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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-05-02
(54)【発明の名称】ロータリエンコーダ校正のためのデバイスおよび方法
(51)【国際特許分類】
G01D 5/244 20060101AFI20220422BHJP
【ＦＩ】
G01D5/244 B
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021550198
(86)(22)【出願日】2020-03-13
(85)【翻訳文提出日】2021-10-13
(86)【国際出願番号】 US2020022814
(87)【国際公開番号】W WO2020186242
(87)【国際公開日】2020-09-17
(31)【優先権主張番号】62/818,738
(32)【優先日】2019-03-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
２．ＺＩＧＢＥＥ
(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】ロビンソン，クレイグ
(72)【発明者】
【氏名】バーグ，アレック
【テーマコード（参考）】
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F077AA20
2F077CC02
2F077NN02
2F077NN17
2F077PP05
(57)【要約】
１つの例示的な方法は、軸を中心に第１のプラットフォームを回転させるように構成されているアクチュエータを制御するための校正制御信号を生成することを伴う。校正制御信号により、アクチュエータに、軸を中心に完全に少なくとも１回転、第１のプラットフォームを回転させる。本方法はまた、エンコーダ出力信号を受信することを伴う。エンコーダ出力信号は、軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置を示す。本方法はまた、第１のプラットフォームに取り付けられた配向センサーからセンサー出力信号を受信することを伴う。センサー出力信号は、配向センサーの配向の変化の速度を示す。本方法はまた、完全な少なくとも１回の回転中に配向センサーから受信された所与のセンサー出力信号に基づいて校正データを判定することを伴う。校正データは、エンコーダ出力信号を、軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置の校正された測定値にマッピングするためのものである。
【選択図】図１１
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸を中心に第１のプラットフォームを回転させるように構成されているアクチュエータを含むデバイスで、前記アクチュエータを制御するための校正制御信号を生成することであって、前記校正制御信号は、アクチュエータに、前記軸を中心に完全に少なくとも１回転、前記第１のプラットフォームを回転させる、生成することと、エンコーダから、前記軸を中心とした前記第１のプラットフォームの角度位置を示すエンコーダ出力信号を受信することと、
前記第１のプラットフォームに取り付けられた配向センサーから、前記配向センサーの配向の変化の速度を示すセンサー出力信号を受信することと、
前記完全な少なくとも１回の回転中に前記配向センサーから受信された所与のセンサー出力信号に基づいて、前記エンコーダ出力信号を前記軸を中心とした前記第１のプラットフォームの前記角度位置の校正された測定値にマッピングするための校正データを判定することと、を含む、方法。
【請求項2】
前記配向センサーが、ジャイロスコープを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記エンコーダ出力信号に基づいて、前記軸を中心とした前記第１のプラットフォームの前記完全な少なくとも１回転の各々の完了を検出することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記軸を中心とした前記第１のプラットフォームの前記完全な少なくとも１回の回転中に、前記所与のセンサー出力信号に基づいて前記第１のプラットフォームの回転速度を推定することと、前記推定された回転速度に基づいて前記校正制御信号を変調することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記校正制御信号を変調することは、前記推定された回転速度と目標回転速度との間の差に基づいて前記校正信号を変調することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記軸を中心とした前記第１のプラットフォームの前記完全な少なくとも１回の回転中に、前記センサー出力信号および前記エンコーダ出力信号に基づいて前記校正制御信号を変調することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記エンコーダは、磁気エンコーダであり、前記方法は、前記校正データに基づいて前記磁気エンコーダの欠陥を識別することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記磁気エンコーダは、前記第１のプラットフォームに取り付けられ、前記第１のプラットフォームの前記回転軸を中心として配置された複数の磁石を含み、前記磁気エンコーダの前記欠陥を識別することは、前記複数の磁石のうちの特定の磁石を識別することであって、前記特定の磁石は、前記回転軸を中心とした前記複数の磁石の前記配置において、前記特定の磁石の予想位置からオフセットして位置決めされたものである、識別することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記磁気エンコーダは、前記第１のプラットフォームに取り付けられ、前記第１のプラットフォームの前記回転軸を中心として配置された複数の磁石を含み、前記磁気エンコーダの前記欠陥を識別することは、前記複数のうちの特定の磁石を、前記特定の磁石が予想磁気特性からオフセットした特定の磁気特性を有することに基づいて識別することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項10】
前記特定の磁気特性は、前記特定の磁石の磁場強度、磁気分極方向、サイズ、または形状に対応する、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記磁気エンコーダは、前記第１のプラットフォームに取り付けられ、前記第１のプラットフォームの前記回転軸を中心として配置された複数の磁石を含み、前記磁気エンコーダの前記欠陥を識別することは、前記回転軸を中心とした前記複数の磁石の前記配置の真円度と予想真円度との間のオフセットを識別することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項12】
前記磁気エンコーダは、前記第１のプラットフォームに取り付けられ、前記第１のプラットフォームの前記回転軸を中心として配置された複数の磁石を含み、前記磁気エンコーダは、前記第１のプラットフォームの反対側の第２のプラットフォームに取り付けられた磁場センサーを含み、前記磁気エンコーダの前記欠陥を識別することは、前記第１のプラットフォームの前記回転軸と前記第２のプラットフォームの法線軸との間のずれを識別することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項13】
前記校正データに基づいて、前記エンコーダ出力信号と、前記所与のセンサー出力信号によって示される前記第１のプラットフォームの前記角度位置の推定測定値との間の前記マッピングの正弦波特性を識別することと、前記正弦波特性の前記識別に基づいて、前記校正データの圧縮表現を生成することと、
前記圧縮表現をデータストレージに記憶することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記校正データの前記圧縮表現を生成することは、前記識別された正弦波特性を示す高速フーリエ変換（ＦＦＴ）係数を判定することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記デバイスは、少なくとも前記デバイスからのデータに基づいて環境をナビゲートするように構成されている車両に取り付けられ、前記方法は、前記車両が前記環境内を動いているかどうかを判定することと、
少なくとも前記車両が前記環境内を動いていないという判定に基づいて、前記デバイスの校正モードを有効にすることであって、前記校正制御信号を生成することは、前記校正モードが有効にされていることに基づく、有効にすることと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項16】
少なくとも前記車両が前記環境内を動いているという判定に基づいて、前記デバイスの前記校正モードを無効にすることと、前記校正モードが無効にされていることに基づいて、前記アクチュエータを制御するための感知モード制御信号を生成することと、をさらに含み、
前記感知モード制御信号は、前記アクチュエータに、（ｉ）前記センサー出力信号によって示される前記配向センサーの前記配向の前記変化の方向と反対の回転方向に沿って、および（ｉｉ）前記センサー出力信号によって示される前記配向センサーの前記配向の前記変化の前記速度に基づいた回転速度で第１のプラットフォームを回転させる、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
システムであって、第１のプラットフォームと、
軸を中心に前記第１のプラットフォームを回転させるように構成されているアクチュエータと、
前記軸を中心とした前記第１のプラットフォームの角度位置を示すエンコーダ出力信号を提供するように構成されているエンコーダと、
前記第１のプラットフォームに取り付けられた配向センサーであって、前記配向センサーの配向の変化の速度を示すセンサー出力信号を提供するように構成されている、配向センサーと、
コントローラと、を含み、前記コントローラは、前記システムに、
前記アクチュエータを制御するための校正制御信号を生成することであって、前記校正制御信号は、前記アクチュエータに、前記軸を中心に完全に少なくとも１回転、前記第１のプラットフォームを回転させる、生成することと、
前記完全な少なくとも１回の回転中に前記配向センサーから受信された所与のセンサー出力信号に基づいて、前記エンコーダ出力信号を前記軸を中心とした前記第１のプラットフォームの前記角度位置の校正された測定値にマッピングするための校正データを判定することと、を含む、動作を実行させる、システム。
【請求項18】
前記第１のプラットフォームに取り付けられ、前記第１のプラットフォームの前記回転軸を中心として配置された複数の磁石であって、前記複数の磁石は、前記回転軸を中心とした前記複数の磁石の前記配置に基づいて第１の磁場を生成する、複数の磁石と、前記アクチュエータが前記軸を中心に前記第１のプラットフォームを回転させることに応答して、前記第１のプラットフォームから所与の距離内に留まるように構成されている第２のプラットフォームと、をさらに含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項19】
前記第２のプラットフォームに配設され、前記第１のプラットフォームの前記複数の磁石の反対側の前記第１のプラットフォームの前記回転軸を中心として配置された複数の導電性構造をさらに含み、前記アクチュエータは、前記第２のプラットフォームの前記複数の導電性構造と、前記第１のプラットフォームの前記複数の磁石とを含み、
前記複数の導電性構造は、前記複数の導電性構造の前記配置に基づいて前記回転軸を中心として延在する電気的導電経路を形成し、
前記コントローラは、前記複数の導電性構造によって画定される前記導電経路に前記校正制御信号を提供するように構成されており、
前記複数の導電性構造は、前記校正制御信号に基づいて第２の磁場を生成し、
前記第１のプラットフォームの前記第１の磁場は、前記第２のプラットフォームの前記第２の磁場と相互作用して、前記軸を中心に前記第１のプラットフォームを回転させる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項20】
前記第２のプラットフォームの所与の表面に配設された磁場センサーをさらに含み、前記磁場センサーは、前記複数の磁石によって生成された前記第１の磁場を測定するように構成されており、前記エンコーダは、前記第１のプラットフォームの前記複数の磁石および前記第２のプラットフォームの前記磁場センサーを含み、
前記エンコーダは、前記磁場センサーによって示される前記第１の磁場の測定値に基づいて、前記軸を中心とした前記第１のプラットフォームの前記角度位置を示す前記エンコーダ出力信号を提供する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項21】
前記動作は、前記完全な少なくとも１回の回転中に、前記エンコーダ出力信号によって示される前記第１のプラットフォームの前記角度位置の測定値における正弦波測定誤差を判定することと、
前記正弦波測定誤差が、前記第１のプラットフォームの前記回転軸に対する前記第２のプラットフォームの前記所与の表面での前記第１の磁場の同心性に関連関連付けられているという判定に基づいて、前記第１のプラットフォームと前記第２のプラットフォームの相対的配置における第１のずれを識別することと、
前記正弦波測定誤差が、前記複数の磁石の前記配置の真円度に関連付けられているという判定に基づいて、前記第１のプラットフォームの前記回転軸を中有心とした前記複数の磁石の前記配置における第２のずれを識別することと、をさらに含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項22】
命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、コンピューティングシステムの１つ以上のプロセッサによって実行されるときに、前記コンピューティングシステムに、軸を中心にプラットフォームを回転させるように構成されているアクチュエータを制御するための校正制御信号を生成することであって、前記校正制御信号は、前記アクチュエータに、前記軸を中心に完全に少なくとも１回転、前記プラットフォームを回転させる、生成することと、
前記エンコーダから、前記軸を中心とした前記プラットフォームの角度位置を示すエンコーダ出力信号を受信することと、
前記プラットフォームに取り付けられた配向センサーから、前記配向センサーの配向の変化の速度を示すセンサー出力信号を受信することと、
前記完全な少なくとも１回の回転中に前記配向センサーによって提供される所与のセンサー出力信号に基づいて、前記エンコーダ出力信号を前記軸を中心とした前記プラットフォームの前記角度位置の校正された測定値にマッピングするための校正データを判定することと、を含む動作を実行させる、非一時的なコンピュータ可読媒体。
【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３月１４日に出願された米国仮特許出願第６２／８１８，７３８号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年３月１４日に出願された米国仮特許出願第６２／８１８，７３８号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
本明細書に別段の指示がない限り、本項に記載の資料は、本出願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、本項に含めることよって先行技術であると認められるものではない。
【0003】
回転継手デバイスは、２つの構造（例えば、ステータとロータ）の間に相対回転を引き起こすことによって動作する電気機械システムにおける１つの構造と別の構造との間の動力および／または電気信号の伝達によく使用される。回転継手デバイスを採用する例示的なシステムとしては、とりわけ、リモート感知システム（例えば、ＲＡＤＡＲ、ＬＩＤＡＲなど）およびロボットシステム（例えば、マイクロフォン、スピーカ、ロボット構成要素などを方向付けるための）が挙げられる。
【発明の概要】
【0004】
一例では、方法が開示される。本方法は、アクチュエータを制御するための校正制御信号を生成することを伴う。アクチュエータは、回転軸を中心に第１のプラットフォームを回転させるように構成されている。校正制御信号により、アクチュエータは、軸を中心に完全に少なくとも１回転、第１のプラットフォームを回転させる。本方法はまた、エンコーダからエンコーダ出力信号を受信することを伴う。エンコーダ出力信号は、軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置を示す。本方法はまた、第１のプラットフォームに取り付けられた配向センサーからセンサー出力信号を受信することを伴う。センサー出力信号は、配向センサーの配向の変化の速度を示す。本方法はまた、完全な少なくとも１回の回転中に配向センサーから受信された所与のセンサー出力信号に基づいて校正データを判定することを伴う。校正データは、エンコーダ出力信号を、軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置の校正された測定値にマッピングするためのものである。
【0005】
別の例では、システムが開示される。本システムは、第１のプラットフォームと、軸を中心に第１のプラットフォームを回転させるように構成されているアクチュエータとを含む。本システムはまた、軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置を示すエンコーダ出力信号を提供するように構成されているエンコーダを含む。本システムはまた、第１のプラットフォームに取り付けられ、かつ配向センサーの配向の変化の速度を示すセンサー出力信号を提供するように構成されている配向センサーを含む。本システムはまた、システムに動作を実行させるように構成されているコントローラを含む。動作は、アクチュエータを制御するための校正制御信号の生成することを含む。校正制御信号により、アクチュエータは、軸を中心に完全に少なくとも１回、第１のプラットフォームを回転させる。動作はまた、完全な少なくとも１回の回転中に配向センサーから受信した所与のセンサー出力信号に基づいて較正データを判定することを含む。校正データは、エンコーダ出力信号を、軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置の校正された測定値にマッピングするためのものである。
【0006】
さらに別の例では、非一時的なコンピュータ可読媒体が開示される。非一時的なコンピュータ可読媒体は、コンピューティングシステムの１つ以上のプロセッサによって実行されると、コンピューティングシステムに動作を実行させる命令を記憶する。動作は、軸を中心にプラットフォームを回転させるように構成されているアクチュエータを制御するための校正制御信号を生成することを含む。校正制御信号により、アクチュエータに、軸を中心に完全に少なくとも１回転、プラットフォームを回転させる。動作はまた、エンコーダからエンコーダ出力信号を受信することを含む。エンコーダ出力信号は、軸を中心としたプラットフォームの角度位置を示す。動作はまた、プラットフォームに取り付けられた配向センサーからセンサー出力信号を受信することを含む。センサー出力信号は、配向センサーの配向の変化の速度を示す。動作はまた、完全な少なくとも１回の回転中に配向センサーによって提供される所与のセンサー出力信号に基づいて校正データを判定することを含む。校正データは、エンコーダ出力信号を、軸を中心としたプラットフォームの角度位置の校正された測定値にマッピングするためのものである。
【0007】
さらに別の例では、システムが開示される。本システムは、アクチュエータを制御するための校正制御信号を生成するための手段を含む。アクチュエータは、回転軸を中心に第１のプラットフォームを回転させるように構成されている。校正制御信号により、アクチュエータに、軸を中心に完全に少なくとも１回転、第１のプラットフォームを回転させる。本システムはまた、エンコーダからエンコーダ出力信号を受信するための手段を含む。エンコーダ出力信号は、軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置を示す。本システムはまた、第１のプラットフォームに取り付けられた配向センサーからセンサー出力信号を受信するための手段を含む。センサー出力信号は、配向センサーの配向の変化の速度を示す。本システムはまた、完全な少なくとも１回の回転中に配向センサーから受信された所与のセンサー出力信号に基づいて校正データを判定するための手段を備える。校正データは、エンコーダ出力信号を、軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置の校正された測定値にマッピングするためのものである。
【0008】
これらの態様および他の態様、利点、ならびに代替物は、当業者には、以下の詳細な説明を添付の図を適宜参照して読み取ることにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1A】例示的な実施形態による車両を示す。
【図2】例示的な実施形態による、車両の簡略ブロック図である。
【図3】例示的な実施形態による、回転継手を含むデバイスの簡略ブロック図である。
【図4A】例示的な実施形態による、回転継手を含むデバイスの側面図を示す。
【図5】例示的な実施形態による、ロータプラットフォームの配向と磁場センサーからの出力との間の関係の概念図である。
【図6】例示的な実施形態による、回転継手を含む別のデバイスの断面図である。
【図7】例示的な実施形態による、回転継手を含むさらに別のデバイスの断面図である。
【図8】例示的な実施形態による、回転継手を含むさらに別のデバイスの断面図である。
【図9】例示的な実施形態による、調整可能なセンサープラットフォームを含むセンサーユニットの簡略ブロック図である。
【図10】例示的な実施形態による、方法のフローチャートである。
【図11】例示的な実施形態による、別の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下の詳細な説明は、添付の図を参照して、開示された実装形態の様々な特徴および機能を記載する。図では、特に文脈が規定しない限り、同様の記号は、同様の構成要素を特定する。本明細書に記載される例示的な実装形態は、限定することを意図していない。開示された実装形態の特定の態様を、多種多様な異なる構成で配置および組み合わせ得ることが当業者には容易に理解され得る。
【0011】
Ｉ．概要
一部のシナリオでは、例えば、ジャイロスコープなどの配向センサーによって示される測定値は、誤差が発生しやすい可能性がある。ジャイロスコープの測定誤差またはオフセットの例には、とりわけ、スケールファクタ誤差および／またはバイアス誤差が含まれることがある。バイアス誤差には、ジャイロスコープによって示される測定値とは独立した誤差またはオフセットが含まれることがある。スケールファクタ誤差には、ジャイロスコープによって示される測定値が増加するにつれて（線形または非線形に）増加する誤差またはオフセットが含まれることがある。センサー測定誤差は、他の要因中でもとりわけ、センサーの物理的特性（例えば、半導体の特性、機械的特性など）、個々のセンサー間の製造上のばらつき、および／またはセンサー動作に影響を与える環境要因（例えば、温度、湿度など）に起因することがある。
一部のシナリオでは、例えば、ジャイロスコープなどの配向センサーによって示される測定値は、誤差が発生しやすい可能性がある。ジャイロスコープの測定誤差またはオフセットの例には、とりわけ、スケールファクタ誤差および／またはバイアス誤差が含まれることがある。バイアス誤差には、ジャイロスコープによって示される測定値とは独立した誤差またはオフセットが含まれることがある。スケールファクタ誤差には、ジャイロスコープによって示される測定値が増加するにつれて（線形または非線形に）増加する誤差またはオフセットが含まれることがある。センサー測定誤差は、他の要因中でもとりわけ、センサーの物理的特性（例えば、半導体の特性、機械的特性など）、個々のセンサー間の製造上のばらつき、および／またはセンサー動作に影響を与える環境要因（例えば、温度、湿度など）に起因することがある。
【0012】
いくつかの実装形態では、センサーは、そのような誤差またはオフセットを測定または他の方法でモデル化するように校正することができる。次に、得られた校正データを使用して、センサーからの将来の出力を修正し、これらの誤差の影響を軽減することができる。しかしながら、一部の例では、これらの誤差の範囲、大きさ、および／または他の特性は、経時的に変化することがある（例えば、ドリフト）。その結果、例えば、校正されたセンサー測定値は、校正プロセスが実行された時点から特定の時間が経過した後、場合によっては、誤差が発生しやすくなることがある。
【0013】
さらに、一部のシナリオでは、センサー校正プロセスは、時間がかかり、および／または高い校正（例えば、メンテナンス）コストに関連する可能性がある。例として、センサーが車、トラック、ボート、または他の車両などの車両に取り付けられているシナリオを考える。このシナリオにおいてセンサーを校正することは、例えば、車両をメンテナンス場所まで運転するか、他の方法で輸送すること、車両からセンサーを取り外すこと、センサーを校正またはテストプラットフォームに取り付けること、一連のセンサー入力をセンサーに適用して（例えば、所定の回転速度のシーケンスに従って配向センサーを回転させるなど）校正データを生成すること、テストプラットフォームからセンサーを取り外すこと、センサーを車両に再度取り付けること、および車両をメンテナンス場所から移動させるか、他の方法で輸送することを伴うことがある。
【0014】
したがって、本開示は、センサー測定誤差の校正および／または軽減のための追加および／または代替の実装形態を含み得る。
【0015】
一実装形態では、回転継手デバイスは、第１のプラットフォーム（例えば、ロータプラットフォーム）の第１の側が、第１のプラットフォームの回転に応答して、第２のプラットフォーム（例えば、ステータプラットフォーム）の第２の側に対して所与の距離内に留まるように配置された２つのプラットフォームを含む。一例では、２つのプラットフォームは、２つのプラットフォームの共通軸を中心とした第１のプラットフォームの回転に応答して、（所与の距離だけ離れた）２つのそれぞれの側の間の重なりを維持するために、共通軸を中心に同心に配置された円形ディスクを含み得る。
【0016】
いくつかの例では、デバイスはまた、プラットフォーム軸を中心に第１のプラットフォームを回転させるアクチュエータと、プラットフォーム軸を中心に第１のプラットフォームの角度位置を測定するエンコーダと、第１のプラットフォームに取り付けられた配向センサーと、を含む。配向センサーは、配向センサーの配向の変化の速度の指示を提供するように構成されている。例えば、配向センサーは、第１のプラットフォームの回転軸と整列され、および／またはそれと実質的に平行である基準軸を有するジャイロスコープを含み得る。したがって、この例では、ジャイロスコープの出力は、プラットフォーム軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置の変化も示し得る。
【0017】
いくつかの例では、デバイスはまた、デバイスを感知モードまたは校正モードで動作させるように構成されているコントローラ（例えば、コンピューティングデバイス、論理回路、制御システムなど）を含む。
【0018】
第１の例では、感知モードにある間、コントローラは、アクチュエータを制御するためのセンサーモード制御信号を生成してもよい。感知モード制御信号は、アクチュエータに、（ｉ）センサー出力信号によって示される配向センサーの配向の変化の速度の方向と反対の回転方向に沿って、および（ｉｉ）配向センサーの配向の変化の速度に基づいた回転速度で第１のプラットフォームを回転させることができる。例えば、コントローラは、感知モード制御信号を変調して、アクチュエータに、センサー出力信号によって示されるその基準軸を中心とした配向センサーの回転に対してプラットフォームを回転させ、それによって、配向センサーによる測定値の大きさをゼロの値（または他の目標値）に向かって駆動することができる。例えば、コントローラは、配向センサーから目標値に向かって測定値を駆動するための比例積分（ＰＩ）コントローラまたは他の制御ループフィードバックメカニズムを含み得る。この配置では、配向センサーによる測定値の大きさは比較的低いままであり得る（例えば、ゼロの値に近い）。その結果、例えば、これらの測定値の大きさに依存するスケールファクタ誤差を低減することができる。さらに、この例では、コントローラは、エンコーダ出力信号によって示される、（アクチュエータによって引き起こされる回転中にエンコーダによって収集される）プラットフォーム軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置の測定値に基づいて、デバイスの方向または配向を推定することができる。
【0019】
しかしながら、いくつかのシナリオでは、エンコーダ出力信号によって示される、プラットフォーム軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置の測定値はまた、エンコーダ測定誤差を起こしやすいことがある。例えば、本明細書に開示されるエンコーダの１つの例示的な実装形態では、エンコーダは、第１のプラットフォーム上に配設され、かつ実質的に円形配置でプラットフォーム軸を中心として配置された複数の磁石を含む。エンコーダはまた、複数の磁石の反対側の第２のプラットフォーム上に配設された磁場センサー（例えば、ホール効果センサーなど）を含む。この実装形態では、エンコーダ出力信号は、複数の磁石によって生成され、かつ磁場センサーによって測定された第１の磁場の測定値に基づくことができる。したがって、エンコーダ測定誤差は、エンコーダで発生する可能性のある物理的な欠陥の中でもとりわけ、複数の磁石の配置の真円度に関するエンコーダ欠陥、（例えば、磁場センサーが取り付けられている第２のプラットフォームの表面で）プラットフォームの回転軸に対する第１の磁場の同心性に関するエンコーダ欠陥によって引き起こされる誤差を含み得る。したがって、本明細書のいくつかの実装形態は、エンコーダ出力信号を校正することも伴うことがある。
【0020】
例えば、コントローラが校正モードでデバイスを操作している第２の例では、コントローラは、アクチュエータを制御するための校正制御信号を生成するように構成され得る。校正制御信号は、アクチュエータに、所定の方式（例えば、所定の回転速度および／または回転方向など）でプラットフォーム軸を中心に第１のプラットフォームを回転させることができる。第１のプラットフォームが校正モードで回転している間、コントローラは配向センサーから所与のセンサー出力信号を受信することができる。次に、所与のセンサー出力信号に基づいて、コントローラは、エンコーダ出力信号によって示されたプラットフォーム軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置を、プラットフォーム軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置の校正された測定値にマッピングするための校正データを判定することができる。
【0021】
他の例示的な配置、構成、機能、および動作も可能であり、本明細書の例示的な実装形態の中でより詳細に記載されている。
【0022】
ＩＩ．例示的な電気機械システムおよびデバイス
次に、例示的な実施形態が実装され得るシステムおよびデバイスについて、より詳細に記載する。概して、本明細書に開示される実施形態は、可動構成要素を含む任意の電気機械システムで使用することができる。例示的なシステムは、可動構成要素とシステムの他の部品との間の電力および／または信号の伝達を提供することができる。本明細書において記載される例示的な実施形態は、車両の他の構成要素および／または互いに通信するセンサーおよびホイールなどの可動構成要素を有する車両を含む。しかしながら、例示的な電気機械システムはまた、とりわけ、センサープラットフォーム（例えば、ＲＡＤＡＲプラットフォーム、ＬＩＤＡＲプラットフォーム、方向感知プラットフォームなど）、ロボットデバイス、産業システム（例えば、組立ラインなど）医療デバイス（例えば、医療画像化デバイスなど）、または移動通信システムなど他のデバイスで実装されるか、またはその形態をとることができる。
次に、例示的な実施形態が実装され得るシステムおよびデバイスについて、より詳細に記載する。概して、本明細書に開示される実施形態は、可動構成要素を含む任意の電気機械システムで使用することができる。例示的なシステムは、可動構成要素とシステムの他の部品との間の電力および／または信号の伝達を提供することができる。本明細書において記載される例示的な実施形態は、車両の他の構成要素および／または互いに通信するセンサーおよびホイールなどの可動構成要素を有する車両を含む。しかしながら、例示的な電気機械システムはまた、とりわけ、センサープラットフォーム（例えば、ＲＡＤＡＲプラットフォーム、ＬＩＤＡＲプラットフォーム、方向感知プラットフォームなど）、ロボットデバイス、産業システム（例えば、組立ラインなど）医療デバイス（例えば、医療画像化デバイスなど）、または移動通信システムなど他のデバイスで実装されるか、またはその形態をとることができる。
【0023】
さらに、「車両」という用語は、本明細書では、とりわけ、例えば、航空機、ウォータークラフト、宇宙船、車、トラック、バン、セミトレーラートラック、オートバイ、ゴルフカート、オフロード車両、倉庫輸送車両、農用車両、または線路に乗るキャリア（例えば、ローラーコースター、トロリー、トラム、電車など）を含む任意の移動物体をカバーするように広く解釈されることに留意する。
【0024】
図１Ａは、例示的な実施形態による車両１００を示す。特に、図１Ａは、車両１００の右側面図、前面図、背面図、および上面図を示す。車両１００は、上で論じたように、図１Ａに自動車として示されているが、他の実施形態が可能である。さらに、例示的な車両１００は、自律モードで動作するように構成され得る車両として示されているが、本明細書に記載される実施形態は、自律的に動作するように構成されていないか、または半自律的に動作するように構成されている車両にも適用可能である。したがって、例示的な車両１００は、限定することを意味するものではない。図示のように、車両１００は、５つのセンサーユニット１０２、１０４、１０６、１０８、および１１０と、ホイール１１２によって例示される４つのホイールとを含む。
【0025】
いくつかの実施形態では、センサーユニット１０２～１１０は、他の可能性の中でもとりわけ、全地球測位システムセンサー、慣性測定ユニット、無線検出および測距（ＲＡＤＡＲ）ユニット、カメラ、レーザー距離計、ＬＩＤＡＲ、および／または音響センサーなどのセンサーの任意の組み合わせを含み得る。
【0026】
図示のように、センサーユニット１０２は、ホイール１１２が取り付けられている車両１００の下面とは反対側の車両１００の上面に取り付けられている。さらに、センサーユニット１０４～１１０は、車両１００の上面以外の各側にそれぞれ取り付けられている。図示のように、センサーユニット１０４は、車両１００の前側に位置決めされ、センサー１０６は、車両１００の後側に位置決めされ、センサーユニット１０８は、車両１００の右側に位置決めされ、センサーユニット１１０は、車両１００の左側に位置決めされている。
【0027】
センサーユニット１０２～１１０は、車両１００の特定の場所に取り付けられるように示されているが、いくつかの実施形態では、センサーユニット１０２～１１０は、代替的には、車両１００の内側または外側のいずれかの異なる場所に取り付けられ得る。例えば、図１Ａは、車両１００のバックミラーに取り付けられたセンサーユニット１０８を示しているが、センサーユニット１０８は、代替的には、車両１００の右側に沿った別の場所に位置付けられてもよい。別の例として、車両１００は、車両１００の屋根（例えば、上面）に沿って取り付けられたより多くのセンサーユニットを含み、車両１００の他の側（例えば、右側、左側など）に沿って取り付けられたセンサーをより少なく含むか、または全く含まないように実装され得る。センサーユニット１０２～１１０の他の配置および構成も可能である。したがって、５つのセンサーユニットが示されているが、いくつかの実施形態では、より多くのまたはより少ないセンサーユニットが車両１００に含まれ得る。しかしながら、例のために、センサーユニット１０２～１１０は、図１Ａに示すように位置決めされている。
【0028】
いくつかの実施形態では、センサーユニット１０２～１１０のうちの１つ以上は、センサーが可動に取り付けられ得る１つ以上の可動マウントを含み得る。例えば、可動マウントは、回転プラットフォームを含み得る。代替的または追加的に、可動マウントは、傾斜プラットフォームを含み得る。傾斜プラットフォームに取り付けられたセンサーは、所与の範囲の角度および／または方位角内で傾斜させることができる。可動マウントは、他の形式も取り得る。
【0029】
さらに、いくつかの実施形態において、センサーユニット１０２～１１０のうちの１つ以上は、センサーおよび／または可動マウントを動かすことによってセンサーユニットにおけるセンサーの位置および／または配向を調整するように構成されている１つ以上のアクチュエータを含み得る。例示的なアクチュエータは、モータ、空気圧アクチュエータ、油圧ピストン、リレー、ソレノイド、および／または圧電アクチュエータを含む。他のクチュエータも可能である。
【0030】
図示のように、車両１００は、車両を走行面に沿って移動させるように回転するように構成されているホイール１１２などの１つ以上のホイールを含む。いくつかの実施形態では、ホイール１１２は、ホイール１１２のリムに結合された少なくとも１つのタイヤを含み得る。この目的のため、ホイール１１２は、金属とゴムの任意の組み合わせ、または他の材料の組み合わせを含み得る。車両１００は、これら示されたものに加えて、またはその代わりに１つ以上の他の構成要素を含み得る。
【0031】
図１Ｂは、車両１００の別の上面図を例示する。いくつかのシナリオでは、車両１００は、車両１００の１つ以上の回転軸を中心に回転することができ、回転軸は、ヨー軸１１４、ピッチ軸１１６、およびロール軸１１８として示されている。ヨー軸１１４は、車両の上部を通って（そして紙面の外に）延在する高さ方向の軸に対応し得る。例示的なシナリオでは、ヨー軸１１４を中心とした車両１００のヨー回転は、車両１００のポインティングまたは進行方向（例えば、走行面に沿った運動または移動の方向など）を調整することに対応し得る。
【0032】
ピッチ軸１１６は、車両１００の右側および左側を通って幅方向に延在する回転軸に対応し得る。例示的なシナリオでは、ピッチ軸１１６を中心とした車両１００のピッチ回転は、車両１００の加速または減速（例えば、ブレーキの適用など）から生じ得る。例えば、車両の減速は、車両を車両の前側に向かって傾斜させることがある（すなわち、ピッチ軸１１６を中心としたピッチ回転）。このシナリオでは、車両１００の前ホイールショック（図示せず）が圧縮して車両の運動量の変化による力を吸収し得、後ホイールショック（図示せず）が膨張して車両を前側に傾けることを可能にし得る。別の例示的なシナリオでは、ピッチ軸１１６を中心とした車両１００のピッチ回転は、車両１００が傾斜した走行面（例えば、丘など）に沿って移動し、それによって車両１００を走行面の傾斜に応じて上向きまたは下向き（すなわち、ピッチ方向）に傾斜させることから生じ得る。他のシナリオが同様に可能である。
【0033】
ロール軸１１８は、車両１００の前側および後側を通って長手方向に延在する回転軸に対応し得る。例示的なシナリオでは、ロール軸１１８を中心とした車両１００のロール回転は、車両が旋回操作を実行することに応答して発生し得る。例えば、車両が突然の右折操作を実行する場合、車両の運動量の変化によって引き起こされる力または右折操作により車両に作用する求心力などに応答して、車両は左側に向かってバンクすることがある（すなわち、ロール軸１１８を中心としたロール回転）。別の例示的なシナリオでは、車両１００が湾曲した走行面（例えば、道路の反りなど）に沿って移動する結果として、ロール軸１１８を中心とした車両１００のロール回転が発生することがあり、これは、走行面の曲率に応じて、車両１００を横方向（すなわち、ロール方向）に傾斜させることがある。他のシナリオが同様に可能である。
【0034】
様々な回転軸１１４、１１６、１１８の位置は、車両の重心の位置、車両のホイールの場所および／または取り付け位置など、車両１００の様々な物理的特性に応じて変動し得ることに留意する。したがって、様々な軸１１４、１１６、１１８が例のためにのみ図示されるように示されている。例えば、ロール軸１１８は、車両１１８の前側と後側を通る異なる経路を有するように代替的に位置決めすることができ、ヨー軸１１４は、示されているものとは異なる車両１００の上面の領域を通って延在することができる、など。
【0035】
図２は、例示的な実施形態による、車両２００の簡略ブロック図である。車両２００は、例えば、車両１００と同様であり得る。図示のように、車両２００は、推進システム２０２、センサーシステム２０４、制御システム２０６、周辺機器２０８、およびコンピュータシステム２１０を含む。他の実施形態において、車両２００は、より多くの、より少ない、または異なるシステムを含んでもよく、各システムは、より多くの、より少ない、または異なる構成要素を含んでもよい。さらに、示されたシステムおよび構成要素は、あらゆる方法で組み合わされるか、または分割され得る。
【0036】
推進システム２０２は、車両２００に動力運動を提供するように構成され得る。図示のように、推進システム２０２は、エンジン／モータ２１８、エネルギー源２２０、トランスミッション２２２、およびホイール／タイヤ２２４を含む。
【0037】
エンジン／モータ２１８は、内燃機関、電気モータ、蒸気エンジン、およびスターリングエンジンであり得るか、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。他のモータやエンジンも可能である。いくつかの実施形態において、推進システム２０２は、複数のタイプのエンジンおよび／またはモータを含み得る。例えば、ガソリン－電気ハイブリッド車は、ガソリンエンジンおよび電気モータを含むことができる。他の例も可能である。
【0038】
エネルギー源２２０は、エンジン／モータ２１８に全体的または部分的に動力を供給するエネルギー源であり得る。すなわち、エンジン／モータ２１８は、エネルギー源２２０を機械的エネルギーに変換するように構成され得る。エネルギー源２２０の例は、ガソリン、ディーゼル、プロパン、他の圧縮ガスベースの燃料、エタノール、ソーラパネル、バッテリー、および他の電力源を含む。エネルギー源２２０は、追加的または代替的に、燃料タンク、バッテリー、コンデンサ、および／またはフライホイールの任意の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、エネルギー源２２０は、車両２００の他のシステムにもエネルギーを提供し得る。
【0039】
トランスミッション２２２は、機械的動力をエンジン／モータ２１８からホイール／タイヤ２２４に伝達するように構成され得る。この目的ため、トランスミッション２２２は、ギアボックス、クラッチ、ディファレンシャル、駆動シャフト、および／または他の要素を含み得る。トランスミッション２２２が駆動シャフトを含む実施形態において、駆動シャフトは、ホイール／タイヤ２２４に結合されるように構成された１つ以上の軸を含むことができる。
【0040】
車両２００のホイール／タイヤ２２４は、一輪車、自転車／オートバイ、三輪車、または車／トラックの四輪形態を含む様々な形態で構成され得る。６輪以上を含むものなど、他のホイール／タイヤ形態も、可能である。いずれによせ、ホイール／タイヤ２２４は、他のホイール／タイヤ２２４に関して差動的に回転するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ホイール／タイヤ２２４は、トランスミッション２２２に固定的に取り付けられた少なくとも１つのホイールと、走行面と接触することができるホイールのリムに結合された少なくとも１つのタイヤとを含み得る。ホイール／タイヤ２２４は、金属とゴムの任意の組み合わせ、または他の材料の組み合わせを含み得る。推進システム２０２は、追加的または代替的に、示されているもの以外の構成要素を含み得る。
【0041】
センサーシステム２０４は、車両２００および／または車両２００が位置する環境に関する情報を感知するように構成されている任意の数のセンサー、ならびにセンサーの位置および／または配向を修正するように構成されている１つ以上のアクチュエータ２３６を含み得る。図示のように、センサーシステム２０４は、全地球測位システム（ＧＰＳ）２２６、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）２２８、ＲＡＤＡＲユニット２３０、レーザー距離計および／またはＬＩＤＡＲユニット２３２、およびカメラ２３４を含む。センサーシステム２０４は、例えば、車両２００の内部システム（例えば、Ｏ２モニタ、燃料計、エンジンオイル温度など）を監視するセンサーを含む追加のセンサーも含み得る。他のセンサーも可能である。いくつかの例では、センサーシステム２０４は、各々がそれぞれの位置（例えば、上面、下面、前側、後側、右側、左側など）で車両に取り付けられた複数のセンサーユニットとして実装され得る。
【0042】
ＧＰＳ２２６は、車両２００の地理的場所を推定するように構成されている任意のセンサー（例えば、ロケーションセンサー）を含み得る。この目的のため、例えば、ＧＰＳ２２６は、地球に対する車両２００の位置を推定するように構成されているトランシーバを含み得る。ＩＭＵ２２８は、慣性加速度に基づいて車両２００の位置および配向の変化を感知するように構成されている方向センサーの任意の組み合わせを含み得る。例示的なＩＭＵセンサーは、加速度計、ジャイロスコープ、他の方向センサーなどを含む。ＲＡＤＡＲユニット２３０は、無線信号を使用して車両２００が位置する環境内の物体を感知するように構成されている任意のセンサーを含み得る。いくつかの実施形態では、物体を感知することに加えて、ＲＡＤＡＲユニット２３０は、物体の速度および／または進行方向を感知するように構成され得る。
【0043】
レーザー距離計またはＬＩＤＡＲユニット２３２は、光を使用して車両２００が位置する環境内の物体を感知するように構成されている任意のセンサーを含み得る。特に、レーザー距離計またはＬＩＤＡＲユニット２３２は、１つ以上の光線を放出するように構成されている１つ以上の光源と、１つ以上の光線の反射を検出するように構成されている検出器とを含み得る。レーザー距離計／ＬＩＤＡＲユニット２３２は、（例えば、ヘテロダイン検出を使用して）コヒーレントまたはインコヒーレント検出モードで動作するように構成され得る。いくつかの例では、ＬＩＤＡＲユニット２３２は、複数のＬＩＤＡＲを含んでもよく、各ＬＩＤＡＲは、車両２００を中心とした環境の特定の領域をスキャンするのに好適な特定の位置および／または構成を有する。
【0044】
カメラ２３４は、車両２００の環境の画像をキャプチャすることができる任意のカメラ（例えば、スチルカメラ、ビデオカメラなど）を含み得る。アクチュエータ２３６は、システム２０４の１つ以上のセンサーの位置、配向、および／またはポインティング方向を調整するように構成されている任意のタイプのアクチュエータを含み得る。例示的なアクチュエータは、例の中でもとりわけ、モータ、空気圧アクチュエータ、油圧ピストン、リレー、ソレノイド、および圧電アクチュエータを含む。センサーシステム２０４は、追加的または代替的に、示されたもの以外の構成要素を含み得る。
【0045】
制御システム２０６は、車両２００および／またはその構成要素の動作を制御するように構成され得る。この目的のため、制御システム２０６は、ステアリングユニット２３８、スロットル２４０、ブレーキユニット２４２、センサーフュージョンアルゴリズム２４４、コンピュータビジョンシステム２４６、ナビゲーションまたは経路設定システム２４８、および障害物回避システム２５０を含み得る。
【0046】
ステアリングユニット２３８は、車両２００の進行方向を調整するように構成されている機構の任意の組み合わせであり得る。スロットル２４０は、エンジン／モータ２１８の動作速度、ひいては、車両２００の速度を制御するように構成されている機構の任意の組み合わせであり得る。ブレーキユニット２４２は、車両２００を減速するように構成されている機構の任意の組み合わせであり得る。例えば、ブレーキユニット２４２は、ホイール／タイヤ２２４を遅くするように、摩擦を使用してもよい。いくつかの例では、ブレーキユニット２４２はまた、ホイール／タイヤ２２４の運動エネルギーを電流に変換することができる。
【0047】
センサーフュージョンアルゴリズム２４４は、センサーシステム２０４からのデータを入力として受け入れるように構成されているアルゴリズム（またはアルゴリズムを記憶するコンピュータプログラム製品）であり得る。データは、例えば、センサーシステム２０４のセンサーで感知された情報を表すデータを含み得る。センサーフュージョンアルゴリズム２４４は、例えば、Ｋａｌｍａｎフィルタ、Ｂａｙｅｓｉａｎネットワーク、本明細書の方法のいくつかの機能のためのアルゴリズム、または任意の他のアルゴリズムを含み得る。センサーフュージョンアルゴリズム２４４はさらに、例えば、車両１００が位置する環境における個々の物体および／または特徴の査定、特定の状況の査定、および／または特定の状況に基づいて考えられる影響の査定を含む、センサーシステム２０４からのデータに基づく様々な評価を提供するように構成され得る。
【0048】
コンピュータビジョンシステム２４６は、例えば、交通信号、および障害物を含む、車両２００が位置する環境における物体および／または特徴を識別するために、カメラ２３４によって捕捉された画像を処理および分析するように構成された任意のシステムであり得る。この目的のため、コンピュータビジョンシステム２４６は、物体認識アルゴリズム、Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｆｒｏｍ Ｍｏｔｉｏｎ（ＳＦＭ）アルゴリズム、ビデオ追跡、または他のコンピュータビジョン技術を使用し得る。いくつかの実施形態において、コンピュータビジョンシステム２４６は、追加的に、環境をマッピングし、物体を追跡し、物体の速度を推定するなどのために構成され得る。
【0049】
ナビゲーションおよび経路設定システム２４８は、車両２００の走行経路を判定するように構成されている任意のシステムであり得る。ナビゲーションおよび経路設定システム２４８は、追加的に、車両２００が動作中に、動的に走行経路を更新するように構成され得る。いくつかの実施形態では、ナビゲーションおよび経路設定システム２４８は、車両２００の走行経路を判定するために、センサーフュージョンアルゴリズム２４４、ＧＰＳ２２６、ＬＩＤＡＲユニット２３２、および／または車両２００の環境の１つ以上の所定のマップからのデータを組み込むように構成され得る。障害物回避システム２５０は、車両２００が位置する環境における障害物を識別、査定、および回避、または他の方法で通り抜けるように構成されている任意のシステムであり得る。制御システム２０６は、追加的または代替的に、示されたもの以外の構成要素を含み得る。
【0050】
周辺機器２０８（例えば、入力インターフェース、出力インターフェースなど）は、車両２００が外部センサー、他の車両、外部コンピューティングデバイス、および／またはユーザーと相互作用することを可能にするように構成され得る。この目的のため、周辺機器２０８は、例えば、無線通信システム２５２、タッチスクリーン２５４、マイクロフォン２５６、および／またはスピーカ２５８を含み得る。
【0051】
無線通信システム２５２は、直接または通信ネットワークを介して、１つ以上の他の車両、センサー、または他のエンティティに無線で結合するように構成されている任意のシステムであり得る。この目的のために、通信インターフェース２５２は、他の車両、センサー、サーバ、または他のエンティティと直接または通信ネットワークを介して通信するためのアンテナまたはチップセットを含み得る。チップセットまたは無線通信システム２５２は、概して、他の可能性の中でもとりわけ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩＥＥＥ８０２．１１（任意のＩＥＥＥ８０２．１１改訂版を含む）に記載される通信プロトコル、セルラー技術（ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ、ＥＶ－ＤＯ、ＷｉＭＡＸ、またはＬＴＥなど）、Ｚｉｇｂｅｅ、専用狭域通信（ＤＳＲＣ）、および無線周波数識別（ＲＦＩＤ）通信などの１つ以上のタイプの無線通信（例えば、プロトコル）に従って通信するように配置され得る。無線通信システム２５２は、他の形式も取り得る。
【0052】
タッチスクリーン２５４は、車両２００にコマンドを入力するための入力インターフェースとしてユーザーによって使用され得る。この目的のため、タッチスクリーン２５４は、他の可能性の中でもとりわけ、静電容量感知、抵抗感知、または弾性表面波プロセスを介して、ユーザーの指の位置および動きのうちの少なくとも１つを感知するように構成され得る。タッチスクリーン２５４は、タッチスクリーン表面に平行または平面的な方向、タッチスクリーン表面に垂直な方向、またはその両方における指の動きを感知することが可能であり得、またタッチスクリーン表面に加えられる圧力のレベルを感知することも可能であり得る。タッチスクリーン２５４は、１つ以上の半透明または透明の絶縁層と、１つ以上の半透明または透明の導電層とで形成され得る。タッチスクリーン２５４は、他の形式も取り得る。
【0053】
マイクロフォン２５６は、車両２００のユーザーから音声（例えば、音声コマンドまたは他の音声入力）を受信するように構成され得る。同様に、スピーカ２５８は、車両２００のユーザーに音声を出力するように構成され得る。周辺機器２０８は、追加的または代替的に、示されたもの以外の構成要素を含み得る。
【0054】
コンピュータシステム２１０は、推進システム２０２、センサーシステム２０４、制御システム２０６、および周辺機器２０８のうちの１つ以上にデータを送信する、それからデータを受信する、それと相互作用する、および／またはそれを制御するように構成され得る。この目的のため、コンピュータシステム２１０は、システムバス、ネットワーク、および／または他の接続メカニズム（図示せず）によって、推進システム２０２、センサーシステム２０４、制御システム２０６、および周辺機器２０８のうちの１つ以上に通信可能にリンクされ得る。
【0055】
一例では、コンピュータシステム２１０は、燃料効率を改善するためにトランスミッション１２２の動作を制御するように構成され得る。別の例として、コンピュータシステム２１０は、カメラ２３４に環境の画像を捕捉させるように構成され得る。さらに別の例として、コンピュータシステム２１０は、センサーフュージョンアルゴリズム２４４に対応する命令を記憶および実行するように構成され得る。他の例も、同様に可能である。
【0056】
図示のように、コンピュータシステム２１０は、プロセッサ２１２およびデータストレージ２１４を含む。プロセッサ２１２は、１つ以上の汎用プロセッサおよび／または１つ以上の専用プロセッサを含み得る。プロセッサ２１２が２つ以上のプロセッサを含む限り、そのようなプロセッサは、別々にまたは組み合わせて動作することができる。データストレージ２１４は、次に、他の可能性の中でもとりわけ、光学的、磁気的、および／または有機的ストレージなどの１つ以上の揮発性および／または１つ以上の不揮発性ストレージ構成要素を備えてもよく、データストレージ２１４は、全体的に、または部分的にプロセッサ２１２と統合されてもよい。
【0057】
いくつかの実施形態では、データストレージ２１４は、様々な車両機能を実行するためにプロセッサ２１２によって実行可能な命令２１６（例えば、プログラムロジック）を含む。データストレージ２１４は、推進システム２０２、センサーシステム２０４、制御システム２０６、および／または周辺機器２０８のうちの１つ以上にデータを送信する、それからデータを受信する、それと相互作用する、および／またはそれを制御するための命令を含む追加の命令も含み得る。いくつかの実施形態では、データストレージ２１４はまた、センサーシステム２０４内の１つ以上のセンサーの校正データを含む。例えば、校正データは、以前に取得されたセンサー測定値と、センサーへの１つ以上の所定の入力との間のマッピングを含み得る。コンピュータシステム２１０は、追加的または代替的に、示されたもの以外の構成要素を含み得る。
【0058】
電源２６０は、車両２００の構成要素の一部またはすべてに電力を供給するように構成され得る。この目的のため、電源２６０は、例えば、再充電可能なリチウムイオンまたは鉛酸バッテリーを含み得る。いくつかの実施形態では、バッテリーの１つ以上のバンクが、電力を提供するように構成され得る。他の電源材料および構成も可能である。いくつかの実施形態において、電源２６０およびエネルギー源２２０は、例えば、一部の全電気自動車のように、１つの構成要素としてまとめて実装されてもよい。
【0059】
いくつかの実施形態において、車両２００は、示されているものに加えて、またはその代わりに、１つ以上の要素を含み得る。例えば、車両２００は、１つ以上の追加のインターフェースおよび／または電源を含んでもよい。他の追加の構成要素も可能である。このような実施形態において、データストレージ２１４は、追加の構成要素を制御および／またはそれと通信するように、プロセッサ２１２によって実行可能な命令をさらに含み得る。まださらに、構成要素およびシステムの各々が車両２００に統合されるように示されているが、いくつかの実施形態において、１つ以上の構成要素またはシステムは、有線または無線接続を使用して車両２００に取り外し可能に取り付けられるか、または他の方法で（機械的または電気的に）接続され得る。
【0060】
ＩＩＩ．例示的な回転継手構成
例の中で、回転継手は、電気機械システムの２つの構造間のインターフェースとして構成されてもよく、２つの構造の一方または両方は、他の構造に対して回転するか、他の方法で動くように構成されている。その目的のため、いくつかの実装形態では、回転継手の一部（例えば、ロータ）は、例示的なシステムの１つの構造に結合されてもよく、別の部分（例えば、ステータ）は、例示的なシステムの他の構造に結合されてもよい。追加的または代替的に、いくつかの実装形態では、回転継手は、互いに対して回転する（または動く）２つの構造の間に配置された構造内に含まれてもよい。例えば、例示的な回転継手は、２つのロボットリンクを結合するロボット関節に配設されてもよい。他の実装形態も、同様に可能である。
例の中で、回転継手は、電気機械システムの２つの構造間のインターフェースとして構成されてもよく、２つの構造の一方または両方は、他の構造に対して回転するか、他の方法で動くように構成されている。その目的のため、いくつかの実装形態では、回転継手の一部（例えば、ロータ）は、例示的なシステムの１つの構造に結合されてもよく、別の部分（例えば、ステータ）は、例示的なシステムの他の構造に結合されてもよい。追加的または代替的に、いくつかの実装形態では、回転継手は、互いに対して回転する（または動く）２つの構造の間に配置された構造内に含まれてもよい。例えば、例示的な回転継手は、２つのロボットリンクを結合するロボット関節に配設されてもよい。他の実装形態も、同様に可能である。
【0061】
図３は、例示的な実施形態による、回転継手を含むデバイス３００の簡略ブロック図である。例えば、デバイス３００は、車両１００、２００、および／または任意の他の電気機械システムのいずれかなどの電気機械システムの可動構成要素間のインターフェースとして使用することができる。したがって、例えば、デバイス３００は、他の例の中でもとりわけ、センサーユニット１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、センサーシステム２０４に含まれるセンサーを取り付ける回転プラットフォームなど、システム（またはサブシステム）の２つの可動構成要素間の動力伝達を容易にする回転継手として物理的に実装され得る。図示のように、デバイス３００は、第１のプラットフォーム３１０および第２のプラットフォーム３３０を含む。
【0062】
第１のプラットフォーム３１０は、ロータまたは他の可動構成要素を含み得るか、またはそれらに結合され得る。例えば、プラットフォーム３１０は、プラットフォーム３３０に対して、およびプラットフォーム３１０の回転軸（例えば、ロータ軸）を中心に回転するように構成され得る。したがって、例の中で、プラットフォーム３１０は、回転継手構成における回転プラットフォームとして構成することができる。図示のように、プラットフォーム３１０は、センサー３１２、コントローラ３１４、通信インターフェース３１６、電力インターフェース３１８、および１つ以上の磁石３２０を含む。
【0063】
いくつかの例では、プラットフォーム３１０は、プラットフォーム３１０の様々な構成要素を支持するおよび／または取り付けるのに適切な任意の固体材料を含み得る。例えば、プラットフォーム３１０は、通信インターフェース３１６および／またはプラットフォーム３１０の他の構成要素を取り付けるプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み得る。この場合のＰＣＢはまた、プラットフォーム３１０の構成要素（例えば、センサー３１２、コントローラ３１４、通信インターフェース３１６、電力インターフェース３１８など）のうちの１つ以上を互いに電気的に結合する回路（図示せず）も含むことができる。この場合のＰＣＢは、取り付けられた構成要素が、プラットフォーム３３０の対応する側に面するか、または対向するプラットフォーム３１０の側に沿うように位置決めすることができる。この配置では、例えば、プラットフォーム３１０および３３０は、プラットフォーム３３０に対するプラットフォーム３１０の回転に応答して、互いに所定の距離内に留まり得る。
【0064】
センサー３１２は、センサーシステム２０４の１つ以上のセンサー、車両１００に含まれる１つ以上のセンサー、および／またはプラットフォーム３１０に取り付けることができる任意の他のセンサーなど、プラットフォーム３１０に取り付けられるセンサーの任意の組み合わせを含み得る。例示的なセンサーの非包括的なリストは、他の例の中でもとりわけ、方向センサー（例えば、ジャイロスコープ）、リモート感知デバイス（例えば、ＲＡＤＡＲ、ＬＩＤＡＲなど）、音センサー（例えば、マイクロフォン）を含み得る。
【0065】
コントローラ３１４は、第１のプラットフォーム３１０の構成要素のうちの１つ以上を動作させるように構成され得る。その目的のため、コントローラ３１４は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、データストレージ、論理回路、および／またはデバイス３００の１つ以上の構成要素を動作させるように構成されている任意の他の回路の任意の組み合わせを含み得る。一実装形態では、コンピューティングシステム２１０と同様に、コントローラ３１４は、データストレージ（例えば、データストレージ２１４）に記憶された命令（例えば、命令２１６）を実行して、センサー３１２、インターフェース３１６などを動作させる１つ以上のプロセッサ（例えば、プロセッサ２１２）を含む。別の実装形態では、コントローラ３１４は、代替的または追加的に、デバイス３００の１つ以上の構成要素を動作させるために本明細書に記載される機能およびプロセスの１つ以上を実行するように配線された回路を含む。一例では、コントローラ３１４は、センサー３１２によって収集されたセンサーデータを受信し、センサーデータを示す変調された電気信号を通信インターフェース３１６に提供するように構成することができる。例えば、センサーデータは、センサー３１２の測定された配向、周辺環境のスキャン、検出された音、および／またはセンサー３１２の任意の他のセンサー出力を示し得る。
【0066】
通信インターフェース３１６は、プラットフォーム３１０と３３０との間でデータおよび／または命令を送信（例えば、信号３０２）および／または受信（例えば、信号３０４）するように構成されている無線または有線通信構成要素（例えば、送信機、受信機、アンテナ、光源、光検出器など）の任意の組み合わせを含み得る。通信インターフェース３１６が光通信インターフェースである一例では、インターフェース３１６は、プラットフォーム３３０に含まれる光検出器による受信のために変調光信号３０２を放出するように配置された１つ以上の光源を含み得る。例えば、信号３０２は、センサー３１２によって収集されたセンサーデータを示し得る。さらに、この例では、インターフェース３１６は、プラットフォーム３３０から放出された変調光信号３０４を受信するための光検出器を含み得る。例えば、信号３０４は、センサー３１２および／またはプラットフォーム３１０に結合された任意の他の構成要素を動作させるための命令を示し得る。この場合、コントローラ３１４は、インターフェース３１６を介して検出された受信された命令に基づいて、センサー３１２を動作させることができる。
【0067】
電力インターフェース３１８は、プラットフォーム３１０と３３０との間の電力の無線（または有線）伝送のために構成されている１つ以上の構成要素を含み得る。例として、インターフェース３１８は、トランスコイルを通って延在する磁束を受けるように配置されたトランスコイル（図示せず）を含み、プラットフォーム３１０の１つ以上の構成要素（例えば、センサー３１２、コントローラ３１４、通信インターフェース３１６など）に電力供給するための電流を誘導し得る。例えば、トランスコイルは、プラットフォーム３３０に含まれる対応するトランスコイルに対向するプラットフォーム３１０の中央領域を中心として配置することができる。さらに、例えば、デバイス３００はまた、インターフェース３１８内のトランスコイル（および／またはプラットフォーム３３０に含まれるトランスコイル）を通って延在する磁気コア（図示せず）も含み、それぞれのトランスコイルを通る磁束を誘導し、それにより、２つのプラットフォーム間の電力伝送の効率を改善することができる。他の構成も同様に可能である。
【0068】
磁石３２０は、鉄、強磁性化合物、フェライトなど強磁性材料、および／または磁化されてプラットフォーム３１０の第１のプラットフォーム磁場を生成する任意の他の材料から形成することができる。
【0069】
一実装形態では、磁石３２０は、プラットフォーム３１０の回転軸を中心に実質的に円形配置にある複数の磁石として実装され得る。例えば、磁石３２０は、回転軸と同心である円に沿って配置されて、プラットフォーム３３０に向かっておよび／またはプラットフォーム３３０を通って延在する結合磁場を生成することができる。さらに、例えば、磁石３２０の隣接する磁石は、プラットフォーム３３０に面している所与の磁石の表面に沿った所与の磁石の磁極が、同様の表面に沿った隣接する磁石の磁極と反対になるように交互方向に磁化され得る。例えば、この配置では、磁場は、所与の磁石の表面からプラットフォーム３３０に向かって、次いで、隣接する磁石の表面に向かって延在し得る。さらに、別の磁場は、所与の磁石の表面からプラットフォーム３３０に向かって、次いで、別の隣接する磁石に向かって延在し得る。
【0070】
別の実装形態では、磁石３２０は、第１のプラットフォームの回転軸と同心である単一のリング磁石として実装され得る。この実装形態では、リング磁石は、上記の複数の磁石と同様の磁化パターンを有するように磁化され得る。例えば、リング磁石は、複数のリングセクター（例えば、それぞれの放射軸間のリング磁石の領域）を有するプリント磁石として実装され得る。この例では、リング磁石の隣接するリングセクターを交互方向に磁化して、プラットフォーム３３０に面する複数の交互の磁極を画定し得る。
【0071】
図示のように、磁石３２０は、任意選択的に、インデックス磁石３２２を含み得る。インデックス磁石３２２は、磁石３２０内の他の磁石の特性とは異なる特性を有するように構成されている磁石（例えば、強磁性材料など）を含み得る。
【0072】
磁石３２０が円形配置の複数の磁石を含む第１の例では、インデックス磁石３２２は、プラットフォーム３１０の回転軸に対して第１の距離に位置付けることができ、磁石３２０の他の磁石は、回転軸に対して第１の距離とは異なる第２の距離に位置決めすることができる。追加的または代替的に、例えば、インデックス磁石３２２は、他の磁石と第２のプラットフォームとの間の実質的に均一な距離に対して、第２のプラットフォームに対してオフセット距離に位置決めすることができる。追加的または代替的に、例えば、インデックス磁石３２２は、１つ以上の隣接する磁石に対して特定の分離距離で位置決めすることができる。この場合、他の磁石は、特定の分離距離とは異なる実質的に均一な分離距離で離間することができる。
【0073】
第２の例では、インデックス磁石３２２は、磁石３２０の他の磁石の第２のサイズとは異なる第１のサイズ（例えば、幅、長さ、深さなど）を有することができる。
【0074】
第３の例では、インデックス磁石３２２は、磁石３２０内の他の磁石の第２の磁化強度とは異なる第１の磁化強度（例えば、磁束密度、磁場強度など）を有するように磁化することができる。
【0075】
第４の例では、インデックス磁石３２２は、磁石３２０内の他の磁石の磁化パターンと比較して異なる磁化パターンを有するように磁化することができる。例えば、インデックス磁石３２２の第１の部分は、第１の方向に磁化することができ（例えば、Ｎ極はプラットフォーム３３０を指す）、インデックス磁石３２２の第２の部分は、第１の方向と反対の第２の方向に磁化することができる（例えば、Ｓ極はプラットフォーム３３０を指す）が、磁石３２０内の他の磁石は、単一方向に磁化することができる（例えば、Ｎ極またはＳ極のうちの一方のみがプラットフォーム３３０を指す）。
【0076】
磁石３２０が単一のリング磁石を含む第５の例では、インデックス磁石３２２は、第１の方向に磁化された第１の部分と、反対方向に磁化された第２の部分とを含む磁石３２０のインデックスリングセクターとして実装され得る。代替的または追加的に、第２の部分は、第１の部分を取り囲み、インデックスリングセクターに隣接する２つのリングセクターに接続する磁石３２０の磁化領域として物理的に実装され得る。
【0077】
磁石３２０が単一のリング磁石を含む第６の例では、複数の磁石を含む実装形態についての上記の様々な差別化特性は、リング磁石の磁化特性を調整することによって同様に実装され得る。一例では、インデックスリングセクターは、他のリングセクターの実質的に均一なサイズと比較して、異なるサイズ（例えば、角度幅など）を有することができる。別の例では、インデックスリングセクターは、他のリングセクター間の対応する実質的に均一な距離とは異なる距離で隣接するリングセクターから分離することができる（例えば、リング磁石の消磁領域によってインデックスリングセクターを囲むなど）。
【0078】
第２のプラットフォーム３３０は、上記の議論に沿って、回転継手構成にあるステータプラットフォームとして構成することができる。例えば、プラットフォーム３１０の回転軸は、プラットフォーム３１０が、プラットフォーム３３０に対して所定の距離内に留まりながらプラットフォーム３３０に対して回転するように、プラットフォーム３３０を通って延在することができる。図示のように、プラットフォーム３３０は、コントローラ３３４、通信インターフェース３３６、電力インターフェース３３８、複数の導電性構造３４０、回路３５０、および磁場センサー３９０を含む。したがって、例えば、プラットフォーム３３０は、プラットフォーム３３０に取り付けられた、または他の方法で結合された様々な構成要素を支持するのに適切な固体材料の任意の組み合わせから形成することができる。例えば、プラットフォーム３３０は、１つ以上の構成要素（例えば、インターフェース３３６、３３８、センサー３９０など）を取り付ける回路基板を含み得る。
【0079】
コントローラ３３４は、例えば、コントローラ３１４と同様に、様々な物理的な実装形態（例えば、プロセッサ、論理回路、アナログ回路、データストレージなど）を有することができる。さらに、コントローラ３３４は、それぞれ、コントローラ３１４、通信インターフェース３１６、および信号３０２と同様に、通信インターフェース３３６を動作させて、データまたは命令の伝送を示す信号３０４を送信することができる。例えば、コントローラ３３４は、インターフェース３３６（例えば、トランシーバ、アンテナ、光源など）を動作させて、センサー３１２および／またはプラットフォーム３１０の任意の他の構成要素を動作させるための命令を示す変調無線信号を提供することができる。さらに、例えば、コントローラ３３４は、インターフェース３３６から、プラットフォーム３１０から送信された変調信号３０２を示す変調電気信号を受信することができる。
【0080】
したがって、通信インターフェース３３６は、インターフェース３１６と同様に実装され、信号３０２および３０４を介したプラットフォーム３１０と３３０との間の通信を容易にすることができる。
【0081】
電力インターフェース３３８は、電力インターフェース３１８と同様に構成することができ、したがって、電力インターフェース３１８とともに動作されて、プラットフォーム３１０と３３０との間の電力の伝送を容易にすることができる。例として、インターフェース３３８は、トランスコイル（図示せず）を含んでもよく、コントローラ３３４は、トランスコイルを通して電流を流すように構成され得る。次に、電流は、電力インターフェース３１８の対応するトランスコイル（図示せず）を通って延在する磁束を生成して、対応するトランスコイルを通る電流を誘導し得る。したがって、誘導された電流は、プラットフォーム３１０の１つ以上の構成要素に電力を提供することができる。さらに、いくつかの例では、デバイス３００はまた、プラットフォーム３１０の回転軸に沿って、そして電力インターフェース３１８および３３８のそれぞれのトランスコイル（図示せず）を通って延在する磁気コア（図示せず）を含み得る。例えば、磁気コアは、電力インターフェース３３８のトランスコイルによって生成された磁束を、電力インターフェース３１８のトランスコイルを通して案内して、プラットフォーム３１０と３３０との間の電力伝送の効率を改善することができる。
【0082】
導電性構造３４０は、一緒に電気的に結合されて、プラットフォーム３１０の回転軸を中心に延在する導電経路を画定して、磁石３２０によって生成された第１のプラットフォーム磁場と重なる、導電性材料（例えば、銅、他の金属など）の部分を含み得る。例として、導電性構造３４０は、プラットフォーム３１０の回転軸と同心である円に沿った第１の同一平面の配置における第１の複数の導電性構造を含み得る。さらに、この例では、導電性構造３４０はまた、第１の複数の導電性構造に平行に重なり合うように、第２の同一平面の配置における第２の複数の導電性構造を含み得る。例えば、回路基板の実装において、第１の複数の導電性構造は、回路基板の単層に沿って配設またはパターン化され得、第２の複数の導電性構造は、回路基板の別の層に沿って配設またはパターン化され得る。
【0083】
上記の例を続けると、デバイス３００はまた、例えば、回路基板の２つの層間のドリル穴（例えば、ビア）を通って延在する導電性材料などの複数の電気接点（図示せず）を含むことができる。電気接点は、第１の複数の導電性構造を第２の複数の導電性構造に結合して、第１のプラットフォームの磁石３２０の円形配置と重なるように回転軸を中心に延在する１つ以上の導電性コイルを画定し得る。次に、回路３５０（および／またはコントローラ３３４）は、１つ以上の電流を１つ以上のコイルを通して流し、１つ以上のコイル内に延在する第２のプラットフォーム磁場を生成することができる。次に、第１のプラットフォーム磁場は、第２のプラットフォーム磁場と相互作用して、プラットフォーム３１０に作用する力またはトルクを提供することができる。次に、誘導された力は、プラットフォーム３１０をその回転軸を中心に回転させ得る。さらに、いくつかの例では、回路３５０（および／またはコントローラ３３４）は、コイルを通して流れる電流を調整することによって、第２のプラットフォーム磁場を変調することができる。そうすることにより、例えば、デバイス３００は、回転軸を中心としたプラットフォーム３１０の回転方向または回転速度を制御することができる。
【0084】
したがって、回路３５０は、配線、導電性材料、コンデンサ、抵抗器、増幅器、フィルタ、コンパレータ、電圧レギュレータ、コントローラの任意の組み合わせ、および／または導電性構造３４０を通って流れる電流を提供および変調するように配置された任意の他の回路を含み得る。例えば、回路３５０は、電流を調整して、第２のプラットフォーム磁場を修正し、それによって、回転するプラットフォーム３１０の特定の回転特性（例えば、方向、速度など）を達成するように構成され得る。
【0085】
磁場センサー３９０は、磁石３２０に関連付けられた第１のプラットフォーム磁場の１つ以上の特性（例えば、方向、角度、大きさ、磁束密度など）を測定するように構成され得る。例えば、センサー３９０は、磁石３２０および／または第１のプラットフォーム磁場に重なるように配置された１つ以上の磁力計を含み得る。例示的なセンサーの非包括的なリストは、他の例の中でもとりわけ、プロトン磁力計、オーバーハウザー効果センサー、セシウム蒸気センサー、カリウム蒸気センサー、回転コイルセンサー、ホール効果センサー、磁気抵抗素子センサー、フラックスゲート磁力計、超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）センサー、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）センサー、スピン交換緩和フリー（ＳＥＲＦ）原子センサーを含む。一実装形態では、センサー３９０は、直交座標系表現（例えば、ｘｙｚ軸成分）または他のベクトル場表現に従って、センサー３９０の位置における第１のプラットフォーム磁場の角度（および／または大きさ）の指示を出力する３次元（３Ｄ）ホール効果センサーを含み得る。
【0086】
したがって、デバイス３００は、回転軸を中心としたプラットフォーム３１０の配向または位置を判定するための基礎として、センサー３９０からの出力を使用することができる。例として、センサー３９０は、磁石３２０のうちの２つの隣接する磁石の間に延在する第１のプラットフォーム磁場の一部分と重なるように位置決めすることができる。例えば、第１のプラットフォーム３１０が回転すると、その部分の角度がセンサー３９０の位置において変化することがあるため、回路３５０（および／またはコントローラ３３４）は、センサー３９０からの出力をサンプリングして、２つの隣接する磁石に対するセンサー３９０の位置を推定することができる。
【0087】
したがって、この配置では、デバイス３００は、プラットフォーム３１０を作動させることと、プラットフォーム３１０（例えば、磁気エンコーダ）の配向を測定することの両方ための構成要素として磁石３２０を使用することができる。この構成により、コストが削減され、よりコンパクトな設計のアクチュエータおよび磁気エンコーダが提供され得る。
【0088】
さらに、いくつかの実装形態では、センサー３９０は、構造３４０によって画定されたコイルと交差する円形経路に沿って位置決めすることができる。例えば、構造３４０内の２つの特定の構造は、構造３４０内の他の隣接する構造間の均一な距離よりも大きい所与の距離だけ離間することができる。さらに、センサー３９０は、これらの２つの特定の構造の間に位置決めすることができる。この配置により、例えば、センサー３９０を磁石３２０に対して近い距離に位置付けながら、第２のプラットフォームの磁場による、センサー３９０による第１のプラットフォームの磁場の測定との干渉を軽減することができる。
【0089】
磁石３２０がインデックス磁石３２２を含む実装形態では、インデックス磁石３２２とインデックス磁石３２２に隣接する１つ以上の磁石との間に延在する第１のプラットフォームの磁場の特定の部分は、第１のプラットフォームの磁場の他の部分に対して、１つ以上の差別化特性を有し得る。例として、インデックス磁石３２２が、プラットフォーム３１０の回転軸に対して、その回転軸と磁石３２０のうちの他の磁石との間の実質的に均一な距離とは異なる距離に位置決めされている場合、第１のプラットフォームの磁場の特定の部分の方向は、他の部分のそれぞれの方向とは異なり得る。したがって、いくつかの例では、回路３５０（および／またはコントローラ３３４）は、この差の検出を、センサー３９０がインデックス磁石３２２、またはインデックス磁石３２２と隣接する磁石との間の領域と重なるプラットフォーム３１０の配向と関連付けることができる。このプロセスを通じて、例えば、デバイス３００は、センサー３９０の出力を、インデックス磁石３２２の位置に対するプラットフォーム３１０の配向の範囲にマッピングし得る。
【0090】
いくつかの実装形態では、デバイス３００は、図示されたものよりも少ない構成要素を含み得る。例えば、デバイス３００は、インデックス磁石３２２、センサー３９０、および／または図示された任意の他の構成要素なしで実装され得る。さらに、いくつかの実装形態では、車両３００は、これら図示されたものに加えて、またはその代わりに１つ以上の他の構成要素を含んでもよい。例えば、プラットフォーム３１０および／または３４０は、追加または代替のセンサー（例えば、マイクロフォン２５６など）、コンピューティングサブシステム（例えば、ナビゲーションシステム２４８など）、および／または車両１００および２００の構成要素のうちのいずれかなどの任意の他の構成要素を含み得る。加えて、図示された様々な機能ブロックは、図示されたものとは異なる配置で配置され得るか、または組み合わされ得ることに留意する。例えば、プラットフォーム３１０に含まれる構成要素のいくつかは、代替的に、プラットフォーム３３０に含まれ得るか、またはデバイス３００の別個の構成要素として実装され得る。
【0091】
図４Ａは、例示的な実施形態による、回転継手を含むデバイス４００の側面図を示す。例えば、デバイス４００は、デバイス３００と同様であってもよく、車両１００および２００などの電気機械システムとともに使用することができる。図示のように、デバイス４００は、それぞれプラットフォーム３１０および３３０と同様であり得るロータプラットフォーム４１０およびステータプラットフォーム４３０を含む。さらに、図示のように、デバイス４００は、プラットフォーム４１０上に配設された配向センサー４１２を含む。例えば、センサー４１２は、センサー３１２と同様であり得る。
【0092】
センサー４１２は、基準軸４１３を中心とした配向センサー４１２の配向（またはその変化の速度）を示すセンサー出力信号を提供するように構成されている任意の配向または方向センサーを含み得る。例えば、センサー４１２は、ジャイロスコープセンサーを含んでもよい。図示のように、センサー４１２は、センサー４１２の基準軸４１３がプラットフォーム４１０の回転の軸４０６と整列される（例えば、平行になる）ように、プラットフォーム４１０に取り付けられる。この配置では、例えば、センサー出力信号によって示される配向センサー４１２の配向への変化の速度の測定値は、軸４０６を中心としたプラットフォーム４１０の回転速度にも対応し得る。
【0093】
いくつかの例では、センサー４１２は、車両の運動方向（またはその変化の速度）の指示を提供するためのヨーセンサーとして構成することができる。例として、デバイス４００が、車両１００に取り付けられ、図４Ａに示される軸４１３が、図１Ｂに示される車両１００のヨー軸１１４に対応するか、または平行であるシナリオを考える。この配置では、センサー４１２のセンサー出力信号は、車両１００のヨー方向（またはその変化）を示し得る。上記のシナリオを続けると、センサー４１２の最初のヨー方向は、軸４１３に垂直であり、紙面の外に向かう方向に対応し得る。このシナリオでは、車両１００が軸１１４を中心に回転する場合、センサー４１２は、軸４１３を中心とした同様の回転を経験し得、したがって、軸４１３を中心としたセンサー４１２（「ヨーセンサー」）の配向は、ヨー軸１１４を中心とした車両のヨー方向の変化と同様に変化し得る。
【0094】
代替的または追加的に、他の例では、センサー４１２は、ピッチセンサー（例えば、軸４１３を車両１００の軸１１６と整列させることによって）、またはロールセンサー（例えば、軸４１３を車両１００の軸１１８と整列させることによって）として構成することができる。
【0095】
図示された例では、プラットフォーム４１０の側面４１０ａは、プラットフォーム４３０の側面４３０ａに対して所与の距離４０８内に位置決めされている。プラットフォーム４１０は、回転軸４０６を中心に回転するロータプラットフォームとして構成することができる。さらに、プラットフォーム４３０は、軸４０６を中心としたプラットフォーム４１０の回転に応答して、プラットフォーム４１０に対して距離４０８内に留まるステータプラットフォームとして構成することができる。いくつかの例では、側面４１０ａは、プラットフォーム４１０の平坦な取り付け面（例えば、回路基板の外層）に対応し得る。同様に、例えば、側面４３０ａは、プラットフォーム４３０の平坦な取り付け面に対応し得る。説明の便宜上、デバイス４００のいくつかの構成要素が図４Ａから省略されていることに留意する。
【0096】
例えば、図４Ｂに示す断面図では、プラットフォーム４１０の側面４１０ａが紙面から外に向かっている。図４Ｂに示すように、デバイス４００はまた、マウント４２８と、磁石４２０、４２２、４２４、４２６によって例示される複数の磁石とを含む。
【0097】
磁石４２０、４２２、４２４、４２６は、磁石３２０と同様であり得る。例えば、図示のように、磁石４２０、４２２、４２４、４２６は、回転軸４０６を中心とした実質的に円形配置で取り付けられている。いくつかの例では、磁石３２０のように、複数の磁石のうちの隣接する磁石（例えば、４２０、４２２、４２４、４２６など）は、それぞれ交互の方向に磁化することができる。例えば、図示のように、磁石４２０は、紙面に向かう方向（例えば、紙面から外へ向かう、文字「Ｓ」で示されるＳ極）に磁化され、磁石４２２は、紙面から外に向かう方向（例えば、紙面から外に向かう、文字「Ｎ」で示されるＮ極）、磁石４２４は、磁石４２０と同じ方向に磁化され、以下同様である。したがって、いくつかの例では、図示のように、複数の磁石（例えば、４２０、４２２、４２４、４２６など）のそれぞれの磁化方向は、軸４０６に実質的に平行であり得る。
【0098】
マウント４２８は、回転軸４０６を中心とした円形配置で複数の磁石（例えば、４２０、４２２、４２４、４２６など）を支持するように構成されている任意の構造を含み得る。その目的のため、マウント４２８は、複数の磁石を円形配置に支持するのに適切な任意の固体構造（例えば、プラスチック、アルミニウム、他の金属など）を含み得る。例えば、図示のように、マウント４２８は、（円形の）縁部４２８ａと４２８ｂとの間に延在するリング形状を有し得る。さらに、図示のように、マウント４２８は、複数の磁石を円形配置に収容するくぼみを含み得る。例えば、図示のように、マウント４２８は、磁石４２６を収容するように成形された（壁４２８ｃと４２８ｄとの間の）くぼみを含む。したがって、例えば、組み立て中に、複数の磁石は、マウント４２８のそれぞれのくぼみに嵌め込まれ、複数の磁石を円形配置に位置付けるのを容易にすることができる。さらに、図示のように、リング形状のマウント４２８は、軸４０６（例えば、リング形状のマウント４２８の中心軸と整列された軸４０６）に対して同心に配置され得る。したがって、例えば、円形縁部４２８ａ、４２８ｂ、および磁石４２０、４２２、４２４、４２６などは、軸４０６を中心としたプラットフォーム４１０の回転に応答して、軸４０６に対してそれぞれの所与の距離内に留まり得る。
【0099】
いくつかの例では、インデックス磁石３２２と同様に、デバイス４００内の少なくとも１つの磁石は、他の磁石の共通の特性とは異なる１つ以上の特性を有するインデックス磁石として構成され得る。図示のように、例えば、磁石４２２は、軸４０６に対して、他の磁石（例えば、４２０、４２４、４２６など）と軸４０６との間の距離とは異なる距離に取り付けられている。これを容易にするために、図示のように、インデックス磁石４２２を収容するくぼみ（例えば、くぼみを中心に延在する壁４２８ｅによって画定される）は、磁石４２０、４２４、４２６などを収容するそれぞれのくぼみよりも短い長さを有することができる。結果として、インデックス磁石４２２は、取り付けられると、磁石４２０、４２４、４２６などよりも縁部４２８ａ（および軸４０６）により近くなり得る。
【0100】
プラットフォーム４１０は、図４Ｂに示されるものに追加の構成要素を含み得ることに留意する。一実装形態では、マウント４２８は、プリント回路基板（ＰＣＢ）または他の回路基板の周辺に沿って配置され得る。別の実装形態では、マウント４２８は、回路基板の表面または層に沿って配設することができる。実装形態に関係なく、例えば、軸４０６と縁部４２８ａとの間の側面４１０ａの領域を使用して、プラットフォーム３１０の構成要素のうちのいずれかなどの１つ以上の構成要素を取り付けることができる。
【0101】
一例では、図示のように、プラットフォーム４１０は、縁部４１０ｂによって画定される中心ギャップを含み得る。この例では、プラットフォーム４１０は、縁部４１０ｂの周囲に配置されたトランスコイル（図示せず）を含み得る。さらに、この例では、デバイス４００は、中心ギャップを通って延在する磁気コア（図示せず）を含み、プラットフォーム４３０の同様のトランスコイル（図示せず）によって生成される磁束を案内し得る。したがって、例えば、電力は、電力インターフェース３１８および３３８についての上記の議論に沿って、２つのプラットフォーム４１０と４３０との間で伝送され得る。別の例では、プラットフォーム４１０は、縁部４２８ａと４１０ｂとの間のプラットフォーム４１０の領域に、１つ以上の無線送信機または受信機（例えば、光源、光検出器、アンテナなど）を含み得る。したがって、例えば、デバイス３００と同様に、デバイス４００は、プラットフォーム４１０と４３０との間で電力および／または通信信号を伝送するように構成することができる。
【0102】
図４Ｃに示す断面図では、プラットフォーム４３０の側面４３０ａは、紙面から外に向かっている。図４Ｄに示すプラットフォーム４３０の断面図は、側面４３０ａに実質的に平行であるプラットフォーム４３０の層のビューに対応し得る。例として図４Ａに戻ると、図４Ｄに示される層は、側面４３０ａと４３０ｂとの間の層に対応し得る。別の例では、図４Ｄに示す層は、プラットフォーム４３０の側面４３０ｂ上にパターン化された導電性材料に対応し得る。一実装形態では、プラットフォーム４３０は、多層回路基板（例えば、ＰＣＢ）として物理的に実装され得るか、またはその中に埋め込まれた多層ＰＣＢを含み得る。その目的のため、図４Ｃに示す１つ以上の構成要素は、ＰＣＢの外層に沿ってパターン化された導電性材料（例えば、トラック、トレース、銅など）に対応してもよいし、図４Ｄに示す１つ以上の構成要素は、ＰＣＢの別の層に沿ってパターン化された導電性材料に対応してもよい。他の実装形態も、同様に可能である。
【0103】
図４Ｃおよび図４Ｄに示すように、デバイス４００はまた、リード４３２、４３４、４３６、４３８によって例示される複数の電力リード、構造４４２、４４４、４４６、４４８、４５０、４５２、４５４、４５６、４５８、４５９によって例示される第１の複数の隣接する導電性構造、構造４７２、４７４、４７６、４７８、４８０、４８２、４８４、４８６、４８９によって例示される第２の複数の隣接する導電性構造、接点４６２、４６４、４６６、４６８によって例示される複数の電気接点、磁場センサー４９０、およびコネクタ４９２、４９４を含む。
【0104】
電力リード４３２、４３４、４３６、４３８などは、それぞれ第１の複数の導電性構造および第２の複数の導電性構造を、電源、電圧レギュレータ、電流増幅器、またはそれぞれのリードに結合されたそれぞれの導電性トラックを流れる１つ以上の電流を提供または調整する他の回路（例えば、回路３５０）に電気的に結合するように構成され得る。
【0105】
第１の複数の導電性構造（４４２、４４４、４４６、４４８、４５０、４５２、４５４、４５６、４５８、４５９など）は、導電性構造３４０と同様に、軸４０６を中心とした円形配置に電気的に導電性材料（例えば、銅など）を含み得る。例えば、図４Ｃに示すように、第１の複数の導電性構造は、軸４０６と同心である円４４０と４４１との間に延在する。円４４０と４４１との間の側面４３０ａの一領域は、例えば、ロータプラットフォーム４１０の複数の磁石４２０、４２２、４２４、４２６などと少なくとも部分的に重なり得る。さらに、図４Ｃに示すように、各導電性構造（例えば、構造４４２など）は、それぞれの構造が円４４０と交差する円４４０（および４４１）の半径に対して傾斜している。さらに、第１の複数の導電性構造は、実質的に同一平面上配置にある。したがって、例えば、構造４４２、４４４、４４６、４４８、４５０、４５２、４５４、４５６、４５８、４５９などは、回路基板（例えば、ＰＣＢ）の単一の層に沿ったパターン化された導電性トラックとして形成され得る。
【0106】
同様に、図４Ｄにおいて、第２の複数の導電性構造（４７２、４７４、４７６、４７８、４８０、４８２、４８４、４８６、４８８、４８９など）は、（例えば、ＰＣＢの第２の層に沿って）実質的に同一平面上である円形配置にある。したがって、例えば、第１の複数の導電性構造は、第２の複数の構造と複数の磁石との間の第２の距離未満である、複数の磁石（４２０、４２２、４２４、４２６など）に対して第１の距離にあり得る。
【0107】
さらに、構造４７２、４７４、４７６、４７８、４８０、４８２、４８４、４８６、４８８、４８９などは、それぞれ円４７０と４７１の間に延在する。円４７０および４７１は、例えば、円４４０および４４１と同様であってもよく、したがって、軸４０６と同心であってもよく、それぞれ、円４４０および４４１の半径と同様の半径を有する。さらに、図４Ｄの各導電性構造（例えば、構造４７２など）は、それぞれの構造が円４７０と交差する円４７０（および４７１）の半径に対してある傾斜角で位置決めされている。しかし、図４Ｄにおける第２の複数の構造は、図４Ｃの第１の複数の構造の傾斜角に対して反対の傾斜角にある。例えば、構造４４２（図４Ｃ）は、時計回りの方向に円４４０から離れて傾斜するように示されている。一方、構造４７２（図４Ｄ）は、反時計回り方向に円４７０から離れて傾斜するように示されている。
【0108】
第１の複数の構造（４４２、４４４、４４６、４４８、４５０、４５２、４５４、４５６、４５８、４５９など）と第２の複数の構造（４７２、４７４、４７６、４７８、４８０、４８２、４８４、４８６、４８８、４８９など）との間の電気的な結合を容易にするために、電気接点４６２、４６４、４６６、４６８などは、ＰＣＢを通って紙面に垂直な方向に延在する導電性材料を含み（例えば、ビア）、それぞれの接点のそれぞれの位置で重なるそれぞれの導電性構造を接続することができる。例えば、接点４６２は、導電性構造４４２（図４Ｃ）を導電性構造４７２（図４Ｄ）に電気的に結合し、接点４６４は、導電性構造４４４（図４Ｃ）を導電性構造４７４（図４Ｄ）に電気的に結合するなどである。
【0109】
この配置では、プラットフォーム４３０の両方の層の導電性構造は、軸４０６を中心として延在する１つ以上の導電経路を形成することができる。例えば、第１の電流は、第１の電流がリード４３６に到達するまで、リード４３２、構造４４２、接点４６２、構造４７２、接点４６６、構造４４６などをこの順序で含む第１の導電経路を通って流れることができる。したがって、例えば、第１の電流は、隣接する構造４４４を通って流れることなく、構造４４２から構造４７２に流れることができる。同様に、例えば、第２の電流は、第２の電流がリード４３８に到達するまで、リード４３４、構造４４４、接点４６４、構造４７４、接点４６８、構造４４８などをこの順序で含む第２の導電経路を通って流れることができる。したがって、第１の導電経路は、軸４０６を中心として延在する第１のコイルを形成することができ、第２の導電経路は、軸４０６を中心として延在する第２のコイルを形成することができる。
【0110】
いくつかの実装形態では、図４Ｃに示す第１の層のリード４３２、４３４などは、電源（図示せず）の第１の端子に（直接的または間接的に）接続することができ、図４Ｄに示す第２の層のリード４３６、４３８などは、電源の第２の端子に接続することができる。結果として、これらの実装形態において、プラットフォーム４３０の各コイルまたは導電経路は、同じ電流の一部分を搬送することができる。例えば、これらの実装形態における各コイルは、並列回路構成において他のコイルに接続され得る。
【0111】
実装形態に関係なく、電流が第１および第２の複数の同一平面上の導電性構造を通って流れるときに、ステータプラットフォーム磁場は、電気的に結合された導電性構造によって形成されるコイルを通して生成される。次に、ステータプラットフォーム磁場は、ロータプラットフォーム４１０内の磁石に関連付けられたロータプラットフォーム磁場と相互作用して、プラットフォーム４１０を軸４０６を中心に回転させるトルクまたは力を生じさせることができる。例えば、ステータプラットフォーム磁場は、それぞれの導電経路（またはコイル）を通って流れるそれぞれの電流の方向に応じて、時計回りまたは反時計回りの方向に、上記の第１および第２の導電経路によって画定されるコイル内に延在することができる。
【0112】
したがって、いくつかの例では、図４Ｃおよび図４Ｄに示す導電性構造は、電気的に結合されて、コアレスＰＣＢモータコイルを形成することができる。例えば、図４Ｃに示す第１の複数の導電性構造は、図４Ｄに示す第２の複数の導電性構造から、図４Ｃおよび図４Ｄに示す２つの層間の電気絶縁層など（例えば、プラスチックなど）の絶縁材料によって分離され得る。この場合、ステータプラットフォーム磁場は、絶縁材料を通って延在することができる。しかしながら、他の例では、図４Ｃおよび図４Ｄの２つの層間に透磁コア（図示せず）を挿入して、生成されたステータプラットフォーム磁場を方向付けることができる。例えば、プラットフォーム４３０の中間層（図示せず）は、図４Ｃおよび図４Ｄの２つの層間に配設された導電性材料を含み得る。この場合、中間層の導電性材料はまた、第１の複数の導電性構造および第２の複数の導電性構造と重なり合うことができる。結果として、中間層の導電性材料は、したがって、軸４０６を中心とし、図４Ｃおよび図４Ｄに示す２つの層に沿って延在するそれぞれの導電経路によって画定されるコイルの内側のステータプラットフォーム磁場を方向づけることによって、ステータプラットフォーム磁場を増強する磁気コアとして構成され得る。
【0113】
磁場センサー４９０は、センサー３９０と同様であり得る。その目的のため、センサー４９０は、プラットフォーム４１０の磁石（例えば、４２０、４２２、４２４、４２６など）によって生成されたロータプラットフォーム磁場を測定するように構成されている、ホール効果センサーなど任意の磁力計を含み得る。したがって、例えば、コンピューティングシステム（例えば、コントローラ３３４、回路３５０など）は、センサー４９０からの出力に基づいて、軸４０６を中心としたプラットフォーム４１０の配向を判定することができる。
【0114】
これを容易にするために、いくつかの例では、センサー４９０は、プラットフォーム４１０のロータプラットフォーム磁場と実質的に重なるプラットフォーム４３０内の場所に位置決めされ得る。例えば、図４Ｃに示すように、センサー４９０は、円４４０と４４１との間の領域（プラットフォーム４１０の磁石と少なくとも部分的に重なる領域）に位置決めされる。さらに、第１の複数の導電性構造および第２の複数の導電性構造によって画定されるコイルまたは導電経路間に延在するステータプラットフォーム磁場による干渉を軽減するために、プラットフォーム４３０における、軸４０６を中心として延在するコイル形状の導電経路の一部分は、センサー４９０が位置するプラットフォーム４３０の領域において、中断または修正され得る。
【0115】
図４Ｃに示すように、例えば、第１の複数の導電性構造は、実質的に均一な距離だけ離間された複数の離間した導電性構造を含む。例えば、図示のように、構造４４２、４４４は、実質的に均一な距離だけ離れ、構造４４６、４４８もまた、実質的に均一な距離だけ離れている。しかしながら、図４Ｃに示す第１の複数の導電性構造は、実質的に均一な距離よりも大きな距離だけ離れている２つの隣接する構造を含み得る。例えば、図示のように、隣接する構造４５４および４５６は、より大きな距離だけ離れている。同様に、例えば、（図４Ｄに示す）第２の複数の導電性構造もまた、第２の複数の構造の他の構造間の実質的に均一な距離よりも大きい距離だけ離れている２つの隣接する構造（例えば、４８４、４８６）を含み得る。したがって、図４Ｃに示すように、センサー４９０は、構造４５４と４５６との間（すなわち、軸４０６を中心として延在するコイル形状の導電経路における「ギャップ」内）に位置することができる。
【0116】
この配置を容易にするために、センサー４９０が位置する領域（例えば、円４４０と４４１の間の領域の外側など）から離れるように延在するコネクタ４９２、４９４を採用して、コイル形状の導電経路の一部分、およびコイル形状の導電経路の残りの部分を電気的に結合することができる。その目的のため、コネクタ４９２および４９４は、センサー４９０から適切な距離に成形および／または配設される導電性材料（例えば、銅、金属、金属化合物など）を含み、センサー４９０の場所でのステータプラットフォーム磁場の影響を低減し得る。
【0117】
図示のように、例えば、コネクタ４９２は、電気接点を介して、導電性構造４５４（図４Ｃ）を導電性構造４８９（図４Ｄ）に電気的に結合する。同様に、コネクタ４９４は、導電性構造４８４（図４Ｄ）を導電性構造４５９（図４Ｃ）に電気的に結合する。図示されていないが、プラットフォーム４３０はまた、センサー４９０の場所でのステータプラットフォーム磁場を低減しながら、軸４０６の周囲の追加の導電経路を電気的に接続するように構成されている追加のコネクタ（例えば、コネクタ４９２または４９４と同様）を含み得る。第１の例では、コネクタ（図示せず）は、構造４５２（図４Ｃ）を構造４８８（図４Ｄ）に電気的に結合することができる。第２の例では、コネクタ（図示せず）は、構造４５０（図４Ｃ）を構造４８６（図４Ｄ）に電気的に結合することができる。第３の例では、コネクタ（図示せず）は、構造４８０（図４Ｄ）を構造４５６（図４Ｃ）に電気的に結合することができる。第４の例では、コネクタ（図示せず）は、構造４８２（図４Ｄ）を構造４５８（図４Ｃ）に電気的に結合することができる。
【0118】
さらに、コネクタ４９２および４９４は、同じＰＣＢ層（例えば、側面４３０ａ）に沿って配設されることが示されているが、いくつかの例では、１つ以上のコネクタは、図４Ｄに示される層またはプラットフォーム４３０の別の層（図示せず）に沿って交互に配設され得る。さらに、磁気センサー４９０は、プラットフォーム４３０の側面４３０ａに取り付けられるように示されているが、いくつかの例では、センサー４９０は、代替的に、プラットフォーム４３０の異なる側面（例えば、側面４３０ｂ）または導電性構造４５４、４５６、４８４、４８６の間のロータプラットフォーム磁場の一部分内の任意の他の位置に沿って位置決めされ得る。例えば、第２の複数の導電性構造４７２、４７４、４７６、４７８、４８０、４８２、４８４、４８６、４８８、４８９などが、プラットフォーム４３０の側面４３０ｂに沿って配設される実装形態において、センサー４９０は、構造４８４と４８６の間に代替的に取り付けられ得る。センサー４９０の他の位置も可能である（例えば、側面４３０ａと４３０ｂの間など）。
【0119】
さらに、いくつかの例では、プラットフォーム４３０は、例えば、プラットフォーム３３０に含まれる構成要素（例えば、通信インターフェース３３５、電力インターフェース３３８など）のいずれかなど、示されるものよりも多くの構成要素を含んでもよい。例として図４Ｃに戻って参照すると、プラットフォーム４３０は、回路基板（例えば、ＰＣＢ）として実装することができ、軸４０６と円４４０との間の領域は、他の可能性の中でもとりわけ、電力インターフェース構成要素（例えば、トランスコイル）、および／または通信インターフェース構成要素（例えば、無線送信機、光源、検出器など）を含むことができる。
【0120】
デバイス４００および／またはその構成要素について図４Ａ～図４Ｄに示す形状、寸法、および相対位置は、必ずしも縮尺通りである必要はなく、説明の便宜のために示されるように例示されているに過ぎないことに留意する。その目的のため、例えば、デバイス４００および／またはその１つ以上の構成要素は、他の形態、形状、配置、および／または寸法も有することができる。また、デバイス４００は、とりわけ、デバイス３００の構成要素（例えば、インターフェース、センサー、コントローラなど）のいずれかなど、示されるものよりも少ないまたは多い構成要素を含み得ることにも留意する。一例では、図４Ｃおよび図４Ｄの各層について６本のリードが示されているが、デバイス４００は、代替的には、軸４０６を中心として延在する異なる数の導電経路に対してより多いまたはより少ないリードを含むことができる。別の例では、デバイス４００は、プラットフォーム４１０に特定の数の磁石を含むことが示されているが、デバイス４００は、代替的には、より多くのまたはより少ない磁石を含むことができる。
【0121】
図５は、例示的な実施形態による、ロータプラットフォームの配向と磁場センサーからの出力との間の関係の概念図５００である。図５は、ロータプラットフォーム４１０が一定の速度で、軸４０６を中心に時計回りの方向に完全に１回転、回転するシナリオを例示する。その目的のため、図５００のプロットの横軸は、プラットフォーム４１０の最初の配向からプラットフォーム４１０が軸４０６を中心に完全に１回転（例えば、３６０度）、回転するまでの時間（例えば、秒単位）を示し得る。シナリオでは、センサー４９０は、センサー４９０の場所でのロータプラットフォーム磁場（例えば、ベクトル場）の３Ｄ表現を提供するように構成され得る。したがって、凡例５０２に示されるＸ曲線、Ｙ曲線、およびＺ曲線は、それぞれ、センサー４９０によって測定された磁場のｘ成分、ｙ成分、およびｚ成分に対応し得る。その目的のため、プロットＸ、Ｙ、Ｚに対して、図５００のプロットの縦軸は、測定された磁場（例えば、テスラ単位）を示し得る。さらに、凡例５０２に示される曲線「ａｔａｎ２（Ｚ，Ｘ）」は、出力のｚ成分およびｘ成分への「ａｔａｎ２」関数の適用に基づいて計算された磁場角に対応し得る。ａｔａｎ２の計算は、ｚ成分の出力をｘ成分の出力で割ったアークタンジェントの計算に類似し得る。しかしながら、アークタンジェントの計算とは異なり、ａｔａｎ２関数は、平面の正のｘ軸と平面上の座標（Ｘ，Ｚ）によって与えられる点との間の出力角度をラジアンで提供する。例えば、ａｔａｎ２で計算された角度は、反時計回りの角度（例えば、Ｚ＞０）の正の値と、時計回りの角度（例えば、Ｚ＜０）の負の値とを含み得る。そうすることで、単純なアークタンジェントの計算とは異なり、ａｔａｎ２は－πラジアンからπラジアンの範囲の出力を提供しつつ、ゼロ（例えば、ｘ成分の値がゼロ）による除算の問題も回避できる。その目的のため、「ａｔａｎ２（Ｚ，Ｘ）」の曲線に示されているように、縦軸は角度計算（例えば、ラジアン単位）を示し得る。
【0122】
図４Ｃに戻って参照すると、Ｙ曲線によって示されるｙ成分は、センサー４９０を通って軸４０６に向かって延在するｙ軸に沿ったロータプラットフォーム磁場の成分に対応し得る。Ｚ曲線によって示されるｚ成分は、センサー４９０を通って紙面の外に延在するｚ軸に沿ったロータプラットフォーム磁場の成分に対応し得る。Ｚ曲線によって示されるｘ成分は、ｙ軸およびｚ軸に垂直な（例えば、直交する）センサー４９０のｘ軸に沿ったロータプラットフォーム磁場の成分に対応し得る。
【0123】
この構成では、例えば、図５００に示されるＺ曲線の最大値は、センサー４９０がｚ軸の正の方向に磁化された磁石（例えば、紙面の外に向かうＳ極）と整列されたプラットフォーム４１０の配向に対応し得る。例えば、矢印５０４のｚ最大値は、磁石４２０がセンサー４９０と整列されたプラットフォーム４１０の配向を示す。さらに、Ｚ曲線の最小値は、センサー４９０が、ｚ軸の負の方向に磁化された磁石（例えば、紙面の外に向かうＮ極）と整列されたプラットフォーム４１０の配向に対応し得る。例えば、矢印５０６のｚ最小値は、磁石４２６がセンサー４９０と整列されたプラットフォーム４１０の配向を示す。
【0124】
したがって、この配置では、２つの隣接する磁石間のプラットフォーム４１０の配向の指示を、ｚ成分およびｘ成分に対するａｔａｎ２計算として計算することができる（例えば、「ａｔａｎ２（Ｚ，Ｘ）」曲線）。この計算は、例えば、コントローラ３３４および／または回路３５０によって実行することができる。ａｔａｎ２（Ｚ，Ｘ）曲線は、任意の２つの磁石間のプラットフォーム４１０の正規化された配向を表す。例えば、センサー４９０が磁石と整列されたプラットフォーム４１０の各配向は、ゼロラジアンの値またはｐｉラジアンの値（ｚ軸の方向に応じる）に対応し得る。したがって、本明細書における様々なデバイスおよびシステム（例えば、車両１００、２００、デバイス３００、４００）は、任意の２つの磁石に対するプラットフォーム４１０の配向のマッピングとして、ａｔａｎ２（Ｚ，Ｘ）計算を使用することができる。
【0125】
さらに、上記のように、インデックス磁石を使用して、軸４０６を中心としたプラットフォーム４１０の絶対的な配向の計算を容易にすることができる。例として図４Ｃに戻って参照すると、インデックス磁石４２２は、プラットフォーム４１０の他の磁石（例えば、４２０、４２４、４２６など）と比較して、軸４０６に対してオフセット距離（すなわち、センサー４９０のｙ軸に沿ったオフセット）に位置決めされている。結果として、例えば、センサー４９０によって測定されたロータプラットフォーム磁場のｙ成分は、センサー４９０が磁石４２０と４２４との間の領域と重なるプラットフォーム４１０の配向について異常を経験することがある。矢印５０８は、そのような領域（例えば、磁石４２０と４２４の間）にあるセンサー４９０に関連付けられたｙ最大値を指す。図示のように、ｙ最大値５０８は、図５００のＹ曲線の他のｙ最大値よりも著しく低い。したがって、ｙ成分異常をデバイス４００が使用して、プラットフォーム４１０のインデックス位置を検出し、次に、インデックス位置または配向に対するプラットフォーム４１０の絶対配向として、磁石の異なるペア間の他の位置をマッピングすることができる。
【0126】
さらに、示されているように、ｙ成分の異常は、ｘ成分およびｚ成分の測定値から実質的に独立している。したがって、インデックス磁石４２２のｙ軸変位は、デバイス４００が、ｙ成分を使用してインデックス配向を検出しながら、（例えば、ｘ成分およびｚ成分を使用して）プラットフォーム４１０の配向を測定することを可能にすることができる。
【0127】
図６は、例示的な実施形態による、回転継手を含む別のデバイス６００の断面図である。デバイス６００は、例えば、デバイス３００および４００と同様であり得る。その目的のため、デバイス６００は、それぞれロータプラットフォーム４１０および側面４１０ａと同様である側面６１０ａを有するロータプラットフォーム６１０を含む。さらに、図示のように、デバイス６００は、回転軸６０６、磁石６２０、６２４、６２６、およびマウント６２８を含み、これらは、それぞれ、軸４０６、磁石４２０、４２４、４２６、およびマウント４２８と同様である。
【0128】
上記のように、いくつかの例では、インデックス磁石４２２は、センサー４９０のｙ軸に沿った変位（すなわち、軸４０６までの距離）以外の代替または追加の差別化特性を有し得る。例えば、インデックス磁石４２２とは異なり、インデックス磁石６２２は、プラットフォーム６１０の他の磁石（例えば、６２０、６２４、６２６など）と軸６０６に対して同じ距離にある。しかしながら、図示のように、インデックス磁石６２２は、他の磁石と比較して、より小さなサイズ（例えば、長さ）を有する。結果として、インデックス磁石６２２はまた、デバイス６００が軸６０６を中心としたプラットフォーム６１０のインデックス配向を識別することを可能にする異常（例えば、ｙ最大値５０８と同様）を呈示し得る。
【0129】
図７は、例示的な実施形態による、回転継手を含む別のデバイス７００の断面図である。例えば、デバイス７００は、デバイス３００、４００、６００と同様であり得る。その目的のため、デバイス７００は、それぞれロータプラットフォーム４１０および側面４１０ａと同様であるロータプラットフォーム７１０および側面７１０ａを含む。さらに、図示のように、デバイス７００は、それぞれ軸４０６、磁石４２０、４２４、４２６、およびマウント４２８と同様である回転軸７０６、磁石７２０、７２４、７２６、およびマウント７２８を含む。
【0130】
しかしながら、インデックス磁石４２２とは異なり、インデックス磁石７２２は、プラットフォーム７１０の他の磁石（例えば、７２０、７２４、７２６など）と軸７０６に対して同じ距離にある。代わりに、図示のように、インデックス磁石７２２は、（例えば、軸７０６を中心とした磁石の円形配置において磁石７２２を収容するくぼみ内で）別の磁石７２３に隣接して配置される。さらに、磁石７２３は、磁石７２２の磁化方向と反対の方向に磁化することができる（例えば、紙面の外に向かうＳ極「Ｓ」によって示される）。したがって、磁石７２３は、デバイス７００が、軸７０６を中心としたプラットフォーム７１０のインデックス位置または配向を識別できるようにする異常（例えば、ｙ最大値５０８と同様）をインデックス磁石７２２が呈示するように、インデックス磁石７２２によって提供される磁場を歪めることができる。
【0131】
代替的には、図示されていないが、磁石７２２および７２３は、一方向に沿って磁化される部分（例えば、紙面の外に向かうＳ極）および反対方向に沿って磁化される別の部分（例えば、紙面の外に向かうＮ極）を含む単一の磁石（例えば、プリント磁石など）として実装され得る。
【0132】
図８は、例示的な実施形態による、回転継手を含む別のデバイス８００の断面図である。例えば、デバイス８００は、デバイス３００、４００、６００、７００と同様であり得る。その目的のため、デバイス８００は、それぞれロータプラットフォーム４１０および側面４１０ａと同様であるロータプラットフォーム８１０および側面８１０ａを含む。さらに、図示のように、デバイス８００は、軸４０６と同様である回転軸８０６を含む。図示のように、デバイス８００はまた、磁石３２０と同様であるリング磁石８２０を含む。
【0133】
上記のように、いくつかの例では、磁石３２０は、単一のリング磁石として実装され得る。したがって、図示のように、リング磁石８２０は、デバイス４００の複数の磁石４２０、４２２、４２４、４２６などの代わりに使用することができる例示的な単一磁石の実装形態である。例えば、リング磁石８２０は、デバイス４００内の磁石の配置と同様の磁化パターンを有するプリント磁石として物理的に実装され得る（例えば、交互の方向に磁化された磁石８２０の隣接領域など）。
【0134】
例えば、リング磁石８２０の第１のリングセクター（例えば、環状セクターなど）は、半径８２２と８２４との間の角度幅を有する磁石８２０の領域に対応し得る。図示のように、第１のリングセクターは、紙面に向かう第１の方向（軸８０６に平行）に磁化されるリング磁石８２０の磁化された領域であり得る。これは、第１のリングセクターの白い背景と文字「Ｓ」（つまり、紙面の外に向かうＳ極）によって示されている。同様に、例えば、リング磁石８２０の第２のリングセクター（第１のリングセクターに隣接する）は、半径８２４と８２６との間の角度幅を有する磁石８２０の領域に対応し得る。さらに、図示のように、第２のリングセクターの少なくとも一部分は、第１のリングセクターの方向とは反対の方向に磁化される。これは、第２のリングセクターの異なる背景パターンと文字「Ｎ」（つまり、紙面の外に向かうＮ極）によって示されている。
【0135】
さらに、第２のリングセクター（半径８２４と８２６の間）は、インデックス磁石４２２の代替の実装形態を示す。図示のように、半径８２４と８２６との間の領域は、第１の方向に沿ってインデックスリングセクターの一部分（例えば、紙面の外に向かう「Ｎ」Ｎ極）および反対方向に沿ったインデックスリングセクターの別の部分（例えば、半径８２２、８２４間と半径８２６、８２８間の隣接するリングセクターと同じ磁化方向「Ｓ」Ｓ極を有する白い背景を有する部分）を磁化することによってインデックスリングセクターとして構成される。したがって、リング磁石８２０のインデックスリングセクターは、磁場センサー（例えば、センサー３９０、４９０、など）の出力における（例えば、ｙ最大値５０８と同様の）異常も提供し、軸８０６を中心としたロータプラットフォーム８１０の絶対位置または配向の判定を容易にすることができる、代替的な「インデックス磁石」の実装形態を示す。
【0136】
さらに、磁石８２０がデバイス４００の磁石４２０、４２２、４２４、４２６などを置き換える例示的なシナリオでは、導電性構造４４２、４４４、４４６、４４８、４５０、４５２、４５４、４５６、４５８、４５９などは、軸４０６を中心としたプラットフォーム４１０の回転に応答して、磁石８２０に対して距離４０８内に留まることができる。さらに、そのシナリオでは、１つ以上の導電性構造によって画定される導電経路は、プラットフォーム４１０が軸４０６を中心に回転する際に、リング磁石８２０に少なくとも部分的に重なり合うままであり得る。
【0137】
図９は、例示的な実施形態による、調整可能なセンサー取り付けプラットフォーム９００を含むセンサーユニットデバイス９００の簡略ブロック図である。センサーユニット９００は、センサーユニット１０２、１０４、１０６、１０８、１１０と同様であってもよく、および／またはセンサーシステム２０４内の構成要素の任意の組み合わせであってもよい。図示のように、センサーユニット９００は、１つ以上のアクチュエータ９０２、１つ以上のエンコーダ９０４、センサープラットフォーム９０６、温度センサー９１０、コンディショニングデバイス９１２、およびコントローラ９１４を含む。センサーユニット９００は、図示されるものよりも追加の、またはより少ない構成要素を含み得ることに留意する。一例では、センサーユニット９００は、示されている構成要素に加えて、またはその代わりに、車両２００の構成要素のうちのいずれかを含み得る。別の例では、デバイス９００は、温度センサー９１０なしで、および／またはコンディショニングデバイス９１２なしで実装され得る。他の例も、同様に可能である。
【0138】
アクチュエータ９０２は、アクチュエータ２３６と同様の１つ以上のアクチュエータを含み得る。一実装形態では、アクチュエータ９０２は、車両の回転軸（例えば、ヨー軸、ロール軸、ピッチ軸など）に実質的に平行である回転軸および／または他の回転軸を中心にプラットフォーム９０６を回転させるように構成され得る。
【0139】
エンコーダ９０４は、エンコーダ（例えば、機械的エンコーダ、光学的エンコーダ、磁気エンコーダ、容量性エンコーダなど）の任意の組み合わせを含んでもよく、アクチュエータ９０２がプラットフォーム９０６を回転させることに応答して、プラットフォーム９０６の配向の指示を提供するように構成され得る。したがって、一例では、エンコーダ９０４は、プラットフォーム９０６の回転軸を中心としたプラットフォーム９０６の角度位置を示すエンコーダ出力信号を提供するように構成され得る。
【0140】
いくつかの例では、アクチュエータ９０２およびエンコーダ９０４の両方が、１つ以上の共有物理構成要素を含み得る。例として、アクチュエータ９０２は、プラットフォーム９０６上に配設された複数の磁石（例えば、図４Ｂに示されるデバイス４００の磁石と同様）、およびプラットフォーム９０６の反対側のデバイス９００の別のプラットフォーム（図示せず）に配設された複数の導電性構造（例えば、図４Ｃおよび図４Ｄに示されるデバイス４００の導電性構造と同様）を含み得る。さらに、この例では、エンコーダ９０４はまた、他の反対側のプラットフォームに配設された磁場エンコーダ（例えば、図４Ｃに示される磁場センサー４９０と同様）とともに、プラットフォーム９０６上に配設された同じ複数の磁石を含み得る。
【0141】
プラットフォーム９０６は、センサー（例えば、センサー９０８）を取り付けるのに適切な任意の固体構造を含み得る。例えば、プラットフォーム９０６は、回転継手構成においてステータプラットフォームに対して回転するロータプラットフォームを含み得る。
【0142】
センサー９０８は、センサーシステム２０４に含まれるセンサーの任意の組み合わせを含み得る。いくつかの実装形態では、センサー９０８は、プラットフォーム９０６に取り付けられ、車両の方向軸（例えば、軸１１４、１１６、または１１８）と整列されて、車両の運動の方向の指示を提供する、例えば、ジャイロスコープなどの配向センサーを含む。例えば、ジャイロスコープセンサー９０８は、ジャイロスコープの運動（例えば、プラットフォーム９０６の回転またはセンサーユニット９００を含む車両の運動による）に応答して、ジャイロスコープセンサーのポインティング方向（例えば、ヨー方向、ピッチ方向、ロール方向など）の変化の速度を示す出力信号を提供してもよい。したがって、様々な例において、センサー９０８は、ヨーセンサーのヨー回転速度（例えば、車両１００の軸１１４を中心としたセンサーの回転速度）の指示を提供する「ヨーセンサー」、ピッチ速度の指示を提供する「ピッチセンサー」、またはロール速度の指示を提供する「ロールセンサー」として構成することができる。したがって、一例では、配向センサー９０８は、プラットフォーム９０６に取り付けられ、配向センサー９０８の配向（またはその変化の速度）を示すセンサー出力信号を提供するように構成され得る。
【0143】
温度センサー９１０は、とりわけ、温度計、サーミスタ、熱電対、測温抵抗体、シリコンバンドギャップ温度センサーなどの任意のタイプの温度センサーを含み得る。いくつかの例では、温度センサー９１０は、センサー９０８の温度および／またはセンサー９０８を取り巻く空気の温度の指示を提供するために、センサー９０８に隣接して、またはその近くに配置することができる。例えば、温度センサー９１０は、校正中に使用されて、測定された温度をセンサー９０８によって提供された測定値と関連付けることができる。
【0144】
コンディショニングデバイス９１２は、他の例の中でもとりわけ、エアコン、加熱素子、抵抗性加熱素子、空冷デバイスなどの任意のタイプの温度コンディショニングデバイスを含むことができる。いくつかの実装形態では、コンディショニングデバイス９１２は、センサー９０８の近くに配置され、および／またはセンサー９０８に結合されて、センサーの温度を調整することができる。一例では、コンディショニングデバイス９１２を使用して、センサー９０８の校正中に動作の異なる温度をシミュレートすることができ、したがって、校正を実行する車両が、車両の動作中に予想される様々な環境条件（例えば、温度）に適切な校正データを取得または生成することを可能にする。別の例では、コンディショニングデバイス９１２を使用して、センサー９０８の温度を、以前に生成された校正データに適した温度範囲内の所与の温度に調整することができる。例えば、デバイス９００は、センサー９０８が特定の温度にあったときに収集された校正データを記憶することができる。さらに、この場合、デバイス９００は、記憶された校正データがセンサー９０８による測定誤差を軽減するのに適切な温度の閾値範囲の指示を含むか、他の方法でこれにアクセスし得る。したがって、例示的なシナリオでは、デバイス９００またはその構成要素（例えば、コントローラ９１４）は、現在の温度が温度の閾値範囲外にあることを（例えば、温度センサー９１０を介して）検出し、応答してコンディショニングデバイス９１２を動作させて、温度の閾値範囲内の所与の温度にセンサー９０８の温度を調整することができる。
【0145】
コントローラ９１４は、本開示における様々な方法の機能を実行するために実行可能な回路および／またはコンピュータ論理の任意の組み合わせを含み得る。一例では、コントローラ９１４は、車両２００のコンピュータシステム２１０と同様に、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のプロセッサによって実行可能な命令を記憶するデータストレージとして実装され得る。別の例では、コントローラ９１４は、本開示の様々な機能を実行するように配線されたデジタルおよび／またはアナログ回路として実装され得る。他の実装形態（例えば、コンピュータプログラムロジックと回路の組み合わせ）も可能である。
【0146】
ＩＩＩ．例示的な方法およびコンピュータ可読媒体
図１０は、例示的な実施形態による方法１０００のフローチャートである。図１０に示される方法１０００は、例えば、車両１００、２００、および／またはデバイス３００、４００、６００、７００、８００のうちのいずれかとともに使用され得る方法の実施形態を提示する。方法１０００は、ブロック１００２～１００４のうちの１つ以上によって例示されるように、１つ以上の動作、機能、またはアクションを含み得る。ブロックは連続した順序で示されているが、これらのブロックは、場合によっては、並行して、および／または本明細書で記載されたものとは異なる順序で実行され得る。また、様々なブロックは、所望の実装形態に基づいて、より少ないブロックに結合され、追加のブロックに分割され、および／または削除されてもよい。
図１０は、例示的な実施形態による方法１０００のフローチャートである。図１０に示される方法１０００は、例えば、車両１００、２００、および／またはデバイス３００、４００、６００、７００、８００のうちのいずれかとともに使用され得る方法の実施形態を提示する。方法１０００は、ブロック１００２～１００４のうちの１つ以上によって例示されるように、１つ以上の動作、機能、またはアクションを含み得る。ブロックは連続した順序で示されているが、これらのブロックは、場合によっては、並行して、および／または本明細書で記載されたものとは異なる順序で実行され得る。また、様々なブロックは、所望の実装形態に基づいて、より少ないブロックに結合され、追加のブロックに分割され、および／または削除されてもよい。
【0147】
さらに、本明細書に開示される方法１０００ならびに他のプロセスおよび方法について、フローチャートは、本実施形態の１つの可能な実装形態の機能および動作を示す。この点で、各ブロックは、モジュール、セグメント、製造または動作プロセスの一部分、またはプロセスの特定の論理機能もしくはステップを実装するためにプロセッサによって実行可能な１つ以上の命令を含むプログラムコードの一部分を表し得る。プログラムコードは、例えば、ディスクまたはハードドライブを含むストレージデバイスのような任意のタイプのコンピュータ可読媒体に記憶され得る。コンピュータ可読媒体は、例えば、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、データを短期間にわたって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み得る。コンピュータ可読媒体は、例えば、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、光ディスクまたは磁気ディスク、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）のような補助ストレージまたは永続長期ストレージなどの非一時的なコンピュータ可読媒体も含み得る。コンピュータ可読媒体は、任意の他の揮発性または不揮発性ストレージ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、コンピュータ可読ストレージ媒体、または有形のストレージデバイスであると考えられ得る。
【0148】
加えて、方法１０００および本明細書で開示される他のプロセスおよび方法について、図１０の各ブロックは、プロセスにおける特定の論理機能を実行するために配線される回路を表し得る。
【0149】
方法１０００は、デバイス（例えば、デバイス３００など）のロータプラットフォーム（例えば、第１のプラットフォーム３１０など）を、デバイスのステータプラットフォーム（例えば、第２のプラットフォーム３３０など）に対して、およびロータプラットフォームの回転軸（例えば、軸４０６など）を中心に回転させるための例示的な方法である。したがって、いくつかの例では、ロータプラットフォームは、上記の議論に沿って、回転軸を中心としたロータプラットフォームの回転に応答して、ステータプラットフォームに対して所与の距離（例えば、距離４０８など）内に留まり得る。
【0150】
ブロック１００２において、方法１０００は、電流を、ステータプラットフォームに含まれ、かつロータプラットフォームの回転軸を中心として延在する導電経路を通して流すことを伴う。例として、デバイス３００は、導電経路に電流を提供する回路３５０（例えば、電源、電圧レギュレータ、電流増幅器、配線など）を含んでもよい。その目的ため、例えば、導電経路は、互いに電気的に結合されている第１の複数の同一平面上の導電性構造（例えば、構造４４２、４４４、４４６、４４８、４５０、４５２、４５４、４５６、４５８、４５９、などのうちの１つ以上）によって画定されてもよい。さらに、例えば、導電経路はまた、第１の複数の同一平面上の構造に平行な、かつ電気的に結合された第２の複数の同一平面上の導電性構造（例えば、構造４７２、４７４、４７６、４７８、４８０、４８２、４８４、４８６、４８８、４８９などのうちの１つ以上）を含み、回転軸を中心として延在するコイルを形成し得る。
【0151】
したがって、上記のように、コイルを流れる電流（すなわち、平面導電構造の配置）は、ロータプラットフォームのロータプラットフォーム磁場と相互作用するステータプラットフォーム磁場を生成することができ、したがって、ロータプラットフォームは、回転軸を中心に回転する。例えば、磁場の相互作用は、ロータプラットフォームを回転軸を中心に（提供された電流の方向に応じて）時計回りまたは反時計回りの方向に回転させるトルクまたは力を誘導し得る。
【0152】
ブロック１００４において、方法１０００は、電流を変調して、回転軸を中心とした第１のプラットフォームの配向を調整して、目標配向を達成することを伴う。例として、センサー３１２がプラットフォーム３１０に取り付けられたジャイロスコープ（例えば、方向）センサーであるシナリオを考える。そのシナリオにおいて、コントローラ３１４（または３４４）は、センサー３１２からの出力を処理して、センサー３１２が特定の目標の方向の変化（例えば、ゼロの値など）を測定するまで、プラットフォーム３１０を回転させるように構成され得る。このシナリオでは、回路３５０は、電流を変調して、プラットフォーム３１０を、センサー３１２によって測定された方向または速度の変化とは反対の特定の方向および／または速度で回転させることができる。他のシナリオが同様に可能である。
【0153】
したがって、いくつかの実装形態では、方法１０００はまた、ロータプラットフォームの回転の特性（例えば、回転速度、回転の加速、回転の方向など）を変調することを伴う。追加的または代替的に、いくつかの実装形態では、方法１０００はまた、上記の議論に沿って、磁場センサー（例えば、センサー４９０）の出力を取得すること、および磁場センサーの出力に基づいて、回転軸を中心としたロータプラットフォームの配向を判定することを伴う。
【0154】
図１１は、例示的な実施形態による、別の方法１１００のフローチャートである。図１１に示される方法１１００は、例えば、車両１００、２００、デバイス３００、４００、６００、７００、８００、９００、および／または方法１０００のいずれかで使用され得る方法の実施形態を提示する。方法１１００は、ブロック１１０２～１１０８のうちの１つ以上によって示されるように、１つ以上の動作、機能、またはアクションを含み得る。ブロックは連続した順序で示されているが、これらのブロックは、場合によっては、並行して、および／または本明細書で記載されたものとは異なる順序で実行されてもよい。また、様々なブロックは、所望の実装に基づいて、より少ないブロックに組み合わされ、さらなるブロックに分割され、および／または除去され得る。
【0155】
ブロック１１０２において、方法１１００は、軸を中心に第１のプラットフォームを回転させるように構成されているアクチュエータを制御するための校正制御信号を生成することを伴う。校正制御信号により、アクチュエータに、軸を中心に完全に少なくとも１回転、第１のプラットフォームを回転させ得る。例として、方法１１００のシステムは、（図４Ｃ～図４Ｄに示す）デバイス４００の導電性構造を通って流れる変調電流として校正制御信号を生成するように構成されているコントローラ（例えば、コンピュータシステム２１０、コントローラ３１４、コントローラ３３４、コントローラ９１４など）を含んでもよく、（図４Ａに示す）プラットフォーム４１０が所定の方式で（例えば、軸を中心とした完全な各回転中の特定の回転速度、および／または特定の回転方向で）軸４０６を中心に回転するようにする。
【0156】
いくつかの例では、第１のプラットフォームを完全な少なくとも１回の回転のうちの完全な所与の回転だけ回転させることは、アクチュエータが、第１のプラットフォームを、その所与の完全な回転の開始時間および位置において軸を中心とした特定の角度位置から、第１のプラットフォームがその所与の完全な回転の停止時間および位置において再び特定の角度位置となるまで、特定の回転方向で回転させることを含む。図４Ａに戻って参照すると、例えば、アクチュエータは、プラットフォーム４１０を軸４０６を中心とした特定の角度位置から時計回りの方向に３６０度回転させることができる（例えば、プラットフォーム４１０が軸４０６を中心としたその同じ特定の角度位置に戻るとき、開始位置と停止位置が同じであるか、互いに直接隣接している場合など）。
【0157】
いくつかの例では、方法１１００のシステムは、例えば、図４Ｂに示すデバイス４００の磁石と同様に、第１のプラットフォームに取り付けられ、かつ第１のプラットフォームの回転軸を中心として配置される複数の磁石を含んでもよい。これらの例では、複数の磁石は、回転軸を中心とした複数の磁石の配置に基づいて第１の磁場を生成することができる。さらに、システムは、アクチュエータが軸を中心に第１のプラットフォームを回転させることに応答して、第１のプラットフォームから所与の距離（例えば、距離４０８）内に留まるように構成された第２のプラットフォーム（例えば、図４Ａに示すプラットフォーム４３０）を含み得る。さらに、いくつかの例では、システムは、図４Ｃ～図４Ｄに示すデバイス４００の導電性構造と同様に、第２のプラットフォームに配設され、回転軸を中心として配置された複数の導電性構造を含み得る。例えば、複数の導電性構造は、デバイス４００について記載された導電性構造と同様に、複数の導電性構造の配置に基づいて回転軸を中心として延在する導電経路を形成してもよい。したがって、これらの例では、ブロック１１０２のアクチュエータは、第２のプラットフォームの複数の導電性構造と、第１のプラットフォームの複数の磁石とを含み得る。
【0158】
いくつかの例では、方法１１００はまた、複数の構造によって画定される導電経路に（ブロック１１０２で生成される）校正制御信号を提供することを伴い得る。したがって、これらの例では、複数の導電性構造は、校正制御信号に基づいて第２の磁場を生成することができ、第１のプラットフォームの第１の磁場は、第２のプラットフォームの第２の磁場と相互作用して、軸を中心に第１のプラットフォームを回転させ得る。
【0159】
ブロック１１０４において、方法１１００は、エンコーダ（例えば、センサー３９０、センサー４９０、エンコーダ９０４など）から、軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置を示すエンコーダ出力信号を受信することを伴う。例として、ＬＩＤＡＲ４００のコントローラは、センサー４９０からエンコーダ出力信号を受信してもよく、これは、軸４０６を中心としたプラットフォーム４１０の回転中に、図４Ｂに示す磁石のどれがセンサー４９０と重なるかを示し得る。
【0160】
いくつかの例では、方法１１００は、エンコーダ出力信号に基づいて、（例えば、ブロック１１０２においてアクチュエータによって引き起こされる）軸を中心とした第１のプラットフォームの完全な少なくとも１回の回転のうちの各完全な回転の完了を検出することを伴う。
【0161】
第１の例では、図４Ｂおよび図４Ｃに戻って参照すると、方法１１００のシステムは、センサー４９０がセンサー４９０の上方にインデックス磁石４２２の存在を示す特定のエンコーダ出力信号を提供するとき（すなわち、プラットフォーム４１０が軸４０６を中心としたインデックス角度位置にあるとき）に、軸４０６を中心としたプラットフォーム４１０の各完全な回転の完了を検出し得る。
【0162】
第２の例では、システムは、センサー４９０が、完全な回転の開始および完全な回転の終了における特定の角度位置に関連付けられた同じ特定のエンコーダ信号を提供することに基づいて、プラットフォーム４１０の各完全な回転の完了を検出し得る。したがって、特定のエンコーダ信号は、必ずしも軸４０６を中心としたプラットフォーム４１０のインデックス位置に関連付けられる必要はない。
【0163】
より一般的には、いくつかの例示的なエンコーダ測定誤差は、体系的で再現可能であり得る（すなわち、各完全な回転中に特定の方式で一貫して発生する）。例えば、予想される取り付け位置に対する図４Ｂに示す磁石のうちの特定の磁石の取り付け位置のオフセットによって引き起こされる誤差は、プラットフォーム４１０が回転している間にセンサー４９０がその特定の磁石と重なるたびに同じエンコーダ測定誤差を引き起こすことがある。別の例では、図４Ｂに示す磁石の配置の真円度または同心性に関連付けられた誤差はまた、軸４０６を中心としたプラットフォーム４１０の各完全な回転の間、実質的に一貫し得る。したがって、いくつかの例では、ブロック１１０４で受信されたエンコーダ出力信号は、軸を中心とした第１のプラットフォームの各完全な（３６０度）回転の完了を検出するための比較的信頼できるおよび／または再現可能な信号を提供し得る。
【0164】
ブロック１１０６において、方法１１００は、第１のプラットフォームに取り付けられた配向センサーから、配向センサーの方向の変化の速度を示すセンサー出力信号を受信することを伴う。例えば、図４Ａに戻って参照すると、ブロック１１０６におけるセンサー出力信号は、プラットフォーム４１０上に配設されたセンサー４１２によって提供され得る。例えば、センサー４１２は、軸４１３を中心としたジャイロスコープ４１２の配向の変化の速度を測定するジャイロスコープ４１２を含み得る。
【0165】
ブロック１１０８において、方法１１００は、完全な少なくとも１回の回転中に配向センサーから受信された所与の出力信号に基づいて、エンコーダ出力信号を、軸を中心とした第１のプラットフォームの角度位置の校正された測定値にマッピングするための校正データを判定することを伴う。
【0166】
例として、方法１１００のシステムは、所与のセンサー出力信号によって示される配向センサーからの測定値を使用して、校正制御信号に従って、アクチュエータによって引き起こされる完全な少なくとも１回の回転のうちの各回転中の第１のプラットフォームの所与の角度位置を推定することができる。次に、システムは、配向センサーによって示される角度位置の推定された測定値を、エンコーダによって示される角度位置の対応する測定値と比較し得る。
【0167】
理想的には、センサーとエンコーダの両方の測定値が互いに一致するべきである。ただし、シナリオによっては、エンコーダの測定値に様々な測定誤差が含まれることがある。例えば、図４Ｂに戻って参照すると、エンコーダ測定値は、磁石の予想される位置に対して、プラットフォーム４１０に取り付けられた複数の磁石のうちの１つ以上のずれによって引き起こされる誤差を含み得る。別の例として、図４Ｂに示す磁石の配置の真円度は、予想される真円度からオフセットされ得る。とりわけ、予想しない磁気特性など（例えば、分極方向、磁場強度など）、エンコーダ測定誤差の他の例示的な原因が考えられる。したがって、そのようなずれた構成に関連付けられたエンコーダ出力信号は、エンコーダの様々な構成要素の整合構成に関連付けられた予想されるエンコーダ出力信号とは異なることがある。例えば、図５に戻って参照すると、そのようなずれは、図５に示すＸ、Ｙ、およびＺ信号によって示される磁場強度が、示される実質的に均一な正弦波信号形状とは異なる形状を有することを引き起こすことがある。
【0168】
したがって、いくつかの例では、１１００のシステムは、エンコーダによって示される見かけの角度位置を、配向センサーからの所与のセンサー出力信号によって示される第１のプラットフォームの対応する推定角度位置とマッピングすることによって、ブロック１１０８において校正データ（例えば、ルックアップテーブル、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）係数、または任意の他のタイプの校正データ）を判定し得る。
【0169】
いくつかの例では、方法１１００は、所与のセンサー出力信号に基づいて、軸を中心とした第１のプラットフォームの完全な少なくとも１回の回転中の第１のプラットフォームの回転速度を推定することと、推定された回転速度に基づいて校正制御信号を変調することとを伴う。例えば、図４Ａに戻って参照すると、方法１１００のシステムは、配向センサー４１２からのセンサー出力信号を使用して、プラットフォーム４１０の回転速度を目標回転速度に向けて駆動してもよい。このようにして、例えば、配向センサー４１２に関連付けられた測定誤差（例えば、スケールファクタ誤差）を制御または低減することができる（例えば、センサー４１２の配向の変化の速度をゼロの値またはその近くに維持して、スケールファクタ誤差を低減する）。したがって、いくつかの例では、校正制御信号を変調することは、任意選択で、推定された回転速度と目標回転速度との間の差に基づいて校正制御信号を変調することを含む。
【0170】
いくつかの例では、方法１１００は、（ブロック１１０６において受信される）センサー出力信号および（ブロック１１０４において受信される）エンコーダ出力信号に基づいて、軸を中心とした第１のプラットフォームの完全な少なくとも１回の回転中に校正制御信号を変調することを伴う。例として、方法１１００のシステムは、エンコーダ出力信号を使用して、各完全な回転の開始と終了との間のそれぞれの期間を監視することができ（したがって、それぞれの各期間中の回転速度を制御する）、また、センサー出力信号を使用して、各期間中の第１プラットフォームの回転速度の均一性を制御することができる（例えば、配向センサーの配向の変化の速度の大きさをゼロまたは他の目標速度の近くに維持することなどによって）。
【0171】
いくつかの例では、ブロック１１０４のエンコーダは磁気エンコーダである。例えば、磁気エンコーダは、図４Ｂに示すデバイス４００の磁石と同様に、第１のプラットフォームの回転軸を中心として配置された複数の磁石を含んでもよい。さらに、例えば、磁気エンコーダはまた、図４Ｃに示すセンサー４９０と同様の磁場センサーを含んでもよい。これらの例では、方法１１００はまた、校正データに基づいて磁気エンコーダの欠陥を識別することを伴い得る。
【0172】
第１の例では、磁気エンコーダの欠陥を識別することは、複数の磁石のうちの特定の磁石を識別することを含み、特定の磁石は、回転軸を中心とした複数の磁石の配置において、特定の磁石の予想位置からオフセットして位置決めされる。例えば、図４Ｂに戻って参照すると、磁石４２４が図４Ｂに示す位置とは異なる位置にある場合、センサー４９０が磁石４２２と重なるときの第１の角度位置と、センサー４９０が４２６と重なるときの第２の角度位置との間でセンサー４９０によって測定される磁場角度は、磁石４２４が正しい位置に取り付けられた場合に測定される予想磁場角度に対応しないことがある。したがって、方法１１００のシステムは、プラットフォーム４１０の第１の角度位置と第２の角度位置との間のセンサー４９０によって示される所与のエンコーダ出力信号に基づいて、磁石４２４の実際の位置と予想される位置との間のオフセットを識別し得る。例えば、システムは、校正データを以前に収集された校正データと比較して、欠陥の発生を検出することができる。
【0173】
第２の例では、磁気エンコーダの欠陥を識別することは、予想される磁気特性からオフセットされた特定の磁気特性を有する特定の磁石に基づいて、複数の磁石のうちの特定の磁石を識別することを含む。例えば、特定の磁気特性は、特定の磁石の磁場強度、磁気分極方向、サイズ、および／または形状のいずれかに対応し得る。例えば、特定の磁石のオフセット取り付け位置についての上記の例と同様に、特定の磁石の様々な磁気特性の他の変動は、関連する所与のエンコーダ出力信号（例えば、プラットフォーム４１０が、磁石４２２に関連付けられた第１の角度位置と磁石４２６に関連付けられた第２の角度位置との間で回転するときのセンサー４９０からの出力）の対応する変化に基づいて検出され得る。
【0174】
第３の例では、デバイスは、第１のプラットフォームの反対側の第２のプラットフォームに取り付けられた磁場センサーを含む。この例では、磁気エンコーダの欠陥を識別することは、第１のプラットフォームの回転軸と第２のプラットフォームの法線軸とのずれを識別することを含む。例えば、図４Ａに戻って参照すると、ずれは、プラットフォーム４１０の回転軸４０６がプラットフォーム４３０の表面４３０ａ（例えば、図４Ｃに示されるようにセンサー４９０が取り付けられる表面）に垂直でないシナリオに対応し得る。この例では、軸４０６に対して表面４３０ａで図４Ｂに示す複数の磁石によって生成される第１の磁場の同心性は、予想される同心性からオフセットされ得る（例えば、第１の磁場と均一に交差する幾何学的平面は、表面４３０ａと平行ではないことがある）。結果として、各完全な回転中にセンサー４９０によって示される磁場強度の測定値は、軸４０６とセンサー４９０が取り付けられている表面４３０ａの法線軸との間のずれによって引き起こされる第１の磁場の同心性のオフセットに関連付けられた正弦波測定誤差成分を含み得る。次に、方法５００のシステムは、例えば、校正データによって示される正弦波測定誤差成分の特性に基づいて、軸４０６と表面４３０ａの法線軸との間のオフセットを識別し得る。
【0175】
いくつかの例では、方法１１００は、校正データに基づいて、エンコーダ出力信号と、配向センサーからの所与のセンサー出力信号によって示される第１のプラットフォームの角度位置の推定測定値との間のマッピングの正弦波特性を識別することを伴う。
【0176】
第１の例では、上記のように、正弦波特性は、第１のプラットフォームの回転軸と、第１のプラットフォームの反対側の第２のプラットフォームの法線軸との間のずれを示し得る。
【0177】
第２の例では、正弦波特性は、第１のプラットフォーム上の複数の磁石の取り付け位置におけるオフセットを示し得る。例えば、図４Ｂに示す磁石間の実際の距離が予想される均一な距離からオフセットされている場合、センサー４９０が互いに均一に離れていない２つの磁石間の領域と重なるときに、（例えば、磁石の円形配置で均一に離れた他の磁石のペアと比較して）正弦波測定誤差がセンサー４９０の出力信号に生じることがある。したがって、そのような測定誤差の正弦波特性は、回転軸と第２のプラットフォームの法線軸とのずれに関連付けられた正弦波特性の判定と同様の方式で判定することができる。
【0178】
これらの例では、方法１１０はまた、任意選択で、正弦波特性の識別に基づいて（ブロック１１０８の）校正データの圧縮表現を生成することと、圧縮された表現をデータストレージに記憶することと、を伴い得る。例えば、方法１１００のシステムは、配向センサーによって示される測定値の値とエンコーダによって示される測定値の対応する値との間の非圧縮マッピング（例えば、ルックアップテーブル）を記憶する代わりに、または記憶することに加えて、識別された正弦波特性を示す高速フーリエ変換（ＦＦＴ）係数を計算してもよい。このようにして、例えば、圧縮された校正データ（例えば、ＦＦＴ係数）は、縮小されたメモリ空間（例えば、データストレージ２１４など）に記憶することができ、および／または計算効率の高い方式で、エンコーダ出力信号を校正された角度測定値にマッピングするために使用することができる。
【0179】
いくつかの例では、方法１１００のデバイスは、少なくともデバイスからのデータに基づいて環境をナビゲートするように構成されている車両に搭載され得る。図１Ｂに戻って参照すると、例えば、車両１００は、（図４Ａ～図４Ｄに示す）デバイス４００を使用して、軸１１４を中心とした車両１００のヨー方向を測定するように構成され得る。この例では、車両はまた、ヨー方向の測定値を使用して環境内で（例えば、自律モードなどの）車両をナビゲートするように構成されているナビゲーションシステム（例えば、車両２００のナビゲーションシステム２４８）を含み得る。
【0180】
いくつかの例では、方法１１００は、車両が環境内を動いているかどうかを判定することと、車両が環境内を動いていないという判定に基づいて、デバイスの校正モードを有効にすることとを伴い得る。さらに、これらの例では、ブロック１１０２において校正制御信号を生成することは、有効にされている校正モードに基づいてもよい。例えば、図２に戻って参照すると、車両２００は、車両の運動を測定する１つ以上のセンサー（例えば、ＧＰＳ２２６、ＩＭＵ２２８など）を含んでもよい。したがって、この例では、車両２００は、車両が現在静止していると判定した場合、校正モードを有効にし得る。追加的または代替的に、例えば、車両は、車両が環境内を動いているという判定に応答して、デバイスの感知モードを有効にし、および／または校正モードを無効にしてもよい。
【0181】
したがって、いくつかの例では、方法１１００は、少なくとも車両が環境内を動いているという判定に基づいて、デバイスの校正モードを無効にすること、および／または校正モードが無効にされていることに基づいてアクチュエータを制御するための感知モード制御信号を生成することを伴い得る。これらの例では、感知制御信号は、アクチュエータに、（ｉ）センサー出力信号によって示される配向センサーの配向の変化の方向と反対の回転方向に沿って、および（ｉｉ）センサー出力信号によって示される配向センサーの配向の変化の速度に基づいた回転速度で第１のプラットフォームを回転させ得る。例えば、上記の議論に沿って、システム１１００のシステムは、感知モード制御信号を変調して、配向センサーによる測定の大きさを低減し、第１のプラットフォームをセンサー出力信号によって示される配向センサーの回転に対して駆動することによって、感知モードでデバイスを動作させてもよい。結果として、例えば、システムは、配向センサーのセンサー出力信号によって示される測定値のスケールファクタ誤差を低減することができる。
【0182】
本明細書において説明される配置は、例示のみを目的としていることを理解されたい。このようなことから、当業者であれば、他の配置および他の要素（例えば、機械、インターフェース、機能、順序、および機能のグループ化など）が代わりに使用され得、いくつかの要素が所望の結果に応じて一括して省略され得ることを理解するであろう。さらに、説明される要素の多くは、個別の構成要素もしくは分散した構成要素として、または他の構成要素とともに、任意の適切な組み合わせおよび場所で実装してもよく、または独立した構造として説明される他の構造要素を組み合わせてもよい。
【0183】
様々な態様および実施形態が本明細書において開示されているが、当業者には、他の態様および実施形態が明らかとなるであろう。本明細書において開示される様々な態様および実施形態は、例示を目的とするものであり、限定することを意図するものではなく、真の範囲が、そのような特許請求の範囲が権利を有する同等物の全範囲とともに、以下の特許請求の範囲によって示される。本明細書において使用される専門用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、限定することを意図するものではないことも理解されたい。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】