特許 7377950 ＬＩＤＡＲの視野を変更するためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-01

(45)【発行日】2023-11-10

(54)【発明の名称】ＬＩＤＡＲの視野を変更するためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20231102BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20231102BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 A

G01C3/06 120Q

G01C3/06 140

G01S17/931

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2022510089

(86)(22)【出願日】2020-08-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-11

(86)【国際出願番号】 US2020047133

(87)【国際公開番号】W WO2021050233

(87)【国際公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-04-07

(31)【優先権主張番号】16/569,872

(32)【優先日】2019-09-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【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】ガッサン，ブレイズ

(72)【発明者】

【氏名】スラック，スティーブン

(72)【発明者】

【氏名】スーリエール，ジョナサン

【審査官】藤脇 昌也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０８４４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２９３２６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１０３２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－５６０１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８ － ７／５１

１７／００ － １７／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載される車両システムであって、
デフォルトの視野内の物体を示す情報を提供するように、前記車両の環境に向けて光パルスを放射するように構成されたライダーシステムであって、
第１の軸を中心に回転するように構成された回転可能なベースと、
前記回転可能なベースに結合され、第２の軸を中心に回転するように構成された回転可能なミラーと、
前記光パルスを放射するように構成された少なくとも１つの光源であって、前記放射された光パルスが前記環境と相互作用して戻り光パルスを提供する、少なくとも１つの光源と、
前記戻り光パルスの少なくとも一部分を検出するように構成された、少なくとも１つの検出器と、を含む、ライダーシステムと、
前記ライダーシステムに光学的に結合された反射面であって、前記反射面が、前記第１の軸と平行ではない面を含み、拡張された視野を提供するように前記放射された光パルスの少なくとも一部分を反射するように構成されており、前記ライダーシステムが、前記拡張された視野内の物体を示す情報を提供するようにさらに構成されている、反射面と、を備える、車両システム。

【請求項2】

前記拡張された視野と前記デフォルトの視野とが、完全には重なっていない、請求項１に記載の車両システム。

【請求項3】

前記デフォルトの視野が、前記デフォルトの視野外の領域である少なくとも１つのブラインド領域を画定し、前記拡張された視野が前記少なくとも１つのブラインド領域の少なくとも一部分と重なっている、請求項１に記載の車両システム。

【請求項4】

前記反射面が、平面ミラー、凸面ミラー、凹面ミラー、または多面ミラーアレイのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の車両システム。

【請求項5】

前記光パルスが、λの波長を有する光を含み、前記反射面が、光干渉法を用いて測定した場合にλ～λ／１００の平坦度を有する平面ミラーを含む、請求項１に記載の車両システム。

【請求項6】

前記反射面が、前記ライダーシステムの２フィート以内に配設されている、請求項１に記載の車両システム。

【請求項7】

少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを含むコントローラをさらに備え、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記少なくとも１つのメモリに記憶された命令を実行して、
前記少なくとも１つの光源に前記光パルスを放射させることと、
前記デフォルトの視野からの前記戻り光パルスを、第１の検出された光信号として受信することと、
前記拡張された視野からの前記戻り光パルスを、第２の検出された光信号として受信することと、
前記第１の検出された光信号および前記第２の検出された光信号に基づいて、前記デフォルトの視野内および前記拡張された視野内の物体を示す点群を決定することと、を含む動作を行う、請求項１に記載の車両システム。

【請求項8】

前記動作が、
反射マップデータを受信することをさらに含み、前記反射マップデータは、前記反射面が前記光パルスを前記拡張された視野にどのように反射するかに関する反射情報を含み、前記点群を決定することが、前記反射マップデータにさらに基づいている、請求項７に記載の車両システム。

【請求項9】

前記反射情報が、前記反射面の角度、前記反射面の姿勢、または前記反射面の表面曲率のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載の車両システム。

【請求項10】

方法であって、
ライダーシステムの少なくとも１つの光源に、光パルスを、
デフォルトの視野に向けて、および
前記光パルスの一部分を拡張された視野に向けて反射するように構成された反射面に向けて、
放射させることであって、前記放射された光パルスが、前記ライダーシステムの環境と相互作用して戻り光パルスを提供し、
前記ライダーシステムが、
第１の軸を中心に回転するように構成された回転可能なベースと、
前記回転可能なベースに結合され、第２の軸を中心に回転するように構成された回転可能なミラーと、
前記光パルスを放射するように構成された少なくとも１つの光源であって、前記放射された光パルスが前記環境と相互作用して戻り光パルスを提供する、少なくとも１つの光源と、
前記戻り光パルスの少なくとも一部分を検出するように構成された、少なくとも１つの検出器と、を含み、
前記反射面が、前記第１の軸と平行ではない面を含む、ことと、
前記デフォルトの視野からの前記戻り光パルスを、第１の検出された光信号として受信することと、
前記拡張された視野からの前記戻り光パルスを、第２の検出された光信号として受信することと、
点群データを送信することであって、前記点群データが、前記第１の検出された光信号および前記第２の検出された光信号に基づいており、かつ前記デフォルトの視野内および前記拡張された視野内の物体を示していることと、を含む、方法。

【請求項11】

前記拡張された視野と前記デフォルトの視野とが、完全には重なっていない、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記デフォルトの視野が、前記デフォルトの視野外の領域である少なくとも１つのブラインド領域を画定し、前記拡張された視野が、前記少なくとも１つのブラインド領域の少なくとも一部分と重なっている、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

反射マップデータを受信することをさらに含み、前記反射マップデータは、前記反射面が前記光パルスを前記拡張された視野にどのように反射するかに関する反射情報を含み、前記点群データが、前記反射マップデータにさらに基づいている、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記反射情報が、前記反射面の角度、前記反射面の姿勢、または前記反射面の表面曲率のうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

車両であって、
デフォルトの視野内の物体を示す情報を提供するように、前記車両の環境に向けて光パルスを放射するように構成されたライダーシステムであって、
第１の軸を中心に回転するように構成された回転可能なベースと、
前記回転可能なベースに結合され、第２の軸を中心に回転するように構成された回転可能なミラーと、
前記光パルスを放射するように構成された少なくとも１つの光源であって、前記放射された光パルスが前記環境と相互作用して戻り光パルスを提供する、少なくとも１つの光源と、
前記戻り光パルスの少なくとも一部分を検出するように構成された、少なくとも１つの検出器と、を含む、ライダーシステムと、
前記ライダーシステムに光学的に結合された反射面であって、前記反射面が、前記第１の軸と平行ではない面を含み、拡張された視野を提供するように前記放射された光パルスの少なくとも一部分を反射するように構成されており、前記ライダーシステムが、前記拡張された視野内の物体を示す情報を提供するようにさらに構成されている、反射面と、を備える、車両。

【請求項16】

前記反射面が、前記車両のボディの一部分を含む、請求項１５に記載の車両。

【請求項17】

前記反射面が、前記車両のバックミラーまたは前記車両のサイドミラーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の車両。

【請求項18】

前記ライダーシステムが、
少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを含むコントローラを備え、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記少なくとも１つのメモリに記憶された命令を実行して、
前記少なくとも１つの光源に前記光パルスを放射させることと、
前記デフォルトの視野からの前記戻り光パルスを、第１の検出された光信号として受信することと、
前記拡張された視野からの前記戻り光パルスを、第２の検出された光信号として受信することと、
点群データを送信することであって、前記点群データが、前記第１の検出された光信号および前記第２の検出された光信号に基づいており、かつ前記デフォルトの視野内および前記拡張された視野内の物体を示していることと、
反射マップデータを受信することであって、前記反射マップデータは、前記反射面が前記光パルスを前記拡張された視野にどのように反射するかに関する反射情報を含み、前記点群データが、前記反射マップデータにさらに基づいており、前記反射情報が、前記反射面の角度、前記反射面の姿勢、または前記反射面の表面曲率のうちの少なくとも１つを含むことと、を含む動作を行う、請求項１５に記載の車両。

【請求項19】

少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリとを含むコントローラをさらに備え、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記少なくとも１つのメモリに記憶された命令を実行して、
前記少なくとも１つの光源に前記光パルスを放射させることと、
前記デフォルトの視野からの前記戻り光パルスを、第１の検出された光信号として受信することと、
前記拡張された視野からの前記戻り光パルスを、第２の検出された光信号として受信することと、
前記戻り光パルスに基づいて、１つ以上の階段状物体を判定することと、
前記１つ以上の階段状物体を判定することに応じて、前記車両の操作挙動を調整することと、を含む動作を行う、請求項１５に記載の車両。

【請求項20】

前記反射面が、前記ライダーシステムの２フィート以内に配設されている、請求項１５に記載の車両。

【請求項21】

前記拡張された視野の少なくとも一部分が前記ライダーシステムの上にわたる、請求項１５に記載の車両。

【請求項22】

前記拡張された視野の少なくとも一部分が前記ライダーシステムの下にわたる、請求項１５に記載の車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年９月１３日に出願された米国特許出願第１６／５６９，８７２号の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

従来の光検出および測距（ＬＩＤＡＲまたはライダー）システムは、発光送信機（例えば、レーザダイオード）を利用して、環境に光パルスを放射することができる。環境内の物体と相互作用する（例えば、物体から反射する）放射された光パルスは、ＬＩＤＡＲシステムの受信機（例えば、光検出器）によって受信することができる。環境内の物体に関する距離情報は、光パルスが放射された最初の時間と反射された光パルスが受信された後続の時間との間の時間差に基づいて決定することができる。

【発明の概要】

【0003】

本開示は、概して、環境に関する情報を取得するように構成され得る、光検出および測距（ＬＩＤＡＲまたはライダー）システムに関する。かかるライダーのデバイスは、自律型および半自律型の自動車、トラック、オートバイ、およびそれぞれの環境内で移動することができる他のタイプの車両などの車両に実装することができる。

【0004】

第１の態様では、システムが提供される。システムは、デフォルトの視野内の物体を示す情報を提供するために、システムの環境に光パルスを放射するように構成された、ライダーシステムを含む。ライダーシステムは、第１の軸を中心に回転するように構成された回転可能なベースと、この回転可能なベースに結合された回転可能なミラーとを含む。回転可能なミラーは、第２の軸を中心に回転するように構成されている。ライダーシステムはまた、光パルスを放射するように構成された少なくとも１つの光源を含む。放射された光パルスは、環境と相互作用して戻り光パルスを提供する。ライダーシステムは、戻り光パルスの少なくとも一部分を検出するように構成された少なくとも１つの検出器をさらに含む。システムはまた、ライダーシステムに光学的に結合された反射面も含む。反射面は、拡張された視野を提供するために、放射された光パルスの少なくとも一部分を反射するように構成されている。ライダーシステムは、拡張された視野内の物体を示す情報を提供するようにさらに構成されている。

【0005】

第２の態様では、方法が提供される。本方法は、ライダーシステムの少なくとも１つの光源に、光パルスを、デフォルトの視野に向けて、および光パルスの一部分を拡張された視野に向けて反射するように構成された反射面に向けて、放射させることを含む。ライダーシステムは、第１の軸を中心に回転するように構成された回転可能なベースと、この回転可能なベースに結合された回転可能なミラーとを含む。回転可能なミラーは、第２の軸を中心に回転するように構成されている。ライダーシステムはまた、光パルスを放射するように構成された少なくとも１つの光源を含む。放射された光パルスは、環境と相互作用して戻り光パルスを提供する。ライダーシステムは、戻り光パルスの少なくとも一部分を検出するように構成された少なくとも１つの検出器をさらに含む。放射された光パルスは、ライダーシステムの環境と相互作用して戻り光パルスを提供する。本方法はまた、デフォルトの視野からの戻り光パルスの少なくとも第１の部分を、第１の検出された光信号として受信することも含む。本方法は、拡張された視野からの戻り光パルスの少なくとも第２の部分を、第２の検出された光信号として受信することをさらに含む。さらにまた、本方法は、点群データを送信することを含み、点群データは、第１の検出された光信号および第２の検出された光信号に基づいており、かつデフォルトの視野および拡張された視野内の物体を示す。

【0006】

第３の態様では、車両が提供される。車両は、デフォルトの視野内の物体を示す情報を提供するために、車両の環境に光パルスを放射するように構成された、ライダーシステムを含む。ライダーシステムは、第１の軸を中心に回転するように構成された回転可能なベースと、この回転可能なベースに結合された回転可能なミラーとを含む。回転可能なミラーは、第２の軸を中心に回転するように構成されている。ライダーシステムはまた、光パルスを放射するように構成された少なくとも１つの光源を含む。放射された光パルスは、環境と相互作用して戻り光パルスを提供する。ライダーシステムは、戻り光パルスの少なくとも一部分を検出するように構成された少なくとも１つの検出器をさらに含む。車両は、ライダーシステムに光学的に結合された反射面をさらに含む。反射面は、拡張された視野を提供するために、放射された光パルスの少なくとも一部分を反射するように構成されている。ライダーシステムは、拡張された視野内の物体を示す情報を提供するようにさらに構成されている。

【0007】

他の態様、実施形態、および実施態様は、添付図面を適宜参照して、以下の詳細な説明を読み取ることによって、当業者には明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】例示的な実施形態による、システムを示す。

【図2A】例示的な実施形態による、ライダーシステムを示す。

【図2B】例示的な実施形態による、ライダーシステムを示す。

【図2C】例示的な実施形態による、図２Ａのライダーシステムの一部分を示す。

【図2D】例示的な実施形態による、ライダーシステムを示す。

【図3】例示的な実施形態による、システムを示す。

【図4】例示的な実施形態による、システムを示す。

【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、動作シナリオを示す。

【図7】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】

【0009】

本明細書では、例示的な方法、デバイス、およびシステムについて記載する。「例」および「例示的」という語は、本明細書においては、「例、事例、または例示としての役割を果たす」ことを意味するために使用されることを理解されたい。本明細書において「例」または「例示的」であるとして説明されるいずれの実施形態または特徴も、他の実施形態または特徴よりも好ましい、または有利であると必ずしも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しない限り、他の実施形態を利用することができ、他の変更を行うことができる。

【0010】

したがって、本明細書に記載される例示的な実施形態は、限定的であ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、図に示されているように、多種多様な異なる構成で配列、置き換え、組み合わせ、分離、および設計することができ、それらのすべてが、本明細書で企図される。

【0011】

さらに、文脈上特段の示唆がある場合を除き、各図に示された特徴を、互いに組み合わせて使用することができる。したがって、図面は概して、１つ以上の実施形態全体のうちの構成要素の態様としてみなされ、図示された特徴のすべてが必ずしも各実施形態に必要であるとは限らないことを理解されたい。

【0012】

Ｉ．概要
自律車両および半自律車両は、ライダーポイントマップに基づいて車両の環境をマップに精密に示すことにより、ナビゲーション用の三次元（３Ｄ）ライダーシステムを利用することができる。しかしながら、従来のライダーには、見下ろすことができる高度の限られた範囲などの「盲点」があり、スキャンされないライダーの下に、円錐状または他の領域が残っている可能性がある。

【0013】

例示的なライダーシステムは、回転可能なミラーアセンブリおよび光共振器を含む。光共振器には、少なくとも１つの発光デバイス、少なくとも１つの光検出器、およびそれぞれの光学素子（例えば、レンズ）が含まれる。発光デバイスは、光パルスを環境に向け直すようにするため、回転可能なミラーアセンブリと相互作用する発光軸に沿って光パルスを放射し得る。環境からライダーに向かって反射して戻る光パルスは、ターゲットまでの距離（範囲）を決定するために、光検出器によって受光軸に沿って受信され、かつ距離の測定値を表す点群を形成するために使用され得る。いくつかの実施形態では、光パルスは、ライダーシステムのハウジングの対向する側で２つの窓を通して放射され得る。いくつかの実施形態では、光パルスを利用する感知デバイスについて説明し得るが、連続波光（例えば、連続波の飛行時間（ＴＯＦ））システムを利用する他のタイプの三次元感知技術が可能であり、企図されることが理解されよう。

【0014】

例示的な実施形態では、光共振器は、実質的に垂直な第１の回転軸を中心に回転するように構成された、回転可能なベースに結合され得る。ミラーアセンブリは、第１の回転軸と一致し、かつ実質的に垂直な第２の回転軸を中心に回転するように構成され得る。

【0015】

かかるライダーシステムでは、ライダー点群のセグメントが、支持構造（例えば、車両のライダーシステムを支持する構造）、またはライダーが適用されているアプリケーションにとって関心のない他の特徴に合わせられる可能性がある。例えば、いくつかのシナリオでは、一部の光パルスは、ライダーの環境の静的な（例えば、変化していない）部分または以前に特徴付けられた部分に向けられる場合がある。本明細書に記載するように、反射面、または環境の異なる部分に向けられたミラーを用いて有益な点群情報を向け直すことによって、これらの「関心のない」光パルスから、これらの有益な点群情報を回収することができる。本明細書に記載するように、「点群」という用語は、ライダーおよび／または生の距離データ自体によって提供された距離情報の視覚化を含み得る。いくつかの実施形態では、かかる範囲データがライダーデバイス自体に記憶される必要はなく、かつかかる視覚化がライダーデバイス自体によって提供される必要はないことが理解されよう。

【0016】

本明細書に記載するシステムおよび方法は、スキャナが目を向けている車両構造または支持構造の「死角」を活用することができる。かかるシナリオでは、光パルスを環境内の関心のある特徴に向け直すことができる。

【0017】

本明細書に開示されるライダーシステムは、マシンビジョンおよび／または知覚アプリケーションにおいて、またはそれらと共に使用することができる。いくつかの実施形態では、ライダーシステムは、輸送用途（例えば、半自律車両または完全自律車両）またはロボット、セキュリティ、測量、農業、鉱業、建設、海洋、ＵＡＶ、および／または倉庫関連用途に利用することができる。

【0018】

ＩＩ．例示的なシステム
図１は、例示的な実施形態によるシステム１００を示す。システム１００は、デフォルトの視野１０２内の物体を示す情報を提供するためにシステムの環境に光パルスを放射するように構成された、ライダーシステム２００を含む。システム１００は、ライダーシステム２００に光学的に結合された反射面１８０も含む。反射面１８０は、拡張された視野１８２を提供するために、放射された光パルスの少なくとも一部分を反射するように構成されている。ライダーシステム２００は、拡張された視野１８２内の物体を示す情報を提供するようにさらに構成されている。

【0019】

ライダーシステム２００は、本明細書においてはレーザベースの測距システムであると説明されているが、他のタイプの三次元センサがシステム１００で利用され得ることが理解されよう。例えば、システム１００は、別のタイプのレーザ飛行時間型システム、ステレオカメラ、またはテクスチャプロジェクタを備えるカメラと共に利用することができる。

【0020】

いくつかの例示的な実施形態では、ライダーシステム２００は、第１の軸を中心に回転するように構成された、回転可能なベース１１０を含み得る。回転可能なベース１１０は、ベース駆動装置１１２を含み得るか、またはベース駆動装置１１２と結合され得る。いくつかの実施形態では、ベース駆動装置１１２は、ブラシレスモータ、直流（ＤＣ）モータ、または別のタイプの回転駆動装置であってもよい。いくつかの例では、回転可能なベース１１０は、第１の軸を中心に毎分２００回転（ＲＰＭ）～８００ＲＰＭで回転するように構成され得る。回転可能なベース１１０が他の回転速度で動作し得ることが理解されよう。いくつかの実施形態では、ベース駆動装置１１２は、コントローラ１５０によって制御されて、所望の回転速度で回転することができる。いくつかの実施形態では、ライダーシステム２００は回転可能なベースを含む必要はない。かかるシナリオでは、第１の軸に対してライダーシステム２００の１つ以上の要素が配置され得る。ただし、かかる場合、ライダーシステム２００の要素は、第１の軸を中心に回転する必要はない。したがって、かかる実施形態では、ライダーシステム２００は、他の可能性の中でもとりわけラインスキャン用途で利用され得る。

【0021】

ライダーシステム２００はまた、ミラーアセンブリ１３０も含む。ミラーアセンブリ１３０は、第２の軸を中心に回転するように構成されている。かかるシナリオでは、第２の軸は、第１の軸に実質的に垂直であり得る（例えば、垂線から０～１０度以内）。いくつかの実施形態では、ミラーアセンブリ１３０は、複数の反射面１３２を含む。さらに、ミラーアセンブリ１３０は、シャフト１３４と、複数の反射面１３２を取り付けるように構成された多面ミラーとを含むことができる。また、ミラーアセンブリ１３０はミラー駆動装置１３６も含むことができ、ミラー駆動装置１３６は、ブラシレスモータ、ＤＣモータ、または別のタイプの回転駆動装置であり得る。かかるシナリオでは、ミラー駆動装置１３６はシャフト１３４に結合されている。いくつかの実施形態では、ミラー駆動装置１３６は、多面ミラーを第２の軸を中心に２０，０００ＰＲＭ～４０，０００ＰＲＭの回転速度で回転させるように構成され得る。ミラー駆動装置１３６は、様々な回転速度または所望の回転速度で動作することができ、これがコントローラ１５０で制御され得ることが理解されよう。

【0022】

かかるシナリオでは、複数の反射面１３２は、ミラーアセンブリ１３０の少なくとも一部分が三角プリズム形状を有するように、第２の軸を中心に対称に配置された３つの反射面を含み得る。ミラーアセンブリ１３０が、４つ以上または２つ以下の反射面を含んでもよいことが理解されよう。したがって、ミラーアセンブリ１３０は、４つ以上または２つ以下の反射面を有する多面プリズム形状として成形することができる。例えば、ミラーアセンブリ１３０は、４つの反射面を有してもよい。かかるシナリオでは、ミラーアセンブリ１３０は、正方形または長方形の断面を有し得る。

【0023】

ライダーシステム２００は、回転可能なベース１１０に結合された光共振器１２０をさらに含む。かかるシナリオでは、光共振器１２０は、受光軸を画定するように配置された光検出器１２２と光検出器レンズ１２４とを含む。このように、光検出器１２２および光検出器レンズ１２４の配置は、受光軸を提供する。いくつかの実施形態では、光検出器１２２は、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）を含む。ただし、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などの他のタイプの光検出器が企図される。さらに、光検出器１２２は、本明細書においては単数形で説明されているが、焦点面アレイなどの複数の光検出器を組み込んだシステムも可能であり、企図されることが理解されよう。

【0024】

例示的な実施形態では、光検出器１２２は、コントローラ１５０に出力信号を提供し得る。例えば、出力信号は、環境の視野の所与の部分に向けた所与の光パルスの飛行時間を示す情報を含むことができる。追加的または代替的に、出力信号は、環境の範囲マップまたは点群の少なくとも一部分を示す情報を含むことができる。

【0025】

ライダーシステム２００はまた、発光軸を画定するように配置された発光デバイス１２６と発光レンズ１２８とを含む。発光デバイス１２６は、レーザダイオードまたは別のタイプの発光体を含んでもよい。いくつかの実施形態では、発光デバイス１２６は、発光デバイス１２６に１つ以上のレーザ光パルスを放射させるように動作可能なレーザパルサ回路に結合することができる。かかるシナリオでは、レーザパルサ回路はトリガソースに結合され得、トリガソースはコントローラ１５０を含み得る。発光デバイス１２６は、（例えば、８００～１６００ナノメートルの波長を有する）赤外線レーザ光を放射するように構成され得る。しかしながら、他の光の波長が可能であり、企図される。さらに、非パルス（例えば、連続波）照明を利用する感知技術もまた企図されることが理解されるであろう。例えば、周波数変調連続波（ＦＭ－ＣＷ）および連続波飛行時間（ＣＷ－ＴＯＦ）システムは、本開示の範囲内において可能である。

【0026】

いくつかの実施形態では、発光デバイス１２６は、光パルスを環境（例えば、車両の外部の環境）に向かって向け直すように、ミラーアセンブリ１３０と相互作用する光パルスを（発光レンズ１２８によって）放射するように構成されている。かかるシナリオでは、光パルスの少なくとも一部分は、範囲または点群のうちの少なくとも１つを決定するために、ライダーシステム２００に向かって戻り反射され、光検出器１２２によって（光検出器レンズ１２４を介して）受信される。

【0027】

ライダーシステム２００の少なくとも１つの光源（例えば、発光デバイス１２６）は、光パルスを放射するように構成され得る。放射された光パルスは、環境と相互作用して戻り光パルスを提供する。ライダーシステム２００の少なくとも１つの検出器（例えば、光検出器１２２）は、戻り光パルスの少なくとも一部分を検出するように構成され得る。

【0028】

ライダーシステム２００は、コントローラ１５０を含む。コントローラ１５０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のうちの少なくとも１つを含む。追加的または代替的に、コントローラ１５０は、１つ以上のプロセッサ１５２とメモリ１５４とを含み得る。１つ以上のプロセッサ１５２は、汎用プロセッサまたは特殊用途プロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサなど）であり得る。１つ以上のプロセッサ１５２は、メモリ１５４に記憶されているコンピュータ可読プログラム命令を実行するように構成され得る。したがって、１つ以上のプロセッサ１５２は、プログラム命令を実行して、本明細書に記載の機能および動作の少なくともいくつかを提供することができる。

【0029】

メモリ１５４は、１つ以上のプロセッサ１５２によって読み取りまたはアクセス可能な１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体を含んでもよく、またはその形態をとってもよい。１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ１５２のうちの少なくとも１つと、全体的または部分的に統合され得る光学メモリ、磁気メモリ、有機メモリ、もしくは他のメモリ、またはディスクストレージなどの、揮発性および／または不揮発性ストレージ構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、メモリ１５４は、単一の物理デバイス（例えば、１つの光学メモリ、磁気メモリ、有機メモリもしくは他のメモリ、またはディスクストレージユニット）を使用して実装され得るが、他の実施形態では、メモリ１５４は、２つ以上の物理デバイスを使用して実装することができる。

【0030】

上記のように、メモリ１５４は、光学システム２００の動作に関連するコンピュータ可読プログラム命令を含むことができる。したがって、メモリ１５４は、本明細書に記載の機能の一部または全てを実施または促進するためのプログラム命令を含むことができる。

【0031】

一例として、動作は、少なくとも１つの光源（例えば、発光デバイス１２６）に、１つ以上の光パルスを放射させることを含み得る。

【0032】

動作は、デフォルトの視野１０２からの戻り光パルスの少なくとも第１の部分を、第１の検出された光信号として受信することをさらに含み得る。

【0033】

動作は、拡張された視野１８２からの戻り光パルスの少なくとも第２の部分を、第２の検出された光信号として受信することをさらに含み得る。

【0034】

動作はまた、第１の検出された光信号および第２の検出された光信号に基づいて、デフォルトの視野１０２内および拡張された視野１８２内の物体を示す点群を決定することをさらに含む。

【0035】

さらに、動作は、反射マップを受信することを含み得る。一例として、反射マップは、反射面１８０が光パルスを拡張された視野１８２にどのように反射するかに関する反射情報を含み得る。かかるシナリオでは、点群を決定することは、反射マップにさらに基づいている。

【0036】

例示的な実施形態として、反射情報は、反射面１８０の角度、反射面１８０の姿勢、または反射面１８０の表面曲率のうちの少なくとも１つを含み得る。追加的または代替的に、反射情報はルックアップテーブル（ＬＵＴ）を含み得る。かかるシナリオでは、ＬＵＴには、デフォルトの光パルス放射ベクトルおよび反射光パルス放射ベクトルを示す情報が含まれてもよい。

【0037】

様々な実施形態において、ライダーシステム２００は、複数の光学窓１６２を有するハウジング１６０を含む。光学窓１６２は、放射された光パルスなどの光の波長に対して実質的に透明であり得る。例えば、光学窓１６２は、放射された光パルスを８０％より高い透過効率で透過させるように構成された、透明な材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ハウジング１６０は２つの細長い光学窓を含んでもよい。光学窓１６２は、ハウジング１６０の実質的に対向する表面に配置され得る。かかるシナリオでは、光パルスは、環境に向けて複数の光学窓１６２を通る光透過によって放射され得る。

【0038】

いくつかの実施形態では、ライダーシステム２００は、光パルスを屈折させるように構成されたプリズムレンズ１４０を含み得る。プリズムレンズ１４０は、光学素子（例えば、プリズムレンズ）を含み得る。いくつかの実施形態では、プリズムレンズ１４０は、光共振器から放射された光を光共振器の軸とは異なる角度で屈折させることができる。このようにして、光共振器自体から出てくるビームの光軸を、光共振器の角度から分離することができる。１つ以上のプリズムレンズ１４０を利用することにより、光共振器を同じ角度だけ調整する必要なく、非対称にシフトされた視野を提供することができる。したがって、プリズムレンズ１４０はより小さなパッケージサイズの適応性を提供し得る。例えば、いくつかの実施形態では、光共振器１２０は実質的に垂直の状態を維持し得るが、光共振器１２０によって放射されたビームは角度付けされ得る。したがって、プリズムレンズを利用する光共振器１２０は、光共振器１２０が占める空間を広げ、さもなければ物理的に再配置することなく、非対称の視野の利益を提供することができる。例示的な実施形態では、プリズムレンズ１４０は、発光レンズ１２８と置き換えてもよい。他の実施形態では、プリズムレンズ１４０は、発光レンズ１２８に追加して利用してもよい。

【0039】

いくつかの実施形態では、プリズムレンズ１４０は、光検出器レンズ１２４の代わりに、または光検出器レンズ１２４と組み合わせて利用してもよい。例えば、プリズムレンズ１４０は、光パルスが受信され得る視野を変更するために、受光軸１２５に沿って使用することができる。

【0040】

追加的または代替的に、複数の光学窓１６２を通って放射されたか、もしくは透過した光パルスは、環境内で非対称の発光パターンを形成し得る。例えば、複数の窓の第１の窓から放射された光パルスは、第１の放射角度範囲内で放射され、複数の窓の第２の窓から放射された光パルスは、第２の放射角度範囲内で放射され、第２の放射角度範囲とは異なる第１の放射角度範囲によって非対称の発光パターンが提供される。

【0041】

いくつかの実施形態では、拡張された視野１８２とデフォルトの視野１０２とは、完全には重なっていない。例えば、デフォルトの視野１０２は、ライダーシステム２００の第１の軸を実質的に中心とする角度の付いた環状領域を含み得る。デフォルトの視野１０２は、第１の軸が地平線に対して垂直に（例えば、鉛直に）配置されるシナリオにおいて、地平線より２度上～地平線より１８度下の仰角範囲を含むことができる。デフォルトの視野１０２の他の向き、幾何学的形状、および形状が可能であり、企図されることが理解されよう。

【0042】

拡張された視野１８２は、ライダーシステム２００の第１の軸に対して下向きおよび／または上向きに向けられた領域を含むことができる。いくつかの実施形態では、拡張された視野１８２は、デフォルトの視野１０２と同一の広がりを持たない領域を含む。かかるシナリオでは、拡張された視野１８２は、ライダーシステム２００が物体を検出し得るより大きい全体領域を提供することができる。例えば、デフォルトの視野１０２は、少なくとも１つのブラインド領域を画定し得る。かかる状況では、拡張された視野１８２は、少なくとも１つのブラインド領域の少なくとも一部分と重なり得る。

【0043】

追加的または代替的に、拡張された視野１８２は、デフォルトの視野と同一の広がりを持つ領域を含んでもよい。かかるシナリオでは、拡張された視野１８２とデフォルトの視野１０２との同一の広がりのある部分により、ライダーシステム２００が物体をより高速および／またはより高解像度で検出することを提供し得る。

【0044】

いくつかの実施形態では、反射面１８０は、平面ミラー、凸面ミラー、凹面ミラー、または多面ミラーアレイのうちの少なくとも１つを含み得る。他のタイプの反射材料および／または反射面が可能であり、企図される。いくつかの実施形態では、反射面１８０は、光干渉法を用いて測定した場合にλ～λ／１００の平坦度を有する平面ミラーを含んでもよく、ここで、発光デバイス１２６によって放射される光パルスは、波長λを含む。

【0045】

様々な実施形態において、ライダーシステム２００は、少なくとも１つのバッフル１７０を含むことができる。かかるシナリオでは、少なくとも１つのバッフル１７０は、光共振器１２０内の迷光を軽減するように構成され得る。例示的な実施形態では、バッフル１７０は、受光軸と発光軸との間に配設された光学的に不透明な材料を含み得る。

【0046】

ライダーシステム２００はまた、少なくとも１つのビームストップ１７４を含む。ビームストップ１７４は光学的に不透明であってもよく、光線が光学窓１６２に向けて、かつ／または環境に向けて放射されるのを阻止するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ビームストップ１７４は、ハウジング１６０内で光共振器１２０と実質的に対向して配置することができる。

【0047】

光共振器１２０から放射された光が、ミラーアセンブリ１３０の角と（例えば、２つの異なる反射面１３２間の交差部分で）相互作用するとき、光は２つの部分に分割され、１つは前方に（例えば、第１の光学窓に向けて）放射され、もう１つは後方に（例えば、第２の光学窓に向けて）放射される。この２つの放射されたパルスによるあいまいなライダー信号を回避するために、ビームストップ１７４を視野の上部近くに配置して、２つのビームのうちの少なくとも１つが環境に向けて放射されるのを阻止することができる。さらに、ビームストップ１７４を調整することにより、一方の側の上部の視野を、他方の側の上部の近くの視野を犠牲にして拡大または拡張することができる。

【0048】

かかるシナリオでは、上部のビームストップの位置を調整することによって、視野を、それぞれ、視野の下部および上部における２つの側面間で分散させることができる。

【0049】

図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄは、ライダーシステム２００の様々な図および部分を示す。図２Ａは、例示的な実施形態による光学システム２００を示す。図示するように、ライダーシステム２００は、回転可能なベース１１０を含み得る。回転可能なベース１１０は、第１の軸１１１を中心に回転するように構成され得る。さらに、ライダーシステム２００は、発光デバイス１２６、発光レンズ１２８、光検出器１２２、および光検出器レンズ１２４を含むことができる、光共振器１２０を含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、ライダーシステム２００は、ミラーアセンブリ１３０を含み得る。ミラーアセンブリ１３０は、複数の反射面１３２ａ、１３２ｂ、および１３２ｃ、ならびにシャフト１３４を含み得る。ミラーアセンブリ１３０は、第２の軸１３５を中心に回転するように構成され得る。

【0050】

いくつかの実施形態では、発光デバイス１２６および発光レンズ１２８は、発光軸１２９を形成することができる。発光デバイス１２６によって放射される光パルスは、送信ミラー領域１３７で反射面１３２ｂと相互作用し得る。

【0051】

いくつかの実施形態では、光検出器１２２および光検出器レンズ１２４は、受光軸１２５を形成することができる。発光デバイス１２６によって放射される光パルスは、反射されるか、さもなければ環境と相互作用し得、受信ミラー領域１３９を介して光検出器１２２で観察され得る。

【0052】

図２に示すように、ライダーシステム２００は、バッフル１７０を含み得る。バッフル１７０は、中にミラーアセンブリ１３０を配設することのできる開口１７２を含み得る。開口１７２は、ミラーアセンブリ１３０が第２の軸１３５を中心に回転するための自由度を提供するように成形され得る。

【0053】

図２Ｂは、例示的な実施形態による、－ｙ方向に沿ったライダーシステム２００の側面図を示す。図２Ａを参照して上述した他の要素だけでなく、ライダーシステム２００は、ハウジング１６０、および光学窓１６２ａなどの複数の光学窓をさらに含んでもよい。

【0054】

図２Ｃは、例示的な実施形態による、ライダーシステム２００のミラーアセンブリ１３０を示す。ミラーアセンブリ１３０は、複数の反射面１３２ａ、１３２ｂ、および１３２ｃを含み得る。ミラーアセンブリ１３０は、第２の軸１３５を中心に回転するように構成され得るシャフト１３４をさらに含み得る。

【0055】

いくつかの実施形態では、発光デバイス１２６は、ミラーアセンブリ１３０に向けて発光軸１２９に沿って光パルスを放射することができる。ミラーアセンブリ１３０の反射面１３２ｂは、光パルスが外部環境に向けて送信されるように、かかる光パルスを送信ミラー領域１３７で反射することができる。

【0056】

かかる例では、環境からの光（例えば、反射光パルス）は、受信ミラー領域１３９でミラーアセンブリ１３０の反射面１３２ｂによって反射され得る。いくつかの実施形態では、受信された光は、受光軸１２５に沿って光検出器１２２に向けることができる。

【0057】

図２Ｄは、例示的な実施形態による、－ｘ方向に沿ったライダーシステム２００の図を示す。ライダーシステム２００は、発光軸１２９および／または受光軸１２５が第１の軸１１１と実質的に平行になるように配設されている、光共振器１２０を含むことができる。

【0058】

いくつかの実施形態では、第１の軸１１１に対する光共振器１２０のかかる配置は、少なくとも、発光デバイス１２６によって放射された光パルスが、ミラーアセンブリ１３０の回転位置に応じて、第１の光学窓１６２ａを通って右（＋ｙ方向）、もしくは第２の光学窓１６２ｂを通って左（－ｙ方向）に等しく透過される可能性があるため、外部環境において実質的に対称的な放射パターンを提供し得る。

【0059】

図３は、例示的な実施形態によるシステム３００を示す。システム３００は、図１を参照して図示および説明したシステム１００と同様または同一であってもよい。システム３００は、図２を参照して図示および説明したライダーシステム２００を含む。システム３００は、反射面１８０も含む。図３に示すように、反射面１８０は、平面（例えば、平面ミラー）を含み得る。ただし、ライダーシステム２００によって放射された反射光パルスに構成された他のタイプの表面が可能であり、企図される。いくつかの実施形態では、反射面１８０は、ライダーシステム２００の２フィート以内に配設することができる。しかしながら、反射面１８０は、ライダーシステム２００のより近くまたはより遠くに配設されてもよい。さらに、図３には反射面１８０がライダーシステム２００から分離されているものとして示されているが、いくつかの実施形態では、反射面１８０がライダーシステム２００に組み込まれ得ることが理解されよう。

【0060】

いくつかの実施形態では、ライダーシステム２００は、デフォルトの視野１０２を提供するように、反射面１８０と相互作用しない光パルスを放射するように構成することができる。さらに、ライダーシステム２００は、拡張された視野１８２を提供するように、反射面１８０と相互作用する光パルスを放射するように構成することができる。図示するように、いくつかの実施形態では、拡張された視野１８２は、第１の軸１１１に沿ってライダーシステム２００に対して実質的に下にある（例えば、－ｚ方向に沿った）領域を含むことができる。

【0061】

いくつかの実施形態では、反射面１８０は、マウントもしくはブラケット、またはその一部分などの、車両上のライダーシステム２００用の構造的支持体を表し得る。反射面１８０は、視野内の関心のある物体を通常は表さないであろう別のタイプの静的特徴を含むことができる。かかるシナリオでは、拡張された視野１８２は、他の方法では無視され得た光パルスをより効率的に利用しながら、拡張されたカバレッジをライダーシステム２００に提供することができる。すなわち、他の方法では静的支持構造またはマウントからライダーシステム２００に反射して戻るであろう光パルスを、関心のある物体または他のタイプの特徴（例えば、障害物など）を含み得る拡張された視野１８２に向けて方向転換させることができる。図３に示すように、拡張された視野１８２は、ライダーシステム２００の真下の領域を効果的に含むことができる。かかるシナリオでは、ライダーシステム２００は、歩行者、地面、および／または他のタイプの特徴を感知するために、拡張された視野１８２内の物体を検出するように構成され得る。

【0062】

図３に示すように、ライダーシステム２００は、複数の反射光パルス放射ベクトル３１０、３１２、および３１４を提供するように、反射面１８０と相互作用する光パルスを放射し得る。反射光パルス放射ベクトル３１０、３１２、および３１４は、拡張された視野１８２の少なくとも一部分を形成し得る。３つの反射光パルス放射ベクトルが示されているが、より多くの反射光パルス放射ベクトルが可能であり、企図されることが理解されよう。

【0063】

図４は、例示的な実施形態によるシステム４００を示す。システム４００は、図１および図３を参照して図示および説明したシステム１００およびシステム３００と同様または同一であってもよい。システム４００は、図２を参照して図示および説明したライダーシステム２００を含む。システム４００は、反射面１８０も含む。図４に示すように、反射面１８０は、複数の表面を含み得る。例えば、複数の表面には、第１の反射面４０２および第２の反射面４０４が含まれ得る。ライダーシステム２００によって放射された反射光パルスに構成された他のタイプの表面が可能であり、企図される。

【0064】

いくつかの実施形態では、ライダーシステム２００は、デフォルトの視野１０２を提供するように、反射面１８０と相互作用しない光パルスを放射するように構成することができる。さらに、ライダーシステム２００は、拡張された視野１８２ａを提供するように、第１の反射面４０２と相互作用する光パルスを放射するように構成することができる。図示するように、いくつかの実施形態では、拡張された視野１８２ａは、第１の軸１１１に沿ってライダーシステム２００に対して実質的に下にある（例えば、－ｚ方向に沿った）領域を含むことができる。

【0065】

さらに、ライダーシステム２００は、拡張された視野１８２ｂを提供するように、第２の反射面４０４と相互作用する光パルスを放射するように構成することができる。図示するように、いくつかの実施形態では、拡張された視野１８２ｂは、第１の軸１１１に沿ってライダーシステム２００に対して実質的に上にある（例えば、＋ｚ方向に沿った）領域を含むことができる。

【0066】

いくつかのシナリオでは、拡張された視野１８２ａおよび１８２ｂは、他の方法では無視され得た光パルスをより効率的に利用しながら、拡張されたカバレッジをライダーシステム２００に提供することができる。すなわち、他の方法ではライダーシステム２００に反射して戻って静的支持構造またはマウントを示すであろう光パルスを、障害物、他の車両、歩行者、もしくは他のタイプの特徴に関する情報を含み得る拡張された視野１８２ａまたは１８２ｂに方向転換させることができる。図４に示すように、拡張された視野１８２ａは、ライダーシステム２００の真下の領域を効果的に含むことができ、拡張された視野１８２ｂは、ライダーシステム２００の真上の領域を効果的に含むことができる。かかるシナリオでは、ライダーシステム２００は、歩行者、地面、および／または他のタイプの特徴を感知するために、拡張された視野１８２ａ内および１８２ｂ内の物体を検出するように構成され得る。

【0067】

図４に示すように、ライダーシステム２００は、複数の反射光パルス放射ベクトル４１０、４１２、および４１４を提供するように、反射面４０２と相互作用する光パルスを放射し得る。反射光パルス放射ベクトル４１０、４１２、および４１４は、拡張された視野１８２ａの少なくとも一部分を形成し得る。さらに、ライダーシステム２００は、複数の反射光パルス放射ベクトル４１６および４１８を提供するように、反射面４０４と相互作用する光パルスを放射し得る。反射光パルス放射ベクトル４１６および４１８は、拡張された視野１８２ｂの少なくとも一部分を形成し得る。

【0068】

ＩＩＩ．例示的な車両
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、および５Ｅは、例示的な実施形態による、車両５００を示す。車両５００は、半自律型車両または完全自律型車両であり得る。図５Ａ～５Ｅは、車両５００を自動車（例えば、乗客用バン）であるものとして示しているが、車両５００は、センサおよびその環境に関する他の情報を使用してその環境内で操縦することができる別のタイプの自律型車両、ロボット、またはドローンを含み得ることが理解されよう。

【0069】

車両５００は、１つ以上のセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０を含み得る。いくつかの実施形態では、センサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０は、所与の平面（例えば、ｘ－ｙ平面）に対してある角度範囲にわたって配置された、複数の発光デバイスを有するライダーセンサを含み得る。

【0070】

センサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０のうちの１つ以上は、車両５００の周囲の環境を光パルスで照明するために、所与の平面に垂直な軸（例えば、ｚ軸）を中心に回転するように構成され得る。反射光パルスの様々な要因（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、環境に関する情報が決定され得る。

【0071】

例示的な実施形態では、センサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０は、車両５００の環境内の物理的物体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得る。車両５００ならびにセンサシステム５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０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ことが理解されよう。

【0072】

例示的な実施形態は、複数の発光デバイスを有するシステムを含むことができる。システムは、ライダーデバイスの伝送ブロックを含むことができる。例えば、システムは、車両（例えば、自動車、トラック、オートバイ、ゴルフカート、航空機、ボートなど）のライダーデバイス、またはその一部とすることができる。複数の発光デバイスの各発光デバイスは、それぞれのビーム仰角に沿って光パルスを放射するように構成されている。それぞれのビーム仰角は、基準角度または基準面に基づくことができる。一例として、基準面は、車両５００の運動軸に基づき得る。他の基準角度（例えば、方位角、仰角など）または基準面（例えば、ｘ、ｙ、およびｚ平面）が、本開示の範囲内で企図され、可能である。

【0073】

本明細書では、単一の発光デバイスを有するライダーシステムが説明および図示されているが、複数の発光デバイス（例えば、単一のレーザダイ上に複数のレーザバーを有する発光デバイス）を有するライダーシステムもまた企図される。例えば、１つ以上のレーザダイオードによって放射された光パルスは、システムの環境の周りに制御可能に向けられてもよい。光パルスの放射の角度は、例えば、機械的走査ミラーおよび／または回転モータなどの走査デバイスによって調整することができる。例えば、走査デバイスは、所与の軸の周りを往復運動で回転する、および／または垂直軸の周りを回転することができる。別の実施形態では、発光デバイスは、各光パルスと相互作用するときのプリズムミラー角度の角度に基づいて光パルスを環境に放射させることができる、回転するプリズムミラーに向けて光パルスを放射することができる。追加的にまたは代替的に、走査光学系および／または他のタイプの電気光学機械デバイスは、環境の周りの光パルスを走査することが可能である。

【0074】

いくつかの実施形態では、本明細書に記載するように、単一の発光デバイスは、可変ショットスケジュールに従って、かつ／またはショット当たりの可変電力で光パルスを放射することができる。すなわち、各レーザパルスまたはショットの放射電力および／またはタイミングは、ショットのそれぞれの仰角に基づくことができる。さらにまた、可変ショットスケジュールは、ライダーシステムから、またはライダーシステムを支持する所与の車両の表面（例えば、フロントバンパー）からの所与の距離で所望の垂直間隔を提供することに基づくことができる。一例として、発光デバイスからの光パルスが下向きに向けられるとき、目標までの予想される最大距離がより短いことに起因して、ショット当たりの電力が低下する可能性がある。逆に、基準面の上の仰角で発光デバイスによって放射された光パルスは、より長い距離を移動するパルスを適切に検出するのに十分な信号対雑音を提供するように、ショット当たりの電力が比較的より高い場合がある。

【0075】

いくつかの実施形態では、ショット当たりの電力／エネルギーは、動的にショットごとに制御することができる。他の実施形態では、ショット当たりの電力／エネルギーは、いくつかのパルスの連続セット（例えば、１０個の光パルス）について制御することができる。すなわち、光パルス列の特性は、パルス当たり基準および／または数パルス当たり基準に変更することができる。

【0076】

図５Ａ～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、複数の光学システム（例えば、カメラ）、レーダ、または超音波センサなどの他のタイプのセンサを組み込み得ることが理解されよう。

【0077】

例示的な実施形態では、車両５００は、デフォルトの視野内の物体を示す情報を提供するために車両５００の環境に光パルスを放射するように構成された、ライダーシステム（例えば、ライダーシステム２００）を含むことができる。

【0078】

さらにまた、車両５００は、ライダーシステムに光学的に結合された反射面（例えば、反射面１８０ａおよび１８０ｂ）を含む。かかるシナリオでは、反射面は、拡張された視野を提供するために、放射された光パルスの少なくとも一部分を反射するように構成されている。ライダーシステムは、拡張された視野内の物体を示す情報を提供するようにさらに構成されている。

【0079】

いくつかの実施形態では、反射面は、車両５００の本体の一部分を含み得る。例えば、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｅに示すように、反射面１８０ａおよび１８０ｂは、所与のライダーシステム（例えば、それぞれ、センサシステム５０８および５１０）に隣接して配設することができる。

【0080】

いくつかの実施形態では、反射面は、車両のバックミラーまたは車両のサイドミラーのうちの少なくとも１つを含んでもよい。車両の他の本体表面を含む他の反射面が可能であり、企図される。

【0081】

図２を参照して説明したように、車両５００は、１つ以上のライダーシステム（例えば、ライダーシステム２００）を含むことができ、その各々が、光パルスを放射するように構成された少なくとも１つの光源を含むことができる。放射された光パルスは、環境と相互作用して戻り光パルスを提供する。

【0082】

ライダーシステムは、戻り光パルスの少なくとも一部分を検出するように構成された少なくとも１つの検出器を含む。ライダーシステムはまた、少なくとも１つのプロセッサ（例えば、プロセッサ１５２）および少なくとも１つのメモリ（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）も含む。少なくとも１つのプロセッサは、動作を行うために、少なくとも１つのメモリ内に記憶された命令を実行する。いくつかの実施形態では、動作は、少なくとも１つの光源に光パルスを放射させることを含む。動作は、デフォルトの視野からの戻り光パルスの少なくとも第１の部分を、第１の検出された光信号として受信することをさらに含み得る。動作は、拡張された視野からの戻り光パルスの少なくとも第２の部分を、第２の検出された光信号として受信することをさらに含み得る。動作はまた、第１の検出された光信号および第２の検出された光信号に基づいて、デフォルトの視野内および拡張された視野内の物体を示す点群を決定することをさらに含む。

【0083】

動作は、反射マップを受信することをさらに含む。反射マップは、反射面が光パルスを拡張された視野にどのように反射するかに関する反射情報を含み得る。かかるシナリオでは、点群を決定することは、反射マップにさらに基づいてもよい。反射情報は、反射面の角度、反射面の姿勢、または反射面の表面曲率のうちの少なくとも１つを含み得る。

【0084】

コントローラを含む実施形態では、動作は、戻り光パルスに基づいて、１つ以上の階段状物体を判定することを含むことができる。１つ以上の階段状物体には、階段または他の同様の物体の個々の段が含まれ得る。他の物体および／または障害物（例えば、ドア、廊下、通路、ゲート、窓、敷居など）が、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。

【0085】

かかるシナリオでは、１つ以上の階段状物体を判定することに応じて、動作には車両の操作挙動を調整することが含まれ得る。例えば、操作挙動を平面移動から階段走査移動に変更することができる。操作挙動の他の調整法が可能であり、企図される。

【0086】

本明細書で記載するように、反射面は、ライダーシステムの２フィート以内に配置することができる。代替的に、反射面は、ライダーシステムのより近くまたはより遠くに配設されてもよい。

【0087】

いくつかの実施形態では、拡張された視野の少なくとも一部分は、ライダーシステムの上に配設され得る。追加的または代替的に、拡張された視野の少なくとも一部分は、ライダーシステムの下に配設され得る。

【0088】

図６は、例示的な実施形態による、動作シナリオ６００の上面図を示す。動作シナリオ６００は、車両５００の右側に沿って、右前部のクォーターパネルに沿って取り付けられたライダーシステム２００を含み得る。例示的な実施形態では、ライダーシステム２００は、第１の軸（例えば、第１の軸１１１および／またはｚ軸）を中心に回転し得る。第１の軸を中心に回転している間、ライダーシステム２００は、回転するミラーアセンブリ（例えば、ミラーアセンブリ１３０）で光パルスを向け直すことによって、その環境に光パルスを放射することができる。かかるシナリオでは、一部の光パルスを拡張された視野１８２に向けて反射させるために、光パルスの少なくとも一部を反射面１８０と相互作用させることができる。

【0089】

図６は、地面に沿った発光パターンの例を示している。図３に示すように、地面に沿った発光パターンは、デフォルトの視野１０２の一部分および拡張された視野１８２の一部分を含み得る。図６は、デフォルトの視野１０２と拡張された視野１８２とは重なっていないものとして示しているが、いくつかの実施形態では、デフォルトの視野１０２の少なくとも一部分が、拡張された視野１８２と重なっていてもよい。

【0090】

図６に示すように、拡張された視野１８２は、ライダーシステム２００の真下の車両５００に近い距離にある物体の検出を提供することができる。このように、従来はカバーされなかった視野でライダーのカバレッジを提供することができるため、拡張された視野１８２が有益である場合がある。したがって、動作シナリオ６００は、従来のシステムよりも優れた安全性のシステムを示すことができる。

【0091】

ＩＶ．例示的な方法
図７は、例示的な実施形態による方法７００を示している。方法７００は、本明細書に明示的に図示されているかまたは他の方法で開示されているものよりも少ないか、もしくは多いステップまたはブロックを含み得ることが理解されよう。さらに、方法７００のそれぞれのステップまたはブロックは、任意の順序で実施されてもよく、かつ各ステップまたはブロックは、１回以上実施されてもよい。いくつかの実施形態では、方法７００のブロックまたはステップのいくつかまたはすべては、コントローラ１５０、ならびに／またはシステム１００、３００、４００およびライダーシステム２００の他の要素によって、それぞれ、図１、図３、図４、および図２Ａ～２Ｄに関連して図示および説明されているように、行われ得る。

【0092】

ブロック７０２は、ライダーシステム（例えば、ライダーシステム２００）の少なくとも１つの光源（例えば、発光デバイス１２６）に、デフォルトの視野（例えば、デフォルトの視野１０２）および反射面（例えば、反射面１８０）に向けて光パルスを放射させることを含む。反射面は、光パルスの一部分を拡張された視野（例えば、拡張された視野１８２）に向けて反射するように構成することができる。放射された光パルスは、ライダーシステムの環境と相互作用して戻り光パルスを提供する。

【0093】

ブロック７０４は、デフォルトの視野からの戻り光パルスの少なくとも第１の部分を、第１の検出された光信号として受信することを含む。いくつかの実施形態では、戻り光パルスの第１の部分を受信することは、デフォルトの視野からの反射光パルスを検出することを含み得る。第１の検出された光信号は、１つ以上の検出器（例えば、光検出器１２２）を用いてそれぞれの反射光パルスの検出に基づいて形成され得る。

【0094】

ブロック７０６は、拡張された視野からの戻り光パルスの少なくとも第２の部分を、第２の検出された光信号として受信することを含む。いくつかの実施形態では、戻り光パルスの第２の部分を受信することは、拡張された視野からの反射光パルスを検出することを含み得る。第２の検出された光信号は、１つ以上の検出器（例えば、光検出器１２２）を用いてそれぞれの反射光パルスの検出に基づいて形成され得る。

【0095】

ブロック７０８は、第１の検出された光信号および第２の検出された光信号に基づいて、デフォルトの視野内および拡張された視野内の物体を示す点群を決定することを含む。いくつかの実施形態では、点群を決定することは、第１の検出された光信号および第２の検出された光信号を、複数の空間範囲点と関連付けることを含み得る。例えば、各空間範囲点は、放射角度、および各それぞれの光パルスの第１の発射時間とその後の検出時間との間の飛行時間に基づいて決定することができる。

【0096】

いくつかの実施形態では、拡張された視野とデフォルトの視野とは、完全には重なっていない。例えば、デフォルトの視野は、少なくとも１つのブラインド領域を画定し得る。かかるシナリオでは、拡張された視野は、少なくとも１つのブラインド領域の少なくとも一部分と重なり得る。

【0097】

いくつかの実施形態では、方法７００は、反射マップを受信することをさらに含み得る。例では、反射マップは、有線または無線通信インターフェースを介してコントローラ１５０によって受信され得る。いくつかの実施形態では、反射マップは、較正ターゲットおよび／または較正手順に基づいて提供され得る。反射マップは、メモリ１５４または別のローカルメモリに記憶することができる。

【0098】

いくつかの実施形態では、反射マップは、反射面が光パルスを拡張された視野にどのように反射するかに関する反射情報を含み得る。一例として、反射マップには、仰角および方位角での放射角度と、拡張された視野と交差する反射光パルス放射ベクトルとの間の対応を含めることができる。かかるシナリオでは、点群を決定することは、反射マップにさらに基づいてもよい。

【0099】

いくつかの例では、反射情報は、反射面の角度、反射面の姿勢、または反射面の表面曲率のうちの少なくとも１つを含み得る。

【0100】

追加的または代替的に、反射情報はルックアップテーブル（ＬＵＴ）を含み得る。一例として、ＬＵＴには、デフォルトの光パルス放射ベクトルおよび反射光パルス放射ベクトルを示す情報が含まれてもよい。

【0101】

図面に示されている特定の配置は、限定であるとみなされるべきではない。他の実施形態が、所与の図に示される各要素をより多く、またはより少なく含んでもよいことを理解されたい。さらに、図示される要素のうちのいくつかは、組み合わされ、または省略されてもよい。さらにまた、図示の実施形態は、図示されていない要素を含んでもよい。

【0102】

情報の処理を表すステップまたはブロックは、本明細書に記載の方法また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。代替的または追加的に、情報の処理を表すステップまたはブロックは、モジュール、セグメント、またはプログラムコード（関連データを含む）の一部分に対応し得る。プログラムコードは、特定の論理機能または論理動作を方法または技術において実装するための、プロセッサにより実行可能な１つ以上の命令を含むことができる。プログラムコードおよび／または関連データは、ディスク、ハードドライブ、また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させることができる。

【0103】

コンピュータ可読媒体は、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような、データを短期間記憶するコンピュータ可読媒体などの非一時的コンピュータ可読媒体も含むことができる。コンピュータ可読媒体はまた、プログラムコードおよび／またはデータを長期間にわたって記憶する非一時的コンピュータ可読媒体も含むことができる。したがって、コンピュータ可読媒体は、例えば、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスクまたは磁気ディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）のような二次的なまたは長期永続的な記憶装置を含むことができる。コンピュータ可読媒体はまた、任意の他の揮発性または不揮発性の記憶システムとすることもできる。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、または有形の記憶デバイスと考えることができる。

【0104】

様々な実施例および実施形態が開示されてきたが、他の実施例および実施形態が当業者にとって明らかであろう。様々な開示された例および実施形態は、例示の目的のためであり、限定することを意図するものではなく、その真の範囲は、以下の特許請求の範囲により示される。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図6】

【図7】