CN106716448A - 3d码的基于雷达的解释 - Google Patents

Abstract

系统和方法可提供：经由天线结构发射出站雷达信号并且经由所述天线结构接收反射的雷达信号。另外，可基于出站雷达信号和反射的雷达信号来解释三维（3D）码。在一个示例中，解释3D码包括确定针对3D码中的多个单元中的每一个的深度数据。

Description

3D码的基于雷达的解释

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年6月27日提交的美国非临时专利申请号14/318,561的优先权的权益。

技术领域

实施例一般涉及码解释。更具体地，实施例涉及三维（3D）码的基于雷达（radar）的解释。

背景技术

快速响应码（例如，被配置为QR码，日本Denso公司的注册商标）可用于传送信息，诸如例如地址、电话号码、统一资源定位符（URL）、产品数据等等。典型的QR码可包含在白色背景上以方形网格布置的黑点的二维（2D）阵列，其中诸如相机之类的设备可捕获QR码的图像并且使用纠错技术来评估/读取图像。在每个2D位置处黑点的存在或不存在可仅将单个数据位（例如，存在=一，不存在=零）编码到该位置中，这可限制可以被编码成QR码的信息的量。此外，相机的成像和错误处理能力以及环境条件（例如，不良照明、空气中碎片、手颤抖/振动、相对于QR码处于某一角度的扫描等）在许多实际情况下（例如，典型的移动电话使用）可将实质的约束置于常规的快速响应码的使用上。

附图说明

通过阅读以下说明书和所附权利要求并且通过参考以下附图，实施例的各种优点将变得对本领域技术人员显而易见，在附图中：

图1是根据实施例的三维（3D）码的示例的图示；

图2是根据实施例的3D码的单元（cell）布局的示例的图示；

图3A-3C是根据实施例的3D码的示例的侧视图；

图4是根据实施例的码解释架构的示例的框图；

图5是根据实施例的读取码的方法的示例的流程图；

图6是根据实施例的基于雷达信号来解释3D码的方法的示例的流程图；以及

图7是根据实施例的计算设备的示例的框图。

具体实施方式

现在转到图1和2，示出用于三维（3D）码10的单元布局12，其中包含3D码10的表面16的深度跨多个单元14变化。可用于存储、编码和/或传送各种各样信息（例如，地址、电话号码、URL、序列号、车辆识别号/VIN等）的3D码10可通过例如在表面16上压印、蚀刻、雕刻和/或3D打印来生成，使得每个单元14可编码多于一位的信息。如将更详细地讨论的，雷达信号可用于读取3D码10。因此，表面16可以是不可被雷达信号穿透的，使得针对冲击3D码10和由3D码10反射的雷达信号的行进时间使得表面16的深度能够在每个单元14处确定。在一个示例中，3D码包括具有三个维度的QR码。

此外，表面16可以用可被雷达信号穿透的不同材料（未示出）（诸如例如油漆、环氧树脂、塑料、膜等）覆盖/涂覆。覆盖多个单元14的材料可以是不透明的，使得其在视觉上遮蔽（mask）跨多个单元14的表面16的深度，并且使3D码10有效地对于人眼不可见。材料还可以是相对耐用的，以保护3D码10免受损坏和/或移除。当诸如产品序列号和/或VIN之类的信息被编码成3D码10时，这样的方法作为安全措施可能特别有用。

图3A例示3D码的表面16可被配置成包括跨多个单元14的一个或多个突起18，其中突起18可在高度上从一个单元位置到下一个变化。因此，来自计算设备（未示出）的出站雷达信号20可撞击突起18，导致反射的雷达信号22，所述反射的雷达信号22可由计算设备检测并且与出站雷达信号20相比较以确定表面16上的每个突起18的深度。深度信息还可用于确定、识别和/或验证在大体上平行于表面16的二维（2D）平面中的每个单元14的位置。在这方面，雷达信号20、22还可支持次优读取条件（例如，不良照明、空气中碎片、手颤抖/振动、相对于3D码处于某一角度的扫描等）。

在图示的示例中，突起18具有四个可能的高度，这导致两位信息在每个单元14处被编码到表面16中。其它高度变化还可用于从突起18获得不同的编码能力（例如，四位、十六位等）。另外，突起18的高度甚至可以是可变的（例如，被机械地或电气地控制的）。图示的突起18可能通过例如3D打印、压印或其它合适的技术而在表面16上形成。考虑到雷达信号的相对小的波长和雷达技术的高分辨率能力，突起18可被密集地分组，这进而可使得能够实现3D码的大体上最小化。

如已经指出的，突起18可以可选地由材料24（例如，油漆、环氧树脂、塑料、膜）覆盖，所述材料24是可被雷达信号20、22穿透的，而同时出于安全性考虑是不透明的和/或耐用的。材料24可取决于情况而通过各种技术（例如，喷涂、浇铸等）被施加到表面16。在另一个示例中，材料24可被省略，并且可以以允许突起18随时间磨损的方式来构造突起18。这样的方法可能用于实现本质上暂时（例如，有限时间使用）的3D码，其中雷达信号20、22可使得突起18的劣化能够被检测。

图3B例示3D码的表面16可以可替代地被配置成包括跨多个单元14的一个或多个凹陷26，其中凹陷26可在高度上从一个单元位置到下一个变化。因此，来自计算设备（未示出）的图示的出站雷达信号20撞击凹陷26，导致反射的雷达信号22，所述反射的雷达信号22可由计算设备检测并且与出站雷达信号20相比较以确定表面16上的每个凹陷26的深度。深度信息还可用于确定、识别和/或验证大体上平行于表面16的2D平面中的每个单元14的位置。

凹陷26可具有例如四个或更多个可能的高度，以便表面16在每个单元14处编码大于一位的信息。另外，凹陷26的高度甚至可能是可变的（例如，被机械地或电气地控制的）。考虑到雷达信号的相对小的波长和雷达技术的高分辨率能力，凹陷26可被密集地分组，以便使3D码最小化。可能可选地由材料24覆盖的图示的凹陷26通过例如蚀刻、雕刻等来在表面16上形成。使用凹陷26的图示的方法可减少覆盖表面16所需的材料24的量，并且因此减少成本、重量等。图3C示出另一个示例，其中3D码的表面16被配置成包括突起18和凹陷26两者。

现在转到图4，示出码解释架构28。图示的架构28包括天线结构30，诸如例如定向天线（例如，以在特定方向上延伸的波瓣或波束的图案辐射能量）和耦合到天线结构30的雷达收发器32。雷达收发器32可经由天线结构30朝着3D码10发射出站雷达信号20，并且经由天线结构30接收反射的雷达信号22。在一个示例中，雷达收发器32包括微脉冲雷达（MIR）收发器，所述微脉冲雷达（MIR）收发器生成超宽带能量（例如，>500MHz）并且以相对低的功率操作。

架构28还可包括耦合到雷达收发器32的3D码读取器34（34a-34d）。3D码读取器34一般可基于出站雷达信号20和反射的雷达信号22来解释3D码10，并且基于解释而输出解释结果36。更具体地，深度分析器34a可确定针对3D码10中的多个单元中的每一个的深度数据，其中所述深度数据可针对3D码10中的多个单元中的每一个编码大于一位的信息。在一个示例中，2D分析器基于深度数据而识别3D码10中的多个单元。另外，翻译器34c可耦合到2D分析器34b，以基于多个单元和深度数据而生成2D图像，其中图像分析器34d可解释2D图像。

现在转到图5，示出读取码的方法38。方法38可在一个或多个模块中被实现为逻辑指令集，该逻辑指令集被存储在诸如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、固件、闪速存储器等之类的机器或计算机可读存储介质中，在诸如例如可编程逻辑阵列（PLA）、现场可编程门阵列（FPGA）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）之类的可配置逻辑中，在使用诸如例如专用集成电路（ASIC）、互补金属氧化物半导体（CMOS）或晶体管-晶体管逻辑（TTL）技术之类的电路技术的固定功能逻辑硬件中，或其任何组合。例如，执行方法38中所示的操作的计算机程序代码可用一种或多种编程语言的任何组合来编写，所述一种或多种编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等等之类的面向对象的编程语言和诸如“C”编程语言或类似编程语言之类的常规过程编程语言。

图示的处理块40提供经由天线结构发射出站雷达信号，其中在块42处可经由天线结构接收反射的雷达信号。如已经指出的，MIR收发器可经由定向天线发射出站雷达信号，并且反射的雷达信号可经由定向天线来接收。图示的块44基于出站雷达信号和反射的雷达信号来解释3D码，诸如例如3D QR码。在块46处可输出解释的结果。

图6示出基于雷达信号来解释3D码的方法48。方法48因此可容易地替代已经讨论的块44（图5）。图示的块50基于出站雷达信号和反射的雷达信号而确定针对3D码的深度信息。如已经指出的，深度数据可针对3D码中的多个单元中的每一个编码大于一位的信息。在块52处可基于深度数据识别3D码中的多个单元，其中图示的块54提供基于多个单元和深度数据而生成2D图像。另外，在块56处可解释2D图像。

图7示出计算设备58。计算设备58可以是具有计算功能（例如，个人数字助理/PDA、笔记本电脑、平板计算机）、通信功能（例如，无线智能电话）、成像功能、媒体播放功能（例如，智能电视/TV）、可穿戴功能（例如，手表、眼镜、头饰、鞋类、珠宝）或其任何组合（例如，移动因特网设备/MID）的平台的部分。在图示的示例中，设备58包括：用以向设备58供应功率的电池60以及具有集成存储器控制器（IMC）64的处理器62，所述集成存储器控制器（IMC）64可与系统存储器66通信。系统存储器66可包括例如动态随机存取存储器（DRAM），所述动态随机存取存储器被配置为一个或多个存储器模块，诸如例如双列直插存储器模块（DIMM）、小外形DIMM（SODIMM）等。

图示的设备58还包括有时被称为芯片组的南桥的输入输出（IO）模块68，其起主机设备的作用并且可与例如显示器70（例如，触摸屏、液晶显示器/LCD、发光二极管/LED显示器）、雷达收发器76/天线结构78、以及大容量储存器72（例如，硬盘驱动器/HDD、光盘、闪速存储器等）进行通信。图示的处理器62可执行被配置成与3D码读取器34（图4）类似地起作用的逻辑74（例如，逻辑指令、可配置逻辑、固定功能逻辑硬件等，或者其任何组合）。从而，雷达收发器76可经由天线结构78发射出站雷达信号，并且经由天线结构78接收反射的雷达信号，其中逻辑74可基于出站雷达信号和反射的雷达信号来解释3D码。在一个示例中，3D码中的一个或多个是具有三个维度的QR码，并且逻辑74确定针对QR码中的多个单元中的每一个的深度数据。

逻辑74的一个或多个方面可以可替代地在处理器62外部实现。另外，处理器62和IO模块68可一起在相同半导体管芯上被实现为片上系统（SoC）。

附加注释和示例：

示例1可包括读取三维（3D）码的装置，其包括天线结构和耦合到天线结构的雷达收发器，所述雷达收发器经由天线结构发射出站雷达信号并接收反射的雷达信号。所述装置还可包括耦合到雷达收发器的3D码读取器，所述3D码读取器基于出站雷达信号和反射的雷达信号来解释3D码。

示例2可包括示例1的装置，其中所述3D码读取器包括深度分析器，以确定针对3D码中的多个单元中的每一个的深度数据。

示例3可包括示例2的装置，其中所述深度数据要针对3D码中的多个单元中的每一个编码大于一位的信息。

示例4可包括示例2的装置，其中所述3D码读取器进一步包括：二维（2D）分析器以基于深度数据而识别3D码中的多个单元；耦合到2D分析器的翻译器，所述翻译器基于所述多个单元和深度数据而生成2D图像；以及图像分析器以解释2D图像。

示例5可包括示例1至4中任一个的装置，其中所述天线结构包括定向天线。

示例6可包括示例1至4中任一个的装置，其中所述雷达收发器包括微脉冲雷达（MIR）收发器。

示例7可包括示例1至4中任一个的装置，其中所述3D码是QR码。

示例8可包括一种三维（3D）码，其包括不可被雷达信号穿透的表面，所述表面包括多个单元，其中表面的深度跨所述多个单元变化。所述3D码还可包括覆盖所述多个单元的材料，其中所述材料可被雷达信号穿透并且在视觉上遮蔽跨所述多个单元的表面的深度。

示例9可包括示例8的3D码，其中表面的深度针对所述多个单元中的每一个编码大于一位的信息。

示例10可包括示例8的3D码，其中所述表面包括一个或多个突起或凹陷。

示例11可包括示例8至10中任一个的3D码，进一步包括QR码。

示例12可包括读取三维（3D）码的方法，包括：经由天线结构发射出站雷达信号，经由所述天线结构接收反射的雷达信号，并且基于出站雷达信号和反射的雷达信号来解释3D码。

示例13可包括示例12的方法，其中解释3D码包括：确定针对3D码中的多个单元中的每一个的深度数据。

示例14可包括示例13的方法，其中所述深度数据针对3D码中的多个单元中的每一个编码大于一位的信息。

示例15可包括示例13的方法，其中解释3D码进一步包括：基于深度数据而识别3D码中的多个单元，基于所述多个单元和深度数据而生成二维（2D）图像，并且解释2D图像。

示例16可包括示例12至15中任一个的方法，其中所述出站雷达信号经由定向天线来发射，并且所述反射的雷达信号经由所述定向天线来接收。

示例17可包括示例12至15中任一个的方法，其中微脉冲雷达（MIR）收发器用于发射出站雷达信号并接收反射的雷达信号。

示例18可包括示例12至15中任一个的方法，其中所述3D码是QR码。

示例19可包括至少一个计算机可读存储介质，其包括指令的集合，所述指令在由计算设备执行时使得计算设备：经由天线结构发射出站雷达信号，经由所述天线结构接收反射的雷达信号，并且基于出站雷达信号和反射的雷达信号来解释3D码。

示例20可包括示例19的至少一个计算机可读存储介质，其中所述指令在被执行时使得计算设备：确定针对3D码中的多个单元中的每一个的深度数据。

示例21可包括示例20的至少一个计算机可读存储介质，其中所述深度数据将针对3D码中的多个单元中的每一个编码大于一位的信息。

示例22可包括示例20的至少一个计算机可读存储介质，其中所述指令在被执行时使得计算设备：基于深度数据而识别3D码中的多个单元，基于所述多个单元和深度数据而生成二维（2D）图像，并且解释2D图像。

示例23可包括示例19至22中任一个的至少一个计算机可读存储介质，其中所述出站雷达信号将经由定向天线来发射，并且所述反射的雷达信号将经由所述定向天线来接收。

示例24可包括示例19至22中任一个的至少一个计算机可读存储介质，其中微脉冲雷达（MIR）收发器将用于发射出站雷达信号并接收反射的雷达信号。

示例25可包括示例19至22中任一个的至少一个计算机可读存储介质，其中所述3D码将是QR码。

示例26可包括读取码的装置，其包括用于执行示例12至18中任何的方法的部件。

从而，本文所述的技术可提供从静态物理对象到计算设备的数据的传输，而没有光学相机这样做的需要或约束。此外，技术可使得包含唯一序列号的物理代码能够被直接蚀刻到敏感硅部件上，使得移除序列号而不在过程中破坏底层电子器件是困难的。这样的方法可特别适合于被盗系统、组件、半导体芯片、车辆或其它制品的盗窃追踪。

实施例可应用于供所有类型的半导体集成电路（“IC”）芯片使用。这些IC芯片的示例包括但不限于处理器、控制器、芯片组组件、可编程逻辑阵列（PLA）、存储器芯片、网络芯片、片上系统（SoC）、SSD/NAND控制器ASIC等等。另外，在附图的一些中，信号导体线用线表示。一些可能不同，以指示更多组成信号路径；具有数字标签，以指示组成信号路径的数量；和/或在一个或多个末端具有箭头，以指示主信息流方向。然而，这不应当以限制性方式来解释。相反，这样添加的细节可结合一个或多个示例性实施例使用，以促进更容易地理解电路。无论是否具有附加信息，任何表示的信号线实际上可包括可在多个方向上传播的一个或多个信号，并且可用任何合适类型的信号方案来实现，例如用差分对实现的数字或模拟线、光纤线和/或单端线。

可能已经给出了示例性尺寸/模型/值/范围，虽然实施例不限于此。随着制造技术（例如，光刻）随时间成熟，预期可能制造更小尺寸的器件。另外，到IC芯片和其它组件的公知的功率/接地连接可以或可以不在附图内示出，以为了简化说明和讨论，并且以便不使实施例的某些方面模糊。此外，布置可以以框图形式示出，以便避免使实施例模糊，并且还考虑到以下事实：关于这样的框图布置的实现方式的细节高度依赖于将在其内实现该实施例的平台，即，这样的细节应当很好地在本领域技术人员的范围内。在阐述具体细节（例如，电路）以便描述示例性实施例的情况下，对于本领域技术人员应当显而易见的是：可以在没有或具有这些具体细节的变化的情况下实践实施例。该描述从而被认为是说明性的而不是限制性的。

术语“耦合”在本文中可用于指代讨论的组件之间的任何类型的关系，直接或间接的，并且可应用于电气、机械、流体、光学、电磁、机电或其它连接。另外，术语“第一”、“第二”等在本文中可仅仅用于促进讨论，并且不承载特定的时间或年代顺序的意义，除非另有指示。

本领域技术人员将从前面的描述理解：实施例的广泛技术可以以各种形式来实现。因此，虽然已经结合其特定示例描述了实施例，但是实施例的真实范围不应当被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求书时，其它修改将变得对本领域技术人员显而易见。

Claims (25)

1.一种读取码的装置，其包括：

天线结构；

耦合到所述天线结构的雷达收发器，所述雷达收发器经由所述天线结构发射出站雷达信号并接收反射的雷达信号；以及

耦合到雷达收发器的三维（3D）码读取器，所述3D码读取器基于出站雷达信号和反射的雷达信号来解释3D码。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述3D码读取器包括深度分析器，以确定针对3D码中的多个单元中的每一个的深度数据。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述深度数据要针对3D码中的多个单元中的每一个编码大于一位的信息。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述3D码读取器进一步包括：

二维（2D）分析器，以基于深度数据而识别3D码中的多个单元；

耦合到2D分析器的翻译器，所述翻译器基于所述多个单元和深度数据而生成2D图像；以及

图像分析器，以解释2D图像。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述天线结构包括定向天线。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述雷达收发器包括微脉冲雷达（MIR）收发器。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述3D码是QR码。

8.一种三维（3D）码，其包括：

不可被雷达信号穿透的表面，所述表面包括多个单元，其中所述表面的深度跨所述多个单元变化；

覆盖所述多个单元的材料，其中所述材料可被雷达信号穿透并且在视觉上遮蔽跨所述多个单元的表面的深度。

9.根据权利要求8所述的3D码，其中所述表面的深度针对所述多个单元中的每一个编码大于一位的信息。

10.根据权利要求8所述的3D码，其中所述表面包括一个或多个突起或凹陷。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的3D码，进一步包括QR码。

12.一种读取码的方法，其包括：

经由天线结构发射出站雷达信号；

经由所述天线结构接收反射的雷达信号；以及

基于出站雷达信号和反射的雷达信号来解释三维（3D）码。

13.根据权利要求12所述的方法，其中解释3D码包括：确定针对3D码中的多个单元中的每一个的深度数据。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述深度数据针对3D码中的多个单元中的每一个编码大于一位的信息。

15.根据权利要求13所述的方法，其中解释3D码进一步包括：

基于深度数据而识别3D码中的多个单元；

基于所述多个单元和深度数据而生成二维（2D）图像；以及

解释2D图像。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中所述出站雷达信号经由定向天线来发射，并且反射的雷达信号经由所述定向天线来接收。

17.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中微脉冲雷达（MIR）收发器用于发射出站雷达信号并接收反射的雷达信号。

18.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中所述3D码是QR码。

19.至少一个计算机可读存储介质，其包括指令的集合，所述指令在由计算设备执行时使得计算设备：

经由天线结构发射出站雷达信号；

经由所述天线结构接收反射的雷达信号；以及

基于出站雷达信号和反射的雷达信号来解释三维（3D）码。

20.根据权利要求19所述的至少一个计算机可读存储介质，其中所述指令在被执行时使得计算设备确定针对3D码中的多个单元中的每一个的深度数据。

21.根据权利要求20所述的至少一个计算机可读存储介质，其中所述深度数据将针对3D码中的多个单元中的每一个编码大于一位的信息。

22.根据权利要求20所述的至少一个计算机可读存储介质，其中所述指令在被执行时使得计算设备：

基于深度数据而识别3D码中的多个单元；

基于所述多个单元和深度数据而生成二维（2D）图像；以及

解释2D图像。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的至少一个计算机可读存储介质，其中所述出站雷达信号将经由定向天线来发射，并且所述反射的雷达信号将经由所述定向天线来接收。

24.根据权利要求19至22中任一项所述的至少一个计算机可读存储介质，其中微脉冲雷达（MIR）收发器将用于发射出站雷达信号并接收反射的雷达信号。

25.根据权利要求19至22中任一项所述的至少一个计算机可读存储介质，其中所述3D码将是QR码。