CN103180756B - 速度确定设备 - Google Patents

速度确定设备 Download PDF

Info

Publication number
CN103180756B
CN103180756B CN201180052837.5A CN201180052837A CN103180756B CN 103180756 B CN103180756 B CN 103180756B CN 201180052837 A CN201180052837 A CN 201180052837A CN 103180756 B CN103180756 B CN 103180756B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
speed
doppler frequency
doppler
calculated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180052837.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103180756A (zh
Inventor
M.卡帕伊
A.彭特彻夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongkuai Optoelectronic Device Co ltd
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN103180756A publication Critical patent/CN103180756A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103180756B publication Critical patent/CN103180756B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01P3/366—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light by using diffraction of light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S17/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/491—Details of non-pulse systems
    • G01S7/4912—Receivers
    • G01S7/4916—Receivers using self-mixing in the laser cavity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/87—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/875—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves for determining attitude

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于确定对象(2)的速度的速度确定设备(1)。多普勒频率测量单元适应于在至少三个不同频率方向上测量多普勒频率，其中，多普勒频率计算单元适应于计算针对与所述至少三个不同频率方向中的一个类似的计算频率方向的多普勒频率，所述计算是根据针对所述至少三个不同频率方向中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率进行的。所述速度然后能够根据所计算出来的多普勒频率和所测量的多普勒频率而被确定。因为在计算频率方向上所测量的多普勒频率对于确定所述速度来说是不需要的，所以即使在这个计算频率方向上的多普勒频率的测量被干扰，可靠的速度也同样能够在所述计算频率方向上被确定。

Description

速度确定设备
技术领域
本发明涉及用于确定对象的速度的速度确定设备、速度确定方法以及速度确定计算机程序。本发明还涉及一种包括所述速度确定设备的对象。
背景技术
US6,233,045B1公开了一种用于确定对象的速度的自混合干涉传感器。所述自混合传感器包括激光器，其发射被导向例如地面的激光束。激光束被地面反射并且经发射的激光束进入激光器的腔。进入激光器腔的经反射的激光束干涉当前的电磁场。所述干涉(所谓的自混合干涉)表现为腔内的电磁场的强度变化。自混合干涉信号的主频率是多普勒(Doppler)频率，其中，该多普勒频率被用来确定对象的速度。
如果所述对象例如是车辆，则速度的这个确定能够被例如恶劣的汽车环境和艰难的道路条件干扰。激光束还可能临时地被激光器与路面(即，地面)之间的分散元件阻挡，或者自混合反馈（即，经反射的激光束）可能由于太大的散焦或阻挡对象（像可以通过空气扰动被抬升的树叶或其它垃圾）的存在而变得太弱。确定速度的质量因此能够被降低。
发明内容
本发明的目标是提供用于确定对象的速度的速度确定设备、速度确定方法以及速度确定计算机程序，其允许改进确定速度的质量。本发明的另一个目标是提供包括所述速度确定设备的对应对象。
在本发明的第一个方面中，用于确定对象的速度的速度确定设备被提出，其中，所述速度确定设备包括：
-多普勒频率测量单元，其用于测量针对至少三个不同频率方向的多普勒频率，
-多普勒频率计算单元，其用于计算针对所述至少三个不同频率方向的计算频率方向的多普勒频率，所述计算是根据针对所述至少三个不同频率方向中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率进行的，
-速度确定单元，其用于根据所计算出来的多普勒频率以及针对所述至少两个另外的频率方向的多普勒频率来确定对象的速度，所述计算出来的多普勒频率已针对所述计算频率方向被计算。
因为所述多普勒频率计算单元适应于根据针对所述至少三个不同频率方向中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率来计算针对所述至少三个不同频率方向的计算频率方向的多普勒频率，所以即使在这个计算频率方向上的多普勒频率的测量被干扰，可靠的多普勒频率也能够同样地在计算频率方向上被确定。特别地，即使在计算频率方向上的多普勒频率的测量被干扰，所述速度确定单元也能够通过使用所计算出来的多普勒频率和针对所述至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率来确定对象的速度，所述至少两个另外的频率方向与计算频率方向不同。这允许改进确定对象的速度的质量。
所述对象优先地是车辆。
所述频率方向是多普勒频率在其上被测量的方向。
所述速度确定单元优先地适应于在用于确定三维速度的三个速度方向上确定速度。所述对象优先地在水平平面内的向前方向上移动，其中，所述三个速度方向优先地包括向前方向、横向方向以及垂直方向，所述横向方向优先地也在水平平面内并且其优先地与向前方向正交。
优先地，在不同频率方向上测量的多普勒频率被彼此独立地测量，即多普勒频率在第一频率方向上的测量优先地不受多普勒频率在与第一频率方向不同的第二频率方向上的测量的影响。所述多普勒频率测量单元适应于在每个频率方向上测量有区别的多普勒频率。
优先地，所述多普勒计算单元适应于不仅计算多普勒频率的绝对值，而且计算多普勒频率的正负号，其中所述速度确定单元能够适应于不仅确定速度的绝对值，而且确定速度的方向。
优选的是，所述速度确定单元适应于在用于确定三维速度的三个速度方向上确定速度，其中，所述三个速度方向与所述至少三个频率方向不同使得在所述速度方向中的一个上的速度可由针对所述至少三个频率方向所测量的多普勒频率的组合来确定。进一步优选的是，所述多普勒频率计算单元适应于根据针对至少两个另外的频率方向所测量的所述多普勒频率的线性组合来计算针对计算频率方向的多普勒频率。进一步优选的是，所述多普勒频率计算单元适应于根据针对所述其它至少两个频率方向所测量的多普勒频率的负和来计算针对计算频率方向的多普勒频率。这允许以低计算量来计算针对计算频率方向的多普勒频率。
进一步优选的是，所述速度确定设备进一步包括精度条件满足确定单元，其用于确定指示由所述多普勒频率计算单元所执行的计算的精度的精度条件是否满足，其中，所述多普勒频率计算单元适应于在所述精度满足确定单元已经确定精度条件满足的条件下计算针对计算频率方向的多普勒频率。进一步优选的是，所述速度确定单元适应于在用于确定三维速度的三个速度方向上确定速度，其中，所述速度确定设备包括用于存储速度的存储单元，所述速度已经在速度方向上随时间的推移而被确定，其中，所述精度条件满足确定单元适应于根据所存储的速度来确定精度条件是否满足，所述精度条件指示由所述多普勒频率计算单元所执行的计算的精度。进一步优选的是，所述精度条件满足确定单元适应于通过计算所存储的速度的平均值并且通过将所述平均值与预定义门限相比较来确定指示由所述多普勒频率计算单元所执行的计算的精度的精度条件是否满足。优先地，在计算平均值之前，所存储的速度被低通滤波。如果计算是足够精确的，则这确保针对计算频率方向的多普勒频率唯一被确定，从而进一步改进了确定速度的质量。
预定义门限能够通过例如校准测量来确定，其中平均值被计算，同时知道确定速度的精度是否是足够的。
针对用于计算对于计算频率方向的多普勒频率的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率的线性组合是优先地基于关于一个或若干个速度的假设的。特别地，所述线性组合可以是基于对象主要在水平x-y平面中移动（即，在垂直方向上的速度是零）的假设的。所述存储单元优先地适应于存储已经在速度方向上随时间的推移而被确定的速度，所述速度方向与所述假设有关。特别地，所述存储单元能够适应于存储对应于垂直速度方向的速度。如果对象是车辆，所述车辆被认为通常仅在地面上即在水平平面中移动，则可以假设在垂直方向上的速度基本上是零。因此，在计算频率方向上的多普勒频率能够通过使用等式来计算，所述等式描述了在其它频率方向上测量的多普勒频率的线性组合并且其是基于在垂直方向上的速度是零的假设的。计算在计算频率方向上的多普勒频率的精度然后取决于已经存储的速度与零之间的相似程度，所述已经存储的速度已在垂直速度方向上被测量。在这个例子中，通过将所存储的速度的平均值与接近于零的门限相比较可以确定精度条件是否满足，所述存储的速度已针对垂直速度方向被测量。
进一步优选的是，所述多普勒频率计算单元适应于确定多普勒频率的测量在其上出错的出错频率方向，并且适应于根据针对所述至少三个不同频率方向中的所述至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率来计算针对为出错频率方向的计算频率方向的多普勒频率。例如，所述多普勒频率计算单元能够适应于将例如自混合干涉信号的信噪比与预定义门限相比较，以便确定多普勒频率的测量是否出错。同样地，其它方法能够被用于确定出错的多普勒频率测量。例如，例如自混合干涉信号的频率峰的形状能够与预期的频率峰相比较，其中，如果所述比较产生大于预定义门限的偏差，则可以确定相应的频率方向是出错的频率方向。或者，可以确定在一定频率方向上测量的多普勒频率是否将会导致在这个频率方向上的、在预定义的预期速度范围内的速度，其中，如果所述速度不在预定义的预期速度范围内，则可以确定在所述一定频率方向上的测量出错。此外，加速度能够在所述一定频率方向上基于所测量的对应的多普勒频率而被计算并且可以确定所述加速度是否在预定义的预期加速度范围内，以便确定多普勒频率的测量是否出错。速度范围和/或加速度范围能够基于对象的已知可能的速度和/或加速度而被预定义。同样地，卡尔曼(Kalman)滤波能够被用于确定多普勒频率在某个频率方向上的测量是否出错。所述多普勒频率计算单元优先地适应于只有所述多普勒频率计算单元已经确定了多普勒频率的测量在其上出错的出错频率方向时才计算针对计算频率方向的多普勒频率，其中，在这种情况下，所述计算频率方向是出错的频率方向。如果在所述计算频率方向上的多普勒频率的测量确实出错，这能够确保在所述计算频率方向上的多普勒频率被唯一地计算，从而避免不必要的计算。
进一步优选的是，所述多普勒频率测量单元包括在所述至少三个不同频率方向上定向的至少三个激光器以用于在所述至少三个不同频率方向上测量多普勒频率。
进一步优选的是，所述多普勒频率测量单元适应于使用自混合干涉技术来在所述至少三个不同频率方向上测量多普勒频率。通过使用激光器和自混合干涉，多普勒频率能够以进一步提高的精度被确定。
因为所述多普勒频率测量单元优先地包括在所述至少三个不同频率方向上定向的至少三个激光器，所以频率方向还能够被视为激光束方向。
进一步优选的是，所述多普勒频率确定单元包括三个以上的激光器，并且其中至少两个激光器被定向在相同的频率方向上。因为至少两个激光器被定向在相同的频率方向上，所以多普勒频率在相同的频率方向上被冗余地测量。因此，即使通过这两个激光器中的一个进行的多普勒频率的测量被干扰，所述多普勒频率也仍然能够通过使用在相同的频率方向上定向的至少两个激光器中的另一个激光器以高质量被测量。这能够进一步改进确定对象的速度的质量。
进一步优选的是，所述多普勒频率确定单元包括在不同频率方向上定向的三个以上的激光器。因为所述多普勒频率确定单元包括在不同频率方向上定向的三个以上的激光器，所以多普勒频率能够针对三个以上的频率方向被确定。此外，因为三个以上的激光器被定向在不同频率方向上，所以不同频率方向线性地依赖于彼此，并且针对第一个频率方向所测量的多普勒频率还能够通过线性地组合针对其它频率方向所测量的多普勒频率来计算。因此，同样地，在这个实施例中存在冗余，如果所测量的多普勒频率出错的话，这能够被用于由计算出来的多普勒频率来替换测量的多普勒频率。例如，如果已针对第一个频率方向被测量的上面提及的多普勒频率出错，则这个测量的多普勒频率能够被所计算出来的多普勒频率替换，同时确定速度。
进一步优选的是，所述多普勒频率确定单元包括在不同频率方向上定向的三个以上的激光器，其中，所述速度确定单元适应于使用所述激光器的第一子集来确定第一线性速度以及使用所述激光器的第二子集来确定第二线性速度。优先地，所述速度确定单元适应于基于所确定的第一和第二线性速度来确定对象的旋转参数，特别是旋转位置和/或旋转速度。特别地，所述速度确定单元适应于将偏航速度、侧倾速度以及俯仰速度中的至少一个确定为旋转速度。用于形成第一子集和第二子集的激光器能够被动态地选择。所述激光器的第一子集和所述激光器的第二子集能够被视为两个虚拟传感器。优先地，所述速度确定单元适应于在所述激光器的第一子集与所述激光器的第二子集之间切换，使得第一线性速度和第二线性速度被连续地并重复地确定，其中，对象的旋转速度基于连续地并重复地确定的第一和第二线性速度被确定。因为激光器的第一子集和激光器的第二子集是不同的，所以激光器的第一子集的至少一个激光束方向(即频率方向)与激光器的第二子集的激光束方向中的任一个不同。对象的旋转运动（像偏航运动、俯仰运动或侧倾运动）因此通常将导致在速度方向中的至少一个上的不同的线性速度。所述速度确定单元能够适应于基于这个差异来确定旋转速度。
在本发明的另一方面中，包括用于确定对象的速度的所述速度确定设备的对象被提出。所述对象优先地是车辆，像汽车、自行车、摩托车、卡车、火车、轮船、舟、飞机等等或另外的可移动的对象。
在本发明的另一方面中，用于确定对象的速度的速度确定方法被提出，其中，所述速度确定方法包括：
-测量针对至少三个不同频率方向的多普勒频率，
-计算针对所述至少三个不同频率方向的计算频率方向的多普勒频率，所述计算是根据针对所述至少三个不同频率方向中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率进行的，使得即使在所述计算频率方向上的所述多普勒频率测量被干扰，可靠的多普勒频率也能够在所述计算频率方向上被确定，
-根据所计算出来的多普勒频率以及针对所述至少两个另外的频率方向的多普勒频率来确定对象的速度，所述计算出来的多普勒频率已针对计算频率方向被计算。
在本发明的另一方面中，用于确定感兴趣对象的速度的速度确定计算机程序被提出，其中，所述计算机程序包括当所述速度确定计算机程序在控制所述速度确定设备的计算机上被运行时用于使如在权利要求1中所限定的速度确定设备执行如在权利要求14中所限定的速度确定方法的步骤的程序代码装置。
应当理解，根据权利要求1的速度确定设备、根据权利要求13的对象、根据权利要求14的速度确定方法以及根据权利要求15的速度确定计算机程序具有类似的和/或相同的优选实施例，特别地，如在从属权利要求中所限定的那样。
应当理解，本发明的优选实施例还可以是从属权利要求与相应的独立权利要求的任何组合。
附图说明
图1示意性地并示范性地示出了车辆的实施例，其包括用于确定车辆的速度的速度确定设备的实施例，
图2更详细地示意性地并示范性地示出了速度确定设备的实施例，
图3示意性地并示范性地示出了速度确定单元的多普勒频率测量单元的实施例，
图4示意性地并示范性地示出了频率方向相对于速度方向的取向，在所述频率方向上多普勒频率被测量，在所述速度方向上车辆的速度被确定，
图5示范性地示出了根据时间的多普勒频率，
图6示范性地示出了图示用于确定车辆的速度的速度确定方法的实施例的流程图，
图7示意性地并示范性地示出了多普勒频率测量单元的进一步的实施例，
图8和9示出了多普勒频率测量单元的进一步的实施例的激光器和频率方向的可能配置。
具体实施方式
图1示意性地并示范性地示出了在这个实施例中为车辆的对象2，所述车辆包括用于确定车辆2的速度的速度确定设备1。该速度确定设备1更详细地在图2中被示意性地并示范性地示出。
速度确定设备1包括用于测量针对三个不同频率方向的多普勒频率的多普勒频率测量单元3。多普勒频率测量单元3更详细地在图3中被示意性地并示范性地示出。
多普勒频率测量单元3包括三个激光器13、14、15，以用于在三个不同频率方向10、11、12上朝地面8发射辐射9以便在这些不同频率方向10、11、12上测量多普勒频率。激光器13、14、15被控制单元16控制。多普勒频率测量单元3适应于使用自混合干涉技术来在三个不同频率方向10、11、12上测量多普勒频率。由相应激光器所发射的激光束被地面8反射，并且经反射的光重新进入相应激光器的腔。经反射的激光的重新进入在腔内导致自混合干涉，从而在腔内产生强度变化。内置光电二极管或外部光电二极管被提供用于测量这些强度变化并且用于生成对应的强度信号。在另一实施例中，所述变化还能够通过测量相应激光器的供应电流或供应电压上的波动而被测量。如果外部光电二极管被使用，则激光的一部分被耦合出来，并且所述激光的这个耦合出的部分被导向外部光电二极管。所生成的强度信号能够被视为自混合干涉信号，并且该强度信号的主频率能够被视为多普勒频率。控制单元16因此优先地适应于从被分配给三个激光器13、14、15的光电二极管接收三个强度信号，并且适应于根据所述三个强度信号中的每一个（即，根据三个自混合干涉信号中的每一个）来确定针对相应频率方向10、11、12的多普勒频率。为了得到自混合干涉技术的更详细的描述，对由XavierRaoul等人《IEEETransactionsonInstrumentationandMeasurement》2004年2月第53卷第1期第95至101页的文章“ADouble-LaserDiodeOnboardSensorforVelocityMeasurements”进行参考，其通过引用合并于此。
速度确定设备1进一步包括多普勒频率计算单元4，其用于计算针对所述三个不同频率方向10、11、12的计算频率方向的多普勒频率，所述计算是根据针对至少三个不同频率方向10、11、12中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率进行的。速度确定设备1进一步包括速度确定单元5，其用于根据已针对计算频率方向被计算的所计算出的多普勒频率和所述至少两个另外的频率方向的多普勒频率来确定对象2的速度。
因为多普勒频率计算单元适应于根据针对所述三个不同频率方向10、11、12中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率来计算针对所述三个不同频率方向10、11、12的计算频率方向的多普勒频率，所以即使在这个计算频率方向上的多普勒频率的测量被干扰，可靠的多普勒频率也同样能够在计算频率方向上被确定。即使在计算频率方向上的多普勒频率的测量被干扰，速度确定单元5也因此能够通过使用所计算出来的多普勒频率和针对至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率来确定对象2的速度，所述至少两个另外的频率方向与计算频率方向不同。这提高了确定对象2的速度的可靠性。
在实施例中，多普勒频率计算单元4适应于确定多普勒频率的测量是否出错。如果三个测量的多普勒频率未出错，则所述三个测量的多普勒频率被提供给速度确定单元5以用于根据所述三个测量的多普勒频率来确定速度。如果所测量的多普勒频率中的一个出错，则多普勒频率计算单元4根据未出错的所测量的多普勒频率来计算多普勒频率，其中，速度确定单元5根据所计算出来的多普勒频率和所测量的未出错的多普勒频率来确定速度。
例如，多普勒频率计算单元能够适应于将例如自混合干涉信号的信噪比与预定义门限相比较，以便确定多普勒频率的测量是否出错。同样地，其它方法能够被用于确定出错的多普勒频率测量。例如，诸如自混合干涉信号的频率峰的形状能够与预期的频率峰相比较，其中，如果该比较产生大于预定义门限的偏差，则可以确定相应的频率方向是出错的频率方向。或者，可以确定在一定频率方向上测量的多普勒频率是否将会在这个频率方向上导致在预定义的预期速度范围内的速度，其中，如果所述速度不在预定义的预期速度范围内，则可以确定在所述一定频率方向上的测量出错。此外，加速度能够在该一定的频率方向上基于所测量的对应的多普勒频率被计算并且可以确定所述加速度是否在预定义的预期加速度范围内，以便确定多普勒频率的测量是否出错。速度范围和/或加速度范围能够基于对象的已知可能的速度和/或加速度来预定义。同样地，卡尔曼滤波能够被用于确定多普勒频率在某个频率方向上的测量是否出错。
速度确定单元5适应于确定在用于确定三维速度的三个速度方向、、上的速度、、。对象2优先地在水平平面内即在平行于地面8的平面中的向前方向上移动，其中，三个速度方向、、优先地包括向前方向、横向方向以及垂直方向，所述横向方向也在水平平面内并且其与向前方向正交。三个速度方向、、在图1中由坐标系统42来指示。
三个速度方向、、与至少三个频率方向10、11、12不同，使得在速度方向、、中的一个上的速度可由针对三个频率方向10、11、12测量的多普勒频率的组合来确定。在这个实施例中，速度确定单元5适应于依照以下等式来确定对象2的速度，即车辆的地面速度向量、、。
车辆的速度优先地在如ISO8855中所描述的预定义的车辆参考系统中被确定。该车辆参考系统是固定到车辆的右手正交轴系统。正x轴指向车辆的驱动方向，当向正x方向看时，正y轴指向左边，以及正z轴指向上部。
通常，如果目标移动远离速度传感器时，则多普勒频率是负的，而且，如果目标朝速度传感器移动，则多普勒频率是正的。在本实施例中，所述目标是道路，其中道路的速度是车辆的负速度。多普勒频率因此能够依照以下等式来计算：
，(1)
其中是相应频率方向的单位向量。通过将所述频率方向投影在车辆参考系统中，以下等式可以被获得：
，(2)
其中表示由激光器13、14、15所发射的激光束的波长，而、、分别表示针对频率方向10、11、12测量或者计算的多普勒频率。
针对具有单位向量的频率方向的角度和被优先地定义如下，其中。角度优先地是相应频率方向与单位z向量之间的角度，而角度优先地是在x-y平面和单位x向量上的投影。
在实施例中，所述角度可以被设置如下：
以及(3)。
图3仅示意性地示出了三个频率方向10、11、12，而没有指示频率方向10、11、12的优选三维取向。频率方向10、11、12的优选三维取向在图4中被示出。如可以在图4中看见的，三个频率方向10、11、12优先地具有25度的相同倾角，并且分别具有0、210以及330度的方位角。
在不同频率方向10、11、12上测量的多普勒频率被彼此独立地测量，即多普勒频率在第一频率方向上的测量不受多普勒频率在与第一频率方向不同的第二频率方向上的测量的影响。特别地，多普勒频率测量单元3适应于在每个频率方向10、11、12上测量有区别的多普勒频率。
由于恶劣的汽车环境和艰难道路条件，一个检测通道（即，多普勒频率在频率方向10、11、12中的一个上的测量）可能失败。例如，在一个频率方向上的激光束可能被相应激光器与路面8之间的分散的对象临时地阻挡，或者自混合反馈（即已经重新进入相应腔的反射光的强度）由于大的散焦而已经变得太弱。如果多普勒频率在一个频率方向上的测量失败，则依照等式(2)对速度的可靠确定通常将是不可能的。然而，在车辆的垂直速度与向前和横向分量相比是相对小的假设下，三通道系统即等式(2)是超定的（overdetermined）。这导致以下等式：
(4)。
通过使用等式(4)，失败检测通道的多普勒频率，即在一定频率方向（在例子中可以为由图3和4中的10所指示的频率方向）上出错的多普勒频率，能够从其它的检测通道（即从在其它频率方向11、12上测量的多普勒频率）被恢复。特别地，如果角度、、是相等的，则在所述一定频率方向上的出错的多普勒频率可以依照以下等式从其它频率方向上测量的多普勒频率中被恢复：
(5)。
因此，在这个例子中，多普勒频率计算单元4适应于根据针对其它两个频率方向11、12所测量的多普勒频率、的线性组合来计算针对计算频率方向10的多普勒频率。特别地，多普勒频率计算单元4适应于根据针对其它两个频率方向11、12所测量的多普勒频率、的负和来计算针对计算频率方向10的多普勒频率。这允许以低计算量来计算针对计算频率方向10的多普勒频率。
图5根据任意单位的时间示范性地示出了以MHz为单位的、测量和计算出来的频率。由43、44以及45所表示的曲线分别代表所测量的多普勒频率、、。多普勒频率、未示出跳跃等，其将指示在测量相应的多普勒频率中的失败。然而，代表所测量的多普勒频率的曲线43示出了跳变，其指示多普勒频率的测量出错。图5进一步示出了代表计算出来的多普勒频率的曲线46，其可以依照等式(5)来计算并且其未示出跳变。因此，尽管一个检测通道（即在计算频率方向10上的多普勒频率的测量）例如由于低信号质量而临时地没有工作，但漏失（dropouts）很好地从其它两个检测通道（即从在其它频率方向11、12上测量的多普勒频率）中被恢复了。基于垂直速度是零的假设，车辆的地面速度仍然是可测量的。
速度确定设备1进一步包括精度条件满足确定单元6，其用于确定精度条件是否满足，所述精度条件指示由多普勒频率计算单元4所执行的计算的精度并且还可以被视为信号强度条件，其中，多普勒频率计算单元4适应于在精度满足确定单元6已经确定精度条件满足的条件下计算针对计算频率方向10的多普勒频率。速度确定设备1进一步包括用于存储速度的存储单元7，所述速度已经在速度方向上随时间的推移被确定，其中，精度条件满足确定单元6适应于根据所存储的速度来确定精度条件是否被满足，所述进度条件指示由多普勒频率计算单元4所执行的计算的精度。所述精度条件满足确定单元6能够适应于通过计算所存储速度的平均值并且通过将所述平均值与预定义门限相比较来确定指示由多普勒频率计算单元4所执行的计算的精度的精度条件是否被满足。优先地，在计算所述平均值之前，所存储的速度被低通滤波。
在这个实施例中，存储单元7适应于存储对应于垂直速度方向的速度，其中，可以假设在垂直方向上的速度基本上为零。计算在计算频率方向10上的多普勒频率的精度然后取决于已经存储的速度和零之间的相似程度，所述已经存储的速度已经在垂直速度方向上被测量。在这个例子中，精度条件满足确定单元6适应于通过将已针对垂直速度方向被测量的存储的速度的平均值与接近于零的门限相比较来确定精度条件是否满足。所述门限优先地是能够通过例如校准测量来确定的预定义门限，其中所述平均值被计算，同时知道确定速度的精度是否是足够的。
因此，当计算在计算频率方向上的多普勒频率时，通过监测垂直速度的历史，精度条件满足确定单元6确保垂直速度是足够小的。精度条件满足确定单元6因此能够在其中依照等式(4)和(5)的以上提及的方法将导致太低的精度从而指示速度确定设备的硬失败的情况与其中精度要求被满足并且速度确定设备能够继续进行速度的确定的情况之间进行区分。
如能够从等式(4)中获得的，其它两个频率、同样能够被计算。特别地，在角度、、是相等的条件下，如果分别在频率方向11上或在频率方向12上的多普勒频率的测量出错的话，则所述其它两个频率,能够依照以下等式来计算：
和(6)
，(7)。
多普勒计算单元4适应于不仅计算多普勒频率的绝对值，而且计算多普勒频率的正负号，其中，速度确定单元5适应于确定速度的绝对值并且还适应于确定速度的方向。依照等式(3)，特别地依照等式(5)至(7)，相应的计算出来的多普勒频率的正负号能够被确定，并且所计算出来的多普勒频率的所确定的正负号能够被用于确定车辆2的速度的方向。因此，根据两个检测通道的正负号（即根据在两个频率方向上测量的多普勒频率的正负号），另一个检测通道的正负号（即在另一个频率方向上的多普勒频率的正负号）能够视需要被检查和修复。方向检测可靠性因此能够被增加。
速度确定单元5优先地适应于将所确定的速度发送到显示器47以用于向人示出所确定的速度。速度确定单元5和显示器47能够适应于无线地或者经由有线数据连接来通信。
在下文中，用于确定对象的速度的速度确定方法的实施例将参考图6中示出的流程图来示范性地描述。
在步骤201中，多普勒频率、、针对三个不同频率方向10、11、12被测量。在步骤202中，对象2的速度、、优先地依照等式(2)根据三个测量的频率、、而被确定。在步骤203中，确定在不同频率方向10、11、12中的一个上的多普勒频率的测量是否出错。如果在步骤203中确定多普勒频率的测量在频率方向10、11、12中的任一个上未出错，则在步骤204中垂直速度被存储，并且在步骤205中所确定的速度被发送到显示器47以用于示出所确定的速度。该方法然后继续步骤201。
如果在步骤203中已经确定在频率方向10、11、12的任一个上的多普勒频率的测量出错，则在步骤206中确定一个或若干个垂直速度是否已经被存储。如果垂直速度尚未被存储，则在步骤207中错误消息被示出在显示器47中或者显示器47仅不被更新，从而显示先前确定的速度。
如果在步骤206中确定垂直速度已经被存储，则在步骤208中所存储的垂直速度被低通滤波，而经低通滤波的垂直速度在步骤209中被平均以用于确定平均值。低通滤波能够通过在一定数量的最后测量上（例如在最后十个测量上）执行动平均来执行，或者通过其它已知的低通滤波过程来执行。在步骤210中，平均值的绝对值被与接近于零的预定义门限相比较。所述门限能够由如上面提及的校准测量来预定义。如果平均值的绝对值不小于预定义门限，则精度条件（即垂直速度基本上为零）不满足并且该方法继续步骤207。如果平均值的绝对值小于预定义门限，则精度条件满足并且该方法继续步骤211。
在步骤211中，针对出错的所测量的多普勒频率，多普勒频率依照上面提及的等式(5)和(7)中的一个根据其它两个测量的多普勒频率被计算，以及在步骤211中，速度根据所计算出来的多普勒频率以及在所述两个其它的频率方向上测量的多普勒频率而被确定，所述计算出来的多普勒频率已针对计算频率方向（即针对其中出错的多普勒频率已被测量的频率方向）被计算。在步骤212中，所确定的速度的垂直部分被存储，并且在步骤205中所确定的速度被发送到显示器47并且示出在显示器47上。该方法然后继续步骤201。
图7示意性地并示范性地示出了多普勒频率测量单元的进一步的实施例，其能够与上面特别地参考图2所描述的另外的构件一起使用。
图7中示出的多普勒频率测量单元103包括四个激光器13、14、15、17，其中，两个激光器13、17被定向在相同的频率方向10、10’上。因为两个激光器13、17被定向在相同的频率方向10、10’上，所以多普勒频率在相同的频率方向10、10’上被冗余地测量。因此，即使通过两个激光器13、17中的一个进行的多普勒频率的测量被干扰，该多普勒频率也仍然能够通过使用在相同的频率方向10、10’上的两个激光器13、17中的另一个以高质量被测量。这进一步改进了确定对象2的速度的质量。如果通过使用激光器13、17所测量的多普勒频率中的一个的测量被干扰，则通过两个激光器13、17中的、可能未被干扰的另一个激光器所测量的多普勒频率能够被提供给速度确定单元以用于确定对象2的速度。如果通过激光器13、17所测量的多普勒频率都被干扰了，则多普勒频率能够被平均并且经平均的多普勒频率能够连同其它的测量的多普勒频率一起被用于确定对象的速度。
在进一步的实施例中，多普勒频率确定单元包括在不同频率方向上定向的三个以上的激光器。因为，在这个其它的实施例中，多普勒频率确定单元包括在不同频率方向上定向的三个以上的激光器，所以多普勒频率能够针对三个以上的频率方向被确定。如果多普勒频率在所述频率方向中的一个上的测量出错，则在其它三个频率方向上测量的多普勒频率能够被用于确定速度。
为了提高可靠性并且延长速度确定设备的寿命，冗余激光器因此可以被提供。多个冗余激光器可以被单片集成在多激光器小块（multi-laserdice）中或者体现为分立器件。在这两种情况下，那些激光器中的多个可能共享光学系统和光学通路，从而与冗余激光器一起形成测量通道。在另一实施例中，每个单独的激光器能够具有部分或完全单独的光学系统。
冗余激光器可以被视为提供共享相同的或若干个信号处理单元的冗余测量通道，所述信号处理单元可以是上面提及的多普勒频率计算单元和速度确定单元。使用空间分离的光学系统，特别地借助于单独的光学系统，共享相同的一个或若干个信号处理单元的冗余测量通道能够提供以下利益：a)以不同的测量计划使用不同的测量通道的可能性，其中，不同的测量计划可以在光功率、占空比以及脉冲宽度方面是不同的并且仍然遵守眼部安全要求；以及b)通过对测量通道的单独子集进行选择和分组而对虚拟传感器进行定义。
关于测量计划，在困难工作条件下特别是在低信噪比条件下的测量可靠性能够通过同时地提高光功率、加宽脉冲宽度以及降低占空比而被提高。然而，如果光功率、脉冲宽度以及占空比的组合导致激光强度大于与眼部安全相关的门限，则这个组合不能够被速度确定单元使用。为了增加信噪比，同时采用激光器的测量仍然是眼部安全的，不同的测量计划能够像在下文中参考图8示范性地所描述的那样被使用。
图8示意性地并示范性地示出了在频率方向24...29上测量多普勒频率的激光器18...23的布置。在这个实施例中，激光器的子集（例如，激光器18、20、22）依照第一测量计划被控制，而激光器的第二子集（例如，激光器19、21、23）依照与第一测量计划不同的第二测量计划被控制。第一和第二测量计划被调整使得自混合干涉信号能够以可接受的信噪比被生成，同时眼部安全要求得到满足。例如，根据第一测量计划，激光器18、20以及22能够以波长为850nm、脉冲宽度为0.3ms以及重复频率为1kHz发射具有功率为1mW的激光束。第二测量计划能够定义激光器19、21以及23以波长为850nm、脉冲宽度为3ms以及重复频率为10Hz发射具有功率为1.9mW的激光束。两个测量计划在单个集合的激光器上的组合被眼部安全要求禁止，但在空间分离的光学测量通道情况下，它们的组合是允许的。借助于应用第二测量计划，在最坏的信号条件中的测量可靠性能够被大大地提高，因为它将较长的测量时间与较高的光功率相结合。
进一步优选的是，多普勒频率确定单元包括在不同频率方向上定向的三个以上的激光器，其中，速度确定单元适应于使用激光器的第一子集来确定第一线性速度以及使用激光器的第二子集来确定第二线性速度。不同虚拟传感器的几何配置能够被选择使得由不同虚拟传感器所测量的线性速度向量对车体的角度位置变得敏感或不在乎。例如，具有如等式(8)中所定义的方位角的配置，
，(8)
对侧倾角的改变敏感，但对俯仰角的改变不在乎，而具有如由等式(9)所定义的方位角的配置，
(9)
对俯仰角的改变敏感，但对侧倾角的改变不在乎。以这种方式，通过选择虚拟传感器的正确角度配置以及数学上操纵单独测量的线性速度向量，车体的角坐标和速度（即旋转位置和旋转速度）能够被计算。测量角坐标和速度的另一方式是配置能够直接地测量角坐标的较简单的虚拟传感器。例如，具有根据等式(10)的配置的双激光器传感器将能够直接地测量车体的俯仰角：
(10)。
优先地，速度确定单元适应于基于所确定的第一和第二线性速度来确定对象的旋转速度。特别地，速度确定单元适应于将偏航角和/或速度、侧倾角和/或速度以及俯仰角和/或速度中的至少一个确定为旋转角或速度。用于形成第一子集和第二子集的激光器能够被动态地选择。所述激光器的第一子集和所述激光器的第二子集可以被视为两个虚拟传感器。优先地，速度确定单元适应于在所述激光器的第一子集与所述激光器的第二子集之间切换，使得第一线性速度和第二线性速度被连续地并重复地确定，其中，对象的旋转速度基于连续地并重复地确定的第一和第二线性速度被确定。因为所述激光器的第一子集和所述激光器的第二子集是不同的，所以所述激光器的第一子集的至少一个激光束方向(即频率方向)与激光器的第二子集的激光束方向中的任一个不同。对象的旋转运动（像偏航运动、俯仰运动或侧倾运动）因此通常将导致在速度方向中的至少一个上的不同的线性速度。速度确定单元能够适应于基于这个差异来确定所述旋转速度。
这个差异与旋转速度之间的关系能够通过简单的数学考虑或者通过校准测量来确定，其中，所述差异在已知的旋转速度存在时被测量。速度确定单元优先地适应于基于实际测量的差异和在旋转速度与差异之间的所确定的关系来确定旋转速度。在初始化过程中，车辆的旋转位置能够被确定，其中，在驱动车辆期间，实际的旋转位置能够基于最初确定的或先前确定的旋转位置和所确定的旋转速度而被确定。在优选的实施例中，定义车辆的旋转位置的角度最初被设置为零。
车辆被假设为刚性体，使得在位置处被测量的局部速度能够依照以下等式被定义为车辆的质心的速度向量和在质心附近的旋度的和：
,(11)
其中，是具有与旋转速度的量成比例的振幅和垂直于旋转的平面的方向的旋转向量，而是位置与质心之间的连接向量。多普勒频率测量单元能够适应于测量在至少两个不同位置处的多普勒频率，其中，速度确定单元能够适应于确定车辆在这至少两个不同位置处的速度，并且适应于基于确定所述至少两个不同位置的速度和基于等式(12)来确定旋转向量。
通道的单独子集（即在不同频率方向上发射激光束的单独的激光器）能够被选择并分组，以便定义虚拟传感器，特别是实时地定义虚拟传感器。将在下文中更详细地参考图9示范性地描述这个。
图9示意性地并示范性地示出了在不同频率方向36...41上发射激光以用于测量在这些频率方向36...41上的多普勒频率的激光器30...35的布置。例如，以下两个子集能够被形成：具有激光器30、31、32的第一子集和具有激光器33、34、35的第二子集。两个子集可以被认为是被空间上分离的两个单独的虚拟传感器。通过使用相应子集的激光器所测量的多普勒频率能够被用于确定针对由第一和第二子集所定义的两个单独传感器中的每一个的三维速度向量。所述两个三维速度向量能够被用来计算车辆动力学的附加参数，像偏航、侧倾和/或俯仰角。如已经在上面提及的，虚拟传感器可以被动态地重新配置。例如，在第一配置中第一子集能够包括激光器30、31、32以及第二子集能够包括激光器33、34、35，而在第二配置中第一子集能够包括激光器30、33、34以及第二子集能够包括激光器31、32、35。
虚拟传感器能够共享相同的硬件和软件信号处理资源，以便降低传感器复杂性。
尽管参考图1至4在上面所描述的实施例中，多普勒频率测量单元仅包括三个激光器以用于在三个频率方向上测量多普勒频率，但是同样地参考图1至4所描述的实施例能够包括三个以上的激光器以用于在三个以上的频率方向上测量多普勒频率。
尽管在上面描述的实施例中激光器已经被用于光学地测量多普勒频率，但是在其它实施例中其它装置能够被用于以另外的方式来测量多普勒频率。例如，多普勒频率在声学上能够通过使用声传感器来发送出声波并接收声波而被确定。例如，超声换能器能够被用于在声学上测量多普勒频率。
尽管在上面描述的实施例中，多普勒频率已经通过使用自混合干涉技术而被光学地确定，但是多普勒频率还能够通过使用另一光学技术（例如，常规干涉法）而被光学地确定。
尽管在图1中车辆被示出为汽车，但所述车辆还可以是自行车、摩托车、卡车、火车、轮船、舟、飞机等等或另外的可移动的对象。
尽管在上面描述的实施例中所确定的速度被发送到显示器以用于向人示出所确定的速度，但附加地或替换地，速度确定单元能够适应于将所确定的速度发送到另一单元，像防抱死单元、电子稳定性控制单元、自适应巡航控制单元、停车辅助单元等等。
对于所公开的实施例的其它变化能够被本领域的技术人员在实践所要求保护的发明时从对图、公开内容以及所附权利要求的研究来理解和实现。
在权利要求中，词“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
单个单元或装置可以完成在权力要求中记载的若干项的功能。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不指示这些措施的组合不能够被用来获利。
像由一个或若干单元或装置所执行的多普勒频率的计算、速度的计算、精度条件是否满足的确定等等这样的计算和确定能够由任何其它数目的单元或装置来执行。速度确定设备依照速度确定方法的计算和确定和/或控制能够被实施为计算机程序的程序代码装置和/或实施为专用硬件。
计算机程序可以被存储/分布在诸如光存储介质或固态介质之类的适当介质上，可以被连同其它硬件一起或作为其它硬件的一部分来提供，但还可以以其它形式被分布，诸如经由因特网或其它有线或无线电信系统。
权利要求中的任何附图标记不应该被解释为限制范围。
本发明涉及用于确定对象的速度的速度确定设备。多普勒频率测量单元适应于在至少三个不同频率方向上测量多普勒频率，其中，多普勒频率计算单元适应于计算针对与所述至少三个不同频率方向中的一个类似的计算频率方向的多普勒频率，所述计算是根据针对所述至少三个不同频率方向中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率进行的。所述速度然后能够根据所计算出来的多普勒频率和所测量的多普勒频率而被确定。因为在计算频率方向上所测量的多普勒频率对于确定速度来说是不需要的，所以即使在这个计算频率方向上的多普勒频率的测量被干扰，可靠的速度也能够同样在计算频率方向上被确定。

Claims (13)

1.一种用于确定对象的速度的速度确定设备，所述速度确定设备(1)包括：
-多普勒频率测量单元(3)，其用于在至少三个不同频率方向(10,11,12)上测量多普勒频率，
-多普勒频率计算单元(4)，其用于计算针对所述至少三个不同频率方向(10,11,12)中的一个被计算的频率方向的多普勒频率，所述计算是根据针对所述至少三个不同频率方向(10,11,12)中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率进行的，使得即使在所述被计算的频率方向上的所述多普勒频率测量被干扰，可靠的多普勒频率也能够在所述被计算的频率方向上被确定，
-速度确定单元(5)，其用于根据所计算出来的多普勒频率以及针对所述至少两个另外的频率方向的所述多普勒频率来确定所述对象(2)的速度，所述计算出来的多普勒频率已针对所述被计算的频率方向被计算，
其中，所述多普勒频率计算单元(4)适应于确定多普勒频率的测量在其上出错的出错频率方向，并且适应于计算针对所述至少三个不同频率方向(10,11,12)中的一个被计算的频率方向的多普勒频率，所述计算是根据针对所述至少三个不同频率方向(10,11,12)中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率进行的，所述被计算的频率方向是所述出错频率方向。
2.如权利要求1中所限定的速度确定设备，其中，所述速度确定单元(5)适应于在用于确定三维速度的三个速度方向上确定速度，其中，所述三个速度方向与所述至少三个频率方向(10,11,12)不同，使得在所述速度方向中的一个上的速度可由针对所述至少三个频率方向(10,11,12)所测量的多普勒频率的组合来确定。
3.如权利要求1中所限定的速度确定设备，其中，所述多普勒频率计算单元(4)适应于根据针对所述至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率的线性组合来计算针对所述被计算的频率方向的多普勒频率。
4.如权利要求1中所限定的速度确定设备，其中，所述速度确定设备(1)进一步包括精度条件满足确定单元(6)，其用于确定指示由所述多普勒频率计算单元(4)所执行的所述计算的精度的精度条件是否满足，其中，所述多普勒频率计算单元(4)适应于在所述精度满足确定单元(6)已经确定所述精度条件满足的条件下计算针对所述被计算的频率方向的多普勒频率。
5.如权利要求4中所限定的速度确定设备，其中，所述速度确定单元(5)适应于确定在用于确定三维速度的三个速度方向上的速度，其中，所述速度确定设备(1)包括用于存储速度的存储单元(7)，所述速度已经在速度方向上随时间的推移而被确定，其中，所述精度条件满足确定单元(6)适应于通过计算所存储的速度的平均值并将所述平均值与预定义门限相比较来确定指示由所述多普勒频率计算单元所执行的所述计算的精度的精度条件是否满足。
6.如权利要求5中所限定的速度确定设备，其中，所述精度条件满足确定单元(6)适应于通过计算所存储的速度的平均值并且通过将所述平均值与预定义门限相比较来确定指示由所述多普勒频率计算单元(4)所执行的所述计算的精度的精度条件是否满足。
7.如权利要求5中所限定的速度确定设备，其中，所述存储单元(7)适应于存储对应于垂直速度方向的速度。
8.如权利要求1中所限定的速度确定设备，其中，所述多普勒频率测量单元(3)包括在所述至少三个不同频率方向(10,11,12)上定向的至少三个激光器(13,14,15)以用于在所述至少三个不同频率方向(10,11,12)上测量所述多普勒频率。
9.如权利要求8中所限定的速度确定设备，其中，所述多普勒频率测量单元(3)适应于使用自混合干涉技术来在所述至少三个不同频率方向(10、11、12)上测量所述多普勒频率。
10.如权利要求8中所限定的速度确定设备，其中，所述多普勒频率确定单元包括在不同频率方向(24…29;36…41)上定向的三个以上的激光器(18…23;30…35)，其中，所述速度确定单元适应于使用所述激光器的第一子集来确定第一线性速度以及使用所述激光器的第二子集来确定第二线性速度。
11.如权利要求10中所限定的速度确定设备，其中，所述速度确定单元适应于基于所确定的第一和第二线性速度来确定所述对象的旋转参数。
12.如权利要求1中所限定的速度确定设备，其中，所述速度确定设备被包括在所述对象中。
13.一种用于确定对象的速度的速度确定方法，所述速度确定方法包括：
-测量针对至少三个不同频率方向的多普勒频率，
-计算针对所述至少三个不同频率方向的一个被计算的频率方向的多普勒频率，所述计算是根据针对所述至少三个不同频率方向中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率进行的，使得即使在所述被计算的频率方向上的所述多普勒频率测量被干扰，可靠的多普勒频率也能够在所述被计算的频率方向上被确定，
-根据所计算出来的多普勒频率以及针对所述至少两个另外的频率方向的多普勒频率来计算所述对象的速度，所述计算出来的多普勒频率已经针对所述被计算的频率方向被计算，
其中，所述计算步骤包括：确定多普勒频率的测量在其上出错的出错频率方向，并且计算针对所述至少三个不同频率方向(10,11,12)中的一个被计算的频率方向的多普勒频率，所述计算是根据针对所述至少三个不同频率方向(10,11,12)中的至少两个另外的频率方向所测量的多普勒频率进行的，所述被计算的频率方向是所述出错频率方向。
CN201180052837.5A 2010-11-03 2011-11-01 速度确定设备 Active CN103180756B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10189859.1 2010-11-03
EP10189859 2010-11-03
PCT/IB2011/054849 WO2012059863A1 (en) 2010-11-03 2011-11-01 Velocity determination apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103180756A CN103180756A (zh) 2013-06-26
CN103180756B true CN103180756B (zh) 2016-01-20

Family

ID=45370527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180052837.5A Active CN103180756B (zh) 2010-11-03 2011-11-01 速度确定设备

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9506944B2 (zh)
EP (1) EP2635920B1 (zh)
JP (1) JP6006726B2 (zh)
CN (1) CN103180756B (zh)
BR (1) BR112013010667A2 (zh)
RU (1) RU2595794C2 (zh)
TW (1) TWI595251B (zh)
WO (1) WO2012059863A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015161892A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 Statoil Petroleum As Optical underwater navigation
JP6352540B2 (ja) * 2015-06-17 2018-07-04 旭化成エレクトロニクス株式会社 検出装置、回転角度検出装置、検出方法、およびプログラム
WO2017016888A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Koninklijke Philips N.V. Laser sensor for particle density detection
RU2719573C1 (ru) * 2016-12-09 2020-04-21 Конинклейке Филипс Н.В. Модуль оптического датчика частиц
EP3422147A1 (en) * 2017-06-28 2019-01-02 Koninklijke Philips N.V. Display apparatus for computer-mediated reality
CN108303705A (zh) * 2017-12-27 2018-07-20 西安理工大学 Nd:YAG固体激光器自混合速度传感器及其测速方法
US10830881B2 (en) * 2018-03-20 2020-11-10 Panosense Inc. Active signal detection using adaptive identification of a noise floor
US10830880B2 (en) 2018-03-20 2020-11-10 Panosense Inc. Selecting LIDAR pulse detector depending on pulse type
US10824275B2 (en) * 2018-09-25 2020-11-03 Apple Inc. Waveguide-based interferometric multi-point/distributed force and touch sensors
RU2758561C1 (ru) * 2021-02-19 2021-10-29 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Устройство измерения скорости подвижного наземного объекта
CN113050114B (zh) * 2021-03-16 2023-12-29 深圳市杰普特光电股份有限公司 激光测速方法和测速装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101842719A (zh) * 2007-09-18 2010-09-22 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 用于检测车辆运动的指向道路表面的激光传感器

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52116272A (en) * 1976-01-29 1977-09-29 Furuno Electric Co System for measuring speed of moving object
JPH05288760A (ja) 1992-04-08 1993-11-02 Nkk Corp ドップラ速度計測装置
JP3237034B2 (ja) * 1993-05-25 2001-12-10 アイシン精機株式会社 車載用超音波計測装置
RU2108585C1 (ru) * 1995-09-06 1998-04-10 Институт теплофизики СО РАН Способ лазерного измерения вектора скорости
US6233045B1 (en) 1998-05-18 2001-05-15 Light Works Llc Self-mixing sensor apparatus and method
JPH11352225A (ja) * 1998-06-11 1999-12-24 Furuno Electric Co Ltd 速度測定装置
US6483577B2 (en) 1998-11-02 2002-11-19 Hunter Engineering Company Vehicle alignment sensor system
US6542227B2 (en) * 2001-09-04 2003-04-01 Rosemount Aerospace, Inc. System and method of measuring flow velocity in three axes
US7202942B2 (en) 2003-05-28 2007-04-10 Doppler, Ltd. System and method for measuring velocity using frequency modulation of laser output
JP2006513399A (ja) * 2002-05-29 2006-04-20 ケント・エル・デインズ レーザ出力の周波数変調を用いて速度を測定するためのシステム及び方法
RU2231757C1 (ru) * 2003-04-03 2004-06-27 Мамошин Владимир Романович Способ определения вектора земной скорости и угла сноса летательного аппарата
JP4337638B2 (ja) * 2003-06-30 2009-09-30 株式会社日立製作所 対地速度計測装置
CN101321686A (zh) 2005-10-07 2008-12-10 佛罗里达大学研究基金会有限公司 用于多路信号传递和光编码的多组分纳米颗粒
US7283214B2 (en) 2005-10-14 2007-10-16 Microsoft Corporation Self-mixing laser range sensor
US20080297808A1 (en) 2005-12-06 2008-12-04 Nabeel Agha Riza Optical Sensor For Extreme Environments
JP5288760B2 (ja) 2007-10-03 2013-09-11 アロン化成株式会社 熱可塑性樹脂配合物、および複合材料、および複合材料の製造方法
BRPI0911715A2 (pt) 2008-07-31 2019-09-24 Alma Mater Studiorum - Universita' Di Bologna partículas ativas para aplicações bio-analíticas e métodos para sua preparação.
IT1391530B1 (it) 2008-07-31 2012-01-11 Cyanagen S R L Particelle attive per applicazioni bio-analitiche e metodi per la loro preparazione
US9229024B2 (en) * 2009-01-20 2016-01-05 Koninklijke Philips N.V. Method for adjusting a self mixing laser sensor system for measuring the velocity of a vehicle
US8725310B2 (en) * 2009-04-29 2014-05-13 Koninklijke Philips N.V. Laser diode based self-mixing sensor for a vehicle electronic stability program
EP2425261B1 (en) * 2009-04-29 2015-03-25 Koninklijke Philips N.V. A laser diode based multiple-beam laser spot imaging system for characterization of vehicle dynamics

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101842719A (zh) * 2007-09-18 2010-09-22 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 用于检测车辆运动的指向道路表面的激光传感器

Also Published As

Publication number Publication date
JP6006726B2 (ja) 2016-10-12
RU2013125462A (ru) 2014-12-10
TW201224492A (en) 2012-06-16
BR112013010667A2 (pt) 2020-07-07
EP2635920B1 (en) 2019-06-05
US20130226508A1 (en) 2013-08-29
TWI595251B (zh) 2017-08-11
WO2012059863A1 (en) 2012-05-10
CN103180756A (zh) 2013-06-26
EP2635920A1 (en) 2013-09-11
US9506944B2 (en) 2016-11-29
RU2595794C2 (ru) 2016-08-27
JP2013545098A (ja) 2013-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103180756B (zh) 速度确定设备
JP6781265B2 (ja) 非構造化データを使用したレーダ取り付け判定
KR100561863B1 (ko) 가상 센서를 이용한 로봇의 네비게이션 방법 및 장치
JP5614489B2 (ja) 状態推定装置
JP2011511262A (ja) 車両の動作を検知するためのセンサ装置および方法
CN101793528A (zh) 使用传感器融合来估计车道路径的系统和方法
JP7487388B2 (ja) 測定装置、測定方法、及び、プログラム
DE60025816D1 (de) Messung von radwinkeln mit übergangspunkten auf reflektierten laser geraden
JP2008139035A (ja) ３次元環境計測装置及びそれを備えた移動ロボット
JP2012194860A (ja) 走行車
JP2010134742A (ja) 障害物回避機能を有する移動制御装置
JP5152898B2 (ja) 障害認識装置及びこれを有する自律走行移動体並びにその制御方法
JP6615811B2 (ja) 移動体位置推定システム、装置及び方法
JP2007248257A (ja) 車両用路上障害物検出装置、路上障害物検出方法および路上障害物検出装置付き車両
CN107228663A (zh) 一种自动导引运输车的定位系统和方法
JP2006038755A (ja) 車両周囲物体検出装置
KR102547420B1 (ko) 선배열 센서를 이용한 3차원 표적기동분석 방법, 장치 및 프로그램, 및 상기 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
JP5895682B2 (ja) 障害物検出装置及びそれを備えた移動体
JP7393217B2 (ja) ロボットシステムおよびその位置推定方法
KR101786511B1 (ko) 유도 비행체 및 상기 유도 비행체의 표적 유도 방법
JP2012225934A (ja) 水中航走体および障害物探知装置
JP2023080974A (ja) 走行装置
JP2007333615A (ja) レーダ計測システム
KR20220095819A (ko) 라이다 센서를 이용한 객체 추적 방법 및 장치, 및 이 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 기록 매체
CN116714574A (zh) 一种基于避障判断的泊车辅助系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Eindhoven, Netherlands

Patentee after: KONINKLIJKE PHILIPS N.V.

Address before: Eindhoven, Netherlands

Patentee before: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200701

Address after: Ulm

Patentee after: Tongkuai optoelectronic device Co.,Ltd.

Address before: Eindhoven, Netherlands

Patentee before: KONINKLIJKE PHILIPS N.V.