CN109421706A - 经由探地雷达将基础设施信息传送到车辆 - Google Patents

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Abstract

公开了用于经由探地雷达将基础设施信息传送到车辆的方法和设备。一种车辆包括定位为向车辆下方广播无线电波的天线、探地雷达系统以及主动安全模块。探地雷达系统根据由天线检测到的雷达横截面确定反射器的类型和反射器之间的空间关系，以及根据形状和空间关系生成信号。主动安全模块根据信号确定环境数据，以及根据环境数据自主地控制车辆。

Description

经由探地雷达将基础设施信息传送到车辆
技术领域
本发明总体上涉及自主车辆，并且更具体地，涉及经由探地雷达将基础设施信息传送到车辆。
背景技术
自主车辆和半自主车辆在没有直接驾驶员输入的情况下处理车辆的动力功能。自主车辆基本上控制所有动力功能，而半自主车辆处理一些动力功能(有时称为“驾驶员辅助”)(例如，车道保持辅助、自动驾驶、远程停车辅助等)。传统上，这些车辆包括提供关于车辆行驶的环境的信息的传感器(例如，标准雷达(RADAR)、激光雷达(LiDAR)、摄像机、超声波传感器等)、通信模块(例如，蜂窝调制解调器、车辆到车辆模块等)以及位置数据(例如，经由全球定位系统(GPS)接收器等)。摄像机例如具有由于低光条件、恶化的道路标记以及可能遮挡道路标记的环境条件(例如，雪等)而可能影响车道跟踪的限制。作为另一示例，在城市峡谷(canyon)中，GPS信号对于提供车辆的足够精确的位置来确定车辆在多车道道路上哪个车道可能是不可靠的。
发明内容
所附权利要求限定本申请。本发明总结了实施例的多个方面并且不应被用于限定权利要求。根据本发明描述的技术预期其他实施方式，正如本领域技术人员在查看下面的附图以及具体实施方式时是显而易见的那样，并且这些实施方式意在落入本申请的范围之内。
公开了用于经由探地雷达将基础设施信息传送到车辆的示例性实施例。一种车辆包括定位为向车辆下方广播无线电波的天线、探地雷达系统以及主动安全模块。探地雷达系统根据由天线检测到的雷达横截面确定反射器的形状和反射器之间的空间关系，以及根据形状和空间关系生成信号。主动安全模块根据信号确定环境数据，以及根据环境数据自主地控制车辆。
示例性方法包括利用固定到车辆的探地雷达天线来向车辆下方广播无线电波。方法还包括根据由天线检测到的雷达横截面确定反射器的类型和反射器之间的空间关系。另外，方法包括根据形状和空间关系生成信号以及根据信号确定环境数据。方法还包括根据环境数据自主地控制车辆。
附图说明
为了更好的理解本发明，可参考下面附图中示出的实施例。附图中的部件不一定成比例并且有关元件可以被省略，或者在一些情况下可夸大比例，以便强调并且清楚地说明本发明中描述的新颖性特征。此外，如本领域已知的，可多方面地设置系统部件。而且，在附图中，贯穿若干视图，同样的附图标记指定对应的部件。
图1示出了根据本发明的教导操作的车辆；
图2示出了嵌入道路的地表下的不同形状的反射器的示例性雷达横截面；
图3示出了嵌入道路的地表下的反射器的三维布置(placement)；
图4示出了具有嵌入道路的地表下的反射器的示例性道路；
图5是图1的车辆的电子部件的框图；
图6是可以通过图5的电子部件实施的将基础设施信息传送到图1的车辆的方法的流程图。
具体实施方式
尽管本发明可以各种方式实施，但存在附图中示出的并将在下文中描述的一些示例和非限制性实施例，应当理解的是，本发明应被认为是发明的例证并且并不旨在将发明限制到已说明的具体实施例。
自主和半自主车辆使用关于环境的信息来自主地导航通过该环境中的道路。此信息包括车道的位置和方向、速度限制、警告(例如，学校区域、中间人行横道、医院、急转弯道、陡坡等)和/或交通控制(例如，交通信号、停车标志、让路标志等)。通常，基于视觉的系统或基于感知的系统(例如，摄像机、LiDAR、前向RADAR等)难以区分环境特征，尤其是当(例如，由于天气、磨损等)遮挡了道路状况(例如，车道标记、人行横道、停车线等)和/或信息标志(例如，交通信号、停车标志、让路标志等)时。另外，商用频带上的GPS信号不能提供足够的准确度来确定车辆行驶在多车道道路上的哪个车道。
越来越多地，车辆被制造为包括车辆雷达系统，给车辆雷达系统包括由于射频传播特性和分辨率而通常以77千兆赫兹(GHz)的频率操作的雷达收发器。这些雷达收发器被嵌入前后保险杠和/或车辆的侧面。如下所述，车辆另外地或可替选地包括位于车辆底部的一个或多个探地雷达(GPR)天线，使得由GPR天线产生的信号传播通过车辆下方的路面。GPR天线以相对低的频率(例如，10兆赫兹(MHz)至2.6GHz)操作以促进地面穿透。在一些示例中，当GPR天线的工作频率非常低(例如，10MHz至100MHz等)时，应用后处理技术(例如，经由拉普拉斯滤波、反锐化掩模、双边滤波等)来提高响应的分辨率。GPR天线发射射频能量，然后从反射器读取反射以确定车辆下方三维空间的特征。
如下所述，反射器嵌入道路的地表下。使用GPR天线，车辆确定嵌入车辆下方道路的地表下的反射器的特性。反射器具有当无线电波从反射器反射时产生不同的雷达横截面的不同的几何形状。另外，两个或更多个反射器以预定义的三维图案定位在地表下。反射器具有对入射角的偏差是鲁棒的(robust)特定的反射横截面(有时称为“图案”或“信号(signature)”)。以这种方式，由于安装和随时间的移动而引起的变化基本上不会改变反射器的三维关系。车辆的主动安全模块检测形成预定义三维图案的不同深度和不同雷达横截面。将检测到的图案与已知图案列表进行比较，以确定由嵌入道路的地表下的图案传达的信息。可传达的信息包括行进方向标识符(例如，北行、南行等)、车道标识符(例如，右车道、左车道、中央车道、转弯车道、入口匝道、出口匝道等)、道路信息(例如道路曲率、道路坡度等)、限速信息、交通控制信息(例如停车标志、交通信号、让路标志、停车线、中间人行横道等)和/或警告信息(例如，学校区域、医院区域等)等。该信息被转发到车辆的自主功能，以补充来自其他来源(例如，车辆雷达、激光雷达、超声波传感器、GPS接收器等)的信息。
图1示出了根据本发明的教导操作的车辆100。所示示例的车辆100使用探地雷达(GPR)系统102来检测反射器104的图案，以确定关于车辆100正在其上行驶的道路106的环境数据。车辆100可以是标准汽油动力车辆、混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆和/或任何其他移动工具类型的车辆。车辆100包括与移动性相关的部件，诸如具有发动机、电动马达、变速器、悬架、驱动轴和/或车轮等的动力传动系统。车辆100可以是半自主的(例如，由车辆100控制一些常规动力功能)或自主的(例如，由车辆100在没有驾驶员输入的情况下控制动力功能)。在所示示例中，车辆100包括自主单元108、GPR系统102以及主动安全模块110。
自主单元108与控制车辆100的动力功能(例如，转向、制动以及节节门(throttle)等)的电子控制单元(ECU)通信。自主单元108包括硬件和固件以便于在使用摄像机、范围检测系统(例如，车辆雷达、LiDAR、超声波传感器等)和/或导航数据/车辆位置数据(例如，来自全球定位系统(GPS)接收器的坐标、地平线数据、来自惯性测量单元(IMU)的车辆状态数据等)而无需驾驶员干预的情况下自主地在各种交通场景中导航车辆100。另外，在所示示例中，自主单元使用来自主动安全模块110的环境数据(例如，行进方向标识符、车道标识符、道路信息、速度限制信息、交通控制信息和/或警告信息等)。
GPR系统102被定位在车辆100的底部，以将射频(RF)波112引向车辆100下方的道路106。在所示示例中，车辆100包括雷达天线或雷达天线阵列114。可替选地，在一些示例中，GPR系统102包括位于车辆100的底部的多个雷达天线或雷达天线阵列114。GPR系统102的操作频率是促进地面穿透的低频(例如，在10MHz至2.6GHz)。GPR系统102检测车辆100下方的道路106的特征。
在所示的示例中，道路106下方包括表面层116(例如，由沥青、混凝土等制成)、基层118(例如，由碎石、矿渣、混凝土或板岩等制成)以及地下层120(例如，由泥土等组成)。反射器104嵌入地下层120中。在一些示例中，反射器具有空间关系，该空间关系至少部分地由在不同深度处嵌入地下层中的一组反射器中的一些反射器限定。反射器104具有不同的可能几何形状(例如，平板、球体、四面体、角型托架等)，当由GPR系统102检测时，其具有不同的雷达横截面。图2示出了不同的雷达横截面202、204以及206。例如，一个雷达的横截面202的示例是形状类似平板的反射器104。另一雷达横截面204是球体反射器104。另一雷达横截面206是四面体反射器104。回到图1，反射器104以预定义的三维图案被定位在地下层120内。在一些示例中，三维图案包括具有产生不同雷达横截面的不同形状的反射器104(例如，图2的雷达横截面202、204以及206)。
图3示出了具有预定义空间关系的多个反射器104。空间关系可以具有x轴、y轴和/或z轴上的分量。例如，一些图案可以仅包括x轴、y轴或z轴上的空间关系，或者空间关系可以在三个轴中的任何一个上具有分量。GPR系统102唯一地识别反射器104的横截面和预定义的空间关系。GPR系统102基于反射器104的横截面和预定义的空间关系生成信号。当车辆100穿过道路时，GPR系统102检测反射器104的图案，GPR系统102产生一系列信号。
主动安全模块110控制车辆100的功能，该功能辅助车辆100和/或驾驶员安全地穿过道路106。这些功能包括防抱死制动系统、电子稳定性控制、牵引力控制、制动辅助、自适应巡航控制和/或碰撞避免等。在一些示例中，在自主车辆中，主动安全模块110可以与自主单元108结合。另外，在一些示例中，半自主车辆可以仅是主动安全模块110。主动安全模块110接收来自GPR系统102的信号并且确定与信号相对应的环境数据并且将环境数据转发到自主单元108。主动安全模块110包括将信号与环境数据相关联的数据库和/或查找表。例如，特定信号可以对应于每小时25英里(mph)的速度限制。在一些示例中，主动安全模块110(例如，经由蜂窝调制解调器等)通信地耦合到外部网络以连接到服务器，该服务器(a)存储数据库和/或查找表和/或(b)为车辆100所处的地理区域提供与数据库和/或查找表的关联。
图4示出了示例性道路，其中反射器104嵌入道路106的地下层120中。在所示示例中，反射器104嵌入图案400a-400f中。图案400a-400f可以包括具有预定义的三维空间关系的反射器104。在所示的示例中，图案400a-400f嵌入道路中并与相应的车道对齐。在一些示例中，车辆100可以基于检测到图案400a-400f来确定其与车道的对齐。从不同图案400a-400f生成的不同信号与主动安全模块110可访问的数据库和/或查找表中的不同环境数据相关联。例如，一个图案400a可以与左车道标识符相关联，并且另一图案400b可以与右车道标识符相关联。作为另一示例，一个图案400c可以与学校区域的开始相关联，并且另一图案400d可以与学校区域的结束相关联。作为另一示例，一个图案400e可以与速度限制相关联。作为另一示例，图案400f可以与交通信号402相关联。图案400a-400f位于与它们所代表的信息相关的附近。
图5是图1的车辆100的电子部件500的框图。在所示示例中，电子部件500包括GPR系统102、自主单元108、主动安全模块110、电子控制单元(ECU)502以及车辆数据总线504。
示例性GPR系统102包括处理器或控制器506以及存储器508。处理器或控制器506可以是任何合适的处理装置或一组处理装置，诸如但不限于：微处理器、基于微控制器的平台、合适的集成电路、数字信号处理器(DSP)、图形处理器、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)。存储器508可以是易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、其可以包括非易失性RAM、磁性RAM、铁电RAM以及任何其他合适的形式)；非易失性存储器(例如，磁盘存储器、闪存、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、非易失性固态存储器等)、不可改变的存储器(例如，EPROM)、只读存储器和/或高容量存储装置(例如，硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些示例中，存储器508包括多种存储器，尤其是易失性存储器和非易失性存储器。
存储器508是其上可以嵌入一组或多组指令(诸如可以嵌入用于操作本发明的方法的软件)的计算机可读介质。指令可以体现如本文所述的一个或多个方法或逻辑。在特定实施例中，指令可以在指令的执行期间完全或至少部分地驻留在存储器508、计算机可读介质和/或处理器506中的任何一个或多个内。
示例性主动安全模块110包括处理器或控制器510以及存储器512。处理器或控制器510可以是任何合适的处理装置或一组处理装置，诸如但不限于：微处理器、基于微控制器的平台、合适的集成电路、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)。存储器512可以是易失性存储器(例如，RAM，其可以包括非易失性RAM、磁性RAM、铁电RAM和任何其他合适的形式)；非易失性存储器(例如，磁盘存储器、闪存、EPROM、EEPROM、非易失性固态存储器等)、不可改变的存储器(例如，EPROM)、只读存储器和/或高容量存储设备(例如，硬盘驱动器、固态驱动器等)。在一些示例中，存储器512包括多种存储器，尤其是易失性存储器和非易失性存储器。在一些示例中，用于雷达横截面图案信号的数据库和/或查找表存储在存储器512中。
存储器512是其上可以嵌入一组或多组指令(诸如可以嵌入用于操作本发明的方法的软件)的计算机可读介质。指令可以体现如本文所述的一个或多个方法或逻辑。在特定实施例中，指令可以在指令的执行期间完全或至少部分地驻留在存储器512、计算机可读介质和/或处理器510中的任何一个或多个内。
术语“非暂时性计算机可读介质”和“有形计算机可读介质”应该被理解为包括单个介质或多个介质，诸如集中式或分布式数据库，和/或存储一组或多组指令的相关联的高速缓存和服务器。术语“非暂时性计算机可读介质”和“有形计算机可读介质”还包括能够存储、编码或携带一组指令以供处理器执行或使系统执行本文公开的一种或多种方法或操作的任何有形介质。如本文所使用的，术语“有形计算机可读介质”明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘并且排除传播信号。
ECU 502监测和控制车辆100的子系统。ECU 502经由车辆数据总线(例如，车辆数据总线504)进行通信和交换信息。另外，ECU 502可以将特性(例如，ECU 502的状态、传感器读数、控制状态、错误和诊断代码等)传送到其他ECU 502和/或接收来自其他ECU 502的请求。一些车辆100可以具有位于车辆100周围的各种位置的经由车辆数据总线504通信地耦合的70或者更多个ECU 502。ECU 502是包括它们自己的电路(诸如集成电路、微处理器、存储器、存储装置等)以及固件、传感器、致动器和/或安装硬件的离散的多组电子产品。ECU502可以包括动力传动系统控制单元、车身控制单元、方向盘控制单元和/或远程信息处理单元等。
车辆数据总线504通信地耦合自主单元108、主动安全模块110以及ECU 502。在一些示例中，车辆数据总线504包括一个或多个数据总线。车辆数据总线504可以根据国际标准组织(ISO)11898-1定义的控制器局域网(CAN)总线协议、媒体导向系统传输(MOST)总线协议、CAN柔性数据(CAN-FD)总线协议(ISO 11898-7)和/或K线总线协议(ISO 9141和ISO14230-1)、和/或以太网TM总线协议IEEE 802.3(2002年起)等来实施。
图6是将基础设施信息传送到图1的车辆100的方法的流程图，这可以通过图5的电子部件500来实施。最初，在框602处，GPR系统102广播RF波112并且接收车辆100下方的道路106中的物体(诸如反射器104)的反射。在框604处，GPR系统102确定反射是否是指示一个或多个反射器104的雷达横截面(RCS)(例如，上面图2的雷达横截面202、204以及206)。当检测到的RCS对应于反射器104中的一个或多个时，该方法在框606处继续。否则，当检测到的RCS不对应于反射器104中的一个或多个时，该方法返回到框602。
在框606处，GPR系统102基于在框604处检测到的RCS将反射器104分类成它们的不同形状(例如，板、球体、四面体等)。在框608处，GPR系统102确定反射器104在三维(3D)空间中的相对位置。在框610处，基于反射器104的形状和反射器104在三维空间中的相对位置，GPR系统102生成图案的信号。在框612处，主动安全模块110确定与在框610处生成的信号相关联的环境数据。在框614处，主动安全模块110与其他模块(例如，自主单元108、ECU 502等)共享环境数据以控制车辆100的功能。
图6的流程图表示存储在存储器(诸如图5的存储器508和512)中的机器可读指令，该机器可读指令包括当由处理器(例如图5的处理器(CPU)506或510)执行时，使车辆100实施图1和图5的示例性GPR系统102和/或示例性主动安全单元110的一个或多个程序。而且，尽管参考图6所示的流程图描述了示例性程序，但是可以替代地使用实施示例性GPR系统102和/或示例性主动安全单元110的许多其他方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的一些框。
在本申请中，反义连接词的使用旨在包括连接词。定冠词或不定冠词的使用不旨在表示基数。特别地，对“所述”物体或“一”和“一个”物体的引用也旨在表示可能的多个这种物体中的一个。而且，连接词“或”可以用于传达同时存在而不是相互排斥的替代的特征。换句话说，连接词“或”应该被理解为包括“和/或”。如本文所使用的，术语“模块”和“单元”是指具有通常与传感器结合提供通信、控制和/或检测能力的电路的硬件。“模块”和“单元”还可以包括在电路上执行的固件。术语“包含”是包容性的，并且具有与各个“包括”相同的范围。
上述实施例，以及特别是任意“优选的”实施例是实施方式的可能示例并且仅仅陈述用于对本发明的原理的清楚理解。在实质上不脱离本文描述的技术的精神和原理的情况下可对上述实施例进行多种变形和修改。所有修改旨在在此被包括在本公开的范围内并由所附权利要求保护。

Claims (15)

1.一种车辆，包括：
天线，所述天线定位为向所述车辆下方广播无线电波；
探地雷达系统，所述探地雷达系统用于：
根据由所述天线检测到的雷达横截面确定反射器的形状和所述反射器之间的空间关系；以及
根据所述形状和所述空间关系生成信号；以及
主动安全模块，所述主动安全模块用于：
根据所述信号确定环境数据；以及
根据所述环境数据自主地控制所述车辆。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述无线电波具有在10MHz和2.4GHz之间的频率。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述雷达横截面指示至少两种类型的所述反射器。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述天线检测嵌入道路的地下层中的所述反射器。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中所述环境数据至少包括行驶方向和所述车辆正在其上行驶的道路的一部分的车道标识符。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中所述信号对应于包括交通信号信息、速度限制信息或警告信息中的一个的所述环境数据。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中所述雷达横截面由从包括平板、球体和四面体的组中选择的所述反射器引起。
8.根据权利要求1所述的车辆，其中所述空间关系是指示所述反射器中的至少两个被嵌入道路的地下层中的不同深度的三维空间关系。
9.一种方法，包括：
利用固定到车辆的探地雷达天线来向所述车辆下方广播无线电波；
利用处理器根据由所述天线检测到的雷达横截面确定反射器的形状和所述反射器之间的空间关系；以及
根据所述形状和所述空间关系生成信号；以及
根据所述信号确定环境数据；以及
根据所述环境数据自主地控制所述车辆。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述无线电波具有在10MHz和2.4GHz之间的频率。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述雷达横截面指示至少两种类型的所述反射器。
12.根据权利要求9所述的方法，包括检测嵌入道路的地下层中的所述反射器。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述环境数据至少包括行驶方向和所述车辆正在其上行驶的道路的一部分的车道标识符。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述雷达横截面由从包括平板、球体和四面体的组中选择的所述反射器引起。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述空间关系是指示所述反射器中的至少两个被嵌入道路的地下层中的不同深度的三维空间关系。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112578362A (zh) * 2020-12-30 2021-03-30 成都圭目机器人有限公司 一种三维探地雷达数据定位方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118068323A (zh) * 2017-09-01 2024-05-24 麻省理工学院 表面穿透雷达和电池系统
US11604476B1 (en) * 2018-10-05 2023-03-14 Glydways Inc. Road-based vehicle guidance system
DE102018221142A1 (de) * 2018-12-06 2020-06-10 Robert Bosch Gmbh Lokalisierung in komplexen Verkehrsszenarien durch Markierungen
WO2021016179A1 (en) * 2019-07-22 2021-01-28 Wavesense, Inc. Vehicle platooning using surface-penetrating radar systems
EP4028789A4 (en) * 2019-09-13 2022-11-09 Wavesense, Inc. ENHANCED NAVIGATION AND LOCATION IMPLEMENTING SURFACE PENETRATING RADAR AND DEEP LEARNING SYSTEM
WO2021053620A1 (en) * 2019-09-18 2021-03-25 Thales Canada Inc. Method and system for high-integrity vehicle localization and speed determination
CN114585525A (zh) 2019-10-18 2022-06-03 波感股份有限公司 用于车辆和拖车的振动检测
US11453348B2 (en) * 2020-04-14 2022-09-27 Gm Cruise Holdings Llc Polyhedral sensor calibration target for calibrating multiple types of sensors
AU2021306987A1 (en) * 2020-07-09 2023-02-02 The Toro Company Autonomous machine navigation using reflections from subsurface objects
US20220351622A1 (en) * 2021-04-28 2022-11-03 GM Global Technology Operations LLC Intelligent park assist system to reduce parking violations
EP4314893A1 (en) * 2021-05-25 2024-02-07 Proceq SA Autonomous gpr system
AU2021468333A1 (en) * 2021-10-15 2024-04-18 Volvo Truck Corporation A control unit and method therein for operating an autonomous vehicle
WO2024020570A1 (en) * 2022-07-22 2024-01-25 Gpr, Inc. Vehicle positioning using surface and subsurface patterns

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6603422B2 (en) * 2000-11-17 2003-08-05 James Burton Wright Ground penetrating radar incorporating a real-time multi-target direction finding capability
US6856906B2 (en) * 2001-07-11 2005-02-15 Robert Bosch Gmbh Method and device for initiating and executing a deceleration of a vehicle
US8306747B1 (en) * 2007-01-19 2012-11-06 Starodub, Inc. Travel way measurement system
DE102007043460B4 (de) 2007-09-12 2012-08-30 Hans-Heinrich Götting jun. Verfahren zur Navigation eines Fahrzeuges
WO2010014859A2 (en) * 2008-07-30 2010-02-04 Sal Amarillas Device and method to evaluate condition of concrete roadways employing a radar-based sensing and data acquisition system
US7940204B1 (en) * 2009-05-28 2011-05-10 Orbit Advanced Technologies, Inc. Absorber assembly for an anechoic chamber
US9383753B1 (en) * 2012-09-26 2016-07-05 Google Inc. Wide-view LIDAR with areas of special attention
US8949024B2 (en) * 2012-10-25 2015-02-03 Massachusetts Institute Of Technology Vehicle localization using surface penetrating radar
CN104597442A (zh) 2013-11-01 2015-05-06 无锡慧思顿科技有限公司 高速成像超宽带探地雷达车
EP2963442B1 (en) * 2014-07-04 2016-11-30 Denso Corporation Radar apparatus
DE102014216276B4 (de) 2014-08-15 2023-03-30 Continental Autonomous Mobility Germany GmbH Positionsbestimmung von Kraftfahrzeugen mittels Radarbaken

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112578362A (zh) * 2020-12-30 2021-03-30 成都圭目机器人有限公司 一种三维探地雷达数据定位方法
CN112578362B (zh) * 2020-12-30 2023-08-29 成都圭目机器人有限公司 一种三维探地雷达数据定位方法

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