000)에 대한 자율 제어는 차량 제어 시스템(1020)에서 구현되며, 이는 프로세싱 로직(1022) 내의 하나 이상의 프로세서 및 하나 이상의 메모리(1024)를 포함할 수 있으며, 프로세싱 로직(1022)은 메모리(1024)에 저장된 프로그램 코드(예를 들어, 명령(1026))를 실행하도록 구성된다. 프로세싱 로직(1022)은 예를 들어 그래픽 처리 장치(GPU) 및/또는 중앙 처리 장치(CPU)를 포함할 수 있다. 차량 제어 시스템(1020)은 도파관(들)(130)을 통해 자율 차량(1000)의 외부 환경으로 전파되고 수신 LIDAR 픽셀로 다시 반사되는, 적외선 송신 빔의 반사인 적외선 리턴 빔에 응답하여, 자율 차량(1000)의 파워트레인(1002)을 제어하도록 구성될 수 있다.
센서(1033A-1033I)는 자율 차량의 작동을 제어하는데 사용하기 위해 자율 차량의 주변 환경으로부터 데이터를 수집하기에 적합한 다양한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(1033A-1033I)는 RADAR 유닛(1034), LIDAR 유닛(1036), 3D 포지셔닝 센서(들)(1038), 예를 들어 GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo 또는 Compass와 같은 위성 항법 시스템을 포함할 수 있다. 도 1 내지 9의 LIDAR 컴포넌트는 간섭계, 변조기 및/또는 LIDAR 유닛(1036)의 공진기에 포함될 수 있다. LIDAR 유닛(1036)은 예를 들어 자율 차량(1000) 주위에 분산된 복수의 LIDAR 센서를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 3D 포지셔닝 센서(들)(1038)는 위성 신호를 이용하여 지구상에서 차량의 위치를 결정할 수 있다. 센서(1033A-1033I)는 선택적으로 하나 이상의 초음파 센서, 하나 이상의 카메라(1040) 및/또는 관성 측정 유닛(IMU)(1042)을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 카메라(1040)는 정지 및/또는 비디오 이미지를 기록할 수 있는 모노그래픽 또는 스테레오그래픽 카메라일 수 있다. 카메라(1040)는 자율 차량(1000)의 외부 환경에 있는 하나 이상의 물체의 이미지를 캡처하도록 구성된 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서를 포함할 수 있다. IMU(1042)는 세 방향에서 자율 차량(1000)의 선형 및 회전 운동을 감지할 수 있는 다중 자이로스코프 및 가속도계를 포함할 수 있다. 휠 인코더와 같은 하나 이상의 인코더(미도시)는 자율 차량(1000)의 하나 이상의 휠의 회전을 모니터링하는 데 사용될 수 있다.
센서(1033A-1033I)의 출력은 위치 파악(localization) 서브시스템(1052), 궤도 서브시스템(1056), 지각 서브시스템(1054) 및 제어 시스템 인터페이스(1058)를 포함하는 제어 서브시스템(1050)에 제공될 수 있다. 위치 파악 서브시스템(1052)은 주변 환경 내에서, 그리고 일반적으로 특정 지리적 영역 내에서 자율 차량(1000)의 위치 및 (또한 때때로 "자세"로 지칭되는) 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 자율 차량의 위치는 라벨링된 자율 차량 데이터 생성의 일부로써, 동일한 환경에 있는 추가 차량의 위치와 비교될 수 있다. 지각 서브시스템(1054)은 자율 차량(1000)을 둘러싼 환경 내의 물체를 검출, 추적, 분류 및/또는 결정하도록 구성될 수 있다. 궤적 서브시스템(1056)은 특정 시간 프레임에 걸쳐 원하는 목적지가 주어진 자율 차량(1000)에 대한 궤적 뿐만 아니라, 환경 내에서 정지된 및 움직이는 물체의 궤적을 생성하도록 구성될 수 있다. 여러 구현에 따른 기계 학습 모델은 차량 궤적을 생성하는 데 활용될 수 있다. 제어 시스템 인터페이스(1058)는 자율 차량(1000)의 궤적을 구현하기 위해 제어 시스템(1010)과 통신하도록 구성된다. 일부 구현에서, 기계 학습 모델은 계획된 궤적을 구현하기 위해 자율 차량을 제어하는 데 활용될 수 있다.
도 10c에 도시된 차량 제어 시스템(1020)에 대한 컴포넌트들의 집합은 본질적으로 단지 예시일 뿐이라는 것이 이해될 것이다. 개별 센서는 일부 구현에서 생략될 수 있다. 일부 구현에서, 도 10c에 도시된 상이한 유형의 센서가 자율 차량을 둘러싼 환경에서 중복적으로 및/또는 상이한 영역을 커버하기 위하여 사용될 수 있다. 일부 구현에서, 제어 서브시스템의 상이한 유형 및/또는 조합이 사용될 수 있다. 또한, 서브시스템(1052-1058)이 프로세싱 로직(1022) 및 메모리(1024)와 별개인 것으로 도시되어 있지만, 일부 구현에서 서브시스템(1052-1058)의 기능 중 일부 또는 전부는 메모리(1024)에 상주하고 프로세싱 로직(1022)에 의해 실행되는 명령(1026)과 같은 프로그램 코드로 구현될 수 있으며, 이들 서브시스템(1052-1058)은 일부 경우에 동일한 프로세서(들) 및/또는 메모리를 이용하여 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 일부 구현에서 서브시스템은 다양한 전용 회로 로직, 다양한 프로세서, 다양한 FPGA(Field Programmable Gate Array), 다양한 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다양한 실시간 컨트롤러 등으로 구현될 수 있으며, 위에서 언급한 것과 같이, 복수의 하위 시스템이 회로, 프로세서, 센서 및/또는 기타 컴포넌트를 활용할 수 있다. 또한, 차량 제어 시스템(1020)의 다양한 컴포넌트는 다양한 방식으로 네트워크화될 수 있다.
일부 구현에서, 소프트웨어, 하드웨어, 회로 로직, 센서 및 네트워크의 다양한 조합을 포함하는 상이한 아키텍처가 도 10c에 도시된 다양한 컴포넌트를 구현하는 데 사용될 수 있다. 각각의 프로세서는, 예를 들어 마이크로프로세서로서 구현될 수 있고 각각의 메모리는 메인 스토리지 뿐만 아니라, 메모리의 임의의 보충 레벨, 예를 들어 캐시 메모리, 비휘발성 또는 백업 메모리(예를 들어, 프로그래밍 가능 또는 플래시 메모리), 또는 읽기 전용 메모리를 포함하는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 의미할 수 있다. 또한, 각 메모리는 예를 들어 대용량 저장 장치 또는 다른 컴퓨터 컨트롤러에 저장된 것과 같은 가상 메모리로 사용되는 임의의 저장 용량뿐만 아니라, 자율 차량(1000)의 다른 곳에 물리적으로 위치한 메모리 스토리지, 예를 들어 프로세서의 임의의 캐시 메모리를 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 도 10c에 도시된 프로세싱 로직(1022), 또는 완전히 별개의 프로세싱 로직은, 자율 제어의 목적 외에 자율 차량(1000)에서 추가 기능을 구현하기 위해, 예를 들어 엔터테인먼트 시스템을 제어하거나, 문, 조명 또는 편의 기능을 작동하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 추가적인 저장을 위해, 자율 차량(1000)은 또한 하나 이상의 대용량 저장 장치, 예를 들어 이동식 디스크 드라이브, 하드 디스크 드라이브, 직접 액세스 저장 장치("DASD"), 광 드라이브(예를 들어 CD 드라이브, DVD 드라이브), SSD(Solid State Storage Drive), 네트워크 연결 스토리지, 스토리지 영역 네트워크 및/또는 테이프 드라이브 등을 포함할 수 있다. 또한, 자율 차량(1000)은 자율 차량(1000)이 승객으로부터 복수의 입력을 수신하고 승객을 위한 출력을 생성하기 위한 사용자 인터페이스(1064), 예를 들어 하나 이상의 디스플레이, 터치스크린, 음성 및/또는 제스처 인터페이스, 버튼 및 기타 촉각 컨트롤을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 승객으로부터의 입력은 다른 컴퓨터 또는 전자 장치를 통해, 예를 들어 모바일 장치의 앱을 통해 또는 웹 인터페이스를 통해 수신될 수 있다.
일부 구현에서, 자율 차량(1000)은 하나 이상의 네트워크(1070)(예를 들어, 근거리 통신망("LAN"), 광역 통신망("WAN"), 무선 네트워크 및/또는 인터넷 등)와 통신하기에 적합한 이상의 네트워크 인터페이스, 예를 들어, 네트워크 인터페이스(1062)를 포함할 수 있으며, 이를 통해, 예를 들어 자율 차량(1000)이 자율 제어에 사용하기 위해 환경 및 기타 데이터를 수신하기 위한 클라우드 서비스와 같은 중앙 서비스를 포함하는 다른 컴퓨터 및 전자 장치와의 정보 통신을 허용할 수 있다. 일부 구현에서, 하나 이상의 센서(1033A-1033I)에 의해 수집된 데이터는 추가 처리를 위해 네트워크(1070)를 통해 컴퓨팅 시스템(1072)에 업로드될 수 있다. 그러한 구현에서, 타임 스탬프는 업로드 전에 차량 데이터의 각 인스턴스와 연관될 수 있다.
본 명세서에 개시된 다양한 추가 제어기 및 서브시스템 뿐만 아니라, 도 10c에 도시된 프로세싱 로직(1022)은 일반적으로 운영 체제의 제어 하에 작동되고 실행되거나, 그렇지 않으면 아래에서 자세히 설명되는 다양한 컴퓨터 소프트웨어 애플리케이션, 컴포넌트, 프로그램, 객체, 모듈 또는 데이터 구조에 의존한다. 또한, 다양한 애플리케이션, 컴포넌트, 프로그램, 객체 또는 모듈은 네트워크(1070)를 통해, 예를 들어 분산, 클라우드 기반 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 환경에서 자율 차량(1000)에 결합된 다른 컴퓨터의 하나 이상의 프로세서에서 실행할 수도 있으며, 이로써 컴퓨터 프로그램의 기능을 구현하는 데 필요한 처리가 네트워크를 통해 복수의 컴퓨터 및/또는 서비스에 할당될 수 있다.
여기에 설명된 다양한 구현을 구현하기 위해 실행되는 루틴은, 운영 체제의 일부 또는 특정 애플리케이션, 컴포넌트, 프로그램, 개체, 모듈 또는 명령 시퀀스 또는 심지어 그 하위 집합의 일부로 구현되든 간에, 여기에서 "프로그램 코드"로 지칭될 것이다. 프로그램 코드는 일반적으로 다양한 메모리 및 저장 장치에 상주하는 하나 이상의 명령을 포함하고, 하나 이상의 프로세서에 의해 판독 및 실행될 때 본 개시의 다양한 측면을 구현하는 단계 또는 요소를 실행하는 데 필요한 단계를 수행한다. 또한, 구현은 완전히 기능하는 컴퓨터 및 시스템의 맥락에서 설명되어 왔고 앞으로도 그러할 것이지만, 여기에 설명된 다양한 구현은 다양한 형태의 프로그램 제품으로서 배포될 수 있고, 구현이 실제로 배포를 수행하는 데 사용되는 특정 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체와 관계없이 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 예로는 휘발성 및 비휘발성 메모리 장치, 플로피 및 기타 이동식 디스크, 솔리드 스테이트 드라이브, 하드 디스크 드라이브, 자기 테이프 및 광 디스크(예를 들어, CD-ROM, DVD) 등과 같은 유형의 비일시적 매체를 포함한다.
또한, 이하에서 설명되는 다양한 프로그램 코드는 특정 구현에서 구현되는 애플리케이션에 기초하여 식별될 수 있다. 그러나, 다음의 임의의 특정 프로그램 명명법은 단지 편의상 사용되며, 따라서 본 개시는 그러한 명명법에 의해 식별 및/또는 암시된 임의의 특정 애플리케이션에서만 사용하는 것으로 제한되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 또한, 컴퓨터 프로그램이 루틴, 절차, 방법, 모듈, 객체 등으로 구성될 수 있는 일반적으로 무한한 수의 방식과 프로그램 기능이 통상의 컴퓨터(예를 들어, 운영 체제, 라이브러리, API, 응용 프로그램, 애플릿) 내에 상주하는 다양한 소프트웨어 계층 사이에 할당될 수 있는 다양한 방식을 고려할 때, 본 개시는 여기에 설명된 프로그램 기능의 특정 조직 및 할당에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
본 개시의 이점을 갖는 당업자는 도 10c에 도시된 예시적인 환경이 여기에 개시된 구현을 제한하려는 의도가 아님을 인식할 것이다. 실제로, 당업자는 본 명세서에 개시된 구현의 범위를 벗어나지 않고 다른 대체 하드웨어 및/또는 소프트웨어 환경이 사용될 수 있음을 인식할 것이다.
본 개시의 구현에서, 가시광선은 대략 380 nm 내지 700 nm의 파장 범위를 갖는 것으로 정의될 수 있다. 비가시광은 자외선, 적외선 등 가시광선 영역 밖의 파장을 갖는 광으로 정의될 수 있다. 대략 700nm 내지 1mm의 파장 범위를 갖는 적외선은 근적외선을 포함한다. 본 개시의 측면에서, 근적외선 광은 대략 700nm 내지 1.6㎛의 파장 범위를 갖는 것으로 정의될 수 있다.
본 개시의 측면에서, "투명한"이라는 용어는 90% 초과의 광 투과율을 갖는 것으로 정의될 수 있다. 일부 측면에서, "투명한"이라는 용어는 가시광선의 90% 초과 투과율을 갖는 물질로 정의될 수 있다.
본 명세서에서 "프로세싱 로직"(예를 들어, 프로세싱 로직(722))이라는 용어는 본 명세서에 개시된 동작을 실행하기 위한 하나 이상의 프로세서, 마이크로프로세서, 멀티코어 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC), 및/또는 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGAs)를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 메모리(미도시)는 연산을 실행하고 및/또는 데이터를 저장하기 위한 명령을 저장하기 위해 프로세싱 로직에 통합된다. 프로세싱 로직은 또한 본 개시의 구현에 따른 동작을 수행하기 위한 아날로그 또는 디지털 회로를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 "메모리" 또는 "메모리들"은 하나 이상의 휘발성 또는 비휘발성 메모리 아키텍처를 포함할 수 있다. "메모리" 또는 "메모리들"은 컴퓨터 판독 가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 제거 가능 및 제거 불가능 매체일 수 있다. 메모리 기술의 예에는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리, CD-ROM, DVD, 고화질 멀티미디어/데이터 저장 디스크 또는 기타 광 스토리지, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 컴퓨팅 장치에 의해 액세스될 수 있도록 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 기타 비전송 매체를 포함할 수 있다.
네트워크는 피어-투-피어 네트워크; LAN(Local Area Network); WAN(Wide Area Network); 인터넷과 같은 공용 네트워크; 개인 네트워크; 셀룰러 네트워크; 무선 네트워크; 유선 네트워크; 무선 및 유선 조합 네트워크; 및 위성 네트워크와 같은 임의의 네트워크 또는 네트워크 시스템을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
통신 채널은 IEEE 802.11 프로토콜, SPI(Serial Peripheral Interface), I2C(Inter-Integrated Circuit), USB(Universal Serial Port), CAN(Controller Area Network), 셀룰러 데이터 프로토콜(예를 들어, 3G, 4G, LTE, 5G), 광통신 네트워크, 인터넷 서비스 공급자(ISPs), 피어 투 피어 네트워크, LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network), 공용 네트워크(예를 들어, "인터넷"), 개인 네트워크, 위성 네트워크 또는 기타를 이용하는 하나 이상의 유선 또는 무선 통신을 포함하거나 이를 통해 라우팅될 수 있다.
컴퓨팅 장치는 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿, 패블릿, 스마트폰, 피처폰, 서버 컴퓨터 등을 포함할 수 있다. 서버 컴퓨터는 데이터 센터에 원격으로 위치하거나 로컬에 저장될 수 있다.
위에서 설명된 프로세스는 컴퓨터 소프트웨어 및 하드웨어의 관점에서 설명된다. 설명된 기술은 기계에 의해 실행될 때 기계가 설명된 작업을 수행하도록 하는 유형 또는 비일시적 기계(예를 들어, 컴퓨터) 판독 가능 저장 매체 내에 구현된 기계 실행 가능 명령을 구성할 수 있다. 부가적으로, 프로세스는 주문형 집적 회로("ASIC") 등과 같은 하드웨어 내에 구현될 수 있다.
유형의 비일시적 기계 판독 가능 저장 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨터, 네트워크 장치, PDA, 제조 도구, 하나 이상의 프로세서 세트를 가지는 임의의 장치 등)에 의해 접근 가능한 형태의 정보를 제공(예를 들어, 저장)하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계 판독 가능 저장 매체는 기록 가능/기록 불가능 매체(예를 들어, ROM(read only memory), RAM(random access memory), 자기 디스크 저장 매체, 광 저장 매체, 플래시 메모리 장치 등)을 포함한다.
요약서에 기술된 것을 포함하여 본 개시의 예시된 구현에 대한 상기 설명은 본 개시를 개시된 정확한 형태로 제한하거나 철저하게 의도하지 않는다. 본 개시의 특정 구현 및 예시가 예시적인 목적으로 본 명세서에 설명되어 있지만, 관련 기술 분야의 기술자가 인식하는 바와 같이 본 개시의 범위 내에서 다양한 수정이 가능하다.
이러한 수정은 상세한 설명에 비추어 본 개시에 이루어질 수 있다. 다음 청구범위에 사용된 용어는 본 개시를 명세서에 개시된 특정 구현으로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 본 개시의 범위는 다음 청구범위에 의해 전적으로 결정되어야 하며, 이는 청구범위 해석의 확립된 원칙에 따라 해석되어야 한다.
Claims (20)
- LIDAR 센서 시스템으로서:
송신 신호를 수신하도록 구성되는 트랜시버를 포함하고, 상기 트랜시버는 복수의 광 안테나 어레이를 포함하고, 상기 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 3개는 각각:
특정 개수의 광 안테나; 및
상기 특정 개수의 광 안테나에 결합되고 상기 특정 개수의 광 안테나 각각에 상기 송신 신호를 개별적으로 제공하도록 구성되는 광 스플리터를 포함하고,
상기 광 스플리터는 상기 특정 개수의 광 안테나에 대응하는 특정 개수의 통신 채널에 상기 송신 신호를 균등하게 분배하도록 구성되는 복수의 수동 광 스플리터를 포함하는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 특정 개수의 광 안테나는 특정 개수의 코히런트 픽셀에 대응하고,
상기 특정 개수의 코히런트 픽셀의 각각의 코히런트 픽셀은 각각 상기 특정 개수의 광 안테나의 각각의 광 안테나로 상기 송신 신호를 제공하고 상기 각각의 광 안테나로부터 리턴 신호를 수신하도록 구성되는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 광 안테나 어레이에 결합된 광 스위치를 더 포함하고,
상기 광 스위치는 상기 복수의 광 안테나 어레이에 상기 송신 신호를 선택적으로 제공하도록 구성되는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 3에 있어서,
상기 광 스위치는 바이너리 트리 스위치, 마이크로-링 공진기 어레이, MEMS(Micro-Electromechanical System) 스위치 어레이 중 적어도 하나를 포함하는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 3에 있어서,
입력 신호를 수신하도록 구성되는 추가 광 스플리터를 더 포함하고,
상기 추가 광 스플리터는 상기 입력 신호를 상기 송신 신호 및 로컬 오실레이터 신호로 분할하도록 구성되는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 5에 있어서,
상기 입력 신호는 변조된 레이저 신호이고; 그리고
상기 광 스위치는 상기 변조된 레이저 신호를 상기 복수의 광 안테나 어레이 중 한 번에 하나만 선택적으로 연결하는 능동 광 스플리터를 포함하는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 5에 있어서,
상기 입력 신호는 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이저 신호이고; 그리고
상기 광 스위치는 상기 FMCW 레이저 신호를 상기 복수의 광 안테나 어레이 중 한 번에 하나만 선택적으로 연결하는 능동 광 스플리터를 포함하는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 3에 있어서,
상기 광 스위치는, 상기 LIDAR 센서 시스템의 시야 내의 장면의 하나 이상의 특정 부분을 조명하기 위하여, 상기 트랜시버의 스캐닝 주기 동안 한 번에 하나씩 상기 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 하나에 상기 송신 신호를 광학적으로 연결하도록 구성되는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 5에 있어서,
상기 추가 광 스플리터에 결합되고 추가 광 스플리터로부터 상기 로컬 오실레이터 신호를 수신하도록 구성되는 로컬 오실레이터 네트워크를 더 포함하고,
상기 로컬 오실레이터 네트워크는 상기 로컬 오실레이터 신호를 상기 복수의 광 안테나 어레이를 위한 복수의 로컬 오실레이터 신호로 선택적으로 분할하도록 구성되는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 9에 있어서,
상기 로컬 오실레이터 네트워크는:
상기 복수의 로컬 오실레이터 신호를 상기 복수의 광 안테나 어레이로 제공하도록 구성되는 복수의 광 스플리터; 및
상기 복수의 광 스플리터에 결합되고, 상기 로컬 오실레이터 신호의 일부를 상기 로컬 오실레이터 네트워크의 상기 복수의 광 스플리터 중 적어도 하나에 선택적으로 제공하도록 구성되는 추가 광 스위치를 더 포함하는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 9에 있어서,
리턴 신호를 수신하기 위해 상기 특정 개수의 광 안테나 중 적어도 하나에 결합된 광 결합기를 더 포함하고,
상기 광 결합기는 상기 리턴 신호를 상기 로컬 오실레이터 신호와 결합하고 결합된 출력 신호를 제공하도록 구성되는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 11에 있어서,
상기 특정 개수의 광 안테나 중 광 안테나에 대응하는 각각의 픽셀은, 상기 결합된 출력 신호를 LIDAR 비트 톤을 나타내는 전기 신호로 변환하도록 구성되는 복수의 포토 다이오드를 포함하는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 광 안테나 어레이 중 적어도 3개는 출력 신호 버스를 포함하고,
제1 복수의 광 안테나 어레이의 광 안테나의 특정 개수는 제2 복수의 광 안테나 어레이와 상기 출력 신호 버스를 공유하는, LIDAR 센서 시스템.
- 청구항 13에 있어서,
상기 출력 신호 버스는, 상기 특정 개수의 광 안테나 각각으로부터의 동위상 신호 및 직교 신호에 대한 전기 신호 라인을 포함하는, LIDAR 센서 시스템.
- LIDAR 센서용 통합 칩(integrated chip)으로서:
입력 신호를 생성하도록 구성되는 광원;
상기 입력 신호를 수신하도록 구성되는 광 스플리터 - 상기 광 스플리터는 상기 입력 신호를 송신 신호 및 로컬 오실레이터 신호로 분할하도록 구성됨 -;
상기 송신 신호를 수신하기 위해 상기 광 스플리터에 결합된 트랜시버를 포함하고,
상기 트랜시버는:
특정 개수의 광 안테나; 및
상기 특정 개수의 광 안테나에 결합되고 상기 특정 개수의 광 안테나 각각에 상기 송신 신호를 개별적으로 제공하도록 구성되는 광 스플리터를 포함하고, 상기 광 스플리터는 상기 특정 개수의 광 안테나에 대응하는 특정 개수의 통신 채널에 상기 송신 신호를 균등하게 분배하도록 구성되는 복수의 수동 광 스플리터를 포함하는, LIDAR 센서용 통합 칩.
- 청구항 15에 있어서,
렌즈를 더 포함하고, 상기 트랜시버는 상기 렌즈의 시야 블록을 스캔하기 위해 상기 렌즈에 광학적으로 결합되는, LIDAR 센서용 통합 칩.
- 청구항 15에 있어서,
상기 트랜시버로부터 LIDAR 리턴 신호를 수신하도록 구성되고 상기 LIDAR 리턴 신호에 기초하여 LIDAR 데이터의 프레임을 생성하도록 구성되는 프로세싱 엔진을 더 포함하는, LIDAR 센서용 통합 칩.
- 자율 차량으로서:
LIDAR 센서를 포함하고, 상기 LIDAR 센서는:
입력 신호를 생성하도록 구성되는 광원;
상기 입력 신호를 수신하도록 구성되는 광 스플리터 - 상기 광 스플리터는 상기 입력 신호를 송신 신호 및 로컬 오실레이터 신호로 분할하도록 구성됨 -; 및
상기 송신 신호를 수신하도록 구성되는 트랜시버를 포함하고, 상기 트랜시버는 복수의 광 안테나 어레이를 포함하고, 상기 복수의 광 안테나 중 적어도 3개는 각각:
특정 개수의 광 안테나; 및
상기 특정 개수의 광 안테나에 결합되고 상기 특정 개수의 광 안테나 각각에 상기 송신 신호를 개별적으로 제공하도록 구성되는 광 스플리터를 포함하고, 상기 광 스플리터는 상기 특정 개수의 광 안테나에 대응하는 특정 개수의 통신 채널에 상기 송신 신호를 균등하게 분배하도록 구성되는 복수의 수동 광 스플리터를 포함하는, 자율 차량.
- 청구항 18에 있어서,
상기 LIDAR 센서는 렌즈를 더 포함하고, 상기 트랜시버는 상기 자율 차량의 동작 환경의 블록의 수평 스캐닝을 제공하기 위해 상기 렌즈에 광학적으로 결합되는, 자율 차량.
- 청구항 18에 있어서,
상기 트랜시버로부터 LIDAR 리턴 신호를 수신하도록 구성되고 상기 LIDAR 리턴 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 자율 차량의 동작 환경의 포인트 클라우드 표현을 생성하도록 구성되는 프로세싱 엔진을 더 포함하는, 자율 차량.
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202063129847P | 2020-12-23 | 2020-12-23 | |
| US63/129,847 | 2020-12-23 | ||
| US17/558,476 | 2021-12-21 | ||
| US17/558,476 US11740336B2 (en) | 2020-12-23 | 2021-12-21 | Coherent lidar system including optical antenna array |
| KR1020237021810A KR102628708B1 (ko) | 2020-12-23 | 2021-12-23 | 광 안테나 어레이를 포함하는 코히런트 라이다 시스템 |
| PCT/US2021/065133 WO2022140693A1 (en) | 2020-12-23 | 2021-12-23 | Coherent lidar system including optical antenna array |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237021810A Division KR102628708B1 (ko) | 2020-12-23 | 2021-12-23 | 광 안테나 어레이를 포함하는 코히런트 라이다 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240011256A true KR20240011256A (ko) | 2024-01-25 |
Family
ID=79927135
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237021810A KR102628708B1 (ko) | 2020-12-23 | 2021-12-23 | 광 안테나 어레이를 포함하는 코히런트 라이다 시스템 |
| KR1020247001512A KR20240011256A (ko) | 2020-12-23 | 2021-12-23 | 광 안테나 어레이를 포함하는 코히런트 라이다 시스템 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237021810A KR102628708B1 (ko) | 2020-12-23 | 2021-12-23 | 광 안테나 어레이를 포함하는 코히런트 라이다 시스템 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230358867A1 (ko) |
| EP (1) | EP4267986A1 (ko) |
| JP (1) | JP7494397B2 (ko) |
| KR (2) | KR102628708B1 (ko) |
| CA (1) | CA3203380C (ko) |
| WO (1) | WO2022140693A1 (ko) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2461921B (en) * | 2008-07-18 | 2010-11-24 | Phasor Solutions Ltd | A phased array antenna and a method of operating a phased array antenna |
| WO2017223299A1 (en) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | Massachusetts Institute Of Technology | Methods and systems for optical beam steering |
| CN107153194B (zh) | 2016-12-30 | 2023-05-23 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | 多线激光雷达及多线激光雷达控制方法 |
| US11585899B2 (en) * | 2017-03-01 | 2023-02-21 | Pointcloud Inc. | Modular three-dimensional optical sensing system |
| US10663587B1 (en) * | 2018-05-10 | 2020-05-26 | Ours Technology, Inc. | LIDAR system based on light modulator and coherent receiver for simultaneous range and velocity measurement |
| DE102018222721A1 (de) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | Robert Bosch Gmbh | LIDAR-Sensor für ein LIDAR-System |
| CN113661411A (zh) | 2019-03-29 | 2021-11-16 | 我们科技有限责任公司 | 用于调频连续波光检测和测距的可切换相干像素阵列 |
| DE102020110142A1 (de) * | 2020-04-14 | 2021-10-14 | Scantinel Photonics GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur scannenden Messung des Abstands zu einem Objekt |
| US20220003842A1 (en) * | 2020-07-02 | 2022-01-06 | Robert Bosch Gmbh | Lidar Module With Monolithic Array |
-
2021
- 2021-12-23 CA CA3203380A patent/CA3203380C/en active Active
- 2021-12-23 EP EP21847882.4A patent/EP4267986A1/en active Pending
- 2021-12-23 KR KR1020237021810A patent/KR102628708B1/ko active Application Filing
- 2021-12-23 JP JP2023538688A patent/JP7494397B2/ja active Active
- 2021-12-23 KR KR1020247001512A patent/KR20240011256A/ko active Application Filing
- 2021-12-23 WO PCT/US2021/065133 patent/WO2022140693A1/en active Application Filing
-
2023
- 2023-07-05 US US18/347,426 patent/US20230358867A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7494397B2 (ja) | 2024-06-03 |
| WO2022140693A1 (en) | 2022-06-30 |
| JP2023551577A (ja) | 2023-12-08 |
| CA3203380A1 (en) | 2022-06-30 |
| US20230358867A1 (en) | 2023-11-09 |
| KR20230110797A (ko) | 2023-07-25 |
| KR102628708B1 (ko) | 2024-01-24 |
| EP4267986A1 (en) | 2023-11-01 |
| CA3203380C (en) | 2024-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11740336B2 (en) | Coherent lidar system including optical antenna array | |
| KR102599320B1 (ko) | 광 검출 및 거리 측정을 위한 빔 워크오프 완화 | |
| JP7349035B2 (ja) | 能動偏光制御機能を有するｌｉｄａｒピクセル | |
| KR102628708B1 (ko) | 광 안테나 어레이를 포함하는 코히런트 라이다 시스템 | |
| CN116615667A (zh) | 包括光学天线阵列的相干lidar*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent |