CN110850442B - 雷达物体检测和数据通信 - Google Patents

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Abstract

一种使用雷达传送数据的系统和方法，该方法由雷达通信系统执行，该方法包括：激活雷达单元的数据通信模式；使用雷达准备用于通信的数据；在激活数据通信模式之后，使用雷达单元发射多个光脉冲，其中以一定方式发射多个光脉冲，以便将所准备的数据传送到外部雷达通信设备；接收确认消息，其中确认消息指示在外部雷达通信设备处接收所准备的数据。

Description

雷达物体检测和数据通信
引言
本发明涉及使用雷达进行物体检测和数据通信。
车辆包括能够获得和处理各种信息的硬件和软件。在某些情况下，此信息被传送到远程服务器并用于各种目的。在某些情况下，信息量可能很大。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种使用雷达传送数据的方法，该方法由雷达通信系统执行，该方法包括：激活雷达单元的数据通信模式；使用雷达准备用于通信的数据；在激活数据通信模式之后，使用雷达单元发射多个光脉冲，其中以一定方式发射多个光脉冲，以便将所准备的数据传送到外部雷达通信设备；接收确认消息，其中确认消息指示在外部雷达通信设备处接收所准备的数据。
根据各种实施例，该方法可以进一步包括以下特征中的任何一个或这些特征中的一些或全部的任何技术上可行的组合：
·在物体检测模式下操作雷达单元，其中雷达单元在物体检测模式下操作时，使用扫描模式发射雷达信号；
·雷达通信系统是车辆雷达通信系统，其安装在车辆中作为车辆的车辆电子器件的一部分；
·准备步骤由数据通信控制器执行，并且其中所准备的数据通过车辆电子器件的通信总线发送到雷达单元；
·数据通信模式的激活包括将雷达的发射类型从扫描模式改变为固定矢量模式；
·数据通信模式是紧急广播模式，并且其中数据通信模式的激活包括将雷达的发射类型从扫描模式改变为慢速扫描模式；
·雷达单元连续发射多个光脉冲直到接收到确认消息，并且其中多个光脉冲传送紧急消息；
·外部数据通信设备是另一车辆；
·外部雷达通信设备通过反向信道通信将确认消息发送给雷达通信系统；
·外部雷达通信设备通过在外部雷达通信设备的雷达发射器和雷达单元的雷达接收器之间建立的下载雷达通信信道将确认消息发送到雷达通信系统；和/或
·雷达通信系统使用多个光脉冲连续发送所准备的数据，直到接收到确认消息。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用雷达传送数据的方法，该方法由雷达通信系统执行，该雷达通信系统安装在车辆中作为车辆的车辆电子器件的一部分，该方法包括：在物体检测模式下操作雷达单元；确定在数据通信模式下操作雷达单元；激活雷达单元的数据通信模式；在激活数据通信模式之后，使用上载雷达通信信道上的多个光脉冲从雷达单元向外部雷达通信设备发射数据；并且接收确认消息，其中确认消息指示在外部雷达通信设备处接收所发射的数据。
根据各种实施例，该方法可以进一步包括以下特征中的任何一个或这些特征中的一些或全部的任何技术上可行的组合：
·多个光脉冲由雷达单元根据数据进行调制；
·使用幅度调制技术、脉冲调制技术和/或频率调制技术来调制多个光脉冲；
·使用信号交换或其他认证技术来保护上载雷达通信信道；和/或
·当车辆雷达通信系统检测到外部雷达通信设备的存在时，确定在数据通信模式下操作雷达单元。
根据本发明的另一方面，提供了一种车辆雷达通信系统，其包括：处理器和存储器；雷达单元，其包括雷达发射器和雷达接收器；以及数据通信控制器，其通信地耦合到雷达单元；其中，所述存储器包括计算机指令，所述计算机指令在由所述处理器执行时使所述车辆雷达通信系统：激活所述雷达单元的数据通信模式；使用雷达准备用于通信的数据；在激活数据通信模式之后，使用雷达发射器发射多个光脉冲，其中以一定方式发射多个光脉冲，以便将所准备的数据传送到外部雷达通信设备；并且接收确认消息，其中确认消息指示在外部雷达通信设备处接收所准备的数据。
根据各种实施例，该车辆雷达通信系统还可包括以下特征中的任何一个或这些特征中的一些或全部的任何技术上可行的组合：
·无线通信设备，其包括无线通信电路、处理器和存储器；
·雷达单元包括雷达脉冲控制器，其控制多个光脉冲的发射；和/或
·当执行时，计算机指令还使车辆雷达通信系统在发射多个光脉冲时将多个光脉冲指向外部雷达通信设备。
附图说明
在下文中将结合附图描述本发明的一个或多个实施例，其中相同的标号表示相同的元件，并且其中：
图1是描述能够利用本文公开的方法的通信系统的实施例的框图；
图2是描述图1的通信系统的详细实施例的框图；
图3是使用雷达传送数据的方法的实施例的流程图；并且
图4是使用雷达传送数据的方法的另一实施例的流程图。
具体实施方式
下面描述的系统和方法使得能够使用雷达单元将数据传送到外部雷达接收器。雷达可用于通过发射光脉冲并在雷达接收器(例如，光电检测器)处接收反射光脉冲来获得关于目标区域的空间信息。光脉冲的飞行时间(即，反射后的发射和接收之间的时间)通知雷达单元检测到的物体(或引起反射的物体)所在的范围。发射角(例如，方位角和/或仰角)可以向雷达单元通知物体的方向。可以使用该信息来检测物体，并且以这种模式操作雷达单元可以被称为物体检测模式。然而，本文讨论的雷达单元也可以在数据通信模式下操作。
数据通信模式是操作雷达的模式，在该模式下通过使用雷达信号(即，来自雷达单元的发射光脉冲)传送数据。可以在雷达单元和外部雷达通信设备之间建立或检测直接视线，该外部雷达通信设备可以是另一个雷达单元或其他光检测器。雷达单元然后使用光发射器(或雷达发射器)根据数据来发送雷达信号(或光脉冲)。这可以包括使用频率调制技术、幅度调制技术和/或其他调制技术在光信号上调制数据。在另一个示例中，雷达单元可以根据表示数据的序列发射光脉冲，其可以包括改变光脉冲之间的间隔和/或改变光脉冲的脉冲宽度。也可以使用适用于数据承载光应用的其他调制和/或数据通信技术。
参考图1，示出了操作环境，其包括通信系统10并且可以用于实现本文公开的方法。通信系统10通常包括车辆12，其包括雷达单元40(和其他车辆电子器件20)、一个或多个无线载波系统70、陆地通信网络76、计算机或服务器78、车辆后端服务设施80、全球导航卫星系统(GNSS)卫星86的星座和外部雷达通信设备90。应当理解，所公开的方法可以与任何数量的不同系统一起使用，并且不具体限于本文示出的操作环境。因此，以下段落仅简要概述了一个这样的通信系统10；然而，本文未示出的其他系统也可以采用所公开的方法。
在所示实施例中，车辆12被描绘为乘用车，但是应该理解的是，也可以使用任何其他交通工具，包括摩托车、卡车、运动型多功能车(SUV)、休闲车(RV)、海运船只、包括无人驾驶飞行器的飞机(UAV)等。一些车辆电子器件20总体上在图1中示出，并且包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器22、车身控制模块或单元(BCM)24、其他车辆系统模块(VSM)28、无线通信设备30、雷达单元40、车辆用户界面50-56和车载计算机60。可以连接一些或所有不同的车辆电子器件以通过一个或多个通信总线(例如通信总线58)彼此通信。通信总线58使用一个或多个网络协议向车辆电子器件提供网络连接，并且可以使用串行数据通信架构。合适的网络连接的示例包括控制器区域网络(CAN)、面向媒体的系统传输(MOST)、本地互连网络(LIN)、局域网(LAN)以及诸如以太网或其他符合已知的ISO、SAE和IEEE标准和规范的其他适当连接，仅举几例。在其他实施例中，可以使用使用短程无线通信(SRWC)与车辆的一个或多个VSM通信的无线通信网络。在一个实施例中，车辆12可以使用硬连线通信总线58和SRWC的组合。例如，可以使用无线通信设备30来执行SRWC。
车辆12可包括作为车辆电子器件20的一部分的多个车辆系统模块(VSM)，例如GNSS接收器22、BCM 24、无线通信设备30、雷达单元40、车辆用户界面50-56和车载计算机60，如下面将详细描述的那样。车辆12还可以包括位于整个车辆中的呈电子硬件组件形式的其他VSM 28，其可以从一个或多个传感器接收输入并使用所感测的输入来执行诊断、监视、控制、报告和/或其他功能。每个VSM 28优选地通过通信总线58连接到包括无线通信设备30的其他VSM。此外，每个VSM可以包括和/或通信地耦合到合适的硬件，该硬件使得能够通过通信总线58执行车内通信；这种硬件可以包括例如总线接口连接器和/或调制解调器。一个或多个VSM 28可以周期性地或偶尔地更新其软件或固件，并且在一些实施例中，这种车辆更新可以是通过陆地网络76和通信设备30从计算机78或远程设施80接收的无线(OTA)更新。如本领域技术人员所理解的那样，上述VSM仅是可以在车辆12中使用的一些模块的示例，因为许多其他模块也是可能的。
全球导航卫星系统(GNSS)接收器22从GNSS卫星86的星座接收无线电信号。GNSS接收器22可以配置用于各种GNSS实施方案，包括美国的全球定位系统(GPS)、中国的北斗导航卫星系统(BDS)、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)、欧盟的伽利略和各种其他导航卫星系统。例如，GNSS接收器22可以是GPS接收器，其可以从GPS卫星86的星座接收GPS信号。并且，在另一示例中，GNSS接收器22可以是BDS接收器，其从GNSS(或BDS)卫星86的星座接收多个GNSS(或BDS)信号。所接收的GNSS可以基于从GNSS卫星86的星座的多个GNSS信号的接收来确定当前车辆位置。然后可以将车辆位置信息传送到无线通信设备30或其他VSM、例如车载计算机60。在一个实施例中，无线通信模块30和/或远程信息处理单元可以与GNSS接收器22集成，使得例如GNSS接收器22和无线通信设备30(或远程信息处理单元)彼此直接连接，而不是通过通信总线58连接。在其他实施例中，GNSS接收器22是单独的独立模块。
车身控制模块(BCM)24可用于控制车辆的各种VSM，以及获得关于VSM的信息，包括它们的当前状态或状况，以及传感器信息。BCM 24在图1的示例性实施例中示出为电耦合到通信总线58。在一些实施例中，BCM 24可以与中央堆栈模块(CSM)集成或者与其一部分集成和/或与无线通信设备30或车载计算机60集成。或者，BCM可以是通过总线58连接到其他VSM的单独设备。BCM 24可以包括处理器和/或存储器，其可以类似于无线通信设备30的处理器36和存储器38，如下所述。BCM 24可以与无线设备30和/或一个或多个车辆系统模块，例如发动机控制模块(ECM)、音频系统56或其他VSM 28进行通信；在一些实施例中，BCM24可以通过通信总线58与这些模块通信。存储在存储器中并且可由处理器执行的软件使BCM能够指导一个或多个车辆功能或操作，其包括例如控制中央锁定、空调、电动后视镜、控制车辆主动力器(例如，发动机、主推进系统)和/或控制各种其他车辆模块。在一个实施例中，BCM 24可以(至少部分地)用于基于一个或多个车载传感器读数来检测车辆事件、例如通电状态或断电状态，如下面更详细地讨论的那样。
如本文所使用的那样，“通电状态”是车辆的如下状态，在该状态下车辆的点火或主推进系统通电，并且如本文所使用的那样，“断电状态”是车辆的如下状态，在该状态下车辆的点火或主推进系统未通电。此外，通电状态可以包括向车辆的次级电子器件供电的情况。
无线通信设备30能够通过使用SRWC电路32经由短程无线通信(SRWC)和/或通过使用蜂窝芯片组34经由蜂窝网络通信来传送数据，如所示实施例中所示。无线通信设备30可以提供车辆12的各种VSM与车辆12外部的一个或多个设备(例如远程设施80或外部雷达通信系统110(图2)处的一个或多个网络或系统)之间的接口。这使得车辆能够与远程系统(例如远程设施80或外部雷达通信设备90)传送数据或信息。
在至少一个实施例中，无线通信设备30还可以用作可以用于执行各种车辆任务的中央车辆计算机。在这样的实施例中，无线通信设备30可以与车载计算机60集成，使得车载计算机60和设备30是单个模块。或者，除了车载计算机60之外，无线通信设备30可以是用于车辆12的单独的中央计算机。此外，无线通信设备可以与其他VSM(例如中央堆栈模块(CSM)、车身控制模块(BCM)24、信息娱乐模块、头部单元、远程信息处理单元和/或网关模块)结合或者与其一部分结合。在一些实施例中，无线通信设备30是独立模块，并且可以实现为安装在车辆中的OEM安装(嵌入式)或售后市场设备。
在所示实施例中，无线通信设备30包括SRWC电路32、蜂窝芯片组34、处理器36、存储器38和天线33和35。无线通信设备30可以被配置为根据诸如Wi-FiTM、WiMAXTM、Wi-FiTMDirect、其他IEEE 802.11协议、ZigBeeTM、BluetoothTM，BluetoothTM低功耗(BLE)或近场通信(NFC)中的任何一个的一个或多个短程无线通信(SRWC)进行无线通信。如本文所使用的那样，BluetoothTM指的是任何BluetoothTM技术，诸如Bluetooth低功耗TM(BLE)、BluetoothTM4.1、BluetoothTM 4.2、BluetoothTM 5.0和可以开发的其他BluetoothTM技术。如本文所使用的那样，Wi-FiTM或Wi-FiTM技术指的是任何Wi-FiTM技术，例如IEEE 802.11b/g/n/ac或任何其他IEEE 802.11技术。并且，在一些实施例中，无线通信设备30可以被配置为使用IEEE 802.11p进行通信，使得车辆可以执行车辆到车辆(V2V)通信，或者与基础设施系统或者诸如远程设施80或外部雷达通信设备90之类的设备的车辆到基础设施(V2I)通信。并且，在其他实施例中，其他协议可以用于V2V或V2I通信。短程无线通信(SRWC)电路32使无线通信设备30能够发送和接收SRWC信号、例如BLE信号。SRWC电路可以允许设备30连接到另一个SRWC设备、例如外部雷达通信设备90。另外，在一些实施例中，无线通信设备30包含蜂窝芯片组34，从而允许设备通过一个或多个蜂窝协议(例如蜂窝载波系统70所使用的协议)进行通信。在这种情况下，无线通信设备30是用户设备(UE)，该用户设备可用于通过蜂窝载波系统70执行蜂窝通信。
无线通信设备30可以使车辆12能够通过分组交换数据通信与一个或多个本地或远程网络(例如，远程设施80或计算机78处的一个或多个网络)通信。该分组交换数据通信可以通过使用通过路由器或调制解调器连接到陆地网络的非车辆无线接入点或蜂窝系统来执行，例如作为外部雷达通信系统110的一部分的路由器或调制解调器(图2)。当用于诸如TCP/IP的分组交换数据通信时，通信设备30可以配置有静态因特网协议(IP)地址，或者可以设置为从例如路由器的网络上的另一设备或从网络地址服务器自动接收分配的IP地址。
还可以通过使用可以由设备30访问的蜂窝网络来执行分组交换数据通信。通信设备30可以经由蜂窝芯片组34通过无线载波系统70传送数据。在这种情况下，无线电传输可以用于与无线载波系统70建立通信信道，例如语音信道和/或数据信道，以便可以通过该信道发送和接收语音和/或数据传输。数据可以通过数据连接发送，例如通过数据信道上的分组数据传输进行发送，或者使用本领域已知的技术通过语音信道发送。对于涉及语音通信和数据通信的组合服务，系统可以通过语音信道利用单个呼叫，并根据需要在语音信道上的语音和数据传输之间进行切换，并且这可以使用对于本领域技术人员而言已知的技术来完成。
处理器36可以是能够处理电子指令的任何类型的设备，所述设备包括微处理器、微控制器、主处理器、控制器、车辆通信处理器和专用集成电路(ASIC)。它可以是仅用于通信设备30的专用处理器，或者可以与其他车辆系统共享。处理器36执行各种类型的数字存储指令，例如存储在存储器38中的软件或固件程序，这使得设备30能够提供各种各样的服务。例如，在一个实施例中，处理器36可以执行程序或处理数据以执行本文所讨论的方法的至少一部分。存储器38可包括任何合适的非暂时性计算机可读介质；这些包括不同类型的RAM(随机存取存储器，包括各种类型的动态RAM(DRAM)和静态RAM(SRAM))、ROM(只读存储器)、固态驱动器(SSD)(包括其他固态存储器，例如固态混合驱动器(SSHD)、硬盘驱动器(HDD)、磁盘或光盘驱动器，其存储用于执行本文所讨论的各种外部设备功能所需的一些或全部软件。在一个实施例中，无线通信设备30还包括用于通过通信总线58传送信息的调制解调器。
雷达单元40是车辆电子器件20的VSM，该雷达单元包括雷达发射器和雷达接收器。雷达单元40可以根据物体检测模式、广播通信模式或紧急信标模式发射不可见光波。广播通信模式和紧急信标模式都包括发射携带来自雷达发射器的数据的光，其可以在发射的光(例如，激光脉冲)上被调制，如下所述。雷达单元40在物体检测模式下操作，以获得关于雷达单元40的视野内的一个或多个物体的空间或其他物理信息。在许多实施例中，雷达单元40发射多个光脉冲(例如，激光脉冲)并使用雷达接收器接收反射光脉冲。雷达单元40示出为安装(或装配)在车辆12的前部。在这样的实施例中，雷达单元40可以面向车辆12前方的区域，使得雷达单元40的视野包括该区域。雷达单元40可以定位在车辆12的前保险杠的中间，前保险杠的侧面，车辆12的侧面，车辆12的后部(例如，后保险杠)上。并且，尽管在所示实施例中仅描绘了单个雷达单元40，但是车辆12可包括一个或多个雷达单元。此外，由雷达单元40捕获的雷达数据可以用像素阵列(或其他类似的视觉表示)表示。雷达单元40可以捕获静态雷达图像和/或雷达图像或视频流。
在至少一个实施例中，雷达单元40包括处理器和存储器。处理器可以是适用于雷达单元的任何类型的处理器，例如以上关于无线通信设备30的处理器36所讨论的那些处理器。此外，雷达单元40的存储器可以是任何类型的合适存储器，例如上面关于无线通信设备30的存储器38所讨论的那些存储器。雷达单元40还可以包括或可通信地耦合到调制解调器，该调制解调器可以调制和解调通过通信总线58传送的数据。
车辆电子器件20还包括多个车辆用户界面，其为车辆乘员提供提供和/或接收信息的装置，所述装置包括视觉显示器50、按钮52、麦克风54和音频系统56。如本文所使用的那样，术语“车辆用户界面”广泛地包括任何合适形式的电子设备，所述电子设备包括硬件和软件组件，其位于车辆上并且使车辆用户能够与车辆的组件通信或通过车辆的组件进行通信。按钮52允许手动用户输入到通信设备30中以提供其他数据、响应和/或控制输入。音频系统56向车辆乘员提供音频输出，并且可以是专用、独立系统或主要车辆音频系统的一部分。根据一个实施例，音频系统56可操作地耦合到车辆总线58和娱乐总线(未示出)，并且可以提供AM、FM和卫星无线电、CD、DVD和其他多媒体功能。该功能可以与信息娱乐模块一起提供或独立于信息娱乐模块提供。麦克风54向无线通信设备30提供音频输入，以使驾驶员或其他乘员能够通过无线载波系统70提供语音命令和/或执行免提呼叫。为此目的，它可以利用本领域已知的人机界面(HMI)技术连接到车载自动语音处理单元。视觉显示器或触摸屏50优选地是图形显示器并且可以用于提供多种输入和输出功能。显示器50可以是仪表板上的触摸屏、从挡风玻璃反射的抬头显示器，或其他显示器。还可以使用各种其他车辆用户界面，因为图1的界面仅是一种特定实现的实施方案。
无线载波系统70可以是任何合适的蜂窝电话系统。载波系统70显示为包括蜂窝塔72；然而，载波系统70可以包括以下组件中的一个或多个(例如，取决于蜂窝技术)：蜂窝塔、基本收发器站、移动交换中心、基站控制器、演进节点(例如，eNodeB)、移动性管理实体(MME)、服务和PGN网关等，以及将无线载波系统70与陆地网络76连接或将无线载波系统与用户设备(UE、例如可包括车辆12中的远程信息处理设备，或外部雷达通信设备90(图2)的次级通信设备98的UE)连接可能需要的任何其他联网组件。载波系统70可以实现任何合适的通信技术，所述通信技术包括GSM/GPRS技术、CDMA或CDMA2000技术、LTE技术等。通常，无线载波系统70、它们的组件、它们的组件的布置、组件之间的交互等在本领域中通常已知。
除了使用无线载波系统70之外，可以使用呈卫星通信形式的不同无线载波系统来提供与车辆的单向或双向通信。这可以使用一个或多个通信卫星(未示出)和上行链路发送站(未示出)来完成。单向通信可以是例如卫星无线电服务，其中节目内容(新闻、音乐等)由上行链路发送站接收，打包以便上载，然后发送到卫星，该卫星向用户广播节目。双向通信可以是，例如，使用一个或多个通信卫星的卫星电话服务，以中继12和上行链路发送站之间的电话通信。如果使用的话，除了无线载波系统70之外或代替无线载波系统70，可以使用该卫星电话。
陆地网络76可以是传统的陆基电信网络，其连接到一个或多个陆线电话并且将无线载波系统70连接到远程设施80和/或外部雷达通信设备90。例如，陆地网络76可以包括公共交换电话网(PSTN)，例如用于提供硬连线电话、分组交换数据通信和因特网基础设施的公共交换电话网。陆地网络76的一个或多个段可以通过使用标准有线网络、光纤或其他光网络、有线网络、电力线、诸如无线局域网(WLAN)的其他无线网络、提供宽带无线接入(BWA)的网络或其任何组合来实现。
计算机78(仅示出一个)可用于一个或多个目的，例如用于向多个车辆(例如车辆12)提供后端车辆服务和/或用于提供其他车辆相关服务。计算机78可以是可通过诸如因特网的私人或公共网络访问的许多计算机中的一些。其他这样的可访问计算机78可以是例如：服务中心计算机，其中可以从车辆上载诊断信息和其他车辆数据；车主或其他订户为各种目的使用的客户计算机，例如访问和/或接收从车辆传送的数据(例如，使用雷达单元40传送的数据)，以及设置和/或配置订户偏好或控制车辆功能；或者车辆遥测数据服务器，其接收并存储来自多个车辆的数据。
车辆后端服务设施80是远程设施，意味着它位于远离车辆12的物理位置。车辆后端服务设施80(或简称“远程设施80”)可以被设计为通过使用一个或多个电子服务器82向车辆电子器件20提供许多不同的系统后端功能。车辆后端服务设施80包括车辆后端服务服务器82和数据库84，其可以存储在多个存储器设备上。远程设施80可以通过连接到陆地网络76的调制解调器接收和发送数据。数据传输也可以由无线系统(例如IEEE 802.11x、GPRS等)进行。本领域技术人员将理解，尽管在所示实施例中仅描绘了一个远程设施80和一个计算机78，但是可以使用许多远程设施80和/或计算机78。
服务器82可以是包括至少一个处理器和存储器的计算机或其他计算设备。处理器36可以是能够处理电子指令的任何类型的设备，所述设备包括微处理器、微控制器、主处理器、控制器、车辆通信处理器和专用集成电路(ASIC)。处理器可以是仅用于服务器82的专用处理器，或者可以与其他系统共享。至少一个处理器可以执行各种类型的数字存储指令，例如软件或固件，其使服务器82能够提供各种各样的服务。对于网络通信(例如，网络内通信、包括因特网连接的网络间通信)，服务器可以包括可以用于将数据传输到计算机并且从计算机传输数据的一个或多个网络接口卡(NIC)(包括例如无线NIC(WNIC))。这些NIC可以允许一个或多个服务器82彼此连接，数据库84或其他网络设备，其包括路由器、调制解调器和/或交换机。在一个特定实施例中，服务器82的NIC(包括WNIC)可以允许建立SRWC连接和/或可以包括以太网电缆可以连接到的以太网(IEEE 802.3)端口，其可以提供两个或更多设备之间的数据连接。远程设施80可以包括多个路由器、调制解调器、交换机或可以用于提供联网能力的其他网络设备，例如与陆地网络76和/或蜂窝载波系统70连接。
数据库84可以存储在多个存储器上，例如有源临时存储器或任何合适的非暂时性计算机可读介质；这些包括不同类型的RAM(随机存取存储器，包括各种类型的动态RAM(DRAM)和静态RAM(SRAM))、ROM(只读存储器)、固态驱动器(SSD)(包括其他固态存储器、例如固态混合驱动器(SSHD))、硬盘驱动器(HDD)、磁盘或光盘驱动器，其存储执行本文所讨论的各种外部设备功能所需的一些或全部软件。远程设施80处的一个或多个数据库可以存储各种信息，并且可以包括存储关于各种车辆的操作的信息的车辆操作数据库(例如，车辆遥测或传感器数据)。而且，远程服务器80可以接收因此可以用于将软件(和/或软件更新)分发到包括车辆12的各种车辆。
参考图2，示出了车辆雷达通信系统100和外部雷达通信系统110。车辆雷达通信系统100可以作为车辆电子器件20的一部分并入，如图1所示。外部雷达通信系统110被描绘为与车辆12分离并且可以是固定计算机系统(例如，家庭网络、电动汽车充电站、加油站)的一部分，或者可以是移动计算机系统(例如，车辆12以外的车辆、个人移动设备(例如，智能手机、笔记本电脑、平板电脑))的一部分。通常，车辆雷达通信系统100包括雷达单元40和控制单元，其在图1所示的实施例中被示为车载计算机60。并且，外部雷达通信系统110包括外部雷达通信设备90。外部雷达通信设备90包括外部雷达接收器94和外部雷达发射器92或次级通信设备98中的任一个或两个。图2所示的实施例将外部雷达通信设备90描述为包括雷达发射器92和次级通信设备98，其可以是例如蜂窝芯片组或SRWC电路。车辆雷达通信系统100使用车辆雷达发射器42发射包含数据的光脉冲，在外部雷达通信设备90的外部雷达接收器94处接收所述光脉冲。
在所示实施例中，外部雷达通信设备90可以通过外部雷达发射器92或通过次级通信设备98与车辆雷达通信系统100通信(例如，向其发送数据)。除了那些雷达通信路径102、104之外从外部雷达通信系统110到车辆雷达通信系统100的通信在本文被称为“反向信道通信”。在其他实施例中，外部雷达通信设备90可以仅使用下载雷达通信信道104向车辆雷达通信系统100发送数据。并且，在另一个实施例中，外部雷达通信设备90可以仅使用反向信道通信(例如蜂窝通信，SRWC和/或硬连线连接)将数据发送到车辆雷达通信系统100。
车辆雷达通信系统100包括雷达单元40和车载计算机60。车辆雷达通信系统100还可以包括无线通信设备30和存储器66。通常，车载计算机60通过通信总线58获得、处理然后将数据发送到雷达单元。在许多情况下，由车载计算机60处理的该数据是通过雷达单元40的车辆雷达发射器42传送到外部雷达通信系统110的数据。在一些实施例中，车载计算机60从雷达单元40接收数据，并且该数据可以在雷达单元40处通过下载雷达通信信道104从外部雷达通信设备90予以接收。
车载计算机60是包括处理器和存储器的计算机或其他计算设备。处理器可以是任何合适的处理器，例如关于无线通信设备30的处理器36所讨论的那些处理器。而且，存储器66可以是任何类型的存储器，例如关于无线通信设备30的存储器38所讨论的那些存储器。存储器66可以保持各种车辆信息，所述车辆信息包括车辆操作信息。车辆操作信息包括传感器信息和/或其他车辆遥测信息。车载计算机60包括数据通信控制器62和数据接收器64。在许多实施例中，数据通信控制器62在雷达单元40处于数据通信模式时使用，并且在雷达单元40处于物体检测模式时停用。数据通信控制器62和数据接收器64被描绘为彼此分离，但是，至少在一些实施例中，这些元件可以彼此结合。此外，在一个实施例中，数据通信控制器62和/或数据接收器64可以通过存储在存储器(例如，存储器66或车载计算机60的存储器)中并且可由车载计算机60的处理器执行的计算机指令来实现。
在许多实施例中，数据通信控制器62用于控制雷达单元40的操作模式，以及向雷达单元40提供所准备的数据，该数据将被传送到外部雷达通信设备90。雷达单元40可以在物体检测模式下和数据通信模式操作。在许多实施例中，雷达单元40在任何给定时间仅以这些模式中的一种操作。数据通信控制器62可以向雷达单元40发送消息，从而指示雷达单元40以特定模式操作。例如，数据通信控制器60向雷达单元40发送数据通信模式命令，该命令指示雷达单元40在数据通信模式下操作。在另一示例中，数据通信控制器60向雷达单元40发送物体检测模式命令，该命令指示雷达单元40在物体检测模式下操作。替代地或另外地，雷达单元40还可以从车辆12的其他VSM接收这些命令消息，例如从无线通信设备30或BCM 24接收这些命令消息。
如上所述，数据通信控制器62还准备将使用雷达单元40传送到外部雷达通信设备90的数据。如本文所使用的那样，所准备的数据是适当形式的数据，使得可以使用雷达单元40的雷达发射器42来传送数据。所准备的数据可以是编码数据，在这种情况下，数据通信控制器62用作数字数据编码器和控制器。在一个实施例中，所准备的数据可以是传达如何由雷达单元40调制数据的信息，该数据是已经编码或以其他方式并入合适的格式以由雷达发射器42发射的数据。例如，所准备的数据可以包括表示可以输入到雷达单元40的雷达脉冲控制器48的光脉冲序列(包括它们的脉冲宽度，间隔长度/定时)的数据，该雷达脉冲控制器然后可以使用雷达发射器42根据调制数据发射光脉冲。在另一示例中，所准备的数据可包括使用频率调制技术或幅度调制技术在光波(或电磁辐射)上调制的数据。在这种情况下，数据通信控制器62可以通知雷达单元40(例如，雷达脉冲控制器48)应当如何调制数据。在一个实施例中，数据通信控制器62从存储器66获得车辆数据并准备数据以获得所准备的数据。所准备的数据可以以数字形式(例如，通过位的组合)表示，并且通过通信总线58传送到雷达单元40。
在一些实施例中，车载计算机60包括数据接收器64。数据接收器64从雷达单元40接收数据。在数据接收器64处接收的数据是由雷达单元40接收或感测的数据，诸如在物体检测模式期间获得的空间信息和通过下载雷达通信信道104从外部雷达通信设备90接收的数据。在数据接收器64处接收的数据可以以数字形式表示(由雷达单元40采样或以其他方式编码)。数据接收器64可包括解码器或其他组件(或计算机指令)，其可操作以将接收的数据转换成适合车辆使用的格式。然后可以将该解码数据发送到数据通信控制器62和/或车辆12的其他VSM。在不使用雷达下载信道104的至少一些实施例中，当雷达单元40处于数据通信模式时，可以关闭数据接收器64。当雷达单元40处于物体检测模式时，或者当使用雷达下载信道104(或者能够使用并且当雷达单元40处于数据通信模式时)，数据接收器64被打开或激活。
上面简要描述的雷达单元40包括雷达发射器42(有时称为车辆雷达发射器42)、雷达接收器44(有时称为车辆雷达接收器44)、扫描配置设置46，以及雷达脉冲控制器48。雷达发射器42是发射激光脉冲的电磁发射器。激光脉冲可以是紫外、可见或红外(例如，近红外)光。在其他实施例中，雷达发射器42可以发射其他类型的电磁辐射。发射器可包括激光器，该激光器产生激光，该激光随后穿过一个或多个光学设备和/或从一个或多个反射镜(例如，倾斜反射镜)反射。雷达单元40可以使用俯垂反射镜系统，但是也可以使用其他反射镜和/或光学系统。可以使用机电马达(例如伺服马达)移动或倾斜一个或多个反射镜(例如，倾斜反射镜)。这些马达可以由雷达脉冲控制器48或雷达单元40的其他控制器控制。雷达接收器44是检测光的存在的光传感器或检测器。雷达接收器44可包括光电检测器。雷达接收器44还可包括任何合适的光学器件和/或其他组件。雷达接收器44还可以将检测到的光转换成数字数据，然后可以将数字数据发送到车载计算机60的数据接收器64或车辆12的另一个VSM。在至少一个实施例中，雷达接收器44在车辆雷达通信系统100处于物体检测模式时以及在车辆雷达通信系统100处于数据通信模式时“接通”或监听。
扫描配置设置46定义雷达使用的扫描模式。在一个实施例中，扫描配置设置46定义当前由雷达单元40使用的当前扫描模式。或者，扫描配置设置46定义一个或多个扫描模式的特性，其中任何一个可以由雷达单元40使用。扫描配置设置46还可以包括默认扫描模式，其可以是全视野模式(或扫描模式)。在一个实施例中，扫描配置设置46可以体现在存储在雷达单元40中的数据中。雷达脉冲控制器48控制激光脉冲的发射，包括指示雷达发射器42何时发光，以及提供关于激光发射的其他特性的指令。这些特性可包括脉冲宽度或脉冲长度，激光脉冲的频率或序列，激光脉冲的强度，激光脉冲的频率或波长等。在至少一个实施例中，雷达脉冲控制器48发送指示雷达发射器42发射一个激光脉冲(或多个激光脉冲)的激光发射消息。例如，雷达脉冲控制器48根据从车载计算机60的数据通信控制器62接收的经调制或以其他方式准备的数据来发送激光发射消息。雷达脉冲控制器48可以体现在存储在存储器中并且可由雷达单元40的处理器执行的计算机模块中，或者雷达脉冲控制器48可以是集成电路(例如，专用集成电路(ASIC))。也可以使用雷达脉冲控制器48的其他实施方式。在一个实施例中，光脉冲控制器48的默认操作模式是物体检测模式，其中光脉冲控制器48控制雷达发射器42，使得雷达单元40执行雷达的视野的扫描。当光脉冲控制器48在数据通信模式下操作时，光脉冲控制器48可以通过光脉冲调制所准备的数据，这可以通过光脉冲控制器48执行，使雷达发射器42发射调制数据。
外部雷达通信系统110包括外部雷达通信设备90。外部雷达通信设备90包括雷达发射器92(有时称为外部雷达发射器92)、雷达接收器94(有时称为外部雷达接收器94)和数据接收器电路96。在其他实施例中，外部雷达通信系统110不包括雷达发射器92，但包括次级通信设备98，该次级通信设备可以是SRWC电路或蜂窝芯片组。而且，在包括所示实施例的一些实施例中，外部雷达通信设备90包括外部雷达发射器92和次级通信设备98。
在一个实施例中，外部雷达发射器92可以与雷达单元40的车辆雷达发射器42相同或相似。外部雷达发射器92可以包括倾斜反射镜，并且在一种情况下，外部雷达发射器92可以使用倾斜反射镜来以特定角度引导激光脉冲。在其他实施例中，外部雷达发射器92不包括倾斜反射镜。而且，外部雷达接收器94可以与雷达单元40的车辆雷达接收器44相同或相似。然而，在包括所示实施例的一些实施例中，外部雷达接收器94包括用于检测光的较大孔径。当车辆使用雷达单元40经由上载雷达通信信道102发送数据时，该较大的孔径可能是有用的。在许多情况下，车辆雷达发射器42在单个方向上发射光脉冲(即，固定矢量)，并且这些光脉冲可以具有小直径。因此，至少在一些实施例中，为了接收或检测从车辆雷达发射器42发射的光，光脉冲需要穿过外部雷达接收器94的孔径。因此，雷达单元40和外部雷达通信设备90之间的未对准可导致外部雷达接收器94检测来自车辆雷达发射器42的光的故障。外部雷达接收器94的这个较大孔径使得接收器94能够在雷达单元40和外部雷达通信设备90之间存在较大的未对准余量的条件下接收来自车辆雷达发射器42的光脉冲。
数据接收器电路96是可用于对通过上载雷达通信信道102在外部雷达接收器94处接收的数据进行采样的电路。数据接收器电路96可以是ASIC或其他电路或电子组件。在一些实施例中，数据接收器电路96解调从外部雷达接收器94接收的数据。并且，在一些实施例中，数据接收器电路96还可以准备用于通过下载雷达通信信道104进行传输的数据。例如，数据接收器电路96调制数据(与数据通信控制器62类似或以相同的方式)，然后将数据发送到雷达发射器。
次级通信设备98是不使用雷达进行数据通信的通信设备。在所示实施例中，次级通信设备98被描绘为具有天线99的无线设备；然而，在其他实施例中，次级通信设备98可以是连接到陆地网络的硬连线设备，或者连接到其他面向远程网络的设备(例如，连接到因特网的设备)的硬连线设备。在一个实施例中，次级通信设备98包括可用于例如远程无线电通信的蜂窝芯片组。在另一实施例中，次级通信设备98包括短程无线通信(SRWC)电路，该短程无线通信(SRWC)电路可与其他SRWC设备、例如车辆12的无线通信设备30或无线接入点(WAP)(例如，热点)用于执行SRWC。次级通信设备98用于执行与车辆的反向信道通信，并且在至少一个实施例中，外部雷达通信设备90发送指示在外部雷达通信设备90处接收到数据的数据确认消息。这些数据确认消息可以包括时间指示符、数据分组标识符、外部雷达通信设备标识符，以及各种其他信息。
参考图3，示出了使用雷达传送数据的方法200的实施例。在至少一个实施例中，方法200由车辆雷达通信系统100执行。虽然方法200的步骤被描述为以特定顺序执行，但是由此预期方法200的步骤可以以任何合适的或技术上可行的顺序执行，如本领域技术人员将理解的那样。
在步骤210中，雷达单元在物体检测模式下操作。物体检测模式是雷达单元的如下模式，在该模式中雷达单元通过在整个视野上发射多个光脉冲来扫描雷达的视野内的区域。在许多实施例中，物体检测模式结合雷达单元的扫描模式(如扫描配置设置中所表示/定义的那样)得到执行，如上所述。当在物体检测模式下操作时，雷达单元40使用车辆激光发射器42发射多个激光脉冲。在许多实施例中，激光脉冲以不同的方位角和仰角发射，并且激光脉冲使用一个或多个倾斜反射镜在特定方向上发射。车辆雷达接收器94使用例如光电检测器接收激光脉冲的反射。然后将接收到的反射编码在数字数据中，该数字数据用于构建雷达的视野的图像。该步骤可以由数据接收器64、雷达单元40或车辆12的另一个VSM执行。该雷达图像可以被发送到车辆的各种其他VSM并且用于各种目的、例如用于自动驾驶。
在许多实施例中，雷达单元40在物体检测模式下操作，直到接收到指示雷达单元40将模式从物体检测模式切换到数据通信模式的指示。该指示可以由车辆12的各种VSM中的任何一个生成，并且可以在数据通信控制器62处接收。可以在触发时生成指示。可以使用各种类型的触发器、例如车辆操作触发器、车辆位置触发器、外部接收的触发器等。在发生关于车辆的一个或多个VSM12的特定车辆状态时触发车辆操作触发器。当车辆到达某个预定位置时触发车辆位置触发器。例如，GNSS接收器22可以接收GNSS信号并确定车辆12的位置。然后可以将车辆的当前位置与预定位置(或其他位置相关参数)进行比较，以确定车辆是否位于预定位置。当在车辆处接收到某些信息时触发外部接收的触发器，所述信息为例如通过反向信道通信接收的雷达通信请求或通过下载雷达通信信道104在车辆雷达接收器44处接收的雷达通信请求。例如，无线通信设备30可以检测SRWC设备，并且基于SRWC消息中的信息(例如，服务集标识符(SSID))，车辆12可以确定激活数据通信模式(步骤220)。
在一个实施例中，车辆雷达通信系统100可以通过一个或多个车载传感器检测外部雷达通信设备(例如，设备90)的存在。一旦触发了触发器，车辆可以扫描或以其他方式尝试检测外部雷达通信设备90。例如，一旦触发器被触发，雷达单元40就可以扫描车辆12前方的区域，以获得光和关于车辆12前方区域的空间信息。可以例如通过数据接收器64和/或车载计算机60(或另一VSM)的其他模块来处理该信息，以检测外部雷达通信设备90的存在。外部雷达通信设备90可以具有指示符、例如条形码、发光二极管(LED)、反射器或指示外部雷达通信设备90存在于车辆雷达通信系统100的其他项目。一旦车辆雷达通信系统100检测到外部雷达通信设备90的存在，车辆雷达通信系统100就可以确定外部雷达通信设备90相对于车辆雷达通信系统100的位置(例如，范围、方位角和/或仰角)。然后，在步骤230中，外部雷达通信设备90的位置可用于将固定矢量激光脉冲引导到外部雷达通信设备90的外部雷达接收器94。
在其他实施例中，雷达单元40仅将激光脉冲直接引导出雷达发射器42，因此，车辆12可以确定车辆雷达发射器42是否与外部雷达通信设备90的外部雷达接收器94对准。一旦车辆12确定切换到数据通信模式，方法200就继续到步骤220。
在步骤220中，激活数据通信模式。数据通信模式是车辆雷达通信系统100的如下模式，在该模式中雷达单元40被配置为使得雷达单元40可以通过上载雷达通信信道102传送数据。在一个实施例中，激活数据通信模式包括将雷达单元40的扫描配置改变为固定矢量模式。固定矢量模式是雷达单元40以固定方向和/或固定角度发射光脉冲的模式。例如，在一个实施例中，数据通信控制器62向雷达单元40的雷达脉冲控制器48发送信号，并指示雷达单元40将扫描配置切换到固定矢量模式。另外，可以通过数据通信控制器62指示(例如，通过消息)雷达单元40以在数据通信模式下操作。该消息可以与指示雷达单元40将扫描配置设置66切换到固定矢量模式的消息相同或分开。方法200继续到步骤230。
在步骤230中，从车辆雷达通信系统向外部雷达通信设备发送数据连接请求。数据连接请求可以包括车辆12的标识符、车辆雷达通信系统100的标识符(例如，雷达单元40的标识符)、时间戳、位置(例如，雷达单元40和外部雷达通信设备90之间的角度、车辆12的地理位置)、认证或授权信息(例如，用户名或密码、证书)，或关于车辆12或车辆雷达通信系统100的其他信息。数据连接请求可以使用雷达单元40发送，或者可以使用反向信道通信发送。在一个实施例中，数据通信控制器62将所准备的数据发送到雷达单元40。雷达发射器42根据准备的数据发射激光。激光由外部雷达接收器94检测，然后被发送到外部雷达通信设备90的数据接收器电路96。在另一个实施例中，使用反向信道通信。例如，车辆12的无线通信设备30和外部雷达通信设备90的次级通信设备98可以建立SRWC连接、例如Wi-Fi连接或BLE连接。在其他实施例中，车辆12可以通过使用无线载波系统70(例如，蜂窝载波系统)或经由远程设施80(或其他远程服务器)将数据连接请求发送到外部雷达通信设备90。而且，在其他实施例中，外部雷达通信设备90可以通过雷达通信或反向信道通信将数据连接请求发送到车辆雷达通信系统100，例如通过使用上述那些通信路径中的任何一条。
在许多实施例中，一旦外部雷达通信设备90接收到数据连接请求，就可以执行信号交换或其他数据连接安全机制。例如，可以执行类似于用于SRWC通信的四向信号交换以建立可用于加密将通过通信信道102和/或104发送的数据通信的共享秘密(或其他安全代码)。该共享秘密也可以用于加密反向信道通信，或者单独的加密/安全技术和/或单独的安全代码可以用于这些反向信道通信。一旦外部雷达通信设备90和车辆雷达通信系统100完成信号交换或其他数据连接安全过程，就可以说连接是安全的。
雷达单元40使用固定矢量模式发送数据(例如，步骤260)。激光的直径非常小，并且在许多实施例中，需要车辆雷达发射器42和外部雷达接收器94之间的直接视线。直接视线指的是空间中的直线。直接视线是必要的(在一些实施例中)以接收激光脉冲(以及因此数据)的事实导致雷达通信过程本质上是安全的，因为攻击者需要将其恶意设备定位在直接视线、通常是一条小直径的线内。方法200继续到步骤240。
在步骤240中，将数据请求发送到车辆雷达通信系统100。数据请求可以包括向外部雷达通信设备90、远程设施80或其他外部设备提供数据的指示。在一个实施例中，从远程设施80发送数据请求。例如，可以生成数据请求，并且然后通过陆地网络76和/或无线载波系统70从远程设施80发送到车辆12。另外，在一些实施例中，远程设施80还可以向外部雷达通信系统110通知数据请求，或者车辆12可以很快使用雷达将信息传送到外部雷达通信系统110。在另一个实施例中，数据请求可以被发送到外部雷达通信系统110，然后通过下载雷达通信信道104发送到车辆12。数据请求可以指定要从车辆传送到外部雷达通信设备90(或远程设施80)的类型、数量(例如，大小)或特定数据集。从车辆发送到一个或多个其他外部系统(例如，远程设施80和/或外部雷达通信设备)的数据被称为数据上载。从一个或多个其他外部系统(例如，远程设施80和/或外部雷达通信设备)发送到车辆的数据被称为数据下载。
在另一实施例中，车辆雷达通信系统100从外部雷达通信设备90下载数据。在该实施例中，车辆雷达通信系统100可以将数据请求发送到外部雷达通信设备90或远程设施80。或者，远程设施80可以向外部雷达通信设备90发送数据请求，从而指示设备向车辆12发送数据。请求的数据可以是无线(OTA)更新、媒体或其他信息。所请求的数据可以存储在远程设施80的数据库84中。方法200继续到步骤250。
在步骤250中，准备所请求的数据并将其发送到雷达单元。在正在执行数据上载的许多实施例中，数据通信控制器62可以从存储器66或车辆12的其他存储器设备接收数据。然后，数据通信控制器62准备数据，该数据可以包括调制数据或以其他方式准备可以在雷达单元40处接收并用于发射光脉冲(或其他电磁辐射)以便传送数据的数字数据。例如，可以使用频率调制或幅度调制技术在载波信号上调制数据。作为另一示例，所准备的数据可表示将从雷达40发射的激光脉冲序列。该所准备的数据可以指定激光脉冲之间的定时，光脉冲的脉冲宽度和/或可以改变的其他属性以便传送数据。数据通信控制器62还可以在准备数据之前加密数据。一旦准备好数据，就将所准备的数据发送到雷达单元40。
如上所述，在其他实施例中，可以执行数据下载，其中使用下载雷达通信信道104将数据下载到车辆。外部雷达通信设备90可以以与上面关于车辆雷达通信系统100描述的方式类似的方式准备要由外部雷达发射器92发送的数据。在这样的实施例中，外部雷达通信设备90可以包括数据通信控制器或执行类似功能的模块。方法200继续到步骤260。
在步骤260中，使用雷达单元发射所准备的数据。在许多实施例中，光脉冲控制器48根据准备的数据控制雷达发射器42。例如，光脉冲控制器48指示或以其他方式使雷达发射器42根据指定的顺序(例如，根据准备的数据指定)发射光脉冲，这可导致车辆雷达发射器42发射具有改变的脉冲宽度的光脉冲和/或在不同时间(例如，在光脉冲之间具有变化的间隔)发射光脉冲。在其他实施例中，数据在载波信号上调制(如由准备的数据所指示或由所准备的数据表示)，并且然后使用车辆雷达发射器42发射。在数据下载的情况下，外部雷达通信设备90可以以与上面关于车辆雷达通信系统100描述的方式类似的方式执行发射步骤。方法200继续到步骤270。
在步骤270中，接收数据接收确认消息。数据接收确认消息可以是接收到数据的指示。数据接收确认消息可以指定接收的数据量、接收的数据包的数据包指示符、接收的数据类型，和/或关于接收的数据的校验和或其他完整性数据。如上所述，在一些实施例中，仅一个雷达通信信道102(或仅下载雷达通信信道)用于雷达通信。在这种情况下，数据接收确认消息通过反向信道通信从外部雷达通信设备90发送到车辆雷达通信系统100。然而，在其他实施例中，雷达下载通信信道104用于将来自外部雷达通信设备90的信息传送到雷达单元40。在这样的实施例中，数据接收确认消息可以通过该信道104传送到车辆雷达通信系统100。方法200继续到步骤280。
在步骤280中，确定是否已经发送了所有数据。该确定可以由车辆雷达通信系统100进行，并且在一些实施例中，可以由车载计算机60的数据通信控制器62进行。可以基于从外部雷达通信设备90、远程设施80、车辆12的另一个VSM或另一设备接收的一个或多个消息来做出该确定。该消息可以指定已经接收到所有数据或者不再传送数据。在一个实施例中，该确定可以基于在车辆雷达通信系统100处是否已经接收到任何未完成或未实现的数据请求。当确定雷达单元40要传送更多数据时，方法200可以返回到步骤250；否则，方法200结束。
参考图4，示出了使用雷达传送数据的方法300的另一实施例。方法300可以由车辆雷达通信系统100执行。虽然方法300的步骤被描述为以特定顺序执行，但是由此预期方法300的步骤可以以任何合适的或技术上可行的顺序执行，如本领域技术人员将理解的那样。
在步骤310中，雷达单元在物体检测模式下操作。该步骤类似于上面讨论的方法200(图3)的步骤210。例如，雷达单元40可以使用扫描模式作为扫描配置在物体检测模式下操作。例如，该模式可以在车辆12处于通电模式时执行并且用于自动车辆驾驶操作。方法300继续到步骤320。
在步骤320中，检测紧急事件。当车辆12确定应该与远程或外部系统接触以解决即将发生的或紧急的伤害或损坏，或者解决潜在的即将发生的或紧急的伤害或损坏时，检测到紧急事件。例如，车辆12可以通过使用一个或多个碰撞传感器(例如，加速度计)来检测碰撞。在另一种情况下，车辆12可以“出故障”使得车辆不可行驶(或不可安全地驾驶)-这可以通过使用车载车辆传感器来检测。并且，在另一种情况下，车辆12确定车辆的乘员正在患有健康问题、例如心脏病发作。在这种情况下，至少在一些实施例中，车辆可以立即继续到步骤330并将雷达单元设置为紧急广播模式。在其他实施例中，车辆12可以首先尝试通过使用SRWC和/或蜂窝通信使用无线通信设备30来与远程设施或紧急系统进行联系。如果此类联系失败或正在经历延迟问题，则方法300可以继续到步骤330。在一些情况中，无线通信设备30可能由于碰撞引起的损坏而功能失常，并且在这种情况下，期望使用其他通信装置来发送紧急消息。在其他实施例中，车辆12可以尝试使用在紧急广播模式下操作的雷达单元和通过使用其他通信(例如通过反向信道通信)来进行联系。
在步骤330中，将雷达单元设置为紧急广播模式。紧急广播模式是雷达用于广播旨在由雷达接收器接收的消息的模式。紧急广播模式是一种数据通信模式。当处于紧急广播模式时，雷达单元40可以使用慢速扫描模式作为扫描配置设置。慢速扫描模式是这样的扫描模式，在该扫描模式中雷达单元40在视野上“扫描”或发射雷达脉冲的速率比雷达单元40处于物体检测模式时的速率慢。在一个实施例中，慢速扫描模式以默认扫描模式(或物体检测模式)的速度的约50％扫描。在另一实施例中，慢速扫描模式以默认扫描模式(或物体检测模式)的速度的约10％扫描。方法300继续到步骤340。
在步骤340中，使用雷达单元发出紧急消息。紧急消息可以是由数据通信控制器62准备并且通过通信总线58发送到雷达脉冲控制器48的消息或数据。紧急消息可以包括车辆标识符、指示车辆或其乘员遇险的数据、远程服务器地址(例如，IP地址、域名和/或地址)、紧急类型、车辆位置(例如，如使用GNSS接收器22所确定的)和/或各种其他数据。雷达脉冲控制器48可以在载波信号上调制紧急消息。在一个实施例中，预定紧急光脉冲(或一系列光脉冲)可以由远程设施80定义。这可以便于检测紧急消息，因为其他雷达系统总是可以比较所接收的雷达信号以确定它们是否与预定紧急光脉冲匹配。
在许多实施例中，紧急消息旨在由另一个雷达通信系统、例如车辆雷达通信系统或外部雷达通信系统接收。这些其他雷达系统可以始终监听特定消息，或特定频率、振幅、波长、脉冲序列或指示车辆希望与远程系统进行联系或者车辆(或其乘员)陷入困境的其他雷达光特性。一旦另一个雷达系统(例如，另一个车辆)接收到紧急消息，另一个雷达系统就可以将紧急消息转发到远程服务器(例如，远程设施80)。在一个实施例中，另一个雷达系统可以将紧急消息发送到紧急消息中指定的地址(例如，IP地址，其他计算机网络地址)。另一个雷达系统可以类似于车辆雷达通信系统100或外部雷达通信系统110。然后方法300结束。
在方法300的备选实施例中，在步骤340之后，接收指示已接收到紧急消息的确认消息。在一个实施例中，接收紧急消息的另一个雷达系统可以使用类似于信道104的下载雷达通信信道将确认消息发送到车辆雷达通信系统100。响应雷达系统(即，接收紧急消息的雷达系统)可以将紧急消息转发到远程服务器(例如，远程设施80、计算机78)(步骤340)，然后可以从远程服务器接收响应。然后可以通过下载雷达通信信道或通过使用反向信道通信将响应传送回车辆雷达通信系统100。在其他实施例中，远程服务器可以尝试使用反向信道通信直接响应车辆12。在一个实施例中，车辆雷达通信系统100可以连续发出紧急消息，直到接收到确认消息。应当理解，在一些实施例中，方法300也可以由外部雷达通信系统110执行。
在一个实施例中，方法200、方法300和/或其部分可以在计算机可读介质中包含并且包括可由一个或多个系统的一个或多个计算机的一个或多个处理器使用(例如，可执行)的指令的一个或多个计算机程序(或“应用程序”或“脚本”)中实现。计算机程序可以包括一个或多个软件程序，其包括源代码、目标代码、可执行代码或其他格式的程序指令。在一个实施例中，计算机程序中的任何一个或多个可以包括一个或多个固件程序和/或硬件描述语言(HDL)文件。此外，计算机程序可以各自与任何程序相关数据相关联，并且在一些实施例中，计算机程序可以与程序相关数据打包在一起。程序相关数据可以包括数据结构、查找表、配置文件、证书或以任何其他合适格式表示的其他相关数据。程序指令可以包括程序模块、例程、程序、功能、过程、方法、物体、组件和/或类似物。计算机程序可以在一个或多个计算机(或VSM)上执行，例如在彼此通信的多个计算机(或VSM)上执行。
计算机程序可以体现在计算机可读介质(例如，存储器66、车辆雷达通信系统100的其他存储器、无线通信设备30的存储器38、外部雷达通信系统110的存储器)上，其可以是非暂时性的并且可以包括一个或多个存储设备、工业制品等。示例性计算机可读介质包括计算机系统存储器RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)；半导体存储器，例EPROM(可擦除可编程ROM)，EEPROM(电可擦除、可编程ROM)、闪存；磁盘或光盘或磁带；和/或类似。计算机可读介质还可以包括计算机到计算机的连接，例如，当通过网络或另一通信连接(有线、无线或其组合)传输或提供数据时。上述示例的任何组合也包括在计算机可读介质的范围内。因此，应该理解，该方法可以至少部分地由能够执行与所公开方法的一个或多个步骤相对应的指令的任何电子物品和/或设备来执行。
应理解，前述内容是对本发明的一个或多个实施例的描述。本发明不限于本文公开的特定实施例，而是仅由下面的权利要求限定。此外，前面描述中包含的陈述涉及特定实施例，并且不应被解释为对本发明范围的限制或权利要求中使用的术语的定义，除非以上明确定义术语或短语。对于本领域技术人员来说，各种其他实施例以及对所公开的实施例的各种改变和修改将是显而易见的。所有这些其他实施例，改变和修改旨在落入所附权利要求的范围内。
如在本说明书和权利要求中所使用的，术语“比如”、“例如”、“像比如”、“诸如”和“类似”，以及动词“包含”、“具有”、“包括”和他们的其他动词形式，当与一个或多个组件或其他项目的列表结合使用时，每个都被解释为开放式的，这意味着该列表不被视为排除其他附加组件或项目。其他术语应使用其最广泛的合理含义来解释，除非它们用于需要不同解释的上下文中。另外，术语“和/或”应解释为包含性OR。因此，例如，短语“A、B和/或C”将被解释为涵盖以下所有内容：“A”；“B”；“C”；“A和B”；“A和C”；“B和C”；和“A、B和C。”

Claims (9)

1.一种利用雷达传送数据的方法，所述方法由雷达通信系统执行，所述方法包括：
激活激光雷达单元的数据通信模式，包括将所述激光雷达单元的发射类型从(a)包括所述激光雷达单元在所述激光雷达单元的视场上输出光脉冲的扫描模式改变到(b)包括所述激光雷达单元仅在单个方向上从所述激光雷达单元输出光脉冲的固定矢量模式，其中，所述单个方向是外部激光雷达通信设备的孔径的方向；
准备用于由激光雷达单元以固定矢量模式向外部激光雷达通信设备通信的数据；
在激活所述数据通信模式并转换到固定矢量模式之后，通过使用激光雷达单元仅在单个方向上发射光脉冲，将所准备的数据传送到外部雷达通信设备；以及
通过反向信道通信从外部激光雷达通信设备接收确认消息，其中所述确认消息指示由所述外部雷达通信设备接收所准备的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在物体检测模式下操作所述激光雷达单元的步骤，其中当在所述物体检测模式下操作时，所述激光雷达单元使用扫描模式发射雷达信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述雷达通信系统是车辆雷达通信系统，所述车辆雷达通信系统作为所述车辆的车辆电子器件的一部分安装到车辆中。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，准备步骤由数据通信控制器执行，并且其中所准备的数据通过所述车辆电子器件的通信总线发送到所述激光雷达单元。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述激光雷达单元连续发射所述多个光脉冲直到接收到所述确认消息，并且其中所述多个光脉冲传送紧急消息。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外部雷达通信设备通过在所述外部雷达通信设备的雷达发射器与所述激光雷达单元的雷达接收器之间建立的下载雷达通信信道将所述确认消息发送到所述雷达通信系统。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述雷达通信系统使用所述多个光脉冲连续发送所准备的数据，直到接收到所述确认消息。
8.一种使用雷达传送数据的方法，所述方法由雷达通信系统执行，所述雷达通信系统安装在车辆中作为所述车辆的车辆电子器件的一部分，所述方法包括：
在物体检测模式下操作激光雷达单元；
确定在数据通信模式下操作所述激光雷达单元；
激活激光雷达单元的所述数据通信模式，包括将所述激光雷达单元的发射类型从(a)包括所述激光雷达单元在所述激光雷达单元的视场上输出光脉冲的扫描模式改变到(b)包括所述激光雷达单元仅在单个方向上从所述激光雷达单元输出光脉冲的固定矢量模式，其中，所述单个方向是外部激光雷达通信设备的孔径的方向；
在激活所述数据通信模式并转换到固定矢量模式之后，使用仅在单个方向上输出的光脉冲通过上载雷达通信信道，从所述激光雷达单元向外部雷达通信设备传输数据；以及
通过反向信道通信从外部激光雷达通信设备接收确认消息，其中所述确认消息指示由所述外部雷达通信设备接收到所发射的数据。
9.一种车辆雷达通信系统，包括：
处理器和存储器；
激光雷达单元，其包括雷达发射器；和
数据通信控制器，其通信地耦合到所述激光雷达单元；
其中，所述存储器包括计算机指令，当由所述处理器执行时，所述计算机指令使所述车辆雷达通信系统：
激活所述激光雷达单元的数据通信模式，包括将所述激光雷达单元的发射类型从(a)包括所述激光雷达单元在所述激光雷达单元的视场上输出光脉冲的扫描模式改变到(b)包括所述激光雷达单元仅在单个方向上从所述激光雷达单元输出光脉冲的固定矢量模式，其中，所述单个方向是外部激光雷达通信设备的孔径的方向；
使用雷达准备用于通信的数据；
在激活所述数据通信模式并转换到固定矢量模式之后，使用所述雷达发射器仅在单个方向上发射多个光脉冲，将所准备的数据传送到外部雷达通信设备；以及
通过反向信道通信从外部激光雷达通信设备接收确认消息，其中所述确认消息指示由所述外部雷达通信设备接收所准备的数据。
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