特許 7526183 光検出および測距システムにおいて光学的クロストークを軽減する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】2024-07-23

(45)【発行日】2024-07-31

(54)【発明の名称】光検出および測距システムにおいて光学的クロストークを軽減するシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/487 20060101AFI20240724BHJP

   G01S 7/497 20060101ALI20240724BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20240724BHJP

【ＦＩ】

G01S7/487

G01S7/497

G01S17/931

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021534118

(86)(22)【出願日】2019-08-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-16

(86)【国際出願番号】 US2019046412

(87)【国際公開番号】W WO2020086142

(87)【国際公開日】2020-04-30

【審査請求日】2022-08-10

(31)【優先権主張番号】16/112,273

(32)【優先日】2018-08-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518183103

【氏名又は名称】ベロダイン ライダー ユーエスエー，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003579

【氏名又は名称】弁理士法人山崎国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100173978

【弁理士】

【氏名又は名称】朴 志恩

(74)【代理人】

【識別番号】100118647

【弁理士】

【氏名又は名称】赤松 利昭

(74)【代理人】

【識別番号】100123892

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 忠雄

(74)【代理人】

【識別番号】100169993

【弁理士】

【氏名又は名称】今井 千裕

(72)【発明者】

【氏名】アヴラス、レオン、ニコラス

(72)【発明者】

【氏名】バーセス、エリック、ナサニエル

【審査官】梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２５５３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０５３５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１３６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０６０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２２３６７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１４９３７０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ １／７２ － １／８２

Ｇ０１Ｓ ３／８０ － ３／８６

Ｇ０１Ｓ ５／１８ － ７／６４

Ｇ０１Ｓ １３／００ － １７／９５

Ｇ０８Ｇ １／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＬＩＤＡＲシステムによるレーザー照射の抑制を含む受動状態を前記ＬＩＤＡＲシステムで開始することと；
前記受動状態の間、他のＬＩＤＡＲシステムからの１つ以上のリターンを含む受動リターンを前記ＬＩＤＡＲシステムで受信することと；
前記ＬＩＤＡＲシステムからの別のレーザー照射を含む主動状態を前記ＬＩＤＡＲシステムで開始することと；
前記主動状態の間、前記ＬＩＤＡＲシステムの前記レーザー照射により生じたリターン信号と前記他のＬＩＤＡＲシステムからの前記１つ以上のリターンとを含む主動リターンを、前記ＬＩＤＡＲシステムで受信することと；
前記受動リターンと前記主動リターンのピークを前記ＬＩＤＡＲシステムで比較することと；
前記受動リターンに含まれる前記他のＬＩＤＡＲシステムからの前記１つ以上のリターンを、前記ＬＩＤＡＲシステムで、前記主動リターンから除去し、クロストークを低減することとを備える；
方法。

【請求項2】

コンピュータが、自動車の２つのＬＩＤＡＲシステムを位相ロッキングして、それらのレーザーを互いとは異なる方向に照射させることにより、クロストークを低減する；
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記２つのＬＩＤＡＲシステムの照射方向で分離角度が大きくなると、前記２つのＬＩＤＡＲシステムについてクロストークの低減が大きくなる；
請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記位相ロッキングは前記クロストークを５０％以上低減する；
請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記ＬＩＤＡＲシステムと他の自動車の他のＬＩＤＡＲシステムとが、前記ＬＩＤＡＲシステムと前記他のＬＩＤＡＲシステムの視野角閾値より小さな視野角で互いに直接レーザーを照射している間、前記ＬＩＤＡＲシステムにより、前記他のＬＩＤＡＲシステムからのリターン信号の受信を無視することを含む；
請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記視野角閾値は±１５°である；
請求項５に記載の方法。

【請求項7】

ＦＯＶ干渉減少が、受動／主動干渉減少および位相ロッキング干渉減少と独立して実行される；
請求項５に記載の方法。

【請求項8】

前記ＬＩＤＡＲシステムと他のＬＩＤＡＲシステムとが、前記ＬＩＤＡＲシステムと前記他のＬＩＤＡＲシステムの視野角閾値より小さな視野角で互いにレーザーを直接照射している間、前記ＬＩＤＡＲシステムの前記レーザーの照射を抑制することをさらに含む；
請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記ＬＩＤＡＲシステムと他のＬＩＤＡＲシステムとの発振器周波数の違いに基づき、前記主動リターンから干渉ピークを除去することをさらに含む；
請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記ＬＩＤＡＲシステムと他のＬＩＤＡＲシステムとの速度の違いに基づき、前記主動リターンから干渉ピークを除去することをさらに含む；
請求項１に記載の方法。

【請求項11】

ノッチフィルターモードで動作し、前記ノッチフィルターモードでは、前記ＬＩＤＡＲシステムは時々受動リターンをサンプルし、干渉パターンで受信した受動リターンと同じ半径上のリターンの選択的ノッチフィルターを作り、次の主動捕捉からアーチファクトを除去することをさらに含む；
請求項１に記載の方法。

【請求項12】

コンシューマベースのプロセスモードで動作し、前記コンシューマベースのプロセスモードでは、前記ＬＩＤＡＲシステムは、各照射サイクルについて主動リターンと共に受動リターンを、交互にサンプルすることをさらに含む；
請求項１に記載の方法。

【請求項13】

ＬＩＤＡＲシステムの受動状態と主動状態を管理するように作動するコントローラであって、前記受動状態では、前記ＬＩＤＡＲシステムは他のＬＩＤＡＲシステムからの１つ以上のリターン信号を受信し、前記主動状態では、前記ＬＩＤＡＲシステムはレーザービームを送信し前記ＬＩＤＡＲシステムの前記レーザービームと前記他のＬＩＤＡＲシステムからの１つ以上のリターン信号を受信する、コントローラと；
前記受動状態で、前記他のＬＩＤＡＲシステムからの前記１つ以上のリターン信号から干渉信号を含む受動リターンを生成するように作動する受動検出器と；
前記主動状態で、前記ＬＩＤＡＲシステムの前記送信されたレーザービームと前記干渉信号に基づくリターン信号を含む主動リターンを生成するように作動する主動検出器であって、前記受動リターンと前記主動リターンのピークを比較し、前記受動リターンに含まれる前記他のＬＩＤＡＲシステムからの前記１つ以上のリターンを前記主動リターンから除去することによりクロストークを低減する、主動検出器とを備える；
システム。

【請求項14】

前記受動検出器は、ピーク検出器に接続された受信機を備える；
請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記主動検出器は、ピーク検出器に接続された受信機を備え、前記ピーク検出器は順に干渉キャンセルに接続される；
請求項１３に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願への相互参照］
本特許出願は、米国特許出願番号第１６／１１２，２７３号、発明の名称「光検出および測距システムにおいて光学的クロストークを軽減するシステムおよび方法」、出願日２０１８年８月２４日からの優先権を主張し、その出願の主題は、全体に亘って本書に参照して組み込む。

【0002】

［技術分野］
本開示は、概してマルチリターン光信号の検出向上のためのシステムおよび方法に関し、より詳しくは、光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）システムにおける光学的クロストークの軽減に関するものである。

【背景技術】

【0003】

ＬＩＤＡＲシステムは、光のパルスを用いて、通常は、飛行時間（ＴＯＦ）、すなわち対象物に光が送信され、反射で戻ってくる時間に基づいて、距離を計測する。このような計測の集積でＬＩＤＡＲシステムは、２次元または３次元でその周囲のものを特定することができる。ＬＩＤＡＲシステムは、カメラや他のレーダーシステムに加え、自動運転車のセンサシステムの１つとして使用される。

【0004】

モバイル・パルス・スキャンニングＬＩＤＡＲシステムは、自動走行が可能なインテリジェント自動車の基本的な部品である。自動運転自動車の障害物検出機能では、非常に低い失敗率が要求される。障害物を検出し避け、周囲の状況の中を安全にナビゲートするためにスキャンニングＬＩＤＡＲシステムを備えた自動運転自動車の数が増加すると、相互干渉と光学的クロストークの可能性が重要な問題となり得る。簡単な言葉で、光学的クロストークは、ＬＩＤＡＲシステムが他のＬＩＤＡＲシステムから送信されたレーザービームを検出し処理したときに生じ得る。複数ＬＩＤＡＲシステムを有して構成される自動運転自動車では、相互作用の機会は顕著に増大するであろう。各ＬＩＤＡＲシステムで他のレーザーパルスを受信することは、目標のゴーストや信号ーノイズ比の低減などの問題につながり得る。

【0005】

従って、必要とされるのは、複数のＬＩＤＡＲシステムでの光学的ストロークを軽減するシステムおよび方法である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

本発明の実施の形態を参照し、実施例を添付図に示す。これらの図は、限定ではなく例示を意図するものである。本発明は一般にこれらの実施形態と関連させて説明されているが、本発明の範囲は、これらの特定の実施形態に限定することを意図するものではないことを理解されたい。図中の物はノンスケールである。

【0007】

【図1】図１は、本書の実施の形態による光検出および測距システムの動作を示す。

【0008】

【図2】図２は、本書の実施の形態による回転ミラー付き光検出および測距システムの動作を示す。

【0009】

【図3A】図３Ａは、本書の実施の形態による回転ミラー付きＬＩＤＡＲシステムを示す。

【0010】

【図3B】図３Ｂは、本書の実施の形態によるローターとシャフトを備えるローター・シャフト構造の回転電子機器付きＬＩＤＡＲシステムを示す。

【0011】

【図3C】図３Ｃは、本発明の実施の形態による複数源を有するクロストークモデルを示す。

【0012】

【図4】図４Ａと図４Ｂは、本書の実施の形態による、それぞれ複数ＬＩＤＡＲシステムを有する２台の自動車の実施の形態４００を示す。

【0013】

【図5A】図５Ａは、本書の実施の形態による、２つのＬＩＤＡＲシステムの発振器周波数と速さの違いによる干渉パターンのグラフ的説明図である。

【0014】

【図5B】図５Ｂは、本書の実施の形態による、２つのＬＩＤＡＲシステムのタイミングパターンを示す。

【0015】

【図5C】図５Ｃは、本書の実施の形態による、センサＡとセンサＢでの観測レーザー信号を示す。

【0016】

【図6A】図６Ａは、本書の実施の形態による、受動状態と主動状態間で周期するＬＩＤＡＲシステムのレーザー照射のタイミングパターンを示す。

【0017】

【図6B】図６Ｂは、本書の実施の形態による、受動リターンと主動リターンのグラフ的説明図である。

【0018】

【図7】図７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、本書の実施の形態による、コントローラ、受動検出器および主動検出器のブロック図を示す。

【0019】

【図8A】図８Ａは、本書の実施の形態による、ＬＩＤＡＲシステムにおけるクロストークを低減する方法のフローチャートである。

【0020】

【図8B】図８Ｂは、本書の実施の形態による、受動状態および主動状態に基づくＬＩＤＡＲシステムにおけるクロストークを低減する方法のフローチャートである。

【0021】

【図9】図９は、本書の実施の形態に従う、計算装置／情報処理システムの単純化したブロック図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下の記載では、説明目的で、本発明を理解してもらうために具体的詳細が示されている。しかしながら、当業者には、このような詳細なしでも本発明を実施できることが明らかであろう。さらに、当業者は、以下に説明される本発明の実施形態が、プロセス、装置、システム、デバイス、またはタンジブルコンピュータ読み取り可能媒体上での方法のような様々な方法で実施することができることを認識するであろう。

【0023】

図に示されているコンポーネントまたはモジュールは、本発明の例示的な実施形態の説明であり、本発明が不明瞭とならないようにすることを意図している。また、この説明全体を通じて、コンポーネントは、サブユニットを含むことができる別個の機能ユニットとして記述することができるが、当業者は、様々なコンポーネントまたはその一部を別個のコンポーネントに分割することができ、または、単一のシステムまたはコンポーネント内に統合することも含めて、統合することができることを認識することを理解すべきである。本明細書で論じられる機能または動作を、コンポーネントとして実施できることに留意すべきである。コンポーネントは、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組み合わせとして実装できる。

【0024】

さらに、図中のコンポーネントまたはシステム間の接続は、直接接続に限定することを意図しない。むしろ、これらのコンポーネント間のデータは、中間コンポーネントによって修正、再フォーマット、または他の変更をされることがある。また、接続を追加または減少させて使用されることがある。「結合された」、「接続された」、または「通信可能に結合された」という用語は、直接接続、1つまたは複数の中間装置を介した間接接続、および無線接続を含むと理解されることにも留意すべきである。

【0025】

本明細書における「１つの実施の形態」、「好ましい実施の形態」、または「実施の形態」との表現は、実施の形態に関連して説明される特定の特徴、構造、特性、または機能が、本発明の少なくとも１つの実施の形態に含まれることを意味し、複数の実施の形態が含まれることもある。また、本明細書の様々な場所におけるこれらの表現は、必ずしもすべて同じ実施の形態または複数の実施の形態を意味するのではない。

【0026】

本明細書の様々な場所での特定の用語の使用は、説明のためのものであり、限定するためであると解釈すべきではない。サービス、機能、またはリソースは、単一のサービス、機能、またはリソースに限定されず、これらの用語の使用は、分散または集約されることもある関連するサービス、機能、またはリソースのグループを意味することがある。

【0027】

「含む」、「含まれる」、「備える」、および「備えている」という用語は非限定用語であり、列挙していると理解されるべきであり、言及される項目は例示であり、それに続くものは、例示であって、列挙された項目に限定されることを意味しない。本書で使用されている見出しは、整理を目的としたものに過ぎず、説明の範囲または特許請求の範囲を限定するものではない。この本明細書に記載した各参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0028】

さらに、当業者は、（１）あるステップは、任意に実行されてもよいこと、（２）ステップは、ここに記載された特定の順序に限定されないこと、（３）あるステップは異なる順序で実行できること、（４）あるステップを同時に実行できること、を認識すべきである。

【0029】

［Ａ．光検出および測距システム］
ＬＩＤＡＲシステムなどの光検出および測距システムは、光のパルスを用いて、光のパルスの飛行時間（ＴＯＦ）に基づいて対象物との距離を計測する。光検出および測距システムの光源から放射された光のパルスは、遠位の対象物と相互作用する。光の一部は、対象物から反射され、光検出および測距システムの検出器へ戻る。光のパルスの放射と戻った光のパルスの検出の間で費やされた時間に基づき、対象物との距離が推測される。いくつかの実施の形態では、光のパルスは、レーザー放射器で生成されてもよい。光のパルスは、レンズまたはレンズ組立体で焦点を合わせてもよい。光のパルスは、レーザーから異なった距離の複数の対象物に当たり、複数のリターン信号が光検出および測距システムの検出器で受信されてもよい。複数のリターン信号は、周囲の状況のより多くの情報を提供し、マッピングまたは復元を改善する。各リターンを関連する時間遅れ情報と共に詳細に識別するには、専用の検出器が必要になるかも知れない。

【0030】

したがって、ＬＩＤＡＲシステムなどの光検出および測距システムは、そのシステムを取り囲む周囲の状況の形状や輪郭を計測するツールとなる。ＬＩＤＡＲシステムは、自動運転ナビゲーションと表面の航空マッピングとを含む多くのアプリケーションに適用できる。ＬＩＤＡＲシステムは、システムが動作する周囲内の対象物で反射される光のパルスを放射する。各パルスが放射されてから受信されるまで進む時間を計測し（すなわち、飛行時間「ＴＯＦ」）、対象物とＬＩＤＡＲシステム間の距離を特定する。この技術は、光物理学と光学に基づく。

【0031】

ＬＩＤＡＲシステムでは、光は、速く照射するレーザーから放射されてもよい。レーザー光は、媒体中を進んで、建物、木の枝、乗り物のような周囲の物体の点で反射される。反射された光エネルギは、ＬＩＤＡＲ受信機（検出器）に戻り、そこで、記録され周囲の状況をマッピングするのに用いられる。

【0032】

図１は、本書の実施の形態による光検出および測距システムの動作１００を示す。本書の実施の形態による光検出測距コンポーネント１０２とデータ分析および解釈１０９が含まれる。光検出測距コンポーネント１０２は、放射された光信号１１０を送信する送信機１０４と、検出器を備える受信機１０６と、システムコントロールとデータ収集１０８とを備える。放射された光信号１１０は、媒体中を進展し、対象物１１２で反射する。リターン光信号１１４は媒体中を進展し、受信機１０６で受信される。システムコントロールとデータ収集１０８は、送信機１０４による光放射をコントロールし、データ収集は、受信機１０６で検出したリターン光信号１１４を記録してもよい。データ分析および解釈１０９は、システムコントロールとデータ収集１０８から接続１１６を介してアウトプットを受け取り、データ分析機能を実行してもよい。接続１１６は、無線または非接触通信方法で実行されてもよい。送信機１０４と受信機１０６は、光学的レンズと鏡（不図示）を含んでもよい。送信機１０４は、特定のシーケンスの複数のパルスを有するレーザービームを放射してもよい。いくつかの実施の形態では、光検出測距コンポーネント１０２およびデータ分析および解釈１０９は、ＬＩＤＡＲシステムを備える。

【0033】

図２は、本書の実施の形態による、マルチリターン光信号、（１）リターン信号２０３と（２）リターン信号２０５、を含む光検出および測距システム２０２の動作２００を図示する。光検出および測距システム２０２は、ＬＩＤＡＲシステムであってよい。レーザービームの発散のために、単一のレーザー照射は、複数の対象物に当たり複数のリターンを生ずる。光検出および測距システム２０２は、複数のリターンを分析し、最も強いリターン、最後のリターンあるいはその両方について報告してもよい。図２によれば、光検出および測距システム２０２は、近くの壁２０４と遠くの壁２０８の方向にレーザーを放射する。図示のように、ビームの多くは、エリア２０６で近くの壁２０４に当たり、リターン信号２０３を生じ、ビームの別の部分は、エリア２１０で遠くの壁２０８に当たりリターン信号２０５を生ずる。リターン信号２０３は、リターン信号２０５に比べ、短かめのＴＯＦで、強い受信信号強度を有する。光検出および測距システム２０２は、２つの対象物間の距離が最小距離よりも大きいときだけ、両方のリターンを記録してもよい。単一および複数リターンのＬＩＤＡＲシステムの何れにおいても、リターン信号が送信された光信号と精確に関連付けられ、精確なＴＯＦが算定されることが重要である。

【0034】

ＬＩＤＡＲシステムのいくつかの実施の形態では、距離データを２－Ｄ（すなわち一平面）点群法で捕捉してもよい。これらのＬＩＤＡＲシステムは、産業用アプリケーションで頻繁に用いられ、測量、マッピング、自動運転ナビゲーション、その他の用途でもしばしば用いられてもよい。これらの装置のいくつかの実施の形態では、あるタイプの移動ミラーと組み合わされた単一のレーザー放射器と検出器のペアに頼り、少なくとも１面のスキャンを行う。このミラーは、ダイオードから放射された光を反射するだけではなく、検出器からのリターン光をも反射する。このアプリケーションでの回転ミラーの使用は、システム設計と製造の両方を簡単にしつつ、９０°－１８０°－３６０°の方位角を可能にする手段となりうる。

【0035】

図３Ａは、本書の実施の形態による回転ミラー付きのＬＩＤＡＲシステム３００を示す。ＬＩＤＡＲシステム３００は、回転ミラーと組み合わされた単一のレーザー放射器／検出器を用いて、一平面を効果的にスキャンする。このようなシステムにより行われる距離計測は、効果的に２次元（すなわち、平面的）であり、捕捉された距離点は、２－Ｄ（すなわち、一平面）点群として描画される。実施の形態によっては、限定はしないが、回転ミラーは、例えば１分間に数千回転というような超高速で回転する。回転ミラーはまた、スピニングミラーとも称される。

【0036】

ＬＩＤＡＲシステム３００はレーザー電子機器３０２を備え、レーザー電子機器３０２は、単一光放射器と光検出器とを備える。放射されたレーザー信号３０１は固定ミラー３０４に向けられ、固定ミラー３０４は放射されたレーザー信号３０１を回転ミラー３０６へと反射する。回転ミラー３０６が「回転」すると、放射されたレーザー信号３０１は、その進展経路の対象物３０８で反射される。反射された信号３０３は、回転ミラー３０６と固定ミラー３０４を経て、レーザー電子機器３０２の検出器に結合される。

【0037】

図３Ｂは、本書の実施の形態による、ローター３５１とシャフト３６１を備えるローター・シャフト構造の電子機器付きＬＩＤＡＲシステム３５０を示す。ローター３５１は円筒形状をしており、ローター３５１の中央に円筒形の穴を備える。シャフト３６１は、円筒形の穴の内部に位置する。図示のように、ローター３５１はシャフト３６１周りに回転する。これらの部品は、ＬＩＤＡＲシステムに含まれてもよい。ローター３５１はローターコンポネント３５２を備え、シャフト３６１はシャフトコンポネント３６６を備えてもよい。ローターコンポネント３５２には頂部ＰＣＢが含まれ、シャフトコンポネント３６６には底部ＰＣＢが含まれる。実施の形態によっては、ローターコンポネント３５２は図１の光検出測距コンポーネント１０２を備えてもよく、シャフトコンポネント３６６は、図１のデータ分析および解釈１０９を備えてもよい。

【0038】

接続３５４を介してローターコンポネント３５２に結合されるのは、リング３５６とリング３５８である。リング３５６とリング３５８はローター３５１の内面に配置された円形バンドであり、空隙コンデンサの１つの側に電極板機能を提供する。接続３６４を介してシャフトコンポネント３６６に接続されるのは、リング３６０とリング３６２である。リング３６０とリング３６２はシャフト３６１の外面に配置された円形バンドであり、空隙コンデンサの他の側に電極板機能を提供する。コンデンサＣ１が、リング３５６とリング３６０の間の空間をベースに作り出されてもよい。もう一つのコンデンサＣ２が、リング３５８とリング３６２の間の空間をベースに作り出されてもよい。前記のコンデンサのキャパシタンスは、ある程度、空隙３６８により決まってもよい。

【0039】

リング３５６とリング３６０はコンデンサＣ１の電極板コンポーネントであり、リング３５８とリング３６２はコンデンサＣ２の電極板コンポーネントである。リング３５６とリング３５８の鉛直ギャップ３７０は、鉛直ギャップ３７０の値が２つのコンデンサの間の相互作用のレベルを特定するので、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の容量性リンクの性能に影響するかもしれない。当業者は、ローター３５１とシャフト３６１がそれぞれ、Ｎ個の容量性リンクをサポートするＮ個のリングを備えてもよいことを理解できよう。

【0040】

前述のように、飛行時間またはＴＯＦは、ＬＩＤＡＲシステムが周囲の状況をマッピングし、目標対象物を検出するのに用いられる実行可能で確立された技術を提供する方法である。同時に、レーザーが照射されると、ＬＩＤＡＲシステム内のファームウェアは、受信したデータを分析し、測定してもよい。ＬＩＤＡＲシステム内の光学受光レンズは、周囲から戻る光量子の断片を集める望遠鏡のように動作する。システムでレーザーが多く使われれば、周囲の状況についてのより多くの情報が集められる。単一レーザーのＬＩＤＡＲシステムは、多レーザーのシステムと比較すると、より少ない量子しか回収できず、よって少ない情報しか得られないから、不利であろう。ＬＩＤＡＲシステムのいくつかの実施の形態は、限定はしないが、８、１６、３２および６４のレーザーで実施されてきた。また、いくつかのＬＩＤＡＲの実施の形態では、限定はしないが、０．３°という厳しい間隔のレーザービームで３０°～４０°の鉛直方向での視野角（ＦＯＶ）を有し、１秒間で５～２０回転の回転速度を有してもよい。

【0041】

回転ミラー機能もまた、ＭＥＭＳなどの半導体技術で実施されてもよい。

【0042】

［Ｂ．ＬＩＤＡＲシステムで光学的クロストークを軽減する方法］
自動運転でのＬＩＤＡＲシステムの成長に伴い、光学的クロストークまたは単にクロストークが重要な問題となってきた。クロストークはまた、相互干渉とも呼ばれる。図３Ｃは、本発明の実施の形態による、複数源を有するクロストーク・モデル３８０を示す。図示のように、４台の自動車、自動車Ａ、自動車Ｂ、自動車Ｃおよび自動車Ｄがハイウェイにある。実線は、自動車Ａで生成され、自動車Ｂで反射されたレーザー信号を示す。破線は、自動車Ａと逆方向を向いている自動車Ｃからの見通し内クロストーク（ＬＯＳ－Ｃ）を示す。点線は、自動車Ａと同方向を向いている自動車Ｄからの反射クロストーク（Ｒ－Ｃ）を示す。クロストーク・モデル３８０には、同じ自動車に一緒に設置された２つのＬＩＤＡＲシステム間のクロストークは示されない。

【0043】

図４Ａと図４Ｂは、本書の実施の形態による複数ＬＩＤＡＲシステムをそれぞれ備える２台の自動車を示す。図４Ａでは、車内４０２は、５つのＬＩＤＡＲシステムＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５を備える。Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５の丸から出ている矢印は、レーザー照射の方向を示す。車内４０２に近くには車間４０４があり、同じく５つのＬＩＤＡＲシステムを備える。クロストーク・モデル３８０で示されるように、車内４０２と車間４０４とには多くの形のクロストークを生ずるであろう。ここで説明するように、クロストークを最少化するには多くの方法がある。それらの方法には、限定はしないが、ＬＩＤＡＲシステム間のレーザー照射位相ロック（ＰＶ）、ＬＩＤＡＲシステムの発振器間の差分分析、２台の自動車間の速度差分析、２つのＬＩＤＡＲシステム間のある視野角（ＦＯＶ）でのリターン信号の無視、および、受動／主動受信比較が含まれる。

【0044】

［１．位相ロック（ＰＬ）］
位相ロック（ＰＶ）法または位相ロッキングにつき、図４Ａおよび図４Ｂに関連して説明する。位相ロッキングは自動車にあるコンピュータによりコントロールされる。指示によりコンピュータは、互いに異なる方向のＬＩＤＡＲシステムのレーザー照射を方向付けまたは再調整し、車内干渉を軽減する。すなわち、車内４０２で、可能な限り最大に、ＬＩＤＡＲシステムＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５の照射を互いに離れるように向けて、内部干渉を低減する。さもなければ、レーザービームは互いに跳ね返るであろう。内部ＬＩＤＡＲシステムが回転すると、ＬＩＤＡＲシステムを特定のエンコード位置に向けるのが好ましい。図４Ａおよび図４Ｂによると、車内４０２の５つのレーザーシステムの内４つはそれぞれ異なった方向に向けられている。車内４０２では、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４は、９０°または１８０°の分離角度で異なった方向に照射するように向けられている。位相ロッキングは、他の分離角度で実行されてもよい。２つのＬＩＤＡＲシステムの照射方向の分離角度が大きくなると、その２つのＬＩＤＡＲシステムのクロストークの低減が上昇する。すなわち、分離角度が大きくなると、内部クロストークのより大きな低減という結果になるであろう。この方法は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４間の内部クロストークを大幅に低減できる。Ｌ５はＬ４と同じ方向に向けられているが、Ｌ４とＬ５は車内４０２で物理的に分離されており、Ｌ４とＬ５間のクロストークは減少されている。位相ロッキングの目的は、レーザー照射の分離角度が維持されるように、車内４０２の５つのＬＩＤＡＲシステムを位相ロックに回転させることである。位相ロッキングは、内部クロストークを５０～６０％減少させるであろう。

【0045】

車間４０４のＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲシステムＬ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９およびＬ１０がＬＩＤＡＲシステムＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５と同期しないまたは位相ロックにないので、車内４０２のＬＩＤＡＲシステムと位相ロッキングを実行出来るかもしれないし、出来ないかも知れない。

【0046】

［２．視野角（ＦＯＶ）］
例えば車内４０２と車間４０４のように、異なった自動車のＬＩＤＡＲシステム間のクロストークは、特定の視野角（ＦＯＶ）を有するリターン信号を管理することにより低減できる。その方法は、異なる自動車の２つのＬＩＤＡＲシステムが互いに向けてレーザービームを照射し、互いに閾値より小さな視野角を有するときには、受信を無視すること、または、レーザーを送信しないことをベースとしてもよい。ある実施の形態では、２つのＬＩＤＡＲシステムそれぞれが特定の視野角または角度範囲、すなわち閾値内の他のＬＩＤＡＲシステムにレーザーを照射しているときは、互いに受信した信号を無視する。別の実施の形態では、受信したレーザー信号が特定の視野角内であると感知されたときは、送信しないか、レーザー照射を中止または抑える。例えば、図４Ａと図４Ｂを参照すると、Ｌ４とＬ６は、視野角ＦＯＶ１およびＦＯＶ２内で互いに向い合っている。ＦＯＶ１とＦＯＶ２は、互いに特定の視野角または視野角の閾値より小さい。この状態が決まると、Ｌ４および／またはＬ６は、他のＬＩＤＡＲシステムからのレーザー信号の受信を無視する、すなわち処理しない。この方法は、Ｌ４および／またはＬ６の相互間のクロストークを低減できる。あるいは、Ｌ４が、Ｌ６の視野角ＦＯＶ２が視野角の閾値より小さいことを感知したとき、Ｌ４はレーザーの送信を中止する、または逆も同様にする。実施の形態によっては、視野角の閾値は、±１５°であってもよい。この視野角法は、本書で説明する他の方法とは別に実行することもできる。例えば、ＦＯＶ干渉減少は、受動／主動干渉減少および位相ロッキング干渉減少とは独立して実行できる。

【0047】

［３．発振器周波数の差］
ＬＩＤＡＲシステムの発振器周波数の差とＬＩＤＡＲシステムの速度の差に関する観察は、クロストークをさらに低減する。発振器は、限定はしないが、水晶発振器でよい。発振器は、ＧＰＳ、セラー（ｃｅｌｌａｒ）または、Ｗｉ－Ｆｉなどの外部の時間源と同期をしてもしなくてもよい。

【0048】

図４Ａは、車間４０４のＬＩＤＡＲシステムそれぞれの発振器周波数と比較した車内４０２のＬＩＤＡＲシステムそれぞれの発振器周波数の差を図示する。例えば、分析は、Ｌ１の発振器周波数とＬ９等との比較を含む。車内４０２と車間４０４のそれぞれのＬＩＤＡＲシステムを適切に調整すると、これらのＬＩＤＡＲシステムの同期が行え、クロストークを低減する位相ロック法の実行が可能になる。この調整は、例えば、Ｌ１０を観測するＬ５とその発振器周波数をＬ１０の水晶周波数に合わせることに基づいてもよい。Ｌ５とＬ１０の間には、形式の一致はなくてもよい。

【0049】

発振器周波数の差の分析には、第１のＬＩＤＡＲシステムに対する第２のＬＩＤＡＲシステムのレーザー照射のタイミングを観測することを含んでもよい。第１のＬＩＤＡＲシステムと第２のＬＩＤＡＲシステムが同時刻に照射するとき、第１のＬＩＤＡＲシステムと第２のＬＩＤＡＲシステムは、インシデントイベントで特定の「点滅」率であるとみなされる。経時的に、第１のＬＩＤＡＲシステムは、第２のＬＩＤＡＲシステムからのより速い「点滅」率を観測し、それは第２のＬＩＤＡＲシステムが第１のＬＩＤＡＲシステムとは違った発振器周波数を有することを示唆する。第１のＬＩＤＡＲシステムと第２のＬＩＤＡＲシステムの間には、発振器周波数に関する一致もネゴシエーションもない。これらの観測に基づいて、第１のＬＩＤＡＲシステムは、「点滅」率の事実に基づいて、干渉を改善できる。点滅率については、図５Ｃに関連してさらに説明する。

【0050】

第２のＬＩＤＡＲシステムの発振器周波数は、第１のＬＩＤＡＲシステムには未知である。目的は、未知の発振器スピードの差に基づいて、干渉パターンを「見る」ことである。

【0051】

図５Ａは、本書の実施の形態による２つのＬＩＤＡＲシステムの発振器周波数の差または速度の差による干渉パターン５００のグラフの図示である。干渉パターン５００は、干渉の動きまたは干渉クラスターを図示する。干渉パターン５００の態様によっては、以下を含む：センサに接近・離間するように見える干渉クラスター。干渉クラスターは、センサの中心からの円弧（等しい半径）を形成してもよい。干渉クラスターの方位角や多くのパターンは回転ＲＰＭにより変化する。

【0052】

発振器周波数の差は、２つのセンサの発振器周波数のｘ－ｙマッピングによって分析して、干渉パターン５００を生成してもよい。図５Ａは、干渉クラスターが、ｆ_{ＣＬＫ＿Ａ}対ｆ_{ＣＬＫ＿Ｂ}に基づき、１つのセンサから離れて他のセンサに向かって動くことを示す。干渉クラスターの速度は、Δｆ＝ｆ_{ＣＬＫ＿Ａ}－ｆ_{ＣＬＫ＿Ｂ}に比例してもよい。Δｆ＝０であると、干渉クラスターは静止したままである。ある条件では、干渉クラスターパターン５０２は、ｆ_{ＣＬＫ＿Ａ}とｆ_{ＣＬＫ＿Ｂ}の間に差があることを示す。他の条件では、Δｆ＝０のとき、干渉円弧５０４が形成され、干渉パターン５００では静止している。Δｆ≠０であると、干渉円弧５０４は、点線５０６で示されるように内外へ動く。この点については、図５Ｂを参照して、さらに説明する。干渉パターン５００は、適切な調整をしてクロストークを低減するのに有益であろう。

【0053】

図５Ｂは、本書の実施の形態によるによるセンサＡとセンサＢを備える２つのＬＩＤＡＲシステムのタイミングパターン５１０を示す。センサＡはクロック周波数ｆ_{ＣＬＫ＿Ａ}を有し、センサＢはクロック周波数ｆ_{ＣＬＫ＿Ｂ}を有する。このタイミングパターンは、タイムスロット１－Ｎでのタイミングパターンのフレームを示す。実施の形態によっては、各フレームに関連するのは、レーザー位置照射時間（ＬＰＯＳ）であり、そのフレームに隣接する縦線で示される。

【0054】

また図５Ｂに示されるのは、（１）センサＢのタイミングチャートでリターンとして見えるセンサＡのレーザー照射（５１７）と、（２）センサＡのタイミングチャートでリターンとして見えるセンサＢのレーザー照射（５１８）である。タイミングの差、すなわち発振器周波数の差は、センサＡとセンサＢの間にクロストークを生じ得る。

【0055】

図５Ｃは、本開示の実施の形態によるセンサＡとセンサＢでの観測レーザー信号を示す。センサＡでは、信号５１１と信号５１２がセンサＡの既知の信号である。観測によれば、信号５１３は、センサＢからのクロストーク信号である。信号５１１、信号５１２および信号５１３の点滅速度は、センサＡの既知の信号パターンと一致していない。同様に、センサＢでは、信号５１４と信号５１６がセンサＢの既知の信号である。観測によれば、信号５１５は、センサＡからのクロストーク信号である。信号５１４、信号５１５および信号５１６の点滅速度は、センサＢの既知の信号パターンと一致していない。これらの観測から、センサＡは信号５１３を信号パターンから削除し、センサＢは信号５１５を信号パターンから削除してもよい。

【0056】

例えとして、センサＡとセンサＢは灯台である。センサＡに位置するとき、センサＢからの点滅が観測される。この観測から、センサＡではなく、センサＢから見える点滅は、無視してもよい。

【0057】

［４．速度の差］
ＰＶ法を用いるクロストークの低減の改善のための追加の検討は、車内４０２のＬＩＤＡＲシステムのそれぞれと車間のＬＩＤＡＲシステムのそれぞれとの間の速度の差の分析を含んでもよい。図４Ａと図４Ｂによれば、車内４０２と車間４０４は、それぞれＶ１の速度とＶ２の速度を有する。これらの速度の差は、車内４０２と車間４０４のクロストークの一因となり得る。車内４０２と車間４０４間の動きを反映するＶ１とＶ２の差は、干渉パターン５２０の変化を生ずる。Ｖ１とＶ２の差に基づく適切な調整がクロストークを低減し得る。

【0058】

［５．受動状態と主動状態］
受動状態と主動状態を用いるクロストークの低減方法は、１）ＬＩＤＡＲシステムがリターンを受信するがレーザーを照射しない受動状態と２）ＬＩＤＡＲシステムがリターンを受信しレーザーを照射する主動状態との信号リターンを比較するという原理に基づく。主動リターンでは、ＬＩＤＡＲシステムは正常動作の間、正常なリターンを受信する。ＬＩＤＡＲシステムは照射をして、リターンはその後すぐに捕捉される。受動リターンでは、ＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲシステムによるレーザー刺激無しで、ＬＰＯＳサイクルのリターンを捕捉する。受動状態で捕捉するリターンは、他の光源からである。このような光源は、他のＬＩＤＡＲシステムであってもよい。よって、受動リターンでは、ＬＩＤＡＲシステムにより干渉が受信される。主動リターンでは、干渉とＬＩＤＡＲシステムのレーザー照射に基づく「真の」リターン信号が受信される。主動リターンでは、受動リターンと主動リターンの比較に基づき干渉は除去できる。効果的には、受動状態の間、モールド（ｍｏｌｄ）が決められ、ＬＩＤＡＲシステムはモールドを用いて主動状態で受信した干渉を除去することができる。主動状態の期間は、主動サイクルとも呼ばれる。受動状態の期間は、受動サイクルとも呼ばれる。

【0059】

図６Ａは、本書の実施の形態による受動状態と主動状態の間で繰り返すＬＩＤＡＲシステムのレーザー照射のタイミングパターン６００を示す。受動状態（またはサイクル）にあるときは、ＬＩＤＡＲシステムによるレーザー照射は抑制される。主動状態（またはサイクル）にあるときは、ＬＩＤＡＲシステムによるレーザー照射は「主動（アクティブ）」である。このことは、受動サイクルが主動サイクルのレーザ－出力設定に影響しないように、レーザー出力コントロールのフィードバックを抑制することを含む。タイミングパターン６００によれば、レーザー出力は、主動サイクルに対して計算され調整されるだけである。

【0060】

図６Ｂは、本書の実施の形態による受動および主動リターン６２０のグラフ的図示である。受動リターンは、受動ＬＰＯＳ６２２によって示される。受動ＬＰＯＳ６２２は、受動リターンピーク６２３の第１のＬＩＤＡＲシステムによる検出、すなわち、第２のＬＩＤＡＲシステムからのリターンを示す。主動リターンは、主動ＬＰＯＳ６２４によって示され、ＬＰＯＳはレーザー位置照射時間である。主動ＬＰＯＳ６２４は、第１のＬＩＤＡＲシステムからのレーザー照射６２５、第１のＬＩＤＡＲシステムのレーザー照射６２５に基づく真の主動リターンを６２６、および第２のＬＩＤＡＲシステムからの受動リターンピーク６２３に基づいた主動リターンピーク６２７の除去（アーチファクト）を示す。

【0061】

一実施の形態では、ノッチフィルター工程で、第１のＬＩＤＡＲシステムは受動リターンを時々サンプルする。第１のＬＩＤＡＲシステムは、ファームウェアで選択的ノッチフィルターを実行され、受信した受動リターンまたは検出した受動リターンと同じ半径にあるリターンにフィルターを掛けてもよい。アーチファクトは、次の主動での捕捉から除去されてもよい。ノッチフィルター工程は、次の干渉リターン、すなわち、次の干渉クラスターパルスを検出し予測するはずである。

【0062】

別の実施の形態では、コンシューマベースのプロセス（consumer based process）工程で、ＬＩＤＡＲシステムは別法としてリターンをサンプルし、各照射サイクルで主動のものと伝える。すなわち、ＬＩＤＡＲシステムは、受動状態の実行と主動状態の実行のサイクルを繰り返し、クロストークをさらに低減する。受動リターンは、干渉クラスターが主動リターンの捕捉のどこで出現するかを示唆してもよい。コンシューマベースのプロセスは、選定された主動リターンを認識し、フィルターを掛け、追跡し、および、無視してもよい。コンシューマは、コンシューマシステムハンドリングプロセスを参照する。

【0063】

いくつかの前述した実施の形態では、干渉、例えば受動リターンピーク６２３は、受動サイクルの間に検知され、主動サイクルの間に除去、例えば、受信されたリターン信号である主動ＬＰＯＳ６２４から除去されてもよい。いくつかの他の実施の形態では、干渉は、以下の形態で説明するように、主動リターンから直接削除されてもよい。

【0064】

取得：
データが収集されると、ＬＩＤＡＲシステムは、リターンから直接、干渉を選択的に除去してもよい。

【0065】

取得後あるいは記憶後：
多くのリターンを収集し、位置と共にデータを記憶する。例えば、リターン１はｘ１で、リターン２はｘ２で、ｘ１はｙ１であり、ｘ１とｙ１が関連するならｘ２が選択できる。

【0066】

リターン後：
返送において、ｘ１またはｘ２が与えられており、ｘ１とｙ１が関連するならｘ２を除去できる。この場合、ｘ２のデータは失われる。

【0067】

他の実施の形態は、内部システム間でランダムで変化するタイムスロット変更を利用してもよい。このランダム変更は、固まった干渉クラスターの外観を作り出し、後処理での関連性を分裂させ減少させる。

【0068】

［Ｃ．光学的クロストークを軽減するＬＩＤＡＲシステム］
図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃは、それぞれ本書の実施の形態によるコントローラ７０２、受動検出器７２０および主動検出器７３０のブロック図７００を示す。コントローラ７０２は、結合タイマー７１０に接続される主動状態７０４と受動状態７０６の作動をコントロールする。主動状態７０４と受動状態７０６の出力は干渉フィルター７０８に結合され、干渉フィルター７０８は次に他のＬＩＤＡＲシステム作動用の出力を生成する。

【0069】

受動検出器７２０は、受信機Ｒｘ７２１とピーク検出器７２２を備える。受信機Ｒｘ７２１は受動リターン７２３を受信し、処理した後に受信機Ｒｘ７２１の出力をピーク検出器７２２に結合する。ピーク検出器７２２は、検出された受動リターン７２４を生成し、受動リターン７２４は干渉信号とピークを含む。検出された受動リターン７２４の例は、図６の受動ＬＰＯＳ６２２である。

【0070】

主動検出器７３０は、受信機Ｒｘ７３１、ピーク検出器７３２、干渉キャンセル７３６、マルチプレクサ７３８、干渉キャンセル７４０、および送信機Ｔｘ７３４を備える。受信機Ｒｘ７３１への入力は、受信した受動リターン７３３と送信されたレーザービーム７３５を含み、送信されたレーザービーム７３５は送信機Ｔｘ７３４からの出力で、送信機Ｔｘ７３４はＬＩＤＡＲレーザー照射を備える。動作でのあるモードでは、受信機Ｒｘ７３１の出力はピーク検出器７３２に結合され、ピーク検出器７３２は次に干渉キャンセル７３６に結合され、干渉キャンセル７３６は次に出力である検出された主動リターン７３７をマルチプレクサ７３８を介して生成する。受信した受動リターン７３３からの干渉は、検出された主動リターン７３７で除去される。検出された主動リターン７３７の例は、受信した受動リターン７３３からの主動ＬＰＯＳ６２４の干渉である。あるいは、受信機Ｒｘ７３１の出力は干渉キャンセル７４０に結合されてもよい。干渉キャンセル７４０は、テンプレートと動的割り付けを含む。干渉キャンセル７４０の出力は、マルチプレクサ７３８を介して検出された主動リターン７３７を生成する。

【0071】

主動検出器７３０は、主動状態において主動リターンを生成するように動作可能で、主動リターンは、ＬＩＤＡＲシステムの送信されたレーザービーム７３５に基づくリターン信号と干渉信号を備える。干渉信号は、後に除去される。

【0072】

２つ以上のＬＩＤＡＲシステムを備える自動車は、コンピュータを備えて、２つ以上のＬＩＤＡＲシステムに指示を送りその動作を調整する。一例では、限定はしないが、位相ロッキングを実行する内部ＬＩＤＡＲシステムの調整は、コンピュータにより管理される。

【0073】

［Ｄ．ＬＩＤＡＲシステムで光学的クロストークを軽減する方法］
図８Ａは、本書の実施の形態によるＬＩＤＡＲシステムで光学的クロストークを軽減する方法のフローチャート８００を示す。方法は、以下の工程を備える。

【0074】

位相ロック：
同じ自動車に置かれたＬＩＤＡＲシステムの異なる方向のレーザー照射の方向を位相ロッキングする。方向の違いが大きくなると、内部クロストークの減少度合いが大きくなる。例として、限定はしないが、異なる方向は９０°または１８０°である。位相ロッキングが自動車上または離れた場所のコンピュータでコントロールされる。それゆえ、コンピュータは自動車の２つ以上のＬＩＤＡＲシステムを位相ロッキングすることにより車内クロストークを低減し、レーザーを互いに分かれた異なる方向に照射するようにする。別れた角度を大きくすると、クロストークの減少も大きくなる（工程８０２）。

【0075】

視野角：
視野角クロストーク減少は、２つのＬＩＤＡＲシステムのレーザーが互いに向いており、視野角閾値よりも小さな視野角（ＦＯＶ）を有しているときに、リターンを無視することの結果である。あるいは、２つのＬＩＤＡＲシステムのレーザーが互いに向いており、±１５°のＦＯＶを有しているときに、レーザー照射を止める。一実施の形態では、視野角閾値は±１５°である（工程８０４）。

【0076】

発振器周波数の差：
主動リターンにおけるクロストークの減少は、２つのＬＩＤＡＲシステム間の発振器周波数の差が観測されたときに、結果として生ずる。差は、干渉パターンで観測される。減少は、干渉パターン観測に基づく干渉ピークを選択的に除去することに基づく（工程８０６）。

【0077】

速度の差：
主動リターンにおけるクロストークの減少は、２つのＬＩＤＡＲシステム間の速度の差が観測されたときに、結果として生ずる。差は、干渉パターンで観測される。減少は、干渉パターン観測に基づく干渉ピークを選択的に除去することに基づく（工程８０８）。

【0078】

受動／主動状態：
受動状態でＬＩＤＡＲシステムを動作させる。ここで受動状態においてはＬＩＤＡＲシステムは、他の光源、例えば他のＬＩＤＡＲシステムからのリターン信号を受信しつつ、レーザー信号を送信しない。次に主動状態のＬＩＤＡＲシステムを動作させる。ここで主動状態においてはＬＩＤＡＲシステムは、レーザー照射をし、そのＬＩＤＡＲシステムのレーザ照射に基づくリターンおよび例えば他の光源からリターンを備えるリターン信号を受信する。受動リターンを主動リターンと比較して、主動リターンの干渉成分を特定する。主動リターンから、比較に基づき干渉成分を有する他のＬＩＤＡＲシステムからの１つ以上のリターンを除去する（工程８１０）。

【0079】

図８Ｂは、本書の実施の形態による受動および主動状態に基づくＬＩＤＡＲシステムにおけるクロストークを低減する方法のフローチャート８２０を示す。方法は、以下の工程を備える。

【0080】

ＬＩＤＡＲシステムでレーザー照射を含まない受動状態を開始する（工程８２２）。

【0081】

他の光源からの信号（干渉）を含む受動リターンを受信する（工程８２４）。

【0082】

ＬＩＤＡＲシステムでレーザー照射を含む主動状態を開始する（工程８２６）。

【0083】

そのＬＩＤＡＲシステムのレーザー照射に基づくリターン信号と他の光源からの信号を含む主動リターンを受信する（工程８２８）。

【0084】

受動リターンと主動リターンを比較する（工程８３０）。

【0085】

主動リターンから干渉を削除する（工程８３０）。

【0086】

コンシューマベースのプロセスモードで、受動状態と主動状態の実行サイクルを繰り返し、さらにクロストークを低減する。ノッチフィルターで、主動リターンを実行する前にときどき受動リターンをサンプルする（工程８３２）。

【0087】

まとめとして、車内ＬＩＤＡＲシステムと車間ＬＩＤＡＲシステムを備えるＬＩＤＡＲネットワークのためのネットワークでのクロストークを低減する方法は、車内ＬＩＤＡＲシステムを位相ロッキングすること、車間ＬＩＤＡＲシステムのペアの視野角減少を実行すること、各ＬＩＤＡＲシステムの一連の受動状態と主動状態を実行することを備える。

【0088】

車内ＬＩＤＡＲシステムを位相ロッキングすることは、車内ＬＩＤＡＲシステムのそれぞれのレーザーを他の車内ＬＩＤＡＲシステムから違う方向に照射するように向けることを含む。すなわち、コンピュータが自動車の２つのＬＩＤＡＲシステムを位相ロッキングし、レーザーを互いに異なる方向に照射することにより、車内クロストークを低減する。一対の車間ＬＩＤＡＲシステムがレーザービームを視野角閾値で互いに向けて照射しているときには、一対の車間ＬＩＤＡＲシステムは互いにそれぞれのリターン信号を無視する。

【0089】

車内ＬＩＤＡＲシステムと車間ＬＩＤＡＲシステムのそれぞれについて、１）それぞれのＬＩＤＡＲシステムが受動状態の間、他の光源からの１つ以上のリターンを含む受動リターンを受信する。受動状態は、ＬＩＤＡＲシステムによるレーザー照射の抑制を含む。２）それぞれのＬＩＤＡＲシステムが主動状態の間、それぞれのＬＩＤＡＲシステムのレーザ照射により生ずるリターンと他の光源からの１つ以上のリターンとを含む主動リターンを受信する。３）それぞれのＬＩＤＡＲシステムで、受動リターンと主動リターンを比較する。４）それぞれのＬＩＤＡＲシステムで、主動リターンから受動リターンに含まれる他の光源からの１つ以上のリターンを削除し、クロストークを低減する。

【0090】

［Ｅ．結果］
これらの新しい試みおよび結果は、説明のために提供されるもので、特定の実施の形態を用いて特定の条件下で行われたもので、したがって、新しい試みも結果も本特許書類の開示の範囲を限定するために用いてはならないことを留意しなければならない。

【0091】

新しい試みからの観察は以下のことを示唆する。コンシューマベースのプロセスモードでは、実施は複雑さは低めのレベルであり、実施するのは比較的分かりやすいように思える。コンシューマベースのプロセスモードは、有益な受動データを提供するために多くの主動ＬＰＯＳ捕捉を無駄にしなければならない。また、コンシューマベースのプロセスモードは、干渉クラスターを目立たなくし得る。

【0092】

ノッチフィルターモードでは、干渉クラスター追跡がＬＰＯＳからの結果としてＬＰＯＳを生ずる。このことは、ＬＩＤＡＲシステムが、ＡＤＣからの初期段階で干渉をフィルター除去できるということである。複数の干渉クラスターも追跡できる。あるいは、ＬＩＤＡＲシステムは、干渉クラスターと重なる有益なリターンを除去するかも知れない。ノッチフィルターモードは、干渉クラスターを目立たなくするかも知れない。また、ノッチフィルターモードは、ＬＰＯＳのサンプルに亘って干渉クラスターの動きを追跡し予想する必要があるかも知れない。

【0093】

［Ｅ．システムの実施の形態］
実施の形態では、本書での態様は、情報システム／コンピュータシステムに向けられ、または、それらで実行されるかもしれない。本開示の目的としてコンピュータシステムは、ビジネス、科学、制御または他の目的のための、情報、知能またはデータを、コンピュータで演算する、計算する、決定する、階級分けする、処理する、送信する、受信する、回収する、創出する、ルートを決める、切り替える、記憶する、表示する、通信する、明示する、検出する、記録する、再生する、操作する、または利用することができる手段または手段の集積を含む。例えば、コンピュータシステムは、パーソナルコンピュータ（例えば、ラップトップ）、タブレット型コンピュータ、ファブレット、携帯端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、スマートウォッチ、スマートパッケージ、サーバー（例えば、ブレードサーバーやラックサーバー）、ネットワーク記憶装置、または、他の適切な装置でよく、大きさ、形、性能、機能、および、価格の点で異なっていてもよい。コンピュータシステムは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、中央処理装置（ＣＰＵ）やハードウェア／ソフトウェアコントロールロジックなどの１つ以上の処理資源、ＲＯＭおよび／または他のタイプのメモリを含んでもよい。コンピュータシステムの追加コンポーネントには、１つ以上のディスクドライブ、キーボード、マウス、タッチスクリーンなどの種々の入出力（Ｉ／Ｏ）装置に加え外部装置と通信する１つ以上のネットワークポート、および／または、ビデオディスプレイを含んでもよい。コンピュータシステムはまた、種々のハードウェアコンポーネント間の通信を送信可能な１つ以上のバスを含んでもよい。

【0094】

図９は、本開示の実施の形態による計算装置／情報処理システム（またはコンピュータシステム）の簡易化したブロック図を示す。システム９００に示される機能は、情報処理システムの種々の実施の形態をサポートするために作動することが理解されよう。しかし、情報処理システムは異なって構成され、また、他のコンポーネントを含んでもよい。

【0095】

図９は、本開示の実施の形態による計算装置／情報処理システム（またはコンピュータシステム）の簡易化したブロック図を示す。システム９００に示される機能は、情報処理システムの種々の実施の形態をサポートするために作動することが理解されよう。しかし、情報処理システムは異なって構成され、また、他のコンポーネントを含んでもよい。

【0096】

図９に示されるように、システム９００は、演算資源を提供しコンピュータをコントロールする１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）９０１を含む。ＣＰＵ９０１は、マイクロポロセッサ等と共に実装され、１つ以上のグラフィカル処理装置（ＧＰＵ）９１７および／または数値計算のための浮動小数点プロセッサも含んでもよい。システム９００は、システムメモリ９０２も含んでもよく、システムメモリ９０２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）あるいは両方の形でよい。

【0097】

図９に示されるように、いくつかのコントローラと周辺装置もまた提供される。入力コントローラ９０３は、キーボード、マウス、タッチペンなどの種々の入力装置９０４を代表する。また、無線コントローラ９０５があってもよく、無線装置９０６と通信する。システム９００は、１つ以上の記憶装置９０８とインターフェース接続する記憶コントローラ９０７を含んでもよく、記憶装置９０８は、フラッシュメモリまたはオペレーティングシステム、ユーティリティ、およびアプリケーションの命令のプログラムを記憶するのに用いられる光媒体を含み、アプリケーションは、本発明の種々の態様を実行するプログラムの実施形態を含む。記憶装置９０８はまた、本発明に従って、処理されたデータや処理されるデータを記憶するのに用いられる。システム９００は、表示装置９１１とインターフェース接続する表示コントローラ９０９を含んでもよい。コンピュータシステム９００は、自動車システム９１３とインターフェース接続する自動車信号コントローラ９１２を含んでもよい。通信コントローラ９１４は、１つ以上の通信装置９１５とインターフェース接続し、通信装置９１５はシステム９００を、自動車ネットワーク、インターネット、クラウド資源（例えば、イーサーネットクラウド、ファイバーチャネル・オーバー・イーサネット（ＦＣｏＥ）／データセンターブリッジング（ＤＣＢ）クラウド等）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ストレージエリアネットワーク（ＳＡＮ）を含む種々のネットワークのいずれかを通じて、または、赤外線信号を含む適切な電磁搬送波を通じて、遠隔装置と接続できるようにする。

【0098】

図示のシステムでは、すべての主なシステムコンポーネントは、バス９１６に接続し、バス９１６は１つ以上の物理バスを代表する。しかし、種々のシステムコンポーネントは、互いに物理的近接しても、しなくてもよい。例えば、入力データおよび／または出力データは、１つの物理的場所から他の場所へ遠隔送信されてもよい。さらに、本発明の種々の態様を実行するプログラムは、ネットワークを通じて遠隔場所（例えば、サーバー）からアクセスされてもよい。そのようなデータおよび／またはプログラムは、種々の機械可読媒体を通じて伝達され、機械可読媒体には、限定はしないが、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気テープなどの磁気媒体；ＣＤ－ＲＯＭやホログラフィック装置などの光媒体；特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤｓ）、フラッシュメモリ装置、ＲＯＭおよびＲＡＭ装置であるハードウェア装置を含む。

【0099】

本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサまたは処理ユニット用の命令で、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読媒体でエンコードされ、工程が実行されるようにしてもよい。１つ以上の非一時的なコンピュータ可読媒体は、揮発性メモリと不揮発性メモリを含むことを理解する必要がある。代替の実行が可能であり、ハードウェア実装またはソフトウェア／ハードウェア実装を含むことを、理解しなければならない。ハードウェア実装機能は、ＡＳＩＣ（ｓ）、プログラム可能アレイ、デジタル信号処理回路等を用いて実現される。したがって、特許請求の範囲での用語「手段」は、ソフトウェア実装とハードウェア実装の両方を含むことを意図している。同様に、本書で用いられる用語「コンピュータ可読媒体（単数および複数）」は、そこで具体化する命令のプログラムを有するソフトウェアおよび／またはハードウェア、あるいは、その組み合わせを含む。これらの実装の代替を記憶に留め、図および付随する説明は、当業者が必要な処理を実行するための、プログラムコード（すなわちソフトウェア）を記述し、および／または、回路（すなわちハードウェア）を製造するのに必要な機能的情報を提供するものであると、当然に理解される。

【0100】

本発明の実施の形態は、さらに、種々のコンピュータで実行される動作を実行するためのコンピュータコードを有する、非一時的な有形コンピュータ可読媒体でのコンピュータ製品に関連する。その媒体とコンピュータコードは、本発明の目的で特別に設計され作られたもの、あるいは、当業者に知られ、または入手可能なものであってもよい。有形コンピュータ可読媒体の例は、限定はしないが、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気テープなどの磁気媒体；ＣＤ－ＲＯＭやホログラフィック装置などの光媒体；特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤｓ）、フラッシュメモリ装置、ＲＯＭおよびＲＡＭ装置などのプログラムコードを記憶する、または、記憶し実行するように特別になされたハードウェア装置を含む。コンピュータコードの例には、コンパイラーで作られるような機械コードと、インタープリターを用いてコンピュータで実行される、上級レベルコードを含むファイルとを含む。本発明の実施の形態は、その全体がまたは一部が、処理装置で実行されるプログラムモジュールである機械実行可能命令として、実装されてもよい。プログラムモジュールの例は、ライブラリ、ルーティン、オブジェクト、コンポーネント、データ構造を含む。分散型コンピュータ環境では、プログラムモジュールは、ローカル、リモートあるいはその両方の設定に物理的に置かれてもよい。

【0101】

当業者であれば、コンピューティングシステムまたはプログラミング言語は本発明の実施に重要でないことを理解するであろう。当業者であれば、上述のいくつかの要素を物理的におよび／または機能的にサブモジュールに分離することができ、または一緒に組み合わせることができることも理解するであろう。

【0102】

前述の例および実施形態は例示であり、本開示の範囲を限定するものではないことが当業者には分かるであろう。明細書を読み、図面を検討することで、当業者には明らかな、すべての変形、増強、均等物、組み合わせ、および改良は、本開示の真の思想および範囲内に含まれることを意図している。また、すべての請求項の構成要素は、複数の依存関係、構成、および組み合わせを有することを含めて、異なる構成とすることができることにも留意すべきである。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】