KR20200060682A - Lidar 시스템들에 대한 간섭 검출 및 완화 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은, 제1 광 펄스의 방출 이후 제1 지연 시간에 제1 검출기 신호(240-1)를 생성하고 적어도 제2 광 펄스의 방출 이후 상기 제1 지연 시간에 적어도 제2 검출기 신호(240-2)를 생성하도록 구성된 검출기(510); 및 제1 검출기 신호 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호의 조합에 기초하여 제1 지연 시간에 대한 조합된 신호(522)를 생성하도록 구성된 프로세서(520)를 포함하는 LIDAR 센서(500)에 관한 것이다. 조합의 유형에 따라, 조합된 신호(522)는 간섭 검출 또는 완화에 사용될 수 있다.

Description

LIDAR 시스템들에 대한 간섭 검출 및 완화{INTERFERENCE DETECTION AND MITIGATION FOR LIDAR SYSTEMS}

본 개시는 일반적으로 LIDAR(light detection and ranging) 시스템들에 관한 것이고, 더 상세하게는, 펄스형 LIDAR 시스템들에 대한 간섭 검출 및/또는 완화에 관한 것이다.

LIDAR는 펄스형 레이저 광으로 타겟을 조명하고 반사된 펄스들을 감광성 센서로 측정함으로써 타겟에 대한 거리를 측정하는 조사 개념을 언급한다. 그 다음, 레이저 리턴 시간들 및 파장들에서의 차이들 및 파형들이 사용되어 타겟의 디지털 3D 표현들을 생성할 수 있다. 즉, 광원으로부터 타겟까지의 범위는 소스로부터 센서까지 광 빔의 비행 시간(ToF)에 기초하여 결정될 수 있다. LIDAR 시스템의 시야에서 다수의 타겟들에 대한 범위들을 측정하기 위해, 레이저 빔은 1 또는 2 차원들에서 스캐닝될 수 있다.

LIDAR 센서들은 장래의 진보된 주행 보조 시스템들(ADAS) 및 심지어 자율 주행(AD)에 대해 중요한 역할을 하도록 제안된다. 이는, 이들이 반경방향 및 측방향 둘 모두에서 큰 분해능을 허용하기 때문이다. 후자는, 예를 들어, 비교가능한 레이더 센서들에 대한 것보다 훨씬 더 양호하다. 앞으로, 이러한 센서들의 소형화 및 저렴한 생산으로 인해 점점 더 많은 LIDAR 센서들이 거리의 차량들에 배치될 것이다. 이것의 단점은 몇몇 LIDAR 센서들 사이의 간섭의 확률이 증가한다는 것이다.

따라서, LIDAR 시스템들에 대한 간섭 검출 및/또는 완화 개념들에 대한 요구가 있다.

이러한 요구는 독립항들에 따른 장치들 및 방법들에 의해 처리된다. 특정 시나리오들에서 유리할 수 있는 실시예들은 종속항들에 의해 처리된다.

제1 양태에 따르면, 제1 광 펄스의 방출 이후 제1 지연 시간에 제1 검출기 신호를 생성하고, 적어도 제2 광 펄스의 방출 이후 동일한 제1 지연 시간에 적어도 제2 검출기 신호를 생성하도록 구성된 검출기 회로를 포함하는 LIDAR 센서가 제공된다. LIDAR 센서는 또한 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호의 조합에 기초하여 제1 지연 시간에 대한 조합된 신호를 생성하도록 구성되는 프로세서 회로를 포함한다. 즉, 다양한 실시예들에 따르면, 다수의 광 펄스들을 발사한 후 동일한 지연 시간을 갖는 다수의 검출기 신호들이 조합된다. 조합은 다양한 방식들로 행해질 수 있다. 그 다음, 조합된 신호는 간섭 검출 및/또는 완화와 관련된 추가적 신호 프로세싱에 대해 사용될 수 있다.

본 개시에서, 검출기 신호는 하나 이상의 감광성 검출기들, 예를 들어, 솔리드 스테이트 광검출기들(예를 들어, 애벌란치(avalanche) 포토 다이오드들) 또는 포토멀티플라이어(photomultiplier)들에 의해 생성된 전기 신호로서 이해될 수 있다. 검출기 신호들은 잡음, 하나 이상의 타겟들로부터 반사된 광 펄스들, 간섭 또는 이들의 조합을 표현할 수 있다. 일부 예시적인 구현들에서, 검출기 회로는 각각의 아날로그-디지털 변환된 샘플들로서 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호를 생성하도록 구성된다.

일부 예시적인 구현들에서, 프로세서 회로는 조합된 신호에 기초하여, 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호가 타겟으로부터의 제1 및 적어도 하나의 제2 광 펄스의 각각의 반사들에 대응하는지 여부를 검증하도록 구성된다. 즉, 프로세서는 검출기 신호들이 타겟 반사들을 표현하는지 여부를 검증하도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 신호 조합은 간섭 검출 및/또는 완화에 사용될 수 있다.

일부 예시적인 구현들에서, 프로세서 회로는 조합된 신호를 생성하기 위해 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호를 저역 통과 필터링하도록 구성된다. 일례에서, 저역 통과 필터 동작은 평균화 동작에 대응할 수 있고, 프로세서 회로는 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호의 평균 값을 조합된 신호로서 컴퓨팅하도록 구성될 수 있다. 평균화는 저역 통과 동작이기 때문에, 이는, 개별적인 간섭 펄스들을 완화시킬 수 있다.

일부 예시적인 구현들에서, 프로세서 회로는 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호 중 최소값을 조합된 신호로서 컴퓨팅하도록 구성된다. 여기서, 복수의 검출기 신호들의 조합은 이들의 최소값의 결정에 대응한다. 이는 비선형 동작이고, 따라서 간섭을 완전히 제거할 수 있다. 긍정적인 부수적 효과로서, 이는 또한, 각각의 샘플에 대해 오직 최소 잡음 기여만이 선택되기 때문에 잡음을 억제할 수 있다.

일부 예시적인 구현들에서, 프로세서 회로는 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호 중 중앙값을 조합된 신호로서 컴퓨팅하도록 구성된다. 중앙값을 결정하는 것은 또한 비선형 동작이고, 일부 시나리오들에서는 최소값보다 더 안전할 수 있다.

본 개시내용으로부터 이익을 갖는 통상의 기술자는, 언급된 동작들/조합들에 대한 추가로 또는 대안으로, 간섭을 완화하기 위해 펄스 과다 도메인에서 검출기 신호들의 다른 유형들의 조합이 실현가능할 수 있음을 인식할 것이다.

본 개시내용으로부터 이익을 갖는 통상의 기술자는, 각각의 광 펄스의 방출 이후 하나 초과의 지연 시간에 대응하는 검출기 신호들이 평가될 수 있음을 또한 인식할 것이다. 따라서, 검출기 회로는 제1 광 펄스의 방출 이후 제2 지연 시간에 제3 검출기 신호를 생성하고, 제2 광 펄스의 방출 이후 제2 지연 시간에 적어도 제4 검출기 신호를 생성하도록 추가로 구성될 수 있다. 프로세서 회로는 제3 및 적어도 하나의 제4 검출기 신호의 조합에 기초하여 제2 지연 시간에 대한 조합된 신호를 생성하도록 추가로 구성된다. 따라서, 제1 지연 시간과 동일한 것이, 제1 지연 시간과 상이한 적어도 제2 지연 시간에 대해 행해질 수 있다. 이러한 방식으로, 신호 조합 및 그에 따른 간섭 검출 및/또는 완화가 다수의 지연 시간들에 대해 수행될 수 있다. 프로세서 회로는, 제2 지연 시간에 대한 조합된 신호에 기초하여 제3 및 적어도 하나의 제4 검출기 신호가 타겟으로부터 제1 및 적어도 하나의 제2 광 펄스의 각각의 반사들에 대응하는지 여부를 검증하도록 구성될 수 있다. 즉, 프로세서 회로는 제2 지연 시간에 대응하는 검출기 신호들이 타겟 반사들을 표현하는지 여부를 검증하도록 구성될 수 있다.

일부 예시적인 구현들에서, 제1 및/또는 제2 지연 시간에 대한 상한은 광 펄스들의 연속적인 방출들 사이의 시간에 대응한다. 광 펄스들은 동일한 방향으로 방출되고/되거나 동일한 방향으로부터 수신될 수 있다. 따라서, 샘플링 윈도우의 최대값은 (예를 들어, 동일한 방향에서) 2개의 연속적인 광 펄스 방출들 사이의 시간보다 크지 않다.

일부 예시적인 구현들에서, (동일한 방향에서 방출된) 광 펄스들의 수는 광 펄스들의 프레임일 수 있다. 검출기 회로는 프레임의 제1 광 펄스의 방출 이후 복수의 상이한 지연 시간들 각각에 각각의 검출기 신호를 생성하고 프레임의 제2 광 펄스의 방출 이후 복수의 상이한 지연 시간들 각각에 각각의 검출기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 다수의 상이한 지연 시간들은 적어도 100개일 수 있다. 프로세서는 각각의 검출기 신호들의 조합에 기초하여 복수의 상이한 지연 시간들 각각에 대한 각각의 조합된 신호들을 생성하도록 구성된다. 따라서, 조합은 적어도 100개의 상이한 지연 시간 구간들에서 행해질 수 있는데, 즉, 샘플링 윈도우는 적어도 100개의 상이한 시간 구간들로 분리될 수 있고, 시간 구간들 각각에 대해 조합하는 것이 행해질 수 있다.

일부 예시적인 구현들에서, 프로세서는 제1 복수의 검출기 신호들을 조합하도록 구성된다. 제1 복수의 검출기 신호들은 제1 검출기 신호 및 제2 검출기 신호를 포함한다. 제1 복수의 검출기 신호들 각각은 제1 복수의 방출된 광 펄스들의 각각의 광 펄스의 방출 이후 제1 미리 결정된 시간 지연에 생성된다. 제1 복수의 방출된 광 펄스들은 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스를 포함한다. 조합된 신호를 생성하기 위한 제1 복수의 방출된 광 펄스들의 수는 예를 들어, 2 내지 64의 범위에 있을 수 있다.

일부 예시적인 구현들에서, 제1 복수의 방출된 광 펄스들 각각은 제1 광 펄스 방출 방향에서 방출된 광 펄스들이다. 따라서, 제1 복수의 검출기 신호들이 기초로 하는 방출된 광 펄스들은 오직 이러한 방향에서만 송신된다.

일부 예시적인 구현들에서, 제1 복수의 검출기 신호들 각각은 동일한 수신 방향으로부터 수신된 광 신호들에 기초한다.

일부 예시적인 구현들에서, 제1 복수의 검출기 신호들 각각은 제1 광 수신 방향 및 제1 방향에 인접한 광 수신 방향들로부터 수신된 광 신호들에 기초한다. 이러한 방식으로, 인접한 픽셀들에 의해 검출된 방향 확산을 갖는 착신 광은 함께 처리될 수 있다. 이러한 경우, 제1 복수의 신호들 각각은 다수의 광 검출기 픽셀들로부터의 신호들의 조합에 기초하고, 다수의 광 검출기 픽셀들의 신호들은 제1 광 수신 방향 및 제1 광 수신 방향의 인접한 광 수신 방향들로부터 수신된 광에 대응한다.

일부 예시적인 구현들에서, 제1 복수의 방출된 광 펄스들 각각은 제1 광 펄스 방출 방향 및 제1 광 펄스 방출 방향에 인접한 광 펄스 방출 방향들에서 방출된 광 펄스들이다. 이러한 방식으로, 특정 방향 확산을 갖는 발신 광은 함께 처리될 수 있다.

일부 예시적인 구현들에서, 복수의 방출 광 펄스들은 광 펄스들의 단일 프레임 내에서 송신되고, 단일 프레임은 20 ms 내지 60 ms의 범위의 프레임 시간 구간을 갖는다.

일부 예시적인 구현들에서, 프로세서 회로는, 미리 정의된 기준들의 세트 중 하나 이상이 충족되면 타겟의 존재를 검출하도록 구성된다. 예를 들어, 프로세서 회로는 조합된 신호의 진폭 또는 전력이 미리 정의된 임계치를 초과하면 타겟의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다.

일부 예시적인 구현들에서, 프로세서 회로는 조합된 신호에 기초하여 간섭자의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서 회로는 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호 사이의 분산(예를 들어, 분산 또는 표준 편차)의 측정치를 조합된 신호로서 컴퓨팅하도록 구성될 수 있다. 그 다음, 프로세서는 분산(예를 들어, 분산 또는 표준 편차)가 미리 정의된 임계치를 초과하면 간섭자의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다.

본 개시내용의 제2 양태에 따르면, 제1 광 펄스의 방출 이후 제1 지연 시간에 제1 검출기 샘플을 생성하고, 적어도 제2 광 펄스의 방출 이후 제1 지연 시간에 적어도 제2 검출기 샘플을 생성하도록 구성되는 검출기 회로를 포함하는 LIDAR 센서가 제공된다. LIDAR 센서는 또한 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 샘플 사이의 분산을 측정하고 분산이 미리 정의된 임계치를 초과하면 간섭자의 존재를 검출하도록 구성되는 프로세서 회로를 포함한다.

일부 예시적인 구현들에서, 프로세서 회로는 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 샘플의 표준 편차 및/또는 분산을 결정하도록 구성된다.

본 개시내용의 제3 양태에 따르면, 제1 광 펄스의 방출 이후 제1 지연 시간에 제1 검출기 샘플을 생성하고, 적어도 제2 광 펄스의 방출 이후 제1 지연 시간에 적어도 제2 검출기 샘플을 생성하도록 구성되는 검출기 회로를 포함하는 LIDAR 센서가 제공된다. LIDAR 센서는 또한 제1 지연 시간에 대한 저역 통과 필터링된 신호를 생성하기 위해 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 샘플의 시퀀스를 저역 통과 필터링하고 저역 통과 필터링된 신호가 미리 정의된 임계치를 초과하면 타겟의 존재를 검출하도록 구성된 프로세서 회로를 포함한다.

본 개시내용의 다른 양태에 따르면, LIDAR 방법은 광 펄스들의 시퀀스의 제1 광 펄스를 방출하는 단계, 제1 광 펄스를 방출한 후 제1 지연 시간에 제1 검출기 신호를 생성하는 단계, 광 펄스들의 시퀀스의 적어도 제2 광 펄스를 방출하는 단계, 제2 광 펄스를 방출한 후 제1 지연 시간에 제2 검출기 신호를 생성하는 단계, 및 제1 지연 시간에 대한 조합된 신호를 생성하기 위해 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호를 조합하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 일부 실시예들은 펄스 반복 도메인에 걸쳐 필터링 동작을 수행하여, 이러한 도메인에서 타겟 반사들의 코히어런스(coherence) 및 간섭의 인코히어런스(incoherence)를 이용하는 것을 제안한다. 따라서, 통상적인 성질 또는 간섭은 이를 잠재적으로 완전히 완화시키기 위해 사용될 수 있다.

장치들 및/또는 방법들의 일부 예들은 오직 예시의 방식으로 그리고 첨부된 도면들을 참조하여 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 예시적인 LIDAR 시스템의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 2는 간섭 없는 하나의 픽셀 채널에서 8개의 연속적인 검출기 샘플들을 도시한다.
도 3은 예시적인 LIDAR 간섭 시나리오를 예시한다.
도 4는 간섭을 갖는 하나의 픽셀 채널에서 8개의 연속적인 검출기 샘플들을 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 LIDAR 센서의 블록도를 도시한다.
도 6은 상이한 검출기 샘플 조합 옵션들, 즉, 평균(좌측), 최소값(중간), 중앙값(우측)을 도시한다.
도 7은 간섭 없는 그리고 간섭을 갖는 수신 신호들의 평균 뿐만 아니라 간섭 없는 그리고 간섭을 갖는 N_p개의 펄스들에 걸친 분산을 도시한다.

이제 다양한 예들은, 일부 예들이 예시되는 첨부된 도면들을 참조하여 더 완전히 설명될 것이다. 도면들에서, 선들, 층들 및/또는 영역들의 두께들은 명확성을 위해 과장될 수 있다.

따라서, 추가적 예들은 다양한 수정들 및 대안적 형태들이 가능하지만, 이들의 일부 특정 예들이 도면들에 도시되고 후속하여 상세히 설명될 것이다. 그러나, 이러한 상세한 설명은 추가적 예들을 설명된 특정 형태들로 제한하지 않는다. 추가적 예들은 본 개시내용의 범위 내에 속하는 모든 수정들, 균등물들 및 대안들을 커버할 수 있다. 동일하거나 유사한 번호들은, 동일하거나 유사한 기능을 제공하면서 서로 비교될 때 동일하거나 수정된 형태로 구현될 수 있는, 도면들의 설명 전체에 걸쳐 동일한 또는 유사한 요소들을 지칭한다.

요소가 다른 요소에 "연결된" 또는 "결합된" 것으로 언급될 때, 요소들은 직접 연결되거나 또는 하나 이상의 개재 요소들을 통해 결합될 수 있음을 이해할 것이다. 2개의 요소들 A 및 B가 "또는"을 사용하여 조합되는 경우, 이는 명시적으로 또는 묵시적으로 달리 정의되지 않으면, 가능한 모든 조합들, 즉 오직 A, 오직 B 뿐만 아니라 A 및 B를 개시하는 것으로 이해되어야 한다. 동일한 조합들에 대한 대안적인 표현은 "A 및 B 중 적어도 하나" 또는 "A 및/또는 B"이다. 이는 2개 초과의 요소들의 조합들에 대해서도 유사하게 적용된다.

특정 예들을 설명하기 위한 목적으로 본원에서 사용되는 용어는 추가적인 예들에 대해 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 단수형 형태(예를 들어, "a", "an" 및 "the")가 사용되고 오직 단일 요소를 사용하는 것이 명시적이거나 묵시적으로 강제적인 것으로 정의되지 않을 때마다, 추가적인 예들은 또한 동일한 기능을 구현하기 위해 복수의 요소들을 또한 사용할 수 있다. 마찬가지로, 기능이 후속적으로 다수의 요소들을 사용하여 구현되는 것으로 설명될 때, 추가적인 예들은 단일 요소 또는 프로세싱 엔티티를 사용하여 동일한 기능을 구현할 수 있다. 용어들 "포함하다", "포함하는", "구비하다" 및/또는 "구비하는"은, 사용되는 경우, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 프로세스들, 작동들, 요소들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 프로세스들, 작동들, 요소들, 컴포넌트들 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지는 않음을 추가로 이해할 것이다.

달리 정의되지 않으면, 모든 용어들(기술적 및 특정 용어들을 포함함)은 예들이 속하는 본 기술분야의 통상적인 의미로 본원에서 사용된다.

LIDAR 시스템들은 (광)소스로부터 하나 이상의 타겟들까지 범위를 측정하기 위해 사용될 수 있는 활성 원격 감지 시스템들이다. LIDAR는 하나 이상의 타겟들을 조명하기 위해 광 빔, 통상적으로 레이저 빔을 사용한다. 다른 광 소스들에 비해, 레이저 빔은 상당히 확산함이 없이 긴 거리들에 걸쳐 전파될 수 있고, 긴 거리에 걸쳐 높은 광학 전력 밀도들을 전달하고 미세 분해능을 제공하기 위해 작은 스팟(spot)들로 포커싱될 수 있다. 레이저 빔은, 송신된 레이저 빔이 일련의 또는 소정 프레임의 펄스들을 포함하도록 변조될 수 있다. 송신된 레이저 빔은 타겟으로 지향될 수 있고, 이는 송신된 레이저 빔을 반사할 수 있다. 타겟으로부터 반사된 레이저 빔이 측정될 수 있고, 송신된 광 빔의 펄스가 소스로부터 송신된 시간으로부터 펄스가 소스 근처의 또는 공지된 위치의 검출기에 도달하는 시간까지의 비행 시간(ToF)가 측정될 수 있다. 소스로부터 타겟까지의 범위는 예를 들어

에 의해 결정될 수 있으며, 여기서 r은 소스로부터 타겟까지의 범위이고, c는 자유 공간에서의 광속이고, t는 소스로부터 검출기까지 광 빔의 펄스의 ToF이다.

도 1은 예시적인 LIDAR 시스템(100)의 단순화된 블록도를 도시한다. 시스템(100)은 상이한 방위 및/또는 고도 방향들에서 레이저 빔을 스캐닝하기 위해 사용될 수 있는 스캐닝 플랫폼(110)을 포함할 수 있다. 스캐닝 플랫폼(110)은 광원(120) 및 센서/검출기(130)를 포함할 수 있다. 광원(120)은 타겟 객체를 향해 광 빔(140)을 방출할 수 있고, 타겟 객체는 반사된 빔(150)으로서 광 빔(140)의 일부분을 반사할 수 있다. 그 다음, 반사된 빔(150)은 센서/검출기(130)에 의해 수집되고 검출될 수 있다.

광원(120)은 광학 소스, 예를 들어, 레이저, 레이저 다이오드, 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL), 발광 다이오드(LED), 또는 다른 광학 소스를 포함할 수 있다. 레이저는 예를 들어, 930-960 nm, 1030-1070 nm, 약 1550 nm 또는 그 이상의 출력 파장을 갖는, 예를 들어, 적외선 펄스형 섬유 레이저 또는 다른 모드-고정 레이저일 수 있다.

센서(130)는 감광성 검출기 또는 검출기들(또한 때때로 픽셀들로 지칭됨)의 어레이를 포함할 수 있고, 이들 각각은 광원(120)의 파장과 호환가능한 작동(민감) 파장을 갖는다. 검출기는 고속 광검출기, 예를 들어, p-형 반도체 영역과 n-형 반도체 영역 사이에 진성 영역을 갖는 PIN 포토 다이오드 또는 InGaAs 애벌란치 광검출기(APD)일 수 있다. 일부 시스템들에서, 센서(130)는 실리콘 포토멀티플라이어(SiPM) 센서를 포함할 수 있다.

스캐닝 플랫폼(110)은 많은 상이한 유형들의 빔 스캐닝 메커니즘들, 예를 들어, 모터에 의해 구동되는 회전 플랫폼, 다차원 기계적 스테이지, 갈보(Galvo)-제어 미러, 마이크로 모터들에 의해 구동되는 마이크로전자기계적(MEMS) 미러, 압전 재료, 예를 들어, 석영 또는 티탄산 지르콘산 납(PZT; lead zirconate titanate) 세라믹을 사용하는 압전 트랜슬레이터/트랜스듀서, 전자기 액추에이터 또는 어쿠스틱 액추에이터를 사용할 수 있다. 스캐닝 플랫폼(110)은 예를 들어, 1차원(1D) 또는 2차원(2D) 레이저 어레이에서 레이저들로부터의 레이저 빔의 위상들이 중첩하는 레이저 빔의 파면을 변경하도록 변조될 수 있는 위상 어레이 기술을 사용하는, 임의의 컴포넌트의 기계적 이동이 없는 플랫폼일 수 있다.

스캐닝 플랫폼(110)은 전술된 스캐닝 메커니즘과 같은 임의의 빔 스캐닝 메커니즘을 사용하여 상이한 방향으로 광 빔(140)을 지향시키기 때문에, 광 빔(140)은 스캐닝 동안 상이한 타겟들 또는 타겟 객체의 상이한 위치들을 조명할 수 있다. 스캐닝 동안, 상이한 타겟 객체들 또는 타겟의 상이한 위치들로부터 반사된 빔(150)은 센서(130)에 의해 수집 및 검출되어 검출기 신호들을 생성할 수 있고, 그 다음, 검출기 신호들은 분석기 또는 프로세서에 의해 분석되어 타겟 객체들의 특성들, 예를 들어, 타겟 객체들의 시스템(100)으로부터의 거리들, 및 타겟 객체들의 반사 속성들을 결정하거나, 스캐닝된 영역의 이미지를 생성할 수 있다. 스캐닝 플랫폼(110)이 1 라운드 회전할 때, LIDAR 시스템(100)은 주변 환경의 "슬라이스"의 측정들을 수행할 수 있다.

환경의 3차원(3D) 스캐닝을 달성하기 위해, LIDAR 시스템은 다수의 세트들의 레이저들/검출기들 또는 2D 스캐닝 메커니즘을 사용하여, 전체 시스템은 도 1에 도시된 일 평면에서 뿐만 아니라 복수의 상이한 평면들에서 스캐닝할 수 있다.

비-간섭된 동작에서, 광원(120)은 환경에서 객체에서 반사되고 센서(130)로 다시 이동하는 레이저 펄스를 방출한다. 센서에서 수신되고 얻어진 검출기 신호는 광 펄스가 방출된 방향에서 객체까지의 거리의 추정치를 획득하기 위해 프로세싱된다. 신호 대 잡음비(SNR)가 충분히 크면, 펄스는 검출기 신호의 피크로서 검출될 수 있다. 그러나, 동일한 환경에 다른 LIDAR 센서가 존재하면, 방출된 레이저 빔은 센서(130)를 직접 조명할 수 있고, 임의의 의미있는 객체 반사들과 관련이 없는 검출기 신호들에서 가능하게는 큰 펄스들을 초래할 수 있다. 따라서, 수신된 신호에서 이러한 펄스들은 소위 "고스트 타겟들", 즉, 환경에서 실제로는 물리적으로 존재하지 않는 객체들/타겟들의 검출들을 초래할 수 있다. 이러한 검출들은 자동차의 안전 시스템, 예를 들어, 브레이크의 원치않는 반응들을 초래할 수 있다. 이는 명백하게 안전에 치명적이다.

자동차 LIDAR 센서들이 아직 널리 배치되지 않았기 때문에, 간섭 솔루션들은 아직 공개적으로 공지되거나 이용가능하지 않다. 그러나, 일부 일반적인 검출/완화 방법들은 다음과 같이 특성화될 수 있다:

펄스 코딩:

LIDAR 시스템은 코딩된 광 펄스들의 시퀀스를 방출할 수 있다. 수신된 펄스들은 공지된 코드 시퀀스와 상관될 수 있으며, 이는 펄스 시퀀스를 나타내지 않는 간섭 펄스들의 완화를 초래한다. 이러한 코드는 펄스들의 진폭(이는, 임의의 SNR을 낭비하지 않기 위해 최대 전력에서의 전송이 바람직하고, 또한 진폭에 기초하여 검출이 어렵기 때문에 바람직하지 않음), 위상(이는, 코히어런트 수신기가 요구될 것이기 때문에 검출하기 어려움) 또는 펄스들의 시간 지연에서 송신된 펄스 시퀀스에 적용될 수 있다. 일반적으로, 측정 시간의 증가는 코드의 길이에 비례하는 직접적인 결과이다. 또한, 코드 길이는 상이한 코드 시퀀스들의 수, 즉 고유하게 식별가능한 센서들의 수를 직접적으로 초래한다. 더 큰 측정 시간은 상이한 펄스들의 조합에 의해 획득되는 프로세싱 이득에 의해 부분적으로 보상된다.

펄스들 사이의 임의 대기 시간:

이는 간섭의 확률을 감소시키는 한편, 구현을 복잡하게 할 수 있다.

본 개시내용의 실시예들은, 모든 검출기 픽셀에 대해, 각각의 신호가 특정 시간에 방출된 광 펄스에 대응하는 하나 초과의, 통상적으로는 소정 시퀀스 또는 프레임의 N_p개의 신호들을 획득하는 LIDAR 센서를 가정한다. 이는 도 2의 검출기 샘플 플롯(200)에 도시되어 있다.

검출기 샘플 플롯(200)의 제1 축(210)은 Δt = 0에서 광원(120)으로부터의 광 펄스의 방출 이후 (지연) 시간 Δt를 표현한다. 광 펄스는 일부 실시예들에서, 특정 방위 및/또는 고도 방향으로 방출될 수 있다. 예시된 예에서, 지연 시간은 0 ns에서 대략 Δt_max = 850 ns에 이른다. Δt = 0은 광 펄스들의 방출 시간에 대응한다. Δt_max는

에 대응하는 최대 거리에 링크되는 최대 비행 시간에 대응한다. Δt_max = 850 ns의 선택된 수는 많은 가능한 수들 중 단지 하나임을 주목해야 한다. 시간 분해능, 즉, 지연 시간 축(210) 상의 인접한 샘플들의 시간적 분리는 애플리케이션 및/또는 하드웨어 특정적이다. 예를 들어, 지연 시간 축(210)은 100개 이상의 샘플들(또는 시간 빈(bin)들)을 포함할 수 있다. 본 개시내용으로부터 이익을 갖는 통상의 기술자는 지연 시간 축(210)의 샘플들 또는 빈들의 수가 시스템의 샘플링 분해능을 결정한다는 것을 이해할 것이다. 빈들이 더 이산적일수록, 범위 분해능은 더 미세하다.

검출기 샘플 플롯(200)의 제2 축(220)은 광 펄스 인덱스를 표현한다. 예시된 예에서, 연속적인 광 펄스들의 프레임(예를 들어, 동일한 방향에서 방출됨)은, 조합된 신호를 획득하기 위해 프로세싱될 수 있는 N_p = 8개의 광 펄스들을 포함한다. 일반적으로, 광 펄스들의 프레임은 LIDAR 시스템의 애플리케이션 및/또는 환경에 따라, 예시된 예보다 많거나 적은(적어도 2개의) 광 펄스들을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에 따르면, 수 N_p는 8 이상, 16 이상, 32 이상 또는 64 이상의 범위로부터 선택된 수일 수 있다.

검출기 샘플 플롯(200)의 제3 축(230)은 각각의 검출기 신호들의 진폭 또는 전력을 표현한다.

레이저 빔(140)을 조종하기 위해 스윙 또는 회전 미러를 갖는 스캐닝 LIDAR 센서의 예에서, 미러가 대응하는 검출기 픽셀에 대해 동일한 각각의 위치에 있을 때 프레임의 N_p개의 펄스들이 획득될 수 있다. 이는 N_p개의 검출기 펄스들을 평균화함으로써 SNR을 개선하기 위해 수행될 수 있다. 그러나, 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 다수의 검출기 펄스들의 획득은 또한 간섭하는 광 펄스들을 검출 및 완화하기 위해 사용될 수 있다. 도 2를 보면, 현실의 또는 실제 타겟과 관련된 검출된 타겟 피크들(240)은 오히려 일정한 지연 시간과 연관되는데, 즉, 대략 동일한 시간 인덱스(왕복 거리에 대응함)로 존재하고 N_p개의 펄스들에 걸쳐 유사한 진폭들을 갖는 것이 나타난다. 이는, 타겟 객체가 충분히 낮은 속도로 이동하여 N_p개의 펄스들에 걸친 이동 거리가 시스템의 범위 분해능을 초과하지 않는 것으로 가정한다. 예시된 예에서, 타겟 피크들(240)은 스캐닝 플랫폼(110)으로부터 대략 40 m의 거리에 대응하는 프레임의 각각의 광 펄스의 방출 이후 Δt

270 ns의 지연 시간에 위치된다.

도 3은 간섭 시나리오를 개략적으로 예시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저(302)는 레이저 빔(316)을 렌즈(304)를 통해 타겟(308) 상으로 발사한다. 빔(316)은 타겟(308)에 의해 렌즈(306)를 통해 픽셀들의 어레이(320) 상으로 반사된다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 픽셀들(320)은 간섭 빔들(314 및 318)을 추가로 검출하고 있고, 간섭 빔들은 다른 소스들로부터 간접적으로 또는 직접적으로 수신되는데, 예를 들어, 객체(310)(간접적 간섭자)로부터 반사되거나 또는 차량(312)(직접적 간섭자)에 의해 송신된다. 일부 실시예들에서, 간섭 빔들(314 및 318)은 LIDAR 시스템으로부터 부정확한 결과들("고스트 타겟들")을 초래할 것이다. 본 개시내용으로부터 이익을 갖는 통상의 기술자는, 도 3이 축척대로 도시되지 않았으며, 다른 실시예들에서 광원, 렌즈들, 픽셀들 및 다른 객체들의 동작인 도 3에 도시된 것과 상이할 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 렌즈들은 검출된 객체들의 위치를 반전시킬 수 있고, 도 3에 도시된 것보다 큰 픽셀들의 어레이일 수 있다. 추가로, 일부 실시예들에서, 도 3에 도시된 것보다 많은 픽셀들이 존재할 수 있다.

간섭하는 LIDAR 시스템의 펄스들은 센서와 동기화되지 않을 가능성이 커서, 대응하는 검출된 고스트 펄스들은 수신된 신호들의 명백하게 랜덤인 위치들에 나타날 것이고 이는 도 4의 예시적인 샘플 플롯에 개략적으로 도시된다. 여기서, 상이한 지연 시간들 및 펄스 인덱스 위치들에서 고스트 타겟들(간섭자들)에 대응하는 일부 개별적인 검출된 고스트 펄스들(410-1, 410-2, 410-3)이 도시되어 있다.

본 개시내용은 펄스 프레임의 펄스 반복들에 걸쳐 객체-관련 펄스들(240)의 상대적인 코히어런스를 이용하는 것을 제안한다. 임의의(선형 또는 비선형) 저역 통과형 필터링 동작은 간섭-관련 펄스들의 기여를 감소시킬 수 있는데, 이는 이들이 펄스 반복들을 따라 뷰잉될(viewed) 때 높은 주파수 교란들을 표현하기 때문이다.

도 5는 일 실시예에 따른 LIDAR 센서(500)를 개략적으로 예시한다.

LIDAR 센서(500)는 제1 광 펄스(예를 들어, 펄스 인덱스 1)의 방출 이후 제1 지연 시간 Δt₁ 동안 제1 검출기 신호(240-1)를 포함하는 복수의 검출기 신호들을 출력하고 적어도 제2 광 펄스(예를 들어, 펄스 인덱스 2)의 방출 이후 동일한 제1 지연 시간 Δt₁ 동안 적어도 제2 검출기 신호(240-2)를 출력하도록 구성된 감광성 검출기 회로(510)를 포함한다. 제1 및 제2 광 펄스들은 펄스 프레임 내의 펄스 반복들로부터 연속적인 또는 심지어 불연속적인 광 펄스들일 수 있다. 즉, 검출기 신호들(240-1, 240-2)은 동일한 방향으로부터 (예를 들어, 동일한 픽셀에 의해) 수신되고 동일한 지연 시간 빈 Δt₁에 대응하지만 펄스 인덱스 축을 따라 상이한 펄스 인덱스들에 위치된다(상이한 광 펄스 송신들과 연관된다).

일부 실시예들에서, 제1 광 펄스 및 적어도 하나의 제2 광 펄스는 예를 들어 스캐닝 LIDAR의 후속 회전들 동안 본질적으로 동일한 방향으로 방출될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 광 펄스 및 적어도 하나의 제2 광 펄스는 본질적으로 동일한 방향으로부터 수신된 광 펄스들이다.

검출기 회로(510)는 광을 전기 신호들로 변환하고 전기 신호들을 아날로그로부터 디지털 도메인으로 변환하는 하나 이상의 감광성 픽셀들을 포함할 수 있다. 따라서, 검출기 신호들(240, 540)은 하나 이상의 솔리드 스테이트 광검출기들 또는 포토멀티플라이어들로부터의 디지털 신호 샘플들에 대응할 수 있다.

LIDAR 센서(500)는 또한 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호(240-1, 240-2)의 조합에 기초하여 제1 지연 시간(Δt₁)에 대한 조합된 신호(522)를 생성하도록 구성되는 프로세서 회로부(520)를 포함한다. 조합된 신호(522)는 간섭 검출 또는 간섭 완화가 바람직한지 여부에 따라 다양한 가능한 방식들로 획득될 수 있다. 본 개시내용으로부터 이익을 갖는 통상의 기술자는 일부 실시예들에 따르면, 예를 들어 N_p = 32, N_p = 64 또는 N_p = 128과 같이 지연 시간(Δt)당 2개 초과의 검출기 신호들이 조합되는 것을 인식할 것이다.

본 개시내용으로부터 이익을 갖는 통상의 기술자는 블록도(500)가 또한 대응하는 LIDAR 방법의 흐름도로서 해석될 수 있음을 인식할 것이다. 이러한 경우, 참조 부호 510은, 제1 광 펄스를 방출한 후 제1 지연 시간에 제1 검출기 신호를 생성하고 제2 광 펄스를 방출한 후 제1 지연 시간에 제2 검출기 신호를 생성하는 작동들을 표시할 것이다. 그 다음, 참조 부호 520은 제1 지연 시간에 대한 조합된 신호(522)를 컴퓨팅하기 위해 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호를 조합하는 작동을 표시할 것이다.

조합된 신호(522)는 0부터 Δt_max에 이르는 지연 시간 윈도우 내의 일부 또는 모든 이산적 지연 시간들에 대해 생성될 수 있어서, 최대 범위까지 모든 가능한 이산적 범위들에 걸쳐 이동할 수 있다. 이를 위해, 검출기 회로(510)는 제1 광 펄스(예를 들어, 펄스 인덱스 1)의 방출 이후 제2 지연 시간(Δt₂)에 제3 검출기 신호(540-1)를 생성하고, 적어도 제2 광 펄스(예를 들어, 펄스 인덱스 2)의 방출 이후 제2 지연 시간(Δt₂)에 적어도 제4 검출기 신호(540-2)를 생성하도록 구성될 수 있다. 프로세서 회로(520)는 제3 및 적어도 하나의 제4 검출기 신호의 조합에 기초하여 제2 지연 시간(Δt₂)에 대한 조합된 신호(522)를 생성하도록 구성될 수 있다. 예시된 예에서, 검출기 신호 샘플들(540-1 및 540-2)은 임의의 유용한 반사들 또는 간섭 대신 오직 잡음 샘플들만을 표현한다.

본 개시내용으로부터 이익을 갖는 통상의 기술자는, 프로세서 회로(520) 가 0 ns로부터 Δt_max까지의 지연 시간 윈도우에서 모든 이산 지연 시간들(Δt)에 대해 각각의 조합된 신호(펄스 반복 인덱스를 따라 조합됨)를 생성하도록 구성될 수 있음을 인식할 것이다. 즉, 프레임이 복수의 N_p개의 광 펄스들(동일한 방향으로 방출되고/되거나 동일한 방향으로부터 수신됨)을 포함하면, 검출기 회로(510)는 프레임의 제1 광 펄스(예를 들어, 펄스 인덱스 1)의 방출 이후 복수의 상이한 이산적 지연 시간들(Δt) 각각에 각각의 검출기 신호를 생성하고 프레임의 제2 광 펄스(예를 들어, 펄스 인덱스 2)의 방출 이후 복수의 상이한 지연 시간들 각각에 각각의 검출기 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 다수의 상이한 지연 시간들은 적어도 100개일 수 있다. 프로세서(520)는 일 지연 시간(Δt)과 연관된 각각의 N_p개의 검출기 신호들의 조합에 기초하여 복수의 상이한 지연 시간들 각각에 대한 각각의 조합된 신호들을 생성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 펄스 반복을 따른 조합은 적어도 100개의 상이한 지연 시간 구간들 동안 행해질 수 있다. 이를 위해, 샘플링 또는 지연 시간 윈도우 [0; Δt_max]는 적어도 100개의 상이한 시간 구간들로 분리될 수 있고, 시간 구간들 각각에 대해 펄스 인덱스 축을 따른 조합이 행해질 수 있다.

일부 예시적인 구현들에서, 제1 지연 시간(Δt₁) 및/또는 제2 지연 시간(Δt₂)에 대한 상한(Δt_max)은 펄스 프레임 내의 광 펄스들의 연속적인 방출들 사이의 시간에 대응한다. 본 개시내용으로부터 이익을 갖는 통상의 기술자는, Δt_max가 LIDAR 시스템의 애플리케이션 및 구현에 의존할 것임을 인식할 것이다. 예를 들어, 이는 스캐닝 미러의 회전 주파수에 따라 의존할 수 있다.

일부 예시적인 구현들에서, 프로세서(520)는 조합된 신호(522)를 생성하기 위해 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호들(240-1, 240-2(540-1, 540-2))을 저역 통과 필터링하도록 구성된다. 일례에서, 저역 통과 필터 동작은 평균화 동작에 대응할 수 있고, 프로세서(520)는 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호들(240-1, 240-2(540-1, 540-2))의 산술 평균 값을 조합된 신호(522)로서 컴퓨팅하도록 구성될 수 있다. 이러한 평균화 동작은 저역 통과 동작이고, 간섭 펄스들을 어느 정도까지 완화할 것이다. 또한, 간섭에 의해 영향받지 않는 신호들에 대해, SNR이 또한 이러한 동작에 의해 개선된다. 간섭 펄스들의 대응하는 시간 인스턴스들에서, 간섭의 일부 남아있는 기여가 여전히 존재할 수 있다. 완화 성능(및 일반적으로 평균 이득)은 N_p에 의존한다. N개의 검출기 신호 샘플들(x₁, ..., x_N)에 대한 추정된 평균이

으로 표기되면, 평균에 대한 온라인 추정치는,

에 따라 컴퓨팅될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 프로세서(520)는 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호들(240-1, 240-2) 중 최소값을 조합된 신호로서 컴퓨팅하도록 구성될 수 있다. 따라서, 펄스 반복을 따른 검출기 신호들(240, 540)의 조합은 또한 그들의 최소값 min(x₁(Δt), ..., x_{N_p}(Δt))의 결정일 수 있다. 이는 비선형 동작이고, 따라서 간섭을 완전히 제거할 수 있다. 부수적 효과로서, 이는 또한, 각각의 샘플에 대해 오직 최소 잡음 기여만이 선택되기 때문에 잡음을 억제할 수 있다. 물론 이것이 또한 타겟에 대응하는 검출기 신호에 적용되기 때문에, 타겟 피크는 또한 펄스들에 걸쳐 최소로 감소된다.

추가적으로 또는 대안적으로, 프로세서(520)는 제1 및 적어도 하나의 제2 수신 신호 중 중앙값을 조합된 신호로서 컴퓨팅하도록 구성될 수 있다. 중앙값은 데이터 세트(x₁(Δt), ..., x_{N_p}(Δt))의 더 큰 또는 더 작은 절반들을 분리하는 중간 값으로 공지된다. 중앙값을 결정하는 것은 또한 비선형 동작이지만, 최소값보다 더 안전할 수 있다. N_p개의 펄스들을 포함하는 시퀀스의 경우, 상기 동작들(필터링, 평균, 최소, 중앙값 등)이 제1 및 제2 검출기 신호뿐만 아니라 모든 N_p개의 검출기 신호들에 적용될 수 있음을 다시 주목해야 한다.

상이한 조합 옵션들(평균, 최소 및 중앙값)의 비교는 도 6에 예시되어 있다. 여기서, 펄스 반복 축(220)을 따른 검출기 신호 최소값(중앙 도면)의 계산은 오히려 평균(좌측) 및 중앙값(우측)과 비교하여 시간 축(210)을 따른 저잡음 플로어를 도출함을 알 수 있다. 본 개시내용으로부터 이익을 갖는 통상의 기술자는, 저역 통과 필터링 특성들을 갖는 조합된 신호를 획득하기 위해 다른 필터링 동작들이 적용될 수 있음을 인식할 것이다.

일부 예시적인 구현들에서, 프로세서(520)는, 미리 정의된 기준들의 세트 중 하나 이상이 충족되면 타겟의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 조합된 신호(522)의 진폭이 미리 정의된 임계치 값을 초과하면 타겟 객체의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다. 도 6의 예들에서, 임계치 값은 예를 들어 1로 설정될 수 있다. 이러한 경우, 조합된 신호가 타겟을 표시하는지 여부에 대한 신뢰성있는 결정들이 행해질 수 있다. 모든 3개의 조합 옵션들은 타겟을 대략 Δt = 270 ns에서 검출할 것이다.

한편, 프로세서(520)는 추가적으로 또는 대안적으로 조합된 신호에 기초하여 간섭자의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 검출기 신호들은 펄스 반복을 따라 간섭 검출 방식에 따라 조합될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 펄스 반복들에 따른 제1 및 적어도 하나의 제2 검출기 신호 사이의 분산, 예를 들어, 분산 또는 표준 편차의 측정치를 조합된 신호(522)로서 컴퓨팅하도록 구성될 수 있다. 도 7은 펄스 반복들을 따른 평균 값들 μ(Δt)(710) 뿐만 아니라 펄스 반복들을 따른 검출기 신호 분산 var(Δt)(720)을 포함하는 플롯을 도시한다. var(Δt)은 Δt = 100 ns, Δt = 580 ns, 및 Δt = 700 ns에서의 간섭자들에 대한 표시자로서 사용될 수 있고, 이는 μ(Δt)에 기초하여 거의 식별될 수 없음을 알 수 있다.

따라서, 일부 예시적인 구현들에서, 펄스 반복들을 따른 N_p개의 연속적인 펄스들이 하나 이상의 픽셀들에 대해 검출되어 간섭 검출 및/또는 완화를 수행할 수 있다. 펄스 반복을 따라 분산을 계산하는 것은 간섭 피크들을 검출할 수 있게 한다. 모든 지연 시간들(Δt) 동안 모든 N_p개의 펄스들을 저장하는 것을 회피하기 위해, 분산을 추정하기 위한 온라인 추정기가 대신 사용될 수 있다. 온라인 평균 추정을 사용하여 N개의 샘플들의 분산 σ_N ²의 온라인 추정을 위한 알고리즘은 다음과 같을 것이다.

분산에 대한 온라인 추정은

에 따라 컴퓨팅될 수 있다.

그 다음, 프로세서(520)는 분산(σ_N ²)이 미리 정의된 임계치를 초과하면, 간섭자의 존재를 검출하도록 구성될 수 있다. 본 개시내용으로부터 이익을 갖는 통상의 기술자는, 이러한 임계치가 애플리케이션 및/또는 LIDAR 환경에 의존할 것임을 인식할 것이다.

지금까지 반사된 펄스를 초래하는 객체는 펄스 프레임의 지속기간 내에서 범위 분해능을 초과하여 이동하지 않는 것으로 가정되었다. 그러나, 객체가 더 빨리 이동하면, 반사된 펄스 피크 위치들은 펄스 반복들을 따라 인접한 시간 빈들에 나타날 수 있다. LIDAR 시스템(500)에 대한 ν_max의 속도에서 이러한 빠른 타겟 이동들을 처리하기 위해, 시간 축(210) 상에서 최대 허용되는 펄스 간격 Δτ_max가 정의될 수 있다. 최대 허용되는 펄스 간격 Δτ_max는 동일한 객체의 검출된 피크들이 하나의 펄스 프레임에 걸쳐 분산되도록 허용되는 범위를 표시한다. T_rep가 N_p개의 펄스들의 송신을 위한 총 시간(즉, 프레임 시간 구간)을 나타내면, Δt_max는

에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 프레임 시간 구간 T_rep가 40 ms이고 ν_max = 400 km/h(예를 들어, 각각 200 km/h로 서로 접근하는 2개의 자동차들)이면, Δτ_max는 30 ns로 계산된다. 이는 하나의 프레임 내에서 시간 축(210) 상에서 반사된 펄스들의 지연 시간들의 30 ns만큼의 변화에 대응한다. 그 다음, 30ns의 이러한 지연 확산 외부의 펄스들만이 고스트 타겟들로 식별될 수 있다.

전술된 예들 및 도면들 중 하나 이상과 함께 언급되고 설명된 양태들 및 특징들은 다른 예의 유사한 특징을 대체하기 위해 또는 특징을 다른 예에 추가로 도입하기 위해 다른 예들 중 하나 이상과 또한 조합될 수 있다.

예들은 추가로, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 프로세서 상에서 실행될 때, 상기 방법들 중 하나 이상을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램일 수 있거나 그와 관련될 수 있다. 전술된 다양한 방법들의 단계들, 동작들 또는 프로세스들은 프로그래밍된 컴퓨터들 또는 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 예들은 또한 머신, 프로세서 또는 컴퓨터 판독가능하고 머신 실행가능, 프로세서 실행가능 또는 컴퓨터 실행가능 명령어 프로그램들을 인코딩하는 디지털 데이터 저장 매체들과 같은 프로그램 저장 디바이스들을 커버할 수 있다. 명령어들은 전술된 방법들의 작동들 중 일부 또는 전부를 수행하거나 수행하게 한다. 프로그램 저장 디바이스들은 예를 들어 디지털 메모리들, 자기 저장 매체들, 예를 들어, 자기 디스크들 및 자기 테이프들, 하드 드라이브들 또는 광학적으로 판독가능한 디지털 데이터 저장 매체들일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 추가적 예들은 또한 전술된 방법들의 작동들을 수행하도록 프로그래밍된 컴퓨터들, 프로세서들 또는 제어 유닛들 또는 본원에 앞서 설명된 방법들의 작동들을 수행하도록 프로그래밍된 (필드) 프로그래밍가능 로직 어레이들((F)PLA들) 또는 (필드) 프로그래밍가능 게이트 어레이들((F)PGA들)을 커버할 수 있다.

설명 및 도면들은 단지 본 개시내용의 원리들을 예시한다. 또한, 본원에 인용된 모든 예들은 원칙적으로, 오직 독자가 본 개시내용의 원리들 및 발명자(들)가 기술을 발전시키는데 기여한 개념들을 이해하는 것을 돕는 예시적 목적을 위한 것으로 명시적으로 의도된다. 또한, 본 개시내용의 원리들, 양태들 및 예들 뿐만 아니라 이의 특정 예들을 기재한 본 명세서의 모든 설명들은 이의 균등물들을 포함하도록 의도된다.

특정 기능을 수행하는 "위한 수단"으로 표기된 기능 블록은 특정 기능을 수행하도록 구성되는 회로를 지칭할 수 있다. 따라서, "위한 수단"은 각각의 작업을 위해 구성된 또는 그에 적합한 디바이스 또는 회로와 같은 "위해 구성된 또는 그에 적합한 수단"으로 구현될 수 있다.

"수단", "신호를 제공하기 위한 수단", "신호를 생성하기 위한 수단" 등으로 라벨링된 임의의 기능 블록들을 포함하는, 도면들에 도시된 다양한 요소들의 기능들은 "신호 제공기", "신호 프로세싱 유닛", "프로세서", "제어기" 등과 같은 전용 하드웨어의 형태 뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어로 구현될 수 있다. 프로세서에 의해 제공되는 경우, 기능들은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서, 또는 복수의 개별적인 프로세서들에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부 또는 전부는 공유될 수 있다. 그러나, 용어 "프로세서" 또는 "제어기"는 소프트웨어를 배타적으로 실행할 수 있는 하드웨어로 제한되는 것이 아니라, 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 네트워크 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA), 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 비휘발성 스토리지를 포함할 수 있다. 다른 하드웨어(종래 및/또는 주문형)가 또한 포함될 수 있다.

블록도는 예를 들어 본 개시의 원리들을 구현하는 고레벨 회로도를 예시할 수 있다. 유사하게, 플로우차트, 흐름도, 상태 전이도, 의사 코드 등은 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체에서 실질적으로 표현될 수 있고, 따라서 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 도시되든 도시되지 않든 이러한 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 다양한 프로세스들, 동작들 또는 단계들을 표현할 수 있다. 명세서 또는 청구 범위에 개시된 방법들은 이들 방법들의 개별적인 작동들 각각을 수행하기 위한 수단을 갖는 디바이스에 의해 구현될 수 있다.

본 명세서 또는 청구항들에 개시된 다수의 작동들, 프로세스들, 동작들, 단계들 또는 기능들의 개시내용은 예를 들어, 기술적 이유들로 명시적으로 또는 묵시적으로 달리 언급되지 않는 한, 특정 순서 내인 것으로 해석되지 않을 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 다수의 작동들 또는 기능들의 개시내용은 이러한 작동들 또는 기능들이 기술적 이유들로 상호교환 가능하지 않은 한 이들을 특정 순서로 제한하지 않을 것이다. 또한, 일부 예들에서, 단일 작동, 기능, 프로세스, 동작 또는 단계는 각각 다수의 하위 작동들, 기능들, 프로세스들, 동작들 또는 단계들을 포함할 수 있거나, 분해될 수 있다. 이러한 하위 작동들은 명시적으로 배제되지 않는 한 이러한 단일 작동의 개시내용에 포함되거나 일부일 수 있다.

또한, 이하의 청구항들은 상세한 설명에 통합되며, 각각의 청구항은 별개의 예로서 독자적으로 기재될 수 있다. 각각의 청구항은 별개의 예로서 독립적일 수 있는 한편, 종속 청구항은 청구 범위에서 하나 이상의 다른 청구항들과 특정 조합을 참조할 수 있지만, 다른 예들은 또한 각각 다른 종속 또는 독립 청구항의 청구물을 갖는 종속 청구항의 조합을 포함할 수 있음을 주목해야 한다. 특정 조합이 의도되지 않는 것으로 언급되지 않는 한 이러한 조합들은 본원에서 명시적으로 제안된다. 또한, 이러한 청구항이 독립 청구항에 직접적으로 종속되지 않는 경우에도 임의의 다른 독립 청구항에 대한 청구항의 특징들을 또한 포함하도록 의도된다.

Claims (18)

1. LIDAR 센서(500)로서,
   제1 광 펄스의 방출 이후 제1 지연 시간에 제1 검출기 신호(240-1)를 생성하고, 적어도 제2 광 펄스의 방출 이후 상기 제1 지연 시간에 적어도 제2 검출기 신호(240-2)를 생성하도록 구성된 검출기(510); 및
   상기 제1 검출기 신호 및 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호의 조합에 기초하여 상기 제1 지연 시간에 대한 조합된 신호(522)를 생성하도록 구성된 프로세서(520)를 포함하는, LIDAR 센서(500).
2. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서(520)는 상기 제1 지연 시간에 대해 상기 조합된 신호(522)에 기초하여, 상기 제1 검출기 신호 및 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호가 타겟으로부터의 상기 제1 광 펄스 및 적어도 하나의 상기 제2 광 펄스의 각각의 반사들에 대응하는지 여부를 검증하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 검출기(510)는 상기 제1 광 펄스의 방출 이후 제2 지연 시간에 제3 검출기 신호(540-1)를 생성하고, 상기 제2 광 펄스의 방출 이후 상기 제2 지연 시간에 적어도 제4 검출기 신호(540-2)를 생성하도록 구성되고, 상기 프로세서(520)는 상기 제3 검출기 신호 및 적어도 하나의 상기 제4 검출기 신호의 조합에 기초하여 상기 제2 지연 시간에 대한 조합된 신호를 생성하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
4. 제3항에 있어서,
   상기 프로세서(520)는 상기 제2 지연 시간에 대해 상기 조합된 신호에 기초하여, 상기 제3 검출기 신호 및 적어도 하나의 상기 제4 검출기 신호(540-1; 540-2)가 타겟으로부터의 상기 제1 광 펄스 및 적어도 하나의 상기 제2 광 펄스의 각각의 반사들에 대응하는지 여부를 검증하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 지연 시간 및/또는 상기 제2 지연 시간에 대한 상한은 광 펄스들의 연속적인 방출들 사이의 시간에 대응하는, LIDAR 센서(500).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프로세서(520)는 상기 조합된 신호(522)를 생성하기 위해 상기 제1 검출기 신호 및 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호를 저역 통과 필터링하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프로세서(520)는 상기 제1 검출기 신호 및 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호의 평균 값을 상기 조합된 신호로서 컴퓨팅하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프로세서(520)는 상기 제1 검출기 신호 및 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호의 최소값을 상기 조합된 신호(522)로서 컴퓨팅하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프로세서(520)는 상기 제1 검출기 신호 및 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호의 중앙값을 상기 조합된 신호로서 컴퓨팅하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(520)는, 미리 정의된 기준들의 세트 중 하나 이상이 충족되면 타겟의 존재를 검출하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서(520)는 상기 조합된 신호(522)의 진폭이 미리 정의된 임계치를 초과하면 상기 타겟의 존재를 검출하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(520)는 상기 조합된 신호(522)에 기초하여 간섭자의 존재를 검출하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(520)는 상기 제1 검출기 신호와 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호 사이의 분산의 측정치를 상기 조합된 신호(522)로서 컴퓨팅하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서(520)는 상기 분산이 미리 정의된 임계치를 초과하면 간섭자의 존재를 검출하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
15. LIDAR(500) 센서로서,
    제1 광 펄스의 방출 이후 제1 지연 시간에 제1 검출기 신호 샘플(240-1)을 생성하고,
    적어도 제2 광 펄스의 방출 이후 상기 제1 지연 시간에 적어도 제2 검출기 신호 샘플(240-2)을 생성하도록 구성되는 검출기(510), 및
    상기 제1 검출기 신호 샘플과 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호 샘플 사이의 분산을 측정하고,
    상기 분산이 미리 정의된 임계치를 초과하면 간섭자의 존재를 검출하도록 구성된 프로세서(520)를 포함하는, LIDAR 센서(500).
16. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서(520)는 상기 제1 검출기 신호 샘플 및 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호 샘플의 표준 편차 및/또는 분산을 결정하도록 구성되는, LIDAR 센서(500).
17. LIDAR 센서(500)로서,
    제1 광 펄스의 방출 이후 제1 지연 시간에 제1 검출기 신호 샘플(240-1)을 생성하고,
    적어도 제2 광 펄스의 방출 이후 상기 제1 지연 시간에 적어도 제2 검출기 신호 샘플(240-2)을 생성하도록 구성되는 검출기(510), 및
    상기 제1 지연 시간에 대한 저역 통과 필터링된 신호(522)를 생성하기 위해 상기 제1 검출기 신호 샘플 및 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호 샘플(240-1; 240-2)의 시퀀스를 저역 통과 필터링하고,
    상기 저역 통과 필터링된 신호(522)가 미리 정의된 임계치를 초과하면 타겟의 존재를 검출하도록 구성되는 프로세서(520)를 포함하는, LIDAR 센서(500).
18. LIDAR 방법으로서,
    연속적인 광 펄스들의 시퀀스의 제1 광 펄스를 방출하는 단계;
    상기 제1 광 펄스를 방출한 후 제1 지연 시간에 제1 검출기 신호(240-1)를 생성하는 단계;
    상기 연속적인 광 펄스들의 시퀀스의 적어도 제2 광 펄스를 방출하는 단계;
    상기 제2 광 펄스를 방출한 후 제1 지연 시간에 제2 검출기 신호(240-1)를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 지연 시간에 대한 조합된 신호(522)를 생성하기 위해 상기 제1 검출기 신호 및 적어도 하나의 상기 제2 검출기 신호를 조합하는 단계를 포함하는, LIDAR 방법.

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