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KR102303198B1 - 회전 광 검출 및 거리 측정(lidar) 디바이스를 위한 전력 변조 방법 및 그 장치 - Google Patents

회전 광 검출 및 거리 측정(lidar) 디바이스를 위한 전력 변조 방법 및 그 장치 Download PDF

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KR102303198B1
KR102303198B1 KR1020217006295A KR20217006295A KR102303198B1 KR 102303198 B1 KR102303198 B1 KR 102303198B1 KR 1020217006295 A KR1020217006295 A KR 1020217006295A KR 20217006295 A KR20217006295 A KR 20217006295A KR 102303198 B1 KR102303198 B1 KR 102303198B1
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KR
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emitted light
lidar device
vehicle
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피에르-이브스 드로즈
버나드 피드릭
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웨이모 엘엘씨
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Abstract

예시적 방법은 센서의 지시 방향에 기초하여 광 펄스들을 방출하고 방출된 광 펄스들의 반사들을 검출하는 센서를 회전시키는 단계를 수반한다. 방법은 또한 환경의 타겟 영역과 연관되는 센서의 지시 방향들의 범위를 식별하는 단계를 수반한다. 방법은 또한 센서의 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있는지를 결정하는 단계를 수반한다. 방법은 또한 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있다는 결정에 응답하여 제1 변조 방식에 따라 방출된 광 펄스들을 변조하는 단계를 수반한다. 방법은 또한 현재 지시 방향이 식별된 범위 외에 있다는 결정에 응답하여 제2 변조 방식에 따라 방출된 광 펄스들을 변조하는 단계를 수반한다. 제2 변조 방식은 제1 변조 방식과 상이하다.

Description

회전 광 검출 및 거리 측정(LIDAR) 디바이스를 위한 전력 변조 방법 및 그 장치{POWER MODULATION METHOD FOR A ROTARY LIGHT DETECTION AND RANGING (LIDAR) DEVICE AND APPARATUS THEREOF}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 12월 13일에 출원된 미국 특허 출원 제15/377,951호에 대한 우선권을 주장하며, 미국 특허 출원은 전체적으로 참조로 이로써 포함된다.
차량은 차량이 동작하는 환경에 관한 정보를 검출하도록 구성되는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 하나의 그러한 센서는 라이다(light detection and ranging: 광 검출 및 거리 측정)(LIDAR) 디바이스이다.
LIDAR 디바이스는 환경 내의 반사 표면들을 나타내는 "포인트 클라우드"를 어셈블리하기 위해 장면을 통해 스캐닝하는 동안 환경 특징들까지의 거리들을 결정할 수 있다. 포인트 클라우드 내의 개별 포인트들은 예를 들어, 레이저 펄스를 송신하고 필요하다면, 환경 내의 객체로부터 반사되는 복귀 펄스를 검출하고, 그 다음 펄스의 송신과 반사된 펄스의 수신 사이의 시간 지연에 따라 객체까지의 거리를 결정함으로써 결정될 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 환경 내의 반사 특징들의 위치들을 나타내는 포인트들의 3차원 맵이 발생될 수 있다.
일 예에서, 방법은 센서의 지시 방향에 기초하여 광 펄스들을 방출하고 방출된 광 펄스들의 반사들을 검출하는 센서를 회전시키는 단계를 수반한다. 센서를 회전시키는 단계는 방출된 광 펄스들이 방출되는 환경의 영역을 센서가 스캐닝하도록 센서의 지시 방향을 변경할 수 있다. 방법은 또한 환경의 타겟 영역과 연관되는 센서의 지시 방향들의 범위를 식별하는 단계를 수반한다. 방법은 또한 센서의 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있는지를 결정하는 단계를 수반한다. 방법은 또한 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있다는 결정에 응답하여 제1 변조 방식에 따라 방출된 광 펄스들을 변조하는 단계를 수반한다. 방법은 또한 현재 지시 방향이 식별된 범위 외에 있다는 결정에 응답하여 제2 변조 방식에 따라 방출된 광 펄스들을 변조하는 단계를 수반한다.
다른 예에서, 차량은 센서의 지시 방향에 기초하여 광 펄스들을 방출하고 방출된 광 펄스들의 반사들을 검출하는 센서를 포함한다. 차량은 또한 센서를 회전시키는 액추에이터를 포함한다. 센서를 회전시키는 것은 방출된 광 펄스들이 반사되는 환경의 영역을 센서가 스캐닝하도록 센서의 지시 방향을 변경할 수 있다. 차량은 또한 하나 이상의 프로세서 및 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 차량으로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령어들을 저장하는 데이터 스토리지를 포함한다. 동작들은 환경의 타겟 영역과 연관되는 센서의 지시 방향들의 범위를 식별하는 단계를 포함한다. 동작들은 또한 센서의 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있는지를 결정하는 단계를 포함한다. 동작들은 또한 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있다는 결정에 응답하여 제1 변조 방식에 따라 방출된 광 펄스들을 변조하는 단계를 포함한다. 동작들은 또한 현재 지시 방향이 식별된 범위 외에 있다는 결정에 응답하여 제2 변조 방식에 따라 방출된 광 펄스들을 변조하는 단계를 포함한다.
또 다른 예에서, 광 검출 및 거리 측정(LIDAR) 디바이스는 회전 플랫폼, LIDAR 송신기, LIDAR 수신기, 및 컨트롤러를 포함한다. 회전 플랫폼은 LIDAR 디바이스의 지시 방향을 변경하기 위해 회전한다. LIDAR 송신기는 LIDAR 디바이스의 지시 방향에서 광 펄스들을 방출한다. LIDAR 수신기는 방출된 광 펄스들이 반사되는 환경의 영역을 LIDAR 디바이스가 스캐닝하도록 방출된 광 펄스들의 반사들을 수신한다. LIDAR 송신기 및 LIDAR 수신기는 회전 플랫폼에 장착된다. 컨트롤러는 환경의 타겟 영역과 연관되는 LIDAR 디바이스의 지시 방향들의 범위의 표시를 수신한다. 컨트롤러는 또한 LIDAR 디바이스의 현재 지시 방향이 지시 방향들의 범위 내에 있는지를 결정한다. 컨트롤러는 또한 현재 지시 방향이 지시 방향들의 범위 내에 있다는 결정에 응답하여 제1 변조 방식에 따라 방출된 광 펄스들을 변조한다. 컨트롤러는 또한 현재 지시 방향이 지시 방향들의 범위 외에 있다는 결정에 응답하여 제2 변조 방식에 따라 방출된 광 펄스들을 변조한다.
또 다른 예에서, 시스템은 센서의 지시 방향에 기초하여 광 펄스들을 방출하고 방출된 광 펄스들의 반사들을 검출하는 센서를 회전시키기 위한 수단을 포함한다. 센서를 회전시키는 것은 방출된 광 펄스들이 반사되는 환경의 영역을 센서가 스캐닝하도록 센서의 지시 방향을 변경할 수 있다. 시스템은 또한 환경의 타겟 영역과 연관되는 센서의 지시 방향들의 범위를 식별하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한 센서의 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있는지를 결정하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있다는 결정에 응답하여 제1 변조 방식에 따라 방출된 광 펄스들을 변조하기 위한 수단을 포함한다. 시스템은 또한 현재 지시 방향이 식별된 범위 외에 있다는 결정에 응답하여 제2 변조 방식에 따라 방출된 광 펄스들을 변조하기 위한 수단을 포함한다.
이러한 뿐만 아니라 다른 양태들, 장점들, 및 대안들은 첨부 도면들에 적절한 곳을 참조하여 이하의 상세한 설명을 판독함으로써 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 분명해질 것이다. 게다가, 이러한 개요 부분에 제공되고 이러한 문헌의 다른 곳의 설명은 청구된 발명 대상을 제한이 아닌 예로서 예시하도록 의도된다는 점이 이해되어야 한다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스의 간략화된 블록도이다.
도 2a는 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스의 상면도의 단면 예시이다.
도 2b는 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스의 측면도의 단면 예시이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 차량의 간략화된 블록도이다.
도 4a는 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스를 구비하는 차량의 수개의 도면들을 예시한다.
도 4b는 LIDAR 디바이스의 예시적 동작을 예시한다.
도 4c는 LIDAR 디바이스의 예시적 스캐닝 범위들을 예시한다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
예시적 구현들은 본원에 설명된다. 단어 "예시적"은 "일 예, 사례, 또는 예시의 역할을 하는"을 의미하도록 본원에 사용된다는 점이 이해되어야 한다. "예시적" 또는 "예증적"과 같이 본원에 설명되는 임의의 구현 또는 특징은 다른 구현들 또는 특징들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석되어야 하는 것은 아니다. 도면들에서, 유사한 기호들은 전형적으로 맥락이 달리 지시하지 않는 한 유사한 구성요소들을 식별한다. 본원에 설명되는 예시적 구현들은 제한적이도록 의미되지 않는다. 본 개시의 양태들은 일반적으로 본원에 설명된 바와 같이, 그리고 예시된 도면들에서, 매우 다양한 상이한 구성들로 배열, 치환, 조합, 분리, 및 디자인될 수 있다는 점이 용이하게 이해될 것이다.
I. 개요
사고 회피 시스템들 및 원격 감지 능력들을 구비하는 차량들의 개발을 포함하는, 차량 안전 및/또는 자율 동작을 개선하기 위한 지속적 노력들이 있다. LIDAR 디바이스와 같은 다양한 센서들은 다른 옵션들 중에서, 차량의 환경 내의 장애물들 또는 객체들을 검출하고 그것에 의해 사고 회피 및/또는 자율 동작을 용이하게 하기 위해 차량에 포함될 수 있다. 일부 사례들에서, LIDAR 디바이스 구성은 다른 시나리오들보다 일부 객체 검출/식별 시나리오들에 대해 덜 적절할 수 있다.
하나의 사례에서, 스캐닝 지속 동안 넓은 시야(field-of-view)(FOV)를 스캐닝하고 있는 LIDAR 디바이스는 동일한 스캐닝 지속 동안 더 좁은 FOV를 스캐닝하고 있는 유사한 LIDAR 디바이스보다 환경의 더 낮은 각도 분해능 3D 맵을 제공할 수 있다. 더 낮은 분해능은 예를 들어, 중간 범위 객체들(예를 들어, 차량까지의 임계 거리 내의) 및/또는 더 큰 객체들(예를 들어, 다른 차량들)을 식별하기에 충분할 수 있지만, 긴 범위 객체들(예를 들어, 임계 거리 외부의) 및/또는 유사한 객체들(예를 들어, 보행자들, 동물들 등)을 식별하기에 불충분할 수 있다. 게다가, 스캐닝 지속을 조정하는 것은 LIDAR 디바이스의 리프레시 속도(즉, LIDAR 디바이스가 전체 FOV를 반복적으로 스캐닝하는 속도)에 영향을 미칠 수 있다. 한편, 높은 리프레시 속도는 LIDAR 디바이스가 FOV(예를 들어, 가동 객체들 등)의 변경들을 빠르게 검출하는 것을 허용할 수 있다. 다른 한편, 낮은 리프레시 속도는 LIDAR 디바이스가 더 높은 분해능 데이터를 제공하는 것을 허용할 수 있다.
다른 사례에서, (예를 들어, 높은 세기 광을 송신함으로써) 높은 스캐닝 범위, 높은 리프레시 속도, 및/또는 높은 분해능에서 넓은 FOV를 스캐닝하는 LIDAR 디바이스는 LIDAR 디바이스(및/또는 그것의 구성요소)의 정확성, 신뢰성, 안전, 및/또는 다른 특성에 영향을 미칠 수 있는 다량의 열을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, LIDAR 디바이스는 방출된 광 펄스들을 증폭하는 섬유 레이저, 방출된 광 펄스들을 조절하거나 주위 환경을 향해 지향시키는 광학 요소들(예를 들어, 미러, 렌즈 등) 뿐만 아니라, 하나 이상의 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 섬유 레이저는 열을 발생시킬 수 있고 그리고/또는 방출된 광 펄스들은 열 에너지를 방출된 광 펄스들의 전파 경로를 따라 구성요소들에 전달할 수 있다. 예를 들어, LIDAR 디바이스의 하나 이상의 구성요소는 온도에 민감할 수 있거나 그렇지 않으면 발생된 열에 영향을 받을 수 있다(예를 들어, 미러는 짧은 시간 기간 등 동안 미러 상에 입사되는 높은 세기 광 펄스들과 연관되는 열로 인해 저하될 수 있음).
그러한 도전들을 해결하는 것을 돕기 위해, 상이한 분해능들, 스캐닝 범위들, 리프레시 속도들, 및/또는 다른 센서 구성들에서 환경의 상이한 영역들을 각각 스캐닝하는 단계를 수반하는 예시적 구현들이 본원에 개시된다. 구체적으로, 일부 시나리오들에서, LIDAR 센서는 더 낮은 분해능, 범위, 리프레시 속도 등에서 환경의 다른 영역들을 스캐닝하는 동안, 더 높은 스캐닝 분해능, 스캐닝 범위, 리프레시 속도 등에서 주위 환경의 특정 영역들을 스캐닝하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, LIDAR 센서를 구비하는 차량이 도로를 따라 주행하고 있는 시나리오에서, 도로를 따르거나 도로에 인접한 환경의 영역들은 차량의 내비게이션에 관련된 객체들(예를 들어, 다른 차량들, 장애물들 등)을 포함할 수 있다. 게다가, 환경의 다른 영역들은 차량의 내비게이션(예를 들어, 인근 빌딩들 등)에 덜 관련될 수 있다. 그와 같이, 본원에서의 예시적 구현들은 LIDAR 센서에 제공되는 전력을 선택적으로 변조하는 단계를 수반할 수 있으며, 그것에 의해 다른 인자들 중에서, LIDAR 센서 신뢰성, 효과성, 에너지 효율을 개선한다.
상기 논의에 따라, 하나의 예시적 방법은 센서의 지시 방향을 변경하기 위해 센서를 회전시키는 단계를 수반할 수 있으며, 그것에 의해 센서가 주위 환경을 스캐닝하는 것을 허용한다. 예를 들어, 센서는 주어진 속도(예를 들어, 15 Hz 등)로 회전하는 회전 플랫폼 상에 장착될 수 있다. 센서가 회전함에 따라, 센서는 광 펄스들(또는 다른 타입의 신호)을 주기적으로, 간헐적으로, 및/또는 연속적으로 방출할 수 있다.
방법은 또한 환경의 타겟 영역과 연관되는 센서의 지시 방향들의 범위를 식별하는 단계를 수반할 수 있다. 방법은 또한 센서의 현재 지시 방향을 결정하는 단계를 수반할 수 있다. 그 다음, 방법은 (i) 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있으면 제1 변조 방식; 또는 (ii) 현재 지시 방향이 식별된 범위 외에 있으면 제2(상이한) 변조 방식에 따라 센서로부터 방출된 광 펄스들을 변조하는 단계를 수반할 수 있다.
예로서, 센서를 장착하는 차량이 다음 거리 교차로 근방의 보행자를 검출하는 시나리오를 고려한다. 그 다음, 차량은 차량이 교차로를 안전하게 횡단할 때까지(예를 들어, 보행자가 교차로로 이동하기 시작하면 보행자와의 잠재적 충돌을 회피하기 위해) 높은 스캐닝 리프레시 속도(예를 들어, 15 Hz 등) 및 높은 스캐닝 분해능을 사용하여 보행자를 추적하는 것을 결정할 수 있다. 차례로, 차량은 보행자가 위치되는 환경의 타겟 영역을 센서의 FOV가 오버래핑하는 센서의 지시 방향들의 범위를 식별할 수 있다. 센서가 회전함에 따라, 센서의 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있을 때, 차량은 보행자가 위치되는 스캐닝 범위 또는 거리를 달성하기에 충분한 전력을 갖고, 높은 스캐닝 분해능을 달성하기에 충분한 펄스 속도를 갖는 광 펄스들을 방출하기 위해 센서를 동작시킬 수 있다. 게다가, 센서의 회전의 속도가 15 Hz인 경우, 차량은 센서로 하여금 다시 현재 지시 방향으로의 센서의 각각의 완전한 회전 후에 현재 지시 방향에서 각각의 광 펄스를 방출하게 할 수 있으며, 그것에 의해 15 Hz의 타겟 스캐닝 리프레시 속도를 달성한다.
이러한 시나리오를 계속하면, 차량은 또한 센서가 지시 방향들의 식별된 범위 외의 다른 지시 방향으로 회전될 때, 감소된 전력 레벨, 펄스 속도, 리프레시 속도 등에서 센서를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 다른 지시 방향에서, 센서의 FOV는 보행자의 위치와 오버래핑되지 않을 수 있다. 따라서, 감소된 특성들에 의해 센서를 동작시킴으로써, 차량은 차량의 내비게이션 동작에 덜 중대한 주위 환경의 영역들을 스캐닝할 때 센서의 전체 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
다른 시나리오들이 또한 가능하다. 게다가, 변조 방식을 선택할 때, 예시적 구현은 다른 인자들 중에서, 온도 측정들(예를 들어, 방출된 광 펄스들의 전파 경로를 따르는 광학 요소의 온도, 센서에 결합되는 히트싱크의 온도 등), 및/또는 시간에 따라 센서에 제공되는 에너지의 양과 같은, 다른 인자들을 고려할 수 있다.
II. 예시적 센서들
본원에 설명되는 예시적 센서들이 LIDAR 센서들을 포함하지만, 다른 타입들의 센서들이 또한 가능하다. 본원에 이용될 수 있는 예시적 센서들의 총망라하지 않은 리스트는 다른 것들 중에서, 레이더(radio detection and ranging)(RADAR) 센서들, 소오나(sound navigation and ranging)(SONAR) 센서들을 포함한다. 그 때문에, 본원에서의 일부 예시적 센서들은 센서에 제공되는 변조된 전력에 기초하여 신호를 (예를 들어, 펄스들 등의 시퀀스의 형태로) 방출하고, 그 다음 주위 환경 내의 객체들로부터 방출된 신호의 반사들을 검출하는 능동 범위 센서를 포함할 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스(100)의 간략화된 블록도이다. 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(100)는 전력 공급 배열(102), 컨트롤러(104), 송신기(106), 하나 이상의 광학 요소(108), 온도 센서(110), 히트 싱크(112), 수신기(114), 회전 플랫폼(116), 하나 이상의 액추에이터(118), 고정 플랫폼(120), 회전 링크(122), 및 하우징(124)을 포함한다. 다른 실시예들에서, LIDAR 디바이스(100)는 더 많은, 더 적은, 또는 상이한 구성요소들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 도시되는 구성요소들은 임의의 수의 방식들로 조합되거나 분할될 수 있다.
전력 공급 배열(102)은 전력을 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들에 공급, 수신, 및/또는 분배하도록 구성될 수 있다. 그 때문에, 전력 공급 배열(102)은 전력을 그러한 구성요소들에 공급하기 위해, 임의의 실현가능 방식으로 LIDAR 디바이스(100) 내에 배치되고 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들에 연결되는 전력원(예를 들어, 배터리 셀들 등)의 형태를 포함하거나 그렇지 않으면 취할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 전력 공급 배열(102)은 하나 이상의 외부 전력원으로부터(예를 들어, LIDAR 디바이스(100)가 장착되는 차량에 배열되는 전력원으로부터) 전력을 수신하고 수신된 전력을 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들에 송신하도록 구성되는 전력 어댑터의 형태를 포함하거나 그렇지 않으면 취할 수 있다.
컨트롤러(104)는 LIDAR 디바이스(100)의 특정 동작들을 용이하게 하도록 배열되는 하나 이상의 전자 구성요소 및/또는 시스템들을 포함할 수 있다. 컨트롤러(104)는 임의의 실현가능 방식으로 LIDAR 디바이스(100) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(104)는 회전 링크(122)의 중앙 캐비티 영역 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다.
일부 예들에서, 컨트롤러(104)는 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들에의 제어 신호들의 전송을 위해 그리고/또는 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들로부터 컨트롤러(104)로의 데이터의 전송을 위해 사용되는 와이어링을 포함하거나 그렇지 않으면 와이어링에 결합될 수 있다. 일반적으로, 컨트롤러(104)가 수신하는 데이터는 다른 가능성들 중에서, 수신기(114)에 의한 광의 검출들에 기초하여 센서 데이터를 포함할 수 있다. 더욱이, 컨트롤러(104)에 의해 송신되는 제어 신호들은 다른 가능성들 중에서, 예컨대 송신기(106)에 의한 광의 방출을 제어하고, 수신기(114)에 의한 광의 검출을 제어하고, 그리고/또는 액추에이터(들)(118)를 제어하여 회전 플랫폼(116)을 회전시킴으로써, LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들을 동작시킬 수 있다.
그 때문에, 컨트롤러(104)는 LIDAR 디바이스(100)로 하여금 본원에 설명되는 다양한 동작들을 수행하게 하기 위해 하나 이상의 프로세서, 데이터 스토리지, 및 하나 이상의 프로세서에 의해 실행가능한 프로그램 명령어들(데이터 스토리지 상에 저장됨)을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러는 외부 컨트롤러와 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들 사이에 제어 신호들 및/또는 데이터의 전송을 용이하게 하는 것을 돕기 위해 외부 컨트롤러 등(예를 들어, LIDAR 디바이스(100)가 장착되는 차량에 배열되는 컴퓨팅 시스템)과 통신할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러(104)는 본원에 설명되는 다양한 기능들을 수행하기 위해 와이어링되는 회로를 포함할 수 있다.
송신기(106)는 LIDAR 디바이스(100)의 환경을 향해 광(또는 다른 신호)을 송신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 송신기(106)는 파장 범위 내의 파장들을 갖는 복수의 광 빔 및/또는 펄스를 각각 방출하기 위해 하나 이상의 광원을 포함할 수 있다. 파장 범위는 예를 들어, 전자기 스펙트럼의 자외, 가시, 및/또는 적외 부분들에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 파장 범위는 예컨대 레이저들에 의해 제공되는 좁은 파장 범위일 수 있다. 일 예에서, 파장 범위는 거의 1525 nm와 1565 nm 사이인 파장들을 포함한다. 이러한 범위는 예시적 목적들만을 위해 설명되고 제한적이도록 의미되지 않는다는 점이 주목된다.
일부 구현들에서, 송신기(106) 내의 광원(들)은 광 증폭기에 결합되는 섬유 레이저를 포함할 수 있다. 특히, 섬유 레이저는 능동 이득 매체(즉, 레이저 내의 광학 이득의 소스)가 광섬유에 있는 레이저일 수 있다. 더욱이, 섬유 레이저는 다양한 방식들로 LIDAR 디바이스(100) 내에 배열될 수 있다. 예를 들어, 섬유 레이저는 회전 플랫폼(116)과 수신기(114) 사이에 배치될 수 있다.
그와 같이, 본 개시는 일반적으로 송신기(106) 내의 광원으로서 사용되는 섬유 레이저의 맥락에서 본원에 설명될 것이다. 그러나, 일부 배열들에서, 송신기(106) 내의 하나 이상의 광원은 복수의 방출된 광 빔 및/또는 펄스를 제공하기 위해 광을 선택적으로 투과, 반사, 및/또는 방출하도록 구성되는 레이저 다이오드들, 발광 다이오드들(light emitting diodes)(LED), 수직 캐비티 표면 방출 레이저들(vertical cavity surface emitting lasers)(VCSEL), 유기 발광 다이오드들(organic light emitting diodes)(OLED), 폴리머 발광 다이오드들(polymer light emitting diodes)(PLED), 발광 폴리머들(light emitting polymers)(LEP), 액정 디스플레이들(liquid crystal displays)(LCD), 미세 전자 기계 시스템들(microelectromechanical systems)(MEMS), 및/또는 임의의 다른 디바이스를 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
광학 요소(들)(108)는 송신기(106) 및/또는 수신기(114)에 포함되거나 그렇지 않으면 이들에 결합될 수 있다. 예를 들어, 광학 요소(들)(108)는 광을 송신기(106) 내의 광원으로부터 환경을 향해 지향시키도록 배열될 수 있다. 그와 같이, 광학 요소(들)는 다른 광학 구성요소들 중에서, 물리적 공간을 통해 광의 전파를 가이드하기 위해 사용되는 미러(들) 및/또는 광의 특정 특성들을 조정하기 위해 사용되는 렌즈(들)의 임의의 실현가능 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 요소(들)(108)는 송신기(106) 내의 광원(들)으로부터 광을 콜리메이팅하도록 배열되는 투과 렌즈를 포함할 수 있으며, 그것에 의해 서로 실질적으로 평행한 광선들을 갖는 광을 야기한다.
일부 구현들에서, 광학 요소(들)(108)는 또한 광을 수직 축을 따라 확산하도록 배열되는 확산기를 포함할 수 있다. 실제로, 확산기는 유리 또는 다른 재료로 형성될 수 있고, 광을 특정 방식으로 확산하거나 그렇지 않으면 산란하도록 형상화(예를 들어, 비구면 형상)될 수 있다. 일 실시예에서, 수직 스프레드는 수평 축에서 떨어진 +7° 내지 수평 축에서 떨어진 -18°의 스프레드일 수 있다(예를 들어, 수평 축은 환경 내의 지표면과 이상적으로 평행함). 더욱이, 확산기는 예를 들어 섬유 레이저의 출력 단부에 융합됨으로써와 같이, 임의의 직접 또는 간접 방식으로 송신기(106) 내의 광원에 결합될 수 있다.
따라서, 이러한 구현은 레이저 빔들의 수직 빔 폭보다 상당히 더 좁은 수평 빔 폭(예를 들어, 1 mm)을 갖는 레이저 빔들 등을 야기할 수 있다. 그러한 수평으로 좁은 레이저 빔들은 예를 들어, 반사 객체에 반사되는 빔들과 반사 객체에 수평으로 인접한 적은 반사 객체에 반사되는 빔들 사이의 간섭을 회피하는 것을 도울 수 있으며, 그것은 LIDAR 디바이스(100)가 그러한 객체들을 구별하는 것을 궁극적으로 도울 수 있다. 다른 장점들이 또한 가능하다.
온도 센서(110)는 송신기(106)로부터의 방출된 광 펄스들과 연관되는 온도를 측정하도록 배열되는 하나 이상의 온도 센서(예를 들어, 서미스터, 서모파일 등)를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 광학 요소(들)(108)는 또한 온도 센서(110)를 향해 확산된 광의 적어도 일부를 반사하도록 배열되는 색선별 미러를 포함할 수 있다. 이러한 구현의 경우, 온도 센서(110)는 환경을 향해 방출되는 광의 에너지를 측정하도록 배열될 수 있다. 그러한 온도 측정에 관련되는 데이터는 컨트롤러(104)에 의해 수신되고, 그 다음 예를 들어 방출된 광의 세기에 대한 조정들과 같은, 추가 동작들을 용이하게 하기 위한 기초로서 컨트롤러(104)에 의해 사용될 수 있다. 다른 구현에서, 온도 센서(110)는 예를 들어 히트 싱크(112)의 온도와 같은, LIDAR 디바이스(100)의 다른 구성요소의 온도를 측정하도록 배열될 수 있다. 다른 구현들이 또한 가능하다.
히트 싱크(112)는 송신기(106)에서 멀어지게 열을 전도하도록 배열되는 임의의 열 도체(예를 들어, 알루미늄, 구리, 다른 금속 또는 금속 화합물)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신기(106)가 섬유 레이저 광원을 포함하는 경우, 섬유 레이저는 광 증폭기를 통해 광의 세기를 증폭하는 결과로서 열을 발생시킬 수 있다. 발생된 열은 LIDAR 디바이스(100) 내의 다양한 구성요소들(예를 들어, 회로, 송신기(106) 등)의 동작에 영향을 미칠 수 있다. 그와 같이, 히트 싱크(112)는 LIDAR 디바이스(100)의 다양한 구성요소들 상의 발생된 열의 효과를 완화하기 위해 발생된 열을 흡수하고 그리고/또는 분배할 수 있다.
수신기(114)는 송신기(106)에 의해 방출되고 LIDAR 디바이스(100)의 주위 환경 내의 하나 이상의 객체로부터 반사되는 광 펄스들의 반사들을 차단하고 검출하도록 배열되는 하나 이상의 광검출기(예를 들어, 광다이오드들, 애벌란시 광다이오드들 등)를 포함할 수 있다. 그 때문에, 수신기(114)는 송신기(106)에 의해 방출되는 광과 동일한 파장 범위(예를 들어, 1525 nm 내지 1565 nm) 내의 파장들을 갖는 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, LIDAR 디바이스(100)는 LIDAR 디바이스(100)에 의해 비롯되는 반사된 광 펄스들과 환경 내의 다른 광을 구별할 수 있다.
일부 예들에서, LIDAR 디바이스(100)는 수직 각도 범위 내이 입사 광을 특정 수신기 상으로 집속함으로써 그것의 수직 스캐닝 분해능을 선택하거나 조정할 수 있다. 수직 FOV가 증가함에 따라, 예를 들어, 수직 스캐닝 분해능은 감소할 수 있다. 특정 예로서, 수신기(114)는 LIDAR 디바이스(100)의 수평 축에서 떨어진 +7°내지 수평 축에서 떨어진 -7°의 수직 FOV 내에 입사 광을 집속하도록 배열될 수 있다. 이러한 배열의 경우, 예를 들어, LIDAR 디바이스(100)의 수직 스캐닝 분해능은 0.067°에 대응할 수 있다. 수직 각도 스캐닝 분해능은 (예를 들어, 광학 요소(들)(108)의 렌즈 등을 작동하는 것을 통해) 입사 광의 상이한 수직 FOV를 수신기(114) 상으로 집속함으로써 조정될 수 있다. 예를 들어, 수신기(114)가 (+7°내지 -7°의 범위와 대조적으로) 수평 축에 대해 +7°내지 0°의 수직 FOV로부터 집속되는 광을 수신하면, 이때 수신기(114)의 수직 분해능은 0.067°에서 0.034°로 개선될 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, LIDAR 디바이스(100)는 LIDAR 디바이스(100)의 회전의 속도를 변경함으로써 및/또는 송신기(106)에 의해 방출되는 광 펄스들의 펄스 속도를 조정함으로써 수평 스캐닝 분해능을 선택하거나 조정할 수 있다. 특정 예로서, 송신기(106)는 초당 150,000 광 펄스의 펄스 속도로 광 펄스들을 방출하도록 구성될 수 있다. 이러한 예에서, LIDAR 디바이스(100)는 15 Hz(즉, 초당 15 완전한 360°회전)로 회전하도록 구성될 수 있다. 그와 같이, 수신기(114)는 0.036°수평 각도 분해능에서 광을 검출할 수 있다. 0.036°의 수평 각도 분해능은 LIDAR 디바이스(100)의 회전의 속도를 변경함으로써 또는 펄스 속도를 조정함으로써 조정될 수 있다. 예를 들어, LIDAR 디바이스(100)가 대신에 30 Hz로 회전되면, 수평 각도 분해능은 0.072°가 될 수 있다. 대안적으로, 송신기(106)가 15 Hz의 회전의 속도를 유지하는 동안 초당 300,000 광 펄스의 속도로 광 펄스들을 방출하면, 이때 수평 각도 분해능은 0.018°가 될 수 있다.
일부 예들에서, 수신기(114)는 상이한 분해능들에서 광을 동시에 검출하도록 구성되는 다수의 수신기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 수신기는 제1 분해능에서 광을 검출하도록 구성될 수 있고 제2 수신기는 제1 분해능보다 더 낮은 제2 분해능에서 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 특정 예로서, 제1 수신기는 LIDAR 디바이스(100)의 수평 축에서 떨어진 +7°내지 수평 축에서 떨어진 -7°의 수직 FOV 내에 입사 광을 수신하도록 배열될 수 있고, 제2 수신기는 -7°내지 -18°의 수직 FOV 내에 입사 광을 수신하도록 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 및 제2 수신기들은 +7°내지 -18°의 FOV를 따르지만, 상이한 각각의 수직 분해능들에서 광의 검출을 집합적으로 허용한다. 상기 예를 계속하면, 제1 수신기는 0.036°(수평) x 0.067°(수직) 각도 분해능에서 광을 검출하도록 구성될 수 있고, 제2 수신기(112)는 0.036°(수평) x 0.23°(수직) 각도 분해능에서 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 따라서, 일부 예들에서, 제1 및 제2 수신기들은 각각의 수신기들이 상기 설명된 바와 같이 각각의 분해능을 제공하고 각각의 FOV를 수신하는 것을 허용하는 각각의 광학 배열(예를 들어, 광학 요소(들)(108))을 각각 가질 수 있다. 이러한 분해능들 및 FOV들은 예시적 목적들만을 위한 것이고 제한적이도록 의미되지 않는다는 점이 주목된다.
일 실시예에서, 수신기(114)는 LIDAR 디바이스(100)의 환경 내의 하나 이상의 객체로부터 반사되는 광을 수신기(114)의 검출기들 상으로 집속하도록 배열되는 광학 요소들(108)의 광학 렌즈에 결합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 광학 렌즈는 거의 35 cm의 초점 길이 뿐만 아니라 거의 10cm x 5cm의 치수들을 가질 수 있다. 더욱이, 일부 사례들에서, 광학 렌즈는 상기 설명된 바와 같이 특정 수직 FOV(예를 들어, +7°내지 -7°)를 따라 입사 광사 광을 집속하기 위해 형상화될 수 있다. 그와 같이, 광학 렌즈(예를 들어, 광학 요소(들)(108)에 포함됨)는 본 개시의 범위로부터 벗어나는 것없이 다양한 형태들 중 하나(예를 들어, 구면 형상화)를 띨 수 있다.
일부 구현들에서, 광학 요소들(108)은 또한 적어도 하나의 광학 렌즈와 수신기(114) 내의 광검출기 어레이 사이에 광학 경로를 절첩하도록 배열되는 적어도 하나의 미러를 포함할 수 있다. 각각의 그러한 미러는 임의의 실현가능 방식으로 수신기(114) 내에 고정될 수 있다. 또한, 임의의 실현가능 수의 미러들은 광학 경로를 절첩하는 목적들을 위해 배열될 수 있다. 예를 들어, 수신기(114)는 또한 광학 렌즈와 광검출기 어레이 사이에 광학 경로를 2회 이상 절첩하도록 배열되는 2개 이상의 미러를 포함할 수 있다. 실제로, 광학 경로의 그러한 절첩은 다른 결과들 중에서, 제1 수신기의 크기를 감소시키는 것을 도울 수 있다.
더욱이, 주목된 바와 같이, 수신기(114)는 광검출기 어레이를 포함할 수 있으며, 이 어레이는 검출된 광(예를 들어, 상기 언급된 파장 범위 내의)을 검출된 광을 나타내는 전기 신호로 변환하도록 각각 구성되는 2개 이상의 검출기를 포함할 수 있다. 실제로, 그러한 광검출기 어레이는 다양한 방식들 중 하나로 배열될 수 있다. 예를 들어, 검출기들은 하나 이상의 기판(예를 들어, 인쇄 회로 보드들(printed circuit boards)(PCBs), 가요성 PCB들 등) 상에 배치되고 광학 렌즈로부터 광학 경로를 따라 이동하고 있는 입사 광을 검출하도록 배열될 수 있다. 또한, 그러한 광검출기 어레이는 임의의 실현가능 방식으로 정렬되는 임의의 실현가능 수의 검출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광검출기 어레이는 검출기들의 13 x 16 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 광검출기 어레이는 예시적 목적들만을 위해 설명되고 제한적이도록 의미되지 않는다는 점이 주목된다.
부가적으로, 어레이 내의 검출기들은 다양한 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 검출기들은 방출된 광의 파장 범위 내의 파장들을 갖는 집속된 광을 수신하도록 구성되는 광다이오드들, 애벌란시 광다이오드들(예를 들어, 가이거 모드 및/또는 선형 모드 애벌란시 광다이오드들), 광트랜지스터들, 카메라들, 능동 픽셀 센서들(active pixel sensors)(APS), 전하 결합 디바이스들(charge coupled devices)(CCD), 극저온 검출기들, 및/또는 광의 임의의 다른 센서의 형태를 취할 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다.
회전 플랫폼(116)는 축 주위로 회전하도록 구성될 수 있다. 그 때문에, 회전 플랫폼(116)은 그 위에 장착되는 하나 이상의 구성요소를 지지하는데 적절한 임의의 고체 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 송신기(106) 및 수신기(114)는 이러한 구성요소들 각각이 회전 플랫폼(116)의 회전에 기초하여 환경에 대해 이동하도록 회전 플랫폼(116) 상에 배열될 수 있다. 특히, 이러한 구성요소들 각각은 LIDAR 디바이스(100)가 다양한 방향들로부터 정보를 획득할 수 있도록 축에 대해 회전될 수 있다. 이러한 방식으로, LIDAR 디바이스(100)의 지시 방향은 회전 플랫폼(114)을 상이한 방향들로 작동함으로써 수평으로 조정될 수 있다.
플랫폼(116)을 이러한 방식으로 회전시키기 위해, 하나 이상의 액추에이터(118)는 회전 플랫폼(114)을 작동할 수 있다. 그 때문에, 액추에이터들(118)은 다른 가능성들 중에서, 모터들, 공압 액추에이터들, 유압 피스톤들, 및/또는 압전 액추에이터들을 포함할 수 있다.
이러한 배열의 경우, 컨트롤러(104)는 환경에 관한 정보를 획득하기 위해 회전 플랫폼(116)을 다양한 방식들로 회전시키기 위해 액추에이터(118)를 동작시킬 수 있다. 일 예에서, 회전 플랫폼(116)는 어느 하나의 방향에서 회전될 수 있다. 다른 예에서, 회전 플랫폼(116)은 LIDAR 디바이스(100)가 환경의 360°수평 FOV를 제공하도록 전체 선회들을 수행할 수 있다. 더욱이, 회전 플랫폼(116)은 LIDAR 디바이스(100)로 하여금 다양한 리프레시 속도들로 환경을 스캐닝하게 하기 위해 다양한 속도들로 회전할 수 있다. 예를 들어, LIDAR 디바이스(100)는 15 Hz의 리프레시 속도(예를 들어, 초당 LIDAR 디바이스(100)의 15 완전한 회전)를 갖도록 구성될 수 있다.
고정 플랫폼(120)은 임의의 형상 또는 형태를 띨 수 있고 예를 들어 차량의 위와 같은, 다양한 구조들에의 결합을 위해 구성될 수 있다. 또한, 고정 플랫폼의 결합은 임의의 실현가능 커넥터 배열(예를 들어, 볼트들 및/또는 나사들)을 통해 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, LIDAR 디바이스(100)는 본원에 설명되는 것들과 같은, 다양한 목적들을 위해 사용되기 위해 구조에 결합될 수 있다.
회전 링크(122)는 고정 플랫폼(120)을 회전 플랫폼(116)에 직접 또는 간접적으로 결합한다. 그 때문에, 회전 링크(122)는 고정 플랫폼(120)에 대해 축 주위로 회전 플랫폼(116)의 회전을 제공하는 임의의 형상, 형태 및 재료를 띨 수 있다. 예를 들어, 회전 링크(122)는 액추에이터(118)로부터의 작동에 기초하여 회전하는 샤프트 등의 형태를 취할 수 있으며, 그것에 의해 기계력들을 액추에이터(118)로부터 회전 플랫폼(116)으로 전달한다. 일 구현에서, 회전 링크(122)는 LIDAR 디바이스(100)의 하나 이상의 구성요소가 배치될 수 있는 중앙 캐비티를 가질 수 있다.
하우징(124)은 임의의 형상, 형태, 및 재료를 띨 수 있고 LIDAR 디바이스(100)의 하나 이상의 구성요소를 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(124)은 돔 형상 하우징일 수 있다. 게다가, 예를 들어, 하우징(124)은 적어도 부분적으로 불투명인 재료로 구성될 수 있고, 재료는 하우징(124)의 내부 공간에 진입하는 것으로부터 적어도 일부 광의 차단을 허용하고 따라서 LIDAR 디바이스(100)의 하나 이상의 구성요소 상에서 주변 광의 열 및 잡음 효과들을 완화하는 것을 도울 수 있다. 이러한 하우징은 예시적 목적들만을 위한 것이고 제한적이도록 의미되지 않는다는 점이 주목된다.
일부 예들에서, 하우징(124)은 하우징(122)이 회전 플랫폼(116)의 회전에 기초하여 상기 언급된 축 주위로 회전하기 위해 구성되도록 회전 플랫폼(116)에 결합될 수 있다. 이러한 구현의 경우, LIDAR 디바이스(100)의 송신기(106), 수신기(114), 및 가능하게는 다른 구성요소들은 하우징(124) 내에 각각 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 송신기(106) 및 수신기(114)는 하우징(124) 내에 배치되는 동안 하우징(124)과 함께 회전할 수 있다. LIDAR 디바이스(100)의 이러한 배열은 예시적 목적들만을 위해 설명되고 제한적이도록 의미되지 않는점이 주목된다.
다음에, 도 2a 및 도 2b는 본원에 개시되는 특징들을 갖는 LIDAR 디바이스(200)의 예시들의 예시적 세트를 도시한다. 특히, 도 2a는 LIDAR 디바이스(200)의 상단 단면도를 도시하고, 및 도 2b는 LIDAR 디바이스(200)의 측단면도를 도시한다. 이러한 예시들은 예시적 목적들만을 위해 도시되고 제한적이도록 의미되지 않는다는 점이 주목된다.
더 구체적으로, 도 2a 및 도 2b는 LIDAR 디바이스(200)가 하우징(124) 및 플랫폼(116)과 각각 유사할 수 있는 회전 플랫폼(216)에 결합되는 하우징(224)을 포함하는 것을 집합적으로 예시한다. 그 다음, 회전 플랫폼(216)은 회전 링크(222)를 통해 고정 플랫폼(220)에 결합되는 것으로서 도시되며, 그들은 고정 플랫폼(120) 및 회전 링크(122)와 각각 유사할 수 있다. 이러한 배열의 경우, 회전 플랫폼(216)은 축(232) 주위로 회전할 수 있으며, 그것에 의해 또한 송신기(206) 및 수신기(214)의 회전을 야기하며, 그들은 송신기(106) 및 수신기(114)와 각각 유사할 수 있다.
도시된 바와 같이, 하우징(224)은 또한 광이 환경으로 방출될 수 있고 반사된 광이 환경으로부터 수신될 수 있는 애퍼처(230)를 포함한다. 게다가, 도 2a 및 도 2b는 송신기(206) 및 수신기(214)가 하우징(224) 내에 배치되는 것을 집합적으로 예시한다.
도시된 바와 같이, 송신기(206)는 예를 들어, 광 증폭기로서의 역할을 하는 섬유 레이저와 융합되는, 광학 요소들(108) 중 적어도 하나와 유사할 수 있는, 광학 렌즈(208)(예를 들어, 확산기)를 포함하며, 섬유 레이저는 회전 플랫폼(216)과 수신기(214) 사이에 적어도 부분적으로 위치된다. 일 예에서, 광학 렌즈(208)는 +7°내지 -18°의 수직 FOV를 따라 방출된 광을 수직으로 확산하도록 배열될 수 있다.
게다가, 도시된 바와 같이, 수신기(214)는 광학 렌즈(238)와 광검출기 어레이(234) 사이에 광학 경로를 제공하는 광학 배열(예를 들어, 광학 요소들(108) 중 하나 이상)을 포함한다. 구체적으로, 광학 배열은 광학 렌즈(238)와 광검출기 어레이(236) 사이에 광학 경로를 2회 절첩하도록 배열되는 2개의 미러(236)를 포함하는 것으로 도시되며, 그것에 의해 수신기(214)의 크기를 감소시키는 것을 돕는다.
도시되지 않지만, 송신기(206)는 또한 송신기(206)의 섬유 레이저 또는 다른 광원에 의해 발생되는 방출된 광의 전파 경로(도 2b에 점선들로 도시됨)를 따라 하나 이상의 미러를 포함할 수 있다. 예를 들어, 선별 미러는 광의 일부가 예를 들어 온도 센서(110)와 같은, 온도 센서(도시되지 않음)를 향해 전파되는 것을 허용하기 위해 송신기(106) 내부에 배치될 수 있다. 그 때문에, 온도 센서는 렌즈(208)를 향해 및 환경을 향해 방출된 광을 통해 송신되는 에너지의 양을 나타내는 온도 측정을 제공할 수 있다.
III. 예시적 차량들
본원에서의 일부 예시적 구현들은 예를 들어, 차량에 장착되는 LIDAR 디바이스들(100 및 200)과 같은, 센서를 수반한다. 그러나, 본원에 개시되는 예시적 센서는 또한 다양한 다른 목적들을 위해 사용될 수 있고 임의의 실현가능 시스템 또는 배열 상에 통합되거나 그렇지 않으면 이 시스템 또는 배열에 연결될 수 있다. 예를 들어, 예시적 LIDAR 디바이스는 조립 라인에서 제조되는 객체들(예를 들어, 제품들)을 감시하기 위해 조립 라인 설정에 사용될 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다. 부가적으로, 본원에서의 예시적 실시예들이 승용차 상에 장착되는 LIDAR 디바이스를 포함하지만, 예시적 LIDAR 디바이스는 자율 또는 반자율 동작 모드를 갖는 자동차들 뿐만 아니라 종래의 자동차들을 포함하는, 임의의 타입의 차량 상에 부가적으로 또는 대안적으로 사용될 수 있다. 게다가, 용어 "차량"은 예를 들어, 롤러코스터, 트롤리, 트램, 또는 트레인 카 등과 같은 트랙을 타는 캐리어 뿐만 아니라, 트럭, 밴, 세미 트레일러 트럭, 모터사이클, 골프 카트, 오프 로드 차량, 창고 수송 차량, 또는 농장 차량을 포함하는, 임의의 가동 객체를 커버하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 차량(300)의 간략화된 블록도이다. 도시된 바와 같이, 차량(300)은 추진 시스템(302), 센서 시스템(304), 제어 시스템(306), 주변 장치들(308), 및 컴퓨터 시스템(310)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 차량(300)은 더 많은, 더 적은, 또는 상이한 시스템들을 포함할 수 있고, 각각의 시스템은 더 많은, 더 적은, 또는 상이한 구성요소들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 도시되는 시스템들 및 구성요소들은 임의의 수의 방식들로 조합되거나 분할될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(306) 및 컴퓨터 시스템(310)은 단일 시스템으로 조합될 수 있다.
추진 시스템(302)은 차량(300)을 위한 파워 모션(powered motion)을 제공하도록 구성될 수 있다. 그 때문에, 도시된 바와 같이, 추진 시스템(302)은 엔진/모터(318), 에너지원(320), 변속기(322), 및 휠들/타이어들(324)을 포함한다.
엔진/모터(318)는 내연 엔진, 전기 모터, 스팀 엔진, 및 스털링 엔진의 임의의 조합이거나 임의의 조합을 포함할 수 있다. 다른 모터들 및 엔진들이 또한 가능하다. 일부 실시예들에서, 추진 시스템(302)은 다수의 타입의 엔진들 및/또는 모터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스-전기 하이브리드 승용차는 가솔린 엔진 및 전기 모터를 포함할 수 있다. 다른 예들이 가능하다.
에너지원(320)은 엔진/모터(318)에 전체적으로 또는 부분적으로 전력 공급하는 에너지원일 수 있다. 즉, 엔진/모터(318)는 에너지원(320)을 기계 에너지로 변환하도록 구성될 수 있다. 에너지원들(320)의 예들은 가솔린, 디??, 프로판, 다른 압축된 가스계 연료들, 에탄올, 태양 전지판들, 배터리들, 및 다른 전기 전력원들을 포함한다. 에너지원(들)(320)은 연료 탱크들, 배터리들, 커패시터들, 및/또는 플라이 휠들의 임의의 조합을 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에너지원(320)은 또한 차량(300)의 다른 시스템들을 위한 에너지를 제공할 수 있다. 그 때문에, 에너지원(320)은 예를 들어, 재충전가능 리튬 이온 또는 납산 배터리를 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에너지원(320)은 전기 전력을 차량(300)의 다양한 구성요소들에 제공하도록 구성되는 배터리들의 하나 이상의 뱅크를 포함할 수 있다.
변속기(322)는 기계력을 엔진/모터(318)로부터 휠들/타이어들(324)로 전달하도록 구성될 수 있다. 그 때문에, 변속기(322)는 기어박스, 클러치, 차동 장치, 구동 샤프트들, 및/또는 다른 요소들을 포함할 수 있다. 변속기(322)가 구동 샤프트들을 포함하는 실시예들에서, 구동 샤프트들은 휠들/타이어들(324)에 결합되도록 구성되는 하나 이상의 축을 포함할 수 있다.
차량(300)의 휠들/타이어들(324)은 일륜, 이륜/모터사이클, 삼륜, 또는 승용차/트럭 사륜 포맷을 포함하는, 다양한 포맷들로 구성될 수 있다. 6개 이상의 휠들을 포함하는 것들과 같은, 다른 휠/타이어 포맷들이 또한 가능하다. 임의의 경우에, 휠들/타이어들(324)은 다른 휠들/타이어들(324)에 대해 별도로 회전하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 휠들/타이어들(324)은 변속기(322)에 고정 부착되는 적어도 하나의 휠 및 구동 표면과 접촉할 수 있는 휠의 림에 결합되는 적어도 하나의 타이어를 포함할 수 있다. 휠들/타이어들(324)은 금속 및 고무의 임의의 조합, 또는 다른 재료들의 조합을 포함할 수 있다. 추진 시스템(302)은 도시되는 것들과 다른 구성요소들을 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
센서 시스템(304)은 센서들의 위치 및/또는 배향을 수정하도록 구성되는 하나 이상의 액추에이터(336) 뿐만 아니라, 차량(300)이 위치되는 환경에 관한 정보를 감지하도록 구성되는 다수의 센서를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 센서 시스템(304)은 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System)(GPS)(326), 관성 측정 유닛(inertial measurement unit)(IMU)(328), 레이더(RADAR) 유닛(330), 레이저 거리계 및/또는 LIDAR 유닛(332), 및 카메라(334)를 포함한다. 센서 시스템(304)은 예를 들어, 차량(300)의 내부 시스템들(예를 들어, O2 모니터, 연료 게이지, 엔진 오일 온도 등)을 감시하는 센서들을 포함하는, 부가 센서들을 또한 포함할 수 있다. 다른 센서들이 또한 가능하다.
GPS(326)는 차량(300)의 지리적 위치를 추정하도록 구성되는 임의의 센서(예를 들어, 위치 센서)일 수 있다. 이 때문에, GPS(326)는 지구에 대해 차량(300)의 위치를 추정하도록 구성되는 송수신기를 포함할 수 있다. IMU(328)는 관성 가속도에 기초하여 차량(300)의 위치 및 배향 변경들을 감지하도록 구성되는 센서들의 임의의 조합일 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서들의 조합은 예를 들어, 가속도계들, 자이로스코프들 등을 포함할 수 있다. RADAR 유닛(330)은 라디오 신호들을 사용하여 차량(300)이 위치되는 환경 내의 객체들을 감지하도록 구성되는 임의의 센서일 수 있다. 일부 실시예들에서, 객체들을 감지하는 것에 더하여, RADAR 유닛(330)은 객체들의 속도 및/또는 진로를 감지하도록 부가적으로 구성될 수 있다. 유사하게, 레이저 거리계 또는 LIDAR 유닛(332)은 레이저들을 사용하여 차량(300)이 위치되는 환경 내의 객체들을 감지하도록 구성되는 임의의 센서일 수 있다. 예를 들어, LIDAR 유닛(332)은 하나 이상의 LIDAR 디바이스를 포함할 수 있으며, 그것의 적어도 일부는 예를 들어 LIDAR 디바이스들(100 및/또는 200)의 형태를 취할 수 있다. 카메라(334)는 차량(300)이 위치되는 환경의 이미지들을 캡처하도록 구성되는 임의의 카메라(예를 들어, 스틸 카메라, 비디오 카메라 등)일 수 있다. 그 때문에, 카메라(334)는 상기 설명된 형태들 중 어느 것을 취할 수 있다.
제어 시스템(306)은 차량(300) 및/또는 그것의 구성요소들의 하나 이상의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 그 때문에, 제어 시스템(306)은 스티어링 유닛(338), 스로틀(340), 브레이크 유닛(342), 센서 융합 알고리즘(344), 컴퓨터 비전 시스템(346), 내비게이션 또는 경로지정 시스템(348), 및 장애물 회피 시스템(350)을 포함할 수 있다.
스티어링 유닛(338)은 차량(300)의 진로를 조정하도록 구성되는 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 스로틀(340)은 엔진/모터(318) 및, 차례로, 차량(300)의 속도를 제어하도록 구성되는 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 브레이크 유닛(342)은 차량(300)을 감속하도록 구성되는 메커니즘들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 브레이크 유닛(342)은 휠들/타이어들(324)을 느리게 하기 위해 마찰을 사용할 수 있다. 다른 예로서, 브레이크 유닛(342)은 휠들/타이어들(324)의 운동 에너지를 전기 전류로 변환할 수 있다.
센서 융합 알고리즘(344)은 센서 시스템(304)으로부터의 데이터를 입력으로서 수락하도록 구성되는 알고리즘(또는 알고리즘을 저장하는 컴퓨터 프로그램 제품)일 수 있다. 데이터는 예를 들어, 센서 시스템(304)에 의해 감지되는 정보를 표현하는 데이터를 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(344)은 예를 들어, 칼만 필터, 베이지안 네트워크, 본원에서의 방법들의 기능들의 일부를 위한 알고리즘, 또는 임의의 다른 알고리즘을 포함할 수 있다. 센서 융합 알고리즘(344)은 예를 들어, 차량(300)이 위치되는 환경 내의 개별 객체들 및/또는 특징들의 평가들, 특정 상황들의 평가들, 및/또는 특정 상황들에 기초한 가능한 영향들의 평가들을 포함하는, 다양한 평가들을 센서 시스템(304)으로부터의 데이터에 기초하여 제공하도록 추가로 구성될 수 있다. 다른 평가들이 또한 가능하다.
컴퓨터 비전 시스템(346)은 예를 들어, 교통 신호들 및 장애물들을 포함하는, 차량(300)이 위치되는 환경 내의 객체들 및/또는 특징들을 식별하기 위해 카메라(334)에 의해 캡처되는 이미지들을 처리하고 분석하도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 그 때문에, 컴퓨터 비전 시스템(346)은 객체 인식 알고리즘, 모션으로부터의 구조(Structure from Motion)(SFM) 알고리즘, 비디오 추적, 또는 다른 컴퓨터 비전 기술들을 사용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 비전 시스템(346)은 환경을 매핑하고, 객체를 추적하고, 객체들의 속도를 추정하는 등 하도록 부가적으로 구성될 수 있다.
내비게이션 및 경로지정 시스템(348)은 차량(300)에 대한 주행 경로를 결정하도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 내비게이션 및 경로지정 시스템(348)은 차량(300)이 동작중인 동안 차량(300)의 주행 경로를 동적으로 갱신하도록 부가적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 내비게이션 및 경로지정 시스템(348)은 차량(300)에 대한 주행 경로를 결정하기 위해 센서 융합 알고리즘(344), GPS(326), LIDAR 유닛(332), 및/또는 하나 이상의 미리 결정된 맵으로부터 데이터를 통합하도록 구성될 수 있다. 장애물 회피 시스템(350)은 차량(300)이 위치되는 환경에서 장애물들을 식별하고, 평가하고, 회피하거나 그렇지 않으면 협상하도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 제어 시스템(306)은 도시되는 것들과 다른 구성요소들을 부가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
주변 장치들(308)은 차량(300)이 외부 센서들, 다른 차량들, 외부 컴퓨팅 디바이스들, 및/또는 사용자와 상호작용하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 그 때문에, 주변 장치들(308)은 예를 들어, 무선 통신 시스템(352), 터치스크린(354), 마이크로폰(356), 및/또는 스피커(358)를 포함할 수 있다.
무선 통신 시스템(352)은 하나 이상의 다른 차량, 센서, 또는 다른 엔티티에, 직접 또는 통신 네트워크를 통해 무선으로 결합되도록 구성되는 임의의 시스템일 수 있다. 그 때문에, 무선 통신 시스템(352)은 다른 차량들, 센서들, 서버들, 또는 다른 엔티티들과 통신 네트워크를 통해 통신하기 위한 안테나 및 칩셋을 포함할 수 있다. 칩셋 또는 무선 통신 시스템(352)은 일반적으로 다른 가능성들 중에서, 하나 이상의 타입의 무선 통신(예를 들어, 프로토콜들) 예컨대 블루투스, IEEE 802.11(임의의 IEEE 802.11 수정들을 포함함)에 설명되는 통신 프로토콜들, 셀룰러 기술(예컨대 GSM, CDMA, UMTS, EV-DO, WiMAX, 또는 LTE), 지그비, 단거리 전용 통신들(dedicated short range communications)(DSRC), 및 라디오 주파수 식별(radio frequency identification)(RFID) 통신들에 따라 통신하도록 배열될 수 있다.
터치스크린(354)은 사용자가 커맨드들을 차량(300)에 입력하기 위해 사용될 수 있다. 그 때문에, 터치스크린(354)은 다른 가능성들 중에서, 용량 감지, 저항 감지, 또는 표면 음향파 프로세스를 통해 사용자의 손가락의 위치 및 이동 중 적어도 하나를 감지하도록 구성될 수 있다. 터치스크린(354)은 터치스크린 표면과 평행하거나 평면인 방향으로, 터치스크린 표면에 수직인 방향으로, 또는 둘 다로 손가락 움직임을 감지가능할 수 있고, 또한 터치스크린 표면에 인가되는 압력의 레벨을 감지가능할 수 있다. 터치스크린(354)은 하나 이상의 반투명 또는 투명 절연 층 및 하나 이상의 반투명 또는 투명 전도 층으로 형성될 수 있다. 터치스크린(354)은 또한 다른 형태들을 취할 수 있다. 마이크로폰(356)은 차량(300)의 사용자로부터 오디오(예를 들어, 보이스 커맨드 또는 다른 오디오 입력)를 수신하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 스피커들(358)은 오디오를 사용자에게 출력하도록 구성될 수 있다.
컴퓨터 시스템(310)은 추진 시스템(302), 센서 시스템(304), 제어 시스템(306), 및 주변 장치들(308) 중 하나 이상에 데이터를 송신하고, 하나 이상으로부터 데이터를 수신하고, 하나 이상과 상호작용하고, 그리고/또는 하나 이상을 제어하도록 구성될 수 있다. 이 때문에, 컴퓨터 시스템(310)은 시스템 버스, 네트워크, 및/또는 다른 연결 메커니즘(도시되지 않음)에 의해 추진 시스템(302), 센서 시스템(304), 제어 시스템(306), 및 주변 장치들(308) 중 하나 이상에 통신 링크될 수 있다.
일 예에서, 컴퓨터 시스템(310)은 연료 효율을 개선하기 위해 변속기(322)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(310)은 카메라(334)로 하여금 환경의 이미지들을 캡처하게 하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(310)은 센서 융합 알고리즘(344)에 대응하는 명령어들을 저장하고 실행하도록 구성될 수 있다. 더 다른 예로서, 컴퓨터 시스템(310)은 LIDAR 유닛(332)을 사용하여 차량(300) 주위의 환경의 3D 표현을 결정하기 위한 명령어들을 저장하고 실행하도록 구성될 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다. 따라서, 예를 들어, 컴퓨터 시스템(310)은 LIDAR 유닛(332)에 대한 컨트롤러로서의 기능을 할 수 있다.
도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(310)은 프로세서(312) 및 데이터 스토리지(314)를 포함한다. 프로세서(312)는 하나 이상의 일반 목적 프로세서들 및/또는 하나 이상의 특수 목적 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(312)가 하나보다 많은 프로세서를 포함하는 범위까지, 그러한 프로세서들은 개별적으로 또는 조합하여 작동할 수 있다. 데이터 스토리지(314)는 차례로, 하나 이상의 휘발성 및/또는 하나 이상의 비휘발성 저장 구성요소, 예컨대 광, 자기, 및/또는 유기 스토리지를 포함할 수 있고, 데이터 스토리지(314)는 프로세서(312)와 전체적으로 또는 부분적으로 통합될 수 있다.
일부 실시예들에서, 데이터 스토리지(314)는 차량(300) 및/또는 그것의 구성요소들(예를 들어, LIDAR 유닛(332) 등)로 하여금 본원에 설명되는 다양한 동작들을 수행하게 하기 위해 프로세서(312)에 의해 실행가능한 명령어들(316)(예를 들어, 프로그램 로직)을 포함할 수 있다. 데이터 스토리지(314)는 또한 추진 시스템(302), 센서 시스템(304), 제어 시스템(306), 및/또는 주변 장치들(308) 중 하나 이상에 데이터를 송신하고, 하나 이상으로부터 데이터를 수신하고, 하나 이상과 상호작용하고, 그리고/또는 하나 이상을 제어하는 명령어들을 포함하는, 부가 명령어들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 차량(300)은 도시된 것들에 더하여 또는 도시된 것들 대신에 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량(300)은 하나 이상의 부가 인터페이스 및/또는 전원을 포함할 수 있다. 다른 부가 구성요소들이 또한 가능하다. 그러한 실시예들에서, 데이터 스토리지(314)는 또한 부가 구성요소들을 제어하고 그리고/또는 이 구성요소들과 통신하기 위해 프로세서(312)에 의해 실행가능한 명령어들을 포함할 수 있다. 여전히 더, 구성요소들 및 시스템들 각각이 차량(300)에 통합되는 것으로 도시되지만, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 구성요소 또는 시스템은 유선 또는 무선 연결들을 사용하여 차량(300) 상에 제거가능하게 장착되거나 그렇지 않으면 차량(300)에 (기계적으로 또는 전기적으로) 연결될 수 있다. 차량(300)은 또한 다른 형태들을 취할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 예시적 실시예들에 따른 LIDAR 디바이스(410)를 구비하는 차량(400)을 집합적으로 예시한다. 차량(400)은 예를 들어 차량(300)과 유사할 수 있다. 차량(400)이 승용차로서 예시되지만, 상기 주목된 바와 같이, 다른 타입들의 차량들이 가능하다. 더욱이, 차량(400)은 자율 모드에서 동작하도록 구성될 수 있는 차량으로서 도시되지만, 본원에 설명되는 실시예들은 또한 자율적으로 동작하도록 구성되지 않는 차량들에 적용가능하다.
도 4a는 차량(400)의 우측면도, 정면도, 후면도, 및 상면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 차량(400)은 휠(402)에 의해 예시되는, 차량(400)의 휠들이 위치되는 하단 측면과 반대인 차량(400)의 상단 측면 상에 장착되는 LIDAR 디바이스(410)를 포함한다. LIDAR 디바이스(410)는 예를 들어 LIDAR 디바이스들(100 및/또는 200)과 유사할 수 있다. LIDAR 디바이스(410)가 차량(400)의 상단 측면 상에 위치되는 것으로서 도시되고 설명되지만, LIDAR 디바이스(410)는 예를 들어 차량(400)의 임의의 다른 측면을 포함하는, 차량(400)의 임의의 다른 파트 상에 대안적으로 위치될 수 있다.
다음에, 도 4b는 LIDAR 디바이스(400)가 예를 들어 하나 이상의 광 펄스를 방출하고 차량(400)의 환경 내의 객체들에서 반사된 광 펄스들을 검출하는 동안 예를 들어 축(232)과 유사한 수직 축(432) 주위에 회전함으로써 차량(400) 주위의 환경을 스캐닝하도록 구성될 수 있는 것을 도시한다.
따라서, 도시된 바와 같이, LIDAR 디바이스(410)는 LIDAR(410)의 지시 방향에서 광을 방출할 수 있으며, 지시 방향은 예를 들어 페이지의 우측 측면을 향하는 지시 방향으로서 도 4b에 도시된다. 이러한 배열의 경우, LIDAR 디바이스(410)는 차량에서 더 멀리 떨어진 환경의 영역들(예를 들어, 차량 앞의 도로 표지)을 향할 뿐만 아니라 차량에 상대적으로 가까운 환경의 영역들(예를 들어, 차선 마커)을 향해 광을 방출할 수 있다. 게다가, 차량(400)은 LIDAR 디바이스(410)의 지시 방향을 변경하기 위해 축(432) 주위에서 LIDAR 디바이스(410)(또는 그것의 하나 이상의 구성요소)을 회전시킬 수 있다. 따라서, LIDAR 디바이스(410)(또는 그것의 하나 이상의 구성요소)의 각각의 완전한 회전에 대해, LIDAR 디바이스(410)는 차량(400) 주위의 360° FOV를 스캐닝할 수 있다.
도 4c는 예시적 실시예에 따른 LIDAR 디바이스(410)의 2개의 상이한 지시 방향에서의 LIDAR 디바이스(410)의 스캐닝 범위를 차량(400)에서 예시한다. 상기 논의에 따라, 본원에서의 예시적 구현들은 LIDAR 디바이스(410)의 주어진 지시 방향에 대해 LIDAR 디바이스(410)의 다양한 스캐닝 파라미터들(예를 들어, 스캐닝 분해능, 스캐닝 범위, 스캐닝 리프레시 속도 등)을 동적으로 제어하는 단계를 수반할 수 있다. 예를 들어, 제1 지시 방향에서, LIDAR 디바이스(410)는 상대적으로 높은 광 세기를 갖는 광 펄스들을 방출하도록 구성될 수 있다. 그 결과, 방출된 광 펄스들은 먼 객체들(즉, 높은 스캐닝 범위)로부터 반사되고 LIDAR 디바이스(410)에 의해 검출되는 충분히 높은 세기로 LIDAR 디바이스(410)에 다시 반사될 수 있으며, 그것에 의해 LIDAR 디바이스(410)가 먼 객체들을 검출하는 것을 허용한다. 이것은 도 4c에서 윤곽(404)에 의해 예시된다. 예를 들어, 윤곽(404) 내부의 객체들은 적당한 검출/식별에 적절한 거리들의 범위 내에 있을 수 있다.
다른 예로서, LIDAR 디바이스(410)가 제2 지시 방향으로 회전될 때, LIDAR 디바이스(410)는 상대적으로 더 낮은 광 세기를 갖는 광 펄스들을 방출하도록 구성될 수 있으며, 그것은 먼 객체들에서의 반사들이 더 적게 검출가능한 것을 야기할 수 있고, 그것에 의해 LIDAR 디바이스(410)의 스캐닝 범위를 효과적으로 감소시킨다. 이것은 도 4c에서 윤곽(406)에 의해 예시된다. 도시된 바와 같이, 윤곽(406)은 차량(400)으로부터 더 짧은 거리를 연장시킬 수 있고, 따라서 객체들이 제2 지시 방향에서 방출되는 더 낮은 세기 광 펄스들을 사용하여 적당한 검출/식별을 위한 거리들의 적절한 범위에 있는 환경의 영역을 정의할 수 있다. 이러한 윤곽들은 축척에 따라 도시되는 것이 아니라 설명의 편의를 위해 도시되는 것으로서 예시된다는 점이 주목된다.
도시되지 않지만, 방출된 광 펄스들을 위한 다른 타입들의 변조 방식들이 또한 가능하다. 예를 들어, LIDAR 디바이스(410)의 상이한 각각의 리프레시 속도를 적용하기 위해, 제2 지시 방향(즉, 윤곽(406))에 대한 제1 지시 방향(즉, 윤곽(404))에서, LIDAR 디바이스(410)는 축(432) 주위의 LIDAR 디바이스(410)의 모든 완전한 회전 동안, 및 축(432) 주위의 LIDAR 디바이스(410)의 2개의 완전한 회전 동안 제1 지시 방향에서 하나의 광 펄스를 방출할 수 있다. 그렇게 행함으로써, 예를 들어, 제1 지시 방향은 제2 지시 방향보다 더 높은 리프레시 속도로 할당받을 수 있다. 다른 예로서, 상이한 각각의 수평 스캐닝 분해능을 적용하기 위해, LIDAR 디바이스(410)는 LIDAR 디바이스(410)가 제2 지시 방향에서 배향될 때 적용되는 펄스 속도와 LIDAR 디바이스(410)가 제1 지시 방향에서 배향될 때 상이한 펄스 속도(예를 들어, 초당 펄스들의 수)로 광 펄스들을 방출하도록 구성될 수 있다.
IV. 예시적 방법들
도 5는 예시적 실시예들에 따른 방법(500)의 흐름도이다. 방법(500)은 예를 들어, LIDAR 디바이스들(100, 200, 410), 및/또는 차량들(300, 400) 중 어느 것에서 사용될 수 있는 방법의 일 실시예를 제시한다. 방법(500)은 블록들(502 내지 508) 중 하나 이상에 의해 예시되는 바와 같이 하나 이상의 동작, 기능, 또는 액션을 포함할 수 있다. 블록들이 순차적 순서로 예시되지만, 이러한 블록들은 일부 사례들에서 병렬로, 및/또는 본원에 설명되는 것들과 상이한 순서로 수행될 수 있다. 또한, 다양한 블록들은 더 적은 블록들로 조합되고, 부가 블록들로 분할되고, 그리고/또는 원하는 구현에 기초하여 제거될 수 있다. 게다가, 방법(500) 및 본원에 개시되는 다른 프로세스들 및 방법들에 대해, 흐름도는 본 실시예들의 하나의 가능한 구현의 기능성 및 동작을 도시한다. 이와 관련하여, 각각의 블록은 모듈, 세그먼트, 제조 또는 동작 프로세스의 일부, 또는 프로그램 코드의 일부를 표현할 수 있으며, 그것은 프로세스에서 특정 논리 기능들 또는 단계들을 구현하기 위한 프로세서에 의해 실행가능한 하나 이상의 명령어를 포함한다. 프로그램 코드는 예를 들어, 디스크 또는 하드 드라이브를 포함하는 저장 디바이스와 같은, 임의의 타입의 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 예를 들어, 레지스터 메모리, 프로세서 캐시 및 핸덤 액세스 메모리(Random Access Memory)(RAM)와 같이 짧은 시간 기간들 동안 데이터를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체들과 같은, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 예를 들어, 판독 전용 메모리(read only memory)(ROM), 광 또는 자기 디스크들, 콤팩트 디스크 판독 전용 메모리(compact-disc read only memory)(CD-ROM)과 같이, 이차 또는 지속적 장기 스토리지와 같은, 비일시적 매체들을 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 또한 임의의 다른 휘발성 또는 비휘발성 저장 시스템들일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 예를 들어, 또는 유형의 저장 디바이스로 간주될 수 있다. 게다가, 방법(500) 및 본원에 개시되는 다른 프로세스들 및 방법들에 대해, 도 5에서의 각각의 블록은 프로세서에서 특정 논리 기능들을 수행하도록 배선되는 회로를 표현할 수 있다.
따라서, 다양한 예들에서, 방법(500)의 기능들은 컨트롤러(104), 컴퓨터 시스템(310), 및/또는 제어 시스템(306)을 사용하여 구현될 수 있다. 게다가, 일부 예들에서, 방법(500)의 다양한 기능들은 이러한 구성요소들 중 하나 이상의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 방법(500)의 다양한 기능들은 다른 가능성들 중에서, 컨트롤러(104)와 컴퓨터 시스템 사이에 분배될 수 있다.
블록(502)에서, 방법(500)은 센서의 지시 방향에 기초하여 신호들을 방출하고 방출된 신호들의 반사들을 검출하는 센서를 회전시키는 단계를 수반한다. 센서를 회전시키는 단계는 예를 들어, 방출된 신호들이 반사되는 환경의 영역을 센서가 스캐닝하도록 센서의 지시 방향을 변경할 수 있다. 예를 들어 도 4b 및 도 4c를 다시 참조하면, LIDAR 디바이스(410)(즉, "센서")는 윤곽(404)에 의해 표시되는 환경의 영역을 스캐닝하기 위해 제1 지시 방향에서 주위 환경을 향해 광 펄스들(즉, "신호")을 방출하고, 그 다음 윤곽(406)에 의해 표시되는 환경의 상이한 영역을 스캐닝하기 위해 제2 지시 방향으로 회전될 수 있다.
그러나, 일부 예들에서, 방법(500)은 상이한 타입의 센서(예를 들어, RADAR 유닛(332), 카메라(334), SONAR 센서 등)를 사용하는 단계를 수반할 수 있고, 따라서 상이한 타입의 신호(예를 들어, 라디오파들, 음파들 등)를 방출하고 그리고/또는 검출할 수 있다.
블록(504)에서, 방법(500)은 환경의 타겟 영역과 연관되는 센서의 지시 방향들의 범위를 식별하는 단계를 수반한다. 제1 예에서, 센서가 차량에 장착되는 경우, 타겟 영역은 차량이 주행하고 있는 도로 내의 위치 또는 도로에 인접한 위치일 수 있다. 제2 예에서, 타겟 영역은 방법(500)의 시스템이 특정 객체(예를 들어, 보행자, 동물, 조립 라인 상의 객체 등)을 추적하는 것을 결정하는 영역에 대응할 수 있다. 제3 예에서, 타겟 영역은 방법(500)의 시스템이 객체들의 존재에 대해 감시하는 것을 결정하는 영역에 대응할 수 있다. 다른 예들이 또한 가능하다. 그 때문에, 블록(504)에서의 식별은 센서의 FOV(예를 들어, 윤곽(404, 406) 등)가 타겟 영역의 위치를 오버래핑하는 곳에서 센서의 지시 방향들의 범위를 식별하는 단계를 수반할 수 있다.
일부 구현들에서, 방법(500)은 또한 다른 센서를 사용하여 환경(또는 그것의 영역)의 스캔을 획득하는 단계, 및 다른 센서를 사용하여 획득되는 스캔에 적어도 부분적으로 기초하여 환경의 타겟 영역을 식별하는 단계를 수반할 수 있다. 제1 예에서, 다른 센서는 다른 것들 중에서, RADAR 유닛(330) 또는 SONAR 센서와 같은, 능동 범위 센서일 수 있다. 제2 예에서, 다른 센서는 카메라(334), 마이크로폰(356) 등과 같은, 수동 센서일 수 있다. 게다가, 일부 사례들에서, 다른 센서는 또한 센서를 포함하는 동일한 시스템(예를 들어, 차량(300, 400) 등)에 포함될 수 있다. 대안적으로, 다른 사례들에서, 다른 센서는 블록(502)의 센서(예를 들어, LIDAR 디바이스(100, 200, 410) 등)를 포함하는 시스템(예를 들어, 차량(300, 400) 등)과 통신 결합되는 상이한 시스템(예를 들어, 거리 카메라, 다른 차량, 무선 센서 네트워크 등)에 포함될 수 있다.
다른 구현들에서, 방법(500)은 (동일한) 센서를 사용하여 획득되는 환경의 이전 스캔에 기초하여 환경의 타겟 영역을 식별하는 단계를 대안적으로 수반할 수 있다. 예로서, 차량(400)은 축(432) 주위에서 360°회전들 동안 LIDAR 디바이스(410)(또는 그것의 구성요소들)를 반복적으로 회전시킬 수 있다. LIDAR 디바이스(410)가 윤곽(404)에 대응하는 특정 지시 방향에 있을 때, 차량(400)은 환경의 스캔에서 (예를 들어, 장애물 회피 시스템(350) 등을 통해) 비식별된 객체를 검출할 수 있다. 비식별된 객체는 예를 들어, 무해한 잔해일 수 있거나 차량(400)의 내비게이션에 관련된 소형 차량(예를 들어, 모터사이클 등)일 수 있다. 따라서, LIDAR 디바이스(410)의 후속 또는 나중의 회전에서, 차량(400)은 LIDAR 디바이스(410)가 특정 지시 방향으로 복귀하거나 이 방향에 가깝게 복귀할 때 스캐닝 범위(예를 들어, 방출된 광 펄스들의 광 세기) 및/또는 스캐닝 분해능(예를 들어, 방출된 광 펄스들의 펄스 속도)을 증가시키는 것을 결정할 수 있으며, 그것에 의해 차량(400)이 비식별된 객체를 포함하는 타겟 영역에 대한 더 상세한 맵을 결정하는 것을 허용한다.
게다가, 일부 구현들에서, 방법(500)은 또한 센서를 장착하는 차량과 연관되는 내비게이션 경로를 결정하기 위한 단계, 및 내비게이션 경로에 기초하여 환경의 타겟 영역을 식별하는 단계를 수반할 수 있다. 제1 예에서, 차량은 자율 모드에서 동작할 수 있고 따라서 특정 목적지를 향해 차량을 스티어링하는 내비게이션 시스템(예를 들어, 내비게이션/경로지정 시스템(348))을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 결정된 내비게이션 경로는 계획된 차량 조종(예를 들어, 좌회전, 우회전, 차선 변경 등)을 표시할 수 있다. 따라서, 방법(500)의 시스템은 (예를 들어, 차량이 합류하는 것 등으로 예상하는 거리 차선을 따라 들어오는 차량들을 감시하기 위해) 타겟 영역을 차량의 예상된 내비게이션 경로를 따르는 영역으로서 선택하거나 그렇지 않으면 식별할 수 있다.
게다가, 일부 구현들에서, 방법(500)은 또한 속도 측정을 (예를 들어, GPS(326), IMU(328), RADAR 유닛(330) 등을 통해) 획득하는 단계, 및 속도 측정에 기초하여 환경의 타겟 영역을 식별하는 단계를 수반할 수 있다. 예로서, 센서가 차량에 장착될 때, 차량은 차량의 앞 또는 뒤의 그리고 차량의 속도에 의존하는 범위까지의 환경의 영역으로서 타겟 영역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 차량이 상대적으로 높은 속도로 주행하고 있으면, 이때 차량은 차량으로부터의 충분히 큰 거리에서 객체들(예를 들어, 다른 차량들 등)을 검출하기 위해 차량 앞에서 스캐닝 범위(즉, 차량으로부터의 스캐닝된 거리)를 증가시키는 것을 결정할 수 있다. 그렇게 행함으로써, 차량은 필요하다면, 차량의 속도를 감소시키기 위해 또는 그렇지 않으면 높은 속도로부터, 브레이크들(예를 들어, 브레이크 유닛(342))을 적용하기에 충분한 시간을 가질수 있으며, 그것에 의해 충돌의 가능성을 감소시킨다. 반면, 이러한 사례에서, 차량은 차량 뒤의 객체가 이러한 높은 속도로 차량에 접근활 수 있을 더 낮은 가능성으로 인해 차량의 후방 지시 방향에서 스캐닝 범위를 감소시키는 것을 결정할 수 있다.
블록(506)에서, 방법(500)은 센서의 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있는지를 결정하는 단계를 수반한다. 제1 예에서, 블록(506)에서의 결정은 센서에 의한 환경의 이전 스캔에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 센서가 블록(502)에 따라 회전함에 따라, 방법(500)의 시스템은 방출된 신호의 검출된 반사들과 연관되는 지시 방향들을 추적할 수 있다. 그와 같이, 관심 영역이 상이한 스캐닝 파라미터들에 의한 스캐닝을 위해 선택되면, 이때 관심 영역 과 연관되는 이전에 추적된 지시 방향들은 지시 방향들의 식별된 범위에 포함될 수 있다. 차례로, 센서가 동일한 또는 인접한 지시 방향들로 다시 회전할 때, 시스템은 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있는 것을 결정할 수 있다. 제2 예에서, 블록(506)에서의 결정은 타겟 영역(예를 들어, 빠른 가동 객체가 존재할 수 있는 경우 등)을 표시하는 다른 센서(예를 들어, RADAR 유닛(330), 카메라(334), 마이크로폰(356) 등)로부터의 출력에 기초할 수 있다. 제3 예에서, 블록(506)에서의 결정은 외부 시스템(예를 들어, 사고 보고 서버, 거리 카메라 등)으로부터 수신되는 데이터, 내비게이션/경로지정 시스템(348)에 의한 결정 등과 같은, 다른 인자들에 기초할 수 있다.
블록(508)에서, 방법(500)은 블록(506)의 결정에 기초하여 방출된 신호를 변조하는 단계를 수반한다. 더 구체적으로, 방법(500)은 현재 지시 방향이 식별된 범위 내에 있다는 결정에 응답하여 제1 변조 방식에 따라 방출된 신호를 변조하는 단계, 및 현재 지시 방향이 식별된 범위 외에 있다는 결정에 응답하여 제2(상이한) 변조 방식에 따라 방출된 신호를 변조하는 단계를 수반할 수 있다.
예를 들어, 센서가 차량에 장착되는 경우, 타겟 영역은 차량이 주행하고 있는 도로를 따르거나 도로에 인접한 환경의 영역들을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 차량은 상대적으로 높은 스캐닝 범위(예를 들어, 방출된 광 펄스들의 높은 광 세기 등), 상대적으로 높은(수평) 스캐닝 분해능(예를 들어, 높은 펄스 속도 등), 및/또는 상대적으로 높은 리프레시 속도(예를 들어, 현재 지시 방향에서 광 펄스들의 연속 방출들 사이의 1개의 또는 소수의 완전한 회전)를 제공하기 위해 제1 변조 방식을 선택할 수 있다. 반면, 예를 들어, 현재 지시 방향이 식별된 범위 외(예를 들어, 도로로부터의 먼 영역)에 있으면, 이때 차량은 환경의 덜 중대한 영역들을 스캐닝하는데 더 적절한 상대적으로 더 낮은 스캐닝 파라미터들(예를 들어, 더 낮은 스캐닝 범위 등)을 선택할 수 있다.
따라서, 일부 구현들에서, 제1 변조 방식(타겟 영역을 스캐닝하기 위해 할당됨)은 타겟 스캐닝 분해능에 관련될 수 있다. 따라서, 그와 같이, 제1 변조 방식에 따라 방출된 신호를 변조하는 단계는 타겟 스캐닝 분해능을 달성하는 펄스 속도로 신호(예를 들어, 광 펄스들)를 방출하는 단계를 수반할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 높은 펄스 속도는 상대적으로 더 낮은 펄스 속도를 사용하여 다른 영역이 스캐닝되는 것과 유사한 시간의 양 동안 방출되는 펄스들의 수를 증가시킴으로써 더 높은(수평) 스캐닝 분해능을 달성하기 위해 이용될 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제1 변조 방식은 타겟 영역을 스캐닝하기 위한 타겟 스캐닝 범위에 관련될 수 있다. 타겟 스캐닝 범위는 예를 들어, 센서와 타겟 영역 사이의 거리에 관련될 수 있다. 그와 같이, 제1 변조 방식에 따라 방출된 신호들을 변조하는 단계는 타겟 스캐닝 범위를 달성하는 에너지의 양으로 신호를 방출하는 단계를 수반할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 강한 신호(예를 들어, 높은 세기 광 펄스)는 환경의 더 가까운 영역들을 스캐닝하기 위해 사용될 수 있는 상대적으로 더 약한 신호(예를 들어, 더 낮은 세기 광 펄스)와 대조적으로, 환경의 먼 영역들을 스캐닝하기 위해 사용될 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현들에서, 제1 변조 방식은 타겟 영역을 스캐닝하기 위한 타겟 스캐닝 리프레시 속도에 관련될 수 있다. 그와 같이, 제1 변조 방식에 따라 방출된 신호들을 변조하는 단계는 타겟 스캐닝 리프레시 속도에 기초하여, 식별된 범위 내의 특정 지시 방향에서 신호들의 연속 방출들 사이의 센서의 완전한 회전 수를 결정하는 단계를 수반할 수 있다. 예를 들어, LIDAR 디바이스(410)가 15 Hz의 속도로 회전하면, 이때 LIDAR 디바이스(410)는 특정 지시 방향에서 스캐닝되는 환경의 영역에 대해 3 Hz의 타겟 스캐닝 리프레시 속도를 달성하기 위해 LIDAR 디바이스(410)의 모든 5개의 완전한 회전 동안 특정 지시 방향에서 각각의 광 펄스를 방출할 수 있다.
일부 구현들에서, 방법(500)은 또한 방출된 광 펄스들과 연관되는 온도 측정의 표시를 획득하는 단계, 및 온도 측정을 감소시키기 위해 제1 변조 방식 또는 제2 변조 방식 중 적어도 하나를 수정하는 단계를 수반할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(110)는 방출된 신호의 전파 경로를 따라 광학 요소(들)(108)(예를 들어, 렌즈, 미러 등)의 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 광학 요소는 예를 들어 빈번한 높은 세기 광 펄스들을 받았으면 손상될 수 있다. 따라서, 제1 변조 방식은 높은 리프레시 속도 또는 스캐닝 범위를 사용하기 위해 타겟 영역을 (예를 들어, 내비게이션/경로지정 시스템(348) 등을 통해) 스캐닝하기 위해 선택되었을지라도, 방법(500)의 시스템은 측정된 온도가 임계치에 접근하면 선택된 스캐닝 리프레시 속도를 감소시킬 수 있다. 다른 예로서, 온도 측정은 센서에 의해 신호들을 방출하는 것과 연관되는 열 에너지에 영향을 받을 수 있는 LIDAR 디바이스의 다른 구성요소(예를 들어, 히트 싱크(112), 다른 전자 장치들 등)의 온도에 관련될 수 있다.
일부 구현들에서, 방법(500)은 또한 블록(502)에서 신호들을 방출하기 위한 센서에 제공되는 에너지의 양을 감시하는 단계, 및 미리 결정된 시간 윈도우 동안 제공되는 에너지의 양이 사전 정의된 범위 내에 남아 있도록 제1 변조 방식 또는 제2 변조 방식 중 적어도 하나를 수정하는 단계를 수반할 수 있다. 제1 예에서, 방출된 신호들이 레이저에 의해 발생되는 광 펄스들인 경우, 미리 결정된 시간 윈도우 및 사전 정의된 범위는 높은 세기 레이저 빔들을 특정 방향을 향해 방출하기 위한 안전 임계치들일 수 있다. 따라서, 타겟 스캐닝 범위, 분해능, 및 리프레시 속도를 달성하는데 요구된 에너지의 결정된 양이 안전 임계치들 외에 레이저 빔들의 방출을 야기하면, 이때 예시적 시스템은 안전 임계치들에 따라 선택된 스캐닝 파라미터들(즉, 변조 방식)을 자동으로 또는 다른 방법으로 조정할 수 있다. 제2 예에서, 사전 정의된 범위는 섬유 레이저의 디자인 특성들에 관련될 수 있다. 예를 들어, 섬유 레이저는 방출된 광 펄스들을 증폭의 예측가능(예를 들어, 선형) 속도로 증폭하기 위해 미리 결정된 시간 윈도우 동안 에너지의 특정 양을 사용할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 사전 정의된 범위는 LIDAR 디바이스(및/또는 섬유 레이저)가 LIDAR 디바이스의 다른 구성요소들에 영향을 미칠 수 있는 과도한 열을 발생시킬 수 있는 최대 사전 정의된 임계치를 표시할 수 있다. 다른 인자들이 또한 가능하다.
V. 결론
도면들에 도시된 특정 배열들은 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다. 다른 구현들은 주어진 도면에 도시된 각각의 요소를 더 많거나 더 적게 포함할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 게다가, 예시된 요소들의 일부는 조합되거나 생략될 수 있다. 게다가, 예시적 구현은 도면들에 예시되지 않은 요소들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 다양한 양태들 및 구현들이 본원에 개시되었지만, 다른 양태들 및 구현들은 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 분명할 것이다. 본원에 개시되는 다양한 양태들 및 구현들은 예시의 목적들을 위한 것이고 제한적이도록 의도되지 않으며, 진정한 범위 및 사상은 이하의 청구항들에 의해 표시된다. 본원에 제시되는 발명 대상의 사상 또는 범위로부터 벗어나는 것 없이, 다른 구현들이 이용될 수 있고, 다른 변경들이 이루어질 수 있다. 본 개시의 양태들은 일반적으로 본원에 설명되는 바와 같이, 그리고 예시된 도면들에서, 매우 다양한 상이한 구성들로 배열, 치환, 조합, 분리, 및 디자인될 수 있으며, 그것의 모두는 본원에서 생각된다는 점이 용이하게 이해될 것이다.

Claims (20)

  1. 방출된 광 펄스들을 변조하기 위한 방법으로서,
    차량에 장착되는 광 검출 및 거리 측정(light detection and ranging, LIDAR) 디바이스의 지시 방향을 변경하는 단계 - 상기 LIDAR 디바이스는 광 펄스들을 방출하고 상기 LIDAR 디바이스의 지시 방향에 기초하여 상기 방출된 광 펄스들의 반사들을 검출하고, 상기 LIDAR 디바이스가 상기 방출된 광 펄스들이 반사되는 환경의 영역을 스캔하도록 상기 LIDAR 디바이스의 상기 지시 방향이 변경됨 -;
    상기 환경의 타겟 영역과 연관되는 상기 LIDAR 디바이스의 지시 방향들의 범위를 식별하는 단계;
    상기 LIDAR 디바이스의 현재 지시 방향이 지시 방향들의 상기 식별된 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 지시 방향이 지시 방향들의 상기 식별된 범위 내에 있다는 결정에 응답하여, 제1 변조 방식에 따라 상기 방출된 광 펄스들을 변조하는 단계; 및
    상기 현재 지시 방향이 지시 방향들의 상기 식별된 범위 외에 있다는 결정에 응답하여, 제2 변조 방식에 따라 상기 방출된 광 펄스들을 변조하는 단계 - 상기 제2 변조 방식은 상기 방출된 광 펄스들의 펄스 속도와 관련하여 그리고 상기 방출된 광 펄스들의 에너지의 양 또는 전력 레벨 중 적어도 하나와 관련하여 상기 제1 변조 방식과 상이함 -
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 환경의 상기 타겟 영역은 상기 차량의 앞의 상기 환경의 영역인, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 환경의 상기 타겟 영역은 상기 차량의 계획된 조종에 기초하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 LIDAR 디바이스를 사용하여 획득되는 상기 환경의 이전 스캔에 기초하여 상기 환경의 상기 타겟 영역을 식별하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 변조 방식은 상기 방출된 광 펄스들의 상기 펄스 속도와 관련하여 그리고 상기 방출된 광 펄스들의 상기 전력 레벨과 관련하여 상기 제1 변조 방식과 상이한, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 방출된 광 펄스들의 상기 전력 레벨은 상기 제2 변조 방식에서 보다 상기 제1 변조 방식에서 더 높은, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 변조 방식은 상기 방출된 광 펄스들의 상기 펄스 속도와 관련하여 그리고 상기 방출된 광 펄스들의 상기 에너지의 양과 관련하여 상기 제1 변조 방식과 상이한, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방출된 광 펄스들의 상기 에너지의 양은 상기 제2 변조 방식에서 보다 상기 제1 변조 방식에서 더 높은, 방법.
  9. 차량으로서,
    광 펄스들을 방출하는 LIDAR 디바이스 - 상기 LIDAR 디바이스는 상기 LIDAR 디바이스의 지시 방향에 기초하여 상기 방출된 광 펄스들의 반사들을 검출하고, 상기 LIDAR 디바이스가 상기 광 펄스들이 반사되는 환경의 영역을 스캔하도록 상기 LIDAR 디바이스의 상기 지시 방향이 변경됨;
    하나 이상의 프로세서; 및
    상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 차량으로 하여금 동작들을 수행하게 하는 명령어들을 저장하는 데이터 스토리지
    를 포함하고, 상기 동작들은,
    상기 환경의 타겟 영역과 연관되는 상기 LIDAR 디바이스의 지시 방향들의 범위를 식별하고;
    상기 LIDAR 디바이스의 현재 지시 방향이 지시 방향들의 상기 식별된 범위 내에 있는지 여부를 결정하고;
    상기 현재 지시 방향이 지시 방향들의 상기 식별된 범위 내에 있다는 결정에 응답하여, 제1 변조 방식에 따라 상기 방출된 광 펄스들을 변조하고;
    상기 현재 지시 방향이 지시 방향들의 상기 식별된 범위 외에 있다는 결정에 응답하여, 제2 변조 방식에 따라 상기 방출된 광 펄스들을 변조하는 것 - 상기 제2 변조 방식은 상기 방출된 광 펄스들의 펄스 속도와 관련하여 그리고 상기 방출된 광 펄스들의 에너지의 양 또는 전력 레벨 중 적어도 하나와 관련하여 상기 제1 변조 방식과 상이함 -
    을 포함하는, 차량.
  10. 제9항에 있어서, 상기 환경의 상기 타겟 영역은 상기 차량의 앞의 상기 환경의 영역인, 차량.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 변조 방식은 상기 방출된 광 펄스들의 상기 펄스 속도와 관련하여 그리고 상기 방출된 광 펄스들의 상기 전력 레벨과 관련하여 상기 제1 변조 방식과 상이한, 차량.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방출된 광 펄스들의 상기 전력 레벨은 상기 제2 변조 방식에서 보다 상기 제1 변조 방식에서 더 높은, 차량.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제2 변조 방식은 상기 방출된 광 펄스들의 상기 펄스 속도와 관련하여 그리고 상기 방출된 광 펄스들의 상기 에너지의 양과 관련하여 상기 제1 변조 방식과 상이한, 차량.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 방출된 광 펄스들의 상기 에너지의 양은 상기 제2 변조 방식에서 보다 상기 제1 변조 방식에서 더 높은, 차량.
  15. LIDAR 디바이스로서, 상기 LIDAR 디바이스는 상기 LIDAR 디바이스의 지시 방향을 변경하고, 상기 LIDAR 디바이스는
    상기 LIDAR 디바이스의 상기 지시 방향에서 광 펄스들을 방출하는 LIDAR 송신기;
    상기 LIDAR 디바이스가 상기 방출된 광 펄스들이 반사되는 환경의 영역을 스캐닝하도록 상기 방출된 광 펄스들의 반사들을 수신하는 LIDAR 수신기; 및
    상기 환경의 타겟 영역과 연관되는 상기 LIDAR 디바이스의 지시 방향들의 범위를 식별하고;
    상기 LIDAR 디바이스의 현재 지시 방향이 지시 방향들의 상기 식별된 범위 내에 있는지 여부를 결정하고;
    상기 현재 지시 방향이 지시 방향들의 상기 식별된 범위 내에 있다는 결정에 응답하여, 제1 변조 방식에 따라 상기 방출된 광 펄스들을 변조하고;
    상기 현재 지시 방향이 지시 방향들의 상기 식별된 범위 외에 있다는 결정에 응답하여, 제2 변조 방식에 따라 상기 방출된 광 펄스들을 변조하는 것 - 상기 제2 변조 방식은 상기 방출된 광 펄스들의 펄스 속도와 관련하여 그리고 상기 방출된 광 펄스들의 에너지의 양 또는 전력 레벨 중 적어도 하나와 관련하여 상기 제1 변조 방식과 상이함 -
    을 포함하는 동작들을 수행하도록 구성된 컨트롤러
    를 포함하는 LIDAR 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 LIDAR 디바이스는 차량에 결합되고, 상기 환경의 상기 타겟 영역은 상기 차량의 앞의 상기 환경의 영역인, LIDAR 디바이스.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 변조 방식은 상기 방출된 광 펄스들의 상기 펄스 속도와 관련하여 그리고 상기 방출된 광 펄스들의 상기 전력 레벨과 관련하여 상기 제1 변조 방식과 상이한, LIDAR 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 방출된 광 펄스들의 상기 전력 레벨은 상기 제2 변조 방식에서 보다 상기 제1 변조 방식에서 더 높은, LIDAR 디바이스.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제2 변조 방식은 상기 방출된 광 펄스들의 상기 펄스 속도와 관련하여 그리고 상기 방출된 광 펄스들의 상기 에너지의 양과 관련하여 상기 제1 변조 방식과 상이한, LIDAR 디바이스.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 방출된 광 펄스들의 상기 에너지의 양은 상기 제2 변조 방식에서 보다 상기 제1 변조 방식에서 더 높은, LIDAR 디바이스.
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