特開 2023-73214 自動露光遮蔽カメラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023073214

(43)【公開日】2023-05-25

(54)【発明の名称】自動露光遮蔽カメラ

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/497 20060101AFI20230518BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20230518BHJP

【ＦＩ】

G01S7/497

G01S17/931

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022177777

(22)【出願日】2022-11-07

(31)【優先権主張番号】17/454,885

(32)【優先日】2021-11-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】317015065

【氏名又は名称】ウェイモ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100126480

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 睦

(72)【発明者】

【氏名】ブラレイ，コリン

(72)【発明者】

【氏名】サルズベリー，チェイス

(72)【発明者】

【氏名】ファン，ポ－チャオ

(72)【発明者】

【氏名】レヴィンスカヤ，ハンナ

【テーマコード（参考）】

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J084AA04

5J084AA05

5J084AB01

5J084AB07

5J084AB16

5J084AB17

5J084AC02

5J084AD01

5J084AD03

5J084AD05

5J084BA02

5J084BA03

5J084BA04

5J084BA20

5J084BA34

5J084BA35

5J084BA36

5J084BA40

5J084BB33

5J084CA03

5J084CA65

5J084CA67

5J084EA20

5J084EA22

(57)【要約】      （修正有）

【課題】光学システムの光学的欠陥をより効果的に識別及び軽減するのに役立ち得る改善されたシステム及び方法を提供する。
【解決手段】例示的な方法は、光検出器から、光学システムの視野の光強度を示す情報を受信することを含む。光学システムは、１つ以上の光学構成要素と、１つ以上の光学構成要素を介して光学システムの環境の視野から光を受信するように構成されている光検出器と、を含む。光学システムはまた、１つ以上の光学構成要素の画像を捕捉するように構成されている遮蔽検出カメラも含む。例示的な方法はまた、受信された情報に基づいて、遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することも含む。例示的な方法はまた、遮蔽検出カメラに、調整された少なくとも１つの動作パラメータに従って、１つ以上の光学構成要素の少なくとも１つの画像を捕捉させることも含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学システムであって、
１つ以上の光学構成要素と、
前記１つ以上の光学構成要素を介して環境の視野から光を受信するように構成されている光検出器と、
前記１つ以上の光学構成要素の画像を捕捉するように構成されている遮蔽検出カメラと、
少なくとも１つのプロセッサ及びメモリを備えるコントローラと、を備え、前記少なくとも１つのプロセッサが、動作を実施するように前記メモリに記憶された命令を実行し、前記動作が、
前記視野の光強度を示す情報を受信することと、
受信された前記情報に基づいて、前記遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することと、
前記遮蔽検出カメラに、調整された前記少なくとも１つの動作パラメータに従って、前記１つ以上の光学構成要素の少なくとも１つの画像を捕捉させることと、を含む、光学システム。

【請求項2】

前記動作が、
前記少なくとも１つの画像に基づいて、前記１つ以上の光学構成要素に関連する少なくとも１つの欠陥の存在を決定することを更に含む、請求項１に記載の光学システム。

【請求項3】

前記動作が、
前記少なくとも１つの画像に基づいて、前記１つ以上の光学構成要素に関連する少なくとも１つの欠陥の位置を決定することを更に含む、請求項１に記載の光学システム。

【請求項4】

前記動作が、
前記少なくとも１つの画像に基づいて、前記１つ以上の光学構成要素に関連する少なくとも１つの欠陥のサイズを決定することを更に含む、請求項１に記載の光学システム。

【請求項5】

前記動作が、
前記少なくとも１つの画像に基づいて、前記１つ以上の光学構成要素に関連する少なくとも１つの欠陥のタイプを決定することを更に含む、請求項１に記載の光学システム。

【請求項6】

前記少なくとも１つの欠陥の前記タイプが、引っかき傷、亀裂、汚れ、変形、遮蔽、ごみ、気泡、不純物、劣化、変色、不完全な透明性、歪曲、又は結露のうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の光学システム。

【請求項7】

前記遮蔽検出カメラは、前記視野内に存在する光強度のレンジに対して低いダイナミックレンジを有する、請求項１に記載の光学システム。

【請求項8】

前記受信された情報に基づいて、前記遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することが、前記遮蔽検出カメラの少なくとも１つの露光セッティングを調整することを含み、前記少なくとも１つの露光セッティングは、露光時間、開口サイズ、ゲインセッティング、又は感度を含む、請求項１に記載の光学システム。

【請求項9】

前記動作が、
前記受信された情報に基づいて、前記視野に関連する輝度マップを決定することを更に含む、請求項１に記載の光学システム。

【請求項10】

前記動作が、
前記輝度マップを、前記遮蔽検出カメラの視野に基づいて変換して、変換された輝度マップを提供することを更に含む、請求項９に記載の光学システム。

【請求項11】

前記遮蔽検出カメラの前記少なくとも１つの動作パラメータを調整することは、変換された前記輝度マップに更に基づく、請求項１０に記載の光学システム。

【請求項12】

前記１つ以上の光学構成要素が、光学窓、ミラー、レンズ、又は導波管のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の光学システム。

【請求項13】

光学システムであって、
１つ以上の光学構成要素と、
前記１つ以上の光学構成要素を介して環境の視野に向かって放出光を放出するように構成されている光放出器デバイスと、
前記１つ以上の光学構成要素を介して前記環境の視野から光を受信するように構成されている光検出器であって、前記受信された光の少なくとも一部分が反射光を含み、前記反射光が、前記環境との相互作用後に反射して戻ってきた前記放出光の少なくとも一部分を含む、光検出器と、
前記１つ以上の光学構成要素の画像を捕捉するように構成されている遮蔽検出カメラと、
少なくとも１つのプロセッサ及びメモリを備えるコントローラと、を備え、前記少なくとも１つのプロセッサが、動作を実施するように前記メモリに記憶された命令を実行し、前記動作が、
前記視野の光強度を示す情報を受信することと、
受信された前記情報に基づいて、前記遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することと、
前記遮蔽検出カメラに、調整された前記少なくとも１つの動作パラメータに従って、前記１つ以上の光学構成要素の少なくとも１つの画像を捕捉させることと、
前記反射光に基づいて、前記環境内の１つ以上のオブジェクトを決定することと、を含む、光学システム。

【請求項14】

方法であって、
光検出器から、光学システムの視野の光強度を示す情報を受信することであって、前記光学システムが、
１つ以上の光学構成要素と、
前記１つ以上の光学構成要素を介して環境の視野から光を受信するように構成されている光検出器と、
前記１つ以上の光学構成要素の画像を捕捉するように構成されている遮蔽検出カメラと、を備える、受信することと、
受信された前記情報に基づいて、前記遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することと、
前記遮蔽検出カメラに、調整された前記少なくとも１つの動作パラメータに従って、前記１つ以上の光学構成要素の少なくとも１つの画像を捕捉させることと、を含む、方法。

【請求項15】

前記少なくとも１つの画像に基づいて、前記１つ以上の光学構成要素に関連する少なくとも１つの欠陥の存在、位置、サイズ、又はタイプのうちの少なくとも１つを決定することを更に含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記少なくとも１つの欠陥の前記タイプが、引っかき傷、亀裂、汚れ、変形、遮蔽、ごみ、気泡、不純物、劣化、変色、不透明性、歪曲、又は結露のうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記受信された情報に基づいて、前記遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することが、前記遮蔽検出カメラの少なくとも１つの露光セッティングを調整することを含み、前記少なくとも１つの露光セッティングは、露光時間、開口サイズ、ゲインセッティング、又は感度を含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項18】

前記受信された情報に基づいて、前記視野に関連する輝度マップを決定することを更に含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項19】

前記輝度マップを、前記遮蔽検出カメラの視野に基づいて変換して、変換された輝度マップを提供することを更に含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記遮蔽検出カメラの前記少なくとも１つの動作パラメータを調整することは、変換された前記輝度マップに更に基づく、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

ライダーデバイス及び／又はカメラなどの光学システムは、周囲環境を感知するために使用されることがある。例えば、ライダーデバイスを使用して、自律型車両を取り囲む環境に関連する点群を生成し得、その点群は、オブジェクトの検出及び回避のために自律型車両によって使用されることがある。そのようなライダーデバイス及び／又はカメラは、入射光が相互作用し得る１つ以上の光学構成要素を含んでいる場合がある。例えば、ライダーデバイス及び／又はカメラは、光学窓、ミラー、レンズなどを含むことがある。

【0002】

従来の光学システムでは、１つ以上の光学構成要素における欠陥は、光学システムの性能に影響を及ぼすことがある。例えば、ライダーの状況では、ライダーの光学構成要素における遮蔽又は引っかき傷は、環境内のオブジェクトの測距及び位置特定に悪影響を及ぼすことがある。そのようなシナリオでは、汚損又は劣化した光学構成要素により、ライダーシステムが役に立たないものとなり、及び／又は汚損又は劣化した光学構成要素はライダーシステムに環境に関する間違った又は不正確な情報を提供させることがある。

【0003】

従来のアプローチは、潜在的な欠陥を検出しようとして光学構成要素の画像を捕捉するように構成された欠陥カメラを含むことがある。しかしながら、そのような従来のアプローチは、非常に明るい又は非常にほの暗い照明を有するシーンにおいては効果がない場合がある。例えば、欠陥カメラは、通常の照明条件下では高品質の画像を捕捉し得る。しかしながら、非常に明るい条件下では、欠陥カメラからの画像は、過剰に露出されているか、又は「白飛び」することがあり、常に低い条件下では、欠陥カメラからの画像は、暗く、及び／又は露出不足であることがある。したがって、様々な環境背景条件下で、光学システムの光学的欠陥をより効果的に識別及び軽減するのに役立ち得る改善されたシステム及び方法が望ましい。

【発明の概要】

【0004】

本開示は、照明光の広い変動を有する背景シナリオの下で、１つ以上の光学構成要素に関連する欠陥を決定するように構成され得る、光学システム、ライダー、及びそれらの使用方法に関する。いくつかの例では、実施形態は、自動運転車両で利用されるように構成されたシステム及びライダーの光学的欠陥の検出及び特性を含んでもよい。

【0005】

第１の態様では、光学システムが提供される。光学システムは、１つ以上の光学構成要素と、１つ以上の光学構成要素を介して環境の視野から光を受信するように構成された光検出器と、を含む。光学システムはまた、１つ以上の光学構成要素の画像を捕捉するように構成されている遮蔽検出カメラを含む。また更に、光学システムは、少なくとも１つのプロセッサ及びメモリを有するコントローラを含む。少なくとも１つのプロセッサは、動作を実施するようにメモリに記憶された命令を実行する。動作は、視野の光強度を示す情報を受信することと、受信された情報に基づいて、遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することと、を含む。動作はまた、遮蔽検出カメラに、調整された少なくとも１つの動作パラメータに従って、１つ以上の光学構成要素の少なくとも１つの画像を捕捉させることを含む。

【0006】

第２の態様では、光学システムが提供される。光学システムは、１つ以上の光学構成要素と、１つ以上の光学構成要素を介して環境の視野に向かって放出光を放出するように構成されている光放出器デバイスと、を含む。光学システムはまた、１つ以上の光学構成要素を介して環境の視野から光を受信するように構成されている光検出器を含む。受信された光の少なくとも一部分は、反射光を含む。反射光は、環境との相互作用後に光学システムに向かって反射して戻ってきた放出光の少なくとも一部分を含む。光学システムはまた、１つ以上の光学構成要素の画像を捕捉するように構成されている遮蔽検出カメラを含む。光学システムは、少なくとも１つのプロセッサ及びメモリを有するコントローラを更に含む。少なくとも１つのプロセッサは、動作を実施するようにメモリに記憶された命令を実行する。動作は、視野の光強度を示す情報を受信することと、受信された情報に基づいて、遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することと、を含む。動作はまた、遮蔽検出カメラに、調整された少なくとも１つの動作パラメータに従って、１つ以上の光学構成要素の少なくとも１つの画像を捕捉させることを含む。動作は、反射光に基づいて、環境内の１つ以上のオブジェクトを決定することを更に含む。

【0007】

第３の態様では、方法が提供される。この方法は、光検出器から、光学システムの視野の光強度を示す情報を受信することを含む。光学システムは、１つ以上の光学構成要素と、１つ以上の光学構成要素を介して環境の視野から光を受信するように構成された光検出器と、を含む。光学システムはまた、１つ以上の光学構成要素の画像を捕捉するように構成されている遮蔽検出カメラを含む。この方法はまた、受信された情報に基づいて、遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することを含む。この方法はまた、遮蔽検出カメラに、調整された少なくとも１つの動作パラメータに従って、１つ以上の光学構成要素の少なくとも１つの画像を捕捉させることを含む。

【0008】

他の態様、実施形態、及び実装形態は、添付の図面に適切な場合を参照して、以下の詳細な説明を読むことによって、当業者に明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】例示的な実施形態による光学システムを示す。

【図2】例示的な実施形態による、スイムレーン図を示す。

【図3】例示的な実施形態による、ライダーを示す。

【図4】例示的な実施形態による、ライダーを示す。

【図5A】例示的な実施形態による車両を示す。

【図5B】例示的な実施形態による車両を示す。

【図5C】例示的な実施形態による車両を示す。

【図5D】例示的な実施形態による車両を示す。

【図5E】例示的な実施形態による車両を示す。

【図6】例示的な実施形態による方法を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

例示的な方法、デバイス、及びシステムが本明細書に記載されている。「例示的な」及び「例示の」という文言は、本明細書では「例、インスタンス、又は例示として機能する」を意味するために使用されると理解されたい。本明細書において「例示的な」又は「例示の」として本明細書に記載される任意の実施形態又は特徴は、必ずしも他の実施形態又は特徴よりも好ましいか、又は有利であると解釈されるべきではない。本明細書に提示される主題の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更を行い得る。

【0011】

したがって、本明細書に記載される例示的な実施形態は、限定することを意味するものではない。本開示の態様は、本明細書に概して記載され、図に示されるように、多種多様な異なる構成で配置、置換、組み合わせ、分離、及び設計することができ、それらの全てが本明細書に企図される。

【0012】

更に、文脈が別途示唆しない限り、図の各々に示される特徴は、互いに組み合わせて使用されてもよい。したがって、図は、一般に、１つ以上の全体的な実施形態の構成要素の態様として見られ、全ての示された特徴が各実施形態に必要というわけではないことを理解するべきである。

【0013】

様々なシナリオでは、カメラ又はライダーデバイス内の光学構成要素のうちの１つ以上の欠陥の結果として、捕捉された画像／生成された点群内の異常が生じる可能性がある。例えば、引っかき傷、亀裂、汚れ、変形、ごみ、気泡、不純物、劣化、変色、不透明性、歪曲、若しくは結露などは、シーンからの光が、画像センサ／光検出器の意図しない／不適切な領域に向けられることがあるか、シーンからの光が、画像センサ／光検出器に到達することさえ妨げることがあるか、又はそうでなければ光が画像センサ／光検出器に到達する前にシーンからの光を修正（例えば、偏光又は波長の修正）することがある。そのような問題は、不適切なオブジェクト識別／距離検出をもたらす可能性がある。自律型車両用途では、不適切なオブジェクト識別／距離検出は、車両の動作に悪影響を及ぼす可能性がある。

【0014】

いくつかの実施形態では、欠陥は、ほこり、土壌、泥、昆虫、又はライダーシステムの光学表面に沿って収集し得る他のタイプの有機又は無機物質などのものを含み得る。追加的又は代替的に、欠陥は、水滴及び／又は結露を含み得る。

【0015】

このような不完全を検出する（及び是正措置をその後取る）ために、本明細書に開示されるデバイスは、周囲環境を感知するために使用されるライダーデバイス／カメラの光学構成要素のうちの１つ以上の画像を捕捉するために使用される追加のカメラ（「遮蔽検出カメラ」）を含んでもよい。いくつかの例では、遮蔽検出カメラは、入射光強度を検出するように構成されているデジタル画像センサを含み得る。例示的な実施形態では、そのような画像センサは、電荷結合デバイス（charge-coupled device、ＣＣＤ）センサ、相補型金属酸化物半導体（complementary metal oxide semiconductor、ＣＭＯＳ）センサ、及び／又は背面照射型ＣＭＯＳ（back-side illuminated CMOS、ＢＳＩ－ＣＭＯＳ）センサを含み得る。他のタイプの受光素子が可能であり、企図されることが理解されるであろう。

【0016】

遮蔽検出カメラによって捕捉された画像は、所与の光学構成要素上に１つ以上の欠陥が存在するかどうか、所与の光学構成要素上の１つ以上の欠陥の位置、所与の光学構成要素上の１つ以上の欠陥のサイズ、及び／又は所与の光学構成要素上の１つ以上の欠陥のタイプを決定するように分析されてもよい。更に、遮蔽検出カメラは、周囲環境に関するデータを収集するために使用されるライダーデバイス／カメラに関連付けられた１つ以上の検出器に隣接して位置付けられてもよい。

【0017】

しかしながら、遮蔽検出カメラによって捕捉された画像は、背景光（例えば、グレア）の影響を受けやすく、及び／又は悪影響を受けることがある。例えば、太陽が遮蔽検出カメラによって捕捉された画像に存在する場合、その画像を使用して、光学構成要素に関連する欠陥を検出することが困難であることがある。これは、遮蔽検出カメラが低いダイナミックレンジ（例えば、周囲シーン内に存在する強度のダイナミックレンジに対して低い）を有する場合に特に当てはまる。

【0018】

本明細書に記載の実施形態は、関連するライダーデバイス／カメラによって収集されたデータに基づいて、遮蔽検出カメラの露光セッティングを調整することによって、遮蔽検出カメラによって捕捉された画像への背景光の影響を軽減しようとする。例えば、関連するライダーデバイス（例えば、遮蔽検出カメラよりも高いダイナミックレンジを有し得る）は、周囲のシーンから強度情報を収集してもよい。他のタイプの画像センサ又は受光素子を使用して、シーンからの強度情報を決定してもよい。一例として、他の画像センサ又は受光素子は、カメラ又はライダーデバイスの内部又は外部に装着され得る。決定された強度情報は、周囲シーンの輝度（例えば、周囲のシーン内の太陽光背景の輝度）を示してもよい。次いで、遮蔽検出カメラの露光セッティング（例えば、露光時間、開口サイズ、及び／又は画像センサのゲインセッティング）のうちの１つ以上は、周囲のシーンの輝度に基づいて（例えば、関連するコンピューティングデバイスによって）修正されてもよい。露光セッティングを修正することにより、周囲のシーン内の明るいオブジェクト（例えば、太陽）の影響を最小限に抑えてもよい。ライダーデバイス／カメラによって収集された強度情報を使用することは、ライダーデバイス／カメラの視野に基づいて輝度マップを生成することと、次いで、輝度マップを、遮蔽検出カメラの関連する視野に基づいて変換することとを含んでもよいが、これは、ライダーデバイス／カメラの視野が、同じ視野である可能性が低いためである（例えば、遮蔽検出カメラは、周囲のシーン全体ではなくライダーデバイス／カメラの光学構成要素の画像のみを捕捉することがあるため）。輝度マップは、シーンから受信された光強度の二次元又は三次元表現を含み得る。輝度マップは、例えば、シーン内の明るいオブジェクト（例えば、再帰反射体）を示す情報を含み得る。遮蔽検出カメラの視野に基づいて輝度マップを変換することは、アフィン変換又は別のタイプの画像変換技術を適用して、遮蔽検出カメラ及びライダーデバイス／カメラの異なる視野を調和させることを含み得る。

【0019】

図１は、例示的な実施形態による光学システム１００を示す。光学システム１００のいくつか又は全ての要素は、物理的に一緒に結合され得る。追加的又は代替的に、光学システム１００のいくつかの要素は、互いに離れて位置し得る。光学システム１００のいくつか又は全ての要素は、通信インターフェース１５５を介して通信可能に結合され得る。通信インターフェース１５５は、有線及び／又は無線通信リンクを含み得る。

【0020】

光学システム１００は、１つ以上の光学構成要素１１０を含む。いくつかの例では、１つ以上の光学構成要素１１０は、光学窓、ミラー、レンズ、又は導波管のうちの少なくとも１つを含み得る。一例として、光学構成要素１１０は、入射光と相互作用し得る（例えば、伝送する、ガイドする、ブロックする、焦点を合わせる、焦点をはずす、反射、減衰させるなど）光学素子を含み得る。

【0021】

光学システム１００はまた、１つ以上の光学構成要素１１０を介して光学システム１００の環境１０の視野１２から光を受信するように構成されている１つ以上の光検出器１２０を含む。いくつかのシナリオでは、入射光の少なくとも一部は、太陽光背景及び／又はグレア光１６の一部分を含み得る。追加的又は代替的に、入射光の一部は、環境１０内の様々なオブジェクト１４（例えば、歩行者、車両、標識、建物、道路など）を示してもよい。環境１０は、本明細書における他の場所で更に記載される（例えば、段落［００５３］及び段落［００５５］）。

【0022】

光学システム１００は、１つ以上の光学構成要素１１０の画像を捕捉するように構成されている遮蔽検出カメラ１３０を追加的に含む。様々な実施形態では、遮蔽検出カメラ１３０は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）画像センサを含み得る。追加的又は代替的に、遮蔽検出カメラ１３０は、アクティブ画素センサ（例えば、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）センサ）を含み得る。遮蔽検出カメラ１３０は、画像センサのゲイン特性を修正するように構成されている１つ以上の増幅器を含み得る。全体として、システムへの入射光の総量は、光強度１８を有すると決定され得る。このようなシナリオでは、遮蔽検出カメラ１３０の様々な動作特性は、光強度１８に基づいて調整され得る。

【0023】

光学システム１００はまた、コントローラ１５０を含む。例示的な実施形態では、コントローラ１５０は、少なくとも１つのプロセッサ１５２及びメモリ１５４を含む。いくつかの実施形態では、コントローラ１５０は、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field-programmable gate array、ＦＰＧＡ）、マイクロプロセッサ、又はグラフィック処理ユニット（graphics processing unit、ＧＰＵ）を含み得る。他のタイプの回路及びコンピューティングデバイスが可能であり、企図される。少なくとも１つのプロセッサ１５２は、動作を実施するために、メモリ１５４に記憶された命令を実行する。動作は、視野１２の光強度１８を示す情報を受信することを含む。一例として、光強度１８を示す情報を受信することは、光強度１８に基づく（例えば、比例する）検出器１２０からの信号を含み得る。

【0024】

動作は、受信された情報に基づいて、遮蔽検出カメラ１３０の少なくとも１つの動作パラメータ１３２を調整することを追加的に含む。調整可能な動作パラメータ１３２は、例えば、カメラ露光値（exposure value、ＥＶ）、シャッター速度、ｆ値（例えば、光学系の焦点距離とクリア開口の直径との比）、画像センサゲイン、画像センサ露光指数（exposure index、ＥＩ）、及び／又は画像センサＩＳＯを含み得る。遮蔽検出カメラ１３０の露光を制御可能かつ動的に変更するために、他のタイプの動作パラメータを調整することが可能であり、企図されることが理解されるであろう。

【0025】

動作は、遮蔽検出カメラ１３０に、調整された少なくとも１つの動作パラメータ１３２に従って、１つ以上の光学構成要素１１０の少なくとも１つの画像１３４を捕捉させることを更に含む。

【0026】

いくつかの例では、動作は、少なくとも１つの画像１３４に基づいて、１つ以上の光学構成要素１１０に関連する少なくとも１つの欠陥１１２の存在を決定することを更に含んでもよい。

【0027】

様々な例示的な実施形態では、動作は、少なくとも１つの画像１３４に基づいて、１つ以上の光学構成要素１１０に関連する少なくとも１つの欠陥１１２の位置を決定することを更に含み得る。追加的又は代替的に、動作は、少なくとも１つの画像１３４に基づいて、１つ以上の光学構成要素１１０に関連する少なくとも１つの欠陥１１２のサイズを決定することを更に含んでもよい。いくつかの例では、動作は、少なくとも１つの画像１３４に基づいて、１つ以上の光学構成要素１１０に関連する少なくとも１つの欠陥１１２のタイプを決定することを含み得る。

【0028】

様々な例では、少なくとも１つの欠陥１１２のタイプは、引っかき傷、亀裂、汚れ、変形、遮蔽、ごみ、気泡、不純物、劣化、変色、不完全な透明性、歪曲、又は結露のうちの少なくとも１つを含み得る。他のタイプの光学的欠陥が可能であり、企図されることが理解されるであろう。

【0029】

例示的な実施形態では、遮蔽検出カメラ１３０は、視野１２内に存在する光強度１８のレンジに対して低いダイナミックレンジ（例えば、シーン内に存在する光のダイナミックレンジと比較して、１／２、１／１０、１／１００、１／１０００、１／１００００、又はそれ未満のダイナミックレンジ）を有し得る。

【0030】

いくつかの実施形態では、受信された情報に基づいて、遮蔽検出カメラ１３０の少なくとも１つの動作パラメータ１３２を調整することは、遮蔽検出カメラ１３０の少なくとも１つの露光セッティングを調整することを含む。そのようなシナリオでは、少なくとも１つの露光セッティングは、露光時間、開口サイズ、ゲインセッティング、又は感度を含み得る。

【0031】

様々な例は、動作がまた、受信された情報に基づいて、視野１２に関連する輝度マップ１５６を決定することを含むことを含んでもよい。そのようなシナリオでは、動作がまた、輝度マップ１５６を、遮蔽検出カメラ１３０のカメラ視野１３６に基づいて変換して、変換された輝度マップ１５８を提供することを含んでもよい。更に、動作は、遮蔽検出カメラ１３０の少なくとも１つの動作パラメータ１３２を調整することが、変換された輝度マップ１５８に更に基づくことができることを含み得る

【0032】

図２は、例示的な実施形態による、スイムレーン図２００を示す。スイムレーン図２００は、光学システム１００の要素によって実行することができる様々なブロック又はステップを示す。例えば、スイムレーン図２００は、遮蔽検出カメラ１３０、検出器１２０、及び／又はコントローラ１５０によって引き起こされる、及び／又は実行され得るブロック又はステップを含む。

【0033】

様々な例では、ブロック２０２は、検出器（例えば、検出器１２０）を、光学構成要素（例えば、光学構成要素１１０）を介して視野（例えば、視野１２）の光強度（例えば、光強度１８）を検出することを含み得る。検出器は、カメラの画像センサ及び／又はライダー受信機モジュールの検出器を含み得る。他のタイプの検出器が可能であり、企図されることが理解されるであろう。

【0034】

ブロック２０４は、コントローラ１５０で、視野の光強度を示す情報を受信することを含む。このようなシナリオでは、コントローラ１５０は、有線又は無線通信リンク（例えば、通信インターフェース１５５）を介して検出器から情報を受信し得る。

【0035】

ブロック２０６は、コントローラ１５０が、動作パラメータ命令を決定することを含み得る。このようなシナリオでは、コントローラ１５０は、ルックアップテーブルを計算及び／又は利用して、動作パラメータ命令のセットを選択し得る。選択された動作パラメータ命令のセットは、光学構成要素１１０の適切な撮像／露光のために遮蔽検出カメラ１３０を調整するように、検出された光強度に基づいて選択され得る。

【0036】

動作パラメータ命令が決定されると、ブロック２０８は、命令を遮蔽検出カメラ１３０に送信することを含み得る。一例として、命令は、通信インターフェース１５５を介して遮蔽検出カメラ１３０に送信され得る。

【0037】

ブロック２１０は、遮蔽検出カメラ１３０が、動作パラメータ命令を受信することを含む。

【0038】

ブロック２１２は、遮蔽検出カメラ１３０が、その動作パラメータを変更することを含む。例示的な実施形態では、遮蔽検出カメラ１３０は、その開口サイズ、シャッター時間／露光時間、ズームセッティング、焦点セッティング、検出器ゲイン、及び／又はＩＳＯセッティングを調整し得る。他の調整可能なパラメータが可能であり、調整され得る。

【0039】

ブロック２１４は、コントローラ１５０が、遮蔽検出カメラ１３０に光学構成要素１１０の画像１３４を捕捉させることを含む。例示的な実施形態では、コントローラ１５０は、通信インターフェース１５５を介して遮蔽検出カメラ１３０に命令を送信し得る。いくつかの例では、ブロック２１０及びブロック２１４は、コントローラ１５０からの単一の命令セットに組み合わされ得る。言い換えれば、動作パラメータ及び撮像命令は、コントローラ１５０によって同じメッセージ及び／又はメッセージセット内で送信され得る。本開示の範囲内で命令の他の組み合わせが可能であり、企図される。

【0040】

ブロック２１６は、遮蔽検出カメラ１３０が、光学構成要素１１０の１つ以上の画像１３４を捕捉することを含む。一例として、遮蔽検出カメラ１３０は、光学構成要素１１０のデジタル写真を捕捉してもよい。いくつかの実施形態では、デジタル写真は、ＲＧＢ色空間で符号化されていてもよい光強度情報、及び／又は生データとしての光強度情報を含んでもよい。例では、画像１３４は、１６００ピクセル×１２００ピクセル（１．９２メガピクセル）、２０４８ピクセル×１５３６ピクセル（３．１メガピクセル）、３８４０ピクセル×２１６０ピクセル（４Ｋ ＵＨＤＴＶ）、又は別のデジタル画像解像度を含む、様々な解像度で捕捉され得る。

【0041】

画像１３４のアスペクト比は、画像センサの物理的形式に少なくとも部分的に基づいてもよいと理解されよう。例えば、遮蔽検出カメラ１３０は、他の可能性の中でも、ＡＰＳ－Ｃ形式、Ｍｉｃｒｏ Ｆｏｕｒ Ｔｈｉｒｄｓ形式、Ｎｉｋｏｎ ＣＸ形式、１／４インチ形式の画像センサを含み得る。

【0042】

ブロック２１８は、コントローラ１５０が、画像１３４に基づいて、光学構成要素１１０に関連する少なくとも１つの欠陥１１２の存在、位置、サイズ、又はタイプを決定することを含む。いくつかの例では、コントローラ１５０は、欠陥１１２の様々な特性を決定するために、様々なコンピュータビジョンアルゴリズム及び／又はプロセスを利用することができる。いくつかの例では、コントローラ１５０は、人工知能（例えば、畳み込みニューラルネットワーク）を利用して、様々なオブジェクト認識、識別、及び／又は検出タスクを実施することができる。本開示の文脈内で他のタイプのオブジェクト認識技術を実装して、欠陥１１２に関する情報を決定し得ると理解されよう。

【0043】

様々な実施形態では、コントローラ１５０は、従来の画像（例えば、参照画像）を現在の画像１３４と比較し得る。そのようなシナリオでは、コントローラ１５０は、参照画像と現在の画像１３４との間の比較に基づいて、欠陥１１２の存在、位置、サイズ、及び／又はタイプを決定し得る。

【0044】

本明細書において記載される実施形態は、ライダーシステムに関連してもよい。例示的なライダーシステムは、レーザ光のパルスを環境に放出するように構成されている複数の光放出器デバイスを含んでもよい。一例として、環境は、建物内又は建物外などの内部又は外部環境を含み得る。追加的又は代替的に、環境は、道路の周囲及び／又は道路上の近傍を含み得る。更に、環境は、他の車両、標識、歩行者、道路表面、建物、地形などのオブジェクトを含み得る。追加的に、光パルスは、ライダーシステム自体のローカル環境に放出され得る。例えば、光パルスは、ライダーシステムのハウジング及び／又はライダーシステムに結合された表面又は構造と相互作用し得る。場合によっては、ライダーシステムは、車両に装着され得る。このようなシナリオでは、ライダーシステムは、車両の近傍内のオブジェクトと相互作用する光パルスを放出するように構成され得る。

【0045】

ライダーシステムは、１つ以上の調整可能な光放出パラメータに従って光パルスを放出するように複数の光放出器デバイスを選択的に制御するように構成されている発射回路を追加的に含んでもよい。ライダーシステムはまた、放出されたレーザ光パルスと環境との間の相互作用によって生成された戻り光を受信するように構成されている複数の検出器を含む。

【0046】

特定の実施形態では、ライダーシステムは、半自律型車両又は完全自律型車両のライダー機能を提供し得る。そのような車両は、モータービークル（車、トラック、バス、オートサイクル、全ての地形車両、レクリエーション車両、任意の専用の農業又は建築車両など）、航空機（平面、ヘリカプタ、ドローン、サブマリンなど）、又はその環境をナビゲートするための自動運転モード（人間の入力なしで、又は人間の入力が低減されて）で動作可能な任意の他の自己推進車両（例えば、ロボット、工場又は倉庫ロボット車両、歩道配達ロボット車両など）を含み得る。本明細書に記載されるように、環境は、建物内又は建物の外部などの内部又は外部環境を含むことができる。追加的又は代替的に、環境は、道路の周囲及び／又は道路上の近傍を含み得る。更に、環境は、他の車両、標識、歩行者、道路表面、建物、地形などのオブジェクトを含み得る。追加的又は代替的に、環境は、半自律型車両又は完全自律型車両の内部を含み得る。いくつかの実施形態では、ライダーシステムは、三次元空間内の特定の位置における複数の点を示す情報を含み得る点群情報を取得するように構成され得る。一例として、点群情報は、環境内のオブジェクトの位置を示し得る。

【0047】

図３は、例示的な実施形態による、ライダー３００を示す。ライダー３００は、光学システム１００の要素のいくつか又は全てを含み得る。例えば、ライダー３００は、光学構成要素１１０、検出器１２０、遮蔽検出カメラ１３０、及びコントローラ１５０を含んでもよい。ライダー３００は、１つ以上の光放出器デバイス３１０を追加的に含んでもよく、これは、ライダー３００の環境１０内に光パルス３１２を放出するように構成されてもよい。光放出器デバイス３１０は、１つ以上のレーザダイオード（例えば、半導体レーザバー）、発光ダイオード（light-emitting diode、ＬＥＤ）、垂垂直外部共振器型面発光レーザ（vertical-external-cavity surface-emitting-laser、ＶＥＣＳＥＬ）、垂直共振器型面発光レーザ（vertical-cavity surface-emitting laser、ＶＣＳＥＬ）、又は別個の光パルスで光を放出するように構成されている他のタイプのデバイスを含み得る。例示的な実施形態では、光パルスは、調整可能及び／又は制御可能な様式で放出され得る。しかしながら、他のタイプの光放出器デバイスが可能であり、企図される。いくつかの実施形態では、光放出器デバイス３１０は、約９０５ｎｍの波長を有する光を放出するように構成され得る。他の発光波長が可能であり、企図されることが理解されるであろう。

【0048】

光放出器デバイス３１０によって放出される光パルス３１２の少なくとも一部は、視野１２内のオブジェクト１４と相互作用してもよく、それらの光パルス３１２のいくつかの部分は、光学構成要素１１０に入射することができる反射放出光３２２の形態でライダー３００に向かって反射して戻ってもよい。追加的に、環境１０からの環境光３２４が、光学構成要素１１０に入射し得る。

【0049】

このようなシナリオでは、検出器１２０は、反射放出光３２２及び環境光３２４を受信するように構成され得る。光学システム１００に関して記載したように、検出器１２０は、環境１０の光強度１８を示す情報をコントローラ１５０に提供するように構成され得る。それに応答して、コントローラ１５０は、受信された情報に基づいて、遮蔽検出カメラ１３０の様々な動作パラメータ１３２を決定し得る。そのようなシナリオでは、遮蔽検出カメラ１３０の動作パラメータ１３２は、所与の太陽光背景／グレア条件１６の下で光学構成要素１１０の良好に露出した画像を提供するように調整され得る。

【0050】

図４は、例示的な実施形態による、ライダー４００の断面図を示す。図４は、図１及び図３を参照して示され、記載された光学システム１００及びライダー３００のものと同様又は同一の要素を含み得る。

【0051】

例えば、いくつかの実施形態では、ライダー４００は、装着表面４１２を有する第１の基板４１０を含み得る。いくつかの実施形態では、第１の基板４１０は、プリント回路基板（printed circuit board、ＰＣＢ）であり得る。いくつかの他の実施形態では、第１の基板４１０は、シリコン、ガリウムヒ素などの半導体基板材料を含み得る。いくつかの実施形態では、第１の基板４１０は、シリコンオンインシュレータ（silicon-on-insulator、ＳＯＩ）材料を含み得る。代替的には、第１の基板４１０は、様々な他の固体及び／又は可撓性材料から形成され得、それらの各々は本開示において企図される。ライダー４００は、第１の表面４２２及び第２の表面４２４を有するスペーサ構造４２０を含み得る。スペーサ構造４２０は、１つ以上のキャビティ４２６ａ～４２６ｄを含み得る。スペーサ構造４２０は、半導体材料及び／又はポリマー材料を含み得る。続いて、１つ以上の技術を使用して、少なくとも１つのキャビティ（例えば、キャビティ４２６ａ～４２６ｄ）が、スペーサ構造４２０内に形成され得る。すなわち、スペーサ構造４２０の第１の表面４２２は、少なくとも１つのキャビティの開口形成部を有し得、スペーサ構造４２０の第２の表面４２４は、少なくとも１つのキャビティの開口形成部を有し得る。いくつかの実施形態では、キャビティ４２６ａ～４２６ｄは、乾式又は湿式エッチングプロセスなどの半導体製造方法を使用して、スペーサ構造４２０の少なくとも一部分を除去することによって形成され得る。スペーサ構造４２０内のキャビティを形成する他の方法が企図される。

【0052】

１つ以上の発光体デバイス４３０は、スペーサ構造４２０の第２の表面４２４に結合され得る。発光体デバイス４３０は各々、１つ以上の発光領域４３１を含み得る。第２の表面４２４は、上表面４２４ａ及び下表面４２４ｂを含み得る。例えば、上表面４２４ａは、第１の平面を画定し得、下表面４２４ｂは、第２の平面を画定し得る。すなわち、いくつかの実施形態では、第２の表面４２４は、下表面４２４ｂに「ステップダウン」する上表面４２４ａを含み得る。

【0053】

いくつかの実施形態では、検出器デバイス４４０ａ～４４０ｄは、１つ以上のキャビティ４２６ａ～４２６ｄ内に配設され得る。例えば、示されるように、各キャビティは、１つの検出器デバイスを含み得る。代替的には、複数の検出器デバイス及び／又は検出器アレイは、単一のキャビティ内に配設され得る。検出器デバイス４４０ａ～４４０ｄは、外部環境との相互作用後に１つ以上の光放出器デバイス４３０によって放出された光を検出するように構成され得る。例では、少なくとも１つの検出器デバイス４４０ａ～４４０ｄは、シリコン光増倍器（silicon photomultiplier、ＳｉＰＭ）、アバランシェフォトダイオード（avalanche photodiode、ＡＰＤ）、又は別のタイプの受光素子を含み得る。

【0054】

図４に追加的に示されるように、中間蓋４５０は、スペーサ構造４２０の第２の表面４２４（例えば、下面４２４ｂ）に結合され得る。実施形態では、中間蓋４５０は、キャビティ４２６ａ～４２６ｄに隣接して配設され得る複数の開口４５２ａ～４５２ｄを含み得る。いくつかの実施形態では、開口４５２ａ～４５２ｄは、１５０マイクロメートルの直径を有し得る。しかしながら、他の開口直径が可能であり、企図される。

【0055】

いくつかの実施形態では、複数の開口４５２ａ～４５２ｄは、光放出器デバイス４３０によって放出される光に対して実質的に不透明な材料を通して穿孔されたか、又はリソグラフィにエッチングされた穴を含み得る。他の実施形態では、複数の開口４５２ａ～４５２ｄは、光放出器デバイス４３０によって放出される光に対して実質的に透明である光学窓を含み得る。

【0056】

図４は、複数の開口４５２ａ～４５２ｄを含むような中間蓋４５０を示しているが、いくつかの実施形態では、複数の開口４５２ａ～４５２ｄをスペーサ構造４２０に形成することができると理解されよう。例えば、スペーサ構造４２０は、複数の開口４５２ａ～４５２ｄを形成する１つ以上の穴を含み得る。例示的な一実施形態では、複数の開口４５２ａ～４５２ｄは、スペーサ構造４２０の上表面４２４ａと下表面４２４ｂとの間に形成され得る。

【0057】

図４はまた、装着表面４６２を含む第２の基板４６０を示す。いくつかの実施形態では、第２の基板４６０は、発光デバイス４３０によって放出される光に対して実質的に透明とし得る。少なくとも１つのレンズ４６４は、第２の基板４６０の装着表面４６２に結合され得る。第２の基板４６０は、ガラス、プラスチック、溶融シリカ、又は別の透明な低屈折率材料などの透明材料から形成され得る。第２の基板４６０の上表面は、反射防止コーティングを含み得る。任意選択で、反射防止コーティングが、第２の基板４６０の装着表面４６２に適用され得る。更に、少なくとも１つの導波管４６６が、第２の基板４６０の装着表面４６２に結合され得る。実施形態では、少なくとも１つの導波管１６６は、反射表面４６７ａ～４６７ｄ（例えば、ミラーファセット）を含み得る。

【0058】

例えば、少なくとも１つの導波管４６６が、伝播方向に沿って光を効率的にガイドするように構成され得る。例えば、少なくとも１つの導波管４６６が、少なくとも１つの光放出デバイス４３０から放出された光を結合するように構成されてもよい。このような光の少なくとも一部分は、全内部反射及び／又はエバネッセント光結合を介して少なくとも１つの導波管４６６の少なくとも一部分内にガイドされてもよい。

【0059】

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの導波管４６６は、少なくとも１つの反射表面を含む。このようなシナリオでは、光学的に結合された光の少なくとも一部分が、外部環境に向けられるように、少なくとも１つの反射表面と相互作用し得る。例えば、少なくとも１つの導波管４６６が、伝播方向に垂直な光を向けるように構成されている１つ以上の反射表面（例えば、ミラーファセット）を含んでもよい。このようなシナリオでは、光の少なくとも一部分が、ミラーファセットを介して少なくとも１つの導波管１６６から結合されてもよい。

【0060】

例では、シム４７０が、スペーサ構造４２０の第２の表面４２４と第２の基板４６０の装着表面４６２との間に配設され得る。シム４７０は、ライダー４００の縁部を通って光が漏れるのを防止するように構成され得る。いくつかの実施形態では、シム４７０が、第２の基板４６０の周りに硬化又は成形するポリマー材料を含み得る。そのようなシナリオでは、シム４７０が、スペーサ構造４２０及びライダー４００の他の要素に対して固定された高さ及び／又は位置で第２の基板４６０を保持し得る。スペーサ構造１２０は、半導体材料及び／又はポリマー材料を含み得る。いくつかの実施形態では、シム４７０は、発光領域４３１が少なくとも１つのレンズ４６４及び／又は少なくとも１つの導波管４６６に対して所定又は所望の場所に配設されるように選択され得る。例えば、シム４７０は、発光領域４３１から放出された光が少なくとも１つのレンズ４６４によって効率的に収集され、少なくとも１つの導波管４６６に効率的に光学的に結合されるように選択され得る。

【0061】

図４は、ライダー４００の側面の近くに位置するシム４７０を示しているが、シム４７０は他の場所に位置し得ると理解されよう。例えば、シム４７０は、中間蓋４５０と第２の基板４６０の装着表面４６２との間に配設され得る。追加的又は代替的に、シム４７０は、例えば、（例えば、迷光を防ぐために）バッフルを提供するために、ライダー４００の他の領域に存在し得る。

【0062】

ライダー４００は、制御された崩壊はんだボール４８０を介して第１の基板４１０に物理的に結合され得る回路基板４９０を追加的に含み得る。第１の基板４１０を回路基板４９０に物理的及び／又は電気的に接続するための他の方法が可能であり、企図され、限定されないが、従来のはんだボール、ボールグリッドアレイ（ball-grid array、ＢＧＡ）、ランドグリッドアレイ（land-grid array、ＬＧＡ）、導電性ペースト、及び他のタイプの物理的及び電気ソケットなどである。図３及び図４は、特定のライダー実施形態を示しているが、他のタイプ及び配置のライダー及び／又はカメラが可能であり、企図されると理解されよう。

【0063】

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、及び図５Ｅは、例示的な実施形態による車両５００を示す。いくつかの実施形態では、車両５００は、半自律型車両又は完全自律型車両であり得る。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、及び図５Ｅは、自動車（例えば、乗用バン）であるような車両５００を示しているが、車両５００は、センサ及びその環境に関する他の情報を使用してその環境内をナビゲートするために自動運転モード（人間の入力なしで、又は人間の入力が低減されて）で動作可能な別のタイプの半自律型車両又は完全自律型車両を含み得ると理解されよう。

【0064】

いくつかの例では、車両５００は、１つ以上のセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び５１２を含んでもよい。いくつかの実施形態では、センサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び／又は５１２は、図１に関連して示され記載されるような１つ以上の光学システム１００、及び／又は図３に関連して示され記載される１つ以上のライダー３００を表し得る。言い換えれば、本明細書の他の場所で記載される光学システム及びライダーシステムは、車両５００に結合され得、及び／又は車両５００の様々な動作と併せて利用され得る。一例として、ライダーシステム３００は、車両５００の自動運転又は他のタイプのナビゲーション、計画、知覚、及び／又はマッピング動作で利用され得る。

【0065】

いくつかの例では、１つ以上の光学システム及び／又はライダーは、車両５００上の様々な位置に配設され得、車両５００の内部及び／又は外部の環境に対応する視野を有し得る。

【0066】

１つ以上のセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び５１２が車両５００上の特定の位置に示されているが、より多くの又はより少ないセンサシステムが車両５００とともに利用され得ると理解されよう。更に、そのようなセンサシステムの位置は、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、及び図５Ｅに示されるセンサシステムの場所と比較して、調整、修正、又は他の方法で変更され得る。

【0067】

１つ以上のセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び／又は５１２は、他のライダーセンサを含み得る。例えば、他のライダーセンサは、所与の平面（例えば、ｘｙ平面）に対して角度の範囲にわたって配置された複数の光放出器デバイスを含み得る。例えば、センサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び／又は５１２のうちの１つ以上は、車両５００の周りの環境を光パルスで照明するように、所与の平面に垂直な軸（例えば、ｚ軸）を中心に回転又は枢動するように構成されてもよい。様々な態様の反射光パルス（例えば、経過飛行時間、偏光、強度など）を検出することに基づいて、車両５００の環境に関する情報が決定されてもよい。

【0068】

例示的な実施形態では、センサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び／又は５１２は、車両５００の環境内の物理的オブジェクトに関連し得るそれぞれの点群情報を提供するように構成されてもよい。車両５００及びセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び５１２は、特定の特徴を含むものとして示されているが、他のタイプのセンサシステムが本開示の範囲内で企図されると理解されよう。

【0069】

複数の光放出器デバイス（例えば、単一レーザダイ上に複数のレーザバーを有する光放出器デバイス）を有するライダーシステムが本明細書に記載され示されているが、単一の光放出器デバイスを有するライダーシステムも企図される。例えば、１つ以上のレーザダイオードによって放出された光パルスは、システムの環境を中心に制御可能に向けられてもよい。光パルスの放出角度は、例えば、機械的走査ミラー及び／又は回転モータなどの走査デバイスによって調整されてもよい。例えば、走査デバイスは、所与の軸を中心に往復運動で回転し、及び／又は垂直軸を中心に回転し得る。別の実施形態では、発光デバイスは、光パルスをスピンプリズムミラーに向かって放出してもよく、これは、各光パルスと相互作用するときのプリズムミラーの角度に基づいて、光パルスを環境に放出させてもよい。追加的又は代替的に、走査光学系及び／又は他のタイプの電気光学機械デバイスが、環境の周りの光パルスを走査することが可能である。図５Ａ～図５Ｅは、車両５００に取り付けられた様々なライダーセンサを示しているが、車両５００は他のタイプのセンサを組み込み得ると理解されよう。

【0070】

車両５００のライダーシステムは、複数の検出器（例えば、検出器１２０）を更に含む。

【0071】

車両５００のライダーシステムは、少なくとも１つのプロセッサ（例えば、プロセッサ１５２）及びメモリ（例えば、メモリ１５４）を有するコントローラ（例えば、コントローラ１５０）を追加的に含む。少なくとも１つのプロセッサは、動作を実施するようにメモリに記憶された命令を実行する。動作は、方法６００に関して記載された方法ステップ又はブロックのうちのいずれかを含んでもよい。

【0072】

いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び／又は５１２は、画像センサを含み得る。例えば、車両５００は、視野の画像を提供するように構成されている画像センサを含むカメラを含むことができる。様々な例では、画像センサは、複数の検出器要素を含んでもよい。

【0073】

そのようなシナリオでは、カメラは、センサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び／又は５１２内に配置され得る。カメラは、静止カメラ、ビデオカメラ、熱撮像カメラ、ステレオカメラ、夜間視覚カメラなどの感光性機器であり得、これは、車両５００の環境の複数の画像を捕捉するように構成されている。この目的のために、カメラは、可視光を検出するように構成され得、追加的又は代替的に、赤外線又は紫外線などのスペクトルの他の部分からの光を検出するように構成され得る。カメラは、二次元検出器であり得、任意選択に、三次元空間範囲の感度を有し得る。いくつかの実施形態では、カメラは、例えば、カメラから車両５００の環境内のある数の点までの距離を示す二次元画像を生成するように構成されている範囲検出器を含み得る。この目的のために、カメラは、１つ以上の範囲検出技術を使用してもよい。例えば、カメラは、車両５００が、グリッド又はチェッカーボードパターンなどの所定の光パターンで車両５００の環境内のオブジェクトを照明し、カメラを使用して、環境周囲から所定の光パターンの反射を検出する構造化光技術を使用することによって、範囲情報を提供することができる。反射光パターンの歪みに基づいて、車両５００は、オブジェクト上の点までの距離を決定し得る。所定の光パターンは、赤外線、又はそのような測定のための他の好適な波長での放射線を含んでもよい。いくつかの例では、カメラは、車両２００のフロントガラスの内側に装着され得る。具体的には、カメラは、車両５００の向きに関して前方視図から画像を捕捉するように位置し得る。車両５００の内側又は外側のいずれかで、カメラの他の装着位置及び視野角も使用することができる。更に、カメラは、調整可能な視野を提供するように動作可能な関連する光学系を有することができる。また更に、カメラは、パン／傾斜機構を介して、カメラのポインティング角を変動させるための可動マウントを備えた車両５００に装着され得る。

【0074】

追加的又は代替的に、車両５００及び／又はセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び／又は５１２は、１つ以上のレーダーシステムを含み得る。レーダーシステムは、車両５００の環境内のオブジェクトの範囲、角度、及び／又は相対速度を決定するために電波を放出するように構成され得る。一例として、レーダーシステムは、電波又はマイクロ波を放出するように構成されている送信機と、それらの電波又はマイクロ波が車両５００の環境とどのように相互作用するかに関する情報を受信するように構成されている受信機を含み得る。様々な実施形態では、レーダーシステムは、パルスモード及び／又は連続モードで動作するように構成され得る。

【0075】

いくつかの実施形態では、車両５００及び／又はセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、及び／又は５１２は、１つ以上の範囲ファインダ、１つ以上の慣性センサ、１つ以上の湿度センサ、１つ以上の音響センサ（例えば、マイクロフォン、ソーナーデバイスなど）、及び／又は車両５００の環境に関する情報を感知するように構成されている１つ以上の他のセンサなどの他のタイプのセンサを含み得る。本明細書の他の場所で記載される任意のセンサシステムは、車両５００に結合され、及び／又は車両５００の様々な動作と併せて利用され得る。一例として、ライダーシステムは、車両５００の自動運転又は他のタイプのナビゲーション、計画、知覚、及び／又はマッピング動作で利用され得る。また更に、１つ以上のセンサタイプは、互いに組み合わせて利用され得る（例えば、ライダー及びレーダー、ライダー及びカメラ、カメラ及びレーダーなど）。

【0076】

図５Ａ～図５Ｅには図示されていないが、車両５００は、無線通信システムを含み得る。無線通信システムは、車両５００の外部又は内部のデバイスと通信するように構成され得る無線送信機及び受信機を含んでもよい。具体的には、無線通信システムは、例えば、車両通信システム又は車道ステーションにおいて、他の車両及び／又はコンピューティングデバイスと通信するように構成されているトランシーバを含み得る。そのような車両通信システムの例は、ＤＳＲＣ、無線周波数識別（radio frequency identification、ＲＦＩＤ）、及びインテリジェント輸送システムに向けられた他の提案された通信規格を含む。

【0077】

図６は、例示的な実施形態による方法を示す。方法６００は、方法のいくつかのブロックを示すが、より少ない又はより多くのブロック又はステップが含まれ得ることが理解されよう。このようなシナリオでは、様々なブロック又はステップのうちの少なくともいくつかは、本明細書に提示されるものとは異なる順序で実行され得る。更に、ブロック又はステップは、追加、差し引き、転置、及び／又は繰り返され得る。方法６００のブロック又はステップのいくつか又は全ては、図１、図３、及び図５を参照してそれぞれ示され、記載されるように、光学システム１００、ライダー３００、及び／又は車両５００を動作させるように実行され得る。

【0078】

ブロック６０２は、光検出器（例えば、光検出器１２０）から、光学システム（例えば、光学システム１００）の視野（例えば、視野１２）の光強度（例えば、光強度１８）を示す情報を受信することを含む。このようなシナリオでは、光学システムは、１つ以上の光学構成要素（例えば、光学構成要素１１０）と、１つ以上の光学構成要素を介して光学システムの環境（例えば、環境１０）の視野から光を受信するように構成されている光検出器（例えば、光検出器１２０）と、を含む。光学システムはまた、１つ以上の光学構成要素の画像を捕捉するように構成されている遮蔽検出カメラ（例えば、遮蔽検出カメラ１３０）を含む。

【0079】

ブロック６０４は、受信された情報に基づいて、遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータ（例えば、動作パラメータ１３２）を調整することを含む。

【0080】

ブロック６０６は、遮蔽検出カメラに、調整された少なくとも１つの動作パラメータに従って、１つ以上の光学構成要素の少なくとも１つの画像（例えば、画像１３４）を捕捉させることを含む。

【0081】

いくつかの例では、方法６００は、少なくとも１つの画像に基づいて、１つ以上の光学構成要素に関連する少なくとも１つの欠陥（例えば、欠陥１１２）の存在、位置、サイズ、又はタイプのうちの少なくとも１つを決定することを含み得る。このようなシナリオでは、少なくとも１つの欠陥のタイプは、引っかき傷、亀裂、汚れ、変形、遮蔽、ごみ、気泡、不純物、劣化、変色、不透明性、歪曲、又は結露のうちの少なくとも１つを含む。他のタイプの光学的欠陥及び／又は光学特性が可能であり、本開示の範囲内で企図されることが理解されるであろう。

【0082】

いくつかの実施形態では、受信された情報に基づいて、遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することは、遮蔽検出カメラの少なくとも１つの露光セッティングを調整することを含むことができる。一例として、少なくとも１つの露光セッティングは、露光時間、開口サイズ、ゲインセッティング、又は感度を含むことができる。

【0083】

様々な実施形態では、方法６００はまた、受信された情報に基づいて、視野に関連する輝度マップ（例えば、輝度マップ１５６）を決定することを含み得る。

【0084】

このようなシナリオでは、方法６００は、輝度マップを、遮蔽検出カメラの視野に基づいて変換して、変換された輝度マップを提供することを更に含み得る。更に、方法６００は、遮蔽検出カメラの少なくとも１つの動作パラメータを調整することが、変換された輝度マップに更に基づくことを含み得る。

【0085】

図に示される特定の配置は、限定的であると見なされるべきではない。他の実施形態は、所与の図に示される各要素のより多く又は少ないことを含み得ることを理解されたい。更に、示された要素のいくつかは、組み合わされるか、又は省略され得る。また更に、示された実施形態は、図に示されていない要素を含み得る。

【0086】

情報の処理を表すステップ又はブロックは、本明細書で記載される方法又は技術の特定の論理機能を実施するように構成することができる回路に対応することができる。代替的又は追加的に、情報の処理を表すステップ又はブロックは、モジュール、セグメント、又はプログラムコードの一部分（関連データを含む）に対応することができる。プログラムコードは、方法又は技術において特定の論理機能又はアクションを実装するためのプロセッサによって実行可能な１つ以上の命令を含むことができる。プログラムコード及び／又は関連データは、ディスク、ハードドライブ、又は他の記憶媒体を含む記憶デバイスなどの任意のタイプのコンピュータ可読媒体に記憶することができる。

【0087】

コンピュータ可読媒体はまた、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、及びランダムアクセスメモリ（random access memory、ＲＡＭ）のような短期間データを記憶するコンピュータ可読媒体などの非一時的なコンピュータ可読媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体はまた、より長期間プログラムコード及び／又はデータを記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を含むことができる。したがって、コンピュータ可読媒体は、例えば、読み出し専用メモリ（read only memory、ＲＯＭ）、光学又は磁気ディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（compact-disc read only memory、ＣＤ－ＲＯＭ）のような、二次又は永続的な長期記憶ストレージを含み得る。コンピュータ可読媒体はまた、任意の他の揮発性又は不揮発性記憶システムとすることができる。コンピュータ可読媒体は、例えば、コンピュータ可読記憶媒体、又は有形記憶デバイスと見なすことができる。

【0088】

様々な例及び実施形態が開示されてきたが、他の例及び実施形態が、当業者には明らかであろう。様々な開示された例及び実施形態は、例示の目的のためのものであり、限定することを意図するものではなく、真の範囲は、以下の特許請求の範囲によって示される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図6】

【外国語明細書】